(57)【要約】本発明は、多数の粒子から所定の特性を有する選択された粒子を回収するための装置に関する。装置は、刺激システムと、検出システムと、抽出器と、制御システムと、を含む。使用時、制御システムは、刺激システムを作動して、１つ以上の粒子を刺激しようと試み、そして、検出システムを用いて少なくとも１つの刺激された粒子を検出するように構成される。刺激された粒子が一旦検出されると、これは抽出器を用いて回収される。
2005527236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の粒子から、所定の特性を有する選択された粒子を回収するための装置であって、同装置は、
ａ）刺激システムと、
ｂ）検出システムと、
ｃ）抽出器と、
ｄ）前記刺激及び検出システム並びにピペットに結合された制御システムであって、
ｉ）前記刺激システムを用いて、１つ以上の前記粒子を刺激しようと試みる段階と、
ｉｉ）検出システムを用いて、少なくとも１つの刺激された粒子を検出する段階であって、同刺激された粒子は前記所定の特性を有することと、
ｉｉｉ）前記抽出器を用いて刺激された粒子を回収する段階と、
を実行するように構成されている前記制御システムと、
が含まれる装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であって、前記抽出器はピペットである装置。
【請求項３】
請求項１に記載の装置であって、前記ピペットは駆動システムに結合され、また、前記ピペットを作動することによって、ポートを介して粒子を流入又は流出させるように構成されているアクチュエータを含み、前記制御システムは、
ｉ）前記駆動システムを動作させ、前記刺激された粒子に隣接してポートを配置する段階と、
ｉｉ）前記アクチュエータを動作させることにより前記粒子を前記ピペットに流入させることによって、前記粒子を回収する段階と、
を実行するように構成されている装置。
【請求項４】
請求項２に記載の装置であって、前記駆動システムはマイクロマニュピレータである装置。
【請求項５】
請求項２又は請求項３に記載の装置であって、前記検出システムは、
ａ）前記刺激された粒子の位置を決定する段階と、
ｂ）前記刺激された粒子の位置の表示を制御システムに転送する段階であって、同制御システムは、前記刺激された粒子の表示された位置に基づき、前記駆動システムを動作するように構成されている装置。
【請求項６】
請求項２乃至４のいずれか１つに記載の装置であって、前記刺激システムは、前記ピペットに結合され、これによって、前記刺激システムは、前記ポート付近で粒子を刺激し得る装置。
【請求項７】
請求項５に記載の装置であって、前記制御システムは、
ａ）多数の粒子が前記検出システムによって検出されるまで、前記駆動システムを動作する段階と、
ｂ）前記粒子を刺激しようと試みる段階と、
ｃ）１つ以上の刺激された粒子が検出されるまで、段階（ａ）及び（ｂ）を繰り返す段階と、を実行するように構成されている装置。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれか１つに記載の装置であって、前記所定の特性を有する前記粒子はそれぞれのマーカに結合され、前記刺激システムは、前記マーカを刺激することによって前記粒子を刺激するように構成されている装置。
【請求項９】
請求項８に記載の装置であって、前記マーカは蛍光マーカであり、前記刺激システムは前記蛍光マーカを刺激するための放射源を含む装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の装置であって前記放射源は、レーザである装置。
【請求項１１】
請求項８に記載の装置であって、前記マーカは磁気マーカであり、前記刺激システムは、磁界を発生するように構成されている磁界発生器から形成されている装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の装置であって、前記磁界は、前記抽出器側に刺激された粒子を引き付けて回収するように構成されている装置。
【請求項１３】
請求項２及び請求項１１に記載の装置であって、前記刺激された粒子は、前記磁界の作用の下で前記ピペットに流入する装置。
【請求項１４】
請求項１１乃至１４のいずれか１つに記載の装置であって、前記検出システムは前記磁界発生器から形成され、前記刺激された粒子は前記磁界に前記粒子が引き付けられることによって決定される装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれか１つに記載の装置であって、前記検出システムは、
ａ）１つ以上の前記粒子の画像を生成するための描画システムと、
ｂ）前記画像において刺激された粒子を検出するための処理システムと、
を含む装置。
【請求項１６】
請求項２及び請求項１５に記載の装置であって、前記描画システムは、前記駆動システムに結合されることによって前記ポート付近の領域の画像を発生する装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１７のいずれか１つに記載の装置であって、前記粒子は細胞である装置。
【請求項１８】
多数の粒子から選択された粒子を回収するための装置であって、前記選択された粒子は、所定の特性を有し、前記装置は、実質的に上述した通りである装置。
【請求項１９】
多数の粒子から選択された粒子を回収するための方法であって、前記選択された粒子は、所定の特性を有する前記方法において、
ａ）１つ以上の前記粒子を刺激しようと試みる段階と、
ｂ）前記所定の特性を有する少なくとも１つの刺激された粒子を検出する段階と、
ｃ）抽出器を用いて刺激された粒子を回収する段階と、
からなる方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法であって、前記抽出器はピペットである方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の方法であって、前記ピペットは駆動システムに結合され、また、前記ピペットを作動することによって、ポートを介して、粒子を流出又は流入させるように構成されているアクチュエータを含み、前記方法には、
ｉ）前記駆動システムを動作させ、前記刺激された粒子に隣接してポートを配置する段階と、
ｉｉ）前記アクチュエータを動作させることにより前記粒子を前記ピペットに流入させることによって、前記粒子を回収する段階と、からなる方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の方法であって、前記方法は、
ａ）前記刺激された粒子の位置を求める段階と、
ｂ）前記刺激された粒子の表示された位置に基づき前記駆動システムを動作する段階と、を実行するために検出システムを用いる段階が含まれる方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の方法であって、前記方法は、
ａ）１つ以上の前記粒子の画像を生成するための描画システムを用いる段階と、
ｂ）前記画像において刺激された粒子を検出するための処理システムを用いる段階と、
からなる方法。
【請求項２４】
請求項２２に記載の方法であって、前記方法は、
ａ）多数の粒子が前記描画システムによって検出されるまで前記駆動システムを動作する段階と、
ｂ）前記粒子を刺激しようと試みる段階と、
ｃ）１つ以上の刺激された粒子が検出されるまで、段階（ａ）及び（ｂ）を繰り返す段階と、を前記制御システムに実行させる段階からなる方法。
【請求項２５】
請求項１９乃至２４のいずれか１つに記載の方法であって、前記方法は、
ａ）前記所定の特性を有する前記粒子をそれぞれのマーカに結合する段階と、
ｂ）前記マーカを刺激することによって前記粒子を刺激する段階と、
からなる方法。
【請求項２６】
請求項２５に記載の方法であって、前記マーカは蛍光マーカであり、前記方法は、放射源を用いて前記マーカを刺激する段階からなる方法。
【請求項２７】
請求項２５に記載の方法であって、前記マーカは磁気マーカであり、前記方法は、前記粒子に磁界を印加することによって前記粒子を刺激する段階からなる方法。
【請求項２８】
請求項２７に記載の方法であって、前記磁界は、前記抽出器側に刺激された粒子を引き付けて回収するように構成されている方法。
【請求項２９】
請求項２０及び請求項２８に記載の方法であって、前記刺激された粒子は、前記磁界の作用の下で前記ピペットに流入される方法。
【請求項３０】
請求項２７乃至２９のいずれか１つに記載の方法であって、前記方法は、前記抽出器側へ前記粒子が引き付けられることを検出することによって、前記粒子の刺激を検出する段階を含む方法。
【請求項３１】
請求項１９乃至３０のいずれか１つに記載の方法であって、前記粒子は細胞である方法。
【請求項３２】
請求項１９乃至３１のいずれか１つに記載の方法であって、前記方法は請求項１乃至１８のいずれか１つに記載の装置によって行われる方法。
【請求項３３】
多数の粒子から選択された粒子を回収するための方法であって、前記選択された粒子は所定の特性を有し、前記方法は実質的に上述した通りである方法。
【請求項３４】
多数の粒子から、所定の特性を有する選択された粒子を回収するための装置を制御するための処理システムであって、前記装置には、刺激システムと、検出システムと、抽出器と、が含まれ、前記処理システムは、
ａ）前記刺激システムを用いて、１つ以上の前記粒子を刺激しようと試みる段階と、
ｂ）検出システムを用いて、所定の特性を有する少なくとも１つの刺激された粒子を検出する段階と、
ｃ）前記抽出器を用いて刺激された粒子を回収する段階と、
を実行するように構成されている処理システム。
【請求項３５】
請求項３４に記載の処理システムであって、前記処理システムは、請求項１９乃至３２のいずれか１つの方法を実行するように構成されている処理システム。
【請求項３６】
請求項３４又は請求項３５に記載の処理システムであって、前記処理システムは、前記請求項１乃至１８のいずれか１つの前記制御システムを動作するように構成されている処理システム。
【請求項３７】
多数の粒子から選択された粒子を回収するための装置を制御するための処理システムであって、前記選択された粒子は所定の特性を有し、前記装置には、刺激システムと、検出システムと、抽出器と、が含まれ、前記処理システムは、実質的に上述した通りである処理システム。
【請求項３８】
多数の粒子から選択された粒子を回収するためのコンピュータ・プログラム・プロダクト装置であって、前記選択された粒子は所定の特性を有し、前記装置には、刺激システムと検出システムと抽出器と、が含まれ、前記コンピュータ・プログラム・プロダクトには、適切な処理システムによって実行されると、請求項１９乃至３３のいずれかの方法を前記処理システムに実行させるコンピュータ実行可能コードが含まれるコンピュータ・プログラム・プロダクト装置。
【請求項３９】
多数の粒子から選択された粒子を回収するためのコンピュータ・プログラム・プロダクト装置であって、前記選択された粒子は所定の特性を有し、前記装置には、刺激システムと検出システムと抽出器と、が含まれ、前記コンピュータ・プログラム・プロダクトには、適切な処理システムによって実行されると、実質的に上述した通りに前記処理システムを動作させるコンピュータ実行可能コードが含まれるコンピュータ・プログラム・プロダクト装置。
【請求項４０】
