特表 2024-518167 マイクロバイオリアクタのための容器アセンブリ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-04-25

(54)【発明の名称】マイクロバイオリアクタのための容器アセンブリ

(51)【国際特許分類】

   C12M 1/00 20060101AFI20240418BHJP

【ＦＩ】

C12M1/00 C

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023568516

(86)(22)【出願日】2022-05-06

(85)【翻訳文提出日】2023-12-27

(86)【国際出願番号】 US2022028207

(87)【国際公開番号】W WO2022236146

(87)【国際公開日】2022-11-10

(31)【優先権主張番号】63/185,650

(32)【優先日】2021-05-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/227,210

(32)【優先日】2021-07-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/301,982

(32)【優先日】2022-01-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】510005889

【氏名又は名称】ベックマン コールター， インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】Ｂｅｃｋｍａｎ Ｃｏｕｌｔｅｒ， Ｉｎｃ．

【住所又は居所原語表記】２５０ Ｓ． Ｋｒａｅｍｅｒ Ｂｏｕｌｅｖａｒｄ， Ｂｒｅａ， ＣＡ ９２８２１， Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ

(74)【代理人】

【識別番号】100078282

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 秀策

(74)【代理人】

【識別番号】100113413

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 夏樹

(74)【代理人】

【識別番号】100181674

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 貴敏

(74)【代理人】

【識別番号】100181641

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 大輔

(74)【代理人】

【識別番号】230113332

【弁護士】

【氏名又は名称】山本 健策

(72)【発明者】

【氏名】フリッシェ， ニクラス

(72)【発明者】

【氏名】マイヤージーク， ダーフィト

(72)【発明者】

【氏名】ザトラー， ジーモン

(72)【発明者】

【氏名】クレマース， アレクサンダー

【テーマコード（参考）】

4B029

【Ｆターム（参考）】

4B029AA02

4B029BB02

4B029CC01

4B029DF01

4B029DF04

4B029GA03

4B029GB02

(57)【要約】

ガス補給蓋アセンブリは、ピペッタとも称される、分注／ピペット操作ロボットのピペット操作ユニットのための同時誘導アクセスとともに、一般に、いくつかの実施形態ではマイクロプレートとも称される、サンプル容器のガス密シールを可能にする。コンポーネントは、ガス密シールおよびピペット操作ロボットのための誘導アクセスの両方を可能にする。ガス補給蓋は、同時にいくつかの目的を果たし、非限定的方式において以下の利点、すなわち、ガス密シール、ガス補給蓋を伴わないロボット統合、ガス補給蓋を伴うロボット統合、シール機構、および嫌気性輸送を提供する。サンプル容器のリザーバの上方の体積（例えば、マイクロプレートのウェルの上方の体積）を低減させることは、これが酸素等の高濃度のガスの安全リスクを低減させる点において有利である。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

システムであって、
リザーバを有するサンプル容器の上方に気密シールを生成するように構成されるマイクロ流体蓋アセンブリであって、前記マイクロ流体蓋アセンブリは、
ガイド要素と、
前記ガイド要素の下に整合するように構成される開口を伴う層と、
前記層の開口の下に整合するように構成される貫通孔を伴うマイクロ流体構造であって、前記マイクロ流体構造は、
１つまたはそれを上回る流体源と流体的に結合するように構成されるガス入口と、
前記ガス入口を前記サンプル容器のリザーバに流体的に結合するように構成されるマイクロ流体チャネルと
を備える、マイクロ流体構造と
を備える、マイクロ流体蓋アセンブリ
を備える、システム。

【請求項2】

前記マイクロ流体構造は、前記サンプル容器のリザーバのそれぞれを個々にシールするように構成される、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

各マイクロ流体チャネルは、制御されたガス濃度を前記複数のリザーバのうちの個々にシールされた１つに輸送するように構成される、請求項２に記載のシステム。

【請求項4】

前記マイクロ流体チャネルの第１のサブセットは、ガス状酸素、窒素、または二酸化炭素のうちの１つまたはそれを上回るものを前記リザーバに運搬するように構成される、請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

前記マイクロ流体チャネルの第２のサブセットは、液体試薬を前記リザーバに運搬するように構成される、請求項４に記載のシステム。

【請求項6】

前記マイクロ流体構造はさらに、前記リザーバから離れるようにガスを運搬するように構成される付加的マイクロ流体チャネルを備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項7】

前記ガイド要素および前記層は、一体ユニットを形成する、請求項１に記載のシステム。

【請求項8】

前記ガイド要素は、前記層に結合されるガイド構造上に配置される、請求項１に記載のシステム。

【請求項9】

前記マイクロ流体蓋アセンブリは、接着剤を用いて前記サンプル容器に接着されるように構成される、請求項１に記載のシステム。

【請求項10】

前記開口は、前記層内のスリットを備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項11】

前記層は、弾力性ポリマー材料を含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項12】

サンプル容器アセンブリであって、
前記リザーバを備える前記サンプル容器と、
前記マイクロ流体構造であって、前記マイクロ流体構造の底面は、前記サンプル容器の上面に接着される、前記マイクロ流体構造と
を備える、サンプル容器アセンブリ
をさらに備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項13】

前記マイクロ流体構造の上面は、前記層の底面に接着される、請求項１２に記載のシステム。

【請求項14】

バイオリアクタシステムであって、
前記サンプル容器アセンブリと、
所定の運動範囲内で前記サンプル容器アセンブリを移動させることによって、前記サンプル容器アセンブリを振盪させるように構成される振盪台であって、前記所定の運動範囲は、ガイド要素の上部端の内径以内である、振盪台と、
自動化ピペッタであって、前記自動化ピペッタは、前記サンプル容器アセンブリが振盪されている間、前記ガイド要素を介して前記サンプル容器の中に１つまたはそれを上回るピペット先端を挿入するように構成される１つまたはそれを上回るピペッタを備える、自動化ピペッタと
を備える、バイオリアクタシステム
をさらに備える、請求項１２に記載のシステム。

【請求項15】

前記バイオリアクタシステムはさらに、
前記振盪台の上方に配置される上側チャンバと、
前記上側チャンバ内の予熱された空気を指向し、前記リザーバのそれぞれを均一に予熱するように構成されるカバーインレイと
を備える、請求項１４に記載のシステム。

【請求項16】

前記カバーインレイは、前記リザーバと整合する通気孔を含み、前記通気孔は、前記予熱された空気を指向するように構成される、請求項１５に記載のシステム。

【請求項17】

前記バイオリアクタシステムはさらに、
前記振盪台の下方に配置される下側チャンバと、
前記下側チャンバの周囲に予熱された空気を循環させるように構成される１つまたはそれを上回るファンと
を備える、請求項１４に記載のシステム。

【請求項18】

前記バイオリアクタシステムはさらに、
前記振盪台の上方に配置される上側チャンバと、
前記振盪台の下方に配置される下側チャンバと、
第１の標的温度において前記上側チャンバの空気を予熱するように構成される１つまたはそれを上回る第１の温度制御モジュールと、
第２の標的温度において前記下側チャンバの空気を予熱するように構成される１つまたはそれを上回る第２の温度制御モジュールと
を備える、請求項１４に記載のシステム。

【請求項19】

前記第１の温度は、前記バイオリアクタシステムにおける凝縮を防止するために、前記第２の温度よりも高く設定される、請求項１８に記載のシステム。

【請求項20】

自動的細胞培養システムであって、
タイタモジュールと、
前記バイオリアクタシステムであって、前記バイオリアクタシステムは、前記タイタモジュールと統合される細胞健全性および細胞培地測定能力を含む、前記バイオリアクタシステムと
を備える、自動的細胞培養システム
をさらに備える、請求項１４に記載のシステム。

【請求項21】

制御システムであって、
前記サンプル容器アセンブリと関連付けられる測定パラメータを入手するように構成されるセンサと、
少なくとも１つのガスを前記マイクロ流体構造に提供するように構成されるガス供給システムと、
コントローラであって、前記コントローラは、前記入手された測定パラメータを処理し、前記処理された測定パラメータに基づいて、前記ガス供給システムを制御するように構成される、コントローラと
を備える、制御システム
をさらに備える、請求項１２に記載のシステム。

【請求項22】

方法であって、
マイクロ流体構造をサンプル容器の上面に取り付けることと、
弾力性層を前記マイクロ流体構造の上面に取り付けることと、
少なくとも１つのガイド要素を前記弾力性層の上面に取り付けることと
を含む、方法。

【請求項23】

前記マイクロ流体構造を前記サンプル容器の上面に接着することをさらに含む、請求項２２に記載の方法。

【請求項24】

前記サンプル容器を振盪させることと、
ピペット先端を前記少なくとも１つのガイド要素の最も狭い領域に誘導するように、ロボットアームを作動させることと、
前記ピペット先端を前記少なくとも１つのガイド要素の最も狭い領域を通して前記サンプル容器の中に誘導することと
をさらに含む、請求項２２に記載の方法。

【請求項25】

前記マイクロ流体構造が前記サンプル容器の上面に取り付けられた状態で前記サンプル容器を嫌気性環境内に設置することと、
前記サンプル容器が前記嫌気性環境内にある間、嫌気性細胞を備えるサンプルを前記サンプル容器の１つまたはそれを上回るリザーバの中に配置することと、
前記サンプル容器のリザーバにわたって蓋アセンブリを設置することによって、前記サンプル容器のリザーバの周囲に気密シールを生成することと、
細胞培養のために非嫌気性環境に前記シールされたサンプル容器を輸送することと
をさらに含む、請求項２２に記載の方法。

【請求項26】

前記サンプル容器の上方にマイクロ流体蓋アセンブリを設置することであって、前記サンプル容器は、リザーバを含み、前記マイクロ流体蓋アセンブリは、前記マイクロ流体構造と、前記弾力性層と、前記少なくとも１つのガイド要素とを含み、前記マイクロ流体蓋アセンブリは、前記リザーバの上方のヘッドスペースを提供し、細胞培養の間のガス交換を可能にするように構成され、前記リザーバの上方の前記ヘッドスペースは、２０ｍＬ～４００ｍＬである、ことと、
ガスを前記ヘッドスペースの中に流動させることと
をさらに含む、請求項２２に記載の方法。

【請求項27】

嫌気性環境内に前記サンプル容器を設置することと、
前記サンプル容器が前記嫌気性環境内にある間、嫌気性細胞を備えるサンプルを前記サンプル容器の１つまたはそれを上回るリザーバの中に配置することと、
前記サンプル容器の上面に前記マイクロ流体蓋アセンブリを取り付けることによって、前記サンプル容器のリザーバの周囲に気密シールを生成することと、
細胞培養のために非嫌気性環境に前記シールされたサンプル容器を輸送することと
をさらに含む、請求項２６に記載の方法。

【請求項28】

前記サンプル容器と、前記マイクロ流体構造とを備えるサンプル容器アセンブリと関連付けられる測定パラメータを感知することと、
前記感知された測定パラメータを処理することと、
前記処理された測定パラメータに基づいて、前記マイクロ流体構造への少なくとも１つのガスのガス供給源を制御することと
をさらに含む、請求項２２に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

（関連出願の相互参照）
本願は、ＰＣＴ国際特許出願として２０２２年５月６日に出願されており、その全開示が、その全体として参照することによって本明細書に組み込まれる、２０２１年５月７日に出願された米国仮特許出願第６３／１８５，６５０号、２０２１年７月２９日に出願された第６３／２２７，２１０号、および２０２２年１月２１日に出願された第６３／３０１，９８２号の利益および優先権を主張する。

【0002】

生物学、薬理学、および医学の多くの分野において、生物系が、他の実施例の中でもとりわけ、好適な生物株、酵素、または好適な培養液培地および培養液条件の選択のためにスクリーニングされる。本文脈では、実験の並列化を介して達成され得る、高いサンプル処理能力に関する必要性が、存在する。

【0003】

マイクロプレートまたはマイクロタイタプレートは、小さい試験管として使用される複数のウェルを伴う平坦なプレートであり、多数の並列動作を達成するために利用され得るデバイスの一実施例である。例証的実施例として、個々のウェルはそれぞれ、培地で充填され、培地の中に細胞を導入するために播種され、振盪インキュベータを使用して特定の温度においてインキュベートされ得る。他のパラメータ値の中でもとりわけ、ｐＨ値、溶存酸素（ＤＯ）、溶存二酸化炭素、およびバイオマスの濃度等のプロセスパラメータが、成長プロセスの間に個々のウェル毎に連続的に測定され得る。

【0004】

微生物の工業的生産における小型化および並列化が、ここ数十年で経済的重要性を増している。微生物の培養における１つの課題は、生産されている細胞培養液のプロセスパラメータのリアルタイム監視である。栄養素およびｐＨの供給を制御し、バイオマス成長およびＤＯを監視することは、小型化されたバイオリアクタにおける細胞培養液の並列最適化を可能にし、活性物質、ビタミン、ペプチド、またはタンパク質の収率を最大限にする。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0005】

一般用語において、本開示は、マイクロバイオリアクタのための容器アセンブリに関する。一構成では、容器アセンブリは、ピペット先端が、マイクロバイオリアクタの内側の攪拌の間にサンプル容器のウェルの中に挿入されることを可能にする、サンプル容器とガス補給蓋との間の改良されたシールを提供する。種々の側面が、本開示に説明され、これは、限定ではないが、以下の側面を含む。

【0006】

一側面は、サンプル容器のガス密シールを可能にするコンポーネントに関する。いくつかの実施例では、コンポーネントは、マイクロプレートのガス密シールを可能にする。

【0007】

いくつかのさらなる実施例では、サンプル容器のガス密シールを可能にすることに加えて、コンポーネントは、同時に、ピペット先端のための誘導アクセスを提供する。ガス密シールおよびピペット先端のための誘導アクセスの両方を可能にするコンポーネントは、時として、これから「ガス補給蓋」または「蓋筐体」または「蓋アセンブリ」と称される。ガス補給蓋は、同時にいくつかの目的を果たし、非限定的方式において以下の利点、すなわち、ガス密シール、ロボット統合、および嫌気性輸送を提供する。

【0008】

ガス補給蓋は、サンプル容器のウェル（例えば、マイクロプレートのウェル）の上方のヘッドスペース体積を有意に低減させることができる。本体積を低減させることは、これが酸素等の高濃度のガスの安全リスクを低減させる点において有利である。

【0009】

ガス補給蓋は、サンプル容器内のより高いＯ_２濃度を安全に可能にする、サンプル容器内の低減されたヘッドスペース、サンプル容器を攪拌する間、ピペット先端の挿入を誘導することに役立つ、ガイド要素、ピペット先端が挿入されるときに開放し、ピペット先端が除去されるときに閉鎖するスリットを伴う、複数の弾力性層、サンプル容器およびガス補給蓋の縁の周囲に最適に圧力を分配し、パーティションを可能にする、シール面、およびサンプル容器が好気性作業空間における嫌気性培養のために単一のユニットとして輸送されることを可能にする、シールを含む、いくつかの利点を提供する。また、ガス補給蓋は、ガス補給蓋が、マイクロバイオリアクタ内にある間にサンプル容器の培養ウェルの中に酸素が進入しないように防止するため、マイクロバイオリアクタの内側の嫌気性培養を可能にする。

【0010】

いくつかの実施例では、少なくとも２つのタイプのガス補給蓋が、存在する。第１のタイプのガス補給蓋は、ウェルの第１のセット内に配置された液体試薬をウェルの第２のセット（培養のための細胞を有する）に結合する、ウェル底部におけるマイクロフルイディクスを有するマイクロ流体マイクロプレートと適合する。これらの蓋は、ウェルの２つのセットを分離するパーティションを含む。本開示は、ウェルを２つのセットに分離する単一のパーティションを有するものとして本第１のタイプのガス補給蓋を説明するが、任意の好適な数のパーティションによって分離される任意の好適な数のウェルのセットが、本開示によって想定される。

【0011】

第２のタイプのガス補給蓋は、非マイクロ流体マイクロプレート（または標準的マイクロプレート）と適合する。これらのマイクロプレートは、ウェルのためのマイクロフルイディクスを有していない。

【0012】

マイクロ流体および非マイクロ流体マイクロプレートは両方とも、例えば、５～５０ｍＬ／分等の調節可能な流量を伴うサンプル容器の直接窒素（例えば、１００％のＮ_２）ガス補給の間に給送およびｐＨ制御が同時に行われることを可能にする。

【0013】

別の側面は、マイクロプレートが好気性環境内にあるとき、嫌気性または微好気性培養、サンプリング、給送、およびｐＨ制御を可能にすることに関する。

【0014】

一側面は、上部外面と、底部内面とを有する、蓋筐体であって、蓋筐体は、サンプル容器を被覆するように構成される、蓋筐体と、蓋筐体内に配置される、第１の弾力性層と、蓋筐体の底部内面から第１の弾力性層に向かって張出し、シール面が第１の弾力性層に対して押圧されるとき、気密シールを生成する、シール面とを備える、蓋アセンブリである。

【0015】

別の側面は、上部外面と、底部内面とを有する、蓋筐体であって、蓋筐体は、サンプル容器を被覆するように構成される、蓋筐体と、蓋筐体の上部外面から延在する、１つまたはそれを上回るガイド要素であって、各ガイド要素は、上部端から底部端まで延設される、中空内部部分を有し、中空内部部分は、底部端においてよりも上部端においてより大きい断面積を有し、各ガイド要素は、ピペット先端を受容および誘導するように構成される、１つまたはそれを上回るガイド要素と、蓋筐体内に配置される、第１の層であって、第１の層は、個別のガイド要素と整合される、１つまたはそれを上回る第１の開口を含み、各第１の開口は、ピペット先端がそれを通して押動されるときに開放し、ピペット先端が除去されるときに閉鎖するように構成される、第１の層とを備える、蓋アセンブリである。

【0016】

また別の側面は、上部外面と、底部内面とを伴う、蓋筐体であって、蓋筐体は、サンプル容器を被覆するように構成される、蓋筐体と、蓋筐体の上部外面から延在する、１つまたはそれを上回るガイド要素であって、各ガイド要素は、上部端から底部端まで延設される、中空内部部分を有し、中空内部部分は、底部端においてよりも上部端においてより大きい断面積を有し、各ガイド要素は、ピペット先端を受容および誘導するように構成される、１つまたはそれを上回るガイド要素と、蓋筐体内に配置される、第１の層であって、第１の層は、個別のガイド要素と整合される、１つまたはそれを上回る第１の開口を有し、各第１の開口は、ピペット先端がそれを通して押動されるときに開放し、ピペット先端が除去されるときに閉鎖するように構成される、第１の層とを備える、蓋アセンブリと、複数のウェルを備える、サンプル容器とを備える、容器アセンブリである。

