(57)【要約】本発明は、植物組織の成長を促進させるためのアセンブリであって、所定の配列のウェルがそれぞれ形成された複数のプレートを含み、各ウェルが組織サンプルを収容するようになされたアセンブリを提供する。垂直に積み重ねられた複数の棚を有するラックにより、プレートのための支持体が形成され、棚は、プレートを所定の位置へと付勢する１つ又は複数の位置合わせ用凹部を含んでも良い。組織サンプルのための光は、複数の発光ダイオードアレイによって供給され、各発光ダイオードアレイは、回路基板上に取り付けられている。各回路基板は、発光ダイオードがその下側の棚のうちの１つに支持されたプレートに近接するように、ラックのそれぞれのカードエッジコネクタによって支持される。発光ダイオードアレイは、各発光ダイオードが、対応する１つのウェルの上側に中心合わせされるように、発光ダイオードの下側の棚上の合わせ位置に支持されたウェルアレイに対応していることが好ましい。
2005520502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
増殖を支援するために光を必要とする組織サンプルの成長を促進させるためのアセンブリにおいて、
所定の配列を成して配置された複数のウェルを内部に有するプレートであって、複数のウェルのそれぞれが組織サンプルのうちの１つを支持して隔離するように構成されたプレートと、
前記ウェルの配列に対応する配列を成して配置された複数の発光ダイオードであって、そのような配列により、各発光ダイオードが、対応する１つのウェルと対向して位置付けされ、その状態の下で、前記対応する１つのウェルに光を照らして、前記ウェル内に支持された組織の増殖を促進させる発光ダイオードと、
を備えることを特徴とするアセンブリ。
【請求項２】
各発光ダイオードが、該発光ダイオードに対応する１つのウェルの上側に中心合わせされることを特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項３】
各発光ダイオードに対応する１つのウェルの内部にある組織サンプルから各発光ダイオードまでの距離が、１インチ若しくはそれよりも短いことを特徴とする請求項２に記載のアセンブリ。
【請求項４】
前記発光ダイオードが、白色光を放射することを特徴とする請求項１に記載のアセンブリ。
【請求項５】
増殖を支援するために光を必要とする組織サンプルの成長を促進させるためのアセンブリにおいて、
所定の配列を成して配置された複数のウェルを内部にそれぞれ有する複数のプレートであって、複数のウェルのそれぞれが組織サンプルのうちの１つを支持して隔離するように構成された複数のプレートと、
互いに離間されかつ少なくとも１つのプレートを支持するように構成された複数の支持体を有するラックと、
ラックによって支持された複数の発光ダイオードアレイであって、発光ダイオードアレイからの光が前記プレートのウェル内を照らすとともに前記ウェル内に収容された組織サンプルの成長を促進させるようにそれぞれが支持体と協働する複数の発光ダイオードアレイと、
を備えることを特徴とするアセンブリ。
【請求項６】
各発光ダイオードアレイは、前記プレートのウェルの配列に対応する配列を成して配置された複数の発光ダイオードから成り、そのような配列により、各発光ダイオードが、対応する１つのウェルと対向して位置付けされることを特徴とする請求項５に記載のアセンブリ。
【請求項７】
各発光ダイオードが、前記対応する１つのウェルと対向して中心合わせされるように、各支持体は、前記支持体上に支持された前記プレートを合わせ位置へと付勢する位置合わせ手段を有していることを特徴とする請求項６に記載のアセンブリ。
【請求項８】
前記支持体は、棚を有しており、前記位置合わせ手段は、前記棚に形成された位置合わせ用凹部であることを特徴とする請求項７に記載のアセンブリ。
【請求項９】
各発光ダイオードアレイは、回路基板と、該回路基板によって支持された複数の発光ダイオードとを有していることを特徴とする請求項５に記載のアセンブリ。
【請求項１０】
前記ラックが複数のカードエッジコネクタを更に有し、各カードエッジコネクタは、前記発光ダイオードアレイのうちの１つのための回路基板を受けるとともに、対応する１つの棚の上側で前記回路基板及び発光ダイオードを支持するように構成されていることを特徴とする請求項９に記載のアセンブリ。
