(57)【要約】  本発明は分配装置であって、少なくとも１つの細胞および／または少なくとも１つの粒子を含有する液体を分配するためのディスペンサーを含み、またディスペンサーの少なくとも１つの領域を光学的に検出するための光学検出デバイスを含み、光学検出デバイスは、領域を照明するための照明光を放出するための光源と、領域から発せられる検出光を偏向させるための偏向デバイスとを含む、分配装置に関する。分配装置は、偏向デバイスが検出光を少なくとも２回、特に正確に２回偏向させることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの細胞（３）および／または少なくとも１つの粒子を含有する液体（４）を分配するためのディスペンサー（２）と、前記ディスペンサー（２）の少なくとも１つの領域（６）を光学的に検出するための光学検出デバイス（５）であって、前記光学検出デバイス（５）が前記領域（６）を照明するための照明光（８）を放出するための光源（７）と前記領域（６）から発せられる検出光（１５）を偏向させるための偏向デバイス（９）とを有する、光学検出デバイス（５）とを有する、分配デバイス（１）において、前記偏向デバイス（９）が前記検出光（１５）を少なくとも２回、特に正確に２回偏向させることを特徴とする分配デバイス（１）。
【請求項２】
ａ．前記偏向デバイス（９）が、前記照明光（８）を少なくとも２回、特に正確に２回偏向させること、および／または
ｂ．前記偏向デバイス（９）は、前記偏向デバイスの第１の側（１０）を通って出る前記照明光（８）が、第２の側（１１）を通って入る前記照明光（８）に対して少なくとも２回偏向するように設計されていること、および／または
ｃ．前記偏向デバイス（９）から出る前記照明光（８）が、前記偏向デバイス（９）に入る前記照明光（８）に対してオフセットして走ること、および／または
ｄ．前記偏向デバイス（９）から出る前記照明光（８）が、前記偏向デバイスに入る前記照明光（８）と実質的に平行、特に平行に変位すること
を特徴とする請求項１に記載の分配デバイス（１）。
【請求項３】
ａ．前記偏向デバイス（９）から出る前記検出光（１５）が、前記偏向デバイス（９）に入る前記検出光（１５）に対してオフセットして走ること、および／または
ｂ．前記偏向デバイス（９）から出る前記検出光（１５）が、前記偏向デバイス（９）に入る前記検出光（１５）と実質的に平行、特に平行に変位すること、および／または
ｃ．前記偏向デバイス（９）は、前記偏向デバイス（９）の前記第２の側（１１）を通って出る前記検出光（１５）が、前記第１の側（１０）を通って入る前記検出光（１５）に対して少なくとも２回偏向するように設計されていること
を特徴とする請求項１または２に記載の分配デバイス。
【請求項４】
ａ．前記偏向デバイス（９）が、前記検出光（１５）および／または前記照明光（８）を偏向させるための少なくとも１つのプリズム（２４）を有すること、および／または
ｂ．前記偏向デバイス（９）が、少なくとも４つの角を有するベース領域を備えた少なくとも１つのプリズム（２４）を有すること、および／または
ｃ．前記偏向デバイス（９）が、少なくとも１つの斜めプリズム、特に平行六面体、好ましくは菱面体を有すること、および／または
ｄ．前記偏向デバイス（９）がプリズム（２４）を有し、ここで、照明光（８）がそれを通って前記プリズム（２４）から出る前記プリズム（２４）の第１の側（１０）は、照明光（８）がそれを通って前記プリズム（２４）に入る第２の側（１１）と平行に走ること
を特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の分配デバイス（１）。
【請求項５】
前記偏向デバイス（９）が、前記検出光（１５）および／または前記照明光（８）を偏向させるための少なくとも２つのミラーを有することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の分配デバイス（１）。
【請求項６】
ａ．前記光学検出デバイス（５）が対物レンズ（１２）を有すること、および／または
ｂ．前記偏向デバイス（９）が、前記対物レンズ（１２）と前記ディスペンサー（２）との間の前記検出光（１５）および／または前記照明光（８）のビーム経路に配置されること、および／または
ｃ．前記偏向デバイス（９）が、前記検出光（１５）を、特に直接、前記対物レンズ（１２）に偏向させるように設計されていること
を特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の分配デバイス（１）。
【請求項７】
ａ．前記偏向デバイス（９）が前記ディスペンサー（２）に機械的に接続されていること、および／または
ｂ．前記偏向デバイス（９）が前記ディスペンサー（２）に取り付けられていること、および／または
ｃ．前記偏向デバイス（９）が、前記照明光（８）を前記領域（６）に直接偏向させるように設計されていること
を特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の分配デバイス（１）。
【請求項８】
ａ．レンズが、前記ディスペンサー（２）に面する前記偏向デバイス（９）の側に取り付けられていること、または
ｂ．平面側を有するレンズが、前記ディスペンサー（２）に面する前記偏向デバイス（９）の側に取り付けられていること
を特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の分配デバイス（１）。
【請求項９】
前記対物レンズ（１２）の光軸（１３）が前記ディスペンサー（２）からの液体の出力方向（Ｒ）に対して横方向、特に垂直に走るように前記対物レンズ（１２）が配置されていることを特徴とする、請求項６から８のいずれか一項に記載の分配デバイス（１）。
【請求項１０】
前記ディスペンサー（２）を作動させるためのアクチュエータであって、
ａ．前記アクチュエータがピエゾアクチュエータである、および／または
ｂ．前記アクチュエータと前記対物レンズ（１２）が、前記ディスペンサー（２）に対して互いに反対側にある、アクチュエータを特徴とする、
請求項１から９のいずれか一項に記載の分配デバイス（１）。
【請求項１１】
前記光学検出デバイス（５）が、前記ディスペンサー（２）の前記領域（６）から発せられる前記検出された検出光（１５）を読み出すための読み出しデバイス（１４）を有することを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の分配デバイス（１）。