【0017】

なおもさらなる側面は、上部外面と、底部内面とを有する、蓋筐体であって、蓋筐体は、サンプル容器を被覆するように構成される、蓋筐体と、蓋筐体の上部外面から延在する、１つまたはそれを上回るガイド要素であって、各ガイド要素は、上部端から底部端まで延設される、中空内部部分を有し、中空内部部分は、底部端においてよりも上部端においてより大きい断面積を有し、各ガイド要素は、ピペット先端を受容および誘導するように構成される、１つまたはそれを上回るガイド要素と、蓋筐体内に配置される、第１の層であって、第１の層は、個別のガイド要素と整合される、１つまたはそれを上回る第１の開口を有し、各第１の開口は、ピペット先端がそれを通して押動されるときに開放し、ピペット先端が除去されるときに閉鎖するように構成される、第１の層とを備える、蓋アセンブリと、複数のウェルを備える、サンプル容器とを備える、可逆的にシール可能なサンプル容器アセンブリと、所定の運動範囲内でサンプル容器アセンブリを移動させることによって、サンプル容器アセンブリを振盪させるように構成される、プラットフォームであって、所定の運動範囲は、ガイド要素のうちの１つまたはそれを上回るものの１つまたはそれを上回る上部端の１つまたはそれを上回る内径以内である、プラットフォームと、サンプル容器アセンブリが振盪されている間、１つまたはそれを上回るガイド要素を介したサンプル容器の中への挿入のために構成される、１つまたはそれを上回るピペット先端を有する、ピペット操作ロボットとを備える、バイオリアクタシステムである。

【0018】

別の側面は、サンプル容器の上に滅菌層を設置することと、滅菌層の上に弾力性層を設置することと、弾力性層の上に蓋筐体を押圧することと、蓋筐体をサンプル容器に解放可能に固着させることとを含む、サンプル容器をシールする方法である。

【0019】

また別の側面は、嫌気性細胞を培養する方法であり、本方法は、嫌気性環境内にサンプル容器を設置することと、サンプル容器が嫌気性環境内にある間、嫌気性細胞を備えるサンプルをサンプル容器の１つまたはそれを上回るウェルの中に配置することと、サンプル容器のウェルにわたって蓋アセンブリを設置することによって、サンプル容器のウェルの周囲に気密シールを生成することと、細胞培養のために非嫌気性環境にシールされたサンプル容器を輸送することとを含む。

【0020】

なおもさらなる側面は、バイオリアクタシステムが振盪されている間、サンプル容器の中にピペット先端を挿入する方法であり、本方法は、バイオリアクタシステムのサンプル容器の上方にガイド要素を設置することと、バイオリアクタシステムを振盪させることと、ガイド要素の最も狭い領域にピペット先端を誘導するように、ピペット操作ロボットを作動させることと、ピペット先端をガイド要素の最も狭い領域を通してサンプル容器の中に誘導することとを含む。

【0021】

別の側面は、マイクロプレートのための蓋アセンブリであり、マイクロプレートは、１つまたはそれを上回るウェルを含み、蓋アセンブリは、ウェルの上方のヘッドスペースを提供し、細胞培養の間のガス交換を可能にするように構成され、ウェルの上方のヘッドスペースは、２０ｍＬ～４００ｍｌである。

【0022】

また別の側面は、マイクロプレートのウェルの上方のヘッドスペース内のガス濃度を制御する方法であり、本方法は、マイクロプレートの上方に蓋アセンブリを設置することであって、マイクロプレートは、１つまたはそれを上回るウェルを含み、蓋アセンブリは、ウェルの上方のヘッドスペースを提供し、細胞培養の間のガス交換を可能にするように構成され、リザーバの上方のヘッドスペースは、２０ｍＬ～４００ｍＬである、ことと、ガスをヘッドスペースの中に流動させることとを含む。

【0023】

なおもさらなる側面は、ガス補給蓋を伴うサンプル容器アセンブリのための制御システムであり、制御システムは、サンプル容器アセンブリと関連付けられる測定パラメータを入手するように構成される、センサと、少なくとも１つのガスをガス補給蓋に提供する、ガス供給システムと、入手された測定パラメータを処理し、処理された測定パラメータに基づいて、ガス供給源を制御するように構成される、コントローラとを備える。

【0024】

別の側面は、ガス補給蓋を伴うサンプル容器アセンブリを制御する方法であり、本方法は、サンプル容器アセンブリと関連付けられる測定パラメータを感知することと、感知された測定パラメータを処理することと、処理された測定パラメータに基づいて、ガス補給蓋への少なくとも１つのガスのガス供給源を制御することとを含む。

【0025】

また別の側面は、コンピュータコントローラによって実行されると、コンピュータコントローラに、ガス補給蓋を有するサンプル容器アセンブリと関連付けられる測定パラメータを感知させ、感知された測定パラメータを処理させ、処理された測定パラメータに基づいて、ガス補給蓋への少なくとも１つのガスのガス供給源を制御させる、コンピュータプログラムコードを有形かつ非一過性様式において記憶する、コンピュータプログラム製品である。

【0026】

なおもさらなる側面は、サンプル容器の上方に気密シールを生成するためのマイクロ流体蓋アセンブリであり、蓋アセンブリは、サンプル容器の複数のリザーバにわたって配置され、サンプル容器の外周に沿ってシールを生成するように構成される、マイクロ流体構造を備え、マイクロ流体構造は、１つまたはそれを上回る流体源への１つまたはそれを上回る接続を受容するための１つまたはそれを上回るガス入口と、ガス入口を複数のリザーバのそれぞれに結合するように構成される、複数の第１のマイクロ流体チャネルとを備え、マイクロ流体構造は、リザーバのそれぞれを、複数のガイド要素およびサンプル容器のリザーバにわたって配置される開口を伴う層から分離する。

【0027】

さらなる実施形態では、マイクロ流体構造は、複数のリザーバのそれぞれを個々にシールするように構成される。別のさらなる実施形態では、複数の第１のマイクロ流体チャネルはそれぞれ、制御されたガス濃度を複数のリザーバのうちの個々にシールされた１つに輸送するように構成される。また別のさらなる実施形態では、複数の第１のマイクロ流体チャネルの少なくとも第１のサブセットは、ガス状酸素、窒素、または二酸化炭素のうちの１つまたはそれを上回るものをリザーバに運搬するように構成される。別のさらなる実施形態では、複数の第１のマイクロ流体チャネルの第２のサブセットは、液体試薬をリザーバに運搬するように構成される。また別のさらなる実施形態では、マイクロ流体構造はさらに、リザーバから離れるようにガスを運搬するように構成される、複数の第２のマイクロ流体チャネルを備える。別のさらなる実施形態では、複数のガイド要素および層は、一体ユニットを形成する。また別のさらなる実施形態では、複数のガイド要素は、層に結合される、ガイド構造上に配置される。別のさらなる実施形態では、マイクロ流体蓋アセンブリは、接着剤を用いてサンプル容器に接着されるように構成される。別のさらなる実施形態では、開口は、層内のスリットを備える。また別のさらなる実施形態では、層は、弾力性ポリマー材料を含む。

【0028】

別の側面は、複数のリザーバを備える、サンプル容器と、１つまたはそれを上回るガス入口と、複数のマイクロ流体チャネルとを備える、マイクロ流体構造とを備え、マイクロ流体構造の底面は、サンプル容器の上面に接着される、サンプル容器アセンブリである。さらなる実施形態では、複数のガイド要素は、層の上面に接着される、ガイド構造上に配置され、マイクロ流体構造の上面は、層の底面に接着される。

【0029】

また別の側面は、複数のリザーバを備える、サンプル容器と、１つまたはそれを上回るガス入口と、複数のマイクロ流体チャネルとを備える、マイクロ流体構造とを備え、マイクロ流体構造の底面は、サンプル容器の上面に接着される、サンプル容器アセンブリと、マイクロ流体構造の上方に位置付けられる、１つまたはそれを上回るガイド要素と、所定の運動範囲内でサンプル容器アセンブリを移動させることによって、サンプル容器アセンブリを振盪させるように構成される、振盪台であって、所定の運動範囲は、ガイド要素のうちの１つまたはそれを上回るものの１つまたはそれを上回る上部端の１つまたはそれを上回る内径以内である、振盪台と、サンプル容器アセンブリが振盪されている間、１つまたはそれを上回るガイド要素を介してサンプル容器の中に１つまたはそれを上回るピペット先端を挿入するように構成される、１つまたはそれを上回るピペッタを備える、自動化ピペッタとを備える、バイオリアクタシステムである。

【0030】

さらなる実施形態では、バイオリアクタシステムは、振盪台の上方に配置される、上側チャンバと、上側チャンバ内の予熱された空気を指向し、複数のリザーバのそれぞれを均一に予熱するように構成される、カバーインレイとを含む。別のさらなる実施形態では、カバーインレイは、複数のリザーバと整合する、通気孔を含み、通気孔は、予熱された空気を指向するように構成される。また別のさらなる実施形態では、バイオリアクタシステムは、振盪台の下方に配置される、下側チャンバと、下側チャンバの周囲に予熱された空気を循環させるように構成される、１つまたはそれを上回るファンとを含む。別の実施形態では、バイオリアクタシステムは、振盪台の上方に配置される、上側チャンバと、振盪台の下方に配置される、下側チャンバと、第１の標的温度において上側チャンバの空気を予熱するように構成される、１つまたはそれを上回る第１の温度制御モジュールと、第２の標的温度において下側チャンバの空気を予熱するように構成される、１つまたはそれを上回る第２の温度制御モジュールとを含む。さらなる実施形態では、第１の温度は、バイオリアクタシステムにおける凝縮を防止するために、第２の温度よりも高く設定される。

【0031】

なおもさらなる側面は、マイクロ流体構造をサンプル容器の上面に取り付けることと、弾力性層をマイクロ流体構造の上面に取り付けることと、少なくとも１つのガイド要素を弾力性層の上面に取り付けることとを含む、サンプル容器アセンブリを組み立てる方法である。さらなる実施形態では、本方法は、マイクロ流体構造をサンプル容器の上面に接着することを含む。

【0032】

別の側面は、バイオリアクタシステムが振盪されている間、サンプル容器の中にピペット先端を挿入する方法であり、本方法は、バイオリアクタシステムのサンプル容器に取り付けられるマイクロ流体蓋アセンブリの上方にガイド要素を設置することと、バイオリアクタシステムを振盪させることと、ピペット先端をガイド要素の最も狭い領域に誘導するように、ロボットアームを作動させることと、ピペット先端をガイド要素の最も狭い領域を通してサンプル容器の中に誘導することとを含む。

【0033】

また別の側面は、嫌気性細胞を培養する方法であり、本方法は、マイクロ流体構造がサンプル容器の上面に取り付けられた状態でサンプル容器を嫌気性環境内に設置することと、サンプル容器が嫌気性環境内にある間、嫌気性細胞を備えるサンプルをサンプル容器の１つまたはそれを上回るリザーバの中に配置することと、サンプル容器のリザーバにわたって蓋アセンブリを設置することによって、サンプル容器のリザーバの周囲に気密シールを生成することと、細胞培養のために非嫌気性環境にシールされたサンプル容器を輸送することとを含む。

【0034】

なおもさらなる側面は、マイクロタイタプレートのリザーバの上方のヘッドスペース内のガス濃度を制御する方法であり、本方法は、マイクロタイタプレートの上方にマイクロ流体蓋アセンブリを設置することであって、マイクロタイタプレートは、１つまたはそれを上回るリザーバを含み、マイクロ流体蓋アセンブリは、リザーバの上方のヘッドスペースを提供し、細胞培養の間のガス交換を可能にするように構成され、リザーバの上方のヘッドスペースは、２０ｍＬ～４００ｍＬである、ことと、ガスをヘッドスペースの中に流動させることとを含む。

【0035】

別の側面は、嫌気性細胞を培養する方法であり、本方法は、嫌気性環境内にマイクロ流体蓋アセンブリを伴うサンプル容器を設置することと、サンプル容器が嫌気性環境内にある間、嫌気性細胞を備えるサンプルをサンプル容器の１つまたはそれを上回るリザーバの中に配置することと、サンプル容器のリザーバにわたって蓋アセンブリを設置することによって、サンプル容器のリザーバの周囲に気密シールを生成することと、細胞培養のために非嫌気性環境にシールされたサンプル容器を輸送することとを含む。

【0036】

また別の側面は、サンプル容器アセンブリと関連付けられる測定パラメータを入手するように構成される、センサと、少なくとも１つのガスをガス補給蓋に提供する、ガス供給システムと、入手された測定パラメータを処理し、処理された測定パラメータに基づいて、ガス供給源を制御するように構成される、コントローラとを備える、ガス補給蓋を伴うサンプル容器アセンブリのための制御システムである。

【0037】

なおもさらなる側面は、サンプル容器アセンブリと関連付けられる測定パラメータを感知することと、感知された測定パラメータを処理することと、処理された測定パラメータに基づいて、ガス補給蓋への少なくとも１つのガスのガス供給源を制御することとを含む、ガス補給蓋を伴うサンプル容器アセンブリを制御する方法である。

【0038】

別の側面は、コンピュータコントローラによって実行されると、コンピュータコントローラに、ガス補給蓋を有するサンプル容器アセンブリと関連付けられる測定パラメータを感知させ、感知された測定パラメータを処理させ、処理された測定パラメータに基づいて、ガス補給蓋への少なくとも１つのガスのガス供給源を制御させる、コンピュータプログラムコードを有形かつ非一過性様式において記憶する、コンピュータプログラム製品である。

【0039】

また別の側面は、タイタモジュールと、タイタモジュールと統合される、細胞健全性および細胞培地測定能力を含む、バイオリアクタモジュールとを備える、自動的細胞培養システムである。

【図面の簡単な説明】

【0040】

本願の一部を形成する、以下の図面の図は、説明される技術の例証であり、いかようにも本開示の範囲を限定することを意味しない。

【0041】

【図1】図１は、マイクロバイオリアクタの等角図である。

【0042】

【図2】図２は、図１のマイクロバイオリアクタの培養チャンバの内側に嵌合する、容器アセンブリの上面等角図である。

【0043】

【図3】図３は、容器アセンブリの底面等角図である。

【0044】

【図4】図４は、容器アセンブリの分解等角図である。

【0045】

【図5】図５は、容器アセンブリの分解正面立面図である。

【0046】

【図6】図６は、容器アセンブリの断面図である。

【0047】

【図7】図７は、容器アセンブリの弾力性層の詳細図である。

【0048】

【図8】図８は、サンプル容器が図２の容器アセンブリのコンポーネントである、複数のウェルを含む、サンプル容器の実施例の上面図である。

【0049】

【図9】図９は、容器アセンブリの蓋筐体の第１の実施例の底面図である。

【0050】

【図10】図１０は、図９に示される蓋筐体の底面等角図である。

【0051】

【図11】図１１は、蓋筐体およびサンプル容器の底面等角図である。

【0052】

【図12】図１２は、蓋筐体の別の実施例の底面図である。

【0053】

【図13】図１３は、蓋筐体のガイド要素を通して挿入されるピペット先端を示す、図２の容器アセンブリの断面図である。

【0054】

【図14】図１４は、ピペット先端が容器アセンブリから除去された後の図２の容器アセンブリの断面図である。

【0055】

【図15】図１５は、シール機構が開放位置において示される、容器アセンブリのシール機構の断面図である。

【0056】

【図16】図１６は、シール機構が閉鎖位置において示される、図１５のシール機構の別の断面図である。

【0057】

【図17】図１７は、図２の容器アセンブリの蓋筐体とサンプル容器との間のシールを示す、断面図である。

【0058】

【図18】図１８は、蓋筐体の解放ピンを示す、断面図である。

【0059】

【図19】図１９は、図１のマイクロバイオリアクタの基部の上に位置付けられる、容器アセンブリの実施例を示す、上面等角図である。

【0060】

【図20】図２０は、基部上の図１９の容器アセンブリの断面図である。

【0061】

【図21】図２１は、図１９の基部の上面等角図である。

【0062】

【図22】図２２は、図１のマイクロバイオリアクタの基部の上に位置付けられる、容器アセンブリの別の実施例を示す、上面等角図である。

【0063】

【図23】図２３は、基部上の図２２の容器アセンブリの断面図である。

【0064】

【図24】図２４は、図２２の基部の上面等角図である。

【0065】

【図25】図２５は、図１のマイクロバイオリアクタのコンピュータ制御システムの実施例を図式的に示す。

【0066】

【図26】図２６は、図２の容器アセンブリ下に光学センサを位置付けるための図１のマイクロバイオリアクタの機械的システムの等角図である。

【0067】

【図27】図２７は、図１のマイクロバイオリアクタの培養チャンバを照明するために使用され得る、発光ダイオードアレイモジュール（ＬＡＭ）の等角図である。

【0068】

【図28】図２８は、図１のマイクロバイオリアクタの下に搭載される、ＬＡＭの底面等角図である。

【0069】

【図29】図２９は、ＬＡＭの概略図である。

【0070】

【図30】図３０は、ＬＡＭの冷却プレートの等角図である。

【0071】

【図31】図３１は、サンプル容器を冷却するように適合される、蓋筐体の実施例の底面等角図である。

【0072】

【図32】図３２は、図３１の蓋筐体の上面等角図である。

【0073】

【図33】図３３は、マイクロ流体弁構成を図示する。

【0074】

【図34】図３４は、容器アセンブリを使用して実施され得る、嫌気性培養の方法の実施例を図示する。

【0075】

【図35】図３５は、容器アセンブリを使用して実施され得る、嫌気性培養の方法の別の実施例を図示する。

【0076】

【図36】図３６は、容器アセンブリの内側での培養プロセスの間の培養時間にわたる溶存酸素、バイオマス利得、および添加された給送溶液を示す、グラフである。

【0077】

【図37】図３７は、容器アセンブリの内側での培養プロセスの間の培養時間にわたるｐＨおよび添加されたＮａＯＨ体積を示す、グラフである。

【0078】

【図38】図３８は、容器アセンブリの内側での培養プロセスの間の培養時間にわたるバイオマスを示す、グラフである。

【0079】

【図39】図３９は、容器アセンブリの内側での培養プロセスの間の培養時間にわたる酸素濃度、ｐＨ信号、および添加されたＮａＯＨ体積を示す、グラフである。

【0080】

【図40】図４０は、容器アセンブリの内側での培養プロセスの間の培養時間にわたるバイオマスおよび添加された給送体積を示す、グラフである。

【0081】

【図41】図４１は、容器アセンブリの内側での培養プロセスの間の培養時間にわたるｐＨ、酸素濃度、およびＮａＯＨの添加された体積を示す、グラフである。

【0082】

【図42】図４２は、例示的バイオリアクタシステムの断面図である。

【0083】

【図43】図４３は、サンプル容器アセンブリの斜視分解図である。

【0084】

【図44】図４４は、マイクロ流体構造の断面図である。

【0085】

【図45】図４５は、弁アレイの斜視図である。

【0086】

【図46】図４６は、バイオリアクタシステムの側面図である。

【0087】

【図47】図４７は、バイオリアクタシステムの斜視図である。

【0088】

【図48A】図４８Ａは、バイオリアクタシステムの上側チャンバに関連するコンポーネントの斜視図である。

【0089】

【図48B】図４８Ｂは、バイオリアクタシステムの上側チャンバに関連するコンポーネントの別の斜視図である。

【0090】

【図48C】図４８Ｃは、バイオリアクタシステムの上側チャンバに関連するコンポーネントの上面図である。

【0091】

【図49A】図４９Ａは、バイオリアクタシステムの下側チャンバに関連するコンポーネントの底面図である。

【0092】

【図49B】図４９Ｂは、バイオリアクタシステムの下側チャンバに関連するコンポーネントの別の底面図である。

【0093】

【図50】図５０は、自動的細胞培養プラットフォームのブロック図である。

【0094】

【図51】図５１は、サンプル容器アセンブリを組み立てる方法の実施例を図示する。

【0095】

【図52】図５２は、バイオリアクタシステムが振盪されている間にサンプル容器の中にピペット先端を挿入する方法の実施例を図示する。

【0096】

【図53】図５３は、嫌気性細胞を培養する方法の実施例を図示する。

【0097】

【図54】図５４は、嫌気性細胞を培養する方法の別の実施例を図示する。

【0098】

【図55】図５５は、マイクロタイタプレートのリザーバの上方のヘッドスペース内のガス濃度を制御する方法の実施例を図示する。

【0099】

【図56】図５６は、ガス補給蓋を伴うサンプル容器アセンブリを制御する方法の実施例を図示する。

【発明を実施するための形態】

【0100】

詳細な説明
全ての図全体を通して、同一または対応する要素は、概して、同一の参照番号によって示され得る。これらの描写される実施形態は、本発明の例証として理解されるものであり、いかようにも限定として理解されるものではない。また、図が、必ずしも縮尺通りではなく、実施形態が、図形記号、想像線、図式的表現、および断片的な図によって図示され得ることを理解されたい。ある事例では、本発明の理解のために必要ではない、または他の詳細を知覚することを困難にする詳細は、省略されている場合がある。