【請求項１１】
支持体同士が、多くても、２インチしか離間してないことを特徴とする請求項５に記載のアセンブリ。
【請求項１２】
複数のプレートを収容するとともに、複数の組織サンプルに対して光を供給するためのアセンブリであって、各プレートは、所定の配列を成して配置された複数のウェルを内部に有し、複数のウェルのそれぞれが組織サンプルのうちの１つを支持するようになされたアセンブリにおいて、
互いに離間された複数の支持体を有するラックと、
ウェルの配列に対応する配列を成して配置された複数の発光ダイオードをそれぞれが有する複数の発光ダイオードアレイと、
を備え、
各発光ダイオードアレイは、対応する１つの棚と対向するようにラックにより支持され、それにより、前記発光ダイオードからの光が、前記棚の上に支持された前記プレートの対応する１つのウェルを照らすこと、
を特徴とするアセンブリ。
【請求項１３】
各棚は、前記複数のプレートのうちの少なくとも１つを合わせ位置へと付勢するように構成されていることを特徴とする請求項１２に記載のアセンブリ。
【請求項１４】
各棚は、前記プレートを合わせ位置へと付勢する形状を成す位置合わせ用凹部を規定していることを特徴とする請求項１２に記載のアセンブリ。
【請求項１５】
増殖を支援するために光を必要とする組織サンプルを高スループット処理するためのシステムにおいて、
所定の配列を成して配置された複数のウェルを内部に有する複数のプレートであって、複数のウェルのそれぞれが組織サンプルのうちの１つを隔離して保持するように構成された複数のプレートと、
互いに垂直に離間された複数の棚を有するラックであって、各棚が少なくとも１つのプレートを支持するラックと、
前記プレートのウェル内に光を照らすようにそれぞれが複数の棚のうちの対応する１つの上側に位置付けされる複数の発光ダイオードアレイと、
動作範囲を有する少なくとも１つのプレートマニピュレータを有する自動操作システムと、
を備え、
前記ラックは、プレートマニピュレータの動作範囲内にプレートが入るように位置決めされ、前記プレートマニピュレータは、前記プレート内に収容された組織サンプルを自動処理するために、各プレートを支持するとともに各プレートを前記ラックから除去することができること、
を特徴とするシステム。
【請求項１６】
所定の配列を成して配置された複数のウェルを有する複数のウェルプレート内に収容された組織サンプルの成長を促進させる方法であって、各ウェルが組織サンプルのうちの１つを隔離して支持するようにした方法において、
ウェルプレートのウェルに組織サンプルを装填するステップと、
発光ダイオードアレイと対向する支持体上に各ウェルプレートを位置決めするステップと、
前記ウェルプレートの各ウェル内に発光ダイオードからの光を照らすステップと、
下流側での更なる処理を行うために前記支持体から各ウェルプレートを取り出すステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
各発光ダイオードが前記ウェルプレートの対応する１つのウェルと対向して中心合わせされるまで、前記支持体上の合わせ位置へ前記ウェルプレートを付勢することを更に含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記位置決めは、垂直に積み重ねられた複数の支持体のうちの１つの上に各プレートを位置決めすることを含む請求項１６の方法。
【請求項１９】
垂直に積み重ねられた各支持体と対向するように発光ダイオードアレイの回路基板を取り付けることを更に含む請求項１８の方法。
【請求項２０】
前記装填するステップ、前記位置決めするステップ、及び前記除去するステップが自動システムによって行なわれることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
増殖を支援するために光を必要とする組織サンプルの成長を促進させるためのアセンブリにおいて、
所定の配列を成して配置された複数のウェルを内部にそれぞれ有する複数のプレートであって、複数のウェルのそれぞれが組織サンプルのうちの１つを支持して隔離するように構成された複数のプレートと、
