(57)【要約】【構成】本発明は、細胞培養用のバイオリアクターに使用するサンプラーを提供するものである。一つの実施態様では、このバイオリアクターは細胞培養から細胞のサンプルを回収する取り出し可能なサンプル部分を有する、構造化固定床を有する。本発明は、関連する装置および関連する方法にも関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞培養システムに使用する装置において、
この細胞培養システムから細胞のサンプルを回収する取り出し可能なサンプル部分を有する構造化固定床を有することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記の構造化固定床が相互に隣接して少なくとも２つの原料層を有し、前記の取り出し可能なサンプル部分をこれら少なくとも２つの原料層の間に少なくとも部分的に設ける請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記の少なくとも２つの原料層が、（１）細胞固定化層であって、前記の取り出し可能なサンプル部分がそのうちの第１細胞固定化層に接触する第１側部および第２細胞固定化層に接触する第２側部を有する細胞固定化層か、あるいは（２）一つの細胞固定化層および一つのスペーサー層を有する請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記の取り出し可能なサンプル部分が、一つかそれ以上の繊維を有する請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記の構造化固定床および前記の取り出し可能なサンプル部分が不織布を有する請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記の取り出し可能なサンプル部分がシート材を有する請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記の構造化固定床が細胞固定化層を有し、前記の取り出し可能なサンプル部分を形成するシート材がこの細胞固定化層に直接接触する請求項６に記載の装置。
【請求項８】
さらに、コネクターによって前記の取り外し可能サンプル部分に機械的に接続したポジショナーを有する請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記の構造化固定床が、複数の取り出し可能なサンプル部分を有する請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記の構造化固定床がローラー状か、あるいは螺旋状の固定床を有する請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記の取り出し可能なサンプル部分が前記の構造化固定床に隣接する請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記の取り出し可能なサンプル部分が、前記の構造化固定床の多孔部分、または予め切れ目を入れた部分である請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
請求項１の装置を有することを特徴とするバイオリアクター。
【請求項１４】
流体が上向きに流れる、前記の構造化固定床を受け取る外側チャンバー、および撹拌機を有する前記バイオリアクターの下部に流体流れを戻す内側チャンバーを有する請求項１３に記載のバイオリアクター。
【請求項１５】
細胞培養を行うバイオリアクターに使用する装置であって、
固定床が、この細胞培養から細胞のサンプルを回収する一つかそれ以上の繊維を有する取り出し可能なサンプル部分を有することを特徴とする装置。
【請求項１６】
前記固定床が、構造化されていない固定床である請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記固定床が、構造化固定床を有する請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
前記の取り出し可能なサンプル部分が、不織布を有する請求項１５に記載の装置。
【請求項１９】
前記の取り外し可能サンプル部分が、前記固定床の２つの層間にある請求項１５に記載の装置。
【請求項２０】
前記の取り出し可能なサンプル部分が、前記固定床に隣接する請求項１５に記載の
装置
【請求項２１】
前記の取り出し可能なサンプル部分が、前記の構造化固定床の多孔部分または予め切れ目を入れた部分である請求項１５に記載の装置。
【請求項２２】
取り出し可能なサンプル部分を有する構造化固定床を有するバイオリアクター、および
前記の構造化固定床から前記の取り出し可能なサンプル部分を受け取る前記バイオリアクターと対応関係にあるサンプラー
を有することを特徴とする細胞培養サンプリング装置。
【請求項２３】
前記取り出し可能なサンプル部分が、前記サンプル部分を構造化固定床内に配置するポジショナーを有し、このポジショナーが前記バイオリアクター内のポートを介してアクセスできる請求項２２に記載の装置。
【請求項２４】
さらに、支持体のスロットおよび前記ポートのポストを有する差し込み嵌合、ネジ式接続または解除可能なラッチなどの解除可能な接続によって前記ポートと対応関係に支持体を有し、この支持体を前記ポジショナーに接続した請求項２２に記載の装置。
【請求項２５】
前記ポジショナーの一部に解除可能に係合して軸方向に一体的に移動するが、前記ポジショナーに回転を付与することなく前記支持体を回転させる可撓性部分などによって前記支持体を前記ポジショナーに固定するか、あるいは前記ポジショナーに解除可能に接続する請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記支持体が、この支持体を前記の取り出し可能なサンプル部分を取り出す複数の部分に分離する脆い接続を有する請求項２４に記載の装置。
【請求項２７】
前記サンプラーが、前記の構造化固定床の前記の取り出し可能サンプル部分を形成するカッターを有する請求項２２に記載の装置。
【請求項２８】
前記サンプラーが、このサンプラーを所定位置に導く前記ポートと連携動作する締め付けピンを係合するための溝を有する請求項２２に記載の装置。
【請求項２９】
さらに、前記バイオリアクターから取り出すさいに、前記の取り出し可能なサンプル部分の無菌状態を維持する容器を有する請求項２２に記載の装置。
【請求項３０】
前記容器が無菌接続によって前記バイオリアクターに接続し、前記容器が形成し、かつ前記サンプラーを有する区画内に無菌状態を維持し、また前記バイオリアクターの無菌状態を維持する請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記容器が、前記の取り出し可能なサンプル部分に接続されたコネクターを受け取る隔壁を有する請求項２９に記載の装置。
【請求項３２】
前記容器が可撓性スリーブを有する請求項３０に記載の装置。
【請求項３３】
前記可撓性スリーブを剛性のあるエルボーに接続した請求項３２に記載の装置。
【請求項３４】
前記の取り出し可能なサンプル部分が、この取り出し可能なサンプル部分に接続されたポジショナーを有し、このポジショナーが前記の構造化固定床から前記の取り出し可能なサンプル部分を引き出す作動装置と対応関係にある請求項２２に記載の装置。
【請求項３５】
前記作動装置が固定子および回転子を有する請求項３４に記載の装置。
【請求項３６】
前記作動装置を、前記サンプル部分に接続されたポジショナーを受け取るスリーブに接続する請求項３４に記載の装置。
【請求項３７】
前記固定子が前記回転子を取り囲む可撓性バッグを有する請求項３５に記載の装置。
【請求項３８】
前記固定子が前記回転子を抱持するクレードルを有する請求項３５に記載の装置。
【請求項３９】
さらに、前記作動装置を制御する制御器を有する請求項３４に記載の装置。
【請求項４０】
前記制御装置が前記バイオリアクターと連携動作する少なくとも一つのセンサーから出力信号を受信する請求項３９に記載の装置。
【請求項４１】
前記の取り出し可能なサンプル部分をポジショナーに接続し、前記バイオリアクターのポートのキャップに解除可能に接続する請求項２２に記載の装置。
【請求項４２】
前記の解除可能な接続が磁気カップリングを有する請求項４１に記載の装置。
【請求項４３】
前記ポートが、相対的回転を防止する態様で前記ポジショナーの突出部を受け取る受け取り部を有する請求項４１に記載の装置。
【請求項４４】
前記の構造化固定床が、螺旋状床を有する請求項２２〜４３のいずれかに記載の装置。
【請求項４５】
前記の取り出し可能なサンプル部分が、前記の構造化固定床である請求項２２〜４３のいずれかに記載の装置。
【請求項４６】
前記の取り出し可能なサンプル部分が、前記の構造化固定床の多孔部分か、あるいは切れ目を入れた部分である請求項２２〜４３のいずれかに記載の装置。
【請求項４７】
取り出し可能サンプル部分を有する培養床を有するバイオリアクター、および
前記の取り出し可能なサンプル部分を前記培養床から回収する前記バイオリアクターに対するサンプラーであって、この取り出し可能なサンプル部分に解除可能に接続されたポジショナーを有するサンプラー
を有することを特徴とする細胞培養用サンプリング装置。
【請求項４８】
クランプによって前記の取り出し可能なサンプル部分に前記ポジショナーを解除可能に接続した請求項４７に記載の装置。
【請求項４９】
前記の取り出し可能なサンプル部分が、前記の構造化固定床内か、あるいはこの固定床に隣接している請求項４７〜４８のいずれかに記載の装置。
【請求項５０】
前記の取り出し可能なサンプル部分が、前記の構造化固定床の多孔部分か、あるいは切れ目を入れた部分である請求項４７〜４８のいずれかに記載の装置。
【請求項５１】
ポートを有するバイオリアクター内の培養床と連携動作する細胞培養サンプリング装置であって、
前記ポートを介して前記培養床のサンプル部分を回収する前記バイオリアクターに対するサンプラーであって、前記培養床から前記サンプル部分を回収する作動装置を有するサンプラーを有することを特徴とするサンプリング装置。
【請求項５２】
前記作動装置が、前記サンプル部分に接続されたポジショナーを受け取る容器に接続している請求項５１に記載の装置。
【請求項５３】
前記作動装置が固定子および回転子を有する請求項５１に記載の装置。
【請求項５４】
前記固定子が前記回転子を取り囲む可撓性バッグを有する請求項５３に記載の装置。
【請求項５５】
前記固定子が前記回転子を抱持するクレードルを有する請求項５３に記載の装置。
【請求項５６】
さらに、前記作動装置を制御する制御器を有する請求項５１に記載の装置。
【請求項５７】
前記コントローラーが、前記バイオリアクターと連携動作する少なくとも一つのセンサーから出力信号を受信する請求項５６に記載の装置。
【請求項５８】
前記培養床が少なくとも２つの層を有する構造化固定床を有し、前記サンプル部分がこれら少なくとも２つの層間に位置するシート材を有する請求項５１〜５７のいずれかに記載の装置。
【請求項５９】
前記の取り出し可能なサンプル部分が前記の構造化固定床内にあるか、あるいはこの固定床に隣接する請求項５１〜５７のいずれかに記載の装置。
【請求項６０】
前記の取り出し可能なサンプル部分が、前記の構造化固定床の多孔部分か、あるいは切れ目を入れた部分である請求項５１〜５７のいずれかに記載の装置。
【請求項６１】
構造化固定床を有するバイオリアクター内における細胞培養サンプリング方法であって、
このバイオリアクターの前記の構造化固定床から取り出し可能なサンプル部分を回収することを特徴とするサンプリング方法。
【請求項６２】
前記の構造化固定床が少なくとも２つの層を有し、回収工程に先立ってこれら少なくとも２つの層の間に少なくとも部分的に前記の取り出し可能なサンプル部分を設ける請求項６１に記載の方法。
