JP5881621B2 - 動的細胞培養のマルチリアクタボックス - Google Patents
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Description
− タンク又は外部泡トラップを省ける、
− 必要な回路長さを低減できる、
− 操作中にin−situで培養培地のサンプリングを可能とする。
− 前記ボックスはまた、少なくとも1つのウェルを含み、前記マイクロ構造化チャンバが前記コネクタの組みを介して接続され;
− 前記ウェルの底部が前記チャンバの全ての位置よりも高い位置であり;
− 前記コネクタの組みが、前記ウェルの底部で穴に固定されたコネクタであり;
− それぞれのマイクロ構造化チャンバが入口ウェル及び出口ウェルに接続され、入口及び出口のそれぞれのコネクタの組みが灌流され;
− 前記ボックスがグリップ手段により保持された密閉フードでカバーされた下部ケーシングを含み;
− 前記下部ケーシングが、前記マイクロシステム及びマルチウェルプレートを含み、前記ウェルが前記マルチウェルプレートの1つのウェルであり;
− 前記マルチウェルプレートがポリスチレンで作られた使い捨てプレートであり;
− 前記マルチウェルプレートが、ポリカーボネートで作られたオートクレーブ処理可能なプレートであり;
− 前記フードが、オスコネクタの組みを持ち、前記ウェルとメス入口コネクタを灌流し;
− 前記ボックスが、入口ウェル当たり1つのオスコネクタと1つのメスコネクタを含み、かつ出口ウェル当たり1つのオスコネクタと2つのメスコネクタを含み;
− 前記マイクロシステムがポリジメチルシロキサンを含み;
− 膜挿入が、前記ウェル内に少なくとも1つ設けられる、ことである。
− 前記サンプリングポートが除去可能なストッパが設けられている;
− 前記ボックスはグリップ手段により保持された密閉フードでカバーされた下部ケーシングを含み;
− 前記サンプリングポートは、入口で前記フード内に含まれたメスコネクタにより構成され;
− 前記フードはまた、前記ウェルを灌流し及び前記メスコネクタと整列される少なくとも1つのオスコネクタを含み;
− それぞれのマイクロ構造化チャンバは、入口ウェル及び出口ウェルに接続され、それぞれがオスコネクタにより灌流され;
− 前記フードは、入口ウェルによるメスコネクタ、及び出口ウェルにつき第2のメスコネクタを含み;
− ウェルの前記メスコネクタが前記ウェルを還流する同じオスコネクタへ接続され、前記コネクタが、前記オスコネクタと前記メスコネクタにより形成される前記配列に関して傾けられており;
− 前記下部ケーシングが、マルチウェルプレートを含み、前記ウェルが前記マルチウェルプレートの1つのウェルであり;
− 前記下部ケーシングがまた、マイクロシステムを含み、マイクロ構造化チャンバが接続される前記ウェルの底部に穴が設けられ、その穴内に前記マイクロシステムの少なくとも1つの組みのインタフェースコネクタが挿入され;
− 前記マイクロシステムが、少なくとも1つのマイクロ構造化チャンバの形状を含む下部プレート、及び前記コネクタの組みを含む上部プレートを含み;
− 前記マイクロシステムが、前記少なくとも1つのマイクロ構造化チャンバの形状を含む下部プレート及び上部プレートを含み、前記コネクタの組みが、前記穴に固定され前記上部プレートの穴を通じて前記チャンバを還流し;
− 前記マイクロシステムがポリジメチルシロキサンから形成され;
− 前記マルチウェルプレートがポリスチレン製の使い捨てプレートであり;
− 前記マルチウェルプレートがポリカーボネート製のオートクレーブ処理可能なプレートであり;
− プローブが前記サンプリングポートの少なくとも1つに置かれ;
− 前記プローブが前記ポートのストッパ内に一体化され;
− 挿入膜が前記ウェルの少なくとも1つ内に設けられる、ことである。
− それぞれのマイクロ構造化チャンバが前記ウェルの底部で穴を介してウェルに直接接続される;