複数の棚と複数のカードエッジコネクタとを有するラックであって、前記棚が互いに垂直に離間され、前記プレートを合わせ位置へと付勢する位置合わせ用凹部内で少なくとも１つのプレートを各棚が支持し、前記カードエッジコネクタがそれぞれ対応する１つの棚の上側に位置付けされるように構成されたラックと、
前記カードエッジコネクタにより前記棚の上側に支持されるとともに、それぞれが複数の発光ダイオードと１つの回路基板とを有する複数の発光ダイオードアレイ、
を備え、
前記回路基板が、前記プレートのウェルの配列に対応する配列で発光ダイオードを支持し、それにより、前記プレートが合わせ位置にある時に、各発光ダイオードが、対応する１つのウェルと対向して位置決めされるとともに、その対応するウェルの上側に中心合わせされること、
を特徴とするアセンブリ。
【請求項２２】
増殖を支援するために光を必要とする組織サンプルの成長を促進させるためのアセンブリにおいて、
所定の配列を成して配置された複数のウェルを内部に有するプレートであって、複数のウェルのそれぞれが組織サンプルのうちの１つを支持して隔離するように構成されたプレートと、
白色光を前記ウェル内に照らして、前記ウェル内に支持された組織の増殖を促進させるように、所定の配列を成して配置されるとともに、前記ウェルと対向して位置決めされる複数の発光ダイオードと、
を備えることを特徴とするアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物の成長を促進するための人工照明システムの使用に関し、より詳細には、細胞用ウェルプレート（cell well plate）内で植物組織の成長を促進させるための照明システムの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
植物組織を使用する生物学的及び生化学的なスクリーニングシステムにおいては、植物組織の成長を促進させることが重要である。植物組織の成長は、組織に対して供給される栄養素の量及びタイプ，組織に与えられる人的支援，組織環境の温度，植物組織に供給される光の量を含む幾つかの要因によって影響される。光の利用可能性に関し、殆どのスクリーニングシステムは、制御可能であり、かつ、天候の変化に供されない人工光を使用する。また、スクリーニングシステムは、一般に、複数のウェル（well；ウェル）が画成されたプレートを使用する。各ウェルは、個々の組織サンプルを、他の組織サンプル及び環境と混入しないように保持して隔離する。
【０００３】
植物組織の成長を促進させるための既存のシステムは、一般に、それぞれが複数のマルチプルウェルプレートを保持する複数の棚を有するラック又は「ホテル」を使用する。各棚の上側には、マルチ−ウェルプレート及びマルチ−ウェルプレート内の組織に対して照明を行なう白熱光源又は蛍光源がある。しかしながら、過度に熱を伝達しないように光を植物組織から安全な距離に維持しなければならないため、また、白熱光や蛍光は比較的大きい寸法のため、ラックの垂直積み重ね量が限られてしまっていた。各棚と光源とを組み合わせるためには、約１フィートの垂直空間が必要であるため、天井の高さが８フィートの通常の部屋では、棚の数が７〜８個に限られてしまう。また、白熱光や蛍光は、エネルギ効率があまり良くないため、マルチプルウェルプレート１個当り、約４．４ワットの電力が必要となる。コストの制約に結び付けられるそのような大きな空間及び所要電力は、ラックの密度及び植物組織スクリーニングシステムのスループットを制限してしまう傾向がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、植物組織の成長を促進させるためのシステムであって、スクリーニング作業のスループットを高めつつ、複数のウェルプレート内の植物組織に対して十分な光を供給することができるシステムを有していることが有益である。特に、植物組織の成長を促進させるためのシステムであって、空間を過度に占有することなく、プレート１個当りに多くの電力を使用しないで済むシステムを有していることが有益である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、増殖を支援するために光を必要とする組織の成長を促進させるアセンブリを提供することにより、前述した必要性に対処し、他の利点を得る。