粒子を操作するためのピペットシステムであって、同ピペットシステムには、
ａ）使用時に流体を収容するためのピペットであって、ポートを含む同ピペットと、
ｂ）同ピペットに結合されたアクチュエータであって、前記ポートを介して、流体を流入及び／又は流出させるように構成されている前記アクチュエータと、
ｃ）放射源と、
ｄ）前記放射源に結合された第１端部と、前記ポートに隣接して前記ピペットに結合された第２端部とを有し、これによって、使用時に、前記ポートに隣接して配置された粒子に前記放射源からの放射線を入射させる導波路と、
が含まれるピペットシステム。
【請求項４１】
請求項４０に記載のピペットシステムであって、前記ピペットシステムは検出器を含み、同検出器は、前記粒子によって放出される放射線を検出するように構成されているピペットシステム。
【請求項４２】
請求項４１に記載のピペットシステムであって、前記検出器は前記導波路の前記第１端部に結合されることによって、前記粒子から放出される放射線を検出するピペットシステム。
【請求項４３】
請求項４０乃至４２のいずれか１つに記載のピペットシステムであって、前記放射源はレ
ーザであるピペットシステム。
【請求項４４】
請求項４０乃至４３のいずれか１つに記載のピペットシステムであって、前記導波路は光ファイバケーブルであるピペットシステム。
【請求項４５】
請求項４０乃至４４のいずれか１つに記載のピペットシステムであって、前記導波路は前記ピペットから形成され、前記ピペットには、前記放射源からの前記放射線を前記ピペットに入射させ、また、前記ピペットの少なくとも一部に沿って通過させる成形された部位が含まれ、前記放射線は、前記ポートを介して前記ピペットから放出されるピペットシステム。
【請求項４６】
請求項４０乃至４５のいずれか１つに記載のピペットシステムであって、前記ピペットシステムには、
ａ）前記アクチュエータを作動させることによって、前記ポートを介して流体を流入及び／又は流出させる段階と、
ｂ）前記放射源を作動させることによって、粒子を放射線に曝露する段階と、の少なくとも１つを実行するように構成されている制御装置が含まれるピペットシステム。
【請求項４７】
請求項４０乃至４６のいずれか１つに記載のピペットシステムであって、前記ピペットシステムには、流体充填済み容器を基準にする前記ピペットシステムを動かすことによって、粒子が前記容器中に配置される又は前記容器中の流体から除去されるように構成されている駆動システムからなるピペットシステム。
【請求項４８】
請求項４１及び請求項４７に記載のピペットシステムであって、前記駆動システムは制御装置に結合され、同制御装置は、
ａ）前記ポートが粒子に隣接するように前記ピペットシステムを配置する段階と、
ｂ）前記放射源を作動させることによって前記粒子を放射線に曝露する段階と、
ｃ）前記粒子によって放出されるあらゆる放射線を検出する段階と、
ｄ）前記検出された放射線に基づき、前記粒子が前記所定の特性を有するかどうか判断する段階と、
ｅ）比較に基づき、前記アクチュエータを作動することによって、前記ポートを介して前記ピペットに流体を流入させ、これによって前記粒子を回収する段階と、
によって所定の特性を有する粒子を前記容器から回収するように構成されているピペットシステム。
【請求項４９】
請求項４６又は請求項４８に記載のピペットシステムであって、前記制御装置は、適切にプログラムされた処理システムから形成されているピペットシステム。
【請求項５０】
粒子を操作するためのピペットシステムであって、前記ピペットシステムは、
ａ）使用時に流体を収容するための、ポートを含むピペットと、
ｂ）同ピペットに結合されて、前記ポートを介して流体を流入及び流出させるように構成されている前記アクチュエータであって、同アクチュエータは、
ｉ）流体容器と、
ｉｉ）前記ピペットを前記流体容器に結合するフレキシブル管と、
ｉｉｉ）同管を部分的に加圧するように配置されたアームと、
ｉｖ）アクチュエータ駆動システムと、を含み、同アクチュエータ駆動システムは、
（１）前記管を更に加圧することによって、前記ポートから流体を流出させる段階と、
（２）前記管を減圧することによって、前記ポートを介して流体を流入させ
る段階と、の少なくとも１つを実行するように前記アームを動かすように構成されているピペットシステム。
【請求項５１】
請求項５０に記載のピペットシステムであって、前記アクチュエータ駆動システムには、
ａ）前記管を基準にして、前記アームを動かすための第１アクチュエータ駆動装置と、
ｂ）アーム端部から形成されている第２アクチュエータ駆動装置であって、前記アーム端部は、使用時、前記管と接触し、前記第２アクチュエータ駆動装置は、前記アーム端部を膨張又は収縮させるように構成されている前記第２アクチュエータ駆動装置と、
が含まれるピペットシステム。
【請求項５２】
請求項５０又は請求項５１に記載のピペットシステムであって、前記ピペットシステムは、前記アクチュエータ駆動システムに結合された制御装置を含み、前記制御装置は、前記アクチュエータ駆動システムを動作することによって、前記ポートを介して流体を流入させる又は流体を流出させるように構成されているピペットシステム。
【請求項５３】
請求項５０乃至５２のいずれか１つに記載のピペットシステムであって、前記ピペットシステムには、流体充填済み容器を基準にする前記ピペットシステムを動かすことによって、粒子が前記容器中に配置される又は前記容器中の流体から除去されるように構成されている駆動システムが含まれるピペットシステム。
【請求項５４】
請求項５０及び請求項５１に記載のピペットシステムであって、前記駆動システムは前記制御装置に結合され、同制御装置は、
ａ）前記ポートが粒子に隣接するように、前記ピペットシステムを配置する段階と、
ｂ）前記アクチュエータ駆動システムを作動することによって、前記ポートを介して前記ピペットに流体を流入させ、これによって、前記粒子を回収する段階と、
によって前記流体から粒子を回収するように構成されているピペットシステム。
【請求項５５】
請求項５０乃至５３のいずれか１つに記載のピペットシステムであって、前記管はシリコン配管系で形成されているピペットシステム。
【請求項５６】
請求項５０乃至５５のいずれか１つに記載のピペットシステムであって、前記ピペットシステムは、システム３８乃至４７を操作するための前記請求項のいずれかに記載のピペットシステムであるピペットシステム。
【請求項５７】
粒子を操作するためのピペットシステムであって、前記ピペットシステムは、添付の図面を参照して実質的に上述した通りのピペットシステムであるピペットシステム。
【請求項５８】
粒子を操作するためのピペットシステムであって、前記ピペットシステムには、
ａ）使用時に流体を収容するためのピペットであって、ポートを含む前記ピペットと、
ｂ）前記ピペットに結合されたアクチュエータであって、前記ポートを介して流体を流入及び／又は流出させるように構成されている前記アクチュエータと、
ｃ）粒子を磁界に曝露するための磁界発生器と、
が含まれるピペットシステム。
【請求項５９】
請求項５８に記載のピペットシステムであって、前記磁界発生器はソレノイドから形成されているピペットシステム。
【請求項６０】
請求項５９に記載のピペットシステムであって、前記ピペットはノズルを含み、前記ソレ
ノイドは、黒鉛層と、前記ノズル上に配置された多数の付随する巻線とから形成されているピペットシステム。
【請求項６１】
請求項６０に記載のピペットシステムであって、前記ピペットシステムは、
ａ）前記アクチュエータを作動させることによって、前記ポートを介して流体を流入及び／又は流出させる段階と、
ｂ）前記ソレノイドに結合された電流電源を作動させ、これによって、前記粒子を磁界に曝露する段階と、
の少なくとも１つを実行するように構成されている制御装置を含むピペットシステム。
【請求項６２】
請求項５８乃至６１のいずれか１つに記載のピペットシステムであって、前記ピペットシステムは、流体充填済み容器を基準にする前記ピペットシステムを動かすことによって、粒子が前記容器中に配置される又は前記容器中の流体から除去されるように構成されている駆動システムを含むピペットシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、選択された細胞を回収するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本明細書においていずれかの従来技術を参照しても、その従来技術がオーストラリアにおける一般常識の一部を形成すると認めるものではなく、あるいは、何らかの形態でそのことを示唆するものでもなく、また、そのように解釈すべきものでもない。
【０００３】
一群の細胞から所定の特性を有する細胞又はある範囲の特性を有する組織を得ることは、望ましいことが多い。このことを達成し得る１つの方法は、流動細胞測光法を用いることである。流動細胞測光法は、流体サンプル中の粒子を合焦光ビームに対して１列に並べて向けて、それらの物理的又は化学的特性を定量的に測定するために用いられる。
【０００４】
この場合、細胞は、マーカが所望の所定特性を有する細胞のみに結合するように、蛍光マーカ等のマーカでラベル表示される。そして、ラベル表示された細胞は、血球計算器を流れる流体の流れに注入される。光ビームを流体の流れに合焦させ、細胞が光ビームを通過する際、マーカが蛍光を発して、所望の特性を有する細胞の検出が可能になる。次に、細胞は、飛沫偏向又は機械的分類器を用いて、分類し得る。
【０００５】
飛沫偏向の場合、圧電トランスデューサを用いて、さや状流体の飛沫を生成する。それらのしずくに電界を印加して、そこに含まれる細胞に基づき、それらを分類する。他の選択肢として、例えば、特許文献１に記載されるように、機械的捕獲管等を流体流れに挿入して、そこに含まれる細胞を回収してもよい。
【０００６】
しかしながら、通常、フロー血球計算器は、高い技能を有するオペレータによる少なくとも日毎の調整が必要な複雑な器械である。また、その装置のセットアップは、困難であり複雑な較正が必要である。
【０００７】
更に、これらの手法は、一般的に、多数の細胞個体群を分類するためだけに用い得るが、個体群中の細胞の数が少ない場合、あるいは、少数の培養体しか利用可能でない場合、ある程度制限される。ＦＡＣＳ機は、およそ１０００細胞まで処理（分類）し得る。本発明は、単一の細胞まで処理する能力を有することを意図する。
【特許文献１】米国特許第５，０３０，００２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、少数の細胞だけが所望の特性を有することが多いため、細胞に対して有害でないように、単一の細胞を検出し、回収し、分離する装置を有することが必要である。こうして、これらの細胞は、更なる分析に利用可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の基本形態において、本発明は、多数の細胞から、所定の特性を有する選択された細胞を回収するための装置であって、本装置には、
ａ）刺激システムと、
ｂ）検出システムと、
ｃ）抽出器と、
ｄ）刺激及び検出システム並びにピペットに結合された制御システムであって、
ｉ）刺激システムを用いて、１つ以上の細胞を刺激しようと試みる段階と、
ｉｉ）検出システムを用いて、少なくとも１つの刺激された細胞を検出する段階であって、刺激された細胞は、所定の特性を有する段階と、
