(57)【要約】ローターを備え、該ローター内に複数の試料受入要素を配置した自動遠心分離機が提供される。試料処理コンポーネントが、受入要素の一つに挿入可能な構造を有し、コントローラが、試料処理コンポーネントを試料受入要素に挿入するよう構成される。ローター中に配置された試料受入要素はクラスターにグループ化され、各クラスターの空洞は実質的に平行である。また、複数の受入要素クラスターを含んだローターを備え、各要素は縦軸を含み、クラスター内の各要素の縦軸が実質的に平行である自動遠心分離システムも提供される。複数の試料処理コンポーネントがグループ内に配置され、各グループは隣接したクラスター中に受け入れられるように構成される。ローター位置決め部材が、各クラスターの位置を決める構造を有する。コントローラが、試料受入要素を隣接クラスター中に向かわせ、かつローター位置決め部材に指示してローターを回転させ、試料処理コンポーネントのグループに対してクラスターを位置決めする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）複数の試料受入領域を備えた少なくとも第１ローター；及び
（ｂ）１以上の試料処理コンポーネントを前記複数の試料受入領域に近接して又はそれらの中に移動させるように構成された少なくとも１つの輸送機構；
（ｃ）少なくとも２つの試料容器を試料受入領域にほぼ同時に挿入できる少なくとも１つのロボット；又は
（ｄ）（ｂ）と（ｃ）の両方、
を備えた自動遠心分離システム。
【請求項２】
前記ローターが、試料受入要素の相対位置を決めるローター位置センサーを備えるか、又はそれに作動上連結されている、請求項１記載の自動遠心分離システム。
【請求項３】
前記ローター位置センサーが光学ロータリーエンコーダーである、請求項２記載の自動遠心分離システム。
【請求項４】
前記ローターが、ローターカバーを備えた遠心分離機チャンバー内に取り付けられ、このローターカバーは、遠心分離機チャンバーの上面に適合するように構成されている、請求項１記載の自動遠心分離システム。
【請求項５】
前記ローターが基準インデクスを備えるか又はそれに作動上連結され、該基準インデクスが、輸送器に連結された試料処理コンポーネントのグループに対するローター内における試料受入要素のクラスターの位置決めを容易にする、請求項１記載の自動遠心分離システム。
【請求項６】
ローターを回転させて前記基準インデクスに従って前記クラスターを位置決めする第１モーターを備える、請求項５記載の自動遠心分離システム。
【請求項７】
試料の遠心分離中に前記ローターを回転させる第２モーターを備える、請求項５記載の自動遠心分離システム。
【請求項８】
前記第１モーターが、試料の遠心分離中に前記ローターを回転させるように構成された、請求項５記載の自動遠心分離システム。
【請求項９】
前記試料受入領域が、遠心分離管を受け入れるように構成された、請求項１記載の自動遠心分離システム。
【請求項１０】
前記試料受入領域がクラスター内に配置され、所与のクラスター内の各試料受入領域が、当該クラスター内の他の試料受入領域にほぼ平行な縦軸を有する、請求項１記載の自動遠心分離システム。
【請求項１１】
前記試料受入領域が複数のクラスター内に配置され、各々のクラスターが、複数の試料受入領域を含み、各クラスター内の試料受入領域の各々が、ほぼ平行な縦軸を有する、請求項１記載の自動遠心分離システム。
【請求項１２】
前記クラスターが少なくとも４つの試料受入要素を備える、請求項１記載の自動遠心分離システム。
【請求項１３】
前記クラスター内に２〜１０の試料受入要素がある、請求項１記載の自動遠心分離システム。
【請求項１４】
試料処理コンポーネントのグループを備える、請求項１記載の自動遠心分離システム。
【請求項１５】
前記輸送器が、前記試料処理コンポーネントのグループを試料受入領域のクラスターにほぼ同時に挿入するように構成されている、請求項１４記載の自動遠心分離システム。
【請求項１６】
前記試料処理コンポーネントのグループが、少なくとも２つの異なる試料処理操作を行う、請求項１４記載の自動遠心分離システム。
【請求項１７】
前記試料処理コンポーネントのグループが、少なくとも３、少なくとも４、少なくとも６、少なくとも８、少なくとも１６又は少なくとも３２の異なる試料に対して同時に試料処理操作を行う、請求項１４記載の自動遠心分離システム。
【請求項１８】
前記試料処理コンポーネントのグループが、少なくとも２つのコンポーネントグループに配置され、各グループは、試料受入要素の隣接クラスターに挿入されるように構成される、請求項１４記載の自動遠心分離システム。
【請求項１９】
前記試料処理コンポーネントが、少なくとも１つの流体を輸送するように構成された１以上の試料処理コンポーネントを備える、請求項１４記載の自動遠心分離システム。
【請求項２０】
前記試料処理コンポーネントが、試料受入要素の少なくとも１つからの物質の吸引、前記試料受入要素の少なくとも１つへの物質の分配、前記試料受入要素の少なくとも１つにおいて物質を振動させること、前記試料受入要素の少なくとも１つにおける物質の特性を測定すること、試料受入要素のクラスターからの物質の吸引、試料受入要素のクラスター中への物質の分配、試料受入要素のクラスター内の物質を振動させること、及び試料受入要素のクラスター内の物質の特性を測定することからなる群から選択された操作を選択的に実行するように構成されている、請求項１４記載の自動遠心分離システム。
【請求項２１】
前記試料処理コンポーネントが、流体吸引管、流体分配管、固定管、フレキシブル管、振動部材及び超音波処理ロッドからなる群から選択された１以上の試料処理コンポーネントを備える、請求項１４記載の自動遠心分離システム。
【請求項２２】
グループ内の複数の試料処理コンポーネントが、前記試料受入領域に挿入されるように構成された複数の超音波処理ロッド、及び少なくとも１つの流体を前記試料受入領域に又は前記試料受入領域から輸送するように構成された複数の管を共に備える、請求項１４記載の自動遠心分離システム。
【請求項２３】
前記ローターが試料受入要素のクラスターを備え、前記試料処理コンポーネントのグループが、コンポーネントの対にて配置され、それにより、前記グループが試料受入要素の第１クラスター中に移動させられたとき、試料処理コンポーネントの少なくとも１対が、当該クラスター内の対応する試料受入要素の少なくとも１対中に挿入される、請求項１４記載の自動遠心分離システム。
【請求項２４】
前記少なくとも１つのロボットが、前記試料受入領域に挿入される試料容器の外面を把持するように構成された把持機構を備える、請求項１記載の自動遠心分離システム。
【請求項２５】
前記ロボットが、前記試料受入領域に挿入される試料容器の内面を把持するように構成された把持機構を備える、請求項１記載の自動遠心分離システム。
【請求項２６】
前記試料受入要素がクラスター内に配置され、前記ロボットが、少なくとも２つの遠心分離容器を少なくとも１つのクラスター内の受入要素中に同時に配置するように構成される、請求項１記載の自動遠心分離システム。
【請求項２７】
前記試料受入要素がクラスター内に配置され、前記ロボットが、少なくとも４、少なくとも８、少なくとも１６又は少なくとも３２の遠心分離容器を少なくとも１つのクラスター内の受入要素中に同時に配置するように構成される、請求項１記載の自動遠心分離システム。
【請求項２８】
前記ロボットが、複数の試料容器を複数の試料受入要素から同時に除去できる、請求項１記載の自動遠心分離システム。
【請求項２９】
前記ロボットが遠心分離ローターの異なるクラスターの試料受入要素中に遠心分離容器を配置できるように、ロボットに対してローターの回転を制御するシステムソフトウエアをさらに含む、請求項１記載の自動遠心分離システム。
【請求項３０】
前記輸送器、前記ロボット又は前記輸送器とロボットの両方に作動上連結された少なくとも１つのコントローラを備え、該コントローラは、前記輸送器に指示して１以上の物質を１以上の試料受入領域に送ること、前記ロボットに指示して複数の試料容器を前記試料受入領域に送ること、及び前記輸送器に指示して前記試料処理コンポーネントを前記試料受入領域に近接して又はその中に移動させることからなる操作群から選択された少なくとも１つの操作を実行するように構成される、請求項１記載の自動遠心分離システム。
【請求項３１】
前記コントローラが、前記輸送器に指示して複数の前記試料処理コンポーネントを前記複数の試料受入領域に挿入させる、請求項３０記載の自動遠心分離システム。
【請求項３２】
前記ローターが試料受入要素のクラスターを備え、前記輸送器が、試料処理コンポーネントのグループに連結され、前記コントローラが、前記輸送器に指示して前記試料処理コンポーネントのグループを前記試料受入要素のクラスターに挿入する、請求項３０記載の自動遠心分離システム。
【請求項３３】
前記コントローラが、コンピュータ、プログラマブルロジックコントローラ、システムソフトウエア、ユーザーインターフェース及びコンピュータネットワークからなる群から選択された１以上のコントローラコンポーネントを備える、請求項３０記載の自動遠心分離システム。
【請求項３４】
前記コントローラが、前記ローターの回転を制御するように構成される、請求項３０記載の自動遠心分離システム。
【請求項３５】
インデクスをさらに備え、前記コントローラが該インデクスを参照して試料容器のセット若しくは試料処理コンポーネントのセット又はその両方に対して試料受入要素のクラスターを位置決めする、請求項３０記載の自動遠心分離システム。
【請求項３６】
前記コントローラが、前記輸送器に指示して試料処理コンポーネントのグループを試料受入要素に挿入し且つ除去し、また、ローター位置決め機構に指示して別のクラスターが当該グループに近接するまで前記試料処理コンポーネントのグループに対してローターを回転させる、請求項３０記載の自動遠心分離システム。
【請求項３７】
前記コントローラが、前記輸送器に指示して試料処理コンポートのグループを試料受入要素の隣接クラスターに挿入し且つ除去し、また、ローター位置決め機構に指示して別のクラスター又は隣接クラスター対が当該グループに近接するまで当該グループに対してローターを回転させる、請求項３０記載の自動遠心分離システム。
【請求項３８】
前記ロボットがローター内にて容器を位置決めできるように、若しくは前記輸送器が試料処理コンポーネントを試料受入要素に挿入できるように、又はその両方可能なように、前記ロボットに対してローターの回転を制御するシステムソフトウエアを備える、請求項３０記載の自動遠心分離システム。
【請求項３９】
前記コントローラに連通した１対のオペレータ安全部材をさらに含み、これらの部材は、作動されるとローターの回転が可能となる、請求項３０記載の自動遠心分離システム。
【請求項４０】
オペレータ安全部材の前記対が、１対のスイッチ、１対のボタン及び１対のタッチボタンからなる群から選択される、請求項３９記載の自動遠心分離システム。
【請求項４１】
試料又は試料容器が試料受入領域に移動させられたときに試料又は試料容器を認識するための手段、試料処理コンポーネントが試料受入領域に近接するように若しくはその内部に又はその両方となるように移動させられたとき試料処理コンポーネントを認識するための手段、及び試料又は試料処理コンポーネントが試料受入領域から自動遠心分離システムの異なる領域に又は別のシステム若しくは装置に移動させられたとき試料、試料処理コンポーネント又はその両方を追跡するためのインデクシング手段を備える、請求項１記載の自動遠心分離システム。
【請求項４２】
どの試料容器がどの試料受入要素中にあるかを追跡するためのロジックを備える、請求項１記載の自動遠心分離システム。
【請求項４３】
試料又は試料容器にてどんな試料処理操作が行われるかを追跡するためのロジックをさらに備える、請求項１記載の自動遠心分離システム。
【請求項４４】
前記試料受入領域の少なくとも１つに挿入可能な構造を有する１以上の試料容器をさらに備え、この１以上の容器が、１以上の試料を含みかつ１以上の係合部を備え、この係合部が、前記ロボットの対応する係合部に係合する、請求項１記載の自動遠心分離システム
【請求項４５】
試料受入要素のクラスターを備えた第２ローター；及び
前記輸送器又は前記ロボットに連結された可動プラットフォーム、
をさらに備え、前記可動プラットフォームは、前記輸送器又は前記ロボットを移動させて前記試料容器、前記試料処理コンポーネント又はその両方を選択的に位置決めし、前記試料容器、前記試料処理コンポーネント又はその両方を、第１ローターの試料受入要素若しくは第２ローター内の試料受入要素のクラスター又はその両方に挿入する、請求項１記載の自動遠心分離システム。
【請求項４６】
流体を含む構造を有する水洗容器をさらに備え、該水洗容器は、試料処理コンポーネントを受け入れるように構成され、前記輸送器が、水洗容器内に試料処理コンポーネントを配置し、それにより前記コンポーネントを水洗する、請求項１記載の自動遠心分離システム。
【請求項４７】
前記水洗容器が、管ビン、ロッドビン及び流れ傾斜路を備える、請求項４６記載の自動遠心分離システム。
【請求項４８】
前記試料処理コンポーネントが、前記試料受入領域から物質を取り出すように構成される、請求項１記載の自動遠心分離システム。
【請求項４９】
前記試料処理コンポーネントが、試験片収集器に流動自在に連結され、本システムの動作中、当該物質が前記試料処理コンポーネントから前記試験片収集器に流される、請求項４８記載の自動遠心分離システム。
【請求項５０】
前記試料処理コンポーネントが、試料精製コンポーネントに流動自在に連結される、請求項４８記載の自動遠心分離システム。
【請求項５１】
前記試料処理コンポーネントが樹脂床に流動自在に連結される、請求項４８記載の自動遠心分離システム。
【請求項５２】
前記樹脂床が、ニッケルキレート樹脂を含んだ複数の精製カラムを備える、請求項５１記載の自動遠心分離システム。
【請求項５３】
前記試験片収集器が、フィルター、ニトロセルロースフィルター、容器、樹脂、樹脂床、イオン交換樹脂及び疎水性相互作用樹脂からなる群から選択された収集コンポーネントを備える、請求項４９記載の自動遠心分離システム。
【請求項５４】
前記試験片収集器若しくは前記ローター又はその両方が冷却される、請求項４９記載の自動遠心分離システム。
【請求項５５】
前記試験片収集器が、フラクション分配要素、該フラクション分配要素から物質を流し込むことができる樹脂床、前記樹脂床から物質を収集する収集管ラック、及び廃棄物集積部に連結された廃棄物収集トレイを備える、請求項４９記載の自動遠心分離システム。
【請求項５６】
試料処理コンポーネントの第２グループを輸送するように構成された少なくとも第２輸送器を備えた、請求項１記載の自動遠心分離システム。
【請求項５７】
１以上の試料処理コンポーネント；
前記試料処理コンポーネントに連結され、かつ試料受入領域から試料処理コンポーネントを介して輸送された物質を受け入れるように構成された１以上のホース；
前記１以上のホースに連結された１以上の先端；
前記１以上のホース又は前記１以上の先端に作動上連結されたポンプ；
前記試料処理要素に流動自在に連結された流体ソース；
前記１以上の先端から物質を受け入れるように配置された試験片収集器；
前記流体ソースと前記試料処理要素との間、又は前記試料処理要素と前記ホース若しくは先端との間での流体の流れを制御するスイッチ；及び
前記試料処理要素、前記フラクション収集器、前記先端、前記ホース、前記試料処理コンポーネント、前記試料受入要素、前記試料受入要素に挿入された容器、前記流体ソース、又はそれらの任意の組合せから廃棄物を受け入れるように構成された廃棄物集積部、
を備えた、請求項１記載の自動遠心分離システム。
【請求項５８】
遠心分離機を備えた、請求項１記載の自動遠心分離システム。
【請求項５９】
ローター本体を備える遠心分離ローターであって、該ローター本体は、その中に配置された試料受入要素の少なくとも１つのクラスターを含み、前記クラスターは、ほぼ平行な縦軸を有する複数の試料受入要素を含む、遠心分離ローター。
【請求項６０】
前記縦軸が完全な垂直からずれている、請求項５９記載の遠心分離ローター。
【請求項６１】
前記縦軸が垂直から少なくとも１゜ずれている、請求項６０記載の遠心分離ローター。
【請求項６２】
前記縦軸が垂直から少なくとも５゜ずれている、請求項６０記載の遠心分離ローター。
【請求項６３】
前記クラスターが、空間的にグループ化された試料受入要素を含む、請求項５９記載の遠心分離ローター。
【請求項６４】
前記ローター本体が複数のクラスターを含み、各クラスターは、ほぼ平行な縦軸を有する複数の試料受入要素を備える、請求項５９記載の遠心分離ローター。
【請求項６５】
当該クラスター内に２〜１０の試料受入要素がある、請求項５９記載の遠心分離ローター。
【請求項６６】
前記ローター本体内に１０〜２００の試料受入要素がある、請求項５９記載の遠心分離ローター。
【請求項６７】
前記ローター本体内に８〜４０の試料受入要素クラスターがあり、各々は、ほぼ平行な縦軸を有する複数の試料受入要素を含む、請求項５９記載の遠心分離ローター。