アセンブリは、所定の配列のウェルがそれぞれ形成された複数のプレートを有している。各ウェルは、組織サンプルのうちの１つを収容するとともに、その組織サンプルを他の組織サンプルから隔離する。垂直に積み重ねられかつ互いに比較的短い距離をもって離間する複数の棚を有するラックにより、プレートのための支持体が形成される。各棚は、棚上に載置されたプレートを所定の位置へと付勢する１つ又は複数の位置合わせ用凹部を有していても良い。組織サンプルのための光は、複数の発光ダイオードアレイによって供給され、各発光ダイオードアレイは、回路基板上に取り付けられている。また、各回路基板は、発光ダイオードがその下側の棚のうちの１つに支持されたプレートに近接するように、ラックのそれぞれのカードエッジコネクタによって支持されている。発光ダイオードの配列（発光ダイオードアレイ）は、各発光ダイオードが、対応する１つのウェル（複数のウェルのそれぞれの１つ）の上側に中心合わせされる（中心付けされる）ように、発光ダイオードの下側の棚上に合わせ位置（registered position；所定位置）に支持されたウェルの配列（ウェルアレイ）に対応していることが好ましい。
【０００６】
一実施形態において、本発明は、増殖を支援するために光を必要とする組織サンプルの成長を促進させるアセンブリを含む。このアセンブリは、所定の配列を成して配置された複数のウェルを内部に備える（画成している）プレートを有している。複数のウェルの各々は、組織サンプルのうちの１つを支持して隔離するように構成されている。また、アセンブリは、所定の配列を成して配置された複数の発光ダイオード（発光ダイオードアレイ）を有している。発光ダイオードの配列（発光ダイオードアレイ）は、ウェルの配列（ウェルアレイ）に対応しており、そのような配列により、各発光ダイオードが、対応する１つのウェルに近接して位置付けされ、それにより、対応する１つのウェルに光を照らすようになっている。ウェル内への光の照明により、ウェル内に支持された組織の増殖が促進される。各発光ダイオードは、対応する１つのウェルの上側に中心合わせされるのが好ましい。また、各発光ダイオードは、白色光を放射するとともに、対応する１つのウェルの内部にある組織サンプルからの距離が１インチ若しくはそれよりも短いことが更に好ましい。
【０００７】
本発明の他の実施形態において、複数のプレート及び発光ダイオードアレイは、高密度ラックによって支持されても良い。ラックは、互いに垂直に離間された複数の棚を有しており、各棚は、複数のプレートのうちの少なくとも１つを支持するように構成されている。各発光ダイオードアレイは、対応する１つの棚の上側でラックにより支持される。発光ダイオードからの光は、下側の棚上に支持されたプレートのウェル内を照らし、それにより、プレート内に収容されたサンプルの組織の成長を促す。
【０００８】
ラックによって支持された各発光ダイオードアレイは、その下側に支持されたプレートのウェルアレイに対応し、そのような配置により、各発光ダイオードが複数のウェルのうちの１つのウェルの上側に位置付けされることが好ましい。また、ラックの棚は、各発光ダイオードが、対応する１つのウェルの上側で中心合わせされるように棚上に配置されたプレートを所定の位置へと付勢する位置合わせ用の凹部を有していても良い。また、ラックは、それぞれが回路基板を受けるように形成された複数のカードエッジコネクタを有しており、回路基板内には複数の発光ダイオードが組み込まれて発光ダイオードアレイを形成している。カードエッジコネクタは、回路基板と回路基板内に組み込まれた発光ダイオードとを、プレートを支持する棚の上側で支持するように位置決めされている。棚同士が２インチ未満で離間し、それにより、収納空間が垂直方向で限られている場合であっても、比較的高密度のプレートをラックによって保持できることが好ましい。
【０００９】
更なる他の実施形態において、高密度ラックは、高速処理スクリーニングで使用できる操作システムと共に使用されても良い。この操作システムは、動作範囲を有するプレートマニピュレータを含む。ラックは、ラック上に支持されたプレートがプレートマニピュレータの動作範囲内に入るように位置決めされる。これにより、プレートマニピュレータは、例えば高速処理順序付け作業等の自動処理のため、各プレートを支持するとともに、各プレートをラックから取り出すことができる。