− 前記ボックスはマイクロシステムを含み、前記マイクロシステムのインタフェースコネクタの組みは前記穴に挿入され;
− 前記マイクロシステムは、前記少なくとも1つのマイクロ構造化チャンバの形状を含む下部プレート及び上部プレートを含み;
− 前記コネクタの組みは、前記上部プレートの部分を形成する変形可能なチューブであり、上部プレートを介して前記細胞播種ピペットの先端が前記チャンバ内に挿入されることができ;
− 前記コネクタの組みが、前記チャンバを前記上部プレートの穴を通じて灌流する穴に固定された1つのコネクタであり;
− それぞれのマイクロ構造化チャンバが入口ウェル及び出口ウェルへ接続され、それぞれがコネクタの組みよりそれぞれ入口と出口で灌流され;
− 前記ボックスが、グリップ手段により保持された密閉フードによりカバーされた下部ケーシングを含み;
− 下部ケーシングが、マイクロシステム及びマルチウェルプレートを含み、前記ウェルが前記マルチウェルプレートのウェルであり;
− 前記フードが、オスコネクタの組みであり、前記ウェル及びメス入口コネクタの組みを還流し;
− 前記ボックスが、入口ウェル当たり1つのオスコネクタと1つのメスコネクタを含み、出口ウェル当たり1つのオスコネクタと2つのメスコネクタを含み;
− 前記マイクロシステムがポリジメチルシロキサンで構成され;
− 前記マルチウェルプレートがポリスチレン製の使い捨てプレートであり;
−前記マルチウェルプレートがポリカーボネート製のオートクレーブ処理可能なプレートであり;
− 挿入膜が、前記ウェルの少なくとも1つ内に設けられている、ことである。
− 本発明の第1の側面の変形例(又は変形例の組合せ)によるボックス、及び
− 循環手段に適合され、少なくとも1つのマイクロ構造化チャンバに接続されたた循環パイプを含む少なくとも1つ流体回路を含むことを特徴とする。
− 前記循環手段はマルチチャンネルペリスタポンプである。
(a) 前記フードを開き;
(b) 細胞播種する細胞をピペットへ導入し;
(c) 前記ピペットの先端をコネクタの組みに挿入し;
(d) 細胞を前記ピペットから直接前記マイクロ構造化チャンバへ注入し;
(e) 前記フードをしっかり閉めてグリップ手段でロックする、ことを含む。
− 前記ピペットは標線付きミクロピペットであり、マイクロ構造化チャンバの最適化細胞播種に対応した既定の細胞量を含むように調整されており;
− ステップ(b)、(c)及び(d)を、前記マイクロ構造化チャンバの数に合わせて繰り返し、
− 前記ピペットが、前記マルチウェルプレートに適合されたマルチチャンネル標線付きピペットである、ことを含む。
本発明によるボックス1は好ましくは前記バイオリアクタが並列化されたものである。いくつかの実施態様では、本発明によるボックス1はマルチリアクタボックスである。しかし本発明はこの実施態様に限定されるものではなく、1つの構造化チャンバ15のみを含み得る。
図2aは1つの変形例でのボックスを示し、これは流体サンプリング状況において単独で又は1又はそれ以上の変形例を組み合わせて使用され得るものである。サンプリングピペット3の先端はポート22内に挿入される。このポート22は、その下にある前記ウェル10よりも高い位置に設けられている。これは、前記ウェル10からの流体の液滴が、前記ポート22を通る液滴よりも小さい重力位置エネルギーを持つことを意味する。このことは、本発明による前記ボックス1を通常の操作位置に置く場合に、前記下部ケーシング100の底部が前記水平に近い表面上に置かれる。
本発明においては、前記密閉フード200は種々の実施態様により選択される部品である。
− 前記入口ウェル10aについて、それぞれのタイプの単一のコネクタ(201a及び204)が存在する。前記流体の取り出しは前記フード200の上部からである。
− 前記出口ウェル10bのために、2つのメスコネクタ201b、cが存在する。横向きコネクタ201bのみが流体通路として作用する。メスコネクタ201cは前記ポート22の入口を構成する。