【0101】

図１は、マイクロバイオリアクタ１００の実施例の等角図である。図１に示されるように、マイクロバイオリアクタ１００は、培養チャンバ１０４を画定する、筐体１０２を含む。マイクロバイオリアクタ１００は、培養チャンバ１０４の内側で培養を実行しながら、バイオマス、ｐＨ、溶存酸素（ＤＯ）、および蛍光等のパラメータをオンラインで測定する。加えて、マイクロバイオリアクタ１００は、ユーザが培養チャンバ１０４の内側の振盪速度、温度、ガス濃度、ガス流量、および湿度を制御することを可能にする、タッチスクリーンディスプレイ１０６を含む。代替として、または加えて、マイクロバイオリアクタ１００は、そのような制御を可能にし得る別個のコンピューティングデバイスに通信可能に結合されてもよい。

【0102】

いくつかの側面では、マイクロバイオリアクタ１００は、２０１２年９月１８日に発行された、「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｄｅｖｉｃｅ ｆｏｒ Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ Ｒｅａｃｔｉｏｎ Ｆｌｕｉｄｓ ｉｎ Ｓｅｖｅｒａｌ Ａｇｉｔａｔｅｄ Ｍｉｃｒｏｒｅａｃｔｏｒｓ」と題された米国特許第８，２６８，６３２号、２０１４年９月９日に発行された、「Ｍｉｃｒｏｒｅａｃｔｏｒ」と題された米国特許第８，８２８，３３７号、２０１５年１月１３日に発行された、「Ｍｉｃｒｏｒｅａｃｔｏｒ Ａｒｒａｙ， Ｄｅｖｉｃｅ Ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ ａ Ｍｉｃｒｏｒｅａｃｔｏｒ Ａｒｒａｙ， ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｕｓｉｎｇ ａ Ｍｉｃｒｏｒｅａｃｔｏｒ Ａｒｒａｙ」と題された米国特許第８，９３２，５４４号、および２０１９年９月２４日に発行された、「Ｍｉｃｒｏｒｅａｃｔｏｒ Ｓｙｓｔｅｍ」と題された米国特許第１０，４２１，０７１号（その全体は、参照することによって本明細書に組み込まれる）に説明されるマイクロリアクタと類似するコンポーネント、特徴、および機能性を共有することができる。

【0103】

図２および３は、マイクロバイオリアクタ１００の培養チャンバ１０４の内側に嵌合する、容器アセンブリ２００の等角図である。容器アセンブリ２００は、サンプル容器１８に取り付けられる、または別様にそれに結合され得る、蓋筐体８を含む。いくつかの実施例では、サンプル容器１８は、マイクロプレートまたはマイクロタイタプレートである。蓋筐体８は、ガス密様式においてサンプル容器１８をシールする。蓋筐体８は、安全性が重要なガスが、任意の濃度において、かつ任意の流量においてサンプル容器１８の中に給送され、それから排出されることを可能にする。

【0104】

容器アセンブリ２００は、少なくともサンプル容器１８のガス密シールを含む、利点を提供する。サンプル容器１８のガス密シールは、ガスが培養チャンバ１０４およびマイクロバイオリアクタ１００の他のコンポーネントの雰囲気と接触することなく、安全性が重要なガスの制御された導入および排出を可能にする。これは、サンプル容器１８の上方のヘッドスペース内のガス濃度に対する高レベルの制御を可能にする。ヘッドスペースは、サンプル容器１８と蓋筐体８の底部内面２８との間の空間である。さらに、これは、培養の間に容器アセンブリ２００内の危険である酸素または他のガス（例えば、可燃性、毒性、窒息させることが可能であるガス等）の高い濃度を維持し、火事または爆発等の安全リスクを低減させることを可能にする。例えば、容器アセンブリ２００は、低減された安全リスク下でヘッドスペース内に最大１００％の純酸素を維持することを可能にする。加えて、容器アセンブリ２００はさらに、従来のシステムと比較して、サンプル容器１８の上方のヘッドスペースを有意に低減させることができる。これはさらに、例えば、そのようなガスの全体的体積を低減させることによって、酸素のような高濃度の可燃性ガスによって課される安全リスクを低減させることに寄与する。また、培養チャンバ１０４のための材料の設計および選択は、重要なガスとの直接接触を考慮する必要性によってもはや制約されず、これは、マイクロバイオリアクタ１００を構築するために要求される技術的労力を低減させる。

【0105】

ガスは、制御された様式においてサンプル容器１８の中に給送され、それから排出されるため、Ｎ_２およびＣＯ_２等の窒息の潜在性を伴うガスの流動は、必要に応じて増加されることができる。加えて、蓋筐体８は、マイクロバイオリアクタ１００の培養チャンバ１０４の全体ではなく、サンプル容器１８の上方のヘッドスペースのみが、加湿およびガス補給される必要性があるため、エネルギーおよびガス消費を低減させる。

【0106】

図４は、容器アセンブリ２００の分解等角図である。図５は、容器アセンブリ２００の分解正面立面図である。図６は、容器アセンブリ２００の断面図である。ここで図２－６を参照すると、サンプル容器１８は、それぞれ、細胞培養液または試薬を別個に含有するように構成される、ウェル６１の列を含む。サンプル容器１８は、蓋筐体８によって完全に被覆されるが、依然として、１つまたはそれを上回るピペット先端（図１３に示されるピペット先端７１参照）がウェル６１の中に液体を給送するために、またはウェル６１からプローブを取り出すためにアクセス可能である。したがって、蓋筐体８は、ガス雰囲気が容器アセンブリ２００から逃散することを可能にすることなく、ピペット先端７１が容器アセンブリ２００に進入することを可能にするアセンブリを有する。蓋筐体８は、ピペット先端７１が各ウェルにアクセスするために、ウェル６１のそれぞれの上方に貫通孔２３を有する。

【0107】

ガイド構造１が、蓋筐体８に解放可能かつ可逆的に結合される。ガイド構造１は、複数のガイド要素２を含む。ガイド構造１はさらに、蓋筐体８上の対応するスロット１０に係合し、蓋筐体８上にガイド構造１を可撤式に取り付けるように構造化される、１つまたはそれを上回る取付機構３を含む。

【0108】

取付機構３は、蓋筐体８の外面に対して撓曲し、対応するスロット１０の中にスナップ嵌合するように構造化される。取付機構３は、ユーザが、対応するスロット１０から取付機構３を係脱させ、それによって、蓋筐体８からガイド構造１を解放することを可能にする、取っ手を含むことができる。代替実施例では、ガイド要素２は、蓋筐体８の一体部分を形成する。

【0109】

第１の弾力性層１３が、蓋筐体８と滅菌層１６との間に位置付けられる。第２の弾力性層４が、蓋筐体８とガイド構造１との間に位置付けられる。

【0110】

図７は、第２の弾力性層４の詳細図である。図は、同じものとして第１および第２の弾力性層１３、４を示すが、いくつかの実施例では、それらは、同じではない。ここで図４および７を参照すると、第１および第２の弾力性層１３、４は、それぞれ、開口１５、６を含む。開口１５、６は、線形形状を有するスリットとして図示されるが、開口１５、６に関する代替形状および構成も、可能性として考えられる。

【0111】

図４に示されるように、第２の弾力性層４の開口６は、貫通孔２３と整合し、第１の弾力性層１３の開口１５は、貫通孔２３と整合する。容器アセンブリ２００のコンポーネントは、ピペット先端７１が、ガイド要素２を通して、第２の弾力性層４の開口６を通して、蓋筐体８の貫通孔２３を通して、かつ第１の弾力性層１３の開口１５を通して挿入され得、したがって、ピペット先端７１が、滅菌層１６を穿刺し、サンプル容器１８のウェル６１に到達し得るように配列される。いくつかの実施例では、ガイド要素２、第２の弾力性層４、蓋筐体８、および第１の弾力性層１３は、容器アセンブリ２００のためのガス補給蓋を形成する。

【0112】

少なくとも第２の弾力性層４は、蓋筐体８の上部外面上のピン２１と整合する、孔２２を含む。第２の弾力性層４上の孔２２とピン２１との間の協働は、第２の弾力性層４が蓋筐体８に対して固定されることを可能にする。

【0113】

いくつかの実施例では、ガイド構造１は、蓋筐体８の上部外面上のピン２１と整合する、孔２２を含む。ガイド構造１上の孔２２とピン２１との間の協働は、ガイド構造１が蓋筐体８に対して固定されることを可能にする。

【0114】

少なくとも第１の弾力性層１３は、ガスが第１の弾力性層１３を通して通過することを可能にする、孔１４を含む。孔１４は、開口１５に隣接して位置付けられる。図に描写される実施例では、第２の弾力性層４はまた、開口６に隣接する、孔５を含む。明確化のために、孔５は、何の目的も果たさない。孔５は、第１の弾力性層１３の孔１４、蓋筐体８の貫通孔２３、またはガイド構造１のガイド要素２と整合されず、孔５は、ガスが容器アセンブリ２００から逃散することを可能にしない。故に、容器アセンブリ２００は、気密である。孔５は、同一の部分が、第１および第２の弾力性層１３、４の両方としての使用のために製造され得るように、第２の弾力性層４においてのみ存在する。故に、孔５は、随意である。したがって、代替実施例では、第２の弾力性層４は、孔５を含まない。

【0115】

第１および第２の弾力性層１３、４は、シリコーン等の弾力性材料から作製される。第１および第２の弾力性層１３、４の弾力性材料は、容器アセンブリ２００の内側の汚染および蒸発を低減させ、容器アセンブリ２００内で混合することを可能にしないことによって、ガス濃度を所望のレベルに維持することに役立つことができる。

【0116】

第１および第２の弾力性１３、４は、それらが変形後にそれらのサイズおよび形状を復元することが可能である点において弾力性である。例えば、下記により詳細に議論されるであろうように、開口１５、６は、ピペット先端７１（図１３参照）がそれを通して挿入されるときに開放するように構成される自己回復開口であり、開口１５、６は、ピペット先端７１がそれから除去されるときに自己回復および閉鎖するように構成される。

【0117】

本明細書に説明される構成における少なくとも２つの弾力性層（すなわち、第１および第２の弾力性層１３、４）を使用することが、有利であり得る。例えば、底部弾力性層（例えば、第１の弾力性層１３）は、サンプル容器１８内のウェル６１が滅菌性のために被覆された状態を保ち、蒸発を防止することができる。上部弾力性層（例えば、第２の弾力性層４）は、付加的滅菌性を提供することができ、蓋筐体８のヘッドスペース２０（図６参照）内のガス濃度を調整することに役立つように、蓋筐体８の上部をシールする（ピペット先端によって穿刺されないときは常に貫通孔２３を被覆する）。いくつかの実施例では、任意の数の付加的層が、追加される利益（例えば、増加された滅菌性および／またはシール）のために使用されてもよい。

【0118】

滅菌層１６は、セルロース膜または生体適合性であり、滅菌性を維持することが可能である任意の他の好適な層等の滅菌材料から作製される。例えば、滅菌層１６は、微生物および水蒸気に対して透過性ではないように十分に小さく、ガスに対して透過性であるように十分に大きい細孔サイズを有する織物から作製されることができる。

【0119】

接着剤が、サンプル容器１８の周の周囲に滅菌層１６を固着させるために使用されることができる。例証的実施例として、接着剤は、アプリケータまたは類似する手段を使用して、滅菌層１６またはサンプル容器１８のいずれかに適用されることができる。いくつかの実施例では、滅菌層１６全体が、サンプル容器１８上に直接適用され得る接着剤である。

【0120】

滅菌層１６は、サンプル容器１８とマイクロバイオリアクタ１００の培養チャンバ１０４との間の滅菌境界を提供する。有利なこととして、培養チャンバ１０４は、サンプル容器１８のウェル６１の内側の細胞培養液の汚染を防止するために常に滅菌状態に保たれる必要性はない。加えて、滅菌層１６は、Ｏ_２、Ｎ_２、ＣＯ_２、空気、および同等物等のガスに対して透過性でもありながら、蒸発を低減させることができる。

【0121】

滅菌層１６は、（特に、下記に説明されるようなピペット先端による最初の穿刺に先立って）サンプル容器１８のウェル６１内の細胞培養液の汚染を防止する、または少なくとも低減させる際に有用であり、また、サンプル容器１８のウェル６１から出ないように蒸発を防止する、または少なくとも低減させる際に有用である。下記にさらに説明されるであろうように、サンプル容器１８のウェル６１からサンプルを採取する、またはそれに懸濁剤を添加するとき、ピペット先端７１は、容器アセンブリ２００の滅菌層１６を穿刺する。

【0122】

ピペット先端７１が滅菌層１６を穿刺する結果からもたらされる孔は、上記に言及される滅菌層１６によって提供される効果の一部を低減させ得るが、有効性における低減は、ピペット先端７１が滅菌層１６を穿刺することから生成される孔が比較的に小さい点において、軽減される。加えて、１つまたはそれを上回る弾力性層（例えば、滅菌層１６の上方の第１および第２の弾力性層１３、４）は、サンプル容器１８内のウェル６１（例えば、サンプルリザーバ）の上方のヘッドスペース２０をシールすることに役立つことができる。１つまたはそれを上回る弾力性層はまた、滅菌層１６が穿刺された後に汚染を低減させ、さらに、蒸発を低減させることに役立つことができる。

【0123】

加えて、１つまたはそれを上回る弾力性層は、サンプル容器１８内のウェル６１の上方のヘッドスペース２０内の必要なガス濃度を制御および維持することを可能にする、気密シールを提供する。蓋筐体８は、ウェル６１の上方にヘッドスペース２０を提供し、細胞培養の間のガス交換を可能にするように構成される。いくつかの実施例では、蓋筐体８によって提供されるヘッドスペース２０は、２０ｍＬ～４００ｍＬに及ぶことができる。いくつかのさらなる実施例では、蓋筐体８によって提供されるヘッドスペース２０は、さらに説明されるであろうように、パーティションを有し、マイクロフルイディクスを有するプレートと協働するように構成される第１のタイプのガス補給蓋に関して６０ｍＬ～９０ｍＬに及ぶことができる。いくつかのさらなる実施例では、蓋筐体８によって提供されるヘッドスペース２０は、さらに説明されるであろうように、いかなるマイクロフルイディクスも有していないプレートと協働するように構成され、したがって、パーティション化されない第２のタイプのガス補給蓋に関して８０～１２０ｍＬに及ぶことができる。

【0124】

図４および５に示されるように、蓋筐体８は、ガスが、サンプル容器１８内のウェル６１の上方のヘッドスペース２０に進入し、それから退出することを可能にする、ガスポート１１、１２を含むことができる。例えば、ガスポート１１は、入口ポートであってもよく、ガスポート１２は、出口ポートであってもよい（または逆もまた同様である）。いくつかの実施例では、ガス入口ポートは、ヘッドスペース２０へのガス混合物への供給のための所望の濃度を有するガス混合物を達成するために、２つまたはそれを上回るガス（例えば、酸素、二酸化炭素、および窒素）を混合する、デバイスに結合されてもよい。ガス出口ポートは、所望の流量（例えば、いったん所望の圧力が達成されると、ガス入口の流量に合致する）においてヘッドスペース２０からガスを排気するために使用される。図示されないが、いくつかの実施例では、蓋筐体は、異なるガスのための複数の入口を含むことができる。例えば、これは、酸素、二酸化炭素、および窒素のための別個の入口を含んでもよい。

【0125】

本開示は、簡潔さのためにガス入口／ポートおよびガス源に言及するが、これは、ガス源が、液体または部分的に液体の形態であり得、ガス入口の中に、対応するチャネル／パイプを通して流動する流体が、液体または部分的に液体の形態であり得ることを想定する。

【0126】

図４および５に描写される実施例は、２つのガスポート、すなわち、ガス入口ポートおよびガス出口ポートを含むものとして蓋筐体８を示す。そのような実施例では、蓋アセンブリ８は、非マイクロ流体用途のために使用されることができる。蓋筐体８がマイクロ流体用途のために適合されるとき等の代替実施例では、蓋筐体８は、下記にさらに説明されるであろうように、リザーバウェルから培養ウェルへの試薬の流体流動を制御するように、リザーバウェルの上方の空間（そのような空間は、培養ウェルの上方のヘッドスペースからパーティション化される）に／から加圧ガスを導入または除去するための付加的ガスポートを含むことができる。本開示は、ある数のガスポートを開示するが、任意の好適な数のガスポートが、想定される。例えば、酸素のための入口ポート、ＣＯ_２のための入口ポート、窒素のための入口ポート、および同等物等の付加的ガスポートが、異なるガスのために含まれてもよい。

