(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料の遠心分離を行う遠心機装置を制御するためにコンピュータシステムを操作する方法であって、
一組の遠心分離実験であって前記遠心機装置により実行可能でありかつ前記一組の遠心分離実験から１つの遠心分離実験を選択することができる一組の遠心分離実験を表示するようにコンピュータシステムを操作すること、
前記遠心機装置に前記試料を据えるための複数のハードウェア構成を表示し、前記複数のハードウェア構成から１つのハードウェア構成を選択するようにコンピュータシステムを操作すること、
前記選択された遠心分離実験に関連する前記試料の物理的パラメータを選択すること、
前記選択された遠心分離実験、前記選択されたハードウェア構成および前記指定された物理的パラメータに基づいて、ロータ速度と実行時間とを含む実行パラメータを前記コンピュータシステムを使用して計算をすることであって前記ロータ速度及び前記実行時間の計算が前記ハードウエア構成における遠心管アダプタに基づいて計算をすること、および、
前記実行パラメータを前記遠心機装置に伝達し、前記遠心機装置の現在の操作状態を表示することを含み、前記計算された実行パラメータに従って前記遠心機装置を操作し、これにより前記選択された遠心分離実験を行う、コンピュータシステムの操作方法。
【請求項２】
前記一組の遠心分離実験を表示するステップは、分画遠心分離法、レートゾーンおよび等密度の実験プロトコルを指定するリストを表示することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記複数のハードウェア構成を表示するステップは、複数のロータを指定するリストを表示することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記複数のハードウェア構成を表示するステップは、さらに、複数の遠心管アダプタを指定するリストを表示することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記遠心機装置の現在の状態を表示するステップは、前記遠心機装置の内部で回転するロータの現在の回転速度を表示し、前記選択した遠心分離実験の経過時間を測定し、その残り時間を表示することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記コンピュータシステムが、ビデオ表示画面を含み、また、前記表示するステップが前記ビデオ表示画面上にグラフィックメニュー項目の形で情報を表示することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
生化学的標本を含む試料の遠心分離に関する情報を得、前記情報に従って遠心機装置を操作する方法であって、
遠心分離が１またはそれ以上のステップで行われ、各ステップがステップの速度およびステップの継続時間を指定する、ユーザにより規定される特製プロトコルを含む遠心分離プロトコルのリストをコンピュータが表示するように制御すること、
前記遠心分離プロトコルのリストから一つの遠心分離プロトコルを選択すること、
前記選択された遠心分離プロトコルがユーザにより規定される特製プロトコルでない場合、前記コンピュータが、前記選択された遠心分離プロトコルに関連する前記試料の物理的パラメータを表示し、かつ前記物理的パラメータの値を指定するように制御すること、
前記遠心機装置により自動ロータ検出を示す識別子を含むロータ識別子のリストを前記コンピュータに表示させること、
前記ロータ識別子のリストから一つのロータ識別子を選択すること、
遠心管アダプタの選択を表示し、これから一つの遠心管アダプタを選択すること、
前記選択された遠心分離プロトコルがユーザにより規定される特製プロトコルでない場合、前記選択された遠心分離プロトコル、前記指定された物理的パラメータ、前記選択されたロータ識別子及び前記選択された遠心管アダプタに基づいてロータ速度と実行時間とを計算することであって前記選択されたロータ識別子が自動ロータ検出を示す場合にロータの存在を検出しまた前記検出されたロータのタイプを決定することを含む前記ロータ速度と前記実行時間とを計算すること、および、
計算されたロータ速度と計算された実行時間とを前記遠心機装置に伝達し、前記遠心機装置を起動し、前記選択された遠心分離プロトコルを実行することを含む、方法。
【請求項８】