【請求項６８】
各試料受入要素が、少なくとも約１０ｍＬの容積の容器を収容できる、請求項５９記載の遠心分離ローター。
【請求項６９】
各試料受入要素が、少なくとも約１００ｍＬの容積の容器を収容できる、請求項５９記載の遠心分離ローター。
【請求項７０】
前記試料受入要素が遠心分離管を受け入れるように構成される、請求項５９記載の遠心分離ローター。
【請求項７１】
前記試料受入要素のクラスターが、輸送器により保持された可動試料処理コンポーネントのグループをほぼ同時に受け入れるように配置される、請求項５９記載の遠心分離ローター。
【請求項７２】
遠心分離ローター内で１以上の試料を取り扱う方法であって、
（ａ）試料を試料容器中に入れる工程；
（ｂ）前記試料容器を遠心分離ローターに挿入する工程；
（ｃ）前記ローターを回転させ、前記試料容器中の試料を遠心分離する工程；及び
（ｄ）前記容器を前記遠心分離ローターに挿入したままで、前記容器中の試料の成分に対して１以上の試料取扱操作を実行する工程、
を含む前記方法。
【請求項７３】
（ｂ）工程の後に（ａ）工程を実行する、請求項７２記載の方法。
【請求項７４】
（ａ）工程の後に（ｂ）工程を実行する、請求項７２記載の方法。
【請求項７５】
（ｂ）工程が、複数の容器を前記遠心分離ローター中に配置する工程を含む、請求項７２記載の方法。
【請求項７６】
（ｄ）工程が、容器を遠心分離ローター内に配置したままで上澄みを容器から吸引すること、容器を遠心分離ローター内に配置したままで流体を容器に送ること、及び容器を遠心分離ローターの試料受入要素中に配置したままで容器内の成分を超音波処理することからなる群から選択された少なくとも１つの試料取扱操作を含む、請求項７２記載の方法。
【請求項７７】
容器を遠心分離ローターの試料受入要素中に配置したままで物質を容器から取り出し、該物質を試験片収集器に入れることを含む、請求項７２記載の方法。
【請求項７８】
（ｄ）工程が、少なくとも２つの異なる試料容器に対して少なくとも２つの異なる操作を行うことを含み、これらの操作が、試料容器の少なくとも１つに流体を分配すること、試料容器の少なくとも１つ中に試料成分を懸濁させること、及び試料容器の少なくとも１つから流体を吸引することからなる操作群から選択される、請求項７２記載の方法。
【請求項７９】
（ｄ）工程が、複数の試料容器に分配された複数の試料成分に対して複数の操作を同時に実行することを含む、請求項７２記載の方法。
【請求項８０】
（ｄ）工程が、複数の試料容器に分配された複数の試料成分に対して複数の異なる操作を同時に実行することを含む、請求項７２記載の方法。
【請求項８１】
容器を遠心分離ローター内に配置したままで試料成分を容器から試験片若しくはフラクション収集器又は試料精製コンポーネントに輸送する工程
をさらに含む、請求項７２記載の方法。
【請求項８２】
前記試験片収集器が、フィルター、フィルターのアレイ、ニトロセルロースフィルター、ニトロセルロースフィルターのアレイ、容器、樹脂、ニッケルキレート樹脂、樹脂床、イオン交換樹脂、廃棄ラック、廃棄物集積部及び疎水性相互作用樹脂からなる群から選択された１以上のコンポーネントを備える、請求項８１記載の方法。
【請求項８３】
前記容器がローターに挿入されたときに該容器を認識し、該容器が遠心分離ローターから別のシステム又は装置に移送されたときに該容器を追跡する工程、
をさらに含む、請求項７２記載の方法。
【請求項８４】
ロボットにより前記試料容器をローターに挿入し、輸送器に連結された１以上の試料取扱コンポーネントにより試料取扱操作を行う、請求項７２記載の方法。
【請求項８５】
試料受入要素の複数のクラスターを含んだローターを設ける工程；
少なくとも１つの試料を前記複数のクラスターの少なくとも１つ内に装填する工程；及び
ローターを回転させて試料を遠心分離する工程
を含む、試料の遠心分離方法。
【請求項８６】
前記クラスター内の前記試料受入要素の縦軸が完全な垂直からずれている、請求項８５記載の遠心分離ローター。
【請求項８７】
前記縦軸が少なくとも１゜垂直からずれている、請求項８６記載の遠心分離ローター。
【請求項８８】
前記縦軸が少なくとも５゜垂直からずれている、請求項８６記載の遠心分離ローター。
【請求項８９】
前記クラスターが、空間的にグループ化された試料受入要素を含む、請求項８５記載の遠心分離ローター。
【請求項９０】
各クラスターが、少なくとも４つのほぼ平行な試料受入要素を含む、請求項８９記載の方法。
【請求項９１】
前記ローターが８〜４０のクラスターを含み、その各々が２〜１０の試料受入要素を含む、請求項８５記載の方法。
【請求項９２】
前記試料が遠心分離管内に含まれ、前記管がローター内に装填されることにより該試料をローター内に装填する、請求項８５記載の方法。
【請求項９３】
試料処理コンポーネントのグループを選択された少なくとも１つのクラスターに挿入する工程を含む、請求項８５記載の方法。
【請求項９４】
前記試料処理コンポーネントのグループが、該グループを選択されたクラスターに挿入する輸送器に連結される、請求項９３記載の方法。
【請求項９５】
前記試料処理コンポーネントのグループを、前記選択されたクラスターに同時に挿入する、請求項９３記載の方法。
【請求項９６】
前記試料処理コンポーネントのグループが、前記選択されたクラスター内に含まれる物質に対して複数の試料処理機能を行う、請求項９３記載の方法。
【請求項９７】
前記試料処理コンポーネントのグループが前記クラスターに挿入されるときに少なくとも１つの試料処理コンポーネントが該クラスター内の各試料受入要素に挿入されるように、前記グループを配置する、請求項９３記載の方法。
【請求項９８】
前記試料処理コンポーネントのグループが、少なくとも３、少なくとも４、少なくとも６、少なくとも８、少なくとも１６又は少なくとも３２の異なる試料に対して試料取扱機能をほぼ同時に実行する、請求項９３記載の方法。
【請求項９９】
前記試料処理コンポーネントのグループが、少なくとも２つの異なる試料処理操作を同時に実行する、請求項９３記載の方法。
【請求項１００】
試料処理コンポーネントを除去し、ローターを回転させ、試料処理コンポーネントのセットを再挿入することをさらに含み、前記試料処理コンポーネントが、上澄みを吸引すること、流体を試料受入要素に送ること、及び試料受入要素中の試料成分を超音波処理することからなる操作群から選択された少なくとも１つの操作を再挿入後に実行する、請求項９３記載の方法。
【請求項１０１】
実行する操作が、上澄みを吸引すること、試料受入要素から物質を取り出すこと、試料受入要素に物質を分配すること、該試料を振動させること、該試料を超音波処理すること、及び該試料の特性を測定することからなる群から選択される、請求項９３記載の方法。
【請求項１０２】
基準インデクスを用いて前記試料処理コンポーネントに対して前記空洞を位置決めする工程を含む、請求項９３記載の方法。
【請求項１０３】
前記試料受入要素から液体を取り出し、該液体を試験片収集器に入れる工程を含む、請求項８５記載の方法。
【請求項１０４】
複数の遠心分離容器を機械的にロボットのアームに取り付ける工程；
該アームをローターに隣接するように移動させる工程；及び
前記複数の遠心分離容器を機械的に選択クラスターに同時に挿入する工程
を含む、請求項８５記載の方法。
【請求項１０５】
前記遠心分離容器が試料を含む、請求項１０４記載の方法。
【請求項１０６】
前記ロボットが、少なくとも３、少なくとも４、少なくとも８、少なくとも１６又は少なくとも３２の遠心分離容器を前記複数のクラスターに同時に挿入する、請求項１０４記載の方法。
【請求項１０７】
第２の複数の遠心分離容器を機械的に前記ロボットのアームに取り付ける工程；及び
前記第２の複数の遠心分離容器を機械的に遠心分離ローターの異なる選択クラスターに同時に挿入する工程、
をさらに含む、請求項１０４記載の方法。
【請求項１０８】
前記試料が発酵試料である、請求項８５記載の方法。
【請求項１０９】
複数の試料容器を機械的に前記クラスターに挿入する工程；及び
試料処理コンポーネントのグループを機械的に少なくとも１つの選択クラスターに挿入し、前記試料処理コンポーネントにより試料処理操作を実行する工程、
を含む、請求項８５記載の方法。
【請求項１１０】
試料処理コンポーネントのグループを機械的に第１クラスターから除去し、第２クラスターが前記試料処理コンポーネントに近接するまでローターを回転させ、前記試料処理コンポーネントを第２クラスターに再挿入し、該第２クラスター内の試料に対して同じ試料処理操作又は異なる試料処理操作を再び実行する工程を含む、請求項８５記載の方法。
【請求項１１１】
細胞ペレットを前記試料容器の少なくとも１つから除去する細胞ペレット除去コンポーネントを、機械的に挿入する工程を含む、請求項８５記載の方法。
【請求項１１２】
遠心分離容器から取り出された上澄みを対応する遠心分離容器中に再導入する工程をさらに含む、請求項１１１記載の自動化された方法。
【請求項１１３】
一旦前記対応する遠心分離容器に再導入されると、取り出された上澄みを遠心分離する工程をさらに含む、請求項１１２記載の自動化された方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願との相互参照
本出願は、３５ＵＳＣ§１１９及び／若しくは§１２０又は他の適用可能な法令若しくは規則に従って、Downs 他のＵＳＳＮ０９／７８０，５８９「自動遠心分離機及びその使用方法(Automated Centrifuge and Method of Using Same）」に関連し、その優先権を主張する。この先の出願は、あらゆる目的のためその全体を援用する。
【０００２】
発明の分野
本発明は、遠心分離機の技術分野に関する。特に、本発明は、高スループットシステムのような複数処理動作に適合した自動遠心分離機に関する。
【背景技術】
【０００３】
発明の背景
遠心分離は、多くの分野や産業において重要な技術である。これは、例えば大量生産及び実験（例えばベンチトップ）規模の両方にて実行される。例えば、化学、農業、医学及び生物学の分野を含めて多様な学問分野において遠心分離機が使用される。特に、遠心分離機の技術は、多くの他の科学用途のみならず、化学合成、細胞分離、放射性同位体分析、血液分析、アッセイ技術と統合される。
【０００４】
ヒトゲノムを含んだ１４０，０００個より多い遺伝子の最近の識別では、遠心分離技術の１つの重要な用法、すなわち最重要となってきた各々の遺伝子の機能の決定に注目が集まっている。各々の遺伝子は少なくとも１つの蛋白質を作るので、ヒトゲノムにおける各遺伝子の機能を理解するには、１４０，０００以上の蛋白質を成長させ分離しなければならない。遠心分離は蛋白質を単離及び分離する際に重要な工程であるが、蛋白質の分離では、しばしばいくつかの集約的な労働と時間のかかる連続手順を必要とし、これは各々の分離プロセスに対して１より多い遠心分離工程をしばしば伴う。
【０００５】
特に商業用途では、遠心分離技術を用いるこれらの蛋白質及び他の生成物は、生産規模にて合成、分析又は分離される。生産規模のプロセスは、制限された人間の介在及び自動化されたプロセスを重視し出力と効率を増大させる。組立てライン方式にて、各個別の処理工程での合成、分析又は分離処理を破壊することなく、自動化装置により産業規模の量の物質を高スループット処理できる。例えば、自動化された液体ディスペンサー、吸引器及び試験片プレートハンドラーにより、分析プロセス全体の初めから終わりまで実際の試料と人間が相互作用することが制限され、１日当たり数十万の試料を取り扱い試験するのが容易になる。別の例では、試料物質が複数のウエル試験片プレート中に自動的に分配され、自動液体ディスペンサー及び吸引器を介して添加及び取り出され、試験片プレートは、自動プレートハンドラーにより各々連続処理ステーションに移送される。この増大した生産効率は、試験片プレートにおける生産工程全体を行う実行力に部分的に基づいて前提されている。同様に、自動化された手順により、試料容器を変えるとか試料容器を別の処理ステーションに移送するとかのような厄介で非効率な工程によって生産工程を分断されることなく開始試薬から最終生成物まで市販調合薬の合成が可能となる。
【０００６】
同様に、実験装置の急速な進歩により、従来の実験室のベンチトッププロセスが、より自動化された高スループットシステムに移行した。あいにく、現在の遠心分離技術の限界により、自動化された高スループットシステムを特徴付ける中断されない処理フローが妨げられる。
【０００７】
これら及びその他の欠点は、典型的な蛋白質分離プロセスにおいて強調される。一般に、試料を遠心分離して遠心分離機から取り出し、別の処理ステーションにて試料の一部をしばしば吸引により試料から取り出す。さらに別の処理ステーションでは、しばしば試薬を残った試料に分配した後、（これも別の処理ステーションにて）別の超音波処理装置又は混合装置において超音波処理又は混合を行う。一旦試料の内容物を超音波処理又は混合すると、その試料を遠心分離機内に戻し、さらに遠心分離工程を行う。しばしば、この遠心分離−吸引−分配−超音波処理／混合−遠心分離のサイクルは、特定の蛋白質を分離すべく１回より多く繰り返される。
【０００８】
このサイクル及びその欠点のすべてもまた、遠心分離を伴う他の多くの用途にて現れる。不利なことに、多数の試料を様々な処理ステーションに対して及びそこから物理的に移送させる必要性により、一般の超音波処理及び遠心分離の工程は自動処理フローには適用できない。例えば、上述の例では、試料は、遠心分離ステーションから吸引ステーションに移動させ、分配ステーションに移動させ、超音波処理ステーションに移動させ、そして遠心分離ステーションに戻さなければならない。あいにく、このサイクルは、特定の蛋白質又は他の目標物質が分離される前に数回繰り返されるかもしれない。従って、特に遠心分離工程又は超音波処理工程を自動化マルチ処理システムに統合することが現在のところできないので、分離処理の労働集約的な性質は、厳しい時間的制約と処理コストを招来する。
【０００９】
遠心分離は多くの産業、特にバイオテクノロジー産業において依然として重要な処理工程であるので、遠心分離プロセスを自動高スループットシステムのような現在のマルチ処理システムに組入れるという切実な要求が存在する。各処理工程のために試料を別の処理ステーションに移送する必要性を低減する方法及び装置を開発することは、自動高スループットシステムにおいて遠心分離を現代的な生産プロセスに統合する上で有効である。
【発明の開示】
【００１０】
発明の概要
本発明は、自動遠心分離システム、新規なローター設計及びこれらのシステムとローターの使用法を提供する。この遠心分離システムは、試料容器をローター内に置いたまま試料容器の試料処理を行う。適宜、ローターは、例えばほぼ同じ垂直軸（例えば固定角ローターにて）を有する試料受入要素のクラスターを傾斜させ、試料処理コンポーネントを試料容器に挿入するのを容易にすることにより、試料処理を容易にするよう設計される。一般に、遠心分離システムはインデクシングシステムを備え、これによりローターの正確な回転の位置決めができ、また試料処理コンポーネントを試料容器に挿入するのが容易になる。このインデクシングシステムは、例えば適当な制御システムに連結されている場合、遠心分離とローターの位置決めの両方に対して同じモーターを使用できるか、又はこれらの機能を実行する異なるモーターを使用できる。本システムは、試料容器をローターに装填するための適当なロボティクスを備えることもできる。ロボット動作のスピードは、複数の試料容器をクラスターに同時に挿入するロボットを用いることにより向上でき、ローター内での試料受入要素の垂直軸整列により動作が容易になる。
【００１１】
遠心分離システムは、様々な上流若しくは下流の試料処理コンポーネント、例えば遠心分離する試料の発生を促進したり（例えば自動発酵システム）、又は遠心分離後に試料容器から取り出した物質を処理する、例えば試料精製コンポーネントのいずれかを備えることができる。これらの上流又は下流の処理コンポーネントは、本発明の遠心分離システムの一部とすることもでき、遠心分離システムと作動自在に相互作用する別のシステムとすることもできる。
【００１２】
従って、実施態様の一つでは、本発明は自動遠心分離システムを提供する。このシステムは、（ａ）複数の試料受入領域を含んだ少なくとも第１ローター、及び（ｂ）１以上の試料処理コンポーネントを複数の試料受入領域の近く又はその中に移動させるよう構成された少なくとも１つの輸送機構を含む。加えて、又は（ｂ）の代わりに、このシステムは、少なくとも２つの試料容器を試料受入領域にほぼ同時に挿入できる少なくとも１つのロボットを備えることができる。
【００１３】