ｉｉｉ）抽出器を用いて刺激された細胞を回収する段階と、
を実行するように構成されている制御システムと、が含まれる。
【００１０】
抽出器は、通常、ピペットであるが、細胞を抽出するための他のデバイスも用い得る。
好適には、ピペットは駆動システムに結合され、また、ピペットを作動することによって、ポートを介して細胞を流出又は流入させるように構成されているアクチュエータを含む。この場合、制御システムは、通常、
ａ）駆動システムを動作させ、刺激された細胞に隣接してポートを配置する段階と、
ｂ）アクチュエータを動作させることにより、細胞をピペットに流入させることによって細胞を回収する段階と、を実行するように構成されている。
【００１１】
この場合、駆動システムは通常マイクロマニュピレータである。
検出システムは、
ａ）刺激された細胞の位置を決定する段階と、
ｂ）刺激された細胞の位置の表示を制御システムに転送する段階と、であって、制御システムは刺激された細胞の表示された位置に基づき駆動システムを動作するように構成し得る。
【００１２】
刺激システムはピペットに結合され、これによって、刺激システムはポート付近で細胞を刺激し得る。
制御システムは通常、
ａ）多数の細胞が検出システムによって検出されるまで、駆動システムを動作する段階と、
ｂ）細胞を刺激しようと試みる段階と、
ｃ）１つ以上の刺激された細胞が検出されるまで、段階（ａ）及び（ｂ）を繰り返す段階と、を実行するように動作される。
【００１３】
所定の特性を有する細胞は、それぞれのマーカに結合し得るが、この場合、刺激システムは通常、マーカを刺激することによって細胞を刺激するように構成される。しかしながら、細胞の直接的な刺激は、ある状況下では可能な場合がある。
【００１４】
マーカは蛍光マーカであってよく、この場合、刺激システムは、通常、蛍光マーカを刺激するための放射源を含む。しかしながら、磁気マーカ等の他のマーカを用い得る。
放射源は、通常、レーザであるが、ＬＥＤ又は他の放射源を用い得る。
【００１５】
他の選択肢として、マーカは、磁気マーカであってよく、この場合、刺激システムは、磁界を発生するように構成されている磁界発生器から形成される。
磁界は、刺激された粒子を抽出器側に引き付けて回収するように構成し得る。
【００１６】
刺激された粒子は、磁界の作用の下で、ピペットに流入させることができる。更に又は他の選択肢として、ピペットの標準的な使用方法を用い得る。
検出システムは磁界発生器から形成され、刺激された粒子は磁界に粒子が引き付けられることによって決定し得る。
【００１７】
検出システムは通常、
ａ）１つ以上の細胞の画像を生成するための描画システムと、
ｂ）画像において細胞及び／又は刺激された細胞を検出するための処理システムと、
を含む。
【００１８】
描画システムは、好適には、駆動システムに結合されることによってポート付近の領域の画像を発生する。しかしながら別個のそれぞれの駆動システムを用い得る。
装置は、特に、細胞の用途に適切であるが、粒子は任意の形態の粒子であってよい。
【００１９】
第２の基本形態において、本発明は、多数の細胞から、所定の特性を有する選択された細胞を回収するための方法を提供する。本方法は、
ａ）１つ以上の細胞を刺激しようと試みる段階と、
ｂ）所定の特性を有する少なくとも１つの刺激された細胞を検出する段階と、
ｃ）抽出器を用いて、刺激された細胞を回収する段階と、が含まれる。
【００２０】
抽出器は好適にはピペットであるが、他の抽出器も用い得る。
ピペットは、通常、駆動システムに結合され、また、ピペットを作動することによって、ポートを介して細胞を流出又は流入させるように構成されているアクチュエータを含む。本方法には好適には、
ｉ）駆動システムを動作させ、刺激された細胞に隣接してポートを配置する段階と、
ｉｉ）アクチュエータを動作させることにより細胞をピペットに流入させることによって細胞を回収する段階と、が含まれる。
【００２１】
一般的に、本方法には、
ａ）刺激された細胞の位置を求める段階と、
ｂ）刺激された細胞の表示された位置に基づき駆動システムを動作する段階と、を実行するために検出システムを用いる段階が含まれる。
【００２２】
本方法は通常、
ａ）１つ以上の画像成するための描画システムを用いる段階と、
ｂ）画像において刺激された細胞を検出するための処理システムを用いる段階と、が含まれる。
【００２３】
本方法には、一般的に、
ａ）多数の細胞が描画システムによって検出されるまで、駆動システムを動作する段階と、
ｂ）細胞を刺激しようと試みる段階と、
ｃ）１つ以上の刺激された細胞が検出されるまで、段階（ａ）及び（ｂ）を繰り返す段階と、を制御システムに実行させる段階が含まれる。
【００２４】
マーカは、他の選択肢として、磁気マーカであってよく、この場合、本方法は、粒子に磁界を印加することによって、粒子を刺激する段階を含む。
磁界は、刺激された粒子を抽出器側に引き付けて回収するように構成し得る。この場合、刺激された粒子は、磁界の作用の下で、ピペットに流入される。
【００２５】
本方法は、抽出器側へ粒子が引き付けられることを検出することによって、粒子の刺激を検出する段階を含み得る。
本方法は、好適には、本発明の第１基本形態による装置によって実行される。
【００２６】
第３の基本形態において、本発明は、多数の細胞から選択された細胞を回収するための装置を制御するための処理システムであって、選択された細胞は、所定の特性を有し、装置には、刺激システムと、検出システムと、抽出器と、が含まれ、処理システムは、
ａ）刺激システムを用いて１つ以上の細胞を刺激しようと試みる段階と、
ｂ）検出システムを用いて所定の特性を有する少なくとも１つの刺激された細胞を検出する段階と、
ｃ）抽出器を用いて刺激された細胞を回収する段階と、を実行するように構成されている処理システムを提供する。
【００２７】
本処理システムは通常本発明の第２基本形態の方法を実行し、また、本発明の第１基本形態の制御システムとして動作するように構成されている。
第４の基本形態において、本発明は、多数の細胞から選択された細胞を回収するためのコンピュータ・プログラム・プロダクトであって、選択された細胞は所定の特性を有し、装置には、刺激システムと、検出システムと、抽出器と、が含まれ、コンピュータ・プログラム・プロダクトには、適切な処理システムによって実行されると、処理システムに本発明の第２基本形態の方法を実行させるコンピュータ実行可能コードが含まれるコンピュータ・プログラム・プロダクトを提供する。
【００２８】
第５の基本形態において、本発明は、粒子を操作するためのピペットシステムであって、ピペットシステムには、
ａ）使用時、流体を収容するためのピペットであって、ポートを含むピペットと、
ｂ）ピペットに結合されたアクチュエータであって、ポートを介して、流体を流入及び／又は流出させるように構成されているアクチュエータと、
ｃ）放射源と、
ｄ）放射源に結合された第１端部と、ポートに隣接するピペットに結合された第２端部とを有し、これによって、使用時、ポートに隣接して配置された粒子に放射源からの放射線を入射させる導波路と、が含まれるピペットシステムを提供する。
【００２９】
本ピペットシステムは、通常、粒子によって放出される放射線を検出するように構成されている検出器を含む。この場合、検出器は、好適には、導波路の第１端部に結合されることによって、粒子から放出される放射線を検出する。
【００３０】
放射源は、レーザであってよい。
導波路は、光ファイバケーブルであってよく、又は、他の選択肢としてピペットから形成してよく、ピペットには、放射源からの放射線をピペットに入射させ、また、ピペットの少なくとも一部に沿って通過させる成形された部位が含まれ、放射線は、ポートを介してピペットから放出される。
【００３１】
ピペットシステムは、通常、
ａ）アクチュエータを作動させることによって、ポートを介して流体を流入及び／又は流出させる段階と、
ｂ）放射源を作動させることによって粒子を放射線に曝露する段階と、の少なくとも１つを実行するように構成されている制御装置が含まれる。
【００３２】
ピペットシステムには、通常、流体充填済み容器を基準にするピペットシステムを動かすことによって、粒子が容器中に配置される又は容器中の流体から除去されるように構成されている駆動システムが含まれる。
【００３３】
駆動システムは制御装置に結合され、制御装置は、
ａ）ポートが粒子に隣接するようにピペットシステムを配置する段階と、
ｂ）放射源を作動させることによって粒子を放射線に曝露する段階と、
ｃ）粒子によって放出されるあらゆる放射線を検出する段階と、
ｄ）検出された放射線に基づき、粒子が所定の特性を有するかどうか判断する段階と
、
ｅ）正常な比較に基づき、アクチュエータを作動することによって、ポートを介してピペットに流体を流入させ、これによって粒子を回収する段階と、によって所定の特性を有する粒子を容器から回収するように構成されている。
【００３４】
制御装置は、好適には、適切にプログラムされた処理システムから形成されている。
第６の基本形態において、本発明は、子を操作するためのピペットシステムであって、ピペットシステムは、
ａ）使用時、流体を収容するためのピペットであって、ポートを含むピペットと、
ｂ）ピペットに結合されたアクチュエータであって、ポートを介して流体を流入及び流出させるように構成されているアクチュエータと、を含み、アクチュエータは、
ｉ）流体容器と、
ｉｉ）ピペットを流体容器に結合する可撓管と、
ｉｉｉ）管を部分的に加圧するように配置されたアームと、
ｉｖ）アクチュエータ駆動システムと、を含み、アクチュエータ駆動システムは、
（１）管を更に加圧することによって、ポートから流体を流出させる段階と、
（２）管を減圧することによって、ポートを介して、流体を流入させる段階と、の少なくとも１つを実行するようにアームを動かすように構成されているピペットシステムを提供する。
【００３５】
アクチュエータ駆動システムには、通常、
ａ）管を基準にして、アームを動かすための第１アクチュエータ駆動装置と、
ｂ）アーム端部から形成されている第２アクチュエータ駆動装置であって、アーム端部は、使用時、管と接触し、第２アクチュエータ駆動装置は、アーム端部を膨張又は収縮させるように構成されている第２アクチュエータ駆動装置と、が含まれる。
【００３６】
ピペットシステムは、通常、アクチュエータ駆動システムに結合された制御装置を含み、制御装置は、アクチュエータ駆動システムを動作することによって、ポートを介して、流体を流入させる又は流体を流出させるように構成されている。
【００３７】
ピペットシステムには、好適には、流体充填済み容器を基準にするピペットシステムを動かすことによって、粒子が容器中に配置される又は容器中の流体から除去されるように構成されている駆動システムが含まれる。
【００３８】
駆動システムは、通常、制御装置に結合され、制御装置は、
ａ）ポートが粒子に隣接するように、ピペットシステムを配置する段階と、
ｂ）アクチュエータ駆動システムを作動することによって、ポートを介して、ピペットに流体を流入させ、これによって、粒子を回収する段階と、によって流体から粒子を回収するように構成されている。
【００３９】
管は、シリコン配管系から形成し得る。
通常、本発明の第６基本形態によるピペットシステムは、本発明の第５基本形態によるピペットである。
【００４０】
第６の基本形態において、本発明は、粒子を操作するためのピペットシステムであって、ピペットシステムには、
