JP2018000191A - 生物学的材料のインキュベーション及びガラス化のための装置 - Google Patents
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Abstract
Description
前記装置は、縦方向及び横方向にそれぞれ広がりを有するハウジングを具備し、前記ハウジングは、1つ又は2つ以上の培養皿区画を備え、前記培養皿区画は各々が生物学的材料を含む1つ又は2つ以上の培養皿を収容するように構成され、前記培養皿は前記生物学的材料を収容するための1つ又は2つ以上の培養ウェルを備え、
前記装置は、前記1つ又は2つ以上の培養皿中に収容された前記生物学的材料の画像を捕捉するための1つ又は2つ以上の画像捕捉装置を具備し、
前記装置は、生物学的材料を極低温で冷却するための極低温手段を具備し、前記極低温手段は、前記1つ又は2つ以上の培養皿区画に対して異なった位置にある極低温領域に配置され、
前記1つ又は2つ以上の培養皿区画と前記極低温領域とは共に作動領域を規定し、
前記装置は、1つ又は2つ以上の操作ユニットを具備し、前記1つ又は2つ以上の操作ユニットの各々は、1つ又は2つ以上のロボットアームを備え、前記1つ又は2つ以上のロボットアームは、前記作動領域内において、構成要素及び/又は化学的又は生物学的材料を把持及び移動させるように構成され、
前記装置は、移動手段を具備し、前記移動手段は、前記培養皿に対して前記画像捕捉装置を相対的に移動させるように構成され、
前記装置は、前記装置の動作を制御するための制御システムを具備し、前記制御システムは、前記装置が従うべき所定の動作プロトコルを使用者が入力できるように構成され、前記制御システムは、前記プロトコルに基づいて前記装置を制御するように構成されている、
装置に関する。
前記装置は、縦方向及び横方向にそれぞれ広がりを有するハウジングを具備し、前記ハウジングは、1つ又は2つ以上の培養皿区画を備え、前記培養皿区画は各々が生物学的材料を含む1つ又は2つ以上の培養皿を収容するように構成され、前記培養皿は前記生物学的材料を収容するための1つ又は2つ以上の培養ウェルを備え、
前記装置は、前記1つ又は2つ以上の培養皿中に収容された前記生物学的材料の画像を捕捉するための1つ又は2つ以上の画像捕捉装置を具備し、
前記装置は、生物学的材料を極低温で冷却するための極低温手段を具備し、前記極低温手段は、前記1つ又は2つ以上の培養皿区画に対して異なった位置にある極低温領域に配置され、
前記1つ又は2つ以上の培養皿区画と前記極低温領域とは共に作動領域を規定し、
前記装置は、1つ又は2つ以上の操作ユニットを具備し、前記1つ又は2つ以上の操作ユニットの各々は、1つ又は2つ以上のロボットアームを備え、前記1つ又は2つ以上のロボットアームは、前記作動領域内において、構成要素及び/又は化学的又は生物学的材料を把持及び移動させるように構成され、
前記装置は、移動手段を具備し、前記移動手段は、前記培養皿に対して前記画像捕捉装置を移動させるように構成され、
前記装置は、前記装置の動作を制御するための制御システムを具備し、前記制御システムは、前記装置が従うべき所定の動作プロトコルを使用者が入力できるように構成され、前記制御システムは、前記プロトコルに基づいて前記装置を制御するように構成されている、
装置に関する。
本発明の第1の側面に係る装置の実施形態のひとつは、前記画像捕捉装置によって捕捉された画像を加工するための画像加工ユニットを具備している。
4…培養皿区画
6…培養皿
8…培養皿の培養ウェル
10…画像捕捉装置
12…極低温手段
14…極低温領域
16…作動領域
18…操作ユニット
20…把持アーム
22…移動手段(movement means)
24…制御システム
26…装置の蓋
28…培養皿区画のシェルフ
30…移動手段(moving means)
32…ピペットポンプ
34…ピペットスタンド
36…インキュベーション液体及び/又は凍結防止剤のためのコンテナ
38…透明なシェルフ
40…液体ガスを保存するためのコンテナ
42…作動プロトコルをセットするための入力手段
44…作動のモード/進行を表示するためのディスプレイ
46…蓋保持手段
48…比較的高い熱伝導容量を有する材料
50…貫通孔
52…培養皿の外周(outer periphery)
54…培養皿の内周(inner periphery)
56…培養皿の蓋
58…ピペット用ロボットアーム
60…操作ユニットのベース
62…ピペット用ロボットアームの作動端
64…ピペット手段
66…ピペット