【0127】

いくつかの実施例では、ガスポートは、容器アセンブリ２００が、ヘッドスペース２０内で広い範囲の酸素濃度を可能にすることによって、極端な嫌気性から好気性の生物からの全範囲の細胞を培養するために使用され得るように、サンプル容器１８内のウェル６１の上方のヘッドスペース２０が０％～１００％に及ぶ酸素濃度を有することを可能にする。いくつかの実施例では、ガスポートは、ヘッドスペース２０内の酸素濃度を０％～５％、０％～１０％、または０％～２０％のレベルに調節するために使用されることができる。

【0128】

蓋筐体８はまた、蓋筐体８をサンプル容器１８に固着させ、シールするために、偏心レバー７と、シール機構９とを含む。偏心レバー７およびシール機構９は、下記により詳細に議論されるであろう。

【0129】

図８は、サンプル容器１８の上面図である。図８に示されるように、サンプル容器１８は、列において配列される、複数のウェル６１を含む。図８に示される実施例では、サンプル容器１８は、ユーザが４８回の並列培養を実施することを可能にする、合計４８個のウェルを含む。サンプル容器１８のための代替サイズが、可能性として考えられる。例えば、サンプル容器１８は、６、１２、２４、９６、３８４、または１，５３６個のウェルのうちのいずれか、およびそれらの間の任意の数のウェル、または任意の好適な数のウェルを含むように定寸されてもよい。

【0130】

図８にさらに示されるように、サンプル容器１８は、ウェル６１を囲繞する、シール面１７を含む。シール面１７は、ともに連結され、ウェル６１の周の周囲で半円形形状である、複数の湾曲した縁を含む。

【0131】

図９は、マイクロフルイディクスを伴うマイクロプレートのためにパーティション化される、蓋筐体８の第１の実施例の底面図である。図１０は、マイクロフルイディクスを伴うマイクロプレートのためにパーティション化される、蓋筐体８の実施例の底面等角図である。図１１は、サンプル容器１８に対してマイクロフルイディクスを伴うマイクロプレートのためにパーティション化される、蓋筐体８の底面等角図である。図９－１１に示されるように、シール面３５が、蓋筐体８の底部内面２８から張出する。シール面３５は、第１の弾力性層１３（図６もまた参照）に接触し、その上に押下するように構成され、これは、したがって、サンプル容器１８のシール面１７に対して圧縮させられ、それによって、蓋筐体８の内周とサンプル容器１８との間に気密シールを形成する。これは、第１の弾力性層１３のまた別の利点を図示する。

【0132】

シール面３５は、第１および第２の陥凹エリア３２、３４に対して上昇される。シール面３５は、第１および第２の陥凹エリア３２、３４と容器アセンブリ２００の外部との間の境界構造として作用することができる。

【0133】

シール面３５は、サンプル容器１８のシール面１７の形状に共形化し、シール面１７の縁に沿って均一な圧力を印加する。シール面３５は、内向きの侵入を殆ど伴わずにウェル６１の縁を囲繞するように構成される。

【0134】

閾値量の圧力が、シール面１７、３５の間に気密シールを生成するために、蓋筐体８とサンプル容器１８との間に必要とされる。シール面１７、３５の間の接触の表面積を増加させることは、気密シールを生成するために必要とされる閾値量の圧力を増加させ、これは、サンプル容器１８の構造的完全性を損ない得る。シール面１７、３５の形状は、接触エリアをウェル６１を囲繞する最適な領域に低減させ、これは、蓋筐体８とサンプル容器１８との間に気密シールを形成するために必要とされる閾値量の圧力を最小限にする。

【0135】

いくつかの実施例では、サンプル容器１８は、マイクロ流体サンプル容器である。そのような実施例では、サンプル容器１８（図８参照）の列ＡおよびＢは、マイクロ流体圧送プロセスを介して給送される培養のための細胞を有する他のウェルの中に給送し得る、リザーバウェル（例えば、培地、試薬、栄養素、ｐＨ調整液、または任意の他の好適な液体を含有するウェル）としての役割を果たすことができる。具体的性質を伴う雰囲気が、培養のために使用されるウェル６１（本明細書では「培養ウェル」と称される）内に生産されるべきであるが、圧力が、圧送プロセスが実行され得るように、リザーバウェルに印加される必要があり得る。すなわち、加圧ガス（例えば、窒素）が、下記にさらに説明されるであろうように、リザーバウェルの上方の空間の中に導入され、圧力を増加させ、それによって、流体をマイクロ流体チャネルを介してリザーバウェルから培養ウェルの中に運搬させてもよい。培養ウェルの上方のヘッドスペース内の所望の圧力およびガス濃度を維持するために、サンプル容器１８のこれらの領域は、分離される必要性がある。したがって、パーティション３３が、図９－１１に示されるように、第１および第２の陥凹エリア３２、３４を分離するために使用される。

【0136】

図９－１１に示されるように、パーティション３３は、蓋筐体８の底部内面２８上にあり、相互から密閉されるウェル６１の別個の区分を生成する。いくつかの実施例では、シール面３５およびパーティション３３は、相互と連続的である。

【0137】

例証的実施例として、パーティション３３は、培養ウェルのために指定される第１の陥凹エリア３２（明確化のために、第１の陥凹エリア３２は、培養ウェルの上方のヘッドスペース２０を画定するものである）を画定することができ、さらに、リザーバウェルのために指定される第２の陥凹エリア３４を画定する。

【0138】

２つの別個の陥凹エリアが、本実施例に示されるが、蓋筐体８は、ウェル６１をさらに細分化するための付加的パーティションを含んでもよい。例えば、酸素等の第１の濃度のガスを必要とする培養のためのウェルの第１のセットが、第１の濃度と異なる第２の濃度のガス（例えば、酸素）を必要とする培養のためのウェルの第２のセットから別のパーティションによって細分化されてもよい。

【0139】

シール面３５およびパーティション３３は、第１の弾力性層１３を圧縮し、それによって、所望のレベルのシールを提供するために、第１の弾力性層１３に対して押圧され得る、リジッド材料から作製される。いくつかの実施例では、シール面３５およびパーティション３３は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等のリジッドポリマー材料から作製される。

【0140】

図９に提供される実施例に示されるように、蓋筐体８は、それぞれ、図４および５に示されるガスポート１１、１２に個別に接続される、２つの開口部３６、３７を含む。これらの開口部のうちの一方は、ガスを給送するための入口であり、他方の開口部は、ガスを交換するための出口である。開口部３６、３７は、第１の陥凹エリア３２内に提供され、したがって、サンプル容器１８内の培養ウェルに制御された濃度の空気、酸素、窒素、またはＣＯ_２を伴うガスを給送するために使用されることができる。いくつかの実施例では、本ガスは、所望のレベルまで加湿されてもよい。第３の開口部３８が、第２の陥凹エリア３４内に提供され、リザーバウェルの上方のヘッドスペースを加圧し、したがって、リザーバウェルからの液体をマイクロ流体チャネルを介して培養ウェルの中に移動させるように、サンプル容器１８内のリザーバウェルに加圧ガスを給送するために、蓋筐体８上の第３のガスポート２５（図２３参照）に接続されることができる。本実施例では、蓋アセンブリ８は、マイクロ流体用途のために構成される。

【0141】

蓋筐体８は、サンプル容器１８を環境的にシールする。細胞培養のための所望の雰囲気を形成する混合ガスは、蓋筐体８の下に誘導され、ウェル６１にわたって通過する。サンプル容器１８がサンプル容器１８内の培養ウェルに給送するためのリザーバウェルを含む場合では、リザーバウェルは、蓋筐体８のパーティション３３を使用して、培養ウェルから密閉されることができる。

【0142】

パーティション３３は、リザーバウェルの上に印加される圧力が、微生物培養液を培養するために使用されるウェルの上に印加される圧力と異なることを可能にする。パーティション３３はまた、リザーバウェルにわたるガスと培養ウェル内の成分との混合を防止することを可能にし、したがって、培養ウェルの上方のヘッドスペース内のガスが調整されることを可能にする。

【0143】

依然として図９－１１を参照すると、蓋筐体８は、第１の弾力性層１３が培養の間に規定された限界を超えて変形しないことを確実にするように、サンプル容器１８を被覆する第１の弾力性層１３上に押下する１つまたはそれを上回る支柱３０を含むことができる。例えば、第１の弾力性層１３は、これがある閾値を上回る熱およびガスに暴露されるとき、拡張し、したがって、外向き方向に変形しやすくあり得る（一時的または恒久的のいずれか）材料から作製されることができる。支柱３０は、第１の陥凹エリア３２内の底部内面２８から張出し、これは、細胞培養のために構成されるウェル６１を被覆する。支柱３０は、ウェル６１に向かって延在し、第１の弾力性層１３が、培養の間にウェル６１を含む全体としてのシステムから放出される熱、ガス、または他の力に起因して、上向きに（例えば、閾値量を超えて）変形および押動しないように防止することに役立つ。いくつかの実施例では、支柱３０は、パーティション３３またはシール面３５と同程度に遠くまで延在せず、したがって、シールが形成されるとき、弾力性層１３に触れない、またはそれに対して押動しない。むしろ、支柱３０は、弾力性層１３が閾値量を上回って変形するときにのみ触れ得る。

【0144】

図９－１１は、蓋筐体８の底部内面２８上の２つの支柱を示すが、代替実施例では、蓋筐体８は、１つのみの支柱を含んでもよい、または２つを上回る支柱を含んでもよい。したがって、図９および１０に示される支柱３０の配列は、例証的実施例として提供され、蓋筐体８は、本特定の配列に限定されない。

【0145】

図１２は、蓋筐体８の別の実施例の底面図である。本実施例では、蓋筐体８の底部内面は、蓋筐体８の底部内面上に単一の陥凹エリア４２のみが存在するように、図９－１１に示されるパーティション３３を含まない。シール面４５が、陥凹エリア４２を囲繞する。シール面４５は、シール面３５と実質的に類似する、または同一である。本実施例では、蓋筐体８の底部内面は、陥凹エリア４２から張出する、４つの支柱４０を含む。

【0146】

図１２に図示される実施例では、蓋筐体８は、図４および５に示されるガスポート１１、１２に接続される、２つの開口部３６、３７を含む。開口部３６、３７は、それぞれ、入口ガスポートおよび出口ガスポート（例えば、ガスポート１１、１２）のうちの一方に対応し、単一の陥凹エリア４２内に提供される。開口部３６、３７は、制御された濃度の空気、酸素、窒素、またはＣＯ_２を伴うガスを培養ウェルに給送し、ガスを排気するために使用されることができる。本実施例では、蓋アセンブリ８は、非マイクロ流体用途のために構成される。

【0147】

図１３は、蓋筐体８のガイド要素２を通して挿入されるピペット先端７１を示す、容器アセンブリ２００の断面図である。本実施例では、ピペット操作ロボット７０が、ピペット先端７１の移動を制御する。図１４は、ピペット先端７１が容器アセンブリ２００から除去された後の容器アセンブリ２００の断面図である。

【0148】

ピペット操作ロボット７０は、ピペット先端７１の移動を制御するために説明されるが、本明細書の開示は、サンプル容器１８のウェル６１から流体をサンプリングし、その中に流体を導入することもまた、手動で実施され得ることを想定する。例えば、ユーザは、１つまたはそれを上回るウェル６１から流体をサンプリングする、または１つまたはそれを上回るウェル６１の中に流体を導入するために、１つまたはそれを上回るウェル６１の中に１つまたはそれを上回るピペット先端７１を手動で挿入してもよい。

【0149】

図１３および１４に示されるように、ガイド要素２は、それぞれ、サンプル容器１８内の具体的場所（例えば、ウェル６１）に向かってピペット先端７１を誘導することに役立ち得る、中空内部部分６０を画定する。いくつかの実施例では、中空内部部分６０は、容器アセンブリ２００の種々の層およびコンポーネントを通してピペット先端７１を誘導することに役立つために、円錐形または円錐台形形状を有する。これは、特に、培養および／または発酵の間に培養チャンバ１０４の内側にあるときにマイクロバイオリアクタ１００による容器アセンブリ２００の攪拌または振盪の間にピペット先端７１が挿入および除去されるときに有利である。

【0150】

容器アセンブリ２００の軌道振盪運動の間、ピペット先端７１は、所望のウェルの上方のガイド要素２の中に挿入されてもよい。中空内部部分６０の直径が、培養チャンバ１０４の内側の攪拌（例えば、振盪）直径よりも小さくなるとすぐに、ピペット先端７１とガイド要素２との間の直接接触が、存在する。ピペット先端７１およびピペット操作ロボット７０への接続の可撓性に起因して、ピペット先端７１は、ガイド要素２の最も狭い部分に、最終的に、ガイド要素２を通して誘導される。その後、ピペット先端７１は、容器アセンブリ２００の種々の層およびコンポーネントを通して押動され、サンプル容器１８のウェル６１に到達することができる。

【0151】

例えば、ピペット先端７１は、これが滅菌層１６に到達するまで、第２の弾力性層４の開口６、蓋筐体８の貫通孔２３、および第１の弾力性層１３の開口１５を通して通過することができる。ピペット先端７１は、滅菌層１６内の孔を穿刺し、その後、サンプル容器１８上のウェル６１に到達するように十分にリジッドである。故に、ガイド要素２、蓋筐体８の貫通孔２３、および種々の層は、サンプル容器１８にわたる定常場所にピペット先端７１の端部を正確に位置付ける役割を果たし得、孔のサイズは、孔がサンプル容器１８の振盪に起因して拡大されないように、サンプル容器１８が振盪される際にピペット先端７１のサイズに限定されることができ、故に、ピペット先端７１がそれを通して通過することから形成される孔のサイズは、最小限にされる。

【0152】

さらに、ガイド要素２によるピペット先端７１の正確な位置付けは、滅菌層１６が、ピペット先端７１の複数の挿入の間に同一のウェルにわたる複数の場所において穿刺されないことを確実にする。これは、単一の実験が、単一のウェルにわたる数百回のピペット操作先端挿入を含み得、同一のウェルにわたる滅菌層１６内の複数の孔が、汚染のリスクを増加させ得るため、有利な特徴である。

【0153】

マイクロバイオリアクタ１００は、軌道方式において容器アセンブリ２００を移動させるように構成される、アクチュエータシステムを含む。連続的振盪は、ウェル６１の通気を改良し、ウェルの内側の沈降を防止する。したがって、ウェルの中への、またはウェルから外へのピペット操作の間に振盪を中断することは、望ましくない。第１および第２の弾力性層１３、４の開口１５、６が摩耗しないように防止するために、ピペット先端７１は、開口１５、６の側面を害することを回避するために、開口１５、６の中間に衝突しなければならない。

【0154】

ピペット先端７１を蓋筐体８内の貫通孔２３および第１および第２の弾力性層１３、４内の開口１５、６の中間に誘導するために、ピペット先端７１は、ガイド構造１のガイド要素２によって誘導される。ガイド要素２は、ピペット先端７１を貫通孔２３および開口１５、６の中間に誘導し、ピペット先端７１を容器アセンブリ２００の攪拌の間に本場所に心合された状態に保つための漏斗のように作用する。ピペット先端７１が開口１５、６から除去された後、開口は、第１および第２の弾力性層１３、４の弾性性質を通してそれらだけで閉鎖する。

【0155】

いくつかの実施例では、マイクロバイオリアクタ１００のアクチュエータシステムは、６００ＲＰＭ～１，０００ＲＰＭの範囲内であり、１～６ｍｍの攪拌直径を伴う軌道方式において容器アセンブリ２００を移動させるように構成される。いくつかのさらなる実施例では、マイクロバイオリアクタ１００のアクチュエータシステムは、６００ＲＰＭ～８００ＲＰＭの範囲内であり、１～５ｍｍの攪拌直径を伴う軌道方式において容器アセンブリ２００を移動させるように構成される。いくつかのさらなる実施例では、マイクロバイオリアクタ１００のアクチュエータシステムは、１００ＲＰＭ～１，０００ＲＰＭの範囲内であり、１～５ｍｍの攪拌直径を伴う軌道方式において容器アセンブリ２００を移動させるように構成される。いくつかのさらなる実施例では、マイクロバイオリアクタ１００のアクチュエータシステムは、６００ＲＰＭ～８００ＲＰＭの範囲内であり、３ｍｍの攪拌直径を伴う軌道方式において容器アセンブリ２００を移動させるように構成される。いくつかのさらなる実施例では、マイクロバイオリアクタ１００のアクチュエータシステムは、１００ＲＰＭ～２，０００ＲＰＭの範囲内であり、１～３０ｍｍの攪拌直径を伴う軌道方式において容器アセンブリ２００を移動させるように構成される。いくつかのさらなる実施例では、マイクロバイオリアクタ１００のアクチュエータシステムは、容器アセンブリ２００を０ＲＰＭ～２０００ＲＰＭの範囲内で軌道方式において移動させるように構成されている。いくつかのさらなる実施例では、マイクロバイオリアクタ１００のアクチュエータシステムは、容器アセンブリ２００を１００ＲＰＭ～１５００ＲＰＭの範囲内で軌道方式において移動させるように構成されている。いくつかの実施例において、撹拌直径は、１ｍｍ～６ｍｍの間であり得る。

【0156】

滅菌層１６がピペット先端７１によって穿刺された後、第１の弾力性層１３は、サンプル容器１８のウェル６１にわたってシールを維持する。例えば、第１の弾力性層１３は、ウェル６１のそれぞれにわたって開口１５を含み、開口１５は、それらがピペット先端７１によって貫通されないときにそれら自体で自動的にシールし得る点において、「自己回復」する。

【0157】

第１および第２の弾力性層１３、４は、任意の好適な弾力性および応従性材料から作製されることができる。いくつかの実施例では、第１および第２の弾力性層１３、４は、好適な弾力性および応従性を提供する、シリコーンフィルムである。代替として、第１および第２の弾力性層１３、４は、軟質ポリマーまたは軟化剤と配合される硬質ポリマーから作製されることができる。

【0158】

ピペット先端７１は、上記に説明されるガイド要素２によって第１の弾力性層１３の開口１５の中に精密に誘導される。開口１５はそれぞれ、該ピペット先端７１が、滅菌層１６を穿刺し、図１３に示されるようにウェル６１の中に浸漬し得るように、ピペット先端７１の圧力に起因して開放する。ピペット操作手順が終了した後、ピペット先端７１は、ウェル６１から引き抜かれる。ピペット先端７１によって付与される圧力を伴わないと、第１の弾力性層１３の開口１５は、ガス密様式において自然に閉鎖し、したがって、損傷されるときに滅菌層１６にわたってシールを提供する。