さらに、前記試料の遠心分離のための温度設定を指定することを含み、前記計算を行うステップがさらに前記指定された温度設定に基づく、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
さらに、前記ユーザにより規定される特製プロトコルが選択される場合、第１のステップの速度および第１のステップの継続時間を指定することを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記遠心分離プロトコルのリストを表示することは、分画遠心分離法、レートゾーンおよび等密度のプロトコルを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記物理的パラメータを表示することは、分画遠心分離法またはレートゾーンのプロトコルが選択される場合に沈降係数の複数の範囲を表示し、これにより、前記生化学的標本の沈降係数が選択可能である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記物理的パラメータを表示することは、レートゾーンまたは等密度のプロトコルが選択される場合に勾配構成のリストを表示することを含み、これにより、前記試料の勾配構成が選択可能である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
さらに、レートゾーンプロトコルが選択される場合、沈降分析を表示すること、遠心管のアイコン表示を表示すること、および第１のマークと第２のマークとであってこれらの間で前記沈降分析が生じる前記アイコン表示上の範囲を定める第１および第２のマークを表示することを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
遠心機装置と、複数のロータと、複数の遠心管アダプタと、計算サブシステムとを含む、試料の遠心分離用システムであって、
前記計算サブシステムが、
遠心分離プロトコルを指定するための手段と、
前記複数のロータから１つのロータを指定するための手段と、
前記複数の遠心管アダプタから１つの遠心管アダプタを指定するための手段と、
前記遠心分離プロトコルを指定するための手段、前記ロータを指定するための手段および前記遠心管アダプタを指定するための手段に応答して、ロータ速度および実行時間を計算するための手段と、
計算された実行時間に等しい継続時間中、計算されたロータ速度でロータを回転させるために前記遠心機装置を操作する手段とを含む、試料の遠心分離用システム。
【請求項１５】
前記遠心機装置を操作するための手段は、前記計算されたロータ速度および前記計算された実行時間を前記遠心機装置に伝達するためのデータ手段と、前記遠心機装置の操作を開始するための手段と、前記遠心機装置から現在のロータ速度を得るための手段と、前記現在のロータ速度を表示しかつ前記遠心分離の経過時間を表示するための手段とを含む、請求項１４に記載の遠心分離用システム。
【請求項１６】
前記遠心機装置は、これに据え付けられたロータのタイプを確定するための手段と、据え付けられたロータの確定されたタイプを前記計算するための手段に伝達する手段とを含み、前記計算するための手段は、前記据え付けられたロータの確定されたタイプに応答する、請求項１４に記載の遠心分離用システム。
【請求項１７】
前記遠心分離プロトコルを指定するための手段は、分画遠心分離法、レートゾーンおよび等密度のメニュー項目を表示するためのグラフィック手段を含む、請求項１４に記載の遠心分離用システム。
【請求項１８】
前記計算サブシステムは、マウス、タッチスクリーン、グラフィックタブレットおよびキーボードの少なくとも１つを含む入力装置を備える、請求項１７に記載の遠心分離用システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
この出願は、1995年６月30日に出願された米国仮出願第60/000,612号の利益を主張する。
【０００２】
技術分野
本発明は、遠心機、特に、遠心機の操作システムおよび操作方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
生物学および化学では、溶液中に懸濁する特定の物質を分離する必要がよくある。生物学上の実験において、例えば、代表的な粒子は、細胞、細胞下の細胞小器官およびDNAフラグメントのような巨大分子である。遠心機は、溶液からのこのような成分の分離を行うために日常的に用いられている。
【０００４】