【請求項６３】
前記の取り出し可能なサンプル部分が無菌コネクターによって前記バイオリアクターに接続された容器に受け取られるまで、前記回収工程において、前記バイオリアクターから前記の取り出し可能なサンプル部分に接続されたポジショナーを引き出す請求項６１に記載の方法。
【請求項６４】
前記引き出し工程において、前記バイオリアクターの検出された状態に基づいて制御器によって制御される作動装置を使用する請求項６３に記載の方法。
【請求項６５】
さらに、前記の取り出し可能サンプル部分で取り出された細胞を計数する工程を有する請求項６１〜６４のいずれかに記載の方法。
【請求項６６】
さらに、細胞を着色する工程を有する請求項６１〜６４のいずれかに記載の方法。
【請求項６７】
さらに、前記の取り出し可能なサンプル部分で取り出された細胞から細胞内ウィルスを抽出する工程を有する請求項６１〜６６のいずれかに記載の方法。
【請求項６８】
２つかそれ以上の層を有する固定床にサンプル部分を挿入する方法であって、
この固定床の２つかそれ以上の層内に、あるいはこれら層に隣接して前記サンプル部分を設けることを特徴とする方法。
【請求項６９】
一つかそれ以上のサンプル部分を有する固定床を製造する方法であって、
前記固定床の残りの部分から前記サンプル部分を取り外す手段を導入することを特
徴とする方法。
【請求項７０】
さらに、前記固定床を多孔化するか、あるいはこの固定床に予め切れ目を入れる工程を有する請求項６９に記載の方法。
【請求項７１】
さらに、前記の一つかそれ以上のサンプル部分で細胞培養する工程を有する請求項６９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は、米国仮特許出願第６２/７２８，４０５号および第６２/６４４，０１４号、並びにベルギー特許出願第ＢＥ２０１８/５１７９号の優先権を主張する出願であり、これら明細書を援用する出願である。また、米国特許出願公開第２０１８/０２８２６７８号、国際特許出願ＰＣＴ/ＥＰ２０１８/０７６３５４号、米国仮特許出願第６２/７１１，０７０号および米国仮特許出願第６２/７２５，５４５号の開示内容もここに援用するものとする。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、全体として細胞培養分野に関し、具体的には固定床細胞培養装置を対象とするサンプラーおよび対応する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
バイオリアクターなどのある種の細胞培養装置では、細胞培養用“固定床”を使用し、この固定床に細胞を取り込み、付着させかつ培養する付着性細胞を培養する。これらの高密度バイオリアクターの場合、使用者が、各種の目的（生存性や密度に関する細胞関連測定値などを測定するなど）ための培養プロセス前、培養プロセス時、および培養プロセス後の任意の時点でサンプルを簡単には採取できない問題がある。現在、固定床からこのようなインプロセスサンプル（ｉｎ−ｐｒｏｃｅｓｓ  ｓａｍｐｌｅ）を採取する唯一の方法は、操作中にピンセットなどの器具を使用してバイオリアクター内部にアクセスし、固定床の一片または一部を手で抽出する方法である。この方法は細心の手際の良さが必要なため、難しい方法である。また、必然的に望ましくない摂動が生じるため、細胞培養環境だけでなく、サンプル試料を撹乱する恐れがある。
【０００４】
さらに、必要な無菌条件を維持するために、バイオリアクターは一般に層流キャビネットや生物学的に安全なキャビネットなどの封じ込め部の内部に配置され、操作などオペレーターの自由度やアクセス度が制限される。規模の小さいバイオリアクターはこのような封じ込め部内に設けることは可能であるが、産生規模の大きいバイオリアクターの場合、このようなキャビネット内に設置し、同じ結果を得ることは容易ではない。さらに、操作の全体を通じて無菌状態を維持する必要があり、これは、サンプルを採取するオペレーターが厳密な無菌操作手順に従わなければならないことを意味し、ピンセットなどの抽出器具を使用する必要がある場合に大きな課題となる。
【０００５】
細胞密度を評価するために、所謂“バイオマス”センサーなどの無菌（ｓｔｅｒｉｌｅ  ｏｒ  ａｓｅｐｔｉｃ）センサーが提案されている。ところが、これらセンサーの場合、十分な強靭性に欠け、サンプルとしての細胞を直接検査することは実際に不可能である。バイオマスセンサーによる細胞特性の間接測定は、精度が細胞の直接検査よりもはるかに劣る。細胞が存在する液体のサンプリングが可能な流動床や典型的な撹拌式バイオリアクターの場合とは逆に、固定床バイオリアクターに無菌液体センサーを設置した場合、流体中に残された培養プロセスから検出された副産物（中間代謝物）に基づいて、細胞状態に関して根拠のある推定を行うことができる情報を得られるに過ぎない。このように、現状のサンプラーおよび方法は固定床バイオリアクターに使用するために信頼性の高い細胞培養法を実現する正確で時宜にかなうツールとはなりえない。
【０００６】
従って、固定床から信頼性の高いサンプルおよび対応する細胞を採取できる装置が求められている。このような装置を用いると、簡単かつ安価な方法でサンプルを採取でき、（バイオリアクターの内外両者において）汚染から保護できる上に、固定床細胞培養環境に対して有害な撹乱を惹起することのない無菌状態を維持できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開Ｎｏ．２０１２/００１７７３３号
【特許文献２】米国特許出願公開Ｎｏ．２０１１/０１５５２７４号
【発明の概要】
【０００８】
本発明の目的は、無菌状態（ａｓｅｐｔｉｃ  ｏｒ  ｓｔｅｒｉｌｅ  ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）維持するとともに、固定床細胞培養環境に有害な撹乱をもたらさない状態で、容易な上に低コストかつ信頼性の高い方法で細胞培養から一つかそれ以上のサンプルを採取することを可能にする装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の一つの態様によれば、細胞培養装置やバイオリアクターなどの細胞培養固定床にサンプラーを設ける。このサンプラーはいくつかの形態で提案できる。即ち、（１）（バイオリアクターが層流キャビネットやバイオセーフティキャビネット内に存在する場合などのように）オペレーターが非無菌的にサンプルを取り出す形態、（２）オペレーターが無菌的にサンプルを取り出す形態、および（３）大量あるいは大容量の固定床を抽出できるように、細胞培養プロセスの終了時に望ましい操作形態、の３形態である。最後の形態では、サンプリングプロセス自体が無菌であるため、バイオリアクターが無菌状態での操作に制限されず、プロセスおよび環境の両者を確実に保護できる。このため、（ａ）（手作業、場合によっては部分的または完全自動化作業によって）固定床細胞培養からサンプルを取り出すために必要な操作が容易になる上に、有害な撹乱や有害な作用が発生せず、そして（ｂ）固定床バイオリアクターに対応する封じ込めおよび無菌制限を緩和できるため、厳格な無菌ゾーンの外側で操作でき、バイオリアクターそれ自体の汚染、または環境によるサンプルの汚染、あるいはバイオリアクターの内容物やサンプルによる環境汚染の恐れもない。なお、本発明は細胞培養装置（バイオリアクター）を無菌環境中で操作する場合や、（例えば＜６００ｍ２の表面積を有する小さなサイズで、アイソレーター、キャビネットなどと共に使用できるバイオリアクターの場合などに使用できる）サンプラーにも応用することができる。
【００１０】
本発明の一態様は、バイオリアクターや発酵槽などの細胞培養システムに使用する装置に関する。この装置は、細胞培養システムから細胞のサンプルを回収する取り出し可能なサンプル部分を有する構造化固定床（ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ ｆｉｘｅｄ ｂｅｄ）を有する。
【００１１】
一部の実施態様では、構造化固定床は相互に隣接する少なくとも２つの層の原料を有し、取り出し可能なサンプル部分は少なくとも２つの層間に少なくとも部分的に位置する。一部の実施態様では、これら少なくとも２つの層は、（１）細胞固定化層であって、取り出し可能なサンプル部分の第１側部が第１細胞固定化層に接触し、かつ第２側部が第２細胞固定化層に接触する細胞固定化層、あるいは（２）一つの細胞固定化層および一つのスペーサー層を有する。一部の実施態様では、取り出し可能なサンプル部分は一つかそれ以上の繊維を有し、また一部の実施態様では、取り出し可能なサンプル部分は不織布を有する。任意の実施態様では、取り出し可能なサンプル部分はシート材を有することができる。一部の実施態様では、構造化固定床は細胞固定化層を有し、取り出し可能なサンプル部分を形成するシート材は細胞固定化層と直接接触する。
【００１２】
一部の実施態様では、本発明装置はコネクターによって取り出し可能なサンプル部分に機械的に接続したポジショナーを有する。一部の実施態様では、構造化固定床が複数の取り出し可能なサンプル部分を有する。一部の実施態様では、構造化固定床がローラー状か、あるいは螺旋状の固定床を有する。また、一部の実施態様では、取り出し可能なサンプル部分が、上記の構造化固定床の多孔部分、または予め切れ目を入れた部分である。
【００１３】
本発明の実施態様はいずれもバイオリアクターに適用することができる。一つの例示的な形態では、バイオリアクターは流体が上向きに流れる構造化固定床を受け取る外側チャンバーを有する。撹拌機を有するバイオリアクターの下部分に流体流れを戻す内側チャンバーを設ける。
【００１４】
本発明の別な態様は、細胞培養を行うバイオリアクターに使用する装置に関する。この装置は、細胞培養から細胞のサンプルを回収する一つかそれ以上の繊維を有する取り出し可能なサンプル部分を有する固定床を有する。
【００１５】
一部の実施態様では、固定床は構造化されていない固定床を有する。一部の実施態様では、固定床は構造化固定床である。一部の実施態様では、取り出し可能なサンプル部分は不織布を有する。一部の実施態様では、取り出し可能なサンプル部分は固定床の２つの層の間にあり、また一部の実施態様では、取り出し可能なサンプル部分は固定床に隣接する（または、これら２つのアプローチを併用する）。これら実施態様や他の実施態様では、取り出し可能なサンプル部分は構造化固定床の多孔部分か、あるいは予め切れ目を入れた部分である。
【００１６】
一部の実施態様では、サンプル部分はバイオリアクター内の固定床に接触していればよく、固定床内に挿入する必要もなく、固定床内に設ける必要もない。一部の実施態様では、サンプル部分は、固定床の側面や上面などの固定床の表面に隣接し、ポジショナーに接続していればよい。一部の実施態様では、サンプル部分は折り畳み部分を有する。一部の実施態様では、サンプル部分は折り畳み部分および溶接部分を有する。
【００１７】
本発明のさらに別な態様は、細胞培養サンプリング装置に関する。この装置は取り出し可能なサンプル部分を備えた構造化固定床を有するバイオリアクターを有する。サンプラーがバイオリアクターと連携動作（ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ）し、構造化固定床から取り出し可能なサンプル部分を回収する
【００１８】
一部の実施態様では、取り出し可能なサンプル部分は、構造化固定床内にサンプル部分を配置するポジショナーを有し、このポジショナーについてはバイオリアクター内のポートを介してアクセス可能である。一部の実施態様では、このポートが支持体と連携動作するが、この連携動作については支持体のスロットおよびポートのポストを有する差し込み嵌合、ネジ接続や解除可能なラッチなどの解除可能な接続によって行い、当該支持体をポジショナーに接続する。一部の実施態様では、支持体はポジショナーに固定するか、あるいは解除可能に接続する。解除可能に接続を行う場合には、ポジショナーの一部に解除可能に係合して一緒に軸方向に移動するが、支持体をポジショナーへの回転を阻害せずに回転させる可撓性部分などを使用して行う。一部の実施態様では、支持体は支持体を複数の部分に分離して、取り出し可能なサンプル部分を取り出す脆い接続を有する。