【請求項１２】
前記光学検出デバイス（５）が画像化デバイス（１６）であって、
ａ．前記検出された検出光（１５）に基づいて、前記画像化デバイス（１６）が画像を生成する、および／または
ｂ．前記画像化デバイス（１６）が前記ディスペンサー（２）の前記領域（６）の画像を生成する、画像化デバイス（１６）を有することを特徴とする、請求項１１に記載の分配デバイス（１）。
【請求項１３】
ａ．前記光学検出デバイス（５）が、前記検出された検出光（１５）を評価するための評価デバイス（１７）を有すること、または
ｂ．前記光学検出デバイス（５）が、前記検出された検出光（１５）を評価するための評価デバイス（１７）を有し、画像化誤差を少なくとも部分的に排除するためのアルゴリズムが前記評価デバイス（１７）に格納されていること
を特徴とする請求項１１または１２に記載の分配デバイス（１）。
【請求項１４】
ａ．前記評価デバイス（１７）が、前記ディスペンサー（２）の前記領域（６）の光学特性を決定するために前記検出された検出光（１５）を評価すること、または
ｂ．前記検出された検出光に基づいて、特に、前記ディスペンサー（２）の前記領域（６）の光学特性に基づいて、前記評価デバイス（１７）が、前記ディスペンサー（２）の前記領域（６）に細胞（１）および／または粒子が配置されていないかどうか、または前記ディスペンサー（２）の前記領域（６）に正確に１つの単一の細胞（３）および／または１つの単一の粒子が配置されているかどうか、または前記ディスペンサー（２）の前記領域（６）にいくつかの細胞および／またはいくつかの粒子が配置されているかどうかを決定すること
を特徴とする請求項１３に記載の分配デバイス（１）。
【請求項１５】
前記光学検出デバイス（５）が、前記ディスペンサー（２）の少なくとも１つの領域（６）および／または前記ディスペンサー（２）の少なくとも１つの他の領域を照明するために励起光（１９）を分配するためのさらなる光源（１８）を有することを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載の分配デバイス（１）。
【請求項１６】
前記励起光（１９）および前記照明光（８）が、少なくとも部分的に共通のビーム経路を有することを特徴とする請求項１５に記載の分配デバイス（１）。
【請求項１７】
ａ．前記読み出しデバイス（１４）が、検出されたさらなる検出光（２０）を読み出すように設計されていること、および／または
ｂ．さらなる検出光（２０）に基づいて、前記画像化デバイス（１６）が、前記領域（６）および／または前記他の領域のさらなる画像を生成すること
を特徴とする請求項１５または１６に記載の分配デバイス（１）。
【請求項１８】
ａ．前記評価デバイス（１７）が、前記領域（６）および／または前記他の領域のさらなる光学特性を決定するために、前記検出されたさらなる検出光（２０）を評価すること、および／または
ｂ．前記検出されたさらなる検出光（２０）に基づいて、前記評価デバイス（１７）が、前記領域（６）および／または他の領域に蛍光細胞（３）および／または蛍光粒子が配置されていないかどうか、または前記領域（６）および／または別の領域に正確に１つの単一の蛍光細胞（３）および／または正確に１つの単一の蛍光粒子が配置されているかどうか、および／または前記領域にいくつかの細胞（３）および／またはいくつかの粒子が配置されているかどうかを決定すること
を特徴とする請求項１５から１７のいずれか一項に記載の分配デバイス（１）。
【請求項１９】
ａ．前記光学検出デバイス（５）が、検出されたさらなる検出光（２０）を読み出すためのさらなる読み出しデバイス（２１）を有すること、および／または
ｂ．前記光学検出デバイス（５）が、前記検出されたさらなる検出光（２０）に基づいて前記領域（６）および／または前記他の領域のさらなる画像を生成するためのさらなる画像化デバイス（２２）を有すること
を特徴とする請求項１５または１６に記載の分配デバイス（１）。
【請求項２０】
前記光学検出デバイス（５）がさらなる評価デバイス（２３）であって、
ａ．前記さらなる評価デバイス（２３）が、前記領域（６）および／または前記他の領域のさらなる光学特性を決定するために、前記検出されたさらなる検出光（２０）を評価する、および／または、
ｂ．前記さらなる検出光（２０）に基づいて、前記さらなる評価デバイス（２３）が、前記領域（６）および／または他の領域に蛍光細胞（３）および／または蛍光粒子が配置されていないかどうか、または前記領域（６）および／または別の領域に正確に１つの単一の蛍光細胞（３）および／または正確に１つの単一の蛍光粒子が配置されているかどうか、および／または前記領域にいくつかの細胞（３）および／またはいくつかの粒子が配置されているかどうかを決定する、評価デバイス（２３）を有することを特徴とする、
請求項１５、１６および／または１９の少なくとも一項に記載の分配デバイス（１）。
【請求項２１】
前記分配された液体を迂回させるための迂回デバイスおよび／または前記分配された液体を吸い上げるための吸引デバイスを特徴とする、請求項１から２０のいずれか一項に記載の分配デバイス（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの細胞および／または少なくとも１つの粒子を含有する液体を分配するためのディスペンサーと、ディスペンサーの少なくとも１つの領域を光学的に検出するための光学検出デバイスとを有する分配デバイスに関し、光学検出デバイスは、領域を照明するための照明光を放出するための光源と、領域から発せられる検出光を偏向させるための偏向デバイスとを有する。
【背景技術】
【０００２】
モノクローナル抗体および他のタンパク質などの活性物質は、いわゆるモノクローナル細胞株の助けを借りて産生されることが先行技術から知られている。これらはすべて単一の親細胞の子孫である細胞の集団である。モノクローナル細胞株の生産が必要である理由は、これが、一定かつ再現可能な品質の有効成分を生産するために集団のすべての細胞がほぼ同じゲノムを持つことを保証する唯一の方法だからである。
【０００３】
モノクローナル細胞株を生産するために、細胞はマイクロタイタープレートの容器に個別に移される。移される細胞は、宿主細胞株を遺伝子改変して、これらの改変された細胞を単離することによって産生される。個々の細胞は、分配デバイスによってマイクロタイタープレートに沈着する。細胞がマイクロタイタープレートのそれぞれの容器に沈着した後、細胞は成長することができ、次いでバイオリアクターに移される場合がある。