ａ）使用時、流体を収容するためのピペットであって、ポートを含むピペットと、
ｂ）ピペットに結合されたアクチュエータであって、ポートを介して、流体を流入及
び／又は流出させるように構成されているアクチュエータと、
ｃ）粒子を磁界に曝露するための磁界発生器と、が含まれるピペットシステムを提供する。
【００４１】
磁界発生器は、ソレノイド等から形成し得る。
ピペットは、ノズルを含むことができ、この場合、ソレノイドは、黒鉛層と、ノズル上に配置された多数の付随する巻線から形成されている。
【００４２】
ピペットシステムは、
ａ）アクチュエータを作動させることによって、ポートを介して、流体を流入及び／又は流出させる段階と、
ｂ）ソレノイドに結合された電流電源を作動させ、これによって、粒子を磁界に曝露する段階と、の少なくとも１つを実行するように構成されている制御装置を含み得る。
【００４３】
ピペットシステムは、通常、流体充填済み容器を基準にするピペットシステムを動かすことによって、粒子が容器中に配置される又は容器中の流体から除去されるように構成されている駆動システムを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
次に、本発明の例について、添付図面を参照して説明する。
次に、本発明を実現するのに適切な装置の例について、図１を参照して説明する。
図１に示すように、本装置は、描画システム１１と、第１駆動システム１２と、第２駆動システム１３と、刺激システム１４と、に結合された処理システム１０を含む。第１駆動システム１２は、ピペット１５に結合され、第２駆動システムは、図示するように、ステージ１６に結合されている。
【００４５】
処理システム１０には、バス２６を介して共に結合された、プロセッサ２０、メモリ２１、入出力（Ｉ／Ｏ）装置２２、画像インターフェイス２３、駆動装置インターフェイス２４、及び刺激インターフェイス２５が含まれる。処理システムは、従って、適切にプログラムされたコンピュータや専用ハードウェア等、多数の処理システムのいずれかであってよい。
【００４６】
いずれの場合でも、Ｉ／Ｏデバイスは、通常、コンピュータモニタ等の表示装置、キーボード、及びマウス、ジョイスティック、トラックボール等の１つ以上の他の入力デバイスを含む。
【００４７】
描画システム１１は、顕微鏡３１に結合されたＣＣＤカメラ等のカメラ３０を含む。描画システム１１は、画像インターフェイス２３を介して、処理システムに接続される。
使用時、駆動システム１２、１４は、駆動装置インターフェイス２４を介して、プロセッサに結合され、これによって、プロセッサ２０は、以下詳細に説明するように、ピペット１５及びステージ１６の動き及び動作を制御し得る。同様に、刺激システム１４は、刺激インターフェイス２５に結合され、刺激システムは、以下詳細に説明するように作動される。
【００４８】
使用時、これによって、適切な容器に懸濁した状態で保持された一群の細胞から所定の特性を有する細胞を回収し得る。選択を行うために、細胞は、マーカでラベル表示されるが、これらマーカは、要求された所定の特性を有する細胞だけに付着し及び／又は染み込むように構成されている。そして、処理システム１０は、刺激システム１４を作動してマーカ細胞を刺激し、所定の特性を有する細胞を特定し得る。
【００４９】
このことは、マーカの特性及び刺激システムに依存して、多くの方法で実現し得ることを認識されたい。従って、例えば、マーカは、磁気マーカであってよく、刺激システムは、磁界を発生するように構成し得る。このことは、マーカを動かして、こうして所定の特性を有する細胞を動かし、これによって、細胞が特定されるように構成することができる。他の選択肢として、以下詳細に説明するように、光学マーカを用いてもよい。
【００５０】
いずれの場合も、所定の特性を有する細胞が一旦特定されると、処理システム１０は、次に、ピペット１４を制御して、容器４０から細胞を除去し得る。このことは、Ｉ／Ｏ装置２２を介してユーザから受信される入力命令に基づき、自動的に又は手作業で実現し得る。
【００５１】
このことを実現するために、プロセッサ２０は、メモリ２１に記憶された適切なアプリケーションソフトウェアを実行して、装置の動作を制御する。
次に、詳細な例について、図２乃至７を参照して説明する。
【００５２】
ピペット１４は、図２Ａに詳細に示す。図示するように、ピペットは、ポート４１を有するガラスノズル４０から形成されている。ガラスノズルは、可撓管４４上で雄継手４３と協働するように構成された雌継手４２を含む。使用時、管４４は、止め栓４５及び容器４６を介してポンプ４７に接続される。アクチュエータ４８は、可撓管４４に隣接して配置され、管は、図２Ｂに示すようにクランプされる。
【００５３】
このことから、ソレノイド等、任意の形態のアクチュエータを用い得ることを認識されたい。しかしながら、本例では、アクチュエータは、ＤＣ又はステッパ・モータ５０に結合されたネジ山付きのネジ駆動装置４９から形成されており、駆動装置４９は、駆動システム１２の一部を形成する。使用時、このことによって、アクチュエータは、±５ｍｍの量、矢印５１の方向に移動し得る。
【００５４】
アクチュエータ先端部は、そこに結合された圧電層５２を有し、アクチュエータ端部の微細な調整（±２０μｍの変位）を行い得る。また、圧電層は、駆動システム１２の一部を形成する。
【００５５】
使用時、ピペットには、システムを満すのに充分な流体を有する容器にポート４１を配置することによって、適切な流体媒体が充填される。システム４７を介して流体を流入させるポンプ又は他のこのような手段が作動され、流体は、ピペットを介して流入する。システムが充填され、また、配管系に気泡が存在しない場合、更なる流体流れを防止するために止め栓４５を閉じ、また、ポンプ４７をオフにする。
【００５６】
ポート４１が依然として流体媒体中に浸漬している場合、アクチュエータ４８は、図２Ｂに示すように、シリコン配管系がその約半分の直径に加圧されるように調整される。従って、使用時、ポート４１が容器の流体中に配置された状態で、アクチュエータ４８を矢印５１の方向に動かすと、配管系４４が加圧又は開放され、これによって、ポート４１を介して、流体が流出又は流入する。このことによって、以下詳細に説明するように、容器から細胞を回収し得る。
【００５７】
設計に関する変更点は、図２Ｃ及び２Ｄに示す。これらの例において、アクチュエータ４８は、可撓管４４に設けられた嚢４４に隣接して配置される。この場合、嚢は、管より大きな断面積を有し、従って、配管系４４と比較して、単位長さ当たり、大きな体積の流体を含む。このことには、２つの主な利点がある。特に、断面積が大きくなることによって、アクチュエータの移動範囲が大きくなる。このことが嚢の流体体積の増加と結びつくと、管４４上におけるアクチュエータの動作と比較して、押しのけられる流体の量が大き
くなる。
【００５８】
その結果、これによって、開口部４１を介して流出又は流入される流体の量に対してより大きな制御が行われ、ピペットを用いて、個々の細胞を抽出する際の精度がより大きくなる。
【００５９】
この場合、充分な液体を嚢に供給することによって、図２Ｃに示すように、止め栓４５、容器４６又はポンプ４７を設ける必要がないことを認識されたい。特に、嚢及びピペットは、嚢がアクチュエータと協働するように配置される前に、嚢から流出される量の流体で満すことができ、これによって、アクチュエータ位置を調整して、開口部４１を介して、流体を流入又は流出させ得る。
【００６０】
他の選択肢として、図２Ｄに示すように、嚢は、管４４Ｂによって、止め栓４５、容器４６及びポンプ４７に接続し得る。
残りの説明において、本例は、管４４上のアクチュエータの使用方法に注目するが、本手法は、また、適切な嚢上で機能するアクチュエータにも当てはまることを認識されたい。
【００６１】
本例では、刺激システム１４は、図３に詳細に示すように、ピペット１５に結合されている。図示するように、刺激システムは、光ファイバ６１に結合された、適切なフィルタ付きのＵＶバーナ、レーザ等の放射源６０を含む。
【００６２】
光ファイバは、ゴム管（図示せず）等の適切な固定手段を用いて、ピペットノズル４０に結合される。また、光ファイバは、適切なフィルタ６３を介して、受光ダイオード管等の検出器６２に結合され、以下詳細に説明するように、細胞からの発光を検出する。
【００６３】
使用時、システムは、懸濁した状態で保持された一群の細胞から、ピペット１５を用いて、個々の細胞を選択及び除去し得る。
このことを実現するために、本装置は、図４に概略的に示すように配置される。図示するように、ステージ１６は、顕微鏡３１がそこに装着された開口部７０を含む。このことから、顕微鏡３１は、通常、倒立顕微鏡であることを認識されたい。
【００６４】
使用時、ステージ１６は、回収される細胞を含む選択容器７１を受けるように構成されている。ステージは、また、回収された細胞を受け取るための回収容器７２を受け得る。使用時、選択容器７１は、開口部７０の上部に配置され、カメラ３０は、顕微鏡３１を介して、選択容器７１の内側の画像を得ることができる。使用時、処理システム１０は、駆動システム１４を制御して、矢印７３、７４によって示す方向にステージを動かすように構成されている。
【００６５】
これによって、通常、フレームグラバ等である画像インターフェイスを用いて、選択された容器の内容物の描写を処理システムによって得ることができる。画像は、次に、駆動システム１２及び刺激システム１３を制御するために、処理システムによって用い得る。更に、又は、他の選択肢として、画像は、Ｉ／Ｏ装置２２を用いてユーザに表示し得る。
【００６６】
ピペットは、図示するように、ステージ１６に隣接して配置され、ノズルが容器７１に挿入される。ピペットは、駆動システム１２に結合され、ピペットは、矢印７５、７６、７７によって示すように、容器を基準にして動く。従って、駆動システム１２は、通常、５μｍ未満の分解能許容範囲及び再現性で独立に制御される３軸を有するマイクロマニュピレータシステムを含む。このシステムは、プロセッサ２０が実行する専用ソフトウェアによって制御される。
【００６７】
次に、選択された細胞を回収する図４の装置の動作方法例について、図５Ａ、５Ｂ及び５Ｃを参照して詳細に説明する。
特に、このプロセスには、ステップ２００において、一群の細胞を取得する段階が含まれ、少なくとも一部の細胞は、装置のユーザにとって関心がある所定の特性を有する。
【００６８】
ステップ２１０において、所定の特性を有する各細胞がそれぞれのマーカでラベル表示され、異なる特性を有する細胞はラベル表示されないように、ユーザは、細胞を蛍光マーカでラベル表示する。この結果として、所定の特性を有する細胞だけが蛍光マーカでラベル表示される。
【００６９】
ステップ２２０において、ラベル表示された細胞は、図４に示すように、開口部７０上方の選択容器７１に配置される。従って、細胞は、マーカでラベル表示される一方で、細胞は、選択細胞７１中に懸濁した状態で保持され、選択容器は、必要に応じて、開口部上方に配置し得ることを従って認識されたい。
【００７０】
いずれの場合も、処理システム１０は、次に、ステップ２３０において、カメラ３０を用いて、選択容器７１内の細胞の画像を取得し、ステップ２４０において、その画像を用いて、細胞の位置を決定する。このことは、描画システム３０に選択容器７１内部の一連の画像を発生させることによって実現される。次に、画像インターフェイスは、１つの適切な画像を選択して、これをプロセッサ２０に転送する。プロセッサ２０は、次に、画像を分析して、細胞の位置を決定する。特に、プロセッサ２０は、通常、エッジ検出ソフトウェアを用いて、溶液中の細胞のエッジを表す画像においてエッジを検出する。