【００１９】
一部の実施態様では、サンプラーは構造化固定床の取り出し可能なサンプル部分を形成するカッターを有する。一部の実施態様では、サンプラーはこれを所定位置に導く、ポートに対応する締め付けピンに係合する溝を有する。
【００２０】
一部の実施態様では、バイオリアクターから取り出すさいに、取り出し可能サンプルの無菌状態を維持するために容器を設ける。一部の実施態様では、無菌接続によってこの容器がバイオリアクターに接続し、容器によって区画され、サンプラーを有する区画内に無菌状態を維持するだけでなく、バイオリアクターの無菌状態も維持する。一部の実施態様では、容器は取り出し可能なサンプル部分に接続されたコネクターを受け取る隔壁を有する。一部の実施態様では、この容器は可撓性スリーブを有し、このスリーブについては、一部の実施態様で剛性のあるエルボーに接続する。
【００２１】
一部の実施態様では、取り出し可能なサンプル部分はこれに接続されたポジショナーを有し、このポジショナーは構造化固定床から取り出し可能なサンプル部分を引き出す作動装置（アクチュエーター）と連携動作する。一部の実施態様では、この作動装置は固定子および回転子を有する。一部の実施態様では、この作動装置はサンプル部分に接続されたポジショナーを受け取るスリーブに接続する。一部の実施態様では、固定子は回転子を取り囲む可撓性バッグを有する。一部の実施態様では、固定子は回転子を抱持するクレードルを有する。
【００２２】
一部の実施態様では、作動装置を制御する制御器（コントローラー）を設ける。一部の実施態様では、この制御器がバイオリアクターと連携動作する少なくとも一つのセンサーからの出力信号を受け取る。
【００２３】
一部の実施態様では、取り出し可能なサンプル部分は、バイオリアクターのポートのキャップとの解除可能な接続を形成するポジショナーに接続する。一部の実施態様では、解除可能な接続は磁気カップリングを有する。一部の実施態様では、このポートは相対的な回転を阻止する態様でポジショナーの突出部を受け取る受け取り部を有する。
【００２４】
本発明の実施態様のいずれにおいても、構造化固定床はローラー状床または螺旋状床を有していればよい。一部の実施態様では、取り出し可能なサンプル部分は構造化固定床に隣接する。一部の実施態様では、取り出し可能なサンプル部分は、構造化固定床の多孔部分か、あるいは予め切れ目を入れた部分である。
【００２５】
さらに、本発明は細胞培養サンプリング装置に関する。この装置は取り出し可能なサンプル部分を備えた培養床を有するバイオリアクター、および培養床から取り出し可能なサンプル部分を回収する、バイオリアクターと連携動作するサンプラーを有する。このサンプラーは、取り出し可能なサンプル部分に解除可能に接続するポジショナーを有する。
【００２６】
一部の実施態様では、ポジショナーはクランプによって取り出し可能なサンプル部分に解除可能に接続する。一部の実施態様では、取り出し可能なサンプル部分は構造化固定床内にあるか、あるいはこれに隣接する。一部の実施態様では、取り出し可能なサンプル部分は構造化固定床の多孔部分か、あるいは予め切れ目を入れた部分である。
【００２７】
本発明のさらに別な実施態様は、ポートを有するバイオリアクター内の培養床と連携動作する細胞培養サンプリング装置に関する。この装置はポートを介して培養床のサンプル部分を回収する、バイオリアクターと連携動作するサンプラーを有し、このサンプラーは培養床からサンプル部分を引き出す作動装置を有する。
【００２８】
一部の実施態様では、作動装置はサンプル部分に接続されたポジショナーを受け取る容器に接続する。一部の実施態様では、作動装置は固定子および回転子を有する。一部の実施態様では、この固定子は回転子を取り囲む可撓性バッグを有する。
【００２９】
一部の実施態様では、固定子は回転子を抱持するクレードルを有する。一部の実施態様では、作動装置を制御する制御器を設ける。一部の実施態様では、この制御器がバイオリアクターと連携動作する少なくとも一つのセンサーからの出力信号を受け取る。
【００３０】
一部の実施態様では、培養床は少なくとも２つの層を備えた、構造化固定床を有し、サンプル部分は少なくとも２つの層の間に位置するシート材を有する。一部の実施態様では、取り出し可能なサンプル部分は構造化固定床内にあるか、あるいは隣接する。一部の実施態様では、取り出し可能なサンプル部分は構造化固定床の多孔部分か、あるいは予め切れ目を入れた部分である。
【００３１】
本発明のさらに別な態様は、構造化固床を有するバイオリアクターなどの細胞培養システムの細胞培養サンプリング方法に関する。この方法は、バイオリアクターの構造化固定床から取り出し可能なサンプル部分を回収する工程を有する。一部の実施態様では、構造化固定床は少なくとも２つの層を有し、この方法では、回収工程に先立って少なくとも２つの層の間に少なくとも部分的に取り外し可能サンプル部分を設ける。
【００３２】
一部の実施態様では、回収工程は、無菌コネクターによってバイオリアクターに接続した容器の中に、取り出し可能なサンプル部分が受け取られるまで取り出し可能なサンプル部分に接続されたポジショナーをバイオリアクターから引き出す。一部の実施態様では、引き出す過程において、バイオリアクターの検出された状態に基づく制御器に制御された作動装置を用いる。一部の実施態様では、以下の工程のうち任意の工程、あるいは全工程を行う。即ち、（１）取り出し可能なサンプル部分に取り出された細胞の計数工程、（２）細胞の着色工程、あるいは（３）取り出し可能なサンプル部分に取り出された細胞から細胞内ウィルスを抽出する工程の３工程である。
【００３３】
さらに、本発明は２つかそれ以上の層を有する固定床内にサンプル部分を挿入する方法であって、このサンプル部分を固定床の２つかそれ以上の層内に配置するか、あるいはこれらの層に隣接配置する方法に関する。
【００３４】
本発明のさらに別な態様は、一つかそれ以上のサンプル部分を有する固定床の製造方法であって、このサンプル部分を固定床の残りの部分から取り出す手段を有する製造方法である。
【００３５】
一部の実施態様では、この方法は、固定床を多孔化するか、あるいは予め切れ目を入れて一つかそれ以上のサンプル部分を形成する工程を有する。一部の実施態様では、本発明方法は、一つかそれ以上のサンプル部分で細胞を培養する工程を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
特許請求の範囲に、本発明の具体的な態様の新規特徴を記載してある。本発明の特徴および作用効果については、発明の原理を記載する例示的な実施態様を記載する以下の詳細な説明により理解できるはずである。なお、以下に添付図面を説明する。
【００３７】
【図１】図１は、本発明に従って構成したバイオリアクターなどの細胞培養システムを対象とするサンプラーの第１実施態様を示す概略図である。
【図１Ａ】図１Ａは、螺旋状床として構成した、構造化固定床の一実施例を示す図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、ポジショナーが少なくとも一つの繊維を有する、構造化されていない固定床に使用するサンプラーを示す概略図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、構造化固定床の別な形態を示す図である。
【図１Ｄ−１Ｆ】図１Ｄ、図１Ｅおよび図１Ｆは、取り出し可能なサンプル部分に接続されたポジショナーをバイオリアクターに設ける各種の方法または工程を示す図である。
【図２】図２は、一度バイオリアクターから引き出されたサンプル部分を受け取る外部容器（スリーブなど）を有する、バイオリアクター用サンプラーの別な実施態様を示す図である。
【図３】図３は、バイオリアクター用サンプラーのさらに別な実施態様を示す図である。
【図３Ａ−３Ｃ】図３Ａ、図３Ｂおよび図３Ｃは、サンプラーのさらに別な実施態様を示す図である。
【図４−６】図４、図５および図６は、バイオリアクターの蓋のサンプリングポートを覆うカバーを示す図である。
【図７−９】図７、図８および図９はバイオリアクター用サンプラーのさらに別な態様を示す図である。
【図１０−２１】図１０、図１１、図１２、図１３、図１４Ａ、図１４Ｂ、図１５、図１６Ａ、図１６Ｂ、図１７、図１８、図１９、図２０および図２１はバイオリアクター内の細胞培養をサンプリングするサンプル部分をポジショナーに締め付ける各種方法を示す図である。
【図２２−２３】図２２および図２３は、サンプラーのさらに別な実施態様を示す図である。
【図２４】図２４は、サンプル部分をバイオリアクターから引き出す作動装置の一つの考えられる実施態様を示す図である。
【図２５】図２５は、サンプル部分をバイオリアクターから引き出す作動装置の別な実施態様を示す図である。
【図２６】図２６は、非接触式カップリングを使用して培養床のサンプル部分をバイオリアクターに設けるポジショナーをバイオリアクターの取り外し可能なキャップに接続する構成を示す図である。
【図２７−２８】図２７および図２８は、一つかそれ以上の本発明サンプラーを併用したバイオリアクターのもう一つの考えられる構成を示す図である。
【図２９】図２９は、サンプラーを有するバイオリアクターの制御システムを示す線図である。
【図３０−４０】図３０、図３１、図３２、図３３、図３４、図３５、図３６、図３７、図３８、図３９および図４０は、本発明サンプラーのバイオリアクターへの例示的な適用例を示す図である。
【図４１−４４】図４１、図４２、図４３および図４４は固定床バイオリアクターの細胞培養サンプリングするサンプル部分の各種態様を示す図である。
【図４５】図４５は、サンプリング技術などの本発明実施態様を適用することができるバイオリアクターの一つの実施態様を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１を参照して説明するが、図１は本発明の一態様に従って構成した、バイオリアクター１２や発酵槽などの細胞培養システム用のサンプラー１０を示す図である。本実施例では、バイオリアクター１２は（層流キャビネットや外部アイソレーターなどの）封じ込めユニット内の外部無菌条件下で稼働するものとする。なお、以下の説明で概略を示すように、サンプラー１０は他の環境内でも使用することができる。
【００３９】
サンプラー１０はその内側区画にアクセスできるバイオリアクター１２の開口と連携動作する支持部分を有していればよい。図示の実施態様では、支持部分はバイオリアクター１２の開口を封着するカバーまたはキャップ１４を有しているため、封じ込めユニット内に存在しない場合でも、内部区画の無菌状態を維持できる。この支持部分は、固定床１８をバイオリアクター１２の内側区画内に設ける取り出し可能なサンプル部分１６を支持することができる。
【００４０】
サンプル部分１６は、（細長いストリップの形を取ることができる素材シート、可撓性素材シートなどの）基体を有していればよく、この基体は、固定床それ自体と同様に、細胞培養や細胞の固定化/取り込みを促進するものである。この基体は、一つかそれ以上の繊維を有していればよく、例えば以下の記載で概略を説明するように、一片の不織布を使用することができる。あるいは、サンプル部分１６は多孔性の固定床１８の一部であってもよく、固定床の残りから分離するシームや他の手段を切り裂くようにしてもよい。あるいは、サンプル部分１６は（以下の説明で概略を述べるように）、バイオリアクター１２の組立プロセス時に固定床１８内に設けることができる別体の構造体でもよい。この場合、サンプル部分１６は（固定床内に孔か切り離しシームを設けるか、あるいは固定床や他の手段を予め切断してサンプルを分離し、一つかそれ以上の取り出し（取り外し）可能な部分を形成するなどによって）固定床の残りの部分から取り外しおよび取り出し可能になっている。