【００１０】
本発明は、幾つかの利点を有している。小型で、かつ、蛍光灯や白熱電球ほど熱を放射しない発光ダイオードを使用することにより、ラックの棚をより接近して積み重ねることができる。棚をより接近して積み重ねると、十分な量の組織サンプルを収容するために必要な空間の大きさが減るため、収納効率が高まる。これは、特に、毎日のように数千個のサンプルが必要とされる高速処理スクリーニング作業において重要である。また、動作範囲が限られるロボットアーム等のような自動プレートマニピュレータに対して、より多くのプレートを接近させることが可能である。それ自体の発光ダイオードを有する各ウェルをマッチング及びアライメントすることにより、光ビームの広がり及び強度を較正して、組織を最適に成長させることができる。更に、発光ダイオードは、より有効に光を使用するとともに、組織の成長を促進させるために必要な所要電力が蛍光灯や白熱電球よりも低く、標準的な４×６のプレート１個当たりの所要電力が平均で約１．３ワットである。これに対し、蛍光システム及び白熱システムは、４．４ワットの電力を消費する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
ここで、本発明を大まかに説明するべく、添付図面を参照する。これらの図面は、必ずしも一定の縮尺で描かれていない。
【００１２】
以下、本発明の好ましい実施形態が示された添付図面を参照しながら、本発明を更に十分に説明する。しかしながら、多くの様々な形態で具現化される本発明は、ここに示された実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、この開示内容が十分でかつ完全であるように、また、この開示内容によって本発明を当業者に十分伝えることができるように与えられているものである。全体にわたって同様の参照符号は同様の部材を示している。
【００１３】
一実施形態において、本発明は、高速処理（高スループット）スクリーニングシステム１０を備えている。このスクリーニングシステム１０は、高密度ラック又はホテル２０内に収容された複数のウェルプレート（well plate）１２を自動操作するためのロボット１１を備えている。この場合、図１及び図２に示されるように、複数のウェルプレート１２のそれぞれは、複数の植物組織サンプル１３を収納できる。各ウェルプレート１２の上部には、回路基板又はカード３１によって支持され、かつ、ウェルプレート１２内に形成されたウェル１４内の植物組織サンプル１３に対して光を供給する発光ダイオード（ＬＥＤ）３０が設けられている。
【００１４】
図３に示されるように、高密度ラック２０は、矩形ベース２１と、一対の側壁２２と、複数の棚２３と、複数のカードエッジコネクタ２４と、一対のコネクタ支持部２５とを含んでいる。一対の側壁２２は、矩形ベース２１を挟んで水平方向において離間している。さらに詳細には、側壁２２は、矩形ベース２１の左右の側面に取り付けられるとともに、そこから垂直上方へと延びている。棚２３は、垂直方向において互いに離間されており、側壁２２間に延びている。一対の側壁２２は、複数の棚２３に取り付けられて、各棚２３の左右の縁部を支持している。棚２３は、約８フィートの天井高さを有する部屋内で４０個を超える棚を積み重ねることができるように、約２インチ離れていることが好ましい。また、各棚２３には、図２に示されるような少なくとも１つの凹部２６、出っ張り、縁部、或いは、棚２３の上に載置されるプレート１２のうちの１つを、ロボット１１によって知られた合わせ位置へと付勢して、その後に検索及び操作できるようにする他の機械的又は電気的な手段（例えば、磁界）が設けられることが好ましい。本発明のラック２０は、前述した実施形態に限定されると見なされるべきではない。ラック２０は、任意の構造を有していても良く、或いは、所望の数のプレート１２又はプレートを保持するトレイのための支持面或いは支持部を様々な方向及び密度で提供するアセンブリを含んでいても良い。しかしながら、支持面は、ロボットマニピュレータ１１が接近でき、また、プレート１２をＬＥＤ３０のアレイに位置合わせし、かつ、ロボットに知られた位置へと付勢してその後に検索できるようにする特定の位置合わせ装置が接近できる十分な隙間を有していなければならない。