図2bは、ボックス1の1つの好ましい実施態様による前記流体通路を示し、上で説明された前記フード200を含む。前記流体は前記メスコネクタ201aを通じて流れ込み、オスコネクタ204を介して前記入口ウェル10aへ移送される。前記入口ウェル10aに含まれる前記流体はその後、前記マイクロ構造化チャンバ15の一組の入口コネクタ16により灌流され、前記チャンバ15の一組の出口コネクタ16を介して前記出口ウェル10b内に集められる。前記出口ウェル10b内に含まれた過剰流体はその後オスコネクタ204により引き出され、前記フードのメスコネクタ201bへ移送される。使用される容量を考慮することで、前記培養チャンバを連続的に灌流することが可能である。前記ボックス1の組織を「灌流」することは、これらがウェル10かマイクロ構造化チャンバ15かどうかにかかわらず、これが流体が供給されるためか流体のオーバーフローを除去するためかに拘わらず、それを流体的に接続されることを意味する。前記流体循環速度は、実際には非常に遅く、適切な流体流通は、異なる組みのコネクタ及び前記ボックス1のコネクタを通じて1滴ずつ動かされ得る。
上で説明したサンプリング操作に加えて、前記チャンバ15の平行な上流、特に入口ウェル10aでサンプリングを実施することも可能であり、例えば前記出口ウェル10bと類似した他のポート22を設けることである。これらの新たなサンプリングの前記出口サンプリングとの比較において、特に前記出口強度から前記入口強度を差し引くことで、前記細胞反応の差測定が行われ得る。このことは、知られた方法、即ちタンクである単一の点でのみサンプリング可能である方法では可能ではない。
上で示したマイクロシステム150は、場合によりハウジングに収容された前記マイクロ構造化チャンバ15であり、マルチウェルプレート110の下に置かれる。留意されるべきことは、前記マイクロシステム150は、別々に扱い得るいくつかの別々の部品からなり得る、ということである。それぞれに部品は、前記ボックス1内の1又はそれ以上のマイクロ構造化チャンバ15を含む。
上部プレート151は2つの有利な実施態様の対象となる。本発明は、これらの実施態様のいずれにも限定されるものではなく、上部プレート151は選択的な部品であることは、明らかである。しかしながらこれらの2つの実施態様のそれぞれは、これまで説明されてきた全ての特徴と完全に組み合わされる。
これらの材料によっては、前記フード200及びマイクロシステム150はオートクレーブ処理が可能である。即ちある場合に、ユーザの必要性に応じて、洗浄され殺菌された後新鮮な培地のために再使用することを可能とする。種々の材料が前記マルチウェルプレート110のために存在する。図7aで示されるように、第1の選択はポリスチレンから作られる。この材料から作られるプレート110は一回使用のみであり、培養の完了の際に廃棄される必要がある。これは実際には安価であり完全に透明な材料であり、培地を通じて細胞を観察することを容易にする。即ち、本発明による全マルチリアクタボックスの全体は1つのペトリボックスよりも大きくないので、完全に顕微鏡下に置くことができる。実際、細胞を撹乱することなくいつでもモニタすることができるということが好ましい。これにより適切な成長を確認し、物質の直接の毒性を観察することができるからである。
他の側面によれば本発明は、本発明の前記第1の側面によるボックス1を含む動的細胞培養システムに関し、少なくとも1つの流れ回路300及びポンプ320、好ましくはペリスタポンプ、又は当業者に知られた任意の流体循環の他の手段を含む。異なる部品が、好ましくはできるだけ短く及び内部表面でできるだけ吸収が少ないチューブにより構成されるパイプ310による回路300へ接続され、それにより前記回路300に注入された物質の濃度の変動を制限する。
より有利には、本発明によるボックスは、生物体に存在する「フィルタ」をシミュレートする。従って、脳血液関門は解剖学的バリアであって、血液成分の通過をフィルタし制御して、血液成分が中枢神経系の細胞外液中に自由に通過することを抑制する。これは、生物体の残りから前記問題のある物質分離して特定する。僅か2%の分子が脳血液関門を自由に通過し得る。脳を介さずに直接注入される場合には神経毒が証明され得る物質は、普通に注入されると完全に安全とされ得る。