【００４１】
サンプル部分１６はポジショナー２０に取り出し可能に取り付けるため、サンプル部分１６を固定床１８内の適正な位置に保持することが容易になり、また固定床１８からの取り出しが容易になる。このサンプル部分１６については、固定床１８内にポジショナー２０によって手で予め配置してもよく、あるいは（図示しない）ピンセットを使用してサンプル部分１６をバイオリアクター１２の蓋１４のポート２２を介して固定床１８に予め配置してもよく（あるいは、蓋全体を取り外すことによって）予め配置してもよい。これに関しては、バイオプロセシング操作の開始前に、バイオリアクターの組立時に、あるいは固定床の形成および組立時に行ってもよい。
【００４２】
固定床１８は、細胞培養や細胞固定化を実施する任意の基体を有していればよく、あるいは例えば構造化固定床（即ち、複製が容易で、全体として均質性を有し、実質的に固定化構造からなり、配向がランダムでなく、明確な構造を有しないが、これら要件を満足した状態で各種のサイズや形状を有する固定床）を有していればよい。固定床１８の素材は織布、不織布、繊維マトリックスなどでよく、また制限するものではないが、ポリエチレンやポリエチレンテレフタレートを始めとする各種のポリマー素材から形成してもよい。一つの実施態様では、図１Ａの上面図に示すように、構造化固定床は内部で、あるいは上で細胞が増殖する少なくとも２つの層で構成された不織布１８ａを有する。これらの層は細胞固定化層と考えることができる。図示の具体的な形態では、不織布１８ａはロール状に、あるいは螺旋状に構成し、２つの細胞固定化層のそれぞれはスペーサー層によって分離するため、培養および各種層間の培地（の）流れが促進する。サンプル部分１６は、細胞固定化層の予め形成された部分であってもよい。また、サンプル部分１６は細胞固定化（または不織布）層１８ａなどのロール状の、あるいは螺旋状の固定床１８の層のうちの２つの層間に（図示のように）設けた別な基体であってもよい。あるいは、サンプル部分はスペーサー層と隣接細胞固定化層との間に設けてもよい。あるいはサンプル部分は、単一のスペーサー層を有する、ロール状か、あるいは螺旋状の単一の細胞固定化層のみを有していてもよい。
【００４３】
なお、上記は一例に過ぎず、サンプル部分１６を任意の公知形態の固定床１８と連携動作できる方法（例えば、繊維マトリックス内への配置、あるいは図示のように螺旋状ではない構成）を限定するものではない。例えば、図１Ｂは複数のランダム配向繊維１８ｃを有することができる明確な構造を有しない固定床を示す図である。この実施態様では、サンプル部分１６は繊維１８ｃのうちの一本を有していればよい。この繊維１８ｃは図示のように（あるいは不織繊維の基体として）ポジショナー２０に接続することができる。あるいは２本以上の繊維をポジショナー２０に接続してもよく、（前述したように不織布などの）サンプル部分として作用する。
【００４４】
図１Ａには、（細胞固定化/スペーサー層１８ａ、１８ｂを有する）少なくとも２つの層を備えた構造化固定床１８のロール状で、全体として円筒形の構成を示すが、他の形態も使用することが可能である。即ち、図１Ｃに示すように、固定床１８は、連続的で、かつ（円形、正方形などの）任意の形状を取ることができる複数の同心円状層１８ａを有していてもよい。あるいは、層１８ａは線形でもよい。いずれの場合も、スペーサー層１８ｂについては、設けてもよく、あるいは設けなくてもよい。また、サンプル部分１６については、制限するものではないが、目的のサンプリングアプローチに応じて、固定床１８内の任意の位置（複数の場合もある）に設けることができる。
【００４５】
図１に戻って説明を続けると、バイオリアクター１２の蓋２４と連携動作するポート２２の側壁などの係留点がカバーまたはキャップ１４とともにシールを形成することができるため、無菌状態の維持を確保することができる。キャップ１４については、ポート２２に解除可能に接続することができる。この接続は、ネジ込みやその他の固定手段によって実施することができるが、解除可能に接続を行うことも可能である（以下の記載に概略を説明するように差し込み嵌合、あるいは（プッシュプル式構成、あるいは場合によっては摩擦係合や締り嵌合式の）解除可能なラッチを備えたドアを使用することができる）。
【００４６】
図示の実施態様でサンプル部分１６での細胞培養を確実に行うためには、ポジショナー２０を十分な距離延在させ、サンプル部分１６の少なくとも一部を固定床１８内に確実に設ければよい。なお、この距離については、バイオリアクター１２の大きさおよび形状だけでなく、サンプリングを行う目的の位置、固定床の形式、または培養形式に応じて変更することができる。ポジショナー２０については、支持体として作用するカバーまたはキャップ１４に接続してもよいが、（ポジショナー２０が所定位置にある間、キャップ１４を取り外し、次に回収して交換できるように）キャップ１４から分離しておくことも可能である。例えば図１Ｂに示すような前者の実施態様のほうが明確な構造を有しない固定床により簡単に接続することができるため、ポジショナー２０がポート２２を通りぬけ、明確な構造を有しない固定床内の構造が明確ではない原料内にこれを設けることができる。後者の実施態様には構造化固定床のほうが好適である。サンプル部分１６を構造化固定床層内に予め配置し、かつ保持でき、その後にポジショナー２０を（必要ならば）キャップ１４に連携動作させることができるからである。
【００４７】
いずれも実施態様でも、マトリックスアセンブリー内のそれぞれスペーサー部および固定化部を構成するスペーサー層および/または細胞固定化層については、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、プラズマ処理ポリエチレン、プラズマ処理ポリエステル、プラズマ処理ポリプロピレンやプラズマ処理ポリアミドから選択する生体適合性ポリマーから構成するのが好ましい。各層は親水性であっても疎水性であってもよい。細胞固定化層については、親水性であるのが好ましい。
【００４８】
両層の厚みについては、０．０５ｍｍ〜３ｍｍが好ましく、０．１〜２ｍｍまたは０．１〜１ｍｍがより好ましい。細胞固定化層に適する素材としては織布や不織布があるが、不織布を使用するほうが好ましい。織布とは逆に、不織布は製織や編成を行わない、繊維の糸への転換の必要のない素材である。不織布とは、広く定義すると、繊維やフィラメントの機械的、熱的や化学的絡み合いによって（そしてフィルムの多孔化によって）接合したシートまたはウェブ構造体を意味する。本発明で使用する不織布源は任意のものでよく、天然繊維か合成繊維のいずれでもよい。不織布については、ポリエステルやポリプロピレンなどのポリマーが好ましい。本発明に使用する細胞固定化層については、ポリエチレンテレフタレート不織布から選択すればよく、また不織布は細胞接着性および流動性を強化するためにプラズマ処理することができる。
【００４９】
スペーサー層については、前述したように、メッシュサイズを備えた生体適合性ポリマーから構成することができる。一つの実施態様では、スペーサー層は合成織布か合成織布構造である。別な実施態様では、スペーサー層はベアリング構造である。このような構造は（アルギン酸塩などの）バイオポリマーである。この目的に適う他の素材はシリカ、ポリスチレン、アガロース、スチレンジビニルベンゼン、ポリアクリロニトリルやラテックスである。バイオバーデン（ｂｉｏｂｕｒｄｅｎ）を減らすために、スペーサー層はガンマ線照射することができる。
【００５０】
マトリックスアセンブリーについては、バイオリアクターの用途および形式に応じて多数のデザインが可能である。本発明の一つの実施態様では、固定化部およびスペーサー部については、交互に配置する。交互配置では、各スペーサー部の後に細胞固定化部が続き、この固定化部の後にスペーサー部が続く。このような交互配置部は（後続を参照）図示のように垂直位置において、あるいはマトリックスの適用に従って、および/またはマトリックスを導入することになるバイオリアクターに従って水平位置において交替する。この実施態様では、細胞固定化層のうちの一つかそれ以上の層については、一つかそれ以上のスペーサー層に重ねる（逆もある）。必要と考えられる場合には、この構成を順次数回反復すると、いくつかの固定化部およびスペーサー部の積層体を形成することができる。理想的には、最終の構成では、上記層が１〜５００回交替することになる。積層体はフレームかカセット内に配置することができ、あるいは積層体周囲をシール/接続することができる。別な実施態様では、得られた積層体は軸またコアの周囲にロール化し、螺旋状に構成することができる。
【００５１】
固定化部およびスペーサー部の両者に使用する層数は各層（寸法、大きさなど）の用途および特性に基づいて、また目的とする結果に基づいて選択できる。即ち、固定化部またはスペーサー部のいずれかにおける層数については、１〜２０、好ましくは１〜１０、より好ましくは１〜５である。
【００５２】
以上のように、スペーサー部が存在するため、培地が流れるマトリックスの内部に空間が存在する。このため、マトリックスにおける培地の循環性が向上し、すべての培養細胞に培地が行き渡ることになる。この効果は、スペーサー部が一つのスペーサー層を有し、かつ固定化部が２つの固定化層を有する実施態様ではいっそう強くなる。スペーサー部を介してマトリックス内部で流動する培地が細胞固定化部に対して接線方向に配向する。
【００５３】
ポジショナー２０とこれの支持体（キャップ１４）との間の解除可能な接続例を図１Ｃ、図１Ｄおよび図１Ｅに示す。図１Ｃにおいて、キャップ１４は可撓性の突出部１４ａを有し、これら突出部がポジショナー２０の一部２１を受け取り、これを保持する受け取り部１４ｂを形成する。なお、この部分２１もスリーブなどの別体の構造の要部を構成することになる。図示から理解できるように、受け取り部１４ｂ内の部分２１は、突出部を分離する十分な力が発生し、これを自由に回動させることが許されない限り、ポジショナーの軸方向に移動することはない。このため、キャップ１４（接続が差し込み式かネジ込み式の場合）が回動して、抜け出るが、ポジショナー２０、従ってサンプル部分１６が固定床１８に対して回動することがなく、従って不要な撹乱や望ましくない結果をもたらすこともない。にもかかわらず、ポジショナー２０が取り付けられたままで、あるいは分離した状態（この場合キャップとは無関係にポジショナーを着脱できる）で、キャップ１４を垂直方向に引き出すことができる。同様に、ポジショナー２０をサンプル部分１６とともにバイオリアクター１２内に設けることができ、次にキャップ１４をポジショナー２０に接続できる。いうまでもなく、突出部がスリーブ/ポジショナーに係合し、かつ係合部分がポジショナーに存在するように、操作を逆にすることも可能である。
【００５４】
図１Ｄに、取り出し可能な部分１４ｃが受け取り部１４ｂを形成する突出部１４ａを有する場合を示す。ネジ１４ｄ、クリップまたはスナップなどのファスナーを使用して、部分１４ｃをキャップ１４に固定することができる。この構成を使用すると、キャップ１４を取り外す前に部分１４ｃを解除することができるため、キャップ１４をもとに戻った部分１４ｃと連携動作することができる。Ｏ−リング１４ｅなどのシールを使用しても、ファスナー/ネジ１４ｄの開口を介して形成する外部環境との界面をシールすることができる。
【００５５】
図１Ｅに、部分１４ｃがキャップ１４の開口Ｏを通り抜けることができる別な場合を示す。この場合、ネジを刻設したナット１４ｆなどの外部ファスナーを使用して、取り外し可能な部分１４ｃを固定する。この場合には、軸部１４ｇにそってネジを刻設する。このように構成すると、着脱時に部分１４ｃがキャップ１４に選択的に連携動作することができ、ポジショナー２０およびサンプル部分１６の位置に狂いが生じることはない。