【0159】

図１３および１４は、第１および第２の弾力性層１３、４の開口１５の自己回復性質を示す。図１３では、開口１５は、６は、ピペット先端７１が挿入されるときに開放され、図１４では、開口１５、６は、ピペット先端７１が除去された後に閉鎖される。

【0160】

貫通孔２３は、ガスを蓋筐体８のヘッドスペース２０から漏出させ得る。したがって、第２の弾力性層４は、蓋筐体８の貫通孔２３にわたって適用される。いくつかの実施例では、第２の弾力性層４は、少なくとも１つの側上で自己接着性である。

【0161】

第２の弾力性層４の開口６は、蓋筐体８の各個別の貫通孔２３の上方に整合される。開口６は、開口１５のように、それらが、ピペット先端７１がそれを通して押動されるときに開放するように構成され、ピペット操作手順後、開口６が、ヘッドスペース２０をシールするように自然に閉鎖するように、自己回復する。

【0162】

図１５は、開放条件におけるシール機構９を示す、断面図である。図１６は、閉鎖条件におけるシール機構９を示す、断面図である。シール機構９は、サンプル容器１８を損傷させることなく、蓋筐体８とサンプル容器１８との間に気密シールを生成するために十分な量の圧力を伴ってサンプル容器１８上に蓋筐体８を押圧するように構成される。

【0163】

シール機構９は、圧入接続によってシール機構９の内側に搭載される、押圧スリーブ８２を含む。押圧スリーブ８２は、シール機構９の内側のボールスリーブ８１と垂直に整合される。ボールスリーブ８１は、半径方向に誘導されるボール８３に係合する肩部８７において終端する。肩部８７の垂直位置に基づいて、半径方向に誘導されるボール８３は、蓋筐体８と基部支柱８５（図１９参照）との間のシールを開放または閉鎖する。

【0164】

ボールスリーブ８１は、開放位置に押下されるようにばね８０によって付勢される。偏心レバー７が作動されると、肩部８７は、引き上げられる。押圧スリーブ８２の直径は、半径方向に誘導されるボール８３が上向きに引動されるときに減少され、これは、半径方向に誘導されるボール８３を軌道振盪プラットフォーム１８０（図１９および２１参照）の基部支柱８５の溝８８に向かって半径方向に変位させる。これは、蓋筐体８と基部支柱８５との間の形態嵌合を生産し、それによって、蓋筐体８を基部支柱８５に取り付ける。

【0165】

加えて、シール機構９は、蓋筐体８をサンプル容器１８上に押圧させ、サンプル容器１８がマイクロバイオリアクタ１００の培養チャンバ１０４の内側に保持されるとき、サンプル容器１８の上方にシールされたガス雰囲気を生成する。発生されたトルクに起因して、偏心レバー７は、閉鎖位置において自己係止する。

【0166】

偏心レバー７が、閉鎖位置から開放位置に移動するように動作されると、半径方向に誘導されるボール８３は、下向きに押動され、そこで、押圧スリーブ８２の直径は、半径方向に誘導されるボール８３が、溝８８から離れるように半径方向に拡張し、基部支柱８５から蓋筐体８を解放するように、増加される。したがって、シール機構９は、蓋筐体８を基部支柱８５に取り付け、それから取り外し、かつサンプル容器１８上に蓋筐体８を押圧し、それからこれを解放するための容易な方法を提供する。

【0167】

蓋筐体８が、サンプル容器１８上に押圧されると、シールが、蓋筐体８の内側のシール面３５およびパーティション３３およびサンプル容器１８上のシール面１７の幾何学的に一意の上昇によって、蓋筐体８とサンプル容器１８との間に生成される。シール面１７、３５の形状は、サンプル容器１８上に蓋筐体８を押圧するために必要とされるシール機構９および偏心レバー７からの圧力を低減させ、蓋筐体８が、サンプル容器１８を損傷させることなく、ガス密様式においてサンプル容器１８をシールすることを可能にする。

【0168】

図１７は、蓋筐体８およびサンプル容器１８の断面図である。蓋筐体８はさらに、サンプル容器１８の外部側壁に対して係合し、それ自体を圧縮し、蓋筐体８とサンプル容器１８との間の別のシールを提供する、シール９０を含むことができる。シール９０は、サンプル容器がマイクロバイオリアクタ１００の培養チャンバ１０４の中に挿入される前に、ガスがサンプル容器１８に進入しない、またはそれから逃散しないように遮断する、嫌気性シールであり得る。例えば、いくつかの事例では、容器アセンブリ２００が、嫌気性チャンバとしての使用のために構成されるように、サンプル容器１８の内側の酸素のない雰囲気に関する必要性が、存在し得る。シール９０は、酸素がサンプル容器１８のウェル６１に進入しないように防止することができる。

【0169】

前述を考慮して、サンプルが、嫌気性テント内でサンプル容器１８に添加されることができ、サンプル容器１８は、培養および／またはさらなる作業のために、容器アセンブリ２００が、嫌気性テントの外側に位置し得る、マイクロバイオリアクタ１００に持ち込まれる前に、蓋筐体８を用いてシールされることができる。これは、これが、ユーザが、特殊な機器を伴わずに自由に培養液を用いて作業することを可能にする点において有利であり、さらに、マイクロバイオリアクタが、嫌気性テント内に位置付けられることを必要とせず、それによって、よりアクセス可能であり得る点において有利である。故に、サンプル容器１８と蓋筐体８との間の嫌気性シールは、開放空気環境における容器アセンブリ２００の容易な輸送を可能にする。

【0170】

図１８は、容器アセンブリ２００の解放ピン１９を示す、断面図である。図１８に示されるように、解放ピン１９は、それぞれ、Ｏリング２４によってシールされ、サンプル容器１８から蓋筐体８を解放するために使用されることができる。例えば、サンプル容器１８は、蓋筐体８を保持し、解放ピン１９に対して圧力を付与し、蓋筐体８から外にサンプル容器１８を押動または射出することによって、蓋筐体８から解放されることができる。

【0171】

図１９－２１は、非マイクロ流体用途のために構成される、容器アセンブリ２００の実施例を示す。本実施例では、容器アセンブリ２００は、２つの偏心レバー７を有する。図１９は、軌道振盪プラットフォーム１８０に搭載される、容器アセンブリ２００を示し、図２０は、マイクロ流体ガスチャネル１５１への接続を伴わない軌道振盪プラットフォーム１８０に搭載される、容器アセンブリ２００の断面図を示し、図２１は、容器アセンブリ２００がそれに搭載されないときの軌道振盪プラットフォーム１８０を示す。

【0172】

図２２－２４は、マイクロ流体用途のための３つのガスポート１１、１２、２５を含む、容器アセンブリ２００’の実施例の図を示す。図２２は、軌道振盪プラットフォーム１９０に搭載される、容器アセンブリ２００’を示し、図２３は、マイクロ流体ガスチャネル１５１への接続を伴う軌道振盪プラットフォーム１９０に搭載される、容器アセンブリ２００’の断面図を示し、図２４は、容器アセンブリ２００’がそれに搭載されないときの軌道振盪プラットフォーム１９０を示す。本実施例では、レバーが、側面上でオフセットされるため、３つの偏心レバー７が、容器アセンブリ２００’上に提供される。第３のレバーを提供することによって、圧力が、アセンブリ全体の周囲に均一に分配されることができる。そうでなければ、オフセットされるレバーは、圧力を均一に分配しないであろう。

【0173】

マイクロ流体ガスチャネル１５１は、培養ウェルの中に給送されるリザーバウェル内の試薬の流動を制御する、マイクロ流体弁を動作させるために使用される。マイクロ流体ガスチャネル１５１は、マイクロ流体弁が、圧力がそれらに印加されるときに閉鎖され、いかなる圧力も印加されないときに開放されるように、マイクロ流体弁を加圧するために使用される。マイクロ流体弁が開放および閉鎖される具体的順序を通して、定義された体積の試薬が、培養ウェルの中に給送されることができる。いくつかの実施例では、マイクロ流体弁のそれぞれを個々に制御する、９６個のマイクロ流体ガスチャネル１５１が、存在する。本技術は、２０１５年１月１３日に発行され、「Ｍｉｃｒｏｒｅａｃｔｏｒ Ａｒｒａｙ， Ｄｅｖｉｃｅ Ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ ａ Ｍｉｃｒｏｒｅａｃｔｏｒ Ａｒｒａｙ， ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｕｓｉｎｇ ａ Ｍｉｃｒｏｒｅａｃｔｏｒ Ａｒｒａｙ」と題された米国特許第８，９３２，５４４号（その全体は、参照することによって本明細書に組み込まれる）により詳細に説明されている。

【0174】

図３３は、加圧ガス３３１０が、リザーバウェル３３０２の上方のヘッドスペースを加圧し、リザーバウェル３３０２からの液体を流体ダクト３３０６の中に下に移動させる、マイクロ流体弁構成３３００を図示する。マイクロ流体ガスチャネル１５１から加圧ガス３３１２を給送する制御されたシーケンスは、流体ダクト３３０６に沿ったマイクロ流体弁３３０８を開放および閉鎖させる。マイクロ流体弁３３０８の開放および閉鎖は、液体を、これが培養ウェル３３０４に到達するまで、流体ダクト３３０６を横断して移動させる。

【0175】

微生物培養液は、成長するためのガス雰囲気を要求する。殆どの細胞に関して、酸素は、雰囲気の重要な成分である。しかしながら、純酸素は、生物にとって毒性があり得、したがって、これは、多くの場合、様々な濃度の酸素を伴う空気のような雰囲気を生成するために、窒素で希釈される。雰囲気からのＣＯ_２は、ｐＨを調節するために、または光合成を行う光栄養生物のための炭素源として使用されることができる。容器アセンブリ２００は、空気、酸素、窒素、およびＣＯ_２の混合物を有する、ウェル６１のための雰囲気を提供するために使用されることができる。

【0176】

上記に列挙されるガスは、実験の間に混合されることができる。いくつかの実施例では、ガスのうちの２つが、混合されることができる。例えば、雰囲気の酸素濃度を増加させるために、空気が、酸素と混合されることができる。雰囲気の酸素濃度を減少させるために、空気が、窒素と混合されることができる。雰囲気のＣＯ_２濃度を増加させるために、空気が、ＣＯ_２と混合されることができる。いくつかの実施例では、２つのみのガスが、一度に混合される。代替実施例では、２つを上回るガスが、混合されることができる。

【0177】

上記の実施例では、混合物は、各弁が開放または閉鎖される時間の間の比を設定するために、パルス幅変調（ＰＷＭ）信号を用いて制御される２つまたはそれを上回る弁によって生成される。ガスは、ガス入口ポート（例えば、例示的図におけるガスポート１１、１２のうちの１つ）を通して給送される。弁が開放される時間が長いほど、弁を通過し得るガスの濃度は、高くなる。ガスが混合された後、センサが、雰囲気中の酸素またはＣＯ_２レベルを測定することができる。制御フィードバックは、所定の値に到達するように、それに応じてＰＷＭ信号を調節し得るコントローラである。

【0178】

サンプル容器１８内の液体の損失を回避するために、蓋筐体８を通して容器アセンブリ２００の中に導入されたガスは、湿度で飽和されることができる。これは、細胞培養専用のウェル６１内の培地の蒸発を防止する。したがって、ガスポート１１、１２、２５のうちの１つまたはそれを上回るものを通して最終的に給送されるガス流は、ガス流を加湿するように、その流動に沿った好適な点において（例えば、ガスの源と入口ガスポートとの間のある点において）水（またはガス流を加湿するためのある他の好適な液体）で充填されたリザーバを通して導かれ得る。例えば、ガス入口ポート（例えば、ガスポート１１、１２のうちの１つ）の中に給送されるガス流は、１つまたはそれを上回るガス源（例えば、ガスキャニスタ）において生じ得、別のガスと混合されることができ、次いで、水リザーバを通して通過し、最終的に、ガス入口ポートの中に給送されることができる。いくつかの実施例では、管が、これが水を通して通過する必要性があるように、ガス流をリザーバの底部に誘導してもよい。リザーバ内の水の吸収を最大限にするために、これは、熱パッドによって、室温を十分に上回って設定された温度まで加熱される。いくつかの実施例では、付加的ガスポート２５（リザーバウェルの上方の空間の中に加圧ガスを給送する）は、類似するプロセスによって加湿されてもよい。他の実施例では、付加的ガスポート２５は、加湿されなくてもよい。

【0179】

図２５は、マイクロバイオリアクタ１００のコンピュータ制御システム２５００の実施例を図式的に示す。図２５に示されるように、コンピュータ制御システム２５００は、上記に説明されるように、マイクロバイオリアクタ１００の動作を制御するために動作的に結合される、コンピュータコントローラ２４０を含む。コンピュータコントローラ２４０は、したがって、上記に説明される機能性を実行するために、ガス供給源、ガス弁、センサ、アクチュエータ、およびピペット操作ロボット（集合的に、２４２）に動作的に結合される。コンピュータコントローラ２４０はまた、コンピュータコントローラ２４０によって実行されると、コンピュータコントローラ２４０に、上記に言及される機能性を実行させる、コンピュータプログラム製品を有形かつ非一過性様式において記憶する、コンピュータ記憶媒体を備える。

【0180】

別の実施形態は、少なくとも１つの処理デバイス（コンピュータコントローラ２４０のプロセッサ等）によって実行されると、少なくとも１つの処理デバイスに、上記に言及される機能性のうちの１つまたはそれを上回るものを実行させる、データ命令を記憶する、少なくとも１つのコンピュータ可読媒体を含む。例えば、一実施形態は、少なくとも１つの処理デバイスによって実行されると、少なくとも１つの処理デバイスに、ガス補給蓋を有するサンプル容器アセンブリと関連付けられる測定パラメータを感知させ、感知された測定パラメータを処理させ、処理された測定パラメータに基づいて、ガス補給蓋への少なくとも１つのガスのガス供給源を制御させる、データ命令を記憶する、少なくとも１つのコンピュータ可読媒体を含む。

【0181】

図２６は、マイクロバイオリアクタ１００の機械的システム２６００の実施例の等角図である。機械的システム２６００は、容器アセンブリ２００がマイクロバイオリアクタ１００の培養チャンバ１０４の内側に保持されるとき、容器アセンブリ２００の下に光学センサ２６０２を位置付けるために、マイクロバイオリアクタ１００によって使用されてもよい。

【0182】

光学センサ２６０２は、各ウェル内の細胞培養液の測定値を取得するために、サンプル容器１８の各ウェル６１の下で、またはサンプル容器１８のウェル６１のサブセットの下で移動される。光学センサ２６０２の移動は、２つの垂直軸（例えば、ＸおよびＹ軸）に沿って機械的システム２６００によって制御される。ＸおよびＹ軸に沿って光学センサ２６０２を移動させることは、光学センサ２６０２が、サンプル容器１８の各ウェル６１の下に位置付けられ、光で各ウェル６１を照明し、ウェル６１から戻るように返される散乱光を受光し、バイオマス、ｐＨ、溶存酸素（ＤＯ）、および蛍光等の１つまたはそれを上回るパラメータの測定値を取得することを可能にする。

【0183】

第１のモータ２６０４が、Ｙ軸に平行なシャフト２６０８に沿って摺動するようにアクチュエータ２６０６に動力供給し、Ｙ軸に沿った光学センサ２６０２の位置を制御する。アクチュエータ２６０６は、Ｘ軸に平行であり、光学センサ２６０２に接続される、シャフト２６１０を担持する。アクチュエータ２６０６は、シャフト２６１８に沿って光学センサ２６０２を移動させ、それによって、Ｙ軸に沿った光学センサ２６０２の位置を制御するように構成される。

【0184】

第２のモータ２６１２が、Ｘ軸に平行なシャフト２６１６に沿って摺動するようにアクチュエータ２６１４に動力供給し、Ｘ軸に沿った光学センサ２６０２の位置を制御する。アクチュエータ２６１４は、シャフト２６１８を介して光学センサ２６０２に接続され、シャフト２６１０に沿って光学センサ２６０２を移動させ、それによって、Ｘ軸に沿った光学センサ２６０２の位置を制御する。

【0185】

いくつかの実施例では、第１および第２のモータ２６０４、２６１２は、ステップモータである。図２６に示される実施例では、第１および第２のモータ２６０４、２６１２は、それぞれ、ベルト２６２０、２６２２を引動し、垂直軸に沿ったアクチュエータ２６０６、２６１４の移動を制御する。各ウェル６１の下に光学センサ２６０２を位置付けるために、垂直軸に沿って光学センサ２６０２を移動させるための代替実施例が、想定される。

【0186】

図２７は、マイクロバイオリアクタ１００の培養チャンバ１０４を照明するために使用され得る、発光ダイオードアレイモジュール（ＬＡＭ）２７００の等角図である。ＬＡＭ２７００は、アドオンモジュールであり得る。ＬＡＭ２７００からの照明は、明るい日光に類似する。光のスペクトル組成は、変動されることができる。ＬＡＭ２７００は、マイクロバイオリアクタ１００内の光栄養微生物の高処理能力培養を可能にする。

【0187】

ＬＡＭ２７００は、筐体２７０２を含む。いくつかの実施例では、筐体２７０２は、アルミニウムから作製される。いくつかの実施例では、筐体２７０２は、約３５ｃｍ×２６ｃｍ×９．７５ｃｍの寸法である。筐体２７０２のための代替材料およびサイズ測定値も、可能性として考えられる。

【0188】

図２８は、マイクロバイオリアクタ１００の下に搭載される、ＬＡＭ２７００の底面等角図である。図２９は、ＬＡＭ２７００の概略図である。ここで図２８および２９を参照すると、ＬＡＭ２７００は、マイクロバイオリアクタ１００の培養チャンバ１０４の内側の軌道振盪プラットフォーム１８０、１９０（例えば、振盪器）上に設置される、サンプル容器１８（例えば、マイクロプレートまたはマイクロタイタプレート）の底部を均質に照明するように構成される。

【0189】

ＬＡＭ２７００は、培養チャンバ１０４を照明するための光を放出する、発光ダイオード（ＬＥＤ）２７１０のアレイを含み、光を集束させるためのレンズ２７１２と、光がそれを通して通過することを可能にし、ＬＥＤ２７１０のアレイおよびレンズ２７１２を含む、ＬＡＭ２７００の内部コンポーネントを保護する、透明石英板２７１４とを含むことができる。

【0190】

ＬＥＤ２７１０は、経時的に相当な量の熱を発生させ得る。したがって、ＬＡＭ２７００は、ＬＡＭ２７００および／またはマイクロバイオリアクタ１００の培養チャンバ１０４を冷却するために使用され得る、冷却プレート２７１６（図３０参照）を含む。