【０００４】
分配デバイスの使用者は、マイクロタイタープレートの容器に沈着した各液体が細胞および／または粒子を含有しているかどうかを知りたい。したがって、分配デバイスは通常、分配された液体が細胞および／または粒子を含有しているかどうかを決定するために使用される光学検出デバイスを有する。
高解像度の画像を取得するために、光学検出デバイスを分配デバイスのディスペンサーのできるだけ近くに置くことが推奨される。しかしながら、構造条件の理由により、これは不可能である。ディスペンサーと分配された液体を受け取るための容器との間の距離は、分配された液体が実際に容器内に収まることが確実になるように、可能な限り小さくする必要がある。しかしながら、これは、光学検出装置をディスペンサーの近くに配置することができないことを意味し、したがって、複雑な光学検出装置を使用しなければならない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】ＲＩＢＡ  Ｊら「クローン培養のための異種サンプルからの単一の細菌細胞のラベルフリー分離および沈着」ＳＣＩＥＮＴＩＦＩＣ  ＲＥＰＯＲＴＳ、ｖｏｌ．６、Ｎｏ．１、２０１６年９月６日。細菌細胞を含有し得る液体を分配するためのデバイスを開示している。このデバイスは、対物レンズと偏向ミラーとを有する光学検出デバイスを備えている。
【非特許文献２】ＳＨＩＮ  Ｄ‐Ｙら「ディスプレイ用途用の走査ミラーを使用したピエゾドロップオンデマンド型インクジェットプリントヘッドの迅速な噴射状態検査と正確な液滴体積測定」ＲＥＶＩＥＷ  ＯＦ  ＳＣＩＥＮＴＩＦＩＣ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ、ＡＩＰ、メルビル、ニューヨーク、米国、Ｖｏｌ．８８、Ｎｏ．２、２０１７年２月１３日。回転可能なミラーを有するインクジェットプリントヘッドを開示している。
【非特許文献３】ＯＲＴＥＧＡ  ＡＲＲＯＹＯ  Ｊら「単一のタンパク質のラベルフリー、Ａ１１−光学検出、画像化、および追跡」ＮＡＮＯ  ＬＥＴＴＥＲＳ、Ｖｏｌ．１４、Ｎｏ．４、２０１４年４月９日。単一のタンパク質を検出、受容、および追跡するためのデバイスを開示している。このデバイスは、検出光をＣＭＯＳカメラに向けて偏向させる偏光ビームスプリッターを有する。
【非特許文献４】ＤＲＥＣＨＳＬＥＲ  Ａら「高開口数放物面ミラーを備えた共焦点顕微鏡法」ＯＰＴＩＣＳ  ＥＸＰＲＥＳＳ、Ｖｏｌ．９、Ｎｏ．１２、２００１年１２月３日。放物面ミラーを備えた共焦点顕微鏡を開示している。
【非特許文献５】Ｇｒｏｓｓ  Ａら「シングルセルプリンター：自動化、オンデマンド、およびラベルフリー」Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ  Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｆｏｒ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ、Ｖｏｌ．１８、２０１３年１２月１日。液体を分配するためのデバイスを開示している。このデバイスは、分配された液体を受け取るための受容デバイスを有する。
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１７／２２０  ５０９号パンフレット。流体容器内の細胞または粒子を検出するためのデバイスを開示している。このデバイスは、少なくとも１つの細胞または少なくとも１つの粒子を分配するために使用されるディスペンサーを含む。また、このデバイスは、細胞または粒子を検出するための検出装置を備えている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明の目的は、改良された分配デバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は、冒頭で述べたタイプの分配デバイスによって達成され、これは、偏向デバイスが検出光を少なくとも２回、特に正確に２回偏向させることを特徴とする。
【０００９】
本発明によるデバイスは、標準的な対物レンズを使用する場合でさえ、検討中の領域の高解像度および／または高倍率を達成できるという利点を有する。これは、偏向デバイスにより、より高い開口数を使用できるので可能である。特に、本発明によるデバイスにおいて高価な対物レンズを使用する必要はないが、より費用効果の高い標準的な対物レンズを使用することができる。偏向デバイスの提供は、以下でより詳細に説明される光学検出デバイスの構成要素を、ディスペンサーの領域を光学的に検出するために移動させる必要がなく、特に、ディスペンサーに対して移動させる必要がないという利点を提供する。
【００１０】
本発明の別の利点は、ディスペンサーの領域が照明光で照明されることである。したがって、ディスペンサーの領域を調べることにより、分配される液体に細胞または粒子が含有されているかどうかを判断できる。ディスペンサーの領域は、好ましくは、ディスペンサーの出力領域、特にノズルを有するディスペンサーの出力領域に対応する。したがって、ディスペンサーから実際に分配される液体を見る必要がない。ディスペンサーの領域を見ることは、ディスペンサーとマイクロタイタープレートとの間に光学要素を配置する必要がないという利点を提供する。したがって、ディスペンサーとマイクロタイタープレートとの間の距離を小さくすることができる。
【００１１】
液体、特に一滴の液体は、ディスペンサーによって分配される。分配された液体は、細胞および／または粒子を含有していない可能性がある。あるいは、分配された液体は、正確に１つの単一の細胞または複数の細胞および／または１つの単一の粒子または複数の粒子を含有している可能性がある。
【００１２】
ディスペンサーは、分配デバイスの液体リザーバに流体的に接続することができる。それにより、液滴は、少なくとも１つの細胞および／または少なくとも１つの粒子を有することができる。分配された液体の体積は、１０ｐｌ（ピコリットル）から５０ｎｌ（ナノリットル）の範囲である。流体は、細胞増殖を促進する細胞懸濁液であり得る。粒子はガラスビーズまたはポリマービーズであり得、細胞と実質的に同じ体積を有する。光源はＬＥＤランプであり得る。
【００１３】
領域を照明光で照明した結果として領域から発せられる検出光を検出することができる。検出された検出光を、以下でより詳細に説明する読み出しデバイスを用いて読み出し、次いで評価することができる。