【００５６】
図示のように、細胞については、固定床１８内だけでなく、図示のように配置した結果サンプル部分１６でも培養することが可能になる。細胞培養について外部から判断することが望ましい場合には、サンプル部分１６を固定床１８の位置から取り出せばよい。一つの実施例では、このためにポート２２からキャップ１４を取り外す。この取り外し操作を図１に示す。即ち、キャップ１４を一つの方向（矢印Ｒ）に回動し、接続を外し（以下に説明する）てから、これを垂直方向Ｖに引き上げる。ポート２２もバイオリアクター１２の側壁またはその他の部分と連携動作することができる。この場合、操作方向は主に水平方向を取ることになる。同様に、キャップまたはカバー１４についても、蓋２４のポート２２やその他の部分などのバイオリアクター１２の連携動作部分に摩擦係合するため、固定床１８にアクセスできる。なお、この場合には、垂直移動のみを使用してカバー１４を取り外すことができる。
【００５７】
ポジショナー２０はバイオリアクター１２から取り出すこともでき、サンプル部分１６を固定床１８から回収でき、調整および手際の良さのレベルを高める必要はなく、また固定床１８の周囲の培地を撹乱する恐れのある器具を使用する必要もない。バイオリアクター１２の外部でサンプル部分１６を調べることができるため、サンプル部分の細胞を評価することが可能になり、この評価が固定床１８の対応する細胞培養を直接表すことになる。場合に応じて、第２カバーまたはキャップ２６を使用してポート２２をシールし、そしてサンプリング操作を繰り返すことが望ましい場合には、新しいサンプル部分１６を連携動作するポジショナーによって固定床１８内に設けるとよい。
【００５８】
図２を参照して説明すると、図２はサンプラー１００の第２実施態様を示す図である。この実施態様は、バイオリアクター１２の内部が無菌で、外部環境が無菌ではない環境（例えば、バイオリアクター１２のスケールまたはサイズが大きく、通常のアイソレーターやキャビネットの使用が難しく、コストもかかる上に、不可能な場合もある環境）での使用を想定している。この場合、サンプル部分１１６だけでなく（バイオリアクター１１２も）取り出し時に、またサンプル部分の検査前に汚染から保護する必要がある。
【００５９】
無菌状態を維持するためにこの実施態様では、基本的な部分は本質的に上記と同じであるが、場合によっては可撓性のスリーブ１２８の形を取ることもある仕切りやバリヤを付設する。このスリーブ１２８はポート１２２などの係着点とカバーまたはキャップ１１４との間に無菌バリヤを形成する。スリーブ１２８については、薄い可撓性のポリマー材などの細長い可撓性素材片から構成すればよく、キャップ１１４とポート１２２との間の接続に干渉しないように設ければよい。
【００６０】
培養プロセス時に固定床１１８のサンプルを採取することが望ましい場合には、キャップ１１４を取り外す。この結果、ポジショナー１２０を介してサンプル部分１１６を固定床１１８から回収するが、このサンプル部分は周囲にスリーブ１２８があり、キャップおよびポートによってシールされている結果、無菌状態のままになっている。次に、スリーブ１２８の一部を図２に矢印Ｓで示すように、機械的に、あるいは（例えば熱を使用する）溶接のいずれかによってシールし、かつスリーブの残りの部分をシールし、バイオリアクター１１２に対する（ポート１２２などの）開口もカバーする。無菌接続としてのシール手段の他の実施例にはＳａｒｔｏｒｉｕｓが販売するＴｈｅ  Ｑｕｉｃｋｓｅａｌ  ｏｒ  Ｃｌｉｐｓｔｅｒ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（例えば、米国特許出願公開Ｎｏ．２０１２/００１７７３３号およびＮｏ．２０１１/０１５５２７４号：開示内容についてはここに援用するものとする）がある。あるいは“Ｚｉｐ−Ｌｏｃｋ”スタイルの再シール可能な可撓性バッグと同様な機械式シールをスリーブ１２８の内側部分間に設けることができる。いずれの場合も、サンプル部分１１６はスリーブの切断/シールの結果として形成する区画内において無菌状態を維持するが、さらなる検査または処理のために輸送することができる。なお、バイオリアクター１１２の内容物はキャップまたはカバーが設けられているため無菌状態を維持する。外部環境が無菌な場合には、スリーブ１２８を省略できるが、同じ部分についてはこれらを使用してサンプリングを所望な方法で行う。
【００６１】
サンプリングのためにより多くの細胞が必要な細胞培養プロセスの最後で、例えば固定床それ自体の一部を切断しかつこれを抽出することが望ましいことが時にはある。サンプル部分へ原料および繊維数を追加し、サンプルにおける分析に利用できる細胞数を増やすことを試みることは可能であるが、この方法を利用して、必要なスケールを達成することは難しい。この点を考慮して、図３に示すサンプラー２００の第３実施態様では、固定床２１８の比較的大きなサンプル部分２１６ａを受け取り、かつこれを回収または抽出し、より多数の細胞をより効果的に採取することができる。図示の実施態様では、サンプル部分２１６はポート２２２に対応するカバーまたはキャップ２１４に接続する。
【００６２】
一つの実施態様では、サンプラー２００は固定床２１８の一部に係合し、これを切断または取り外し、サンプル部分２１６ａを形成するカッター２３０を一端部分に有する。カッター２３０の遠位端部で、固定床２１８の培養原料を切断することができ、この遠位端部は実質的に針などの鋭い端部かブレード、あるいは両者を有することができ、サンプラー２００の内部は少なくとも一部が管状か中空状であるため固定床２１８の一部を捕捉し、かつ切り離した後に回収することができる。まず、カッター２３０については、バイオリアクター２１２内に少なくとも部分的に存在する位置に保持するが、例えば締め付けピン２３４などの保持装置によって固定床２１８から離間しておけばよい。締め付けピン２３４は、バイオリアクター２１２に対する相対的移動方向に対応する方向に全体として延在するカッター２３０のレールまたはチャネル２３６と連携動作することができる。
【００６３】
サンプル部分２１６ａについては、バイオリアクター２１２が無菌環境内にある状態で使用することができるが、その他の点ではカッター２３０を取り囲む空間内このような環境を維持するスリーブ２２８を有することができる。固定床２１８のサンプルを取り出すことが望ましい場合、カッター２３０を操作して、（ホームポジションにおいて示す）締め付けピン３２４が、カッター２３０が固定床２１８の原料（下向き矢印Ｄおよび回転方向矢印Ｒを参照）に少なくとも部分的に突入するまでチャネル２３６内を移動し、カッター２３０の内部の中空区画において固定床の“コア”サンプルを捕獲する。なお、カッター２３０の移動距離については、チャネルまたは溝２３６の寸法および形態を単に変更するだけで調節することができる。次に、カッター２３０がポート２２２から引き抜かれ（上向き矢印Ｕおよび逆回転方向矢印Ｌを参照。なお、摩擦嵌合などのように接続が異なる場合にのみ、移動は上向きになる）、スリーブ２２８が上記のように切断/シーリングを行い、（カッター２３０およびバイオリアクター２１２の両者に関して）無菌状態を維持できる。
【００６４】
別な実施可能な実施態様では、図３Ａに示すように、（構造化）固定床２１８内にサンプラー２００を予め配置することができる。この内部において、サンプラー２００は細胞を取り込むか、あるいは細胞を増殖させるサンプル部分２１６として働く予め切断するか、あるいは予め集成化した基体、即ち（不織布などの）基材を有するため、サンプラーの本体２２０は（サンプラー１０のポジショナー２０と同様な）ポジショナーとして機能することができる。サンプラー２００の本体２２０を形成する素材が孔Ｐを有するため、細胞培養液が本体の内部に流れ込み、従ってサンプル部分２１６の基材に取り込まれるか、成長した細胞に流れ込む。無菌状態の維持が必要な場合には図３に示す方法で、あるいは本明細書に記載するその他の方法で固定床２１８からサンプル部分２１６を取り出すことができる。
【００６５】
図３の態様の場合、別なオプションもあり、側面図および上面図である図３Ｂおよび図３Ｃに示すように、カッター２３０をサンプラー２００に設ける必要はない。むしろ、固定床２１８の一部を予め配置し、サンプラー２００の内部に受け取られるさいにサンプル部分２１６として取り出すことができる。サンプラー２１６の本体はその内部にグリッパー、有刺体やその他の係合体を有し、これらがサンプル部分２１６に係合し、これを取り出すことができる。ここでも、図３に示すスリーブ２２８を使用することによって無菌状態を維持することができる。
【００６６】
図４および図５は、ポート２２（または１２２、２２２）に使用するカバーまたはキャップ１４（あるいは１１４、２１４）の一つの例示的な実施態様を示す図である。このキャップ１４（Ｌ字状、Ｘ字状、Ｓ字状や他の蛇行的な）は複雑なスロット１５を有し、このスロットがポート２２の直立部分から半径方向に延在する対応するポスト２２ａと係合し、解除可能な差し込みスタイルの嵌合を形成する。キャップ１４もタブ１７を有するため、キャップを取り外すための手による把持が容易になる。キャップ１４は再使用が可能であり、解除可能である。なお、図６に示すように、これらの複数キャップ１４を単一の蓋２４に設けると、固定床内の異なる位置に各種のサンプリングオプションを用意することができる。
【００６７】
図７を参照しつつ、一実施例として図３の実施態様を使用して、バイオリアクターの蓋２２４のポート２２２と連携動作する一時的な支持体２４０の構成を説明する。支持体２４０がサンプラー２００を受け取る構成で、このサンプラーは支持体２４０に係合する特大なヘッド２００ａを有する。スリーブ２２８については、例えば特大なヘッド２１６ａの下面などにそってバイオリアクターの蓋２２４とサンプラー２００との間に接続する。ホーム位置、あるいは突部位置にあるサンプラー２００に対応して、図３のピン２３４および溝２３６を設ける。
【００６８】
固定床２１８をサンプリングすることが望ましい場合には、支持体２４０を取り外し、サンプラー２００を進めればよい。このためには、側壁を切断すればよいが、一つの特定の実施態様では、側壁に埋設したプル２４２によって接続を弱くし、操作時に、垂直線にそって支持体２４０の部分間の対応する接続を断ち切る。これによって、支持体２４０を支持位置から取り外すことができ、次に図２に示すようにサンプラー２００を使用すればよい。なお、使用に先立ち、サンプル部分を信頼性高く支持し、無菌状態を十分に維持する。プル２４２の代わりに、他の形態の弱い接続を使用することも可能である。例えば、（生体用などの）多孔性ティアライン、ジッパー、ラッチやヒンジ、あるいはその他同様な構成を使用することができる。
【００６９】
図８に、図１のサンプル部分１６の一実施態様、および細長いロッド状構造として図示するポジショナー２０を示す。サンプル部分１６は一つかそれ以上の繊維からなる不織布などの、固定床１８の素材と同じか、あるいは同様な素材で構成することができる。単純な形態では、図８に示すように、クリンプ加工金属片４０（例えば図１６を参照）などのファスナーを使用して、サンプル部分１６をポジショナー２０に仮固定し、接続を確実にすればよい。図示では全体として矩形であるが、この実施態様あるいはその他任意の実施態様では、サンプル部分１６は任意の形状、厚みまたは寸法を有することができる。このため、固定床全体の細胞密度に関連して細胞会合（ｃｅｌｌ  ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）が制限なしに生じる。図９に示すように、ポジショナー２０もスリーブ１２８と連携作動させることができ、このスリーブ１２８は、上述したように、バイオリアクターのポート（図示省略）に接続することができる。
【００７０】