【００７１】
ステップ２５０において、処理システム１０は、駆動システム１２を作動して、ピペット１５を選択容器７１内に配置させ、ポート４１を選択された細胞に隣接して、その上方に配置させる。特に、光ファイバケーブル６１から放出された放射線が、選択された細胞に入射するように、ピペット１５は配置される。
【００７２】
ステップ２６０において、処理システム１０は、レーザ６０を作動して、放射線を光ファイバケーブル６１から放出させる。特に、レーザは、レーザからの放射線が選択された細胞に入射するように、作動される。細胞が所定の特性を有する場合、その細胞に結合したマーカは、放射線の影響下で蛍光を発することを認識されたい。このことの例を、例えば、図６Ａに示すが、ここでは、他の細胞８１の中で、選択された細胞８０が蛍光を発している。
【００７３】
ステップ２７０において、処理システムは、検出器を用いて、画像中に蛍光があるかどうか調べることによって、あらゆる蛍光マーカを検出する。ステップ２８０において、蛍光が検出されない場合、このことは、曝露されたマーカがないことを示し、このため、細胞は、所定の特性を有さないことを示す。
【００７４】
従って、処理システムは、異なる細胞が光ファイバケーブルの端部に隣接して配置されるように、ピペット１５の位置を動かし、こうして、光ファイバケーブル６１の位置を動かす。次に、処理システムは、異なる細胞が放射線に曝露されるように、２６０乃至２８０を繰り返す。
【００７５】
このプロセスは、蛍光マーカが検出されるまで繰り返され、処理システム１０は、回収に適する細胞を選択し得る。
ステップ３００において、処理システム１０は、選択された細胞の位置を決定する。ステップ３１０において、処理システム１０は、選択された細胞に隣接してポート４１を配
置する。このことは、当業者は認識されるように、駆動システム１２が作動される際、フィードバックを用いて、ポート４１の位置をモニタすることによって実現される。
【００７６】
ステップ３２０において、処理システム１０は、上述したように、アクチュエータ４８を作動し、流体をポート４１に流入させる。この段階で、流体を流入させると、細胞がピペットノズル４０に流入する。ステップ３３０において、処理システムは、細胞がノズル４０に入ったかどうか決定するように動作する。
【００７７】
このことは、例えば、カメラ３０にピペットノズル４０内部を映像化させることによって実現し得る。他の選択肢として、処理システム１０は、カメラ３０が捕らえた後続の画像を比較することによって、選択容器７１内の細胞を追跡するように構成し得る。このことによって、処理システムは、細胞の動きを追跡し、いつそれぞれの細胞が選択容器７１から除去され、こうして、ピペットノズル４０に含まれるか決定し得る。
【００７８】
ステップ３４０において、細胞がノズルに存在しないと判断されると、処理システム１０は、ステップ３１０に戻り、選択された細胞に隣接してピペットポートを再配置する。処理システム１０は、次に、細胞がノズル４０に存在すると判断されるまで、ステップ３１０乃至３４０を繰り返す。
【００７９】
ステップ３５０において、処理システムは、いずれか他の細胞がノズル４０に含まれるかどうか判断する。このことは、例えば、選択容器７１において、２つの細胞が互いに隣接して配置される場合、起こり得る。特に、流体が、ピペットノズル４０に流入する場合、このことによって、多数の細胞が、ポートを介して流入し得る。
【００８０】
このことは、ノズル内の全ての細胞が所定の特性を有する場合、望ましいことがあり、この場合、処理システムは、ステップ３８０に移動すればよいことを認識されたい。しかしながら、所定の特性を有しない細胞が回収された場合、このことによって、最終的に回収される一群の細胞が汚染されることがある。
【００８１】
従って、ステップ３６０において、２つの以上の細胞がピペットに含まれるとプロセッサが判断すると、処理システム１０は、ステップ３７０において、細胞の１つを除去しようと試みる。このことは、繰り返しピペットを動作させ、ピペット開口部４１を介して、ピペットに流体を繰り返し流入及び流出させることによって実現し得る。流体媒体を攪拌し、また、ピペット開口部４１を介して細胞を繰り返し動かすと、通常、細胞は、周囲の細胞から分離される。
【００８２】
このことの例を、図７Ａに示すが、この図は、流体がピペット開口部４１から流出される際の流体力学的流線８３を示す。図示するように、流体力学的流線は、一定の力線を表すが、ピペット開口部４１から拡散して離れる。同様に、選択された細胞及び不要な細胞８０、８１が流体流れ中に閉じ込められるにつれて、このことによって、細胞８０、８１は、ピペット開口部４１から放出される際分離する傾向がある。
【００８３】
従って、ピペットを繰り返し作動させると、細胞８０、８１が分離されて、選択されマーク表示された細胞が単独で収集される。
ステップ３８０において、処理システム１０は、ピペットを回収容器７２に再配置し、ステップ３９０において、ピペットを作動して、細胞を回収容器７２に流出させる。
【００８４】
このことから認識されたいことは、これによって、所定の特性を有する細胞を自動的に回収するためのシステムが提供されることである。特に、本装置に選択容器７１の細胞を供給して、そして、図６Ｂに示すように、装置に任せて所望の特性を有する細胞８０を自
動的に回収容器７２に除去するように動作させることができる。
【００８５】
この手順を繰り返すことにより、これによって、所定の特性を有する多数の細胞８０が回収容器７２に回収し得る。この手順の間、処理システム１０は、例えば、図６Ｃ又は図６Ｄに示すように、回収容器全体において、回収された細胞８０を所定のパターンで分散するように構成し得る。
【００８６】
他の選択肢として、当業者が認識されるように、個々の細胞は、異なる回収容器に配置し得る。このことの例を図８に示すが、ここでは、細胞８０は、格子状に配列された多数の回収容器８５を含む容器板８４に分散される。このことによって、細胞８０は、個々に、又は、図示するように、回収容器当たり多数の細胞で、回収容器８５に配置し得る。
【００８７】
一般的に、回収容器は、回収される細胞の成長を促進する成長媒体を含む。しかしながら、回収容器は、例えば、図６Ｅに８４で示すように、代わりに培養体／組織の局所部を含み得る。図６Ｅに示すように、回収される細胞を直接培養体に微細注入すると、細胞回収が更に支援される。
【００８８】
このプロセスの特別な利点は、細胞が個々のベースで回収されることである。このことによって、極めて厳しい基準を有する細胞を収集し得る。細胞が個々のベースで収集される際、このことによって、要求される特性を有さない細胞による回収容器中のサンプル細胞の汚染の機会が防止される。更に、このことによって、多数の細胞を自動的に回収し得る。
【００８９】
変更
上述内容に関して、多数の変更が可能である。
刺激
所定の特性を有する細胞が、他の何らかの手法を用いて、グループの他の細胞から識別し得る場合、マーカを用いる必要はない可能性があることを認識されたい。従って、細胞が異なる特性を有する場合、このことによって、細胞を直接刺激して、要求される所定の特性を有する細胞を識別し得る。
【００９０】
これらの特性は、光学的及び磁気的特性を含み得る。しかしながら、このことに加えて、寸法的な特性等、他の特性を用いて、細胞を識別し得る。この場合、刺激には、細胞の大きさを決定し得るレーザ測定を用いる段階を含み。
【００９１】
ピペット
また、ピペットは、追加の機能を提供するために用い得ることを認識されたい。従って、例えば、ピペットを用いて、容器から流体を除去し、それを新しい／異なる媒体で置き換えることができる。
【００９２】
更なる変更は、例えば、図９に示すように、処理システムが、所定の特性を有する多数の細胞８０を選択容器７１から収集し、それら細胞をノズル４０に収容することである。次に、細胞は、必要に応じて個々に、１つ以上の回収容器７２に配置し得る。
【００９３】
多数の他のピペット変形例が、本発明者らの同時係属出願中の特許出願、表題、”細胞融合”にも示されており、当業者は、これらの変形例は互いに組み込み得ることを認識されるであろう。
【００９４】
従って、例えば、ピペットシステムは、図２に示すアクチュエータ４８に対する代替のアクチュエータを用い得る。これには、例えば、図１０に示す圧電アクチュエータを含み
得る。
【００９５】
図示するように、アクチュエータは、圧電素子９２によって２つの部位９１Ａ、９ＩＢに分割されるチャンバを図示するように画成するハウジング９０から形成されている。チャンバ９ＩＢは、図２に示すピペットの可撓管４４にポート９３によって結合される。
【００９６】
使用時、チャンバ９ＩＢ、ポート９３、及び可撓管４４、並びにノズル４０は、流体で満され、チャンバ９１は、空気で満され密閉される。リード９４を介して圧電素子９２に電流を印加すると、素子が動くが、移動方向は、印加電流の極性に依存する。
【００９７】
従って、使用時、ピペットポート４１が流体充填済み容器に配置された状態で、圧電素子９２を矢印９５の方向に動かすと、チャンバ９ＩＢの体積が増加し、これによって、ポート４１を介して、流体が流入する。同様に、圧電素子９２を矢印９６の方向に動かすと、チャンバ９１Ｂの体積が減少し、これによって、ポート４１を介して、流体が流出する。
【００９８】
従って、ピペットを作動して、リード９４に印加された電流の極性に依存して、ポート４１を介して、流体を流入又は流出させることができる。従って、使用時、リード９４は、処理システム１０に結合され、必要に応じて、適切な信号がピペットを作動し得る。
【００９９】
同様に、ピペットは、例えば、細胞誘電泳動（ＤＥＰ）や細胞融合手法に用いられるように、細胞への電界の印加の際用いるための電極を組み込むように構成し得る。このことの例を図１１に示す。
【０１００】
図示するように、円筒状の管１０１から形成されている電極１００は、ポート４１が管１０１に含まれるように、ピペット４０のノズル４０に結合される。使用時、ピペットは、実質的に図２のピペットに基づき説明したように用い得る。
【０１０１】
更に、しかしながら、電極１００は、電界発生器１０２に結合し、これは、また、リード１０４によって示すように、第２電極１０３に結合し得る。使用時、電極１００、１０３は協働して、それらの間に配置された１つ以上の細胞１０５に電界を印加し得る。電極１０３は、他のピペットに結合された電極から形成し得ることを認識されたい。
【０１０２】
磁気ラベル表示
上述したように、細胞をラベル表示するための手法であって、細胞を磁気的に分類し得る手法が存在する。この例では、小さい金属製のビーズがマーカとして用いられ、対象の細胞を特定する。このことは、所望の特性を有する細胞がビーズに融合し、これによって、細胞の混合物から抽出できることを保証することによって実現される。
【０１０３】
このことは、例えば、対象の抗体でビーズをコーティングし、そして、ビーズを混合して細胞の培養体にすることによって実現し得る。表面上に適切なレセプタを呈する細胞は、ビーズに結合する。培養体は、次に、管を介してフィルタ処理され、ラベル表示された細胞を引き付けて保持する数千の小さいビーズを含む外部磁界に置かれる一方で、ラベル表示されていない細胞は、洗い流して廃棄し得る。一旦、外部磁界が除去されると、結合した細胞は、次に、管を介して洗い流され、所望の通りに分離される。