【0191】

図３０は、冷却プレート２７１６の等角図である。ここで図２７および３０を参照すると、冷却プレート２７１６は、出口２７０６を通して退出する前にＬＡＭ２７００を冷却するために、コイル２７１８を通して流れる液体冷却剤（例えば、水）を受容する、入口２７０４を含む。コイル２７１８は、コイル２７１８の表面積を増加させ、それによって、これを通して流れる液体冷却剤の冷却効果を増加させるために、蛇行形状を有することができる。

【0192】

図３１は、サンプル容器１８（例えば、マイクロプレートまたはマイクロタイタプレート）を冷却するように適合される、蓋筐体８の実施例の底面等角図である。図３２は、蓋筐体８の上面等角図である。本実施例では、蓋筐体８（例えば、ガス補給蓋）は、一方の端部上でガイド要素２に接続し、サンプル容器１８のウェル６１の間の間隙６２（図８参照）の中に下向きに延在する、冷却ピン２９を含む。冷却ピン２９およびガイド要素２は、伝導性材料から作製されることができ、したがって、サンプル容器１８から熱を奪い、これを容器アセンブリ２００の外側の周囲空気に拡散させるための熱シンクとして作用することができる。いくつかの実施例では、熱をより迅速に放散させ、冷却ピン２９とサンプル容器１８との間の熱接触を改良するために、サンプル容器１８のウェル６１の間の間隙６２は、脱塩水等の液体で充填されることができる。

【0193】

したがって、冷却ピン２９は、サンプル容器１８と培養チャンバ１０４の上側部分内の十分に予熱された空気との間の熱交換を生成することができると同時に、ピペット先端７１のためのガイドとしての役割を果たす。冷却ピン２９は、サンプル容器１８の内側の温度を許容可能なレベルに維持することができ、それは、サンプル容器１８内で均一に分配される。また、冷却ピン２９は、培養チャンバ１０４の上側および下側部分の内側の温度を許容可能なレベルに維持することに役立つことができる。

【0194】

図３４は、容器アセンブリ２００を使用して実施され得る、嫌気性培養の方法３４００の実施例を図示する。方法３４００は、嫌気性環境内にある間、培養ウェルの上方のヘッドスペース内の酸素濃度を、閾値量を下回る所定の酸素範囲（例えば、０％～５％、０％～１０％、その間の任意の範囲）に調節する動作３４０２を含む。次に、方法３４００は、容器アセンブリ２００をシールする動作３４０４を含む。上記に説明される実施例によると、容器アセンブリ２００は、偏心レバー７を使用してシールされることができる。

【0195】

方法３４００は、次に、容器アセンブリ２００の種々の層およびコンポーネントを通して培養ウェルからサンプリングする動作３４０６を含む。例えば、ピペット先端７１が、滅菌層１６を穿刺し、サンプル容器１８の培養ウェルからサンプルを取得し得るように、ピペット先端７１が、ガイド要素２を通して、第２の弾力性層４の開口６を通して、蓋筐体８の貫通孔２３を通して、かつ第１の弾力性層１３の開口１５を通して挿入されることができる。いくつかの実施例では、ピペット先端７１は、ピペット操作ロボット７０によって動作されることができる。代替として、ピペット先端７１は、手で動作されることができる。動作３４０６は、容器アセンブリ２００が、動作３４０２によって設定されるように、培養ウェルの上方のヘッドスペース内の嫌気性雰囲気を維持する間に実施されることができる。

【0196】

いくつかの実施例では、方法３４００は、容器アセンブリ２００の種々の層およびコンポーネントを通して培養ウェルに試薬、培地、またはｐＨを添加する動作３４０８を含むことができる。例えば、ピペット先端７１が、培養ウェルに試薬、培地、またはｐＨを添加するために、動作３４０６に関して上記に提供される説明に従って挿入されることができる。動作３４０６は、容器アセンブリ２００が培養ウェルの上方のヘッドスペース内の嫌気性雰囲気を維持する間に実施されることができる。

【0197】

いくつかの実施例では、方法３４００は、統合されたマイクロフルイディクスを介してリザーバウェルから培養ウェルに試薬、培地、またはｐＨ調節溶液等の液体を給送し、培養ウェルに給送する、または培養ウェル内のｐＨを調節する動作３４１０を含むことができる。動作３４１０は、サンプル容器１８が軌道振盪プラットフォーム１８０、１９０等の上のマイクロフルイディクスと統合される実施例において実施されることができる。

【0198】

図３５は、容器アセンブリ２００を使用して実施され得る、嫌気性培養の方法３５００の別の実施例を図示する。方法３５００は、サンプル容器１８（例えば、マイクロタイタプレートまたはマイクロプレート）のウェル６１に嫌気性環境内で細胞および培地を装填する動作３５０２を含む。いくつかの実施例では、嫌気性環境は、非常に低い酸素濃度を有する嫌気性テントである。

【0199】

次に、方法３５００は、シール９０を使用してサンプル容器１８上に蓋筐体８をシールする動作３５０４を含む。上記に説明されるように、シール９０は、酸素がサンプル容器１８のウェル６１に進入しないように防止する。

【0200】

次に、方法３５００は、容器アセンブリ２００を嫌気性環境の外側の非嫌気性環境に持ち込む動作３５０６を含む。いくつかの実施例では、非嫌気性環境は、実験室の通常の環境等の嫌気性テントの外側にある環境を指す。いくつかの実施例では、非嫌気性環境は、マイクロバイオリアクタ１００が位置する場所である。

【0201】

次に、方法３５００は、マイクロバイオリアクタ１００の培養チャンバ１０４の中に容器アセンブリ２００を設置し、偏心レバー７とともにシール機構９を使用して容器アセンブリをシールする動作３５０８を含む。

【0202】

次に、方法３５００は、培養チャンバ１０４の内側の容器アセンブリ２００を連続的または半連続的に攪拌する動作３５１０を含む。例えば、容器アセンブリ２００は、その上に容器アセンブリ２００が着座する、または取り付けられる、軌道振盪プラットフォーム１８０、１９０の運動によって攪拌されることができる。

【0203】

次に、方法３５００は、培養ウェル内の液体の一部を除去すること等によって、ピペット先端７１を用いて容器アセンブリ２００の内側の培養ウェルをサンプリングする動作３５１２を含むことができる。動作３５１２は、容器アセンブリ２００が攪拌されている間に実施されることができる（動作３５１０参照）。いくつかの実施例では、ピペット先端７１は、ピペット操作ロボット７０によって動作される。代替として、ピペット先端７１は、単独で、またはマルチピペットツールを使用してのいずれかで、手で動作されることができる。動作３５１２は、方法３４００に関して上記に説明される動作３４０６に類似し得る。

【0204】

次に、方法３５００は、ピペット先端７１を用いて培養ウェルに試薬、栄養素、または培地を給送する動作３５１４を含むことができる。動作３５１４は、容器アセンブリ２００が攪拌されている間に実施されることができる（動作３５１０参照）。いくつかの実施例では、ピペット先端７１は、ピペット操作ロボット７０によって動作される。代替として、ピペット先端７１は、手で動作されることができる。動作３５１４は、上記に説明される動作３４０８に類似し得る。

【0205】

次に、方法３５００は、統合されたマイクロフルイディクス（例えば、サンプル容器１８の底部における説明される空気圧弁システム）を介して培養ウェルに試薬、栄養素、または培地を給送する動作３５１６を含むことができる。動作３５１６は、方法３４００に関して上記に説明される動作３４１０に類似し得る。

【0206】

プロバイオティクスは、人体に対して健康増進利益および生物機能的効果を有する、生菌である。それらは、腸内の望ましい細菌の数を増加させ、例えば、抗生物質治療後に腸内フローラを再生するために一般的に使用される。それが、プロバイオティクスまたはプロバイオティクス栄養補助食品に関する市場が大幅に価値を増している１つの理由である。ヒト腸内マイクロバイオームおよびその健康増進利益の研究分野は、栄養産業にとって特に重要である。したがって、マイクロバイオーム様条件下のプロバイオティクスの培養等の嫌気性または微好気性培養技法に関する科学的研究が、不可欠である。プロバイオティクスは、ラクトバチルスまたはビフィズス菌等の全範囲の嫌気性細菌を含む。種々のプロバイオティクス細菌の中でも、ビフィズス菌属は、最も広く使用および研究されるプロバイオティクス細菌種のうちの１つである。それらは、好気性培養条件下で酸素呼吸および成長できないことに起因して、偏性嫌気菌として分類され、それらは、支配的なヒト消化管細菌叢の主要な構成要素である。それらは、乳酸および酢酸の放出を通してｐＨを制御する際に有意な役割を果たし、これは、多くの潜在的な病原性細菌の成長を制限する。母乳栄養児の腸管では、ビフィズス菌は、優勢な細胞種である。これは、腸内の微生物の８０％を上回るものを占める。米国食品医薬品局（ＦＤＡ）によって一般的に安全と認められている（ＧＲＡＳ）乳酸菌の中で最大かつ最も多様な属である、ラクトバチルスの２００を上回る公知の種が、存在する。ラクトバチルス属は、それらの適用される健康潜在性に起因して、乳製品またはプロバイオティクスのための発酵スタータ培養液として広範に展開および研究されている。

【0207】

本願では、嫌気性培養実験が、ガス補給蓋と組み合わせたサンプル容器１８を含む、容器アセンブリ２００を使用して実施されることができる。容器アセンブリ２００は、バイオマス、ｐＨ値、液相の酸素飽和度（ＤＯ）、および種々の蛍光発光分子またはタンパク質の蛍光強度等の最も一般的な培養パラメータのオンライン監視を可能にする、微生物培養の高処理能力スクリーニングのためのベンチトップデバイスである。高い処理能力を達成するために、培養は、容器アセンブリ２００内の最大４８個のバッチの同時工程を可能にする、それぞれ４８個のウェルを伴うＳＢＳ／ＳＬＡＳ標準形式マイクロタイタプレート（例えば、サンプル容器１８）内で実行される。さらに、プロバイオティクス細菌であるラクトバチルスカゼイ、ラクトバチルスプランタルム、およびビフィドバクテリウムビフィダムの嫌気性バッチおよびフェドバッチ培養を実施するために、ガス補給蓋を使用することの簡潔さがある。ガス補給蓋の主要な利点は、給送およびｐＨ制御が、ここでは、５～５０ｍＬ／分の調節可能な流量を伴うサンプル容器１８の直接窒素（例えば、１００％のＮ_２）ガス補給の間に同時に行われ得ることである。

【0208】

ラクトバチルス株の嫌気性培養
ラクトバチルス属（ラクトバチルスカゼイ ＤＳＭ ２００１１またはラクトバチルスプランタルム ＤＳＭ ２０１７４）の全ての培養は、３７℃の周囲温度において、かつ嫌気性条件下でＭＲＳブロス中で行われた。ＭＲＳブロスは、培地中の残留分子Ｏ_２を低減させることによって、酸化還元電位のための還元剤としての役割を果たす、０．５ｇ／ＬのシステインＨＣｌを富化された。全ての前培養は、２５０ｍＬの三角フラスコ内で実施された。本目的のために、２０ｍＬの調製されたＭＲＳブロスが、１ｍＬの凍結培養液を播種され、次いで、嫌気性条件下で少なくとも２４時間にわたって培養された。主要な培養液は、次いで、ＭＲＳブロス中でＯＤ_{ｓｔａｒｔ}＝１に設定された。後続のマイクロバイオリアクタ培養は、ｐＨ制御バッチおよびフェドバッチ培養のためのマイクロ流体丸形ウェルプレート内で実施された。培養は、３７℃、６００ｒｐｍ、および有効にされた湿度制御において行われた。培養ウェルの開始体積は、２，０００μＬに設定され、最大体積は、２，４００μＬに設定された。バイオマス（利得３）およびｐＨ（ＬＧ１）および溶存酸素ＤＯ（ＲＦ）の測定値のオンライン監視が、マイクロバイオリアクタ１００によって実施された。Ｌ．カゼイのフェドバッチ培養条件のより詳細な概観が、表１に示される。

【表1】

【0209】

マイクロバイオリアクタ内でのＢ．ビフィダムの嫌気性培養
ビフィドバクテリウムビフィダムの全ての培養は、３７℃において、かつ嫌気性条件下でＭＲＳブロス中で実施された。ＭＲＳブロスは、培地中の残留分子Ｏ_２を低減させることによって、酸化還元電位のための還元剤としての役割を果たす、０．５ｇ／ＬのシステインＨＣｌを富化された。前培養の培養は、２５０ｍＬの三角フラスコ内で行われた。本目的のために、２０ｍＬのＭＲＳブロスが、１つのカプセルの内容物を播種され、次いで、嫌気性条件下で３７℃において少なくとも２４時間にわたって培養された。主要な培養液は、ＭＲＳブロス中でＯＤ_{ｓｔａｒｔ}＝１．０に設定された。

【0210】

容器アセンブリ２００内の主要な培養液に関して、３７℃、６００ｒｐｍ、有効にされた湿度制御におけるｐＨ制御バッチおよびフェドバッチ培養、バイオマス（利得３）、ｐＨ（ＬＧ１）、およびＤＯ（ＲＦ）のオンライン監視が、実施された。Ｂ．ビフィダムのフェドバッチ培養条件のより詳細な概観が、表２に列挙される。

【表2】

【0211】

サンプル容器１８内のレイアウト設定
全てのフェドバッチ培養は、サンプル容器１８（図８）内で行われた。列Ａは、１，９００μＬのグルコース給送溶液を含有し、列Ｂは、１，９００μＬのｐＨ調節剤で充填された。ソフトウェアが、ポンプ体積を水性溶液（３ＭのＮａＯＨ）に関して０．３０μＬに調節し、より粘性の給送溶液（５００ｇ／Ｌのグルコース）に関して０．１６μＬに調節した。

【0212】

全てのフェドバッチ実験では、給送は、時間駆動され、給送プロファイルは、４μＬ／時間を伴う一定の給送に設定された。ｐＨ制御は、ｐＨ６．０に設定された。サンプル容器１８内での全ての培養の間の嫌気性条件は、ガス補給蓋を使用することによって達成され、これは、これが調製され、ガス透過性滅菌シリコン箔（Ｆ－ＧＰＲＳＭＦ３２－１）を用いてシールされた後にサンプル容器１８に取り付けられた。

【0213】

結果
マイクロバイオリアクタ内でのラクトバチルスカゼイのフェドバッチ培養
図３６および３７では、ＭＲＳブロス中のラクトバチルスカゼイの培養プロセスが、示される。図３６では、バイオマスおよび溶存酸素（ＤＯ）信号のオンライン信号および添加された給送溶液（５００ｇ／Ｌのグルコース）の体積が、提示される。図３７では、ｐＨのオンライン値およびＮａＯＨの関連付けられる体積が、培養時間に対してプロットされる。

【0214】

ここでは、３つの異なるプロセス設定、すなわち、バッチ培養および２つのフェドバッチ培養が、適用された。一方は、７．５時間後の給送開始を伴い、他方は、１０時間後の給送開始を伴う。３０ｍＬ／分のＮ_２の連続的流量を用いることで、ＤＯは、着実に減少した。４５分後、５％を下回るＤＯに到達し、さらに減少した。４．５時間後、ＤＯは、０．５％を下回るものに到達し、０％に向かって降下し続けた。約６．７時間における培養液の固定相の開始により、指数関数的成長は、停止し、バイオマス信号は、この時点で全ての３つの培養液アプローチにおいて４２任意単位であった。バッチ培養液は、９．５時間における最大４４任意単位までさらに緩慢に成長し、次いで、これは、培養の終了時に３８任意単位の最終バイオマス信号まで着実に減少する。バイオマス信号の増加は、給送溶液の添加と相関される。給送が開始されるとすぐに、バイオマス信号の増加が、可視である。７．５時間フェドバッチプロセスに関する最終バイオマス信号は、７６．３任意単位であり、１０時間フェドバッチプロセスに関して、これは、３０時間後に６５．５任意単位の最終バイオマス信号につながった。添加された塩基溶液に関する値は、成長に相関される。３ＭのＮａＯＨの添加は、いかなるさらなる細菌の酸生産も、成長がないことに起因して行われなかったため、固定相の開始とともに停止された。一定の添加の給送溶液の場合では、酸生産は、継続し、したがって、塩基が、ｐＨ６．０のｐＨ設定点値を維持するためにさらに必要とされた。

【0215】

本実験は、容器アセンブリ２００が、ガス補給蓋および直接嫌気性ガス補給と同時のｐＨ制御および給送の正常な適用に起因して、嫌気性培養のための好適なデバイスであることを示す。

【0216】

ＢｉｏＬｅｃｔｏｒ ＸＴデバイスにおける嫌気性条件の技術的および生物学的検証
培養時間全体の間に嫌気性条件を維持することは、酸素感受性生物の培養の場合では重要な要件である。以下の実験では、外部酸素センサが、ガス補給蓋の技術的機能性を検証し、ガス補給蓋の気密性、したがって、嫌気性雰囲気を証明するために、容器アセンブリ２００のガス出口において配設された。図３８および３９では、ラクトバチルスプランタルム（Ｌ．プランタルム）のバッチ培養の実験データが、示される。図３８では、オンラインバイオマス信号（利得３）が、示される。図３９では、培養ブロス中の溶存酸素のオンライン信号および容器アセンブリ２００のガス出口内の酸素濃度、オンラインｐＨ信号、およびｐＨ制御のための添加されたＮａＯＨ体積が、示される。

【0217】

２．８６時間の遅延時間後、指数関数的成長が、開始された。最終バイオマス信号は、固定相が開始されたときから７．９６時間後に１５５．８６５任意単位（ＯＤ６００＝９．０１±０．０７）であった。Ｌ．プランタルムの成長の間、乳酸生産が、行われた。その酸形成成長は、ｐＨ６を維持するための添加されたＮａＯＨ体積に相関される。３０ｍＬ／分のＮ_２の連続的流量を用いることで、ＤＯは、着実に減少した。３９分後、５％を下回るＤＯに到達し、さらに減少した。４時間後、ＤＯは、０．５％を下回ってさらに降下し、０％に向かって降下し続けた。外部センサは、１６時間の培養時間後に０．０２９％の最終酸素濃度を示した。