上述したように、サンプル部分１６は各種の方法でポジショナー２０に取り出し可能に取り付けることができるが、これは２つの構造体を締め付けるクランプを形成するものとして特徴付けることができる。図１０に示すように、ポジショナー２０の遠位端部は取り出し可能な部分４２を有することができ、この部分４２については部分間に通過するファスナーＦによって所定位置に締め付けることができ、サンプル部分１６の一部を挟持することができる。図１１に、サンプル部分（図示省略）およびＴ字形を取ることができるポジショナー２０の過大な遠位端部分２０ａにクリップ４４を留着する実施態様を示す。図１２に示すように、取り出し可能な部分４２は取り出し可能なファスナーではなく溶接かあるいは接着（例えば接着剤）によってポジショナー２０に固着することができる。図１３に、オーバーモールディングなどによってポジショナー２０の遠位端部に直接サンプル部分１６を成形できることを示す。バネクランプ４６を使用しても、図１４に示すポジショナー２０にサンプル部分１６を留着することができ、図１５の構成では、歯付きウェッジ４８およびピボット旋回可能なクランプ５０を使用して、サンプル部分１６を所定位置に保持する。
【００７１】
さらに別な実施例について説明すると、図１６はポジショナー２０に（例えばアルミニウムやその他の軟質素材から形成した）可鍛性端部２０ｂとしてのクランプを設け、これを（接続を容易にするために過大なヘッド１６ａを有することができる）サンプル部分１６に締め付けることができる。図１７に、バイオリアクターの蓋２４の装着後に、ポジショナー２０をポート２２内に延入してキャップ１４に係合し、サンプル部分１６の取り出しを容易にした状態で、キャップ１５をポジショナー２０に接続する方法を示す。図１８に、コネクターの端部にある折り畳み可能なウィング２０ｃをサンプル部分１６上の所定位置に折り畳んで、これを一時的に保持する構成を示す。さらに、サンプル部分１６をポジショナー２０の遠位端部のボア５２内に設けることによってポジショナー２０の所定位置にサンプル部分１６を保持することができる。なお、このボアを図１９に示すように、可撓性のクランプ５４を有し、このクランプを強制的にアクチュエーター５６によって締め付け位置に送り出す。図２０に、外側部分５８を使用して内側部分６０（いずれも図示しないが、ポジショナーに接続することができる）をサンプル部分１６に締め付け、これを所定位置に保持することができる同様な構成を示す（この構成は内側部分を曲げ、接続を解除することによって逆にすることができる）。図２１に、ポジショナー２０に対応するファスナー６２を使用して、ホルダー６４を締め付け位置に押し付けることができることを示す。
【００７２】
本発明はバイオリアクターの組み立て（集成化）方法に関する。単に例示のみを目的とする図１の実施例を使用し、（構造化されているか、あるいはされていない）固定床１８の素材（原料）を内部区画内に設けることによってバイオリアクター１２を集成化することができる。図１Ａに示すような構造化固定床の場合、サンプル部分１６を固定床内に設け、この前後においてポジショナー２０に取り付ける。ポジショナーがポート内に入るか、通過し、そしてキャップ１４を（所望によりポジショナー２０に接続するなどによって）所定位置に設けるように、蓋２４をバイオリアクター１２に取り付けてもよい。
【００７３】
明確な構造を有しない固定床の場合、固定床１８を形成する素材を上述のようにバイオリアクター１２内に設けて、同じ工程を踏めばよい。なお、サンプル部分１６については明確な構造を有しない固定床に予め位置決めしておく必要はなく、蓋２４を取り付け、ポジショナー２０を使用してサンプル部分１６を固定床１８に設ければよい。キャップ１４にポジショナー２０を接続する場合には、これはキャップ１４とは無関係に、あるいはキャップ１４と共に行うことができる。
【００７４】
図２２には、バイオリアクター３１２のサンプラー３００の別な実施態様を示す。この実施態様では、他の実施態様と同様に、固定床３１８内にサンプル部分３１６を設け、近位端部において（金属製、プラスチック製などの）可撓性ワイヤの形を取るポジショナー３２０に取り付ける。スリーブ３２８を一端にあるバイオリアクター３１２のポート３２２に封着し、ポジショナー３２０を導き、封着されたキャップ３４０に接続し、スリーブ３２８の近位端部を封着する。雄部分３５２および雌部分３５４によってカップリング３５０を形成し、キャップ３４０をスリーブ３２８に固着し、バイオリアクター３１２の無菌状態を維持する封着部を形成する。
【００７５】
固定床３１８をサンプリングするためには、ポジショナー３２０との接続があっても無くてもよいキャップ３４０を外すことによってサンプル部分３１６を取り出せばよい。接続している場合には、キャップ３４０を引っ張ることで、スリーブ３２８の内部通路、最終的にはオペレーターがアクセスする近位端部を介して固定床３１８からサンプル部分３１６を取り出せばよい（スリーブ３２８の一端または両端はサンプル部分３１６で封着すればよい）。接続していない場合には、キャップ３４０を取り外し、スリーブ３２８から手作業でポジショナー３２０を取り出し、サンプル部分３１６を取り出せばよい。サンプル部分３１６を完全に取り出す場合には、キャップ３４０の交換し、無菌状態を維持すればよく、あるいはスリーブ３２８が取り外されている場合にはポート３２２にキャップ３４０を設ければよい。
【００７６】
状態にもよるが、（例えばバイオリアクター３１２を層流キャビネットに設ける場合など）頭上のスペースが制限を受けるため、スリーブ３２８を可撓性化し、図示のように垂下位置を取るようにすればよい。こうすると、オペレーターがポジショナー３２０を引っ張り、サンプル部分３１６を回収することができ、バイオリアクター３１２の上のスペースにアクセスする必要がなくなる。十分な可撓性をもつスリーブの代わりに、図２３に示すように、スリーブは可撓性端部３２８ａ、３２８ｂなどの一つかそれ以上の端部を有していればよく、これら端部については、中間部分３２８ｃ即ち“エルボー”などの一つかそれ以上の剛性部分に接続しておけばよい。
【００７７】
続いて図２４に触れると、作動装置３６０を使用して、スリーブ３２８を介してポジショナー３２０を引っ張り、サンプル部分３１６を回収することが可能である。作動装置３６０のハンドル３６２を回転子３６４に接続し、この回転子に（この実施態様ではワイヤを巻き付けるなどして）ポジショナー３２０の近位端部を接続する。この回転子３６４を受け取る固定子３６６は、無菌状態を維持した状態で相対移動を行うシール３６８を有する。ホースバーブ３７０などのコネクターを固定子３６６に設けてもよく、スリーブ３２８にカップリングする。
【００７８】
手動または自動の回転子３６４を回転させるハンドル３６２を使用して、固定床３１８からサンプル部分３１６を取り出す。このようにして、回転子３６４の周囲にポジショナー３２０としての可撓性ワイヤを巻き付け、サンプル部分３１６をスリーブ３２８内に回収する（このスリーブについては、上述したように、内部のサンプル部分３１６の位置を遠位方向に封着すればよい）。なお、この構成の場合、サンプル部分３１６を回収した状態で無菌状態を維持できる。
【００７９】
図２５に別な実施態様を示す。部材については本質的に上記と同じであるが、（溶接などによって）“固定子”３６６については、回転子３６４を取り囲み、無菌状態を維持する可撓性バッグ３７２に接続する。固定子３６６については、回転子３６４を回転自在に支持するクレードル（ｃｒａｄｌｅ）の形を取ることができる。サンプル部分３１６の回収については、可撓性バッグ３７２を介して回転子３６４を回転させるハンドル３６２を使用して行えばよく、この可撓性バッグについては、（ワイヤを回転子３６４に巻き付けることによって）前記の実施態様では、ポジショナー３２０を引っ張る。
【００８０】
図２６を参照して、バイオリアクター４１２内の固定床４１８をサンプリングするサンプラー４００の別な実施態様を説明する。この実施態様では、サンプル部分４１６は（本明細書に示す任意のポジショナーであればよい）ポジショナー４２０に接続する。このポジショナー４２０については、（差し込み型嵌合を形成するトラニオン４２２ａに係合するなどによって、例えば図４、図５および図６を参照）バイオリアクター４１２のポート４２２と連携動作するキャップ４１４に解除可能に接続する。この解除可能な接続については、キャップ４１４内の対応する磁石４１４ａおよびポジショナー４２０の隣接面上の（強磁性素材が考えられる）磁性素材４２０ａが作り出す磁気カップリングによって行えばよい。一つの実施態様の場合、磁気カップリングについては、ポジショナー４２０が一旦バイオリアクター４１２内の所定位置を占め、かつキャップ４１４が既に所定位置を占めた後に形成し、次に磁石４１４ａをキャップに導入するため、ポジショナー４２０が撹乱することはない。
【００８１】
ポジショナー４２０および取り付けられたサンプル部分４１６に干渉することなく（即ち、これらに回転を誘導することなく）ポート４２２に対してキャップ４１４を回転させるために、ポジショナー４２０およびポート４２２はマッチング面を有すればよい。具体的には、ポジショナー４２０は磁気カップリングの形成に対応する高さにおいて、ポート４２２内のマッチング内側受け取り部４２２ｂに整合する外側突出部４２０ｂを有することができる。突出部４２０ｂおよび受け取り部４２２ｂは横断面が正方形で、回転防止機能を発揮することができる（なお、他の形状を使用しても同じ結果を得ることができることはいうまでもない）。このため、受け取り部４２２ｂと突出部４２０ｂとの係合により保持されているポジショナー４２０を回転させることなく、キャップ４１４を回転させて取り外すことができる。キャップ４１４を一旦取り外した後は、これをポート４２２から取り外し、ポジショナー４２０を取り出すことができ、従ってサンプル部分４１６をバイオリアクター４１２から取り出すことができる。
【００８２】
図２７および図２８について触れると、これら図面には一つかそれ以上のサンプラー５００を有するバイオリアクター５１２の一つの具体的な実施例を示す（なお、２つのサンプラーを示すが、上記のようにサンプラー数については任意である）。バイオリアクター５１２は一つかそれ以上の固定床を有する。図示の実施例では、上下に２つの固定床５１８ａ、５１８ｂを上下に積層する。これら固定床については、バイオリアクター５１２の外側チャンバー５１２ａ内に、図１Ａなどに示すように、螺旋状に配置することができる。流体を固定床（複数の場合もある）に、あるいは固定床から循環させるために内側チャンバー５１２ｂを設けることも可能であり、この流体についてはバイオリアクター５１２の下側区画５１２ｃ内に設けた羽根５２１などの連携動作する撹拌機によって循環させることができる。循環流が固定床内で垂直方向、例えば上から下に、あるいは下から上に流れる。固定床（複数の場合もある）については内側チャンバー５１２ｂ内に設けることもでき、外側チャンバー５１２ａが流体を内側チャンバー内において固定床に、あるいは固定床から循環させる。
【００８３】
本明細書に記載する形態の固定床によって実質的に均質な状態を設定できるため、一般的に、固定床のどこの部分をサンプリングしても、任意の部分に存在する細胞培養状態を示すすぐれた指標を与えることになる。いずれの場合も、図２７に示すように、積み上げた異なる床５１８ａ、５１８ｂを含め、異なる積層固定床を始めとする固定床（複数の場合もある）の異なる位置（図示の垂直配向における高さや深さなど）にサンプル部分５１６ａ、５１６ｂを選択的に設定することができ、ポジショナー５２０ｂおよび連携動作するサンプル部分５１６ｂを固定床から（例えば予め設定された流路またはトンネルにそって）取り出し、回収または検査を行うことができる。ポジショナー５２０としては、（図示しないがスリーブなどの）上記実施態様で言及した任意のものを使用することができ、バイオプロセシング前、バイオプロセシング中、およびバイオプロセシング後の使用状態についても上記した通りである。
【００８４】