適宜、ローターは、試料受入要素の相対的な位置を決めるローター位置センサーを含むか又はそれに作動上連結される。ローター位置センサーは、例えば磁気又は光学ロータリーエンコーダーを用いた任意の適当なインデクシングシステムとし得る。これらの実施態様では、ローターは、輸送器(transport）に連結された試料処理コンポーネントのグループに対する試料受入要素のクラスターのローター内での位置決めを容易にする基準インデクスを含むか、それに作動上連結される。実施態様の一つでは、このシステムは、ローターを回転させて基準インデクスに基づきクラスターを位置決めする第１モーターを備える。本システムは、試料の遠心分離中にローターを回転させる第２モーターを適宜備えるが、一態様では、第１モーターが、試料の遠心分離中にローターを回転させるようにも構成される。
【００１４】
ごく一般には、自動遠心分離システムの試料受入領域は、遠心分離管を受け入れるように構成される。しかしながら、例えば試料受入領域がラック、ミクロタイター皿などを受け入れるというような他の実施態様も可能である。好ましい実施態様では、試料受入領域はクラスター内に配置され、所与のクラスター内の試料受入領域の各々が、そのクラスター内の他の試料受入領域にほぼ平行な縦軸を有する。一般に、試料受入領域は、複数のクラスター内に配置され、各クラスターは、複数の試料受入領域を含み、各クラスター内の試料受入領域の各々は、ほぼ平行な縦軸を有する。１クラスター内の試料受入要素の数は、例えば約２から約１０の試料受入要素まで変わり得る。例えば、実施態様の一つでは、ローターのクラスターの各々は、少なくとも約４の試料受入要素を含む。
【００１５】
一般に、ローターは遠心分離チャンバー内に取り付けられ、このチャンバーは、該チャンバーの上面に適合するローターカバーを備える。特定の実施態様では、追加の機構がローターカバーの頂部に取り付けられ、これは例えばチャンバーに対してカバーを移動させることによりローターに対して移動可能となる。
【００１６】
自動遠心分離システムでは、本システムは、試料処理コンポーネントのグループを一般に備える。輸送器は、試料処理コンポーネントのグループを試料受入領域のクラスターにほぼ同時に挿入するように構成される。適宜、試料処理コンポーネントのグループは、クラスター内において少なくとも２つの異なる試料処理操作を同時又は連続して実行する。例えば、試料処理コンポーネントのグループは、少なくとも約３、少なくとも約４、少なくとも約６、少なくとも約８、少なくとも約１６、又は少なくとも約３２の異なる試料について同時に試料処理操作できる。構成の一つでは、試料処理コンポーネントのグループは、少なくとも２つのコンポーネントグループ内に配置され、その各グループは、試料受入要素の隣接クラスターに挿入されるように構成される。適宜、試料処理コンポーネントは、２より多いコンポーネントグループ、例えば少なくとも約３、少なくとも約４、少なくとも約６、少なくとも約８、少なくとも約１６又は少なくとも約３２のコンポーネントグループ内に配置し得る。
【００１７】
試料処理コンポーネントは、所望の試料取扱機能を実行でき、例えば、これらのコンポーネントは、少なくとも１つの流体を試料受入要素（適宜、その中に挿入された遠心分離容器を含む）に輸送するか又はそこから輸送するよう構成された１以上の試料処理コンポーネントを含み得る。一態様では、試料処理コンポーネントは、試料受入要素の少なくとも１つからの物質の吸引、試料受入要素の少なくとも１つへの物質の分配、試料受入要素の少なくとも１つ内での物質の振動、試料受入要素の少なくとも１つ内での物質特性の測定、試料受入要素のクラスターからの物質の吸引、試料受入要素のクラスターへの物質の分配、試料受入要素のクラスター内での物質の振動及び／又は試料受入要素のクラスター内での物質特性の測定のような操作を選択的に実行するように構成される。
【００１８】
従って、試料処理コンポーネントの構成は、実行する試料操作によって変わる。例えば、試料処理コンポーネントは、流体吸引管、流体分配管、固定管、フレキシブル管、振動部材及び／又は超音波処理ロッドのような１以上の試料処理コンポーネントを備え得る。例えば、一実施態様では、グループ内の複数の試料処理コンポーネントが共に、試料受入領域に挿入されるように構成された複数の超音波処理ロッド、及び／又は少なくとも１つの流体を試料受入領域に輸送するか若しくはそこから輸送するように構成された複数の管を備える。上述のように、ローターは試料受入要素のクラスターを一般に含む。これらは例えばコンポーネント対にて配置され得、その結果、試料処理グループが試料受入要素の第１クラスター内に移されるとき、少なくとも１対の試料処理コンポーネントが、そのクラスター内の少なくとも１対の対応する試料受入要素に挿入される。
【００１９】
上述のように、本システムは、試料容器をローターに送り届けるためのロボティクスを含むことができる。例えば、一実施態様では、少なくとも１つのロボットが、試料受入領域に挿入すべき試料容器の外面を把持するように構成された把持機構を備える。代替の実施態様では、ロボットは、試料受入領域に挿入すべき試料容器の内面を把持するように構成された把持機構を備える。適宜、ロボット要素は、所望ならば試料容器を蓋で閉じかつ蓋を開けるが、多くの場合、試料容器は蓋をすることなく回転させる（よってシステムのスループットが増す）。好ましい実施態様では、試料受入要素は、クラスター内に配置され、ロボットは、少なくとも２つの遠心分離容器を少なくとも１つのクラスター内の受入要素中に同時に配置するように構成される。例えば、一実施態様では、試料受入要素は、クラスター内に配置され、ロボットは、少なくとも約４、少なくとも約８、少なくとも約１６又は少なくとも約３２の遠心分離容器を少なくとも１つのクラスター内の受入要素中に同時に配置するように構成される。
【００２０】
同様に、好ましい実施態様では、ロボットは、試料容器をローターから取り出することができる。例えば、一実施態様のロボットは、複数の試料容器を複数の試料受入要素から同時に取り出するように構成される。
【００２１】
一態様では、本システムは、ロボットが遠心分離ローターの異なるクラスターの試料受入要素中に遠心分離容器を配置できるように、ロボットに対してローターの回転を制御するシステムソフトウエア又は他のロジックをさらに含む。一態様では、本システムは、輸送器、ロボット又は輸送器とロボットの両方に作動上連結した少なくとも１つのコントローラを備え、このコントローラは、輸送器に指示して１以上の物質を１以上の試料受入領域に送り届けること、ロボットに指示して複数の試料容器を試料受入領域に送り届けること、及び／又は輸送器に指示して試料処理コンポーネントを試料受入領域の近く若しくはその中に移動させることのような少なくとも１つの操作を実行するように構成される。
【００２２】
例えば、一態様では、コントローラは、輸送器に指示して複数の試料処理コンポーネントを複数の試料受入領域に挿入させる。例えば、ローターが試料受入要素のクラスターを備え、輸送器が試料処理コンポーネントのグループに連結している場合には、コントローラは、輸送器に指示して試料処理コンポーネントのグループを試料受入要素のクラスターに挿入させることができる。コントローラは、単一のコンピュータのような単一の制御要素、又は相互接続された制御要素のネットワークとすることができ、コンピュータ、プログラマブルロジックコントローラ、システムソフトウエア、ユーザーインターフェース及び／又はコンピュータネットワークのような１以上のコントローラコンポーネントを備え得る。一態様では、コントローラは、ローターの回転を制御するように構成される。別の態様では、コントローラは、ローターの位置決め（回転の位置決め）を制御するように構成される。位置決めは、インデクス（例えばローターの位置を追跡する際に支援する光学又は磁気システム）を用いて支援され得、この際、コントローラは、インデクスを参照して１組の試料容器又は１組の試料処理コンポーネント又はその両方に対して試料受入要素のクラスターを位置決めする。
【００２３】
別の態様では、コントローラは、輸送器に指示して試料受入要素のクラスター中に試料処理コンポーネントのグループを挿入及び除去する。コントローラ又は別のコントローラは、さらにローター位置決め機構（例えばモーターを備えている）に指示して、別のクラスターがそのグループに近接するまで試料処理コンポーネントのグループに対してローターを回転させ得る。例えば、コントローラ（単一のコントローラ又は複数コントローラシステムとし得る）は、輸送器に指示して試料受入要素の隣接クラスター中に試料処理コンポーネントのグループを挿入及び除去することができ、さらに、ローター位置決め機構に指示して別のクラスター又は隣接クラスター対が当該グループに近接するまで当該グループに対してローターを回転させることができる。適宜、コントローラは、ロボット又は輸送器又はロボットと輸送器の両方に対してローターの回転を制御するシステムソフトウエアを含み、ロボットがローター内で容器を位置決めできるようにするか、又は輸送器が試料処理コンポーネントを試料受入要素に挿入できるようにするか、又はその両方である。
【００２４】
一実施態様では、自動遠心分離システムは、コントローラと通信する１対のオペレータセーフティー部材（例えば圧力センサースイッチ）を含み、これらの部材を作動すると、ローターの回転が可能になる。例えば、オペレータセーフティー部材対は、１対のスイッチ、１対のボタン、及び／又は１対のタッチボタンからなるグループから選択し得る。このように、好ましい実施態様では、オペレータは、コントローラがローターのモーターに係合する前にオペレータセーフティー部材上に両手を置かなければならない。このことにより、オペレータの両手がローターモーターから離れていることが保証され、オペレーターがローターで怪我するのが防止される。
【００２５】
一実施態様では、自動遠心分離システムは、試料又は試料容器を試料受入領域に移動させたときに試料又は試料容器を認識するための手段、試料処理コンポーネントを試料受入領域に近接して又はその中に（又はその両方）移動させるとき試料処理コンポーネントを認識するための手段、及び試料又は試料処理コンポーネントを試料受入領域から自動遠心分離システムの異なる領域に、又は別のシステム若しくは装置に移動させるとき試料、試料処理コンポーネント又はその両方を追跡するためのインデクシング手段を備える。
【００２６】
一態様では、本システムは、どの試料受入要素内にどの試料容器が配置されているかを追跡するロジック（例えばコンピュータ、システムソフトウエア、コントローラ、ＰＬＣ、データベースなど）を含む。加えて、又は別に、本システムは試料又は試料容器にてどんな処理操作が行われているかを追跡するためのロジックをさらに含み得る。
【００２７】
一態様では、自動遠心分離システムは、試料受入領域の少なくとも１つに挿入可能な構造を有する１以上の試料容器を含む。その１以上の容器は、１以上の試料を含むことができ、また、ロボットの対応する係合部(mating feature)に係合する１以上の係合部を含み得る（例えば、容器は、ロボット機構を把持することにより把持できるリップを含んだ遠心分離管とし得る）。
【００２８】
一態様では、自動遠心分離システムが、複数のローター、輸送要素などを含む。例えば、本システムは、試料受入要素のクラスターを備えた第２ローター、及び輸送器又はロボットに連結された可動プラットフォームを含み得る。可動プラットフォームは、輸送器又はロボットを移動させ、試料容器、試料処理コンポーネント又はその両方を選択的に位置決めし、試料容器、試料処理コンポーネント又はその両方を、第１ローターの試料受入要素又は第２ローター内の試料受入要素のクラスター、又はその両方に挿入できる。
【００２９】
一態様では、自動遠心分離システムが、流体を含むように構成された水洗容器を備える。この水洗容器は、試料処理コンポーネントを受け入れるように構成され、例えば、輸送器が試料処理コンポーネントを水洗容器内に配置し、容器を水洗する。例えば、水洗容器は管ビン(bin)、ロッドビン及び流れ傾斜路(runoff ramp）を含み得る。
【００３０】
一実施態様では、試料処理コンポーネントは、試料受入領域から物質を取り出すように構成される。例えば、一実施態様では、試料処理コンポーネントは、フラクション／試験片収集器、精製カラム、精製カラムのアレイ、樹脂床、ニッケルキレート樹脂床、フィルター床、フィルター、ニトロセルロースフィルター、容器、樹脂、樹脂床、イオン交換樹脂、疎水性の相互作用樹脂、分粒カラムなどのような試料精製コンポーネントに流動自在に連結される。システムの動作中、試料処理コンポーネントから試験片収集器のような試料精製コンポーネントに適宜試料を流す。収集器は、フラクション分配要素、物質をフラクション分配要素から流し込むことができる樹脂床、物質を樹脂床から収集する収集管ラック、及び廃棄物集積部(waste dump)に連結した廃棄物収集トレイを適宜備える。
【００３１】
システムのいずれのコンポーネント、又は実際のところシステム全体は、冷却し得る（又は温度、湿度、ＣＯ2 成分、Ｏ2 成分などにより調整される）。このことは、試料成分を保存し、又は例えば生物成分の生理学的条件を維持する（例えば処理の前に細胞を生きたままにする）のに資する。例えば、システムが試験片収集器又はローターを含む場合、その試験片収集器又はローター又はその両方が適宜冷却される。
【００３２】
このシステムは、別の輸送器又は他のロボティクスを備え得る。例えば、システムは、システムの１以上のローターに挿入され得る試料処理コンポーネントの第２グループを輸送するように構成された少なくとも第２輸送器を備え得る。
【００３３】
従って、一実施態様では、システムは、１以上の試料処理コンポーネントを含む。一例では、１以上のホースが試料処理コンポーネントに連結される。これらのコンポーネントは、試料処理コンポーネントを通って試料受取領域から輸送された物質を受け取るように構成される。１以上の先端(tips)が１以上のホースに連結され、ポンプが１以上のホース又は１以上の先端に作動上連結される。流体ソースは、試料処理要素に流動自在に連結される。試験片収集器は、１以上の先端から物質を受け取るように配置される。スイッチが、流体ソースと試料処理要素との間、又は試料処理要素とホース若しくは先端との間の流体の流れを制御する。また、システムは、試料処理要素、フラクション収集器、先端、ホース、試料処理コンポーネント、試料受取要素、試料受取要素に挿入される容器、流体ソース、又はそれらの任意の組合せから廃棄物を受け取るように構成された廃棄場所をも含む。
【００３４】
一般に、上述の自動遠心分離システムは、典型的には遠心分離機を含む。
【００３５】
上述の自動遠心分離システムに加えて、本発明は、様々な遠心分離ローターを含む。一般に、本発明のローターは、ローター本体を備え、その中に試料受入要素の少なくとも１つのクラスターを配し、例えば試料受入要素を固定配置にて備える。このクラスターは、ほぼ平行な縦軸を有する複数の試料受入要素を含む。一般に、これらの要素の縦軸は、完全には垂直でなく、例えば垂直から少なくとも約１°ずれ、又は垂直から少なくとも約５°ずれている。ここでの一例の実施態様では、これらの要素の軸は約３０°（例えば３２°）である。
【００３６】
一般に、クラスターは、空間的にグループ化された試料受入要素を含む。ローター本体は、複数のクラスターを一般に含み、その各々は、ほぼ平行な縦軸を有する複数の試料受入要素を含む。例えば要素のサイズやローターのサイズに依存して、非常に多様な数の試料受入要素がクラスター内に存在し得る。例えば、実施態様の一種では、クラスター内に約２〜約１０の試料受入要素がある。これは、例えば約１０〜約２００の試料受入要素をローター本体内に含み得る。一実施態様では、約８〜約４０のサンプル受入要素クラスターがローター本体内に存在し、その各々は、ほぼ平行な縦軸を有する複数の試料受入要素を含む。
【００３７】
上述のように、受入要素のサイズはクラスターの数と形状に影響し得る。例えば、一態様では、試料受入要素は各々、少なくとも約１０mLの容積を有する容器を収容できる。別の態様では、容積は少なくとも約１００mLである。一般に、試料受入要素は、遠心分離管を受け入れるように構成されるが、別の要素構成、例えばプレートなどを受け入れるように構成することもできる。加えて、一般に、試料受入要素のクラスターは、輸送器により保持された可動試料処理コンポーネントのグループをほぼ同時に受け入れるように配置される。
【００３８】
ローター及びシステムに加えて、本発明は、例えばローター及びシステムを使用する方法を提供する。例えば、一態様では、本発明は、遠心分離ローター内にて１以上の試料の取扱方法を提供する。本方法は、容器を遠心分離ローターに挿入したままで、（ａ）試料を試料容器に入れ；（ｂ）試料容器を遠心分離ローターに挿入し；（ｃ）ローターを回転させることにより試料容器内の試料を遠心分離し；そして（ｄ）容器中の試料の成分に対して１以上の試料処理操作を行うことを含む。上記工程の順序は変えることができ、例えば工程（ａ）を（ｂ）の前又は後に行うことができる。一般に、（ｂ）は、複数の容器を遠心分離ローターに入れる工程を含む。
【００３９】