遠心機を用いて行うことができるこのタイプの実験は、本質的には主要な３つの沈降（分別）プロトコル、すなわち、分別ペレッティング（分画遠心分離法）、レートゾーン密度勾配沈降および等密度の密度勾配沈降に基づく。基本的に、遠心機は、分離される溶液を取容する１以上の管を回転させることにより遠心力場を発生させ、これにより、溶液から関心のあるまたは重要な懸濁粒子を分離させる。粒子の沈降速度は、粒子の分子量および密度、前記粒子に作用する遠心力場、および、前記粒子が懸濁する溶液の密度のようなファクターの関数である。
【０００５】
分画遠心分離法の実験は、主として、サイズに従う粒子の沈降に利用される。
分別される物質は、初め、試料溶液の全部について均一に分配される。分画遠心分離法プロトコルでは、溶液で満たされた遠心管が前記試料溶液中の粒子に作用する遠心力場が生じるように振り回される。ついには、前記管の底に、主として前記溶液中に存在する大きい粒子で構成され、さらに、前記溶液中に懸濁する他の小さい粒子の混合物を含むペレットが形成される。
【０００６】
レートゾーン分離プロトコルは、サイズに従って前記粒子を分離することにより分別効率を高めるために用いられる。粒子のレートゾーン沈降は、遠心力場におかれるときに異なるサイズ（また、従って異なる質量）の粒子が異なる速度での密度勾配により移動する性質に依存する。
【０００７】
この方法は、不活性溶質、代表的にはスクロース（ショ糖）の密度勾配により安定にされる液体カラムの頂部上に重要な成分を含む試料の層を形成することを含む。前記勾配の最大密度は、典型的には、重要な成分の浮遊密度より小さく、前記勾配に従っての前記成分の移動を許す。遠心分離の間、前記粒子は、各粒子の質量および密度と、勾配の密度と、各粒子に作用する遠心力とを含むファクターよって定まる速度で勾配が低下するように強いられる。一般に、大きくて重い粒子ほど、軽い粒子より早い速度で移動する。時間の経過とともに、同じ質量を有する粒子の多数の「ゾーン（領域）」または「バンド（帯）」が生じる。遠心分離が継続されると、前記遠心機の管の中心軸線に沿って測定された前記ゾーンの幅寸法が、バンド間の分離と共に増大する。加えて、前記ゾーン自体が前記管の底部へ向けて移動し、最終的に該底部で合体する。
【０００８】
分別の第３のタイプは等密度の密度勾配プロトコルであり、これは、前記成分の分離のための主成分として前記高密度溶液に分散された成分粒子の浮遊性の差により定まる。遠心分離はバンドができるのに十分な時間続けられるところ、前記プロトコルは、これらのパラメータが速度であって該速度において平衡に達しかつ前記ゾーンの幅寸法が平衡下で形成される速度を決定するにもかかわらず、分離が本質的に遠心分離時間と前記成分のサイズおよび形状とから独立である平衡方法である。
【０００９】
等密度分離実験用の溶液を分離する２つの方法がある。予め形成された高密度勾配を有する溶質が提供され、これには巨大分子を含む試料が含まれている。遠心分離の準備に引き続き、試料の巨大分子が高密度溶質を移動し、各巨大分子の浮遊密度に対応する密度勾配に沿った位置にバンドを形成する。これらの平衡位置のそれぞれにおいて、前記巨大分子に作用する前記溶質の浮遊力が前記遠心力場の反対方向力により打ち消される。選択的に、遠心機にかけられる前記溶質は、重要な巨大分子または粒子の溶液と高密度溶質とを混合して両者の均一な溶液を与えることにより準備される。この場合、遠心分離の間、前記したように前記粒子が結果的に生じる勾配に沿ってバンドを形成するように、密度勾配ができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この遠心機システムは、ユーザに、遠心機の運転速度および継続時間を選択するためのインタフェースを提供する。運転のために設定する温度と使用される指定のロータとを含む、追加のパラメータが設定される。典型的には、ユーザは最初に、与えられた環境で前記３つのタイプの遠心機プロトコルまたは実験のどれかを決定することにより、遠心機の運転を行う。次に、ユーザは、特定の実験のための遠心分離速度と運転時間とを決め、次いで、前記遠心機をセットしなければならない。実験のための運転速度および運転時間の計算は、選択された遠心機プロトコル、重要な粒子の沈降速度および使用されるロータのパラメータの識別のようなファクターの数に依存する。密度勾配分離すなわちレートゾーンおよび等密度プロトコルの場合、溶質の勾配も同様に前記計算に含まれなければならない。
【００１１】