【００１４】
特定の実施形態では、偏向デバイスは、照明光を少なくとも２回、特に正確に２回偏向させることができる。これは、偏向デバイスが、検出光と照明光の両方を偏向させるように設計および配置されていることを意味する。その結果、コンパクトな光学検出デバイスを実現することができる。この場合、検出光を、各偏向プロセス中に実質的に９０°、特に正確に９０°偏向させることができる。同様に、照明光を、各偏向プロセス中に、実質的に９０°、特にそれぞれの場合に正確に９０°偏向させることができる。
【００１５】
さらに、偏向デバイスは、偏向デバイスの第１の側を通って出る照明光が、第２の側を通って入る照明光に対して少なくとも２回偏向するように設計することができる。偏向デバイスは、偏向デバイスから出る照明光が、偏向デバイスに入る照明光からオフセットして走るように設計することができる。特に、偏向デバイスは、偏向デバイスから出る照明光を、偏向デバイスに入る照明光と実質的に平行、特に平行に変位させることができる。照明光の偏向は、各偏向プロセスにおける検出光と同様に、実質的に９０°、特に正確に９０°で起こり得る。
【００１６】
偏向デバイスから出る検出光は、偏向デバイスに入る検出光に対してオフセットして走ることができる。偏向デバイスから出る検出光が、偏向デバイスに入る検出光と実質的に平行、特に平行に変位する場合、特に有利である。さらに、偏向デバイスは、偏向デバイスの第２の側を通って出る検出光が、第１の側を通って入る検出光に対して少なくとも２回偏向するように設計することができる。
【００１７】
特別な実施形態では、偏向デバイスは、照明光および／または検出光を偏向させるための少なくとも１つのプリズムを有することができる。プリズムは、プリズムから出る照明光を、プリズムに入る照明光に対して単純な方法でオフセットさせることができる、特に平行に変位させることができるという利点を提供する。同様に、プリズムから出る検出光を、プリズムに入る検出光に対して容易にオフセットさせることができ、特に平行に変位させることができる。プリズムが少なくとも４つ、特に正確に４つの角を持つベース領域を有する場合、変位は特に容易に発生する。プリズムは、斜めプリズム、特に平行六面体であり得る。プリズムは、好ましくは菱面体であり得る。プリズムの使用は、照明光および／または検出光の正確な平行変位を実現できるという利点を有する。
【００１８】
プリズムを使用する場合、第１の側はプリズムの側面に対応し、第２の側はプリズムの別の側面に対応する。第１の側、特に側面、および第２の側、特に他の側面は、互いに平行に走ることができる。
【００１９】
代替的または追加的に、偏向デバイスは、照明光および／または検出光を偏向させるための少なくとも２つのミラーを有することができる。偏向デバイスがプリズムを有するかミラーを有するかに関係なく、偏向デバイスは、両方の場合において、ディスペンサーの領域が照明光によって照明されるようにディスペンサーの領域の方向に照明光を偏向させるように設計される。
【００２０】
光学検出デバイスは、対物レンズを有することができる。対物レンズは、オブジェクトの実際の光学画像を生成する集光光学系である。偏向デバイスを対物レンズとディスペンサーとの間の照明光および／または検出光のビーム経路に配置することができる。これにより、偏向デバイスをディスペンサーに機械的に接続することが可能になり、それによってコンパクトなデバイスを実現することができる。特に、偏向デバイスを、特に直接、ディスペンサーに取り付けることができる。これにより、対物レンズとディスペンサーとの間の距離を小さくすることができ、解像度と倍率に関して有利になる。
【００２１】
偏向デバイスは、照明光を、直接ディスペンサーの領域に偏向させることができる。これは、照明光のビーム経路において、ディスペンサーと偏向デバイスとの間にそれ以上の光学要素が配置されないことを意味する。さらに、偏向デバイスは、検出光を直接対物レンズに偏向させることができる。これは、検出光のビーム経路において、対物レンズと偏向デバイスとの間にそれ以上の光学要素が配置されないことを意味する。
【００２２】
少なくとも１つのレンズをディスペンサーに面する偏向デバイスの側、特にプリズムに取り付けまたは配置することができる。レンズは、ディスペンサーに面する偏向デバイスの側、特に光の出口側に取り付けられる平面側を有することができる。レンズの平面側を、好ましくは直接、プリズムの側面に取り付けることができる。レンズを使用することにより、特に球面収差に起因する画像化誤差を、単純な方法で少なくとも部分的に排除することができる。
【００２３】
対物レンズは、対物レンズの光軸がディスペンサーからの液体の出力方向に対して横方向、特に垂直に走るように配置することができる。対物レンズのそのような配置は、対物レンズがディスペンサーの上に配置される既知の分配デバイスに比べて対物レンズをディスペンサーの近くに配置できるという利点を提供する。結果として、対物レンズの上記の配置は、解像度および／または倍率を増加させる。
【００２４】
分配デバイスは、ディスペンサーを作動させるためのアクチュエータを有することができる。アクチュエータはピエゾアクチュエータであり得る。対物レンズとアクチュエータは、ディスペンサーに対して互いに反対側にあり得る。特に、アクチュエータと対物レンズは、ディスペンサーからの液体の排出方向と同じ方向に走る平面に対して互いに反対側に位置することができる。
【００２５】
特定の実施形態では、光学検出デバイスは、ディスペンサーの領域から発せられる検出された検出光を読み出すための読み出しデバイスを有することができる。読み出しデバイスは、検出された検出光に含まれる情報を読み出すために使用される。検出光は、領域を照明光で照明することから生じ、および／または、例えば、細胞および／または粒子に反射された照明光を有する。
【００２６】
検出光と照明光は、少なくとも部分的に共通のビーム経路を有することができる。共通のビーム経路は、少なくとも対物レンズと偏向デバイスとを有することができる。
【００２７】
さらに、光学検出デバイスは、画像化デバイスを有することができる。検出された検出光に基づいて、画像化デバイスは画像を生成することができる。特に、ディスペンサーの領域の画像を画像化デバイスによって生成することができる。ディスペンサーの領域は、ディスペンサーの出力領域、特にディスペンサーのノズルを有することができる。読み出しデバイスを画像化デバイスに統合することができる。画像化デバイスはカメラであり得る。