一実施態様では、（ｄ）は、容器を遠心分離ローター内に配置したままで表面に浮いている物質を容器から吸引する工程、容器を遠心分離ローター内に配置したままで流体を容器に送る工程、及び／又は容器を遠心分離ローターの空洞内に配置したままで容器内の成分を超音波処理する工程のような少なくとも１つの試料処理操作を含む。適宜、（ｄ）は、容器を遠心分離ローターの空洞内に配置したままで物質を容器から取り出す工程、及び物質を試験片収集器中に置く工程を含む。一実施態様では、（ｄ）は、少なくとも２つの異なる試料容器に対して少なくとも２つの異なる操作を実行する工程を含み、この操作は、例えば試料容器の少なくとも１つに流体を分配する工程、試料容器の少なくとも１つに試料成分を懸濁させる工程、及び／又は試料容器の少なくとも１つから流体を吸引する工程を含む。適宜、（ｄ）は、複数の試料容器中に分配された複数の試料成分に対して複数の操作を同時に実行する工程を含む。同様に、（ｄ）は、複数の試料容器内に分配された複数の試料成分に対して複数の異なる操作を同時に実行する工程を適宜含む。
【００４０】
本方法は、容器を遠心分離ローター内に配置したままで容器から試験片若しくはフラクション収集器、又は試料精製コンポーネントに試料成分を輸送する工程のような別の工程を含み得る。フラクション収集器の上述した特徴は、本発明においても存在し得る。
【００４１】
同様に、本発明は、例えば容器をローターに挿入するとき容器を認識する工程、及び容器を遠心分離ローターから別のシステム又は装置に移送するとき容器を追跡する工程をさらに含み得る。
【００４２】
試料容器は、ロボットによりローターに挿入できる。試料処理操作は、輸送器に連結された１以上の試料処理コンポーネントにより実行し得る。
【００４３】
別の態様では、本発明は、本発明のローター内の試料を遠心分離する方法を含み得る。例えば、本方法は、例えば試料受入要素の複数のクラスターを含んだローターを設ける工程、複数のクラスターの少なくとも１つに少なくとも１つの試料を装填する工程、及びローターを回転させ（それにより試料を遠心分離する）工程を含み得る。ローターは、クラスターを含んだローターに関して上述した特徴を含み得る。
【００４４】
一般に、上述した構成のいずれでも適用できるが、試料は、遠心分離管のような容器内に含まれ、この容器がローター中に装填されることで試料がローター中に装填される。一般に、本方法は、試料処理コンポーネントのグループを選択された少なくとも１つのクラスターに挿入する工程を含む。一般に、試料処理コンポーネントのグループは、当該グループを選択クラスターに挿入する輸送器に連結される。試料処理コンポーネントのグループは、同時に（又は連続して、但しこの場合はスループットを低減し得る）選択クラスターに挿入し得る。一般に、試料処理コンポーネントのグループは、選択クラスター内に含まれた物質に対して複数の試料処理機能を実行する。試料処理コンポーネントのグループは、該グループがクラスターに挿入される際に少なくとも１つの試料処理コンポーネントが当該クラスター内の各試料受入要素に挿入されるように配置される。試料処理コンポーネント又はクラスターの上記構成のいずれでも、本発明において用いることができる。また、本方法は、基準インデクスを用いて試料処理コンポーネントに対して上記空洞を位置決めする工程を適宜含む。
【００４５】
適宜、本方法は、試料処理コンポーネントのグループを用いて少なくとも２つの異なる試料処理操作を同時に実行する工程を含む。
【００４６】
適宜、本方法は、例えば試料処理、ローターの再使用、ローター中への容器の挿入又はそれからの除去（例えばロボットによる）などに関連した更なる工程を含む。例えば、本方法は、試料処理コンポーネントを除去する工程、ローターを回転させる工程、及び試料処理コンポーネントの組を再挿入する工程を含むことができ、再挿入後の試料処理コンポーネントは、少なくとも１つの操作（例えば、表面に浮いている物質を吸引する工程、流体を試料受入要素に送る工程、試料受入要素内の試料成分を超音波処理する工程、試料受入要素から物質を取り出す工程、試料受入要素に物質を分配する工程、試料を振動する工程、試料を超音波処理する工程、及び／又は試料の特性を測定する工程）を実行する。
【００４７】
一つの典型的な実施態様では、本発明は、試料受入要素から液体を取り出す工程、及び試験片収集器（又はここに記載の他の精製コンポーネント）のような精製コンポーネントに液体を入れる工程を含む。
【００４８】
上述のように、試料容器をローター中に装填する機械的方法を使用できる。例えば、複数の遠心分離容器が、ロボットアームに機械的に取り付けられ得る。このアームは、ローターに隣接して移動させ、例えば同時に選択クラスターに機械的に挿入し得る。同様に、本方法は、第２の複数の遠心分離容器をロボットアームに機械的に取り付ける工程、及び第２の複数の遠心分離容器を遠心分離ローターの異なる選択クラスターに例えば同時に機械的に挿入する工程を含み得る。一実施態様では、本方法は、複数の試料容器を機械的にクラスターに挿入する工程、試料処理コンポーネントのグループを少なくとも１つの選択クラスターに機械的に挿入する工程、及び試料処理コンポーネントにより試料処理操作を実行する工程を含む。同様に、本方法は、試料処理コンポーネントのグループを第１クラスターから機械的に除去する工程、第２クラスターが試料処理コンポーネントに近接するまでローターを回転させる工程、試料処理コンポーネントを第２クラスターに再挿入する工程、及び第２クラスター内の試料に対して同じ試料処理操作又は異なる試料処理操作を再度実行する工程を適宜含む。適宜、本方法は、試料容器の少なくとも１つから細胞ペレット（例えばロッド、へらなど）を除去する細胞ペレット除去コンポーネントを機械的に挿入する工程を含む。
【００４９】
実施態様の一種では、本方法は、遠心分離容器から取り出したした上澄みを対応する遠心分離容器に再挿入する工程をさらに含む。例えば、これは、取り出した上澄みをいったん対応する遠心分離容器に再導入して遠心分離し、当該物質をペレット化する工程をも含み得る。
【００５０】
ここでのシステム、ローター及び方法についての一つの共通の実施態様では、試料は、細胞の培養物、細胞溶解物などのような発酵試料である。
【００５１】
図面の簡単な説明
本発明のこれら及びその他の特徴と利点は、添付図面と共に以下の詳細な説明から理解されよう。添付図面では、同じ参照符号は全体を通して同じ要素を示す。
【００５２】
図１は、本発明により構成された遠心分離ローター、及びその中に挿入された試料容器のグループを示す斜視図である。
【００５３】
図２は、図１に示した実施態様の平面図である。
【００５４】
図２Ａは、図２に示した実施態様の斜視(plantom）図である。
【００５５】
図３は、本発明により構成された代りの実施態様たる遠心分離ローターの平面図である。
【００５６】
図４は、本発明により構成されたローター空洞の側面図である。
【００５７】
図５は、本発明により構成されたローターの一部の斜視図と、本発明の関連コンポーネントの概略ブロック図である。
【００５８】
図６は、図５に概略示したフラクション収集器の斜視図である。
【００５９】
図７は、図５に概略示したコンポーネントのいくつかについての斜視図である。
【００６０】
図８は、本発明の自動遠心分離機の一実施態様の正面図である。
【００６１】
図９は、図７に示したローターとローターカバーを示し、本発明のローター制御ボックスも示す。
【００６２】
図１０は、本発明により構成されたローターの側面図と、本発明の関連コンポーネントの概略ブロック図である。
【００６３】
図１１は、図８に示したオペレーターインターフェース上に投影された画像の一つを示す。
【００６４】
図１２は、本発明の自動遠心分離機の代わりの実施態様の斜視図である。
【００６５】
図１３は、図１２に示した遠心分離機において用いられるローターの一部の斜視図である。
【００６６】
図１４は、図１３に示すローターの平面図である。
【００６７】
図１５は、図１２に示す輸送器と廃棄物トラフの斜視図である。
【００６８】
図１６は、図１５に示す廃棄物トラフの斜視図である。
【００６９】
図１７は、図１２に示す試料／フラクション収集器の斜視図である。
【００７０】
図１８は、図１２に示す別の試料／フラクション収集器の斜視図である。
【００７１】
図１９は、図１７及び図１８の試料／フラクション収集器において動作する先端構成の斜視図である。
【００７２】
これらの図のいくつか又はすべては、説明を目的とした概略図であり、図示された要素の実際の相対サイズ又は配置を必ずしも示しているわけではない。
【００７３】
発明の詳細な説明
一般に、以前に利用可能な遠心分離システムは、手動でロード(load)及びアンロード(unload)を行わなければならない故に高スループット試料処理システムに組み込むのが難しい単なる「スタンドアローン」である。これは時間がかかるので費用が高い。実際、ロード及びアンロードをする遠心分離ローターは、ローターにロードされる試料管に存在し得る危険な物質のみならず、しばしば用いられるローターの重みやロータースピンドル上にローターを提げ下ろす不便さ故に、危険でさえあり得る。
【００７４】
遠心分離ローターの自動ローディングに対していくつかのシステムが提案されてきたが（例えば、Pang et al．の米国特許第６，０６０，０２２号“Automated System Including Automatic Centrifuge Device”）、一般にこれらのシステムは、一つずつ(one a time)試料容器をローターにロード及びアンロードしまたそこからロード及びアンロードするための単純なロボティクスを用いて提案されているのみである。また、これらのシステムにおいて試料の処理と遠心分離を統合する試みも為されていない。
【００７５】
本発明は、遠心分離機と試料処理要素との統合に対する非常に異なったアプローチをとる。特に、本発明のシステムは、試料容器をローター内に物理的に配置したままで試料処理を行うように一般に構成される。これは、試料容器に挿入されよう設計された試料処理コンポーネントに連結された輸送ロボティクスを設けることにより実現される。これらの試料処理コンポーネントは、試料を処理しかつ試料容器に挿入されるよう構成し得るコンポーネントを本質的に含み得る。これらとしては、限定することなく、流体取り扱いコンポーネント（例えば分配及び／又は吸引管）、試料再懸濁コンポーネント（例えば混合要素や超音波処理ロッドのような混合又は振動装置）、ヒーターロッド、冷却ロッド、ヒートシンク、検出要素（例えばｐＨ検出器、ファイバー又は管光学系、温度プローブ、導電率プローブ）、電子プローブ、及び当業者には自明な他の多くのものが挙げられる。また、輸送ロボティクスは、試料処理コンポーネントに連結され、複数の試料処理コンポーネントを１又は複数の試料容器に同時に挿入し得る。試料を試料処理ステーションにロード及びアンロードする必要性がなくなることにより、試料処理コンポーネントを多重化する能力が増すので、システムのスループットが実質的に増加する。
【００７６】
本発明の別の態様では、複数の試料をローターに同時にロードできるような試料容器輸送ロボティクスを設けることができる。これにより、ローター中への試料のロード及びアンロードの速度が上がり、システム全体のスループットが増す。
【００７７】
適宜、ローター中への試料処理コンポーネントの挿入を容易にする本発明のローターが適用される。例えば、本発明のローターは、適宜、要素のクラスター内に配置された試料受入要素（例えば、試験管のような試料容器を受け入れるのに適した空洞、くぼみ、穴、アパーチャー、バケットなど）を備える。
【００７８】
試料受入要素のクラスターは、少なくとも２つの特徴の一つを有するという点に特徴がある。まず、一般に、クラスターは、試料受入要素の空間的に別個のグルーピングを示す。すなわち、ローターを見たとき、試料受入要素は空間的に別個のグルーピングに配置される。次に、クラスターは、ほぼ同じ縦軸を有する試料受入要素を一般に備える。たいていの場合、クラスターの縦軸は、完全には垂直でなく、例えば少なくとも１°垂直からずれ、一般には約５°以上垂直からずれている。一般に、「約５°」のような数値範囲というときは、等価範囲で置換し得ることが分かる。
【００７９】
例えば、ローターが固定角ローターである場合、ローター空洞のような試料受入要素は、非垂直空洞の組内にてクラスター化され得、その際、クラスターの各メンバーはほぼ同じ縦軸を有する。このことは、複数の試料処理コンポーネントが単一の縦軸にも沿って配置され得るようにし、試料処理コンポーネントをクラスターに同時に挿入できるようにすることにより、試料処理コンポーネントの挿入を容易にする。このことにより、ローター内での同時試料処理を多重化する能力を増し、システムのスループットを増大させる。同様に、試料受入要素のクラスター化された性質により、遠心分離容器ロードロボットが同じ軸に沿ってロボットの容器挿入コンポーネントを配置できるようにし、クラスター中への容器の同時ロードが容易になり、再度、システムの全体のスループットが増す。
【００８０】
本システムは、様々な付加的な伝統的又は非伝統的な試料貯蔵又は処理コンポーネントのいずれかをも含み得る。例えば、本システムは、冷却コンポーネント（実際、試料の劣化を防ぐために、システムの一部又は全部を冷却し得る）、試料精製装置（例えば試料／フラクション収集器、試料精製カラムなど）、試料分析装置（試料電気泳動装置、エレクトロフォトメーター(electrophotometers)、質量分析計など）、試料又は試料容器をステーション間で移動させるステーションロボティクス、本システムにて再使用するために試料容器を清浄化する試料容器クリーナー、及び本システムにおいて試料の状況及び／又は位置を追跡する追跡／在庫管理システムを含み得る。
【００８１】
従って、本発明は、例えばいくつかの処理工程のうちのいずれかを例えば単一の処理ステーション又は関連ステーションの組内に組み込むことができる自動遠心分離システムを提供することにより、既知の遠心分離処理の不備欠点を大いに補う。一般に、自動遠心分離システムは、空洞のような試料受入要素を備える少なくとも１つの遠心分離ローターを含む。１以上の可動試料容器が、この空洞に挿入可能な構造を有する。輸送器は、１以上の可動試料容器を空洞内に配置及び挿入するように構成される。一旦試料容器が空洞に挿入されると、本システムは、吸引、分配、超音波処理などのような試料取扱（例えば流体移動）機能を実行する。
【００８２】
自動遠心分離システムの実施態様の一つでは、ローター内に位置するローターアパーチャー（「穴」とも称する）のような試料受入要素のクラスターを規定する遠心分離ローターを用いる。試料容器を適切に受け入れて配置できるローター穴の任意の構成を用いることができるが、各々のアパーチャーは縦軸を有し、ローター穴のクラスターの縦軸は好ましくはほぼ平行である。可動試料容器（例えば遠心分離管）のグループは、可動試料容器がローターアパーチャーのクラスター内に挿入され得るように、輸送器により位置決めされる。
【００８３】
本発明の自動遠心分離システムは、いくつかの利点を与える。例えば、試料受入要素は、適宜グループ化されてセットにされ、セット内の各試料受入要素は、セット内の他の試料受入要素すべてに対してほぼ平行である。このような構成により、試料容器を別の処理ステーションに移すことなく、流体の自動吸引や分配のような別の処理工程のために管グループを同時に挿入することが可能となる。超音波処理装置もまた、吸引／分配管により（同時に又は別々に）挿入され得る。有利には、遠心分離機から試料容器をすることなく、場合によっては人間の介在なく、懸濁物質が遠心分離され、吸引され、超音波処理され、再度遠心分離され得る。実質的な人間の関わりと別の処理ステーションへの試料容器の物理的な移送が以前は必要とされた遠心分離を伴うマルチ工程手順が、今では単一の処理ステーションにて複数の工程プロセスを実行する装置に組み込まれている点において、本発明は、現在の技術に多大な利点をもたらす。
【００８４】
また、本発明の自動遠心分離システムは、実験結果の再現性を増し、それによりオペレータの差異又はエラーの可能性が低くなる。従って、本発明の他の利点は、オペレータのエラーを低減し、実験結果の一貫性と信頼性を増すことを含む。
【００８５】
一態様では、本発明は、自動遠心分離システムを提供する。本システムは、適宜、（ａ）各々が液体を輸送する構造を有する可動管のような試料処理要素のグループ；（ｂ）試料処理要素のグループを受け入れるよう配置された、ローター内に位置するローター穴のようなクラスター試料受入要素；及び（ｃ）試料処理要素を保持し、かつ試料処理要素のグループをクラスター内にほぼ同時に移動させるよう構成された輸送器を含む。
【００８６】
従って、一実施態様では、自動遠心分離システムは、（ａ）ローター；（ｂ）ローター内に位置する空洞；（ｃ）空洞に挿入可能な構造を有する管；（ｄ）管に連結された輸送器；及び（ｅ）輸送器と通信し、輸送器に指示して管を空洞に挿入させるコントローラを含む。
【００８７】