【0218】

本培養実施例では、技術的機能性は、検証されたが、ラクトバチルス属がまた、好気性条件下で成長し得、さらには酸素を代謝し得るという事実は、容器アセンブリ２００内での嫌気性培養の生物学的検証のための十分な証拠ではない。したがって、偏性嫌気性ビフィドバクテリウムビフィダムが、培養された。本株の正常な培養は、容器アセンブリ２００内での嫌気性培養に関する生物学的検証としての役割を果たす。図４０および４１では、Ｂ．ビフィダムのバッチおよびフェドバッチ培養の実験データが、示される。図４０では、バイオマスのオンライン信号および添加された給送体積が、培養時間に対してプロットされる。図４１では、ｐＨおよびＤＯのオンライン（オプトード）信号、および３ＭのＮａＯＨの添付された体積および容器アセンブリ２００のガス出口内の外部ガスセンサの酸素信号が、提示される。

【0219】

２．４時間の遅延時間後、指数関数的成長が、開始され、バッチ培養液に関して、バイオマス信号は、１４７．５７任意単位（ＯＤ６００＝８．３±０．５７）の最終値に到達した。バッチ培養液とは対照的に、長い指数関数的成長相が、観察可能である。本現象は、給送が６時間後にすでに開始されたため、培地中のより多い量のグルコースによって引き起こされる。２３時間の培養後、２２７．３任意単位（ＯＤ６００＝１５．９３±０．６９）の最大バイオマス値が、達成された。Ｂ．ビフィダムの成長の間、乳酸生産が、生じ、その成長は、相関され、これは、ｐＨをｐＨ６に維持するためのＮａＯＨの添加の曲線において観察可能である。合計して、１９３．５６μＬの３ＭのＮａＯＨが、培養液ブロスの中に圧送された。３０ｍＬ／分のＮ_２の連続的流量を用いることで、ＤＯは、着実に減少した。

【0220】

Ｌ．プランタルム（前述で説明されるような）およびＢ．ビフィダムの培養以降の最初の１６時間に関してすでに説明された外部酸素データは、同一の容器アセンブリ２００の工程において同時に得られ、したがって、サンプル容器１８、ガス補給蓋、および外部ガスセンサが、使用された。ＤＯ信号が１８時間からわずかに増加することが、観察可能であり、これは、０％の酸素におけるドリフトが１日あたり０．５％のＯ_２未満である酸素オプトードの技術的に調整された信号ドリフトによって解説され得る。外部酸素センサのデータは、２３時間後の容器アセンブリ２００のガス出口内の０．０２９％の酸素の値を示し、嫌気性培養条件が培養時間全体にわたって維持されたことを確認した。

【0221】

結論として、容器アセンブリ２００内での嫌気性生物の正常に行われた培養実験が、示される。マイクロ流体チップ技術およびガス補給蓋を介した直接窒素ガス補給と組み合わせて、ｐＨ制御、給送、および直接窒素ガス補給の同時実施が、小規模培養において実施されることができる。

【0222】

まとめると、嫌気性ガス補給蓋と組み合わせた容器アセンブリ２００内でのラクトバチルス属およびビフィドバクテリウムビフィダムのようなプロバイオティクスの培養の技術的および生物学的検証が、示される。ガス補給蓋を介したサンプル容器１８の直接窒素ガス補給と組み合わせられるマイクロ流体チップ技術は、小規模培養システムにおけるｐＨ制御、給送、および直接窒素ガス補給の同時実施を可能にする。これは、嫌気性細菌の培養のための好適なシステムである。

【0223】

図４２は、個々のリザーバ（またはいくつかの実施形態では、リザーバのサブセット）の精密なガス制御および気密シールを可能にする、例示的バイオリアクタシステム４２００の断面図である。バイオリアクタシステム４２００は、外部刺激に対する細胞応答の分析を可能にする。特に、バイオリアクタシステム４２００は、プロセス変数に対する高い制御度を伴う細胞培養のためのマイクロフルイディクスを使用する。また、下記により詳細に説明されるであろうように、バイオリアクタシステム４２００は、各細胞培養液のヘッドスペース内のガス雰囲気（例えば、窒素、酸素、および二酸化炭素のある組み合わせ）のリザーバ特有調整を可能にする。これは、近隣のリザーバガスからの汚染を伴わずに、各リザーバ内のガス条件の精密な制御を可能にする。下記に説明される例示的実施形態は、個々のリザーバのガス制御およびシールに焦点を当てているが、本開示は、他の実施形態が、リザーバのサブセット（例えば、２つまたはそれを上回るリザーバのサブセット）のガス制御およびシールを有し得ることを想定する。

【0224】

バイオリアクタシステム４２００は、１つまたはそれを上回るサンプル容器アセンブリ４２１０を含む。各サンプル容器アセンブリ４２１０は、マイクロ流体蓋アセンブリ４２１２と、サンプル容器４２１４とを含む。前述で説明されるものと同様に、サンプル容器４２１４は、それぞれ、細胞培養液または試薬を別個に含有するように構成される、リザーバ４２１６またはウェルの列を含む。加えて、同一の容器４２１４が、マイクロ流体蓋アセンブリ４２１２によって被覆されるが、これは、１つまたはそれを上回るピペット先端がリザーバ４２１６を探査するためにアクセス可能なままである。サンプル容器アセンブリ４２１０は、したがって、ガスが逃散しないように防止しながら、ピペット先端がサンプル容器４２１４に進入することを可能にする。

【0225】

サンプル容器４２１４の上方に気密シールを生成することに加えて、マイクロ流体蓋アセンブリ４２１２は、各リザーバ４２１６を密閉する。さらに、下記により詳細に説明されるであろうように、マイクロ流体蓋アセンブリ４２１２は、ガス管４２３０を介してガスを導入／除去することによって、各リザーバ４２１６のヘッドスペース内のガス濃度を個々に制御することを可能にする構造を含む。各リザーバヘッドスペースの中に導入される各ガスの量は、ガス管４２３０と結合される、弁アレイ４２５０によって制御される。弁アレイ４２５０は、振盪台４２９０の下方に配置される、バイオリアクタシステム４２００の基部プレート４２６０に取り付けられてもよい。軌道振盪プラットフォーム１８０／１９０に関して前述で説明されるものと同様に、振盪台４２９０は、細胞培養実験のためにサンプル容器アセンブリ４２１０と結合し、および／またはそれを移動させるように構成される。故に、ガス管４２３０は、これに干渉することなく振盪運動に耐えるために、ガス管４２３０における屈曲を可能にするために、可撓性材料を含む、および／またはＳ形において配列されてもよい。

【0226】

図４３は、サンプル容器アセンブリ４２１０の斜視分解図である。特に、図４３は、ガイド要素２がその上に配置される、ガイド構造１と、ガイド構造１の下に配置される、弾力性層４３１０と、弾力性層４３１０の下に配置される、マイクロ流体構造４３３０とを含む、マイクロ流体蓋アセンブリ４２１２のコンポーネントの例示的配列を示す。弾力性層４３１０は、ガイド構造１とマイクロ流体構造４３３０との間に据え付けられる、シリコーン層等の弾力性ポリマー材料のパネルを備えてもよい。

【0227】

いくつかの実施形態では、弾力性層４３１０の各側は、接着剤層４３１２／４３１４、接着剤コーティングまたは層、またはある他の好適な接着剤適用を具備してもよい。他の実施形態では、弾力性層を締結するいくつかの他の手段（例えば、ねじ、留め具、またはある他の締結具）が、使用されてもよい。故に、ガイド構造１および１つまたはそれを上回るガイド要素２は、弾力性層４３１０の上面に取り付けられ、それと結合し、またはそれと接着し、マイクロ流体構造４３３０は、弾力性層４３１０の底面に取り付けられる、それと結合する、またはそれと接着する。有利なこととして、ガイド構造１、ガイド要素２、弾力性層４３１０、および／またはマイクロ流体構造４３３０を含む、マイクロ流体蓋アセンブリ４２１２のコンポーネントは、使い捨てである（例えば、単回使用用途のため）一体ユニットの層を形成してもよい。

【0228】

マイクロ流体蓋アセンブリ４２１２が組み立てられ、および／またはサンプル容器４２１４の上に設置される状態で、マイクロ流体構造４３３０は、リザーバ４２１６にわたって配置され、サンプル容器４２１４の外周に沿ってシールを生成する。弾力性層４３１０は、（弾力性層１３および４に関してより詳細に説明されるような）個別のリザーバ４２１６と整合する、スリット４３１１または開口を含む。同様に、下記により詳細に説明されるように、マイクロ流体構造４３３０は、スリット４３１１およびリザーバ４２１６との対応する整合を有する、貫通孔４３３１を含む。本配列は、有利なこととして、依然として、ピペット先端が対応するスリット４３１１および貫通孔４３３１を通して挿入され、リザーバ４２１６にアクセスすることを可能にしながら、各リザーバ４２１６をシールする。

【0229】

いくつかの実施形態では、マイクロ流体蓋アセンブリ４２１２は、接着剤４３１６を用いてサンプル容器４２１４に接着されるように構成される。一実施形態では、マイクロ流体蓋アセンブリ４２１２の底面（またはマイクロ流体構造４３３０の底面）は、サンプル容器４２１４の上面に接着される。いくつかの実施形態では、接着剤４３１６は、サンプル容器４２１４の外周の上側面をマイクロ流体蓋アセンブリ４２１２の底部面（またはマイクロ流体構造４３３０の底部面）に取り付ける、それと結合する、それと接着する、および／またはそれにシールするための紫外線硬化接着剤を備える。サンプル容器アセンブリ４２１０は、したがって、各リザーバ４２１６内の細胞培養を可能にする、単一のシールされたユニットを形成し得る。有利なこととして、サンプル容器アセンブリ４２１０は、これが、増加された滅菌性を可能にする、統合された使い捨てデバイスとして形成され得るため、哺乳類細胞培養等の高い滅菌性の要求を伴う用途のために好適である。サンプル容器アセンブリ４２１０はまた、これが、精密な個々のウェル制御（例えば、ｐＨおよびガス）を可能にするため、哺乳類細胞培養のために好適である。

【0230】

マイクロ流体構造４３３０は、その底面上のガス入口（図４３に図示せず）を介してガス管４２３０からガスを受容するように構成される。マイクロ流体構造４３３０のガス受容部分または面積は、組み立てられた形態においてサンプル容器アセンブリ４２１０の構造本体の外側に（またはサンプル容器４２１４の周の外側に）延在する。いくつかの実施形態では、マイクロ流体構造４３３０の本面積において、底面は、それに滅菌フィルタ４３９０を取り付ける、結合する、または接着するための接着剤部材４３７０を具備する。滅菌フィルタ４３９０は、マイクロ流体構造４３３０に進入するガスを滅菌し、ガスの汚染を防止するように構成される。接着剤部材４３７０は、対応するガス管４２３０からマイクロ流体構造４３３０の中へのガスを可能にするためのガス開口部４３７２を含んでもよい。一実施形態では、滅菌層４３９０は、（例えば、２００ｎｍの細孔を介して）病原菌を濾過して除きながら、ガス分子がそれを通して通過することを可能にするように構成される、細孔を伴うガス透過性フィルム（例えば、プラスチックフィルム）を備える。

【0231】

マイクロ流体構造４３３０およびサンプル容器４２１４は、それらが気密シールを形成するように接着されてもよい。これらのコンポーネントは、それらがともに接着されるとき、それらがいかなる間隙も残さず、したがって、気密シールを形成するように製造されてもよい。このように、サンプル容器４２１４の各ウェルは、マイクロ流体構造４３３０によって個々にシールされてもよい。他の実施形態では、ガスケットまたは他のシール要素が、気密シールを形成するように、マイクロ流体構造４３３０とサンプル容器４２１４との間に設置されてもよい。

【0232】

図４４は、マイクロ流体構造４３３０の断面図である。図４４は、マイクロ流体構造４３３０が、それぞれ、ガスをガス入口４４１２からガス出口４４１４に輸送するように構成される、マイクロ流体チャネル４４１０を含むことを示す。ガス入口４４１２は、マイクロ流体構造４３３０の底面内の開口部を備え、対応するガス管４２３０を介してガスを受容するように構成される。ガス出口４４１４は、マイクロ流体構造４３３０の底面内の開口部を備え、ガスを対応するリザーバ４２１６に提供するように構成される。マイクロ流体構造４３３０は、リザーバの上方に固定され、したがって、各リザーバ４２１６にマイクロ流体チャネル４４１０を介して精密な量の１つまたはそれを上回るガスを供給しながら、個々にリザーバ４２１６のそれぞれをシールするように構成される。

【0233】

例えば、マイクロ流体構造４３３０が、３つのガス（例えば、窒素、酸素、および二酸化炭素）の精密な組み合わせを合計２４個のリザーバ４２１６のそれぞれに提供するように構成されると仮定する。マイクロ流体構造４３３０は、したがって、リザーバ４２１６のヘッドスペースと整合するための２４個の貫通孔４３３１を含む。加えて、本実施例では、マイクロ流体構造４３３０は、貫通孔４３３１またはリザーバ４２１６毎に３つのマイクロ流体チャネル４４１０（例えば、窒素、酸素、および二酸化炭素毎に１つのチャネル）を含む。故に、マイクロ流体構造４３３０は、７２個のマイクロ流体チャネル４４１０（対応するガス入口４４１２およびガス出口４４１４を伴う）を含み、窒素、酸素、および二酸化炭素の独立した制御を各リザーバ４２１６に提供するように構成される。しかしながら、リザーバ４２１６の異なる数および／またはリザーバ４２１６毎のガスの組み合わせに関する代替構成が、想定されることを理解されたい。

【0234】

マイクロ流体構造４３３０はまた、サンプル容器アセンブリ４２１０の他のコンポーネントとの整合を促進するために、１つまたはそれを上回るインデックス孔４４６０を含んでもよい。概して、マイクロ流体構造４３３０がサンプル容器４２１４と結合または整合される状態で、ガス入口４４１２は、サンプル容器４２１４の周の外側に配置され、ガス出口４４１４は、サンプル容器４２１４の周の内側に配置される。ガスを同一のリザーバ４２１６に輸送するマイクロ流体チャネル４４１０のサブグループが、マイクロ流体構造４３３０の平面内で相互と隣接して配置されてもよい。マイクロ流体チャネル４４１０のサブグループはまた、ガスの組み合わせをリザーバ４２１６に提供するために、ともに合体し、および／または貫通孔４３３１またはそれに近接して終端してもよい。

【0235】

一実施形態では、マイクロ流体構造４３３０は、ガス入口４４１２を複数のリザーバ４２１６のそれぞれに結合するように構成される、複数の第１のマイクロ流体チャネルを含む。いくつかの実施形態では、複数の第１のマイクロ流体チャネルの第１のサブセットは、ガス状酸素、窒素、または二酸化炭素のうちの１つまたはそれを上回るものをリザーバ４２１６に運搬するように構成され、複数の第１のマイクロ流体チャネルの第２のサブセットは、液体試薬をリザーバ４２１６に運搬するように構成される。さらなる実施形態では、マイクロ流体構造４３３０は、リザーバ４２１６から離れるようにガスを運搬するように構成される、複数の第２のマイクロ流体チャネルを含む。またさらなる実施形態では、マイクロ流体構造４３３０は、単回使用用途のためにサンプル容器４２１４に糊着される、射出成型プラスチックを含む。時として、ガス補給チップと称される、マイクロ流体構造４３３０は、平坦な上面および底面を伴う平面である本体を備えてもよい。

【0236】

図４５は、弁アレイ４２５０の斜視図である。弁アレイ４２５０は、弁基部４５３０上に据え付けられる、弁４５２０のグリッドまたは列を含む。各弁４５２０は、弁４５２０と結合される対応するガス管４２３０を通して送達されるべき精密な量のガスを制御するように構成される。弁アレイ４２５０は、それぞれ、１つまたはそれを上回るガス源（図示せず）からガスを受容するように構成される、１つまたはそれを上回るガスポート４５４０を含む。前述で言及されるように、源における流体は、ガス状または液体形態であってもよい。上記の実施例を継続すると、弁アレイ４２５０は、窒素、酸素、および二酸化炭素毎に１つずつ、３つのガスポート４５４０を含んでもよい。また、各ガスポート４５４０は、２４個の弁４５２０の列へのガスの供給を提供してもよい。弁アレイ４２５０（例えば、合計７２個）の弁４５２０は、マイクロ流体構造４３３０のガス管４２３０およびマイクロ流体チャネル４４１０と対応し、それと流体的に結合してもよい。したがって、本実施例では、弁４５２０の各列またはサブグループ（例えば、３つの弁４５２０の列）は、２４個のリザーバ４２１６毎に精密な量の窒素、酸素、および二酸化炭素を制御してもよい。

【0237】

図４６は、バイオリアクタシステム４２００の側面図である。ここで示されるように、バイオリアクタシステム４２００は、ガス管４２３０を受容する、またはそれと結合するように構成される、管ポート４６５２を伴うコネクタ要素４６５０を含んでもよい。コネクタ要素４６５０は、ガス管４２３０をマイクロ流体構造４３３０のガス入口４４１２と流体的に結合するための内部通路（図４２参照）を伴う構造筐体を含む。コネクタ要素４６５０の底部部分は、振盪台４２９０に取り付けられ、またはそれと結合されてもよく、管ポート４６５２は、振盪台４２９０の下方に配置されてもよい。コネクタ要素４６５０の上部部分または上部端は、ガスをガス入口４４１２に提供するために、マイクロ流体構造４３３０と結合されてもよい。すなわち、サンプル容器４２１４およびコネクタ要素４６５０は、振盪台４２９０上に相互に隣接して据え付けられるとき、ガス入口４４１２を有するマイクロ流体構造４３３０の一部が、コネクタ要素４６５０の上面４６５４にわたって配置されるように、対応する高さを有してもよい。

【0238】

バイオリアクタシステム４２００はまた、サンプル容器アセンブリ４２１０を固着させ、および／またはシールするために、１つまたはそれを上回る固定要素４６７０を含む。いくつかの実施形態では、シール４６８０または弾性部材が、コネクタ要素４６５０とマイクロ流体構造４３３０との間に提供される。代替として、または加えて、シール４６８０は、マイクロ流体構造４３３０とサンプル容器４２１４との間に提供される。固定要素４６７０は、サンプル容器アセンブリ４２１０および／またはコネクタ要素６４５０のコンポーネントの間の気密接続のために、シール４６８０を圧縮するための挟持機構を提供する。

【0239】

図４７は、バイオリアクタシステム４２００の斜視図である。特に、図４７は、細胞培養実験のための振盪台４２９０に結合される４つのサンプル容器アセンブリ４２１０を含む、バイオリアクタシステム４２００の実施例を示す（２つのサンプル容器アセンブリが、前景に可視であり、２つの他のサンプル容器アセンブリの一部が、背景に可視である）。左の前景上のサンプル容器アセンブリは、定位置に挟持されているアセンブリを示し、右の前景上のサンプル容器アセンブリは、アセンブリの分解図を示す（純粋に例証目的のため）。各サンプル容器アセンブリ４２１０は、振盪台４２９０に取り付けられる、個別のコネクタ要素４６５０と結合する。コネクタ要素４６５０は、コネクタ要素４６５０の上面４６５４から上向きに延在する、１つまたはそれを上回る支柱４７５０を含む。支柱４７５０は、コネクタ要素４６５０の１つまたはそれを上回る支柱ガイド４７８２と結合する。