他の側面では、本発明は、マルチリアクタボックスの細胞播種の方法に関する。上で説明されたように、コネクタ16の組みがピペット2の先端部を受けることができる。
マルチチャンネルピペットはまた、自動分配システムに適合され得る。かかるシステムは、ロボットアームと供給タンク又は流体タンクを含む。これは1つの位置から他の位置へ自動的に動いて1つのマルチリアクタボックス(それ以上でも)の全チャンバに細胞播種する。このタイプの装置は、生体組織の大量培養への道を拓くことになる。
Claims (14)
- マイクロシステム及び前記マイクロシステムの少なくとも1つのインタフェースコネクタの組みを含むボックスであり、
前記マイクロシステムが、動的細胞培養の少なくとも1つのマイクロ構造化チャンバの形状を持つ下部プレート及び上部プレートを含み、
前記少なくとも1つのマイクロ構造化チャンバが、前記上部プレートの穴に脱着可能に挿入された前記少なくとも1つのコネクタの組みにより、入口及び/又は出口で流体流通的に接続され、さらに、
前記ボックスがまた、少なくとも1つのウェルを含み、前記マイクロ構造化チャンバが前記コネクタの組みの1つを介してウェルに接続されることを特徴とする、ボックス。 - 請求項1に記載のボックスであり、前記ウェルの底部が、前記チャンバの全ての部分の位置よりも高い位置であることを特徴とする、ボックス。
- 請求項2に記載のボックスであり、前記コネクタの組みが、前記ウェルの底部で穴へ固定されたコネクタであることを特徴とする、ボックス。
- 請求項1乃至3のいずれか一項に記載のボックスであり、それぞれのマイクロ構造化チャンバが、入口ウェルと出口ウェルに接続され、それぞれが入口及び出口のコネクタの組みにより灌流されることを特徴とする、ボックス。
- 請求項4に記載のボックスであり、前記ボックスが、グリップ手段で保持された密閉フードでカバーされた下部ケーシングを含むことを特徴とする、ボックス。
- 請求項5に記載のボックスであり、前記下部ケーシングが前記マイクロシステム及びマルチウェルプレートを含み、前記ウェルが前記マルチウェルプレートのウェルであることを特徴とする、ボックス。
- 請求項6に記載のボックスであり、前記マルチウェルプレートが、ポリスチレンで作られる使い捨てプレートであることを特徴とする、ボックス。
- 請求項6に記載のボックスであり、前記マルチウェルプレートがポリカーボネートで作られるオートクレーブ処理可能なプレートであることを特徴とする、ボックス。
- 請求項5乃至8のいずれか一項に記載のボックスであり、前記フードが、前記ウェルを灌流するオスコネクタの組み及びメス入口コネクタの組みを含むことを特徴とする、ボックス。
- 請求項9に記載のボックスであり、前記ボックスが、入口ウェル当たり1つのオスコネクタ及びメスコネクタを含み、出口ウェル当たり1つのオスコネクタ及び2つのメスコネクタを含むことを特徴とする、ボックス。
- 請求項1乃至10のいずれか一項に記載のボックスであり、前記マイクロシステムがポリジメチルシロキサンで構成されることを特徴とする、ボックス。
- 請求項1乃至11のいずれか一項に記載のボックスであり、膜挿入が、前記ウェルの少なくとも1つに設けられることを特徴とする、ボックス。
- 動的細胞培養システムであり、前記システムが、
− 請求項1乃至12のいずれか一項に記載のボックス、及び
− 循環手段に適合され、かつ少なくとも1つのマイクロ構造化チャンバに接続された循環パイプを含む少なくとも1つの流体回路、
を含むことを特徴とする、システム。 - 請求項13に記載のシステムであり、前記循環手段が、マルチチャンネルペリスタポンプであることを特徴とする、システム。
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