別の実施態様では、自動遠心分離システムは、（ａ）ローター内に位置する穴のクラスター；（ｂ）穴クラスター中に受け入れられるよう構成された管のグループ；（ｃ）管のグループに作動上連結された輸送器；及び（ｄ）輸送器に指示して菅グループを穴クラスターに挿入させるコントローラを含む。本システムは、（１）穴のクラスターを含んだ第２（又は追加）ローター；及び（２）輸送器に連結された可動プラットフォームを含むこともでき、この可動プラットフォームは、ローター内の穴クラスター及び第２ローター内の穴クラスターに挿入するため、輸送器を移動させえ菅グループを選択的に位置決めする。
【００８８】
別の態様では、自動遠心分離機は、（ａ）複数の容器を複数の遠心分離ローターの空洞に配置するための手段；（ｂ）各容器内にある主要な試料成分を遠心分離によりほぼ分離するための手段；（ｃ）この成分を容器の第１グループ中に再懸濁させるための手段；及び（ｄ）物質を容器の第２グループにほぼ同時に分配するための手段を含む。
【００８９】
さらに別の態様では、本発明は自動遠心分離の方法を提供する。本方法は、（ａ）遠心分離ローター空洞内に容器を配置する工程；（ｂ）容器内にある主要成分を遠心分離によりほぼ分離する工程；及び（ｃ）容器を遠心分離ローターの空洞内に配置したままで主要成分を再懸濁させる工程を含む。別の態様では、自動遠心分離の方法は、（ａ）各々が試料を受け入れるように構成された空洞のクラスターを遠心分離ローター上に配置する工程；（ｂ）長い管セットを空洞クラスターに挿入する工程であって、各々の管は対応する空洞に挿入されて各空洞内に液体を入れる前記工程；及び（ｃ）液体と試料を遠心分離する工程を含む。
【００９０】
本発明は遠心分離ローターをも特徴とする。ローターは、遠心分離ローター内に配置された試料受入要素のクラスターを含み、その各々は縦軸を有する。クラスター内の試料受入要素の縦軸は、ほぼ平行である。
【００９１】
発明の他の態様では、（ａ）ロボットを用いた遠心分離ローターの自動ロード及びアンロード；（ｂ）ロボットを用いた遠心分離ローター内での容器中の試料の自動操作；（ｃ）ロボットを用いた遠心分離ローターの空洞内に試料を移動させる自動化方法；（ｄ）ロボットを用いた遠心分離ローター内での容器中の試料を操作する自動化方法；（ｅ）試料追跡ロジックのみならず、コントローラロジック（例えば、システムの種々の自動化動作を制御するためのロジック、例えばコンピュータ読み取り可能な媒介にて具体化された命令及び／又はコードからなるシステムソフトウエア）；及び（ｆ）すべて自動化された方法を特徴とする。
【００９２】
本発明の種々の要素又は工程の数は、変更できる。例えば、好ましい実施態様では、ローター本体は、１、２、３、４、５、６、７、８又は任意の整数のクラスターを含むことができ、各クラスターは、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６又は任意の整数の空洞を含むことができる。このように、空洞又はクラスターの数は、例えば１〜１００、例えば１〜５０又は例えば１〜２５の任意の整数とし得る。また、ロボットは、少なくとも２つの遠心分離容器を例えば遠心分離ローターの同じクラスター内の空洞に同時に配置できる。ここでも、任意数の遠心分離容器が、そのようにロボットにより位置決めされ得、その数は空洞数に対応する。最後に、試料プローブのような複数の試料処理要素が、例えば少なくとも３つの異なる試料に対して同時に一つの機能を実行できる。しかしながら、試料処理要素は、少なくとも任意数の異なる試料に対して同時に一機能を実行できる。異なる試料数は、１〜１００、例えば１〜５０又は例えば１〜２５の任意の整数である。
【００９３】
本発明のシステム、装置及び方法は、特定の管若しくは容器、又は管若しくは容器のグループが遠心分離機中に配置される際にそれらを認識するための手段若しくは工程、及び／又は１以上の管若しくは容器が遠心分離機から別のシステム、装置若しくは方法、例えば発酵槽に移送される際にそれらをインデクシング若しくは追跡するための機構若しくは工程を適宜含む。例えば、システム、装置又は方法は、上述のことを達成するために手動又は機械的にバーコード又は色を組み入れることができる。
【００９４】
ローター、試料処理及び試料処理コンポーネント並びにシステムの他の要素についての更なる詳細は以下の通りである。
【００９５】
ローター
上記説明は、本発明のシステムにおいて適当に使用されるローターの種類についての一般的な議論を与えており、以下の図において多くの特定の例を示す。好ましいローターのクラスター化された性質の他、従来のローター製造方法やローターに用いられる物質は、本発明において使用できる。ローターは、ローターにより受けるｇ力、遠心分離する試料の特性及び現存の遠心分離機との互換性に依存して、多様な金属、複合材料、セラミック及びポリマーから製造される。揺動バケットローター構成も使用できるが（揺動バケット構成では、試料受入要素（例えばバケット）の軸は、ローターが回転していないときには垂直になる）、試料受入要素のクラスターを含むように固定角ローターが特に適当に配置される。ローター設計に対する一般的な考慮も十分に払われ、高速回転機械の当業者の能力の範囲内にあると思われる。
【００９６】
クラスターローターに加え、従来のローターは、例えば利用可能な関連の静止ローターの縦方向の角度に適合するように試料処理コンポーネントを配置すること、又は例えば試料処理コンポーネントを関連の試料受入要素に一度に挿入することにより、本発明においえ使用できる。文字どおり、数千のローターが商業上入手可能であり、本発明のシステムにおいて使用できる。
【００９７】
試料処理コンポーネント
本発明の試料処理コンポーネントは、試料容器をローター内に置いたまま試料容器中に挿入すべく配置される。上記説明は、試料容器の構成についての一般的な概説を与えるものであり、多くの特定例の構成は以下に述べる。少なくとも３つの一般的な種類の試料処理コンポーネントが、本発明のシステムにおいて使用できる。
【００９８】
まず第１に、試料処理コンポーネントは、流体又は他の物質をローター内の試料容器に添加又はそこから取り出すことができる。共通の構成は、流体を試料容器に分配する管、及び流体を試料容器から取り出す管を含む（同じ管が両方の機能を有することもでき、異なる管がこれらの機能を有することもできる）。これらの管は、上記流体及び／又は試料に対して実質的に不活性な物質から作ることができる。共通の物質としては、ステンレス金属（例えばステンレス鋼）、プラスチック、ポリマー、セラミック、被覆された物質（例えばTEFLON（登録商標）のような非粘着表面で被覆された金属、セラミック又はプラスチック）などが挙げられる。
【００９９】
第２に、試料処理コンポーネントは、試料容器内で試料成分を混合又は懸濁し得る。このようなコンポーネントの共通例としては、振動ロッド（例えば超音波処理ロッド）、回転ミキサーなどが挙げられる。
【０１００】
第３に、試料処理コンポーネントは、試料容器内で物質を分析又は取扱いができる。共通の分析コンポーネントとしては、ｐＨ計、温度計、電流計、イオン計、電極、磁場検出コンポーネント、放射検出要素、光学要素（例えばファイバー光学系、管光学系、レンズ、フォトダイオード、光エミッターなど）、分光光度計要素、ヒーター又は冷却要素（例えば抵抗加熱ワイヤ、ヒートシンク、ペルチエヒーター又はクーラーなど）、及びその他多くのものが挙げられる。これらの要素は、検体検出（例えばｐＨ検出、蛍光放射のような放射信号の検出などによる）のような単純な操作を実行できるか、又は熱サイクル反応、細胞溶解操作（例えば洗剤又は熱を送ることによる）などのための制御された加熱及び冷却のような複雑な実験操作を実行できる。
【０１０１】
試料受入要素に挿入されるように構成できる他の入手可能な試料処理コンポーネントが、本発明のシステムにおいて使用し得る。
【０１０２】
ロボティクス
試料又は試料容器を作業ステーション間で移動させ、試料処理コンポーネントを試料受入要素の近くに移動させるかその中に挿入するために、多様な従来のロボティクスが使用できる。このようなロボティクスは、ロボット電機子、把持コンポーネント、コンベアシステム（例えばコンベアベルト）などを備え得る。一般に、ロボットコンポーネントは、制御システムに連結され、ステーション間での試料／試料容器の移動、及び／又はシステム内での試料／容器の追跡、及び／又はローターへの試料処理コンポーネントの移動、ローターの位置決めなどを指示する。
【０１０３】
多くのこのようなロボットコンポーネントは市販されている。例えば、様々な自動システムが、Zymark Corporation(Zymark Center, Hopkinton, MA)から入手でき、これは種々のZymateシステムを利用しており、例えばロボティクスや流体ハンドリングモジュールを挙げることができる。同様に、例えばミクロタイタートレイ操作のための種々の実験システムにおいて使用される共通のORCA（登録商標）ロボットもまた、例えばBeckman Coulter, Inc.(Fullerton, CA)から市販されている。別の例のロボティクスセットがStauliから入手でき、これらはロボット電機子のアームに対して運動の良好な自由度を与える。
【０１０４】
さらに、自動車産業は、ここでのシステムに適合し得る洗練されたロボティクスを提供する。一般的な紹介やロボティクスに関連のリソースは、インターネット上の（www.）robotics.cs.umass.edu/robotics.html; ri.cmu.edu/; robotics.stanford.edu/及び他の多くのサイトにて見出せる。
【０１０５】
試料処理
試料は、様々な生物又は非生物成分とし得る。例えば、生物試料が問題となっている場合には、様々な蛋白質、細胞、細胞フラクション、核酸などが試料の望ましい成分となり得る。よって、本発明のシステムは、生物学的生産コンポーネントを含みことができ、本発明の方法は、生物成分を試料受入要素に送ること、及び／又はこのような試料受入要素からの成分の処理を含み得る。
【０１０６】
生物試料の調製、成分の精製（例えば核酸及び／又は蛋白質の精製）及び他の多くの試料の調製手順については、BergerとKimmelの Guide to Molecular Cloning Techniques, Methods in Enzymology, volume 152 ［Academic Press, Inc., San Diego, CA (Berger)］；Sambrook et al. のMolecular Cloning-A Laboratory Manual (3rd Ed.), Vol. 1-3 ［Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, New York, 2001 ("Sambrook")］, Current Protocols in Molecular Biology［F. M. Ausubel et al., eds., Current Protocols, a joint venture between Greene Publishing Associates, Inc. and John Wiley & Sons, Inc., (1999年に補遺) ("Ausubel"))］；Freshney (1994) のCulture of Animal Cells, a Manual of Basic Technique, third edition,［Wiley-Liss, New York］及びその中で引用されている文献； Payne et al. (1992)の Plant Cell and Tissue Culture in Liquid Systems［John Wiley & Sons, Inc. New York, NY］；Gamborg とPhillips (eds) (1995) のPlant Cell, Tissue and Organ Culture；Fundamental Methods Springer Lab Manual, Springer-Verlag (Berlin Heidelberg New York) and Atlas and Parks (eds) The Handbook of Microbiological Media (1993)［CRC Press, Boca Raton, FL ］；Protein Purification, ［Springer- Verlag, N. Y. (1982)］；Deutscher の Methods in Enzymology Vol. 182: Guide to Protein Purification, ［Academic Press, Inc. N. Y. (1990) ］；Sandana (1997)の Bioseparation of Proteins, ［Academic Press, Inc.］；Bollag et al. (1996)の Protein Methods, 2nd Edition ［Wiley-Liss, NY］；Walker (1996) の The Protein Protocols Handbook ［Humana Press, NJ］；HarrisとAngal (1990)の Protein Purification Applications : A Practical Approach ［IRL Press at Oxford, Oxford, England］；HarrisとAngal のProtein Purification Methods: A Practical Approach［IRL Press at Oxford, Oxford, England］；Scopes (1993) のProtein Purification : Principles and Practice 3rd Edition［Springer Verlag, NY ］；JansonとRyden (1998)の Protein Purification: Principles, High Resolution Methods and Applications, Second Edition ［Wiley-VCH, NY ］；及び Walker (1998)の Protein Protocols on CD-ROM［Humana Press, NJ］、並びにここに引用した文献を含めて、入手可能な多くの標準的な文献において見出せる。
【０１０７】
試料受入要素に挿入される試料処理コンポーネントに加えて、様々な試料生産、取扱い、処理及び精製システムが、本発明の自動システムに組み込まれ得る。これらとして、例えば試料受入領域に送られる細胞を作る細胞発酵装置、試料受入領域からの物質を処理する試料／フラクション収集器、試料及び試料物質を貯蔵する冷却されたモジュール、試料又は試料成分の分析を行う分析ステーション（例えば質量分析計、ゲル電気泳動装置、キャピラリー電気泳動装置、フォトダイオード又は光エミッターアレイ、顕微鏡ステーション、細胞選別機、フローサイトメーター、ＦＡＣＳ装置、ＤＮＡチップ、核酸又は蛋白質吸取りステーション、２−ｄ電気泳動ステーション等）などを挙げることができる。多くのこのようなコンポーネントは、上記文献に記載されており、市販されている。一例として、ここでの遠心分離機要素と共に使用できる細胞発酵装置は、同時に提出したDowns et al. Attorney Docket Number 36-001910PC の“Multi-Sample Fermentor and Method of Using Same"に記載されている。
【０１０８】
システムロジック
ここで述べているように、システムのいずれのコンポーネントも、適当にプログラミングされたプロセッサー又はコンピュータに接続できる。このプロセッサー又はコンピュータは、プログラミングされた命令又はユーザーインプット命令によってこれらのコンポーネントの動作を指令し、これらのコンポーネントからデータ及び情報を受け取り、かつ／又はこの情報を解釈し、操作し、ユーザーに報告する機能を有する。一般にそのようなコンピュータ又はプロセッサーは、１以上のコンポーネント（例えば必要とされるアナログ−デジタル又はデジタル−アナログコンバーターを含む）に適当に接続される。
【０１０９】
一般に、コンピュータは、セットパラメータフィールド（例えばＧＵＩに）へのユーザー入力の形式、又は事前プログラミングされた命令（例えば様々な異なる特定動作のために事前プログラミングされている）の形式にてユーザー命令を受け取る適当なソフトウエアを含む。次に、このソフトウエアは、これらの命令を適当な言語に変換し、システム動作に命令して所望の動作を実行させる。次に、コンピュータ又はコントローラは、システム内に含まれる１以上のセンサー／検出器からデータを受け取り、そのデータを解釈し、それをユーザーが理解できる形式にするか、又はそのデータを用いて例えば流速、温度、適用されるモーター電流又は電圧などをモニター及び制御するプログラミングに従って例えばコントローラ命令を始動する。
【０１１０】
本発明では、一般にコンピュータ又はコントローラは、システム内の物質をモニターするためのソフトウエアを含む。これらとしては、スプレッドシートプログラム、データベースプログラム、在庫管理プログラムなどが挙げられる。また、このソフトウエアは、試料受入要素への物質の注入又はそれからの回収、試料の混合又は超音波処理、フラクション収集器の機能などを制御するのに適宜使用される。