68…モータユニット
70…ピッティングポンプ(pitting pump)のためのスタンド
72…ピッティングポンプのためのスタンドの第1のブラケット
74…ピッティングポンプのためのスタンドの第2のブラケット
76…プラスチックシリンジ
78…プラスチックシリンジのシリンダ部分
80…プラスチックシリンジのピストン部分
82…モータユニット
84…シリンジの通過端(passage end)
86…皿封止ロボットアーム、蓋載置ロボットアーム
88…蓋載置ロボットアームのベース
90…蓋載置ロボットアームの作動端
92…モータユニット
94…蓋載置ロボットアームの把持パッド
100…装置
200…システム
X…縦方向
Y…横方向
Claims (46)
- 生存可能な生物学的物質のインキュベーション及びガラス化のための装置(100)であって、
前記装置は、縦方向(X)及び横方向(Y)にそれぞれ広がりを有するハウジング(2)を具備し、前記ハウジングは、1つ又は2つ以上の培養皿区画(4)を備え、前記培養皿区画は各々が生物学的材料を含む1つ又は2つ以上の培養皿(6)を収容するように構成され、前記培養皿は前記生物学的材料を収容するための1つ又は2つ以上の培養ウェル(8)を備え、
前記装置は、前記1つ又は2つ以上の培養皿中に収容された前記生物学的材料の画像を捕捉するための1つ又は2つ以上の画像捕捉装置(10)を具備し、
前記装置は、生物学的材料を極低温で冷却するための極低温手段(12)を具備し、前記極低温手段は、前記1つ又は2つ以上の培養皿区画(4)に対して異なった位置にある極低温領域(14)に配置され、
前記1つ又は2つ以上の培養皿区画と前記極低温領域とは共に作動領域(16)を規定し、
前記装置は、1つ又は2つ以上の操作ユニット(18)を具備し、前記1つ又は2つ以上の操作ユニットの各々は、1つ又は2つ以上のロボットアーム(20)を備え、前記1つ又は2つ以上のロボットアームは、前記作動領域内において、構成要素及び/又は化学的又は生物学的材料を把持及び移動させるように構成され、
前記装置は、移動手段(22)を具備し、前記移動手段は、前記培養皿に対して前記画像捕捉装置を相対的に移動させるように構成され、
前記装置は、前記装置の動作を制御するための制御システム(24)を具備し、前記制御システムは、前記装置が従うべき所定の動作プロトコルを使用者が入力できるように構成され、前記制御システムは、前記プロトコルに基づいて前記装置を制御するように構成されている、
装置。 - 前記装置は1つ又は2つ以上の個別の培養皿区画を備えており、例えば2〜25、例えば3〜24、例えば4〜23、例えば5〜22、例えば6〜21、例えば7〜20、例えば8〜19、例えば9〜18、例えば10〜17、例えば11〜16、例えば12〜15、例えば13〜14個の個別の培養皿区画を備えている、請求項1に記載の装置。
- 前記1つ又は2つ以上の培養皿区画(4)、好ましくは全ての培養皿区画は、区画用の蓋(26)を備えている、請求項1又は2に記載の装置。
- 前記1つ又は2つ以上の培養皿区画(4)、好ましくは全ての培養皿区画の温度を個別に調節するための温度調節手段を更に具備した請求項1乃至3の何れか1項に記載の装置。
- 前記温度調節手段は、1つ又は2つ以上の電気加熱素子などの加熱手段、及び/又は、1つ又は2つ以上のペルチェ素子などの冷却手段を備えている、請求項4に記載の装置。
- 前記1つ又は2つ以上の培養皿区画(4)、好ましくは全ての培養皿区画において、酸素、二酸化炭素、及び/又は窒素の濃度などのガス組成を個別に制御するためのガス組成制御手段を更に具備した請求項1乃至5の何れか1項に記載の装置。
- 前記装置は、個別の培養皿区画の各々について画像捕捉装置(10)を具備している、請求項1乃至6の何れか1項に記載の装置。
- 前記移動手段(22)は、前記画像捕捉装置が前記培養皿に対して移動可能なように構成され、それにより前記培養皿中に収容された各々の生物学的材料の画像を捕捉できるようにされている、請求項1乃至7の何れか1項に記載の装置。
- 前記1つ又は2つ以上の培養皿区画(4)、好ましくは全ての培養皿区画において、前記培養皿区画は、培養皿の収容のためのシェルフ(28)を備え、前記移動手段(22)は、前記画像捕捉装置に対して、前記シェルフを、好ましくは回転により移動できるように構成され、それにより前記培養皿中に収容された各々の生物学的材料の画像を捕捉できるようにされている、請求項1乃至7の何れか1項に記載の装置。