【００２８】
光学検出デバイスはまた、検出された検出光を評価するための評価デバイスを有することができる。評価デバイスは、領域の光学特性を決定するために、検出された検出光を評価することができる。特に、評価デバイスは、読み出しデバイスによって読み出された情報を評価することができる。例えば、領域の透明度および／またはコントラストおよび／または反射度を光学特性として決定することができる。代替的または追加的に、領域のさらなる光学特性も決定することができる。
【００２９】
検出された検出光に基づいて、特に領域の特定の光学特性に基づいて、評価デバイスは、ディスペンサーの領域に細胞および／または粒子が配置されていないかどうか、またはディスペンサーが配置されている領域に単一の細胞および／または単一の粒子が配置されているかどうか、またはいくつかの細胞および／またはいくつかの粒子が配置されているかどうかを決定することができる。その結果、領域に配置された細胞および／または粒子の数を評価デバイスによって単純な方法で決定することができる。評価デバイスを画像化デバイスに統合することができる。
【００３０】
例えば球面収差に起因する画像化誤差を少なくとも部分的に排除するためのアルゴリズムを、評価デバイスに格納することができる。その結果、より良い品質の画像を画像化デバイスによって生成することができる。
【００３１】
特定の実施形態では、光学検出デバイスは、ディスペンサーの少なくとも１つの領域および／またはディスペンサーの少なくとも１つの他の領域を照明するための励起光を分配するためのさらなる光源を有することができる。さらなる光源はレーザであり得る。非常に特別な実施形態は、励起光と照明光が少なくとも部分的に共通のビーム経路を有する場合に得られる。この実施形態では、単純でコンパクトな光学検出系が得られる。共通のビーム経路は、少なくとも対物レンズと偏向デバイスとを有することができる。
【００３２】
読み出しデバイスは、ディスペンサーの領域から発せられる検出されたさらなる検出光を読み出すように配置および設計することができる。さらなる検出光は、ディスペンサーの領域および／または他の領域の照明から生じる。さらなる検出光は、検出光と同様に、偏向デバイスによって２回偏向させることができる。特に、偏向デバイスから出るさらなる検出光を、偏向デバイスに入るさらなる検出光と実質的に平行、特に平行に変位させることができる。
【００３３】
検出されたさらなる検出光に基づいて、画像化デバイスは、領域および／または他の領域のさらなる画像を生成することができる。さらに、評価デバイスは、さらなる検出光を評価して、領域および／または他の領域のさらなる光学特性を決定することができる。さらなる光学特性は、領域に配置された細胞および／または領域に配置された粒子の蛍光であり得る。この場合、励起光は、細胞および／または粒子を励起するために使用される。励起光は、細胞の蛍光物質および／または粒子の蛍光物質によって吸収される。細胞および／または粒子によって放出されるさらなる検出光は、蛍光に対応する。さらなる検出光に基づいて、評価デバイスは、領域および／または他の領域に蛍光細胞および／または蛍光粒子が配置されていないかどうか、または領域および／または他の領域に正確に１つの単一の蛍光細胞および／または正確に１つの単一の蛍光粒子が配置されているかどうか、および／または領域にいくつかの細胞および／またはいくつかの粒子が配置されているかどうかを決定することができる。
【００３４】
さらなる検出光と励起光は、少なくとも部分的に共通のビーム経路を有することができる。共通のビーム経路は、少なくとも対物レンズと偏向デバイスとを有することができる。
【００３５】
検出された検出光および検出されたさらなる検出光を読み出すための読み出しデバイスと、画像およびさらなる画像を生成するための画像化デバイスと、さらなる光学特性を決定するための評価デバイスとを使用することは、光学検出系が少ない要素で実装されるという利点を提供する。
【００３６】
偏向デバイスの提供は、領域に蛍光細胞および／または蛍光粒子が配置されているかどうかが決定される実施形態において特に有利である。すでに上記で説明したように、偏向デバイスの提供は、開口数がより高いという利点を提供する。これは、結果として生じるより大きな放出角度のために、細胞および／または粒子から発せられる光子が対物レンズに到達することができる、より大きな領域がカバーされることを意味する。この点で、偏向デバイスにより、領域のより良い画像も得ることができる。さらに、放射角度が大きいため、細胞および／または粒子をより短い時間で励起することができ、これにより、液体をディスペンサーからより迅速に分配することができる。
【００３７】
代替の実施形態では、光学検出デバイスは、検出されたさらなる検出光を読み出すためのさらなる読み出しデバイスを有することができる。さらに、光学検出デバイスは、検出されたさらなる検出光および／またはさらなる評価デバイスに基づいて、領域および／または他の領域のさらなる画像を生成するためのさらなる画像化デバイスを有することができる。さらなる評価デバイスは、さらなる検出光を評価して、領域のさらなる光学特性を決定することができる。さらなる検出光に基づいて、さらなる評価デバイスは、領域および／または他の領域に蛍光細胞および／または蛍光粒子が配置されていないかどうか、または蛍光粒子が配置されている領域および／または他の領域に正確に１つの単一の蛍光細胞および／または正確に１つの単一の蛍光細胞が配置されているかどうか、および／または領域にいくつかの細胞および／またはいくつかの粒子が配置されているかどうかを決定することができる。さらなる画像化デバイスはカメラであり得、および／またはさらなる評価デバイスおよび／またはさらなる読み出しデバイスは画像化デバイスに統合され得る。
【００３８】
分配デバイスは、偏向および／または吸引デバイスを有することができる。迂回デバイスは、分配された液体、特に分配された液滴を迂回させるために使用される。吸引デバイスは、分配された液体を吸い上げるために使用される。分配された液体をリジェクト容器に迂回させる、および／または吸い上げることができる。偏向および／または吸引は、分配された液体が容器、特にマイクロタイタープレートの容器に入る前に起こり得る。液体が細胞および／または粒子を含まない場合、分配された液体を偏向させる、および／または吸い上げることができる。あるいは、液体に含有される細胞および／または粒子の数が所定の値よりも大きい場合、特に１よりも大きい場合、分配された液体を偏向させる、および／または吸い上げることができる。