【０１０４】
このことは、電磁石を組み込むように改造されたピペットを用いて、小規模なスケールで実現し得ることを認識されたい。
次に、適切に改造されたピペットの例について、図１７を参照して説明する。本例では、１１０に全体的に示すピペットは、ピペットノズル１１２周辺に配置された黒鉛層１１
１を含む。多数の銅巻線１１３は、黒鉛コアの周辺に設けられ、電磁石を形成する。使用時、銅巻線は、磁力線１１５によって表される磁界を発生するソレノイドとして巻線が機能するように、１１４に全体的に示すＤＣ電源に結合される。
【０１０５】
銅巻線は、実装形態に依存して多数の層に設けることができ、電気分解の発生を防止するために、エポキシ樹脂の層に埋め込み得る。黒鉛層１１１は、常磁性物質として機能し、ピペット内における磁界の強度を大きくする。
【０１０６】
巻線端は、可変ＤＣ電源及び抵抗器（Ｒ）に接続される。巻線を介して電流を流すと（レンツの法則を考慮すると）、磁界が誘起され、その強度は、印加されたＤＣ電圧（Ｖ）に比例し、下式で与えられる。即ち、ｎ＝単位長さ当たりの巻き数、μ＝自由空間の透磁率とすると、
Ｂ＝ｎμＩ＝ｎμＶ／Ｒ
使用時、ピペットは、流体媒体に懸濁し得る又は１１７で示すように基板１１６上に載っている多数の細胞付近に配置される。この場合、少なくとも一部の細胞は、概要について上述したビーズ等の適切な磁気マーカに付着される。
【０１０７】
使用時、金属粒子、及びこのためそれらが付着する細胞は、磁界に引き付けられ、従って、正常に、ピペットに流入し得る。このことによって、細胞は、磁気マーカに結合され、また、このため、或る特性を有する細胞を選択し得る。
【０１０８】
細胞のレセプタ密度が高くなると（磁気マーカの数が多くなると）、同じ磁界強度に対して、レセプタが少ない細胞より、それらに作用する力は大きくなることを認識されたい。従って、ＤＣ電圧が大きくなるにつれて、磁界の影響に引き込まれる細胞の数が大きくなる。この磁界勾配によって、他の分類基準が可能になる。
【０１０９】
不必要な細胞が収集されないことを保証するために、流体をノズルから放出させることによってピペットを洗い流すことが可能である。この場合、磁気マーカに結合していないあらゆる細胞が、流体と共にピペットから放出される一方で、マーカに結合している細胞は、磁界の作用によって所定の位置に保持される。この場合、選択された細胞が放出される時、磁界を非活性化して、細胞及び付着したマーカを正常に流出できる。
【０１１０】
切断加工
上述した例において用い得る更なる開発品は、切断加工ツールを提供して、細胞を切断させると共に容器表面又は電極に付着した細胞を解放させるためのものである。適切な切断加工ツールの例を図１９に示す。図示するように、切断加工ツールは、支柱１２０を含み、支柱１２０には、蝶番１２２又は他の適切な接続部によってブレード１２１が回動可能に装着されている。
【０１１１】
使用時、支柱は、マイクロマニピュレータ（図示せず）に結合され、支柱がそれぞれの容器内に配置される。支柱は、矢印１２３によって示すように回転して、切断される細胞の上方にブレードを配置し得る。この細胞が自由な細胞１２４である場合、この細胞は、１２５で示すように、ピペット又は他の適切なマニピュレータを用いて、ほぼ所定の位置に保持される。
【０１１２】
一旦配置されると、支柱は、ブレードの先端部がプラスチック板底部の柔らかいプラスチックに噛み込むように、降下される。更に支柱を降下すると、ブレードは、蝶番１２２を中心にして回動し、その経路に置かれた細胞等の物体を切り落とす。動きは、ブレードが対象の物体を切断し板の底部に完全に平行になると停止する。
【０１１３】
上述した異なる例の機能は、多数の構成のいずれか１つに組み合わせ得ることを認識されたい。このことによって、例えば、細胞は、磁気又は放射線検出マーカに基づき自動的に選択し得る。そして、細胞を融合容器に配置して融合し、融合物を自動的に抽出して回収容器に置くことができる。
【０１１４】
手動動作
上述した装置の動作は、自動的なプロセスで説明されつつあるが、装置は、手作業で制御し得ることを認識されたい。このことを実現するために、処理システム１０は、ユーザによって与えられる入力命令に応答するように構成されている。処理システム１０は、
・レーザの作動、
・Ｉ／Ｏ装置２２上に提示された画像の調査からのマーク表示された細胞の選択、
・ピペットの位置合わせの制御、
・ピペットを作動して１つ以上の細胞の回収、
のいずれか１つ又は複数を入力命令に応答して実行するように構成されている。
【０１１５】
この場合、選択容器７１内部の画像は、適切な表示装置等上でユーザに表示し得る。そして、ユーザは、適切な入力命令用いて装置を制御し、上述したように、表示された画像を用いて細胞位置を決定して、細胞を検出し回収し得る。
【０１１６】
クローン化
上述した装置及び方法は、特に、クローン化の分野で有用であるが、このクローン化とは、単一の細胞を適切な成長媒体を含む入れ物、板、容器等に分離することを意味する。特に、本装置は、以下のように用い得る。
【０１１７】
１．オペレータによる視覚的識別に基づく単一細胞のクローン化。入力命令及び手動動作を用いて培養体内から単一の細胞を分離及び回収し、倒立顕微鏡上に搭載されたピペットシステムを用いることにより細胞にねらいを定める。
【０１１８】
２．コンピュータによって実行される画像分析に基づく単一細胞のクローン化。倒立顕微鏡上に搭載されたカメラを用いて、生の画像を捕らえてソフトウェアによって分析して、形状、寸法及び質感等の予め設定した基準に基づき、装置に細胞へのねらいを定めさせる。
【０１１９】
３．蛍光マーカに基づく単一細胞のクローン化。上記方法であるが、リガンド、レセプタ、抗体又は対象とする他の分子と共役な蛍光染料を用いるいずれか方法の使用。この染料は、共役でなくともよい。この染料は、適切なフィルタ付きのＵＶバーナ又はレーザのいずれかによって刺激し得る。検出は、画像取り込み又は受光ダイオード、コンピュータソフトウェアによって翻訳実行されるいずれかの信号、及び対象の細胞にねらいを定めたピペットによって行い得る。
【０１２０】
４．多細胞クローン化。上述の通りであるが、任意の数の細胞をユーザが予め設定。
この場合、細胞は、以下の供給源からクローン化し得る。
１．標準的な生体細胞培養体容器に含まれ、その底部に静止する非粘着性細胞。
【０１２１】
２．上述の通りであるが、粘着性細胞に対するもので、これによって、多数のピペットを用いて、少量（微細注入）の適切な酵素、通常、プロテアーゼ、を施して、容器表面から細胞の解放を実行する。他の選択肢として、吸引のみであっても、粘着性細胞を除去するのに充分な力を供給し得る場合がある。
【０１２２】
３．上述の通りであるが、適切な媒体に浸漬した薄片上の組織中にある細胞に対するも
ので、これによって、多数のピペットを用いて、少量（微細注入）の適切な酵素を施して、組織サンプルから細胞の解放を実行する。
【０１２３】
従って、上述したシステムによって、個々の細胞を簡単に選択することができる。図３に示すピペットを用いて、細胞が選択されるため、これによって、個々の細胞の選択が従来技術より簡単になる。従って、これによって、個々の細胞が、選択され、回収され、また、後続の手順で用いられるスピードが増し、また、より簡単になる。
【０１２４】
これに加えて、本装置は全体的に、一般的にあまり複雑ではなく、これによって、コスト低減に役立ち、また、細胞回収を行う装置の使用方法が簡単になる。この結果、上述したシステムを用いる回収は、一般的に、従来技術と比較して、迅速に又安く実現し得る。
【０１２５】
従って、本装置は、以下の応用例での用途に対して理想的であることを認識されたい。
１．希少細胞の回収：これによって、多数の細胞が培養体にある場合、及び規模の小さい副次集団を回収する必要がある場合。
【０１２６】
２．診断：これら細胞から単一細胞の培養体をクローン化して、後続の成長特性及び表面マーカ発露等の他の特性をモニタする能力と共に、針生検から得られる組織からの細胞回収。
【０１２７】
当業者は、数多くの変更及び修正が明らかになることを認識されるであろう。当業者に明らかになる全てのこのような変更及び修正は、言うまでもなく、本発明が一般的に表す精神と範囲内に入ると見なすべきものである。
【０１２８】
従って、上述した説明は、細胞選択に焦点を当てたが、本手法は、一般的に、あらゆる細胞、ベクター、粒子、分子、リポソーム及び他のこのような小疱に適用し得ることを認識されたい。細胞は、これに限定するものではないが、真核生物及び原核生物起源の全ての細胞を含み、脊椎動物（哺乳類の全種）、無脊椎動物、植物、真菌及び細菌性の有機体からの細胞と定義される。
【０１２９】
更に、本手法は、利点として、同時係属出願中の出願、表題“細胞治療の方法”及び“細胞融合”に記載された手法と共に用い得る。
特に、後者の場合、細胞の自動的な選択及び抽出によって、利点として、高いレートで単一細胞の融合を行うことができ、多数の高品質な融合物を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】本発明を実現するための装置の例を示すブロック図。
【図２Ａ】図１のピペットを示す概略図。
【図２Ｂ】図２Ａのアクチュエータの動作を示す概略図。
【図２Ｃ】嚢に用いるために改良された図２Ａのピペットの第１例を示す概略図。
【図２Ｄ】嚢に用いるために改良された図２Ａのピペットの第２例を示す概略図。
【図３】図１の刺激システムを示す概略図。
【図４】図１の装置を示す概略図。
【図５Ａ】図１の装置によって実行されるプロセスを示すフローチャート。
【図５Ｂ】図１の装置によって実行されるプロセスを示すフローチャート。
【図５Ｃ】図１の装置によって実行されるプロセスを示すフローチャート。
【図６Ａ】図４の選択及び回収容器中の細胞を示す概略図。
【図６Ｂ】図４の選択及び回収容器中の細胞を示す概略図。
【図６Ｃ】図４の選択及び回収容器中の細胞を示す概略図。
【図６Ｄ】図４の選択及び回収容器中の細胞を示す概略図。
【図６Ｅ】図４の選択及び回収容器中の細胞を示す概略図。
【図７Ａ】図２のピペットに流入する及びピペットから流出する細胞を示す概略図。
【図７Ｂ】図２のピペットに流入する及びピペットから流出する細胞を示す概略図。
【図８】容器板への細胞の分布を示す概略図。
【図９】多数の細胞を保持するピペットノズルを示す概略図。
【図１０】他のピペットアクチュエータの例を示す概略図。
【図１１】電極を含むように改良された図２のピペットの例を示す図。
【図１】
2005527236.tif 000003
2005527236.tif 000004
2005527236.tif 000005
【図３】
2005527236.tif 000006
【図４】
2005527236.tif 000007
【図５Ａ】
2005527236.tif 000008
【図５Ｂ】
2005527236.tif 000009
【図５Ｃ】
2005527236.tif 000010
2005527236.tif 000011
2005527236.tif 000012
2005527236.tif 000013
【図８】
2005527236.tif 000014
【図９】
2005527236.tif 000015