- 例えば前記1つ又は2つ以上の培養皿区画(4)、好ましくは全ての培養皿区画において、前記培養皿区画は、ピペットポンプ(32)を備え、前記ピペットポンプは、前記培養皿の前記培養ウェルへと及び前記培養皿の前記培養ウェルから前記流体をピペットするように構成されている、請求項1乃至9の何れか1項に記載の装置。
- 前記1つ又は2つ以上の培養皿区画(4)、好ましくは全ての培養皿区画において、前記培養皿区画は、1つ又は2つ以上のピペットを備えた1つ又は2つ以上のピペットスタンド(34)を備えている、請求項1乃至10の何れか1項に記載の装置。
- 前記1つ又は2つ以上の培養皿区画(4)、好ましくは全ての培養皿区画において、前記培養皿区画は、インキュベーション液体及び/又は抗凍結剤を保存するための1つ又は2つ以上のコンテナ(36)を備えている、請求項1乃至11の何れか1項に記載の装置。
- 前記1つ又は2つ以上のコンテナは、シリンジの端部封止キャップを備えている、請求項12に記載の装置。
- 前記1つ又は2つ以上の培養皿区画(4)、好ましくは各々の培養皿区画において、前記培養皿区画は、培養皿を運ぶための透明シェルフ(38)を備え、前記画像捕捉装置は、前記透明シェルフの下に配置され、前記培養皿中に収容された生物学的材料の画像の捕捉を前記透明シェルフを通じて行えるように移動可能とされている、請求項1乃至13の何れか1項に記載の装置。
- 前記1つ又は2つ以上の培養皿区画(4)、好ましくは各々の培養皿区画において、前記培養皿区画は、1つ又は2つ以上の透明な壁を備えている、請求項1乃至14の何れか1項に記載の装置。
- 前記画像捕捉装置(10)は、水平方向に又は実質的に水平方向にフォーカスするように構成されている、請求項15に記載の装置。
- 前記画像捕捉装置(10)は、前記透明な壁の外側の位置で、前記培養皿区画の内部に対して、前記1つ又は2つ以上の培養皿区画に沿って移動可能に構成されている、請求項16に記載の装置。
- 前記画像捕捉装置(10)は、前記1つ又は2つ以上の培養皿区画の手前で又は背後で移動可能に構成されている、請求項17に記載の装置。
- 前記1つ又は2つ以上の培養皿区画(4)、好ましくは各々の培養皿区画において、前記培養皿区画は、pHセンサ、温度センサ、酸素センサ、及び二酸化炭素センサのうち1つ又は2つ以上を備えている、請求項1乃至18の何れか1項に記載の装置。
- 前記極低温手段(12)は、液体窒素などの液体ガスを保存するためのコンテナ(40)を備え、液体ガスを保存するための前記コンテナ(40)は、前記1つ又は2つ以上の培養皿区画から離されている、請求項1乃至19の何れか1項に記載の装置。
- 前記装置は、使用者が前記装置が従うべき操作プロトコルをプログラム及び選択できるようにするための入力手段(42)を更に具備している、請求項1乃至20の何れか1項に記載の装置。
- 前記装置は、前記装置の操作の状況及び/又は進行をオペレータに表示するためのディスプレイ(44)を更に具備している、請求項1乃至21の何れか1項に記載の装置。
- 前記装置は、前記画像捕捉装置(10)によって捕捉された画像を加工するための画像加工ユニットを具備している、請求項1乃至22の何れか1項に記載の装置。
- 前記画像加工ユニットは、前記画像捕捉装置(10)によって捕捉された画像から、前記1つ又は2つ以上の個々の生物学的材料のタイムラプス系列を提供するように構成されている、請求項23に記載の装置。
- 前記画像捕捉装置(10)は、前記生物学的材料のクローズアップ画像を捕捉するための顕微鏡を備えている、請求項1乃至24の何れか1項に記載の装置。
- 前記1つ又は2つ以上の培養皿区画(4)、好ましくは各々の培養皿区画において、前記培養皿区画は、前記培養皿又は前記培養皿の各培養ウェルのための1つ又は2つ以上の蓋(56)を収容するための蓋保持手段を備えている、請求項1乃至25の何れか1項に記載の装置。
- 前記1つ又は2つ以上の操作ユニット(18)は、皿封止用ロボットアーム(86)を備え、前記皿封止用ロボットアームは、前記培養皿区画(4)内に収容された1つ又は2つ以上の培養皿(6)を封止するように、又は、培養皿の培養ウェル(8)を封止するように構成されている、請求項1乃至26の何れか1項に記載の装置。
- 前記皿封止用ロボットアーム(86)は、前記培養皿区画内から蓋(56)を担持し、前記蓋を移動させ、前記培養皿区画(4)内に収容された培養皿(6)又は培養皿の培養ウェル(8)の上に前記蓋を配置するように構成されている、請求項27に記載の装置。