【００３９】
本発明の主題は、図に概略的に示され、同じ要素、または同じ効果を有する要素は、ほとんど同じ参照記号を備えている。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】第１の実施形態による本発明による分配デバイスの概略図である。
【図２】第２の実施形態による本発明による分配デバイスの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
図１は、少なくとも１つの細胞３および／または少なくとも１つの粒子を含有する液体４を分配するためのディスペンサー２と、ディスペンサー２の少なくとも１つの領域６を光学的に検出するための光学検出デバイス５とを有する分配デバイス１を示す。光学検出デバイス５は、照明光８を放出するためのＬＥＤランプなどの光源７と、プリズム２４を有する偏向デバイス９とを有する。照明光８は、領域６を照明するために使用され、偏向デバイス９によって２回偏向する。次に領域６から発せられる検出光１５も、偏向デバイス９によって２回偏向する。
【００４２】
偏向デバイス９は、プリズムの第１の側１０を通って出る照明光８が、プリズムの第２の側１１を通って入る照明光８と平行に変位するように設計されている。同様に、プリズムの第２の側１１を通って出る検出光１５は、プリズムの第１の側１０を通って入る検出光１５と平行に変位する。図１は、光源７が照明光８を放出する状態を示している。
【００４３】
偏向デバイス９は、照明光８をディスペンサー２の領域６に偏向させるように配置されている。ディスペンサー２の領域６は、ディスペンサー２の出力領域に対応する。図１は、ディスペンサー２が液体４、特に細胞３を含有する一滴の液体を分配した状態を示している。液体４は容器２９に供給される。ディスペンサー２は、図示されていないアクチュエータ、特にピエゾアクチュエータによって作動される。
【００４４】
光学検出デバイス５はまた、対物レンズ１２を有する。対物レンズ１２は、対物レンズ１２の光軸１３が、ディスペンサー２からの液体４の出力方向Ｒに垂直に走るように配置されている。偏向デバイス９は、ディスペンサー２と対物レンズ１２との間の照明光８および／または検出光１５のビーム経路に配置されている。
【００４５】
また、光学検出デバイス５は、対物レンズ１２と光源７との間の照明光８のビーム経路に配置されたフィルタ２５を有する。フィルタ２５は、照明光８を対物レンズ１２の方向に偏向させるように設計されている。さらに、フィルタ２５は、領域６から発せられる検出光１５（図１に破線で示されている）を通過させるように設計されている。フィルタ２５を通過した検出光１５は、ビーム偏向器２６により、画像化デバイス１６の方向に偏向する。検出光１５と照明光８は、部分的に共通のビーム経路を有する。
【００４６】
画像化デバイス１６に配置された読み出しデバイス１４は、画像化デバイス１６の検出器によって検出された検出光１５を読み出す。検出された検出光１５、特に読み出しデバイス１４によって読み出された情報に基づいて、画像化デバイス１６は、領域６の画像を生成することができる。
【００４７】
画像化デバイス１６は、光学検出デバイス５の評価デバイス１７、例えばコンピュータに電気的に接続されている。評価デバイス１７は、記録された検出光１５を評価することができる。特に、評価デバイス１７は、読み出しデバイス１４によって読み出された情報を評価することができる。検出光１５に基づいて、評価デバイス１７は、領域６の光学特性を決定することができる。領域６の光学特性を決定することにより、照明された領域に細胞３および／または粒子が配置されていないか、または少なくとも１つの細胞３および／または少なくとも１つの粒子が配置されているかを決定することが可能である。
【００４８】
評価デバイス１７は、制御デバイス２８に電気的に接続されている。評価デバイス１７の評価結果に基づいて、制御デバイス３０は、ディスペンサー２の分配プロセスを制御する。制御デバイス３０は、移動デバイス２９に電気的に接続されている。移動デバイス２９は、液体４が所望の保管場所に分配され得るように、ディスペンサー２および／または容器２９を移動させることができる。
【００４９】
さらに、制御デバイス３０は、分配デバイス１の偏向および／または吸引デバイス３２を制御することができる。制御デバイス３０は、細胞３および／または粒子が液体４中に配置されていない場合、またはいくつかの細胞３および／またはいくつかの粒子が液体４中に配置されている場合に、分配された液体４が偏向される、および／または吸い上げられるように偏向および／または吸引デバイス３２を制御することができる。
【００５０】
図２は、第２の実施形態による本発明による分配デバイスの概略図を示す。第２の実施形態は、光学検出デバイス５が、さらなる光源１８、さらなる画像化デバイス２２、およびさらなる読み出しデバイス２１を追加的に有するという点で、図１に示される第１の実施形態とは異なる。さらなる光源１８はレーザであり得、さらなる画像化デバイス２２はカメラであり得る。図２は、さらなる光源１８が励起光１９を放出する状態を示している。対照的に、光源７は、いかなる照明光８も放出しない。
【００５１】
別の違いは、第２の実施形態が、ビーム偏向器２６の代わりにさらなるフィルタ２８を有することである。さらなるフィルタ２８は、図示されていない検出光１５を画像化デバイス１６に偏向させるように設計されている。それに加えて、さらなるフィルタ２８は、さらなる検出光２０を通過させるように設計されている。光学検出デバイス５はまた、さらなる検出光２０をさらなる画像化デバイス２２の方向に偏向させるさらなるビーム偏向器２７を有し、さらなる検出光２０は、さらなる画像化デバイス２２の検出器によって検出される。さらなる検出光２０は、検出光１５と同様に、偏向デバイス９によって２回偏向する。
【００５２】
さらなる光源１８は、ディスペンサー２の領域６を照明するための励起光１９を放出し、励起光１９は、さらなるビーム偏向器２７、さらなるフィルタ２８、フィルタ２５を通過して、対物レンズ１２に到達する。励起光１９と照明光８は、共通のビーム経路を有する。特に、照明光８と励起光１９の両方が、対物レンズ１２と偏向デバイス９を通過する。
【００５３】