遠心機は、当面の問題を解決するための多くの道具の一つであるから、使用が容易でなければならない。遠心機の運転のための操作運転パラメータを計算し、また実際の実験のために前記遠心機を調整することは、一般に、現在取り組まれている問題には関連しない。実験者は、したがって、注意の散漫およびこれによる非能率を起こしやすい不必要な細部に煩わされる。
【００１２】
必要なものは、実験のための遠心機の据え付けに無関係な過程を除去しまた前記遠心機を簡単に据え付けるシステムおよび方法である。しかし、このシステムおよび方法は、例外的な環境がこれ自体を表し、前記遠心機を全体的に完全に制御することを要求するとき、前記遠心機の操作パラメータを直接に操作することができなければならない。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の１実施例では、遠心機を操作するためのシステムおよび方法は、重要な遠心分離の実験またはプロトコルに関する情報について、遠心機のユーザに質問することを含む。利用可能な遠心実験を特定するため、第１の組の選択がユーザに示される。ユーザの選択に基づき、使用されるハードウェアに関して、第２の組の選択がユーザに示される。これは、利用可能なロータのリストの提供と、アダプタが特定のロータとともに使用されるか否かを示すこととを含む。次に、ユーザは、粒子の沈降速度のような関心のある粒子のパラメータに関する質問を提示される。前記システムは、ユーザにより与えられた情報を用いて、指定の実行のための遠心機操作パラメータを計算しまた選択された実験を行うべく遠心機を操作することを含み、詳細に実行する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
図１Aおよび図１Bは、本発明に従って遠心機を操作するためのステップの概要を示すフローチャートの一部である。
図２A-2Dは、本発明のユーザインタフェースのための主画面およびメニューオプションを示す。
図３Aおよび図３Bは、分画遠心分離法プロトコル画面を示す。
図４Aおよび図４Bは、レートゾーンプロトコル画面を示す。
図５は、等密度プロトコル画面を示す。
図６は、特別な遠心分離実験を設定するための画面を示す。
本発明を実施するための最良の態様
【００１５】
本発明は、これを実施するために考えられた最良の態様の図面および次の議論に関してさらに説明されている。同一の参照番号は、図面の様々な図に現れる同様の要素を特定するために用いられている。最初に、本発明の基本的なステップが示される。前記議論は、次に、本発明に従って遠心機を操作するためのユーザインタフェースの特別な実施に焦点が当てられる。
【００１６】
図１Aおよび図１Bに示すフローチャート１００を参照すると、本発明に従って遠心機（図示せず）を操作するための基本的なステップが示されている。このフローチャートは単に本発明の特徴の概略を提供するものであって、オペレータにより実行される操作の実際の手順を示すものではない。
【００１７】
特定の遠心分離実験を考慮中の前記遠心機のオペレータは、実行される実験を指定し、遠心分離される溶液のパラメータを記述する。また、前記オペレータは、使用される特定のロータを指定し、あるいは、前記遠心機装置に能力があれば、前記遠心機に使用される前記ロータを自動的に識別させる。選択的に、前記ロータとともに使用するアダプタが選ばれる。
【００１８】
図１Aに示すフローチャート１００の一部を参照すると、多数の動作の任意の１つがステップ１１０すなわち遠心機の運転１２０を開始し、実験プロトコル１４０を設定し、ロータ１７０を選択し、アダプタ１８０を選択する。これらの動作のそれぞれは、次の議論において詳細に説明されている。
【００１９】
遠心分離実行１２０の開始のステップの議論は、本発明の基本的な要素を先に示した後に行う。実験プロトコル１４０を設定するステップについて、これは、図１Bに示すフローチャート１００の一部に詳細に示されている。ユーザは、まず、設定１４２が行われる多数の実験プロトコルの一つを選択する。これらは、分画遠心分離法プロトコル１４４、レートゾーン(rate-zonal)プロトコル１４８および等密度(isopycnic)プロトコル１５４を含む。加えて、ユーザにより、特製のプロトコル１６０が規定される。
【００２０】
分画遠心分離法プロトコル１４４では、関心のある粒子が、溶液を含む遠心管を一定の回転速度で一定の時間回転させることにより前記溶液から分離される。ユーザは、分離される前記粒子の沈降係数１４６を指定しなければならない。
【００２１】