【０１１１】
実施態様
本発明は、遠心分離機要素、システムにおいて使用できる新規な遠心分離ローター、及び遠心分離ローターに連結した新規なロボットシステムを備えた自動システムを提供する。以下の段落では、例として図を参照して本発明を詳細に説明する。この説明を通して、示された好適な実施態様及び例は、本発明の範囲を限定するものと考えるべきでない。多くの均等な実施態様が当業者には明らかである。
【０１１２】
以下において、（ａ）自動遠心分離システム、（ｂ）自動遠心分離機の機能、及び（ｃ）代わりの自動遠心分離システムを説明する。
【０１１３】
Ｉ．  自動遠心分離システム
図１では、自動遠心分離システム１０の例を示す。一般に、自動遠心分離システム１０は、試料受入要素（この場合はローター空洞）２５のクラスター３５を有するローター２０を備え、これらの試料受入要素２５は、試料処理要素（この場合は流体を送るため又は取り出すための管）のグループ６１と協働するように配置される。各管がその関連空洞から流体を吸引又は分配するのに用いられている間、クラスター内の各空洞は試料を保持する。管のグループ６１は、当該グループ内の各管がクラスター３５内の関連空洞２５に挿入可能なように、輸送器１３５により移動させられる。従って、当該クラスター及び管グループの協働的かつ相補的な構成により、各空洞内に保持された試料（又は他の物質）の効率的な自動処理が可能となる。
【０１１４】
例えば、クラスター３５が管のグループ６１と共働できるように配置されるまで、ローター２０を回転させ得る。次に、各管６０が対応する空洞２５に挿入できるように配置されると、適所に保持され得る。位置決めされると、輸送器１３５を動かして管６０を空洞２５に挿入する。一旦挿入されると、これらの管は、試料取扱機能、例えば緩衝剤を管の一つに分配し又は流体生成物を管の一つから吸引するというような流体移動機能を行う。試料取扱機能が完了すると、輸送器が動いて管を空洞から除去する。管６０が除去されると、ローター２０が適宜開放され、試料が遠心分離される。
【０１１５】
好ましくは、いくつかのクラスター３５がローター２０上に放射状に配置される。ローターが回転させられると、空洞２５の異なるセットが、管のグループ６１を受け入れるように配置される。このようにして、同じ管グループ６１がローター２０内の空洞２５の各セットに連続して作用する。自動遠心分離システム１０により、ローター２０には多くの試料をロードでき、人間の介在なしに各試料（又は選択された試料）に対して複数の工程プロセスを実行し得る。特に、いくつかの遠心分離、分配及び吸引工程が、制御された精度と再現性にて本自動システムを用いて実行し得る。従って、蛋白質分離プロセスのようなプロセスは、従来のシステムを用いるよりもさらに効率的で速く信頼性高く実行し得る。
【０１１６】
再度図１を参照すると、遠心分離システム１０におけるローター２０は、クラスター３５内に配置された複数の空洞２５を含む。各空洞２５は縦軸を有し、好ましい実施態様の一つでは、各クラスター３５内の各空洞２５の縦軸は、互いにほぼ平行である。管６０は、ロボットアクチュエーター又は輸送器１３５に連結され、これが管を対応する空洞に挿入する。図示した実施態様では、管６０は、セット内に配置され、空洞２５にほぼ同時に挿入し得る。これは、空洞の縦軸が管６０の縦軸にほぼ平行であるからである。このようにして、複数の管６０が、複数の空洞２５に挿入され得る。
【０１１７】
試料処理コンポーネント又は試料容器を移動させる輸送ロボティクスの正確な性質は、用途及び例えばシステムにて使用される管の性質に従って変わる。例えば、試料容器が輸送ロボティクスに係合する係合部を有する場合、試料処理コンポーネント又は試料容器が、関連のロボティクスにより外部で把持され得る。このことは、関連の試料処理コンポーネント又は試料容器の外側の大きさと同じように単純であり得、又はより洗練して例えば試料容器上（例えば容器頂部近く又は頂部にて）のリップとするか、又はロボティクスにより把持される試料処理コンポーネント上の取付具(fitting)とし得る。別の実施態様では、関連のロボティクスは、例えば単純な摩擦により、又は輸送容器に取り付く特製の係合部を接触させることにより、例えば輸送容器の内側を把持するように設計される。
【０１１８】
図２及び２Ａには、本発明の別の態様を示す。遠心分離システムにおいて使用する遠心分離ローター２０は、複数の空洞２５（例えばローター穴）を含む。好ましい実施態様では、空洞２５（試料処理コンポーネント）は単なるローター穴であるが、試料処理コンポーネントは、他の形態をとることもできる。例えば、このコンポーネントは、試料プレートにおけるウエル、バケットローターにおけるバケットなどとし得る。
【０１１９】
好ましい実施態様では、各空洞２５は、（図１に示された）容器４５を受け入れるように構成された縦軸（例えば縦軸３０）を有する。好ましい実施態様では、容器４５は、生体試料（細胞、細胞溶解物、蛋白質を含んだ溶液、核酸を含んだ溶液のような生体物質を含むか又はそれから誘導される試料）を保持する。しかしながら、別の実施態様では、生体試料（又は他の試料）は、適宜、試料受入要素（例えば空洞２５）に直接配置され、用途の特定要求を満たす。
【０１２０】
図２及び２Ａに示されるように、試料受入要素は、クラスター、例えばクラスター３５内に配置される。示された実施態様では、クラスター３５は、４つの空洞２５を含む。示した実施態様では、各クラスター内の各空洞の縦軸（例えば軸３０）はほぼ平行である。
【０１２１】
図３に示されるように、クラスターは、遠心分離ローター２０内でほぼ放射状に配置され得る。平行でない縦軸を有する個別ローター穴を備えた従来の遠心分離ローターとは対照的に、ローター２０が有するクラスター３５は、クラスターがローター上に放射状に配置される共に空洞がクラスター内においてほぼ平行になるように配置される。各クラスター内の試料受入要素の数は、ローターのサイズ、試料受入要素のサイズ、又はローターの材料、ローターの回転動作速度などのような他の関連要因に依存して変わり得る。ローター内のクラスターの数も変わり得る。例えば、好ましい実施態様では、遠心分離ローターは、８つのクラスター内に配置された３２の空洞を備える。別の実施態様では、ローターは、２４のクラスター内に配置された９６の空洞を備える。
【０１２２】
図２、２Ａ及び３に示されるように、ローター２０の形状は、平坦な底部と環状の上面とを有する実質的に（断面）三角形である。ローター２０は、アルミニウム、スチール、ポリマー（例えばプラスチック）又は他の適当な材料から作らることができる。実施態様の一つでは、アルミニウム合金から作られ、実験化学薬品との反応に対して耐性のあるエポキシ−テフロン混合物で被覆される。しかしながら、ローターの材料、サイズ及び一般形状は、用途の特定要求に対して適合し得る。
【０１２３】
遠心分離ローター２０の各空洞２５は、試料容器４５（例えば試験管）を収容するサイズを有する。他の容器構成に代えることもできる。例えば、この容器は、複数の試料ウエルを備えたプレートにおける１つのウエルとし得る。このようにして、このプレートは、ローター内に適宜受け入れられる。
【０１２４】
いずれの場合も、容器は、分離プロセスの前又は後に、複数の処理工程を実施し得る。適宜、容器の各々は、容器を別の処理ステーションに移送する輸送器に連結するように設計された表面を有する。例えば、容器は、ロボット装置により容易に把持できるリップを（例えば外面に）適宜備える。または、輸送器は、汎用の輸送機構を有することができ、例えば、これは容器内に入って拡張し、容器の内側から容器を把持する。このように、輸送器は、単純な摩擦力に基づいて管のような容器の内側（又は同様に外側）を把持することができ、又は管の外側（又は同様に内側）のリップ、つめ、溝、くぼみ又は他の構造のような構造を把持できる。
【０１２５】
容器４５のような容器は、容器内の物質に対して直接に事後及び事前分離工程を行うことができるように構成される。分離工程の前又は後に行われる他の処理工程と容器の互換性により、１つの容器から第２又は第３の容器へ物質を移動し、それから使用した容器を洗浄し消毒することから生じる製造コストの上昇が避けられる。また、１以上の移送工程を削除することにより、全体プロセスの効率が増す。これは、余分な移送工程を行う必要がないので製造時間が短縮され、移送工程において物質を失うことがないので収率が増す。
【０１２６】
示された実施態様では、遠心分離機のための共通使用は、例えば流体中に懸濁又は溶解している物質を濃縮又は精製することである。流体は容器４５内に配置され、この容器は空洞２５内に配置される。次にローター２０がローターモーター２７又は他の適当な装置により回転させられ、容器４５内の内側にて流体に遠心力を与える。遠心分離機は適宜冷却され、例えば試料の劣化を防ぐか又は細胞培養物が成長しないようにする。
【０１２７】
適宜、ローターモーター２７は、ローターを正確に位置決めしインデクス付け(indexes）する。このモーターは、単一のモーター又は２以上のモーターとし得る。すなわち、このモーターは、ローター制御の両方の形式（遠心分離のための回転又は試料受入要素と試料処理要素とを整列させるための回転）を与え得る。
【０１２８】
遠心力は、流体及び流体中に懸濁された物体に働き、密度によりそれらを分離する。例えば、図４に示されるように、懸濁させる液体よりも重い懸濁粒子の方が、容器４５の側面に向かって移動する傾向にある。遠心分離プロセスが完了すると、より重い物質のペレット５０が、（ローター内にてそれらに及ぼされる求心力に対する容器角度に依存して）容器の側面又は底部に形成される。図２、２Ａ及び４に示されるように、空洞２５は、ローターの回転軸５５に対して角度をもつ。それにより空洞２５内に配置された容器も角度を有し、ペレット５５が容器４５の底部近くに配置される。好ましい実施態様では、この角度は約３２゜であるが、他の角度を採用してペレット５０を容器４５内の異なる配置にて与えることもできる。
【０１２９】
図５を参照すると、クラスター３５が、容器４５を含んだ空洞２５内に挿入された管６０と共に示されている。管６０は、ポンプ８０に連通したホース７０に連結される。流体ソース８５、フラクション収集器１１０及び廃棄物集積部９０は、スイッチ９５を介してポンプ８０に連通している。管６０は、輸送器１３５により空洞２５中に移動させられるか、又はそれから移動させられる。コントローラ１００も、ポンプ８０及びスイッチ９５に対して適宜指示する。
【０１３０】
単一の要素として示されているが、コントローラ１００は、１以上のコントローラ要素を有する制御系とすることもできる。例えば、コントローラ（又は制御系）は、プログラマブルロジックコントローラ、プログラマブルロジックコントローラのセット、コンピュータ、コンピュータネットワークなどとし得る。
【０１３１】
図５には、第２の管６０及び超音波処理ロッド６５も示されている。図示された一実施態様では、ロボットアクチュエータが、４つの管６０を制御し、例えばほぼ同時にそれらを（この例では４つの空洞２５を含んだ）クラスター３５に挿入する。これら４つの空洞の縦軸はほぼ平行であるから、４つの管はほぼ同時に空洞に挿入し得る。このように、管６０は、同時に流体ソース８５から流体を分配し、又は容器４５から流体を吸引し、廃棄物集積部９０又はフラクション収集器１１０に入れる。別の実施態様では、管６０による流体の吸引又は分配の間、前又は後に超音波処理を実行できるように、超音波処理ロッド６５が各々の管６０に連結される。さらに別の実施態様では、超音波処理ロッド６５を第２の隣接空洞２５に挿入したままで管６０が１つの空洞２５に挿入され、このようにして、各空洞２５内にて異なる工程が同時に実行され得る。管６０と超音波処理ロッド６５との異なる組合せが、吸引／分配／超音波処理の可能な手順の無数の組合せと共に採用され得る。
【０１３２】
管６０は、ホース７０によりポンプ８０に連結され、このポンプ８０は、一実施態様では蠕動ポンプである。ホース７０を介して流体をポンピングするのに、他の種類のポンプ（例えば空気又は圧力に基づく）も使用できる。ホース７０は、実験の化学薬品との反応に耐性のあるナイロンチューブから作るのが好ましく、管はステンレス鋼、又は実験の化学薬品との反応に耐性のある被覆された物質から作るのが好ましい。好ましい実施態様では、管は３１６ステンレス鋼から作られるが、管及びホースは、他の適当な物質から作ることもできる。例えば、別の好ましい実施態様では、例えば３０４ステンレス鋼がTEFLON（登録商標）又は同様の非粘着コーティングで被覆されている場合には、３１６ステンレス鋼の代わりに３０４ステンレス鋼のような他の種類の物質が用いられる。同様に、超音波ロッド６５は適宜チタンから作られるが、他の適当な物質を超音波処理ロッドに対して用いることもできる。
【０１３３】
適宜、流体ソース８５は、緩衝剤、洗剤、クレンザー並びに１以上の所望の科学試験を行うのに役立つ流体及び物質を含む。例えば、Triton X-100、DB（デオキシコレート緩衝剤）及びGB（グアニジン緩衝剤）（総てミズーリ州セントルイスのSigma-Aldrich Company により製造）のような様々な緩衝剤が、流体ソース８５において用いられる。好ましい実施態様では、６まで又はそれより多くの異なる流体が流体ソース８５において用いることができるが、（特定の試験を行う必要により）それより多く又はそれより少ない流体が、流体ソース８５において使用され得る。
【０１３４】
廃棄物集積部９０は、ポンプ８０から廃棄流体を受け入れるように構成される。一実施態様では、廃棄物集積部９０は、自動遠心分離機の外側に配置された容器に通じるホースを備える。又は、廃棄物集積部９０は、例えばフラクション収集器１１０に隣接して配置されたトラフとし得る。また、廃棄物集積部９０は、ローター２０に隣接して配置され得る。スイッチ９５は、好ましくは電気的に駆動されるソレノイド、例えばソレノイドバルブを備えた１以上のスイッチからなる。一実施態様では、スイッチ９５内の湿った表面は、TEFLON（登録商標）を含むか又はTEFLON（登録商標）で被覆されているが（TEFLONは、E.I. du Pont de Nemours, a Delaware corporation の登録商標）、他の種類の適当なコーティング又はベース物質を有する他の種類のスイッチを使用することもできる。
【０１３５】
図５及び１０を参照すると、コントローラ１００は、１以上のプログラマブルロジックコントローラを含むか又は制御するパーソナルコンピュータのような特別に設計されたコントローラ又は汎用の計算装置とし得る。他の種類の汎用計算装置を同様にコントローラ１００として用いることもできる。好ましい実施態様では、Allen Bradley により製造されたRS VIEW ソフトウエアを用いたパーソナルコンピュータが、コントローラ１００に対して指示するオペレータインターフェース１０５を与える。コントローラ１００は、ワイヤ又は他の適当な手段により、輸送器１３５、ポンプ８０、スイッチ９５、フラクション収集器１１０及び自動遠心分離機上の他の装置に連通する。
【０１３６】
図５及び６に示されるように、フラクション収集器１１０が、スイッチ９５及びコントローラ１００に接続される。フラクション収集器１１０は、１以上の先端１１５に接続されたホース７０を備え、この先端１１５は、１以上の容器４５から得られた流体を、トレイ１３０内に配置された試験片収集器１２０に分配する。ホース７０中の流体及びコントローラ１００からの命令に基づいて、先端１１５は、トレイ１３０に隣接して位置する廃棄物トラフ１２５に流体を分配することもできる。試験片収集器１２０は、分離手順が遠心分離により完了した後に１以上の管６０により容器から得られた物質を収集する。先端１１５の数は、容器から流体を得る管の数に依存して変わり得る。
【０１３７】
一実施態様では、４つの先端１１５が、４つの容器４５を含んだクラスター３５内に挿入された４つの管６０に対応する。先端１１５の数は、管６０の数及び各クラスター３５内の対応する空洞２５の数に依存して変わり得る。先端は、コントローラ１１０に連通し、先端が任意数の試験片収集器１２０に流体を分配できるように移動可能であり、その際、試験片収集器は、例えば９６、３８４、１５３６又は他の標準数の試料フォーマットである。好ましい実施態様では、先端１１５は、電気モーターにより制御されるスライドアクチュエータ上に取り付けられる。先端は、油圧、空気圧又は他の適当な移動手段のような他の手段により移動し得る。
【０１３８】
図７には、本発明の実施態様の一つが示される。この実施態様では、４つの空洞２５を含んだクラスター３５を備えるローター２０は、１つの管と１つのロッドが各空洞２５に挿入されるべく、対になって配置された管６０及びロッド６５のグループと共にほぼ同時に挿入されるよう構成される。この構成では、クラスター３５の各空洞２５は、管６０及びロッド６５と共に同時に挿入され得る。輸送器１３５は、４つの管６０と４つのロッド６５を保持し、上述のように、管はホース７０に接続され、ロッドは例えば２０キロヘルツ変換器を用いる超音波処理装置を含む。超音波処理装置は、遠心分離により圧縮された粒子を再懸濁させる。化学的な再懸濁器(re-suspenders）、ピペッターなどのような他の種類の再懸濁装置を用いることもできる。