励起光１９の結果として領域６から発せられる検出されたさらなる検出光２０は、さらなる読み出しデバイス２１によって読み出される。さらなる検出光２０は、蛍光特性を有する細胞３および／または粒子がディスペンサー２の領域６に配置されているという条件で、細胞３および／または粒子によって放出される蛍光であり得る。さらなる検出光２０に基づいて、さらなる画像化デバイス２２は、ディスペンサー２の領域６のさらなる画像を生成することができる。さらなる評価デバイス２３は、さらなる検出光２０を評価し、領域６に蛍光細胞３および／または蛍光粒子が配置されていないかどうか、または領域６に少なくとも１つの細胞３および／または少なくとも１つの粒子が配置されているかどうかを決定する。
【００５４】
励起光１９とさらなる検出光２０は、部分的に共通のビーム経路を有する。
【符号の説明】
【００５５】
１  分配デバイス
２  ディスペンサー
３  細胞
４  液体
５  光学検出デバイス
６  領域
７  光源
８  照明光
９  偏向デバイス
１０  第１の側
１１  第２の側
１２  対物レンズ
１３  光軸
１４  読み出しデバイス
１５  検出光
１６  画像化デバイス
１７  評価デバイス
１８  さらなる光源
１９  励起光
２０  さらなる検出光
２１  さらなる読み出しデバイス
２２  さらなる画像化デバイス
２３  さらなる評価デバイス
２４  プリズム
２５  フィルタ
２６  ビーム偏向器
２７  さらなるビーム偏向器
２８  さらなるフィルタ
２９  容器
３０  制御デバイス
３１  移動デバイス
３２  偏向および／または吸引デバイス
Ｒ  出力方向
【図１】
2021521787.tif 000003
【図２】
2021521787.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】令和3年2月26日(2021.2.26)
【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】
少なくとも１つの細胞（３）および／または少なくとも１つの粒子を含有する液体（４）を分配するためのディスペンサー（２）と、前記ディスペンサー（２）の少なくとも１つの領域（６）を光学的に検出するための光学検出デバイス（５）であって、前記光学検出デバイス（５）が前記領域（６）を照明するための照明光（８）を放出するための光源（７）と前記領域（６）から発せられる検出光（１５）を偏向させるための偏向デバイス（９）とを有する、光学検出デバイス（５）とを有する、分配デバイス（１）において、前記偏向デバイス（９）が前記検出光（１５）を少なくとも２回、特に正確に２回偏向させることを特徴とする分配デバイス（１）。
【請求項２】
ａ．前記偏向デバイス（９）が、前記照明光（８）を少なくとも２回、特に正確に２回偏向させること、および／または
ｂ．前記偏向デバイス（９）は、前記偏向デバイスの第１の側（１０）を通って出る前記照明光（８）が、第２の側（１１）を通って入る前記照明光（８）に対して少なくとも２回偏向するように設計されていること、および／または
ｃ．前記偏向デバイス（９）から出る前記照明光（８）が、前記偏向デバイス（９）に入る前記照明光（８）に対してオフセットして走ること、および／または
ｄ．前記偏向デバイス（９）から出る前記照明光（８）が、前記偏向デバイスに入る前記照明光（８）と実質的に平行、特に平行に変位すること
を特徴とする請求項１に記載の分配デバイス（１）。
【請求項３】
ａ．前記偏向デバイス（９）から出る前記検出光（１５）が、前記偏向デバイス（９）に入る前記検出光（１５）に対してオフセットして走ること、および／または
ｂ．前記偏向デバイス（９）から出る前記検出光（１５）が、前記偏向デバイス（９）に入る前記検出光（１５）と実質的に平行、特に平行に変位すること、および／または
ｃ．前記偏向デバイス（９）は、前記偏向デバイス（９）の前記第２の側（１１）を通って出る前記検出光（１５）が、前記第１の側（１０）を通って入る前記検出光（１５）に対して少なくとも２回偏向するように設計されていること
を特徴とする請求項１または２に記載の分配デバイス。
【請求項４】
ａ．前記偏向デバイス（９）が、前記検出光（１５）および／または前記照明光（８）を偏向させるための少なくとも１つのプリズム（２４）を有すること、および／または
ｂ．前記偏向デバイス（９）が、少なくとも４つの角を有するベース領域を備えた少なくとも１つのプリズム（２４）を有すること、および／または
ｃ．前記偏向デバイス（９）が、少なくとも１つの斜めプリズム、特に平行六面体、好ましくは菱面体を有すること、および／または
ｄ．前記偏向デバイス（９）がプリズム（２４）を有し、ここで、照明光（８）がそれを通って前記プリズム（２４）から出る前記プリズム（２４）の第１の側（１０）は、照明光（８）がそれを通って前記プリズム（２４）に入る第２の側（１１）と平行に走ること
を特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の分配デバイス（１）。
【請求項５】
前記偏向デバイス（９）が、前記検出光（１５）および／または前記照明光（８）を偏向させるための少なくとも２つのミラーを有することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の分配デバイス（１）。
【請求項６】
ａ．前記光学検出デバイス（５）が対物レンズ（１２）を有すること、および／または
ｂ．前記偏向デバイス（９）が、前記対物レンズ（１２）と前記ディスペンサー（２）との間の前記検出光（１５）および／または前記照明光（８）のビーム経路に配置されること、および／または
ｃ．前記偏向デバイス（９）が、前記検出光（１５）を、特に直接、前記対物レンズ（１２）に偏向させるように設計されていること
を特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の分配デバイス（１）。
【請求項７】
ａ．前記偏向デバイス（９）が前記ディスペンサー（２）に機械的に接続されていること、および／または
ｂ．前記偏向デバイス（９）が前記ディスペンサー（２）に取り付けられていること、および／または
ｃ．前記偏向デバイス（９）が、前記照明光（８）を前記領域（６）に直接偏向させるように設計されていること、および／または
ｄ．レンズが、前記ディスペンサー（２）に面する前記偏向デバイス（９）の側に取り付けられていること、または
ｅ．平面側を有するレンズが、前記ディスペンサー（２）に面する前記偏向デバイス（９）の側に取り付けられていること
を特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の分配デバイス（１）。