【００１５】
各コネクタ支持部２５は、Ｌアングル形状を成しており、一方側の脚部が側壁２２のうちの対応する一方に取り付けられるとともに、他方側の脚部が図４に示されるように側壁の他方に向かって内側に延び、かつ、ラック２０の背面に沿って延びている。カードエッジコネクタ２４は、それぞれ、対応する１つの棚２３の上方側であってかつ次に垂直方向に続く棚２３の直ぐ下側の箇所において、コネクタ支持部２５に装着されている。各カードエッジコネクタ２４には、回路基板３１のうちの１つの縁部を受けるように寸法付けられた水平溝が形成されている。また、この水平溝により、回路基板３１、ひいては、ＬＥＤ３０のアレイが、棚２３の上側に正確に位置決めされる。
【００１６】
カードエッジコネクタ２４の背面に沿って一対の給電用リード線３２が垂直に延びている。給電用リード線３２は、カードエッジコネクタ２４の背面上の隣り合うタブ３３に半田付けされることにより、各コネクタ２４の水平溝に電気的に接続されている。給電用リード線３２の一方は、水平溝の上側のタブに取り付けられており、他方は、水平溝の下側のタブに取り付けられている。各回路基板３１は、対応する１つのカードエッジコネクタ２４に挿入されることにより給電され、そのＬＥＤ３０に対して電力を送る。ラック２０の背面に沿って垂直方向に延びる保護シール３４を給電用リード線３２上にわたって装着することにより、半田付けされた接続部分を物理的に保護するとともに、妨害信号を遮断しても良い。カードエッジコネクタ２４により、ＬＥＤ３０のアレイを簡単に取り付け及び取り外しを行うことができる一方、回路基板３１は、ラック２０に配線として組み込まれていても良い。
【００１７】
ウェルプレート１２内におけるウェル１４の数，寸法，及び位置は、ロボット１１等の既存のプレートハンドリング装置に適合するように調整される。例えば、ウェルプレート１２は、殆どのハンドリング装置に適合するように、４×６の配列で２４個のウェルを有していることが好ましく（図２に示されるように）、或いは、６×８の配列で４８個のウェルを有していることが好ましい。６個のウェル、又は、９６個のウェルといったような従来の装置に適合する他のウェル密度を使用することもできる。しかしながら、１個のウェル又は１０００個のウェルといったような標準外のウェル密度を使用することもできる。また、ウェルプレート１２は、内部に収納される組織サンプル１３を更に隔離するとともに、ウェル内に取り囲まれた組織サンプルにＬＥＤ３０からの光を伝えることができる透明カバーを含んでいても良い。
【００１８】
ＬＥＤ３０は、組織１３からの距離が１インチよりも短い時に組織を成長させることができる十分な光を供給する高輝度ホワイトＬＥＤ（米国のカリフォルニア州にあるアルペンテク・オブ・アービンから市販されているニチアモデルＮｏ．ＮＳＰＷ−５００ＢＳ）であることが好ましい。ホワイトＬＥＤは、非ホワイトＬＥＤと比べて比較的十分な周波数スペクトルの光を放射する。有利には、ホワイトＬＥＤの十分なスペクトル放射により、成長を促進させるために異なるスペクトルを有する様々なＬＥＤを様々な植物組織の異なる光感度に合わせるという問題が解消される。また、全てのホワイトＬＥＤが１つの電源から給電されても良い。
【００１９】
また、図５及び図６に示されるように、ＬＥＤ３０は、ツインリード５ｍｍエポキシパッケージ内に設けられるとともに、プリント回路基板３１中に直列に配列されて装着されることが好ましい。また、ＬＥＤ３０の幾つか或いは全てを個別に配線することにより、各ＬＥＤ３０を個別に制御できるようにしても良い。好ましくは、各回路基板３１は、各水平溝の上下のタブ３３に対応するように位置決めされたその接続縁部において、基板の上下に、接点を有していても良い。前述したように、ＬＥＤ３０は、プリント回路基板によって支持される必要はなく、ウェルプレート１２上に十分な光を照らすために必要な位置に所望の配列構成を成して組み込まれていても良い。
【００２０】