【図１０】
2005527236.tif 000016
【図１１】
2005527236.tif 000017
【図１２】
2005527236.tif 000018
【図１３】
2005527236.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成16年3月17日(2004.3.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の粒子から選択された粒子を回収するための装置であって、前記選択された粒子は、所定の特性を有する前記装置において、
ａ）刺激システムと、
ｂ）検出システムと、
ｃ）抽出器であって、
ｉ）ピペットと、
ｉｉ）同ピペットに結合された駆動システムと、
ｉｉｉ）同ピペットを作動することによって、ポートを介して粒子を流入又は流出させるように構成されているアクチュエータと、を含む前記抽出器と、
ｄ）前記刺激及び検出システム並びにピペットに結合された制御システムであって、
ｉ）前記刺激システムを用いて、１つ以上の前記粒子を刺激しようと試みる段階と、
ｉｉ）検出システムを用いて、少なくとも１つの刺激された粒子を検出する段階であって、同刺激された粒子は前記所定の特性を有することと、
ｉｉｉ）前記駆動システムを動作させ、前記刺激された粒子に隣接してポートを配置する段階と、
ｉｖ）前記アクチュエータを動作させることにより前記粒子を前記ピペットに流入させることによって前記粒子を回収する段階と、を実行するように構成されている前記制御システムと、が含まれる装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であって、前記駆動システムはマイクロマニュピレータである装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の装置であって、前記検出システムは、
ａ）前記刺激された粒子の前記位置を決定する段階と、
ｂ）前記刺激された粒子の前記位置の表示を前記制御システムに転送する段階であって、前記制御システムは、前記刺激された粒子の表示された位置に基づき、前記駆動シス
テムを動作するように構成されている装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つに記載の装置であって、前記刺激システムは前記ピペットに結合され、これによって、前記刺激システムは前記ポート付近で粒子を刺激し得る装置。
【請求項５】
請求項４に記載の装置であって、前記制御システムは、
ａ）多数の粒子が前記検出システムによって検出されるまで、前記駆動システムを動作する段階と、
ｂ）前記粒子を刺激しようと試みる段階と、
ｃ）１つ以上の刺激された粒子が検出されるまで、段階（ａ）及び（ｂ）を繰り返す段階と、を実行するように構成されている装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１つに記載の装置であって、前記所定の特性を有する前記粒子は、それぞれのマーカに結合され、前記刺激システムは、前記マーカを刺激することによって前記粒子を刺激するように構成されている装置。
【請求項７】
請求項６に記載の装置であって、前記マーカは蛍光マーカであり、前記刺激システムは前記蛍光マーカを刺激するための放射源を含む装置。
【請求項８】
請求項７に記載の装置であって、前記放射源は、レーザである装置。
【請求項９】
請求項６に記載の装置であって、前記マーカは磁気マーカであり、前記刺激システムは、磁界を発生するように構成されている磁界発生器から形成されている装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の装置であって、前記磁界は、刺激された粒子を前記抽出器側に引き付けて回収するように構成されている装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の装置であって、前記刺激された粒子は、前記磁界の作用の下で前記ピペットに流入する装置。
【請求項１２】
請求項９乃至１１のいずれか１つに記載の装置であって、前記検出システムは、前記磁界発生器から形成され、前記刺激された粒子は、前記磁界に前記粒子が引き付けられることによって決定される装置。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか１つに記載の装置であって、前記検出システムは、
ａ）１つ以上の前記粒子の画像を生成するための描画システムと、
ｂ）前記画像において刺激された粒子を検出するための処理システムと、
を含む装置。
【請求項１４】
請求項１及び請求項１３に記載の装置であって、前記描画システムは、前記駆動システムに結合されることによって、前記ポート付近の領域の画像を発生する装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１４のいずれか１つに記載の装置であって、前記粒子は細胞である装置。
【請求項１６】
多数の粒子から選択された粒子を回収するための装置であって、前記選択された粒子は所定の特性を有し、前記装置は、実質的に上述した通りである装置。
【請求項１７】
多数の粒子から、所定の特性を有する選択された粒子を回収するための方法であって、前記方法は、
ａ）１つ以上の前記粒子を刺激しようと試みる段階と、
ｂ）前記所定の特性を有する少なくとも１つの刺激された粒子を検出する段階と、
ｃ）抽出器を用いて刺激された粒子を回収する段階であって、前記抽出器は、ピペットと駆動システムと、同ピペットを作動することによってポートを介して、粒子を流出又は流入させるように構成されているアクチュエータと、を含む段階と、が含まれ、前記方法には、
ｉ）前記駆動システムを動作させ、前記刺激された粒子に隣接してポートを配置する段階と、
ｉｉ）前記アクチュエータを動作させることにより前記粒子を前記ピペットに流入させることによって、前記粒子を回収する段階と、
からなる方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法であって、前記駆動システムと、前記アクチュエータを動作させるために制御システムと、を用いる段階が含まれる方法。
【請求項１９】
請求項１７又は請求項１８に記載の方法であって、前記方法は、
ａ）前記刺激された粒子の位置を求める段階と、
ｂ）前記刺激された粒子の表示された位置に基づき、前記駆動システムを動作する段階と、を実行するために検出システムを用いる段階と、
からなる方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法であって、前記方法は、
ａ）１つ以上の前記粒子の画像を生成するための描画システムを用いる段階と、
ｂ）前記画像において刺激された粒子を検出するための処理システムを用いる段階と、
からなる方法。
【請求項２１】
請求項１９に記載の方法であって、前記方法は、
ａ）多数の粒子が前記描画システムによって検出されるまで、前記駆動システムを動作する段階と、
ｂ）前記粒子を刺激しようと試みる段階と、
ｃ）１つ以上の刺激された粒子が検出されるまで、段階（ａ）及び（ｂ）を繰り返す段階と、
を前記制御システムに実行させる段階からなる方法。
【請求項２２】
請求項１７乃至２１のいずれか１つに記載の方法であって、前記方法は、
ａ）前記所定の特性を有する粒子をそれぞれのマーカに結合する段階と、
ｂ）前記マーカを刺激することによって、前記粒子を刺激する段階と、
からなる方法。
【請求項２３】
請求項２２に記載の方法であって、前記マーカは蛍光マーカであり、前記方法は、放射源を用いて前記マーカを刺激する段階を含む方法。
【請求項２４】
請求項２２に記載の方法であって、前記マーカは磁気マーカであり、前記方法は、前記粒子に磁界を印加することによって前記粒子を刺激する段階を含む方法。
【請求項２５】
請求項２４に記載の方法であって、前記磁界は、刺激された粒子を前記抽出器側に引き付けて回収するように構成されている方法。
【請求項２６】
請求項２５に記載の方法であって、前記刺激された粒子は、前記磁界の作用の下で前記ピ
ペットに流入される方法。
【請求項２７】
請求項２４乃至２６のいずれか１つに記載の方法であって、前記方法は、前記抽出器側へ前記粒子が引き付けられることを検出することによって、前記粒子の刺激を検出する段階からなる方法。
【請求項２８】
請求項１７乃至２７のいずれか１つに記載の方法であって、前記粒子は細胞である方法。
【請求項２９】
請求項１７乃至２８のいずれか１つに記載の方法であって、前記方法は、請求項１乃至１６のいずれか１つに記載の装置によって行われる方法。
【請求項３０】
多数の粒子から選択された粒子を回収するための方法であって、前記選択された粒子は所定の特性を有し、前記方法は実質的に上述した通りである方法。
【請求項３１】
多数の粒子から、所定の特性を有する選択された粒子を回収するための装置を制御するための処理システムであって、、前記装置には、刺激システムと検出システムと抽出器とが含まれ、前記処理システムは、
ａ）前記刺激システムを用いて、１つ以上の前記粒子を刺激しようと試みる段階と、
ｂ）検出システムを用いて、少なくとも１つの刺激された粒子を検出する段階であって、前記刺激された粒子は所定の特性を有することと、
ｃ）ピペットと、前記ピペットに結合された駆動システムと、前記ピペットを作動することによって、ポートを介して粒子を流出又は流入させるように構成されているアクチュエータと、を含む抽出器を用いて、
ｉ）前記駆動システムを動作させ、前記刺激された粒子に隣接してポートを配置し、
ｉｉ）前記アクチュエータを動作させることにより前記粒子を前記ピペットに流入させることによって前記粒子を回収する、ことによって、前記刺激された粒子を回収する段階と、を実行するように構成されている処理システム。
【請求項３２】
請求項３１に記載の処理システムであって、前記処理システムは、請求項１７乃至２９のいずれか１つの方法を実行するように構成されている処理システム。
【請求項３３】
請求項３１又は請求項３２に記載の処理システムであって、前記処理システムは、前記請求項１乃至１６のいずれか１つの前記制御システムを動作するように構成されている処理システム。
【請求項３４】
多数の粒子から、所定の特性を有する選択された粒子を回収するための装置を制御するための処理システムであって、前記装置には、刺激システムと、検出システムと、抽出器と、が含まれ、前記処理システムは、実質的に上述した通りである処理システム。
【請求項３５】
多数の粒子から選択された粒子を回収するためのコンピュータ・プログラム・プロダクト装置であって、前記選択された粒子は、所定の特性を有し、前記装置には、刺激システムと検出システムと抽出器と、が含まれ、前記コンピュータ・プログラム・プロダクトには、適切な処理システムによって実行されると、請求項１７乃至２９のいずれかの方法を前記処理システムに実行させるコンピュータ実行可能コードが含まれるコンピュータ・プログラム・プロダクト装置。
【請求項３６】
多数の粒子から選択された粒子を回収するためのコンピュータ・プログラム・プロダクト装置であって、前記選択された粒子は、所定の特性を有し、前記装置には刺激システムと検出システムと抽出器と、が含まれ、前記コンピュータ・プログラム・プロダクトには、
適切な処理システムによって実行されると、実質的に上述した通りに前記処理システムを動作させるコンピュータ実行可能コードが含まれるコンピュータ・プログラム・プロダクト装置。