【請求項８】
前記対物レンズ（１２）の光軸（１３）が前記ディスペンサー（２）からの液体の出力方向（Ｒ）に対して横方向、特に垂直に走るように前記対物レンズ（１２）が配置されていることを特徴とする、請求項６または７に記載の分配デバイス（１）。
【請求項９】
前記ディスペンサー（２）を作動させるためのアクチュエータであって、
ａ．前記アクチュエータがピエゾアクチュエータである、および／または
ｂ．前記アクチュエータと前記対物レンズ（１２）が、前記ディスペンサー（２）に対して互いに反対側にある、アクチュエータを特徴とする、
請求項１から８のいずれか一項に記載の分配デバイス（１）。
【請求項１０】
前記光学検出デバイス（５）が、前記ディスペンサー（２）の前記領域（６）から発せられる前記検出された検出光（１５）を読み出すための読み出しデバイス（１４）を有することを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の分配デバイス（１）。
【請求項１１】
前記光学検出デバイス（５）が画像化デバイス（１６）であって、
ａ．前記検出された検出光（１５）に基づいて、前記画像化デバイス（１６）が画像を生成する、および／または
ｂ．前記画像化デバイス（１６）が前記ディスペンサー（２）の前記領域（６）の画像を生成する、画像化デバイス（１６）を有することを特徴とする、請求項１０に記載の分配デバイス（１）。
【請求項１２】
ａ．前記光学検出デバイス（５）が、前記検出された検出光（１５）を評価するための評価デバイス（１７）を有すること、または
ｂ．前記光学検出デバイス（５）が、前記検出された検出光（１５）を評価するための評価デバイス（１７）を有し、画像化誤差を少なくとも部分的に排除するためのアルゴリズムが前記評価デバイス（１７）に格納されていること
を特徴とする請求項１０または１１に記載の分配デバイス（１）。
【請求項１３】
ａ．前記評価デバイス（１７）が、前記ディスペンサー（２）の前記領域（６）の光学特性を決定するために前記検出された検出光（１５）を評価すること、または
ｂ．前記検出された検出光に基づいて、特に、前記ディスペンサー（２）の前記領域（６）の光学特性に基づいて、前記評価デバイス（１７）が、前記ディスペンサー（２）の前記領域（６）に細胞（１）および／または粒子が配置されていないかどうか、または前記ディスペンサー（２）の前記領域（６）に正確に１つの単一の細胞（３）および／または１つの単一の粒子が配置されているかどうか、または前記ディスペンサー（２）の前記領域（６）にいくつかの細胞および／またはいくつかの粒子が配置されているかどうかを決定すること
を特徴とする請求項１２に記載の分配デバイス（１）。
【請求項１４】
前記光学検出デバイス（５）が、前記ディスペンサー（２）の少なくとも１つの領域（６）および／または前記ディスペンサー（２）の少なくとも１つの他の領域を照明するために励起光（１９）を分配するためのさらなる光源（１８）を有することを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の分配デバイス（１）。
【請求項１５】
前記励起光（１９）および前記照明光（８）が、少なくとも部分的に共通のビーム経路を有することを特徴とする請求項１４に記載の分配デバイス（１）。
【請求項１６】
ａ．前記読み出しデバイス（１４）が、検出されたさらなる検出光（２０）を読み出すように設計されていること、および／または
ｂ．さらなる検出光（２０）に基づいて、前記画像化デバイス（１６）が、前記領域（６）および／または前記他の領域のさらなる画像を生成すること
を特徴とする請求項１４または１５に記載の分配デバイス（１）。
【請求項１７】
ａ．前記評価デバイス（１７）が、前記領域（６）および／または前記他の領域のさらなる光学特性を決定するために、前記検出されたさらなる検出光（２０）を評価すること、および／または
ｂ．前記検出されたさらなる検出光（２０）に基づいて、前記評価デバイス（１７）が、前記領域（６）および／または他の領域に蛍光細胞（３）および／または蛍光粒子が配置されていないかどうか、または前記領域（６）および／または別の領域に正確に１つの単一の蛍光細胞（３）および／または正確に１つの単一の蛍光粒子が配置されているかどうか、および／または前記領域にいくつかの細胞（３）および／またはいくつかの粒子が配置されているかどうかを決定すること
を特徴とする請求項１４から１６のいずれか一項に記載の分配デバイス（１）。
【請求項１８】
ａ．前記光学検出デバイス（５）が、検出されたさらなる検出光（２０）を読み出すためのさらなる読み出しデバイス（２１）を有すること、および／または
ｂ．前記光学検出デバイス（５）が、前記検出されたさらなる検出光（２０）に基づいて前記領域（６）および／または前記他の領域のさらなる画像を生成するためのさらなる画像化デバイス（２２）を有すること
を特徴とする請求項１４または１５に記載の分配デバイス（１）。
【請求項１９】
前記光学検出デバイス（５）がさらなる評価デバイス（２３）であって、
ａ．前記さらなる評価デバイス（２３）が、前記領域（６）および／または前記他の領域のさらなる光学特性を決定するために、前記検出されたさらなる検出光（２０）を評価する、および／または、
ｂ．前記さらなる検出光（２０）に基づいて、前記さらなる評価デバイス（２３）が、前記領域（６）および／または他の領域に蛍光細胞（３）および／または蛍光粒子が配置されていないかどうか、または前記領域（６）および／または別の領域に正確に１つの単一の蛍光細胞（３）および／または正確に１つの単一の蛍光粒子が配置されているかどうか、および／または前記領域にいくつかの細胞（３）および／またはいくつかの粒子が配置されているかどうかを決定する、評価デバイス（２３）を有することを特徴とする、
請求項１４、１５および／または１８の少なくとも一項に記載の分配デバイス（１）。
【請求項２０】
前記分配された液体を迂回させるための迂回デバイスおよび／または前記分配された液体を吸い上げるための吸引デバイスを特徴とする、請求項１から１９のいずれか一項に記載の分配デバイス（１）。
【国際調査報告】
2021521787.tif 000005
2021521787.tif 000006
2021521787.tif 000007
2021521787.tif 000008
2021521787.tif 000009
2021521787.tif 000010