- 前記1つ又は2つ以上の操作ユニット(18)は、ピペット用ロボットアーム(58)を備え、前記ピペット用ロボットアームはピペット(66)を備え、前記ピペット用ロボットアームは、前記ピペットを培養皿区画(4)内で移動させて、前記培養皿区画内に収容された培養皿(6)の1つ又は2つ以上の培養ウェル(8)から又は前記培養ウェル(8)へと液体及び/又はサスペンジョンを抜き取るか又は加えるように構成されている、請求項1乃至28の何れか1項に記載の装置。
- 前記1つ又は2つ以上の操作ユニット(18)は、培養皿移動用ロボットアームを備え、前記培養皿移動用ロボットアームは、培養皿を担持して前記培養皿区画と前記装置の前記極低温領域との間を移動させるように構成されている、請求項1乃至29の何れか1項に記載の装置。
- 前記1つ又は2つ以上のロボットアームは、各々独立にベースを備え、前記ロボットアームは前記ベース上にピボット可能なように載置され、前記ロボットアームは、その反対側の端部に作動端を備え、前記ロボットアームの作動端は3次元に独立に移動可能とされている、請求項27乃至30の何れか1項に記載の装置。
- 前記装置の動作を制御するための前記制御システム(24)は、1つ又は2つ以上の培養皿区画における温度調節手段;1つ又は2つ以上の培養皿区画におけるガス組成調節手段;前記1つ又は2つ以上の画像捕捉装置;皿封止用ロボットアーム、ピペット用ロボットアーム、及び培養皿移動用ロボットアームなどの前記1つ又は2つ以上の操作ユニット;並びにピペットポンプのうち、1つ又は2つ以上を制御するように構成されている、請求項1乃至31の何れか1項に記載の装置。
- 生存可能な生物学的物質のインキュベーション及びガラス化のためのシステム(200)であって、請求項1乃至32の何れか1項に記載の装置(100)と、1つ又は2つ以上の培養皿(6)との組み合わせを具備したシステム。
- 前記1つ又は2つ以上の培養皿は、複数の培養ウェル(8)を含んだ材料(48)を備え、前記培養ウェル(8)の各々は前記材料内における凹部である、請求項33に記載のシステム。
- 各培養皿中の前記培養ウェル(8)の数は2〜20であり、例えば4〜18であり、例えば6〜16であり、例えば8〜14であり、例えば10〜12である、請求項34に記載のシステム。
- 少なくとも前記1つ又は2つ以上の培養ウェルにおいて、各ウェルの下部の皿の材料は透明である、請求項33乃至35の何れか1項に記載のシステム。
- 前記培養皿の材料はプラスチックなどのポリマーである請求項33乃至36の何れか1項に記載のシステム。
- 1つ又は2つ以上の前記培養ウェル(8)において、前記ウェルを取り囲む領域に、金属などの比較的高い熱伝導性を有した材料(48)が設けられている、請求項33乃至37の何れか1項に記載のシステム。
- 各培養ウェルは前記皿の周縁近傍に配置され、前記皿の底面は金属などの比較的比較的高い熱伝導性を有した材料(48)で覆われており、前記培養ウェルの領域の底面は比較的比較的高い熱伝導性を有した材料(48)で覆われていない、請求項38に記載のシステム。
- 前記培養皿は実質的に中央に向けられた貫通孔(50)を備えることにより外周部(52)及び内周部(54)を有し、各培養ウェルは前記外周部又は内周部の近辺に配置されている、請求項38又は39に記載のシステム。
- 前記培養皿(6)は、全ての培養ウェル(8)を覆う蓋(56)を備えているか、又は、単一の培養ウェルを覆う個別の蓋を備えており、前記蓋は前記培養ウェルを周囲から取り外し可能に封止するように構成されている、請求項38乃至40の何れか1項に記載のシステム。
- 前記培養皿(6)は、前記培養ウェルの近辺における材料の厚みが、例えば前記培養ウェルの下部の材料に関して、及び/又は、前記ウェルの壁に関して、0.05〜0.5mm、例えば0.06〜0.4mm、例えば0.07〜0.3mm、例えば0.08〜0.2mm、例えば0.09〜0.1mmである、請求項38乃至41の何れか1項に記載のシステム。
- 請求項38乃至42の何れか1項によって規定される培養皿。
- 請求項1乃至32の何れか1項に記載の装置(100)又は請求項33乃至42の何れか1項に記載のシステム(200)又は請求項43に記載の培養皿(6)の、生存可能な生物学的物質のインキュベーション及びガラス化のための使用。
- 前記生物学的材料は卵母細胞又は胚である請求項44に記載の使用。
- 請求項1乃至32の何れか1項に記載の装置(100)を用いて実行される、生存可能な生物学的物質のインキュベーション及びガラス化の方法。
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