ＬＥＤ３０は、各細胞用ウェルプレート１２内に形成されたウェル１４の間隔に対応するように、各アレイ内で離間されていることが好ましい。その結果、各ＬＥＤ３０は、ウェルプレート１２が適切に位置決めされた際に対応する１つのウェル１４の上側に中心合わせ（中心付け）される。言い換えると、個々の各ＬＥＤ３０は、対応する１つのウェル１４と１対１の割合で結び付けられる。そのような１対１の結び付きは、幾つかの異なるタイプの非ホワイトＬＥＤによって各植物組織サンプルを照らす必要性を無くすＬＥＤの白色光放射によって促進される。
【００２１】
ウェルプレート１２の適切な位置決めは、その対応するプレートを棚２３のうちの１つの所定の位置に付勢する位置合わせ用凹部２６によって確保される。例えば、図２及び図７に示されるように、プレート１２のうちの１つの４×６配列のウェル１４は、その合わせられた位置において、ＬＥＤ３０の４×６配列に対応しており、ＬＥＤ３０の４×６配列の下側に中心合わせされる。各ウェル１４の上側に１つのＬＥＤを中心合わせすることにより、ＬＥＤ３０とウェル１４の底部の組織との間の距離を較正することができ、それにより、光ビームの広がり及び強度を最適な大きさにして、組織の成長を促進させることができる。各ＬＥＤにおけるビームの広がりは、約４０°の円錐角である。全電圧及び全電流での出力強度は、２０°のビームを用いると、５．６カンデラ（２０ｍＡで１５〜１６ルーメン／ワット）である。色温度は、６０００〜６５００ケルビンである。しかしながら、最適な広がり角度及び強度は、植物組織のタイプ及び所望の成長速度に幾分応じて変化する。そのような変化を達成するため、出力を減少させる抵抗を用いてＬＥＤへの電流を制限することができる。また、パルスを発生させることにより、デューティサイクルを短くすることにより、及び／又は、電圧を減少させることにより、出力を減少させることもできる。電圧を増大させて、更に短いデューティサイクルでパルスを発生させることにより、出力の増大が達成され得る。
【００２２】
標準的な配列（アレイ）の４８個及び９６個のウェルを有するウェルプレート１２に対応するＬＥＤ３０のアレイを使用することもできる。他の変形例においては、標準外のウェル配列、例えば、ウェルプレート内で規則的に離間する３個又は１０００個のウェル配列に対応するように、ＬＥＤ４０の配列を構成することができる。更に他の変形例において、ＬＥＤ３０の配列は、棚２３のうちの１つに配置される幾つかのウェルプレート１２に対応していても良い。一例として、３つの４×６ウェルプレート１２が棚２３のうちの１つにおける合わせ位置に支持されても良く、また、これらのプレートの上側に位置付けされるＬＥＤ３０のアレイが１２×６の配列である。
【００２３】
ラック２０内にウェルプレート１２を高密度に積み重ねる実施例においては、低温でかつ小サイズのＬＥＤ３０により、２インチ間隔で棚２３を垂直に積み重ねることができる。９６インチ×１９インチのサイズの１つの棚が、９０個の標準的な４×６ウェルプレート１２を保持し、少なくとも４０個の棚が、８フィートの垂直な空間（一般的な収納室）内で垂直に積み重ねられる。この時、１０１立方フィートの容積内において、全部で３６００個のプレート１２を収納することができるとともに、これらのプレート１２に対して光を供給することができる。そのような構成における組織サンプルの数は、８６，４００個である。因みに、蛍光灯を使用して、１フィート間隔で棚を離間させ、同じ４×６のウェルプレートを用いる場合には、同じ数のサンプルを収納するために、５０５立方フィートの容積が必要である。また、所要電力が低いＬＥＤ３０は、各プレートを照らすために必要な電力を、蛍光灯の場合における４．４ワットから、ＬＥＤを用いた１．３ワットへと減らす。所用電力の低さは、部分的には、ＬＥＤ３０からの光の効率的な分配を促進する、ウェル１４に対するＬＥＤ３０の位置決めに起因している。すなわち、ＬＥＤ３０によって形成される光は、蛍光灯システムの場合よりも多くの量が組織に到達し、これにより、全体として形成する必要がある光の量を減少させることができる。
【００２４】
高速処理スクリーニングシステム１０の使用中に、ＬＥＤ３０のアレイを含む回路基板３１は、スクリーニング作業で使用されるプレート１２のウェル１４のアレイに対応するように選択される。各回路基板３１は、それを対応するカードエッジコネクタ２４の水平溝内に回路基板を挿入することにより、対応する１つのカードエッジコネクタ２４に対して取り付けられる。そのような挿入により、回路基板３１の上下の接点領域とタブ３３とが電気的に接続され、これにより、給電用リード線３２を通じて電力を供給することができる。回路基板３１が給電されると、ＬＥＤ３０は、ＯＮ状態になされて、光を供給し始める。