【請求項３７】
粒子を操作するためのピペットシステムであって、前記ピペットシステムには、
ａ）使用時に流体を収容するためのピペットであって、ポートを含む前記ピペットと、
ｂ）前記ピペットに結合されたアクチュエータであって、前記ポートを介して流体を流入及び／又は流出させるように構成されている前記アクチュエータと、
ｃ）放射源と、
ｄ）前記放射源に結合された第１端部と、前記ポートに隣接して前記ピペットに結合された第２端部とを有し、これによって、使用時に前記ポートに隣接して配置された粒子に前記放射源からの放射線を入射させる導波路と、
が含まれるピペットシステム。
【請求項３８】
請求項３７に記載のピペットシステムであって、前記ピペットシステムは、検出器を含み、同検出器は、前記粒子によって放出される放射線を検出するように構成されているピペットシステム。
【請求項３９】
請求項３８に記載のピペットシステムであって、前記検出器は、前記導波路の前記第１端部に結合されることによって、前記粒子から放出される放射線を検出するピペットシステム。
【請求項４０】
請求項３７乃至３９のいずれか１つに記載のピペットシステムであって、前記放射源は、レーザであるピペットシステム。
【請求項４１】
請求項３７乃至４０のいずれか１つに記載のピペットシステムであって、前記導波路は光ファイバケーブルであるピペットシステム。
【請求項４２】
請求項３７乃至４１のいずれか１つに記載のピペットシステムであって、前記導波路は前記ピペットから形成され、前記ピペットには、前記放射源からの前記放射線を前記ピペットに入射させ、また、前記ピペットの少なくとも一部に沿って通過させる成形された部位が含まれ、前記放射線は、前記ポートを介して前記ピペットから放出されるピペットシステム。
【請求項４３】
請求項３７乃至４２のいずれか１つに記載のピペットシステムであって、前記ピペットシステムには、
ａ）前記アクチュエータを作動させることによって、前記ポートを介して流体を流入及び／又は流出させる段階と、
ｂ）前記放射源を作動させることによって、粒子を放射線に曝露する段階と、の少なくとも１つを実行するように構成されている制御装置が含まれるピペットシステム。
【請求項４４】
請求項３７乃至４３のいずれか１つに記載のピペットシステムであって、前記ピペットシステムには、流体充填済み容器を基準にする前記ピペットシステムを動かすことによって、粒子が前記容器中に配置される又は前記容器中の流体から除去されるように構成されている駆動システムが含まれるピペットシステム。
【請求項４５】
請求項４４に記載のピペットシステムであって、前記駆動システムは制御装置に結合され、前記制御装置は、
ａ）前記ポートが粒子に隣接するように、前記ピペットシステムを配置する段階と、
ｂ）前記放射源を作動させることによって、前記粒子を放射線に曝露する段階と、
ｃ）前記粒子によって放出されるあらゆる放射線を検出する段階と、
ｄ）前記検出された放射線に基づき、前記粒子が前記所定の特性を有するかどうか判断する段階と、
ｅ）正常な比較に基づき前記アクチュエータを作動することによって、前記ポートを介して前記ピペットに流体を流入させ、これによって、前記粒子を回収する段階と、
によって所定の特性を有する粒子を前記容器から回収するように構成されているピペットシステム。
【請求項４６】
請求項４３又は請求項４５に記載のピペットシステムであって、前記制御装置は、適切にプログラムされた処理システムから形成されているピペットシステム。
【請求項４７】
粒子を操作するためのピペットシステムであって、前記ピペットシステムは、
ａ）使用時に流体を収容するためのピペットであって、ポートを含む前記ピペットと、
ｂ）前記ピペットに結合されたアクチュエータであって、前記ポートを介して流体を流入及び流出させるように構成されている前記アクチュエータとを含み、前記アクチュエータは、
ｉ）流体容器と、
ｉｉ）前記ピペットを前記流体容器に結合するフレキシブル管と、
ｉｉｉ）前記管を部分的に加圧するように配置されたアームと、
ｉｖ）アクチュエータ駆動システムと、
を含み、前記アクチュエータ駆動システムは、
（１）前記管を更に加圧することによって、前記ポートから流体を流出させる段階と、
（２）前記管を減圧することによって、前記ポートを介して流体を流入させる段階と、
の少なくとも１つを実行するように前記アームを動かすように構成されているピペットシステム。
【請求項４８】
請求項４７に記載のピペットシステムであって、前記アクチュエータ駆動システムには、
ａ）前記管を基準にして、前記アームを動かすための第１アクチュエータ駆動装置と、
ｂ）アーム端部から形成されている第２アクチュエータ駆動装置であって、前記アーム端部は、使用時に前記管と接触し、前記第２アクチュエータ駆動装置は、前記アーム端部を膨張又は収縮させるように構成されている前記第２アクチュエータ駆動装置と、
が含まれるピペットシステム。
【請求項４９】
請求項４７又は請求項４８に記載のピペットシステムであって、前記ピペットシステムは、前記アクチュエータ駆動システムに結合された制御装置を含み、前記制御装置は、前記アクチュエータ駆動システムを動作することによって、前記ポートを介して流体を流入させる又は流体を流出させるように構成されているピペットシステム。
【請求項５０】
請求項４７乃至４９のいずれか１つに記載のピペットシステムであって、前記ピペットシステムには、流体充填済み容器を基準にする前記ピペットシステムを動かすことによって、粒子が前記容器中に配置される又は前記容器中の流体から除去されるように構成されている駆動システムが含まれるピペットシステム。
【請求項５１】
請求項５０に記載のピペットシステムであって、前記駆動システムは前記制御装置に結合され、前記制御装置は、
ａ）前記ポートが粒子に隣接するように、前記ピペットシステムを配置する段階と、
ｂ）前記アクチュエータ駆動システムを作動することによって、前記ポートを介して前記ピペットに流体を流入させ、これによって、前記粒子を回収する段階と、
によって前記流体から粒子を回収するように構成されているピペットシステム。
【請求項５２】
請求項４７乃至５１のいずれか１つに記載のピペットシステムであって、前記管はシリコン配管系から形成されているピペットシステム。
【請求項５３】
請求項４７乃至５２のいずれか１つに記載のピペットシステムであって、前記ピペットシステムは、システム３８乃至４７を操作するための前記請求項のいずれかに記載のピペットシステムであるピペットシステム。
【請求項５４】
粒子を操作するためのピペットシステムであって、前記ピペットシステムは、添付の図面を参照して実質的に上述した通りのピペットシステムであるピペットシステム。
【請求項５５】
粒子を操作するためのピペットシステムであって、前記ピペットシステムには、
ａ）使用時に流体を収容するためのピペットであって、ポートを含む前記ピペットと、
ｂ）前記ピペットに結合されたアクチュエータであって、前記ポートを介して流体を流入及び／又は流出させるように構成されている前記アクチュエータと、
ｃ）粒子を磁界に曝露するための磁界発生器と、
が含まれるピペットシステム。
【請求項５６】
請求項５５に記載のピペットシステムであって、前記磁界発生器はソレノイドから形成されているピペットシステム。
【請求項５７】
請求項５６に記載のピペットシステムであって、前記ピペットは、ノズルを含み、前記ソレノイドは、黒鉛層と、前記ノズル上に配置された多数の付随する巻線と、から形成されているピペットシステム。
【請求項５８】
請求項５７に記載のピペットシステムであって、前記ピペットシステムは、
ａ）前記アクチュエータを作動させることによって、前記ポートを介して流体を流入及び／又は流出させる段階と、
ｂ）前記ソレノイドに結合された電流電源を作動させ、これによって、前記粒子を磁界に曝露する段階と、
の少なくとも１つを実行するように構成されている制御装置を含むピペットシステム。
【請求項５９】
請求項５５乃至５８のいずれか１つに記載のピペットシステムであって、前記ピペットシステムは、流体充填済み容器を基準にする前記ピペットシステムを動かすことによって、粒子が前記容器中に配置される又は前記容器中の流体から除去されるように構成されている駆動システムを含むピペットシステム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３０】
【図１】本発明を実現するための装置の例を示すブロック図。
【図２Ａ】図１のピペットを示す概略図。
【図２Ｂ】図２Ａのアクチュエータの動作を示す概略図。
【図２Ｃ】嚢に用いるために改良された図２Ａのピペットの第１例を示す概略図。
【図２Ｄ】嚢に用いるために改良された図２Ａのピペットの第２例を示す概略図。
【図３】図１の刺激システムを示す概略図。
【図４】図１の装置を示す概略図。
【図５Ａ】図１の装置によって実行されるプロセスを示すフローチャート。
【図５Ｂ】図１の装置によって実行されるプロセスを示すフローチャート。
【図５Ｃ】図１の装置によって実行されるプロセスを示すフローチャート。
【図６Ａ】図４の選択及び回収容器中の細胞を示す概略図。
【図６Ｂ】図４の選択及び回収容器中の細胞を示す概略図。
【図６Ｃ】図４の選択及び回収容器中の細胞を示す概略図。
【図６Ｄ】図４の選択及び回収容器中の細胞を示す概略図。
【図６Ｅ】図４の選択及び回収容器中の細胞を示す概略図。
【図７Ａ】図２のピペットに流入する及びピペットから流出する細胞を示す概略図。
【図７Ｂ】図２のピペットに流入する及びピペットから流出する細胞を示す概略図。
【図８】容器板への細胞の分布を示す概略図。
【図９】多数の細胞を保持するピペットノズルを示す概略図。
【図１０】他のピペットアクチュエータの例を示す概略図。
【図１１】電極を含むように改良された図２のピペットの例を示す図。
【図１２】改良されたピペットの例を示す図。
【図１３】適切な切断ツールの例を示す図。
【手続補正書】
【提出日】平成16年4月5日(2004.4.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０４】
このことは、電磁石を組み込むように改造されたピペットを用いて、小規模なスケールで実現し得ることを認識されたい。
次に、適切に改造されたピペットの例について、図１２を参照して説明する。本例では、１１０に全体的に示すピペットは、ピペットノズル１１２周辺に配置された黒鉛層１１１を含む。多数の銅巻線１１３は、黒鉛コアの周辺に設けられ、電磁石を形成する。使用時、銅巻線は、磁力線１１５によって表される磁界を発生するソレノイドとして巻線が機能するように、１１４に全体的に示すＤＣ電源に結合される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１０】
切断加工
上述した例において用い得る更なる開発品は、切断加工ツールを提供して、細胞を切断させると共に容器表面又は電極に付着した細胞を解放させるためのものである。適切な切断加工ツールの例を図１３に示す。図示するように、切断加工ツールは、支柱１２０を含み、支柱１２０には、蝶番１２２又は他の適切な接続部によってブレード１２１が回動可能に装着されている。


【国際調査報告】
2005527236.tif 000020
2005527236.tif 000021
2005527236.tif 000022