【０１３９】
可動輸送器１３５が空気圧スライド１３７上に取り付けられ、この空気圧スライド１３７が、コントローラ１００により駆動されて管６０を空洞２５に挿入しかつ空洞２５から除去する。空洞への移動及び空洞からの移動に加えて、輸送器は、コントローラに連通した電気モーターにより水平にも移動させられ得る。このように、輸送器は、ローター２０から移動して離すことができるので、容器をローターに挿入すること及びローターを遠心分離機から除去することが可能となる。
【０１４０】
図８にも示されるように、本発明の一実施態様では、２つのローター２０が用いられ、輸送器１３５は、輸送器の移動を指示するコントローラ１００により各ローター２０上の位置に移動させられ得る。本発明により構成された自動遠心分離機に組み込まれたローターの数は、実験室や研究施設のニーズにより変わり得る。同様に、本システムは、輸送器１３５により管を動かすよりもむしろ管６０に対してローターが移動するように再構成され得る。図８にも、オペレーターインターフェース１０５、流体ポンプ８０及びローター制御ボックス２００が示されている。
【０１４１】
別の好ましい実施態様では、輸送器１３５のような複数の輸送器が用いられる。複数の輸送器により、各々の輸送器は、異なるクラスター３５と同時に（又は所望ならば連続的に）協働するように構成され得る。このようにして、同じ試料取扱機能が、より多くの空洞２５上にて同時に実行でき、より高いスループット動作が可能となる。別法として、各輸送器が、管のグループ６１を制御して単一の機能を実行でき、このことにより、プロセス工程間にて管を洗浄又はクリーニングする必要性が最小になる。例えば、適宜、管の１グループが緩衝剤の分配に用いられ、別のグループが第１流体の吸引に用いられ、第３グループが第２流体の吸引に用いられる。管の各グループ６１はただ１つの機能を有するので、工程間にて管を洗浄又は清浄する必要がない。
【０１４２】
再度図７を参照すると、ローターカバー１４０が、アクチュエータ１４５によりローター２０上にてスライド自在に配置される。この実施態様では、２つのアクチュエータの各々は、コントローラ１００に連通した空気圧ピストンを備える。ローターカバーをローター上にそれから離して配置するのに、他の装置を使用することもできる。ローターカバーは、ローターカバーの下側に位置する円周シールを備え、ローターカバーがローター上に配置されると、シールがローターハウジング１４７に係合する。
【０１４３】
一実施態様では、シールはゴムからなり、空気の注入により膨張し得、それによりシールがローターハウジング１４７に係合する。このようにして、ローターハウジング１４７とローターカバー１４０との間に気密シールを作ることができ、回転ローターにより発生される空気の移動を最小にすることにより、遠心分離効率を増すことができる。
【０１４４】
ＩＩ．  自動遠心分離機の機能
図７〜１１に関し、本発明の自動遠心分離機が実行できる個別機能を以下説明する。
【０１４５】
図８及び１１に示されるように、オペレータインターフェース１０５により、技術者は、”レシピ(recipe)”、すなわち特定の試験に適した特定の機能を実行すべくコントローラに指示する命令リストによりコントローラ１００をプログラミングできる。図１１は、レシピの入力画面を示す。示された実施態様では、１つのレシピにおいて、２５まで又はそれより多い別々の工程が実行され得る。２５より多い又は少ない工程は、特定の試験の要求に依存して１つのレシピからなり得る。１つの特定工程１９５はオペレータにより選択され、対応する機能は、可能な動作ボックス１８５から選択される。
【０１４６】
一旦レシピが終了し、工程のすべてが技術者により入力されたなら、レシピは名称を付けてレシピファイル制御ボックス１９０に保存され得る。このようにして、数百の個別レシピが保存できるので、容易にアクセスしてシステムを素早くプログラミングでき、技術者の貴重な時間を節約できる。
【０１４７】
一般に、第１工程は、遠心分離する物質を含んだ容器４５を空洞２５内に装填することである。これは、手動により又は関連したインデクサー(indexer)１５０により実行できる。図７、９及び１０に示されているように、インデクサー１５０は、ローターリム２２に接触するように配置されたホイール１５５を備える。ホイール１５５は、コントローラ１００に連通したインデクサーモーター１５２により駆動される。モーター１５２としての使用に適した市販モーターの例は、QuickSilver Controls, Inc.からのシルバーマックスモーターである。他の多くの適当なモーターもまた市販されている。
【０１４８】
インデクサーモーター及びホイールは、コントローラに連通した空気圧駆動スライドによりローターカバー１４０上にスライド自在に取り付けられる。手動モードでは、コントローラは、空気圧駆動スライドに指令してホイールをローターリムから上昇させて離し、それによりローターは手により容易に回転し得る。このようにして、ローターを回転させることができ、容器を空洞内に配置できる。
【０１４９】
別法として、ローター２０は、本発明を「インデクスモード」に構成することにより容器４５と共に装填され得る。インデクスモードでは、ホイール１５５がローターリム２２に直接接触するように、インデクサー１５０がコントローラ１００により下げられる。ホイールがロータリムに係合する際にローター２０が傾斜しないように、図１０に示されるように、回りセンター１６０がローターポスト１７０に挿入される。回りセンターは、コントローラに連通したすべりマウント１６５に接続される。適宜、すべりマウントは空気圧駆動されるが、すべりマウント１６５を上昇及び下降させ回りセンター１６０に開放又は係合させるのために他の装置を使用できる。
【０１５０】
インデクサー１５０及びホイール１５５を上昇及び下降させるのに、他の装置を用いることもできる。インデクサーモーター１５２を下降させてホイール１５５がローターリム２２に接触する際、コントローラは第１クラスター３５を探索する。これは、コントローラ１００に連通した２つの光学センサー１８０及び１８２により実行され、これらのセンサーは、ローターカバー１４０上に取り付けられる。光学センサーは、ローターがどこにあるかをコントローラに知らせ、インデクスモーターがローターを回転させる。別法として、これは、ローターシフト上の光学エンコーダーに置き換えられ、主駆動モーターが、遠心分離中をローターを回転させると共にそれを移動させる。
【０１５１】
本発明の一態様は、ローターチャンバーに対するローターの単なる特定の位置決めである。すなわち、単に遠心分離を行う従来技術の遠心分離システムは、特別にローターの位置決めを行わない。
【０１５２】
図７、９及び１０を参照すると、基準光学センサー１８０が、指定された第１クラスター３５を検出し、リム光学センサーが、ローターリム２２上のインデクス４０を読み取ることによりクラスターの総てを検出する。リム光学センサーがインデクスを読み取ると、コントローラ１００が、管６０下の各インデクスに対応した適当なクラスターを位置決めする。一実施態様では、基準光学センサー１８０が、指定第１クラスターを示すローター２０上に位置する基準を検出する。一旦第１クラスターが配置されると、インデクスホイール５５が、ローターリム上に位置するインデクスを読み取るリム光学センサーからの情報を用いて、ローターの１クラスターを一度に回転させる。このようにして、第１クラスターを決めることができ、後続の各クラスターを管及びロッドの下に位置決めできる。各クラスターの位置を決めるのに、他の適当なセンサー及び方法を用いることもできる。
【０１５３】
上述のように、システムがインデクスモードにて構成されている場合、オペレータが手動でローター２０を回すことなく容器４５を空洞２５に挿入できるように、ローター２０はホイール１５５により回転させられる。図９に示されるように、コントローラ１００に連通したローター制御ボックス２００が、光学センサー１８０と１８２、インデクサーモーター１５２及びホイール１５５からなる上記システムによりローターの移動を制御する。ローター制御ボックスは、開／閉スイッチ２０５、ローター回転ボタン２１０及び緊急停止ノブ２１５を備える。インデクスモードの場合、上述のように、インデクサーモーター及びホイールと共に作動する光学センサーが、第１クラスター上にてローターを位置決めする。そうすると、技術者は、第１クラスターを含んだ４つの空洞内に容器を装填できる。それが終わると、技術者はローター回転ボタンを押し、容器を挿入するために次のクラスターを位置決めすべくローターを時計回り方向に回転させる。
【０１５４】
図９に示されるように、ローター回転ボタンは、ローターを時計回り方向に動かす上矢印スイッチと、ローターを反時計回り方向に動かす下矢印スイッチとを備える。技術者がローターの一クラスター３５を一度に回転させることにより空洞２５のすべてに容器を挿入し終わると、技術者は開／閉スイッチ２０５を作動し、このスイッチ２０５がコントローラ１００に指令してローターカバー１４０をローター２０上にてスライドさせる。ローター制御ボックス２００は緊急停止ノブ２１５をも含み、これは緊急状況の場合に本発明における電気駆動装置すべてについて電力を遮断する。
【０１５５】
本発明の他の機能は、空洞２５内に位置する容器４５中に含まれる成分又は他の物質の温置である。例えば、蛋白質分離や他の実験手順は、蛋白質の温置を必要とし得る。温置は、ローターカバー１４０をローター２０上に配置し、ローターシールを膨らませ、それによりローター２０を環境から密封することにより実現される。従来の遠心分離冷却システムがローター２０に連通し、用途に応じて温度は−１０℃〜＋５０℃の範囲に正確に維持され得る。遠心分離冷却及び加熱システムが、自動遠心分離システムと共に使用され得る。
【０１５６】
本発明のさらに別の機能は、空洞２５内に配置された容器４５中にある懸濁粒子の遠心分離である。これは、ローター２０上にローターカバー１４０を置いてローターシールを膨らませることによりローター２０を環境から密封し、遠心分離ローター２０を回転させて懸濁粒子の密度によりそれらを分離することにより実行される。
【０１５７】
自動遠心分離システム１０により実行されるさらに別の機能は、空洞２５内に配置された容器４５中に緩衝剤、水洗又は他の流体を分配することである。図５及び７に示されるように、管６０は、コントローラ１００により指示される輸送器１３５により、容器４５に挿入される。管６０に接続されたホース７０は、流体ソース８５から流体を得るポンプ８０から流体を運ぶ。緩衝剤、洗剤又はクレンザーのような異なる流体が、コントローラにより流体ソースから選択され得、それによりポンプによりホースを介して管に分配され、最終的には容器に分配される。このようにして、様々な流体が、生体分子（例えば蛋白質）分離又は他の遠心分離手順の一部として容器中に分配され得る。好ましい実施態様では、図７に示されるように、図示された実施態様では例えば４つの空洞２５を含んだクラスター内の各空洞上に配置された４つの管により、流体を４つの容器にほぼ同時に分配できる。ローター２０内の管６０の数及び空洞２５の配置に依存して、１、２、３、４又は４より多くの容器４５が管からの流体を受け入れることができる。
【０１５８】
容器４５からの流体の吸引は、上述の分配機能と同様の方法にて本発明により実行し得る。管６０は、空洞２５内に配置された容器４５中に挿入され、ポンプ８０が作動されて真空を作ることにより容器４５中に含まれる流体を吸い出す。取り出された流体は、ポンプ８０により管６０を通ってホース７０に送られ、コントローラ１００によろ送られた命令に依存して、試験片／フラクション収集器１１０又は廃棄物集積部９０に送られ得る。例えば、遠心分離後、より重い物質が容器４５の底部に強いられ、より軽い流体が管６０により吸引されて廃棄物集積部９０に入れられる。別法として、可溶性蛋白質は容器４５中に懸濁し得、その可溶性蛋白質は、管６０により容器４５から吸引されてフラクション収集器１１０に送られ得る。適宜、フラクション収集器は、例えば試料の劣化を避けるために冷却される。フラクション収集器１１０では、可溶性蛋白質流体が試験片収集器１２０中に入れられ得る。上述し図７にも示したように、４つまでの容器４５の吸引は、本発明によりほぼ同時に行うことができ、実験室での実験に要求される時間を劇的に短縮する。しかしながら、吸引され得る容器４５の数は、管６０の配置及びコントローラ１００により送られる命令に依存して変わり得る。
【０１５９】
本発明により実行される別の機能は、容器４５中にある物質の超音波処理である。１以上の容器が超音波処理のために選ばれると、超音波処理ロッド６５が容器に挿入され、コントローラ１００が超音波処理器を作動させる。超音波処理の間、このロッドは、例えば約２０キロヘルツの周波数にて振動させられる。他の周波数を採用して超音波処理することもできる。これは、容器中にある物質をばらばらにする音波を作る。例えば、一旦最初の遠心分離工程が実行されたなら、細胞の集まりが、容器の底部近くに配置される。超音波処理ロッドが容器に挿入されて細胞が超音波処理され、細胞をばらばらにし、それにより後に分離される蛋白質を露出させる。
【０１６０】
好ましい実施態様では、図７に示されるように、超音波処理ロッド６５が、吸引／分配管６０に隣接して配置される。このようにして、容器４５からの流体の分配又は吸引のすぐ後、前又はその間に、超音波処理が実行できる。
【０１６１】
以下、試料レシピを説明し、本発明により実行できる自動分離プロセスの一例を示す。懸濁物質を含んだ容器４５は、ローラー２０内の空洞２５内に置かれる。コントローラ１００がローターカバー１４０を遠心分離ローター２０上に移動させ、ローター２０はローターモーター２７により回転させられる。ローターカバー１４０は、後方にスライドさせられて容器４５を露出させる。輸送器１３５は、光学センサー１８０及び１８２により見出された第１クラスター３５上の位置に管６０及びロッド６５を移動させる。４つの管６０が、４つの容器４５にほぼ同時に挿入され、その中にある流体が、廃棄物集積部９０中に吸引される。管は輸送器により除去され、インデクスモーター１５２がインデクスホイール１５５を次のクラスター３５まで回転させ、すべての容器中のすべての流体が取り出されるまでこの手順が繰り返される。
【０１６２】
次に、容器は、技術者により除去され、凍らされ、それにより、遠心分離の結果として容器底部に形成されたペレット中にある細胞の多くをばらばらにする。凍らせた後、容器はローター２０内の空洞２５内に再び装填される。コントローラー１００は、輸送器１３５に指示して管６０を容器４５中に配置させ、選択された緩衝剤が各々の容器中に分配される。また、超音波処理ロッド６５も、管６０と共に同時に挿入され、ペレットが超音波処理され、それによりペレットの成分を緩衝剤流体中に分配する。この流体の分配及び超音波処理の手順は、ローター２０内に含まれるすべての容器４５において実行される。
【０１６３】
ローターカバー１４０は、ローター２０上に配置され、ローター及び容器４５は、温置される。次に、ローターカバー１４０は、スライドさせられてローター２０から離され、超音波処理ロッド６５が容器４５に挿入され作動されて細胞を再懸濁させる。超音波処理ロッドは、輸送器１３５により除去され、ローターカバーがローター上に配置され、次にローターが回転させられて容器に含まれる物質を遠心分離する。
【０１６４】
次に、管６０が容器４５に挿入され、流体が吸引されてフラクション収集器１１０に入れられる。吸引された物質は、蛋白質分離手順の一部として可溶性蛋白質を含み得る。流体をフラクション収集器１１０に入れた後、流体ソース８５からの流体をホース７０及び管６０を通って遠心分離ローター２０に隣接して置かれた廃棄物集積部９０に流し込むことにより、水洗し得る。流して洗う手順の後、コントローラ１００は、ポンプ８０を作動して水洗溶液を廃棄物集積部９０に吸引する。管６０が容器中に挿入され、流体ソースからの選択された緩衝剤が容器に挿入される。次に、超音波処理ロッド６５が作動され、最近分配された緩衝剤及び容器中に依然として残っている物質を超音波処理する。
【０１６５】
管６０とロッド６５が容器４５から除去され、ローター２０が回転させられ、それにより容器４５中の試料を遠心分離する。管が再び容器に挿入され、上澄み流体が、ポンプ８０により廃棄物集積部９０に吸引される。
【０１６６】
緩衝剤を分配し、超音波処理し、遠心分離し、廃棄流体を吸引するこのプロセスは、遠心分離後に残された残留蛋白質をさらに精製するのに必要な回数だけ繰り返され得る。一レシピでは、容器４５中にある残りの不溶性蛋白質は、溶液中に不溶性蛋白質を入り込ませるべく設計された緩衝剤（例えば上述のＧＢ緩衝剤）を分配するように管６０に指示することにより、溶解させることができる。ここでも、これらの物質は、緩衝剤の分配中又はそのすぐ後に超音波処理される。それらもまた遠心分離され、上澄み流体が管６０により吸引される。吸引された流体は、フラクション収集器１１０及び試験片収集器１２０に入れられる。流体の分配、超音波処理、温置、吸引の順番は、ユーザーの要求により変更し得る。