レートゾーンプロトコル１４８では、巨大分子の溶液が既知の密度勾配を有する液体カラムに挿入される。引き続く前処理の遠心分離により、遠心力場の影響下で前記遠心管の長手方向へ前記巨大分子が移動し、移動速度は、各粒子の質量とともに変化する。したがって、レートゾーン実験には、ユーザが沈降係数１５０と液体カラム１５２の勾配構成(gradient composition)とを指定する必要がある。
【００２２】
等密度プロトコル１５４では、粒子がそれらの浮遊密度に基づいて分離される。遠心力場の影響下で、前記粒子が溶解している前記溶液が密度勾配を形成する。前記粒子に作用する勾配の浮遊力が前記遠心力場の反対方向に作用する力によって打ち消されるまで、各粒子は前記密度勾配のより高い領域またはより低い領域へ移動する。遠心分離が平衡するまで行われるならば、前記粒子の量は等密度プロトコルのファクターではなく、したがって、ユーザは、単に、使用される勾配材料または勾配物質１５６と最初のまたは開始の濃度１５８とを指定すればよい。平衡に達する時を決定するための方法が、”Terminating Centrifugation on the Basis of the Mathematically Simulated Motions of Solute Band Edges”と題するMarque等の米国特許第5,370,599号明細書に開示されており、また、これはここに参照のために組み入れられている。選択的に、平衡に達するために通常求められるであろうよりも短い時間で等密度遠心分離を行うことは可能である。
【００２３】
このような方法は、”Optimal Centrifugal Separation”と題されたMarqueの米国特許第5,171,206号明細書に記載され、また、ここに参照のために組み入れられている。前記した両特許は、本発明の譲受人に譲渡された。これらの３つの標準遠心分離プロトコルに加えて、周囲の状況によって特別な実験が求められるときは、ユーザが遠心分離実行１６０のための特製の構成を規定することができる。
【００２４】
これは、ユーザがロータのタイプ、ロータ速度および実行時間１６２を指定することが可能である。
【００２５】
遠心分離実験の前記パラメータを設定すると、前記システムが、前記ロータの速度と実験の実行時間とを計算すべきか否かを決定する。ロータが予め選択されていない場合、計算がステップ１６４で自動的に行われる。前記計算が行われる場合、ステップ１６４からの制御の流れは、図１Aに示すステップ１８６につながる図１Bに示す継続結合子Bに続くことにより前記計算ステップに至る。計算が行われない場合、ステップ１６４からの制御の流れは、継続結合子Cで示されているように、図１Aのステップ１１０に戻る。
【００２６】
図１Aに示すフローチャート１００の前記部分に戻ると、ユーザがステップ１１０で選択する他の動作がステップ１７０および１７２でロータを選択する。ロータの選択後、ユーザにより設定されている実験プロトコルのためのロータ速度および実行時間が計算される。
【００２７】
ユーザは、また、ステップ１８０および１８２で、所与のロータとともに用いられる特定のアダプタを選択することができる。アダプタにより、ロータの管用穴より小さい遠心管を使用することができる。２種類のアダプタがあり、第１の種類は、前記遠心管が前記アダプタの頂部上に載置されるように前記穴の底部に配置されるものであり、第２の種類は、前記アダプタが前記遠心管の頂部上に載置されるものである。後にこれらのうちの一つが選択されるときは、前記管の半径方向位置は使用アダプタの種類によって変わるため、ロータの速度および実行時間の計算１８６は前記アダプタの半径方向位置情報を含むものでなければならない。
【００２８】
遠心分離の実行１２０を開始するステップは、前記実行を開始するためにユーザが遠心機装置の「開始」ボタンを押すときに見られる。前記遠心機装置が、使用されているロータを自動的に識別すること１２４が可能であるときは、前記遠心機に据え付けられた実際のロータのロータタイプが前記遠心機により決定される。次に、選択された実験についてのロータ速度および実行時間が、アダプタがステップ１８６において行われたように選択されたか否かを考慮に入れて、ステップ１２８で自動的に計算される。自動ロータ識別能力がない場合、予め自動的に計算されたロータ速度および実行時間が使用される。最後に、前記遠心機の運転または実行が開始され、前記自動的に計算された操作パラメータに従って制御される。
【００２９】