【００２５】
好ましくは、自動システム、例えばスイスのＭａｎｎｅｄｏｒｆのＴＥＣＡＮによって製造されるＧＥＮＥＳＩＳ液体ハンドラを使用して、組織サンプル１３がウェルプレート１２内に装填（収容）されるとともに、新鮮な液状媒体がウェル１４内に注入される。新鮮な植物組織サンプル１３を収容するウェルプレート１２は、ロボット１１のマニピュレータによって握持されてラック２０の棚２３上に位置決めされる。各ウェルプレート１２が対応する１つの棚２３に位置決めされると、位置合わせ用凹部２６は、対応するＬＥＤ３０のアレイの下側の中心位置へとウェルプレート１２を付勢する。スクリーニングプロセスに必要な間隔で、例えば、サンプルすなわちウェル１４のうちの１つの液体に液状の栄養素を補給するために必要な間隔で、ウェル１４から幾つかの組織サンプル１３を除去するために必要な間隔で、或いは、１つのプレートを他のプレートと交換するために必要な間隔で、ロボット１１は、１つの棚２３の適切な位置にアクセスするとともに、位置合わせ用凹部２６上におけるその位置からプレート１２を回収する。
【００２６】
本発明は、幾つかの利点を有している。小型で、かつ、蛍光灯や白熱電球ほど熱を放射しないＬＥＤ３０を使用することにより、ラック２０の棚２３をより接近して積み重ねることができる。棚２３をより接近して積み重ねると、十分な量の組織サンプル１３を収容するために必要な空間の大きさが減るため、収納効率が高まる。これは、特に、毎日のように数千個のサンプルが必要とされる高速処理スクリーニング作業において重要である。また、動作範囲が限られるロボットアーム等の自動プレートマニピュレータが、より多くのプレート１２にたいしてアクセス可能である。それ自体の発光ダイオードを有する各ウェル１４をマッチング及びアライメントすることにより、光ビームの広がり及び強度を較正して、組織を最適に成長させることができる。更に、発光ダイオード３０は、蛍光灯や白熱電球よりも所要電力が低く、標準的な４×６のプレート１個当たりの所要電力が平均で約１．３ワットである。これに対し、蛍光システム及び白熱システムは、４．４ワットの電力を消費する。白色光を放射するＬＥＤ３０は、十分な周波数スペクトルを放射し、従って、多くの様々なタイプの植物組織において使用できるという利点を有している。また、ホワイトＬＥＤを使用すると、各ＬＥＤとそれに対応するウェルとの１対１の結び付き（カップリング）が促進される。
【００２７】
先の説明及び関連する図面に示された教示内容から利益を得る本発明が属する分野における当業者であれば、本発明の多くの変形及び他の実施形態を想起し得る。従って、本発明が前述した特定の実施形態に限定されず、また、変形例及び他の実施形態が添付の請求の範囲内に含まれることは言う迄もない。ここでは特定の用語が使用されているが、これらの用語は、単に総称的かつ記述的な意味で使用されているだけであって、限定的な目的で使用されているものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態に係る高速処理スクリーニングシステムの斜視図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係る、発光ダイオードアレイの下側に支持されて中心合わせされる複数のウェルプレートの斜視図である。
【図３】複数のウェルプレート及び発光ダイオードアレイをそれぞれ支持するための、垂直に離間された複数の棚及びカードエッジコネクタを有する、図１に示されるラックの斜視図である。
【図４】図３のラックの背面図である。
【図５】図２の発光ダイオードアレイの斜視図である。
【図６】発光ダイオードを支持するための回路基板を含む、図２の発光ダイオードアレイの底面図である。
【図７】図２の発光ダイオードアレイと複数のウェルプレートとが内部に取り付けられた、図３のラックの斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【国際調査報告】
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