【０１６７】
ＩＩＩ．  別の自動遠心分離システム
図１２を参照すると、別の実施態様の自動遠心分離システム３００が示される。この実施態様では、自動遠心分離システム３００は、空洞又は穴２５の複数クラスター３５を含んだ大きなローター３０５を備え、これれの空洞又は穴２５は、図１３に示される吸引間６２、分配間６４及びロッド６５と協働するように配置される。管６２及び６４とロッド６５は、トラック３１５上に載った可動ヘッド３１０上に取り付けられる。可動ヘッド３１０は、管６２及び６４とロッド６５を空洞２５中に又は空洞２５に隣接して配置できる。空洞２５に挿入されると、吸引管６２は、ロッド６５が空洞２５の第２クラスター３５内で流体を超音波処理している間、空洞２５の一クラスター３５から流体を吸引できる。分配管６４は、空洞の第２クラスター内に流体を分配するように配置される。好ましい実施態様では、吸引と超音波処理の操作がほぼ同時に行われ得る。吸引、超音波処理及び分配の操作は、ほぼ同時に、又は効率的に流体試料を処理するのひ必要な任意の順番にて実行し得る。このようにして、多数の個別の流体試料の効率的な自動プロセスが、実質的に人間の介在なく実行し得る。
【０１６８】
図１２に示される自動遠心分離システム３００は、上述した自動遠心分離システム１０の多くのコンポーネントを削除し、それにより空洞２５内に入れられた流体又は物質の処理がより速くなる。自動遠心分離機３００は、上記詳細に説明した自動遠心分離システム１０の概念及びコンポーネントの多くを用いつつ、多くのコンポーネントを削除することで、流体試料の処理がより速い機械を実現し、建設及び動作のコストが低減された。特に、ローター２０及びローター制御ボックス２００の位置を求めるためのインデクシングシステムが、図１２に示された実施態様から除去されている。自動遠心分離システム３００は、ローター位置センサー３４５を使用する。これは、インデクス４０、インデクサー１５０、インデクスモーター１５２、インデクスホイール１５５、回りセンター１６０、すべりマウント１６５、基準光学センサー１８０及びリム光学センサー１８２を含めていくつかのコンポーネントを置換する。この実施態様では、ローターモーター２７は、コントローラー１００により制御されて遠心分離とローターの位置決めの両方を実行する。
【０１６９】
好ましい実施態様では、ローター位置センサー３４５は、光学ローターリーエンコーダーである。ローターシャフト３４０の回転及び位置を測定するのに用いられる他の種類の装置を使用することもでき、例えば誘導性角度測定装置、レゾルバー及び他の同様の装置が使用できる。ローター位置センサー３４５は、ローターシャフト３４０上に配置され、オペレータインターフェース１０５を介して操作されるコントローラ１００と連通する。特定の入手可能なコントローラ又はコントローラコンポーネントを用いて、ローターの位置決め及び／又はローターモーター２７（例えばUNICO, Inc. (Franksville, WI）から入手可能な２４００モジュラーパフォーマンスＡＣドライブ）による遠心分離を指示することができる。上述のように、オペレータインターフェースにより、技術者は、「レシピ」によりコントローラをプログラミングでき、このレシピは、特定のタスクに対して適当な特定機能を実行するようにコントローラに知らせる命令リストである。例えば、流体中に懸濁した蛋白質のような成分は、遠心分離プロセスにより分離される必要がある。技術者は、適当な「レシピ」をコントローラ中にプログラミングし、次に容器４５を大きなローター３０５中に装填する。
【０１７０】
図１２を参照すると、一旦レシピがオペレータインターフェース１０５を介してコントローラ１００に入れられたなら、コントローラは、ローター位置センサー３４５によりローター３０５の位置を求める。技術者は、容器を空洞２５に挿入して、両手をスイッチ３２０上に置く。次に、ローターが回転させられ、装填するための空洞２５の新たなクラスター３５を与える。スイッチ３２０は、ローターが回転させられる前に技術者の両手をスイッチ上に置くように技術者に強いることにより、重要な安全機構を与える。このことにより、回転するローターから技術者の両手を十分に離しておくことにより、技術者が怪我するのが避けられる。好ましい実施態様では、スイッチ３２０は、１以上のタッチボタンを備える。タッチボタンは、オペレータの接触を記録し、その接触を電気的な出力に変換し、コントローラに信号伝達されてローターを回転させる。このスイッチに代えて、容量性や光電的なセンサー及び他の適当な装置のような他の種類の安全スイッチを用いることもできる。通常は、２つのタッチボタン、すなわちオペレータの両手の各々に対して１つ存在する。よって、オペレータは、タッチボタン上に２つの手を置くので、ローターに関わる前にはオペレータの両手はローターからの危険が及ばないことが保証される。
【０１７１】
容器４５を空洞２５内に置いた後、ローターカバー１４０がローター３０５上に配置される。次にローター３０５を回転し、遠心分離プロセスにより異なる成分を分離する。遠心分離プロセスが完了すると、ローター３０５を停止する。次に、コントローラ１００がローターカバー１４０に指示してスライドして離れさせ、ローター３０５を露出させる。
【０１７２】
次に図１３〜１４を参照して、吸引管６２、分配管６４及びロッド６５の空洞２５内への挿入を以下説明する。好ましい実施態様の一つでは、ローター３０５は、４つの空洞２５の２４クラスター３５内に配置された９６空洞２５を含む。図１４に示されるように、これらの空洞は、ローター３０５上にてほぼ放射状に配置される。上述のように、各クラスターの空洞すべての縦軸は、ほぼ平行であり、それにより１以上のロッド、吸引管及び／又は分配管のほぼ同時の挿入が可能になる。
【０１７３】
図１４を参照すると、ロッド６５、吸引管６２及び分配管６４の配置の一つが示される。４つの吸引管、４つの分配管及び４つのロッドが、可動ヘッド３１０上に取り付けられる。好ましい実施態様では、分配管及びロッドは平行な管軸３３０を有する。吸引管は、分配管の軸に対して角度３３５を有する管軸３３０上に配置される。この角度により、吸引管とロッドを２つの隣接クラスター３５内にほぼ同時に挿入することができる。これにより、空洞２５の１クラスター３５からの流体の吸引、及び空洞の隣接クラスターについての同時の超音波処理が可能となる。図１３に示されるように、分配管は、吸引管６２よりも相当短く、ロッドが配置された同じ空洞内に流体を分配すべく配置し得る。吸引管、分配管及び空洞の他の配置も、例えば、空洞２５の３以上のクラスター３５をほぼ同時に使用できるように管６２及びロッド６５を外広がり構成にて配置して構成し得る。
【０１７４】
図１５〜１６には、廃棄／水洗容器３５０が示される。管６２及び６４とロッド６５が空洞２５内でそれらの機能を実行した後、ローターカバー１４０がローター３０５上にてスライドされる。このことにより、廃棄／水洗容器が可動ヘッド３１０の下に配置される。次に、可動ヘッドが、トラック３１５の下流に輸送され、管６２及び６４とロッド６５が、廃棄／水洗容器中に配置される。吸引管６２は、管ビン３５５に挿入され、ロッド６５は、ロッドビン３６０に挿入される。分配管６４は、空洞内の流体又は他の物質に接触する必要がないので、水洗を要しない。流体ソース８５は、水洗流体入力３７を介して管ビン３５５中に流体を送る。水洗流体３７０は、吸引管６２を洗浄し、必要なら、吸引管６２は水洗流体３７０を吸引してそれを廃棄物集積部９０に投棄することができる。水洗流体は管ビンを満たした後にロッドビン３６０中にあふれ、そこで超音波処理ロッド６５を水洗する。分配管６４は、流体を水洗流体３７０中に分配でき、この水洗流体３７０が図示されていない管又は他の手段を介して流れ傾斜路３６５の下流に流れて水洗流体の出口３７５及び廃棄物集積部９０に送られる。
【０１７５】
図１７には、フラクション収集器４００が示される。フラクション収集器４００は、遠心分離プロセス中に分離された試料成分を収集する構造を有する。ホース７０に接続された先端１１５は、吸引管６２により空洞２５から得られた分離物質をフィルター床３８２中に入れ、このフィルター床３８２は、好ましくは標準的な９６、３８４又は１５３６数の試料フォーマットにて配置される。適宜、フラクション収集器は、空洞以外のソースから流体を分配する１以上の追加の先端又は先端セットを備える。ホース７０は、上述のように吸引管６２に連通する。好ましい実施態様では、フィルター床３８２は、複数の容器を備え、その各々は、遠心分離プロセスの間に分離されなかった粒子を除去する構造を有するフィルターを含む。例えば、ニトロセルロースフィルター又はワットマン(Whatman）フィルター又はセファロース樹脂フィルター又は他の適当なフィルターを使用できる。
【０１７６】
流体は、フィルター床３８２を通過後、樹脂床３８０上に落ち、この樹脂床３８０は、好ましくは９６、３８４又は１５３６数の試料フォーマットのような標準的なフォーマットにて配置される。樹脂床３８０は、遠心分離プロセス中に分離された成分を捕獲する構造を有する。例えば、フィルター床３８２を通過した蛋白質は、樹脂床３８０において捕獲される。好ましい実施態様では、ニッケルキレート樹脂が用いられるが、他の種類の樹脂、例えばイオン交換樹脂や疎水性相互作用樹脂が使用できる。残留している流体を捕獲しそれらを廃棄物集積部９０に入れる捕獲トレイ３８５が、樹脂床３８０の下に設けられる。
【０１７７】
図１８は、フィルタートレイ（図の右側）の必要がない別のフラクション収集器の実施態様を示す。フラクション収集器４０１が示され、図の左側と右側に収集器コンポーネントのオプションの２つの異なる構成を略示する。図の左側は、比較のために図１７のように構成される。右側は異なる収集器の構成を表す。実際には、左側の構成又は右側の構成又は両方が、所与の収集器に対して採用できる。図の右側に示されるように、フラクション収集器４０１は、遠心分離プロセス中に分離された試料成分を収集する構造を有する。ホース７０に接続された先端１１５は、吸引管６２により空洞２５から得られた分離物質を、樹脂床ラック３７９と樹脂床カラム３７８とを備えた樹脂床３８０中に物質を分配する先端１１５中にためる。樹脂床３８０は概略的に示される。示されているように、数個の樹脂カラムのみが床中に配置される。しかしならが、使用中には、樹脂床３８０は、ラック３７９中の穴のいずれか又はすべてにおいて、樹脂カラム３７８を含み得る。一実施態様では、カラムはニッケルキレート樹脂を含むが、精製される物質に依存して、カラム中にて他の適当な精製物質が代用され得る。追加の先端１１６が、緩衝剤又は他の流体ソースに接続され、樹脂床３８４中に流体を分配し、カラム上にて物質を洗浄又は水洗し、かつ／または（例えば離層試薬を与えることにより）カラムから物質を分離する。例えば、洗浄流体を分配するとき、樹脂床３８０の下に位置する廃棄物収集トレイ３８１が、樹脂床から廃棄物を収集する。廃棄物収集トレイは、廃棄物集積部１９０に連結され、樹脂床から廃棄物集積部に廃棄物を送る。樹脂床から所望の成分の分離を行う物質を先端１１６が分配するとき、廃棄物収集トレイ３８１が、非収集位置に配置され、当該試料（例えば精製された蛋白質）を含んだ流体が、収集ラック３８７中に落ちる。収集管ラック３８７は、廃棄物収集トレイの下に設けられ、例えばラック中に設けられた収集管又はミクロタイタートレイにおいて精製された蛋白質成分などのような試料成分を収集する。これらの床又はトレイのいずれか又はすべてが、標準的なフォーマット、例えば９６、３８４又は１５３６ウエル構成にて配置され、精製された物質の簡易化された処理及び収集を行うことができる。
【０１７８】
図１９は、上述した試料／フラクション収集器の実施態様のいずれかに適用可能な実施態様の一例における先端１１５及び１１６の構成に関し、詳細を示す。先端１１５は、試料処理要素に流動自在に連結され、一方、先端１１６は、当該洗剤、水洗、離層又は他の溶液を収集器に与える流体ソースに連結される。
【０１７９】
コントローラ１００も、図１２に示される。上述のように、コントローラは、自動遠心分離機３００の機能を制御する汎用の計算装置を適宜備える。一実施態様では、自動遠心分離機は、２つのプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）を備えたコントローラを用い、このＰＬＣの一つは、オペレータインターフェース１０５を作動させ、第２のＰＬＣに指示して自動遠心分離機３００の様々な機能を実行させる。別の同様の実施態様では、一方のＰＬＣが、上述のフラクション収集器に対してフラクション収集機能を制御し、もう一方がユーザーインターフェース、主ローター機能を制御し、適宜、フラクション収集器の機能を制御するＰＬＣを制御する。ＰＬＣの数、機能及び構成は、システムコンポーネント及びシステム全体が実行する操作に依存して変わり得る。
【０１８０】
当業者ならば、限定的でなく説明のために明細書中に与えられた好ましい実施態様以外により本発明を実施できること、及び本発明は特許請求の範囲によってのみ制限されることが分かるであろう。この明細書中で説明した特定の実施態様に対して均等なものも本発明の範囲内にあることに留意されたい。
【０１８１】
上記引用された総ての特許、特許出願、公報及び他の刊行物は、あたかも各々の特許、特許出願、公報及び／又は他の刊行物が援用されるべく特に示されているごとく、あらゆる目的のために援用される。
【図面の簡単な説明】
【０１８２】
【図１】本発明により構成された遠心分離ローター、及びその中に挿入された試料容器のグループを示す斜視図である。
【図２】図１に示した実施態様の平面図である。
【図２Ａ】図２に示した実施態様の斜視図である。
【図３】本発明により構成された代りの実施態様たる遠心分離ローターの平面図である。
【図４】本発明により構成されたローター空洞の側面図である。
【図５】本発明により構成されたローターの一部の斜視図と、本発明の関連コンポーネントの概略ブロック図である。
【図６】図５に概略示したフラクション収集器の斜視図である。
【図７】図５に概略示したコンポーネントのいくつかについての斜視図である。
【図８】本発明の自動遠心分離機の一実施態様の正面図である。
【図９】図７に示したローターとローターカバーを示し、本発明のローター制御ボックスも示す。
【図１０】本発明により構成されたローターの側面図と、本発明の関連コンポーネントの概略ブロック図である。
【図１１】図８に示したオペレーターインターフェース上に投影された画像の一つを示す。
【図１２】本発明の自動遠心分離機の代わりの実施態様の斜視図である。
【図１３】図１２に示した遠心分離機において用いられるローターの一部の斜視図である。
【図１４】図１３に示すローターの平面図である。
【図１５】図１２に示す輸送器と廃棄物トラフの斜視図である。
【図１６】図１５に示す廃棄物トラフの斜視図である。
【図１７】図１２に示す試料／フラクション収集器の斜視図である。
【図１８】図１２に示す別の試料／フラクション収集器の斜視図である。
【図１９】図１７及び図１８の試料／フラクション収集器において動作する先端構成の斜視図である。
【符号の説明】
【０１８３】
１０    自動遠心分離システム
２０    ローター
２５    空洞（試料受入要素）
３５    クラスター
４５    容器
５０    ペレット
６０    管
７０    ホース
８０    ポンプ
８５    流体ソース
９０    廃棄物集積部
９５    スイッチ
１００    コントローラ
１０５    オペレータインターフェース
１１０    フラクション収集器
１１５    先端
１２０    試験片収集器
１２５    廃棄物トラフ
１３０    トレイ
１３５    輸送器
１４０    ローターカバー
１４５    アクチュエータ
【図１】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図３】
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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】
2004532094.tif 000011
【図１０】
2004532094.tif 000012
【図１１】
2004532094.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際公開パンフレット】
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2004532094.tif 000090
2004532094.tif 000091
【国際調査報告】
2004532094.tif 000092