これで、前記フローチャートに概括的に示したように本発明に従う遠心機の基本的な操作ステップの説明を終わる。これからの議論は、前記した特徴を含み、また、前記フローチャートに記載されていないさらに詳細な事項を取り入れて、本発明を実施するための最良の態様として考えられた図示のユーザインタフェースに焦点を当てて行う。この議論の助けとするため、挿入句的に、フローチャート１００の前記ステップに言及する。
【００３０】
図２−図６に示すユーザインタフェースは、アップル社のマッキントッシュのコンピュータライン、マイクロソフト社のウインドーズのアプリケーション、およびＸ−ウインドーズのアプリケーションのようなウインドーに基礎をおく多数の計算環境のいずれかに道具を提供する。「アップル」「マッキントッシュ」および「マイクロソフト」は、米国の連邦登録商標である。前記計算環境は、コンピュータと、ディスプレイ装置と、１またはそれ以上の入力装置とを含む。前記ディスプレイ装置は、タッチセンシティブスクリーンの場合におけるような、それ自体入力装置を有するものがある。
【００３１】
図２A−図２Dに戻ると、ユーザに利用可能である様々なオプションを表す、主要な、またはトップレベルにあるユーザインタフェースのスクリーンすなわち画面が示されている。図２Aに示すように、前記主画面は４つのプルダウンメニュー、すなわちメニュー１２、実行１４、ロータ１６およびヘルプ１８を有するメニューバー１０を含む。メニューアイテムすなわちメニュー事項は、マウスのような入力装置またはキーボードから予め定義されたキーを選択することにより、選択することができる（ステップ１２０，１４０，１７０）。メニューは以下の通りである。ヘルプメニュー１８は、このシステムの特徴をユーザに説明し、またこのシステムの使用上の援助を行う有益な情報を提供する。ヘルプメニューの手段を与える様々な方法がユーザインタフェース設計の分野では知られており、さらに精密にする必要性はない。
【００３２】
現時点における操作上の設定領域２０が、前記遠心機の目的に合う速度、時間、温度およびロータの各設定を指示する。前記操作上の設定領域は前記選択された実験のプロトコルと対応する設定を表す。機械の状態についてのウインドー３０は前記機械の実際の操作状態を示し、また、何時でも前記遠心機の現在の操作状態をリアルタイムで最新のものにされる。設定領域２０および状態ウインドー３０の双方における情報は読取り専用であって、ユーザによる変更は不可能である。前記情報は、次に議論するように、ユーザにより定められた前記実験プロトコルから得られる。
【００３３】
図２Bに示す前記主画面は、メニューのメニューが選択されたとき、ユーザにより利用可能であるメニュー選択１２A示す。メニュー選択は、前記したように、例えば、マウスを動かしてカーソル（図示せず）を所望の選択（チョイス）におくことにより、またはキーボード上の予め定められたキーを選択することにより、選択することできる。
【００３４】
図２Cに示す主画面は、ユーザが特定の遠心分離実験を設定する手段を示す。
この図は、ユーザに利用可能である前記実験のプロトコルを並べた、実行メニューのためのメニュー選択１４Aを示す（ステップ１４２−１５８）。これらの選択は、分画遠心分離法、レートゾーンおよび等密度のプロトコルを含む。各選択は、ユーザが選択されたプロトコルを設定することができる画面に導く。メニュー選択１４Aは、また、ユーザが特別の実験を設定することが可能である画面を活動化または起動させるユーザにより規定される特製プロトコルを含む（ステップ１６０，１６２）。これらの実験のための対応する画面については以下に述べる。
【００３５】
図２Dのロータメニュー選択１６Aはユーザが多数のロータのタイプの中から選択することを可能にする（ステップ１７０，１７２）。自動認識と称される選択がメニュー選択中に含まれている。この自動認識が選択されると、ロータタイプの識別が実際の実験が完了するまで遅れ、完了するときに前記遠心機装置が自動的にロータを識別する（ステップ１２４，１２６）。
【００３６】
次に、本発明において考えられる遠心分離プロトコルのそれぞれを設定するための前記スクリーン（画面）について説明する。図３Aを参照すると、分画遠心分離法の実験のための設定画面が示されている。前記主画面（図２Ｃ）の実行メニュー１４Aでの対応メニュー選択が選択されるとき、前記画面がユーザの前に表示されることを想起されたい。図３A示す分画遠心分離法の画面のメニューバー１０は、主メニュー１２と、保管メュー１４と、ロータメニュー１６と、アダプタメニュー１７と、ヘルプメニュー１８とを含む。主メニュー１２は前記主画面（図２A）にユーザを連れ戻す。保護メニュー１４は、後に実行される前記分画遠心分離法実験の選択された設定をユーザが保管することを可能にする。ヘルプメニュー１８は、分画遠心分離法プロトコルの特徴と関係のある情報を提供する。