なお、以上説明してきたサンプラーを使用すると、上記工程の任意のものを自動化によって容易に行うことができる独自の機能を実現できる。例えば、図２９に示すように、バイオリアクター６００およびモーターやロボット装置などの作動装置６０２を備え、ポジショナー２０を移動（上下動）させ、固定床１８からサンプル部分１６を取り出し分析を行うシステムを提供することによってこれを行うことができる。プログラムによって制御可能なコントローラー、コンピュータなどのコントローラーを使用して、作動装置６０２の作動を制御することも可能であり、この作動制御は細胞培養操作の開始以降の時間等の多数のパラメーターに基づいて行えばよい。制御器６０４はバイオリアクター６００と連携動作する一つかそれ以上のセンサー６０６からの出力を受け取り、細胞培養操作の状態の指標となるｐＨ、細胞密度などの一つかそれ以上のパラメーターを検出することも可能である。パラメーターのうちの一つかそれ以上が予め設定されたレベルに達すると、制御器６０４によって連携動作する作動装置６０２が作動し、ポジショナーがサンプル部分を取り出す。
実施例
【００８５】
図３０〜図３７に、サンプラー７００の例示的な使用を示す。図３０に示すように、バイオリアクター７０２の蓋７２４は、容器またはバイアル７５０としての仕切りまたはバリヤを設けるポート７２２を有する。図３１および図３２から理解できるように、バイアル７５０は隔壁７５２を有し、この隔壁を介して可撓性ワイヤ７２０の形を取るポジショナーが（２つの細胞固定化層間などの）固定床７１８内に設けられたサンプラー部分７１６に接続する。隔壁７５２は取り外し可能キャップまたはカバー７５４の要部を形成し、このキャップまたはカバーバイアル７５０にクリンプする（図３０）か、あるいはネジ込めばよい（図３１）。Ｑｕｃｉｋｓｅａｌ装置などの無菌接続７５６をバイアル７５０とポート７２２との間に設け、これにワイヤ７２０を延在させる。
【００８６】
固定床７１８に対応する細胞培養物をサンプリングすることが望まれる場合には、図３３にアクション矢印Ａによって示すように、バイアル７５０および接続部７５６が形成する連続経路を介してポジショナー即ちワイヤ７２０を引っ張ることができる。手作業による操作を図示しているが、前述したように、操作を自動化してもよい。手作業あるいは自動作業であっても、サンプラー７１６を回収する決定は、バイオリアクター７００に対応する一つかそれ以上のセンサーの出力に基づいて行うことができる。
【００８７】
ワイヤ７２０については、図３４に示すようにサンプラー部分７１６がバイアル７５０内に引き込まれるまで前進させることができる。十分に接続した後は、無菌接続部７５６を絶つが、Ｑｕｉｃｋｓｅａｌ装置の場合には、カッターＣを使用して接続部をクリンプしかつ切断し、依然として無菌状態を維持した状態で、図３６（接続部７５６ａ、７５６ｂを参照）に示すように、バイアル７５０を切断する。このように切断された接続部７５６の残りの部分については、捻りを加える（矢印Ｔ）などによって取り外し（図３７および図３８）、できれば試薬などの挿入後に、図３９および図４０に示すように、キャップ７５８を使用してバイアル７５０を封着する。次に、バイアル７５０を使用して、サンプラー部分７１６上の細胞の培養状態を調べ、バイオリアクター７００の固定床７１８内の細胞培養状態の正確な指標を得ることができる。一例として、細胞数を計測し、細胞着色を調べて一部のパラメーター（集合状態、生存性など）を評価するか、あるいは細胞内ウィルスを抽出する。
【００８８】
いうまでもなくバイアル７５０の容積については、これが受け取るサンプラー部分７１６の容積よりも大きくなければならない。場合にもよるが、細胞が増殖する表面積に関してバイアル７５０の容積とサンプラー部分７１６の大きさとの間に特定の関係を維持することが望ましいことがある。例えば、バイアル７５０の容積は０．５〜１０ｍｌの範囲にあればよく、またサンプラー部分７１６の表面積は約１〜約１．３ｃｍ２であればよいが、より具体的には約１．２３ｃｍ２の時にバイアルの単位容積当たりの細胞数に基づいて最適な結果が得られる。
【００８９】
上記いずれの実施態様において、サンプル部分１６はバイオリアクター（図示省略）内の固定床１８に単に接触していればよく、内部に挿入または位置する必要はない。例えば、図４１および図４２に示すように、サンプル部分１６は側面（図４１）や上面（図４２）などの固定床１８の表面に隣接配置または接触していればよく、ここでも同様に可撓性ワイヤを使用することができるポジショナー２０に接続していればよい。図示のように、複数のサンプル部分１６を設けてもよく、また固定床１８の表面（複数の場合もある）に、および/または固定床の構成層間にあればよい。脆いコネクター（接着剤）などのコネクターを使用して取り付けを行えばよい。さらに、図４３には、サンプラー部分１６を保持する保持部１６ａを固定床１８に隣接配置できることを示す。また、図４４には、上記の状態、即ちサンプル部分１６が固定床１８の要部を形成し、取り外しを容易にするためにこれを予め切れ目をいれるか、あるいは多孔化した状態を示す。予め切れ目をいれたサンプル部分は固定床の任意の場所に設けることができ、図示の実施態様では予め切れ目をいれたサンプルを固定床の上部に近接配置する。固定床１８には一つかそれ以上の受け取り部、マーカー、凹部、ノッチ、開口、空所、受け取り部分、インジケーター、マーキング、ガイドなどを設けて、個々のサンプル部分１６を表示することができる。サンプル部分１６（複数の場合もある）の位置（複数の場合もある）に応じて固定床１８内の任意の位置で行うことができる）細胞培養物のサンプリングが望まれる場合、ポジショナー２０を（手作業または自動作業で）作動し、バイオリアクターからサンプル部分を取り出せる。
【００９０】
最後に、図４５にバイオリアクターの蓋２４のポートをカバーするキャップ１４を介してアクセス可能なポジショナー２０に接続されるサンプル部分１６を有する固定床１８を備えたバイオリアクター１２を示す。特にこの図に示すバイオリアクター内を流れる一つの例示的な流れパターンは、羽根Ｉ（インペラＩ）などの内部撹拌機によって作り出すことができる。この流れパターンについては、流体が内側チャンバー内を下向きに（矢印Ｄ）に流れ、次に順方向に流れ（矢印Ｆ）、内側チャンバーの外側の固定床１８に上向きに（矢印Ｕ）に流れる。次に、内側カラムを介して流れは戻り（矢印Ｒ）、ここで気体（空気）に暴露される。なお、構造が同じパターンの場合、流れは反転させることができる。
【００９１】
本開示は、以下の構成のうちの任意の構成やすべての構成の任意の組み合わせを制限なしに包摂するものとである。
［条項１］
細胞培養システムに使用する装置において、
この細胞培養システムから細胞のサンプルを回収する取り出し可能なサンプル部分を有する構造化固定床を有する装置。
［条項２］
上記の構造化固定床が相互に隣接して少なくとも２つの原料層を有し、上記の取り出し可能なサンプル部分をこれら少なくとも２の原料層の間に少なくとも部分的に設ける条項１の装置。
［条項３］
上記の少なくとも２つの原料層が、（１）細胞固定化層であって、上記の取り出し可能なサンプル部分がそのうちの第１細胞固定化層に接触する第１側部および第２細胞固定化層に接触する第２側部を有する細胞固定化層か、あるいは（２）一つの細胞固定化層および一つのスペーサー層を有する条項２の装置。
［条項４］
上記の取り出し可能なサンプル部分が、一つかそれ以上の繊維を有する条項１〜３のいずれかの装置。
［条項５］
上記の構造化固定床および上記の取り出し可能なサンプル部分が不織布を有する条項１〜４のいずれかの装置。
［条項６］
上記の取り出し可能なサンプル部分がシート材を有する条項１〜５のいずれかの装置。
［条項７］
上記の構造化固定床が細胞固定化層を有し、上記の取り出し可能なサンプル部分を形成するシート材がこの細胞固定化層に直接接触する条項１〜６のいずれかの装置。
［条項８］
さらに、コネクターによって上記の取り外し可能サンプル部分に機械的に接続したポジショナーを有する条項１〜７のいずれかの装置。
［条項９］
上記の構造化固定床が、複数の取り出し可能なサンプル部分を有する条項１〜８のいずれかの装置。
［条項１０］
上記の構造化固定床がローラー状か、あるいは螺旋状の固定床を有する条項の１〜９のいずれかの装置。
［条項１１］
上記の取り出し可能なサンプル部分が上記の構造化固定床である条項１〜１０いずれかの装置。
［条項１２］
上記の取り出し可能なサンプル部分が、上記の構造化固定床の多孔部分、または予め切れ目を入れた部分である条項１〜１１のいずれかの装置。
［条項１３］
条項１〜１２のいずれかの装置を有するバイオリアクター。
［条項１４］
流体が上向きに流れる、上記の構造化固定床を受け取る外側チャンバー、および撹拌機を有する上記バイオリアクターの下部に流体流れを戻す内側チャンバーを有する条項１３のバイオリアクター。
［条項１５］
細胞培養を行うバイオリアクターに使用する装置であって、
固定床が、この細胞培養から細胞のサンプルを回収する一つかそれ以上の繊維を有する取り出し可能なサンプル部分を有する装置。
［条項１６］
上記固定床が、構造化されていない固定床である条項１５の装置。
［条項１７］
上記固定床が、構造化固定床を有する条項１５の装置。
［条項１８］
上記の取り出し可能なサンプル部分が、不織布を有する条項１５〜１７のいずれかの装置。
［条項１９］
上記の取り外し可能サンプル部分が、上記固定床の２つの層間にある条項１５〜１８のいずれかの装置。
［条項２０］
上記の取り出し可能なサンプル部分が、上記固定床に隣接する条項１５〜１９のいずれかの装置。
［条項２１］
上記の取り出し可能なサンプル部分が、上記の構造化固定床の多孔部分、または予め切れ目を入れた部分である条項１５〜２０のいずれかの装置。
［条項２２］
取り出し可能なサンプル部分を有する明確な構造を有る固定床を有するバイオリアクター、および上記の構造化固定床から上記の取り出し可能なサンプル部分を受け取る上記バイオリアクターと連携動作するサンプラーを有する細胞培養サンプリング装置。
［条項２３］
上記取り出し可能なサンプル部分が、上記サンプル部分を構造化固定床内に配置するポジショナーを有し、このポジショナーに上記バイオリアクター内のポートを介してアクセスできる条項２２の装置。
［条項２４］
さらに、支持体のスロットおよび上記ポートのポストを有する差し込み嵌合、ネジ式接続または解除可能なラッチなどの解除可能な接続によって上記ポートと連携動作する支持体を有し、この支持体を上記ポジショナーに接続した条項２３の装置。
［条項２５］
上記ポジショナーの一部に解除可能に係合して軸方向に一体的に移動するが、上記ポジショナーに回転を付与することなく上記支持体を回転させる可撓性部分などによって上記支持体を上記ポジショナーに固定するか、あるいは上記ポジショナーに解除可能に接続する条項２４の装置。
［条項２６］
上記支持体が、この支持体を上記の取り出し可能なサンプル部分を取り出す複数の部分に分離する脆い接続を有する条項２４の装置。
［条項２７］
上記サンプラーが、上記の構造化固定床の上記の取り出し可能サンプル部分を形成するカッターを有する条項２２〜２６のいずれかの装置。
［条項２８］
上記サンプラーが、このサンプラーを所定位置に案内する上記ポートと連携動作する締め付けピンを有する条項２２〜３７のいずれかの装置。
［条項２９］
さらに、上記バイオリアクターから取り出すさいに、上記の取り出し可能なサンプル部分の無菌状態を維持する容器を有する条項２２〜２８のいずれかの装置。
［条項３０］
上記容器が無菌接続によって上記バイオリアクターに接続し、上記容器が形成し、かつ上記サンプラーを有する区画内に無菌状態を維持し、また上記バイオリアクターの無菌状態を維持する条項２９の装置。
［条項３１］
上記容器が、上記の取り出し可能なサンプル部分に接続されたコネクターを受け取る隔壁を有する条項２９または条項３０の装置。
［条項３２］
上記容器が可撓性スリーブを有する条項２０〜３１のいずれかの装置。