【００３７】
ユーザがロータメニュー１６により提供されたロータのリストから一つのロータを選択すると、ロータタイプが前記画面上のロータ領域４０に表示される。図３Aおよび図３Bでは、例えば、選択されたロータは「SW28.1 #147」である。
【００３８】
ロータが実験のために選択されていない場合、ロータ領域４０は空白である。ロータを選択すると、アダプタメニュー１７が表示される。特別の実験を希望する場合（ステップ１８０，１８２）、このメニューでユーザがアダプタを選択することができる。図３Bはアダプタメニュー17A中の選択を示す。選択されたロータのためのアダプタを選択すると、ロータ領域４０に、選択されたアダプタが表示される。したがって、例えば、図３Aおよび図３Bに示す画面のロータ領域４０は、アダプタが選択されていないことを示すが、図４Aは「アダプタ−２」が前記選択されたロータ「SW28.1 #147」とともに使用されるように選択されたことを示す。
【００３９】
図３Aを参照すると、前記設定画面は、係数値の範囲（スベドベリの）が対数目盛で表示されるスライドエレメント２１を有する沈降係数セレクタ２０を含む。スライドエレメント２１下の図形またはグラフィックス２３は前記係数と、分離に供される種々の代表的な試料とを関連させる。例えば、タンパク質は、沈降係数が典型的に５−５０のスベドベリのオーダーにあるように、前記目盛りの低位側の端部を占める。前記目盛りの他の端部には、５０００−５０，０００スベドベリの範囲にある沈降係数を有する細胞小器官のような既知の細胞構造が占める。
【００４０】
本発明の１実施例では、タッチセンシティブスクリーンの使用が考えられ、これにより単に指でスライダエレメント２１に触れ、また、その指を前記スクリーンすなわち画面に沿って滑らすことにより、ユーザが前記沈降係数を選択することができる。ユーザによりスライドエレメント２１が調整されると、係数ウインドー２２が前記選択された係数の実際の値を知らせる。
【００４１】
実行情報ウインドー３０は、ユーザによる前記沈降係数およびロータの選択（ステップ１８６）に基づく前記分画遠心分離法実験のための計算されたロータ速度および実行時間を表示する。前記速度および時間の計算は、選択された（または続いて識別される）ロータのために最大の許容速度で行われる。このウインドーは読出し専用ウインドーであり、これは、前記実験のための設定すなわち前記沈降係数と選択自由なアダプタを伴うロータとが変更されるときに即時に最新のものにされる。ロータが選択されていない場合、前記計算は選択が行われるまでまたは実際の遠心分離のランすなわち実行が開始されるまで遅らされ、このときに前記ロータは前記システムにとって既知のものでなければならない（ステップ１２６）。分画遠心分離法実験の実行時間を決定するために必要な計算は、遠心分離の分野において公知であり、また、本発明の実施を欲する当業者により容易に理解される。
【００４２】
レートゾーン実験を設定するための画面を示す図４Aに戻る。メニューバー１０は前記分画遠心分離法の画面（図３Aおよび図３B）について記載されたメニューと同じメニューを含む。ロータ領域４０は前記分画遠心分離法の画面についてのものと同様の情報を提供する。沈降係数セレクタ２０は、同様に、前記分画遠心分離法の画面に関して記載したと同様に作動し、前記係数はスライダエレメント２１をスライドさせることにより簡単に選択される。
【００４３】
ユーザは、温度セレクタ５０により、前記遠心機のチャンバの温度を指定することができる。ポップアップメニュー５０A（図４B）を表示し、温度選択リストを提供し、該リストから温度が選択される。このセレクタ５０は分画遠心分離法の画面および等密度の画面（図３Aおよび図５）にも同様に現れ、同様に作動する。
【００４４】
勾配−密度プロトコル、すなわちレートゾーンおよび等密度に特有なものが勾配構成セレクタ６０である。このセレクタは、温度セレクタ５０のポップアップメニュー５０Aに類似のポップアップメニューであり、ユーザが実験のために選ぶ勾配構成のリストを提供する。図示していないが、代表的な勾配構成は、スクロース（ショ糖）溶液、NYCODENZ溶液、CsClおよびCs２SO４の様々な濃度を含む。NYCODENZは米国の連邦登録商標である。
【００４５】