［条項３３］
上記可撓性スリーブを剛性のあるエルボーに接続した条項３２の装置。
［条項３４］
上記の取り出し可能なサンプル部分が、この取り出し可能なサンプル部分に接続されたポジショナーを有し、このポジショナーが上記の構造化固定床から上記の取り出し可能なサンプル部分を引き出す作動装置と連携動作する条項２２〜３３のいずれかの装置。
［条項３５］
上記作動装置が固定子および回転子を有する条項３４の装置。
［条項３６］
上記作動装置を、上記サンプル部分に接続されたポジショナーを受け取るスリーブに接続する条項３４の装置。
［条項３７］
上記固定子が、上記回転子を取り囲む可撓性バッグを有する条項３４または条項３５の装置。
［条項３８］
上記固定子が上記回転子を抱持するクレードルを有す条項３５、条項３６または条項３７の装置。
［条項３９］
さらに、上記作動装置を制御する制御器を有する条項３４〜３８のいずれかの装置。
［条項４０］
上記制御器が上記バイオリアクターと連携動作する少なくとも一つのセンサーから出力を受け取る条項３９の装置。
［条項４１］
上記の取り出し可能なサンプル部分をポジショナーに接続し、上記バイオリアクターのポートのキャップに解除可能に接続する条項２２〜４４のいずれかの装置。
［条項４２］
上記の解除可能な接続が磁気カップリングを有する条項４１の装置。
［条項４３］
上記ポートが、相対的回転を防止する態様で上記ポジショナーの突出部を受け取る受け取り部を有する条項４１の装置。
[条項４４]
上記の構造化固定床が、螺旋状床を有する条項２２〜４３のいずれかの装置。
[条項４５]
上記の取り出し可能なサンプル部分が、上記の構造化固定床に隣接する条項２２〜４３のいずれかの装置。
[条項４６]
上記の取り出し可能なサンプル部分が、上記の構造化固定床の多孔部分か、あるいは切れ目を入れた部分である条項２２〜４３のいずれかの装置。
[条項４７]
取り出し可能サンプル部分を有する培養床を有するバイオリアクター、および
上記の取り出し可能なサンプル部分を上記培養床から回収する上記バイオリアクターと連携動作するサンプラーであって、この取り出し可能なサンプル部分に解除可能に接続されたポジショナーを有するサンプラーを有する細胞培養用サンプリング装置。
[条項４８]
クランプによって上記の取り出し可能なサンプル部分に上記ポジショナーを解除可能に接続した条項４７の装置。
[条項４９]
上記の取り出し可能なサンプル部分が、上記の構造化固定床内か、あるいはこの固定床に隣接している条項４７〜４８のいずれかの装置。
[条項５０]
上記の取り出し可能なサンプル部分が、上記の構造化固定床の多孔部分か、あるいは切れ目を入れた部分である条項４７〜４８のいずれかの装置。
[条項５１]
ポートを有するバイオリアクター内の培養床と連携動作する細胞培養サンプリング装置であって、上記ポートを介して上記培養床のサンプル部分を回収する上記バイオリアクターに対するサンプラーであって、上記培養床から上記サンプル部分を回収する作動装置を有するサンプラーを有するサンプリング装置。
[条項５２]
上記作動装置が、上記サンプル部分に接続されたポジショナーを受け取る容器に接続する条項５１の装置。
[条項５３]
上記作動装置が固定子および回転子を有する条項５１または条項５２の装置。
[条項５４]
上記固定子が上記回転子を取り囲む可撓性バッグを有する条項５３の装置。
[条項５５]
上記固定子が上記回転子を抱持するクレードルを有す条項５３または条項５４の装置。
[条項５６]
さらに、上記作動装置を制御する制御器を有する条項５１〜５５のいずれかの装置。
[条項５７]
上記制御器が、上記バイオリアクターと連携動作する少なくとも一つのセンサーから出力信号を受信する条項５６の装置。
[条項５８]
上記培養床が少なくとも２つの層を有する構造化固定床を有し、上記サンプル部分がこれら少なくとも２つの層間に位置するシート材を有する条項５１〜５７のいずれかの装置。
[条項５９]
上記の取り出し可能なサンプル部分が上記の構造化固定床内にあるか、あるいはこの固定床に隣接する条項５１〜５７のいずれかの装置。
[条項６０]
上記の取り出し可能なサンプル部分が、上記の構造化固定床の多孔部分か、あるいは切れ目を入れた部分である条項５１〜５７のいずれかの装置。
[条項６１]
構造化固定床を有するバイオリアクター内における細胞培養サンプリング方法であって、このバイオリアクターの上記の構造化固定床から取り出し可能なサンプル部分を回収するサンプリング方法。
[条項６２]
上記の構造化固定床が少なくとも２つの層を有し、回収工程に先立ってこれら少なくとも２つの層の間に少なくとも部分的に上記の取り出し可能なサンプル部分を設ける条項６１の方法。
[条項６３]
上記の取り出し可能なサンプル部分が無菌コネクターによって上記バイオリアクターに接続された容器に受け取られるまで、上記回収工程において、上記バイオリアクターから上記の取り出し可能なサンプル部分に接続されたポジショナーを引き出す条項６１または条項６２の方法。
[条項６４]
上記引き出し工程において、上記バイオリアクターの検出された状態に基づいて制御器によって制御される作動装置を使用する条項６３の方法。
[条項６５]
さらに、上記の取り出し可能サンプル部分で取り出された細胞を計数する工程を有する条項６１〜６４のいずれかの方法。
[条項６６]
さらに、細胞を着色する工程を有する条項６１〜６４のいずれかの方法。
[条項６７]
さらに、上記の取り出し可能なサンプル部分で取り出された細胞から細胞内ウィルスを抽出する工程を有する条項６１〜６６のいずれかの方法。
[条項６８]
２つかそれ以上の層を有する固定床にサンプル部分を挿入する方法であって、
この固定床の２つかそれ以上の層内に、あるいはこれら層に隣接して上記サンプル部分を設ける方法。
[条項６９]
一つかそれ以上のサンプル部分を有する固定床を製造する方法であって、
上記固定床の残りの部分から上記サンプル部分を取り外す手段を導入する方法。
[条項７０]
さらに、上記固定床を多孔化するか、あるいはこの固定床に予め切れ目を入れる工程を有する条項６９の方法。
[条項７１]
さらに、上記の一つかそれ以上のサンプル部分で細胞培養する工程を有する条項６９の方法。
【００９２】
本明細書で使用する単数表現については、文脈上反対の表現を意味しない限り、単数および複数表現の両者を指すものとする。例えば、“区画”は一つかそれ以上の区画を意味する。
【００９３】
パラメーター、量、一過性の期間などの測定可能な値を指す用語に使用する“約”については、本発明を好適に実施できる限り、具体的に記載した値の±２０％以下、好ましくは±１０％以下、より好ましくは±５％以下、さらにより好ましくは±１％、さらにより好ましくは±０．１％以下は許容範囲である。なお、修飾語“約”を伴う値についても具体的に開示する。
【００９４】
また、本明細書で使用する“有する”は“含む”、“含有する”などと同義であり、成分などの存在を具体的に示す包括的な、あるいは何の制約もない用語であり、付加的な、明示していない、公知かつ本明細書に記載する成分、特徴、要素、部材、工程などの存在を排除するものではない。
【００９５】
本発明の好適な実施態様について図示し、かつ説明してきたが、当業者にとっては、このような実施態様が例示のみを目的としていることを理解できるはずである。本発明から逸脱しなくても、多数の変化や変更、置換などは当業者にとって自明なはずである。例えば、図示ではバイオリアクターを垂直方向に配置しているが、任意の方向に配置することができる。なお、本発明を実施するさいには、以上説明してきた本発明の実施態様を各種変更することができる。後述する特許請求の範囲が適用可能な法律に従って保護の範囲を定義するもので、これら請求項の範囲に包摂される方法および構造（体）や等価物はいずれもこれによって保護されるものである。
【符号の説明】
【００９６】
１０  サンプラー
１１  ポート
１２  バイオリアクター
１４  キャップ
１４ａ  突出部
１４ｂ  受け取り部
１４ｃ  取り出し可能な部分
１４ｄ  ネジ
１４ｅ  Ｏ−リング
１４ｆ  ナット
１４ｇ  軸部
１５  スロット
１６  サンプル部分
１７  タブ
１８  固定床
１８ａ  不織布
１８ａ、１８ｂ  スペーサー層
１８ｃ  ランダム配向繊維
２０  ポジショナー
２０ａ  遠位端部分
２０ｂ  可鍛性端部
２１  ポジショナー２０の一部
２２  ポート
２２ａ  ポスト
２６  キャップ
４２  取り出し可能な部分
４４  クリップ
４６  バネクリップ
５０  クランプ
５２  ボア
５４  クランプ
５６  アクチュエーター
５８  外側部分
６０  内側部分
６２  ファスナー
６４  ホルダー
１００  サンプラー
１１２  バイオリアクター
１１４  キャップ
１１６  サンプル部分
１１８  固定床
１２２  ポート
１２８  スリーブ
２００  サンプラー
２００ａ  ヘッド
２１２  バイオリアクター
２１４  キャップ
２１６  サンプル部分
２１６ａ  サンプル部分
２１８  固定床
２２０  サンプラーの本体
２２２  ポート
２２４  蓋
２２８  スリーブ
２３０  カッター
２３４  締め付けピン
２３６  チャネル
２４０  支持体
２４２  プル
３００  サンプラー
３１２  バイオリアクター
３１６  サンプル部分
３１８  固定床
３２０  ポジショナー
３２２  ポート
３２８  スリーブ
３２８ａ、３２８ｂ  可撓性端部
３２８ｃ  中間部分
３４０  キャップ
３５２  雄部分
３５４  雌部分
３６０  作動装置
３６２  ハンドル
３６４  回転子
３６６  固定子
３６８  シール
３７０  ホースバーブ
３７２  可撓性バッグ
４１２  バイオリアクター
４１４  キャップ
４１４ａ  磁石
４１６  サンプル部分
４１８  固定床
４２０  ポジショナー
４２０ａ  磁性素材
４２０ｂ  外側突出部
４２２  ポート
４２２ａ  トラニオン
４２２ｂ  受け取り部
５００  サンプラー
５１２  バイオリアクター
５１２ａ  外側チャンバー
５１２ｂ  内側チャンバー
５１２ｃ  下側区画
５１６ａ、５１６ｂ  サンプル部分
５１８ａ、５１８ｂ  固定床
５２０ｂ  ポジショナー
５２０  ポジショナー
５２１  羽根
６００  バイオリアクター
６０２  作動装置
６０４  制御器
６０６  センサー
７００  サンプラー
７０２  バイオリアクター
７１６  サンプラー
７１８  固定床
７２０  可撓性ワイヤ
７２２  ポート
７２４  蓋
７５０  バイアル
７５２  隔壁
７５４  カバー
７５６  無菌接続部
７５６ａ、７５６ｂ  接続部
７５８  キャップ
【図１】
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【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図２】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ）】
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【図１４Ｂ）】
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【図１５】
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【図１６Ａ）】
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【図１６Ｂ）】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【国際調査報告】
2021518156.tif 000059
2021518156.tif 000060
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