図４Aおよび図４Bに示すレートゾーンの設定画面に特有のものは、遠心管２５のアイコン表示と沈降係数範囲のインジケータ２７とからなるゾーンインジケータ２４である。遠心管２５の図形は、前記遠心管の開口から計った管長に沿った位置を印付ける２つの目印（マーク）２５％および７５％を含む。この２つの目印間の範囲は特定のレートゾーン実験が実行されるときに得られる沈降分離度をユーザに示す。レンジインジケータ２７は、前記実験の前述した選択されたパラメータに基づいて、前記２５％−７５％の範囲内に収まるように期待される粒子の沈降係数値をユーザに知らせる。前記２５％および７５％の値は典型的な値であり、ユーザにより変更することができる。
【００４６】
本発明によれば、レンジインジケータ２７の範囲は、ユーザが、なされるべき計算のための十分な量の情報を指定するときに自動的に計算されかつ表示される。同様に、実行情報ウインドー３０は、十分な情報が計算のために利用可能となるとき、最大の許容ロータ速度と、指定されたレートゾーン実験のための前記実行時間とを自動的に伝える。したがって、例えば、ロータが指定されてない場合、前記した計算は、ロータがユーザにより選択され、あるいは実際の遠心分離の実行に先立ち前記遠心分離装置により自動的に決定されるまで、遅れる。レートゾーン計算のための分析方法は関係の分野で知られており、したがって、当業者であれば本発明を実施することができる。
【００４７】
図５に戻ると、等密度実験を設定するための画面が示されている。メニューバー１０，ロータ領域４０および温度セレクタ５０が作動し、分画遠心分離法およびレートゾーンの設定画面（図３A−図４B）において記載したと同様の機能または作用を提供する。勾配構成セレクタ６０は、前記レートゾーン設定画面に関する勾配セレクタ（図４B）の前記ポップアップメニューに似た方法で多数の利用可能の勾配材料または勾配物質からのユーザによる選択が可能であるポップアップメニューである。
【００４８】
前記等密度設定画面は最初の勾配濃度セレクタ８０を含み、これにより、ユーザが前記選択された勾配構成の開始濃度を指定することができる。３つのラジオボタン(radio-button)が、ミリグラム毎ミリリットル（ミリグラム／ミリリットル）、重量パーセント毎単位体積（重量パーセント／単位体積）およびモル濃度のような濃度の単位交代の選択を提供する。領域８４は屈折率および前記選択された勾配物質の濃度を伝える。
【００４９】
実行情報ウインドー３０はユーザの選択に応答し、前記分画遠心分離法およびレートゾーンのプロトコルについて前記したようにロータ速度および実行時間の情報を伝える。等密度実験の実行時間を予告するための分析方法が関係の分野で知られている。このような方法の例は参照のために挙げたMarqueおよびMarque等の米国特許明細書に記載されているが、これらに限定されない。
【００５０】
図６に示す設定画面は、事情、状況等が特製または特別の実験を必要とするときに用いられる。ユーザは、特定のロータ速度および前記実行継続時間を選択することにより遠心分離の実行を指定することができる。より一般的には、２またはそれ以上のステップのプログラムからなる遠心分離の実行を規定することができ、各ステップはロータ速度および実行時間により規定される。この「ユーザにより規定される特製プロトコル」において、ステップ中の全てのステップが実行されるまで、前記遠心機が第１のステップで指定された速度および時間で操作され、その後、第２のステップの設定に従って操作される。
【００５１】
ステップ選択領域９０は、各ステップについて、ユーザがそのステップについての前記速度および時間を規定することを可能とする。この情報は、ステップ定義域９２の適当な入口または項目に入れられる。各ステップについての前記温度も同様に指定可能であることに注意されたい。規定または定義されたステップはプログラムウインドー９４に表示される。選択されたロータはロータ領域９６に伝えられる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は前記した議論に限定されることを意図するものではない。前記した実施例に対する変更および修正が当業者に明らかであることは理解されよう。このような変更が本発明の範囲および精神から離れるものではなく、それは、次の特許請求の範囲に特に記載されまた明確に述べられていると考える。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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