【0240】

コネクタ要素４６５０の上面４６５４はまた、マイクロ流体構造４３３０のガス入口４４１２と整合し、それと流体的に結合するように構成される、ガス経路４７１０を含む。コネクタ要素４６５０の上面４６５４とマイクロ流体構造４３３０の底面との間に据え付けられる、シール４６８０は、対応する整合されたガス経路を含んでもよい。マイクロ流体構造４３３０をコネクタ要素４６５０に対して整合させた後、固定要素４６７０は、マイクロ流体構造４３３０にわたって配設され、支柱ガイド４７８２を支柱４７５０と噛合させる。固定要素４６７０のレバー４７８４が、固定要素４６７０をコネクタ要素４６５０に挟持させるように作動され、したがって、ガス経路をマイクロ流体構造４３３０にシールする圧力を提供する。

【0241】

効率的な細胞培養を可能にするために、精密な温度制御を有することが、重要であり得る。これは、特に、哺乳類細胞の場合に当てはまり得る。下記により詳細に説明されるように、バイオリアクタシステム４２００は、サンプル容器アセンブリ４２１０の上方および／または下方に１つまたはそれを上回るチャンバを含んでもよく、これらのチャンバ内の温度は、サンプル容器アセンブリ内の温度を調整するように制御されてもよい。図４８Ａは、バイオリアクタシステム４２００の上側チャンバ４８０２に関連するコンポーネントの斜視図である。図４８Ｂは、バイオリアクタシステム４２００の上側チャンバ４８０２に関連するコンポーネントの別の斜視図である。図４８Ｃは、バイオリアクタシステム４２００の上側チャンバ４８０２に関連するコンポーネントの上面図である。

【0242】

図４８Ａおよび図４８Ｃに示されるように、バイオリアクタシステム４２００は、サンプル容器アセンブリ４２１０にわたって配置される、カバーインレイ４８１０を含んでもよい（カバーインレイ４８１０は、図４８Ｂに示されない）。バイオリアクタシステム４２００は、１つまたはそれを上回るファン４８２０と、温度制御モジュール４８３０とを含む。下記により詳細に説明されるように、ファンおよび温度制御モジュール４８３０は、サンプル容器アセンブリ４２１０間で熱を均一かつ精密に分配するように、加熱された空気を上側チャンバの周囲で、最終的に、サンプル容器アセンブリ４２１０にわたって移動させる、空気流を生成するために使用されてもよい。

【0243】

図示される実施例では、カバーインレイ４８１０は、上側チャンバ４８０２またはサンプル容器アセンブリ４２１０が設置および振盪される環境の蓋を形成する。カバーインレイ４８１０は、サンプル容器アセンブリ４２１０の個別のリザーバ４２１６にわたって対応または整合する、１つまたはそれを上回る流入アレイ４８１２または通気孔４８１４のグリッドを含む。例えば、それぞれ、２４個のリザーバ４２１６を有する、４つのサンプル容器アセンブリ４２１０の形式に関して、カバーインレイ４８１０は、それぞれ、２４個の通気孔４８１４を有する、４つの流入アレイ４８１２を含んでもよい。

【0244】

ファン４８２０は、上側チャンバ４８０２から空気を引き込み、空気を温度制御モジュール４８３０に向かって押動するように構成される。ファン４８２０は、上側チャンバ４８０２の縁または角の側壁に配置される、半径方向ファンを備えてもよい。温度制御モジュール４８３０は、標的空気温度を維持するために、その表面温度を変化させることによって空気を加温または冷却するように構成される。例えば、温度制御モジュール４８３０は、熱シンクと結合されるペルチェモジュールを備えてもよく、上側チャンバ４８０２の温度を測定するための１つまたはそれを上回る温度センサ、培養液の温度を測定するための１つまたはそれを上回る光学センサ、および／または温度測定値に基づいてペルチェモジュールのパワーを調節するための温度コントローラを含む、またはそれと接続してもよい。温度制御モジュール４８３０は、ファン４８２０の間の上側チャンバ４８０２の一方の端部または側面に配置されてもよい。

【0245】

空気が温度制御モジュール４８３０を介して予熱された後、これは、予熱空気通路４８４０を通して、カバーインレイ４８１０にわたって押し上げられる（例えば、図４８Ｃの通気孔４８１４に向かって指し示す矢印参照）。本予熱された空気は、次いで、流入アレイ４８１２における通気孔４８１４のそれぞれを通して下向きに押動され、これは、サンプル容器アセンブリ４２１０のリザーバのそれぞれの上方に予熱された空気を送流する（例えば、図４８Ｂのガイド要素２に向かって下向きに指し示す矢印参照）。通気孔４８１４の流入アレイ４８１２は、指向される空気流が、サンプル容器アセンブリ４２１０の所望の位置に（例えば、各リザーバの上方に）衝突することを確実にする。本説明される構成は、説明される構成が均一な加熱を各リザーバに提供し得る点において、そのような指向される空気流を採用しない代替構成よりも有利である。

【0246】

いったん空気がサンプル容器アセンブリにわたって通過すると、これは、次いで、サンプル容器アセンブリから離れるように指向されてもよい。いくつかの実施形態では、図４８Ｃに図示されるように、空気は、バイオリアクタシステム４２００の側壁に沿って流出口４８９０を介して温度制御モジュール４８３０に戻るように再循環されてもよい。本実施例では、ファン４８２０は、空気温度が再び予熱され得る（例えば、所望の温度まで加熱／冷却される）ように、これらの経路を介して空気を引き込み、温度制御モジュール４８３０にわたってそれらを再び通過させることによって、負圧を生成するように構成される。ファン４８２０からの継続される負圧は、次いで、本予熱された空気を再びカバーインレイ４８１０にわたって流動させ、再度、サンプル容器アセンブリ４２１０を加熱／冷却するように、通気孔４８１４を通して下向きに押動させ得る。

【0247】

いくつかの実施形態では、バイオリアクタシステム４２００は、上側チャンバ４８０２の標的温度および／または培養ウェルの内側の温度を摂氏１度以内または０．５度以内に維持してもよい。

【0248】

いくつかの実施形態では、通気孔４８１４の直径は、上側チャンバ４８０２の所望の温度分布に従って変動される。例えば、上側チャンバ４８０２の異なる部分への可変長の距離を進行する空気によって通常引き起こされる温度不均質性は、通気孔４８１４の直径を変動させることによって相殺されてもよい。これは、上側チャンバ４８０２の異なる面積が、異なる強度を伴う予熱された空気の流れを供給されることを可能にする。加えて、図４８Ａ－Ｃに示されないが、カバーインレイ４８１０にわたって配置されるカバーまたは摺動扉が、バイオリアクタシステム４２００を封入するために提供され得ることを理解されたい。

【0249】

いくつかの実施形態では、バイオリアクタシステム４２００は、代替として、または加えて、下側チャンバを含んでもよい。図４９Ａは、サンプル容器アセンブリ４２１０の下のチャンバである、バイオリアクタシステム４２００の下側チャンバ４９０２に関連するコンポーネントの底面図である。図４９Ｂは、バイオリアクタシステムの下側チャンバに関連するコンポーネントの別の底面図である。上側チャンバ４８０２を予熱することに加えて、またはその代替として、バイオリアクタシステム４２００は、下側チャンバ４９０２または振盪台４２９０の下方の環境を予熱するように構成されてもよい。例えば、下側チャンバ４９０２は、振盪台４２９０の直下に配置されてもよく、サンプル容器アセンブリ４２１０は、振盪台４２９０の上に立設されてもよい。本実施例では、２つの温度制御モジュール４８３０が、下側チャンバ４９０２の反対の端部または側壁において提供される。加えて、各側壁は、温度制御モジュール４８３０の両側上にファン４８２０を含む。

【0250】

図４９Ａに示される実施例では、ファン４８２０は、下側チャンバ４９０２の中間部分から空気を引き込み、温度制御モジュール４８３０を横断して、またはそれを通して空気を通過させ、その側方側面に沿って下側チャンバ４９０２の中に戻るように予熱された空気を吹送するように構成される。これは、図４９Ａの矢印によって示されるように、下側チャンバの両方の反対の側壁上で同期的に実施されてもよい。図４９Ｂに示される実施例では、ファン４８２０は、空気を下側チャンバ４９０２の周囲に流動または循環させるように構成される。例えば、加熱された空気が、下側チャンバ４９０２を横断し、途中で熱を損失するにつれて、冷却された空気が、引き込まれ、再加熱のために温度制御モジュール４８３０にわたって通過され、下側チャンバ４９０２内で再循環される（例えば、図４９Ｂに示される時計回り方向）。温度制御モジュール４８３０およびファン４８２０は、同様に下側チャンバ４９０２を冷却してもよい。有利なこととして、調整された空気流は、サンプル容器アセンブリ４２１０の下の下側側面または面積を加熱または冷却してもよい。

【0251】

一実施形態では、バイオリアクタシステム４２００は、上側チャンバ４８０２および下側チャンバ４９０２の両方を予熱するように構成される。有利なこととして、バイオリアクタシステム４２００の蒸発率は、上側チャンバ４８０２および下側チャンバ４９０２の温度を別個に調節することによって制御される。例えば、標的培養温度（例えば、摂氏約３７度）を達成するために、上側チャンバ４８０２は、標的温度よりもわずかに高い第１の温度（例えば、摂氏約３９度）に設定されてもよく、下側チャンバ４９０２は、標的温度よりもわずかに低い第２の温度（例えば、摂氏約３６度）に設定され、バイオリアクタシステム４２００のコンポーネント内に含有される水に起因する凝縮を防止してもよい。

【0252】

図５０は、自動的細胞培養プラットフォーム５０００のブロック図である。自動的細胞培養プラットフォーム５０００は、バイオリアクタモジュール５０１０（例えば、バイオリアクタシステム４２００）と、バイアビリティモジュール５０２０と、タイタモジュール５０３０と、自動化液体ハンドラ５０４０と、消耗品５０５０と、システムコントローラ５０６０とを含む。自動的細胞培養プラットフォーム５０００は、したがって、統合された細胞健全性、タイタ、および細胞培地測定能力を含む。加えて、自動的細胞培養プラットフォーム５０００は、哺乳類細胞株開発およびプロセス開発における実験の設計を小型化し、実験を迅速化し、作業時間を低減させるように構成される。

【0253】

前述で説明されるように、バイオリアクタモジュール５０１０（例えば、バイオリアクタシステム４２００）は、単一のシステムにおいて増加された数のサンプルを支持するために、少なくとも反応リザーバ（例えば、５ｍＬのリザーバ）を含んでもよい。例えば、それぞれ２４個の５ｍＬのウェルを伴う４つの使い捨てマイクロタイタプレートが、振盪プラットフォーム（例えば、２００～８００ＲＰＭにおける３ｍｍ直径の円形軌道）上に格納される。各ウェルは、ｐＨおよびＤＯ２を測定するための統合されたオプトードを含んでもよい。バイオリアクタモジュール５０１０はまた、各ウェルを測定するための光学測定システムを含んでもよい。例えば、バイオリアクタモジュール５０１０は、ガス補給蓋（例えば、マイクロ流体構造４３３０）を伴うサンプル容器アセンブリ４２１０のための制御システムを含む、またはそれと接続してもよい。制御システムは、サンプル容器アセンブリ４２１０と関連付けられる測定パラメータを入手するように構成される、センサと、少なくとも１つのガスをガス補給蓋に提供する、ガス供給システムと、入手された測定パラメータを処理し、処理された測定パラメータに基づいて、ガス供給源を制御するように構成される、コントローラとを含んでもよい。

【0254】

バイアビリティモジュール５０２０は、ウェルから採取された試料に関する細胞濃度およびバイアビリティの測定値を提供するように構成されてもよい。例えば、自動化液体ハンドラ５０４０は、バイオリアクタモジュール５０１０のリザーバからサンプルを吸引し、これをバイアビリティモジュール５０２０に導入してもよく、これは、サンプルのタンパク質濃度を測定してもよい。別の実施例として、サンプルは、自動的細胞培養プラットフォーム５０００のデッキからの試薬管または試薬ウェルから吸引されてもよい（すなわち、サンプルは、バイオリアクタモジュール５０１０からのものである必要はない）。タイタモジュール５０３０は、タンパク質濃度（例えば、イムノグロブリンＧ（ＩｇＧ）濃度）を測定するように構成されてもよい。例えば、自動化液体ハンドラ５０４０は、バイオリアクタモジュール５０１０のリザーバからサンプルを吸引し、これをタイタモジュール５０３０に導入してもよく、これは、サンプルのタンパク質濃度を測定してもよい。別の実施例として、サンプルは、自動的細胞培養プラットフォーム５０００のデッキからの試薬管または試薬ウェルから吸引されてもよい（すなわち、サンプルは、バイオリアクタモジュール５０１０からのものである必要はない）。任意の好適なタイタ測定方法（例えば、サンプルの蛍光偏光測定）が、採用されてもよい。自動化液体ハンドラ５０４０は、（例えば、サンプル容器アセンブリ４２１０の）細胞培養リザーバをサンプリングする、または試薬を細胞培養リザーバに給送／添加するための１つまたはそれを上回る固定プローブおよび／または１つまたはそれを上回る使い捨てプローブを含んでもよい。消耗品５０５０は、ガス供給物（例えば、窒素、酸素、および二酸化炭素）、個々のガス補給を支援するために使い捨てであるバイオリアクタマイクロタイタプレート（例えば、サンプル容器アセンブリ４２１０）、タイタモジュール５０３０のための試薬、バイアビリティモジュール５０２０のための試薬、先端清浄化のための試薬、および／または他の細胞成長試薬（例えば、顧客供給細胞成長培地）のうちの１つまたはそれを上回るものを含んでもよい。

【0255】

システムコントローラ５０６０は、自動的細胞培養プラットフォーム５０００の動作を制御するように動作的に結合される。システムコントローラ５０６０は、したがって、本明細書に説明される機能性を実行するために、バイオリアクタモジュール５０１０、バイアビリティモジュール５０２０、タイタモジュール５０３０、および／または自動化液体ハンドラ５０４０、および個別の基礎となるコンポーネントに動作的に結合されてもよい。システムコントローラ５０６０はまた、システムコントローラ５０６０によって実行されると、システムコントローラ５０６０のプロセッサに、本明細書に説明される機能性を実行させる、コンピュータプログラム製品を有形かつ非一過性様式において記憶する、コンピュータ記憶媒体を備えてもよい。加えて、システムコントローラ５０６０は、ユーザ入力を受信するためのコンピュータ相互作用要素（例えば、キーボード、マウス、タッチスクリーン、グラフィカルユーザインターフェース等）を含んでもよい。

【0256】

図５１は、サンプル容器アセンブリ４２１０を組み立てる方法５１００の実施例を図示する。方法５１００は、マイクロ流体構造４３３０をサンプル容器４２１４の上面に取り付ける動作５１０２を含むことができる。動作５１０２は、マイクロ流体構造４３３０をサンプル容器４２１４の上面に接着することを含むことができる。次に、方法５１００は、弾力性層（例えば、弾力性層４３１０）をマイクロ流体構造４３３０の上面に取り付ける動作５１０４を含むことができる。次に、方法５１００は、少なくとも１つのガイド要素２を弾力性層の上面に取り付ける動作５１０６を含むことができる。

【0257】

図５２は、バイオリアクタシステムが振盪されている間にサンプル容器の中にピペット先端を挿入する方法５２００の実施例を図示する。方法５２００は、バイオリアクタシステム４２００のサンプル容器４２１４に取り付けられるマイクロ流体蓋アセンブリ４２１２の上方にガイド要素２を設置する動作５２０２を含むことができる。次に、方法５２００は、バイオリアクタシステム４２００を振盪させる動作５２０４を含むことができる。例えば、動作５２０４は、所定の運動範囲内でサンプル容器アセンブリ４２１０を移動させることによって、サンプル容器アセンブリ４２１０を振盪させるように振盪台４２９０を動作させることを含むことができる。一実施形態では、所定の運動範囲は、ガイド要素２のうちの１つまたはそれを上回るものの１つまたはそれを上回る上部端の１つまたはそれを上回る内径以内である。

【0258】

次に、方法５２００は、ガイド要素２の最も狭い領域にピペット先端７１を誘導するように、（例えば、ピペット操作ロボット７０の）ロボットアームを作動させる動作５２０６を含むことができる。次に、方法５２００は、ピペット先端７１をガイド要素２の最も狭い領域を通してサンプル容器４２１４の中に誘導する動作５２０８を含むことができる。したがって、方法５２００では、１つまたはそれを上回るピペッタを備える、自動化ピペッタは、サンプル容器アセンブリ４２１０が振盪されている間、１つまたはそれを上回るガイド要素２を介してサンプル容器４２１４の中に１つまたはそれを上回るピペット先端７１を挿入するように構成される。

【0259】

図５３は、嫌気性細胞を培養する方法５３００の実施例を図示する。方法５３００は、マイクロ流体構造４３３０がサンプル容器４２１４の上面に取り付けられた状態でサンプル容器４２１４を嫌気性環境内に設置する動作５３０２を含むことができる。次に、方法５３００は、サンプル容器４２１４が嫌気性環境内にある間、嫌気性細胞を備えるサンプルをサンプル容器４２１４の１つまたはそれを上回るリザーバ４２１６の中に配置する動作５３０４を含むことができる。ガイド構造１およびガイド要素２は、まだ取り付けられていない場合があるため、動作５３０４は、大きいピペットを用いて実施されてもよい。

【0260】

次に、方法５３００は、サンプル容器のリザーバ４２１６にわたって蓋アセンブリ（例えば、マイクロ流体蓋アセンブリ４２１２のコンポーネント）を設置することによって、サンプル容器４２１４のリザーバ４２１６の周囲に気密シールを生成する動作５３０６を含むことができる。次に、方法５３００は、細胞培養のために非嫌気性環境にシールされたサンプル容器を輸送する動作５３０８を含むことができる。次に、方法５３００は、細胞培養を完了した後、単回使用用途としてのシールされたサンプルを廃棄する動作５３１０を含むことができる。

【0261】

図５４は、嫌気性細胞を培養する方法５４００の別の実施例を図示する。方法５４００は、嫌気性環境内にマイクロ流体蓋アセンブリ４２１２を伴うサンプル容器４２１４を設置する動作５４０２を含むことができる。次に、方法５４００は、サンプル容器４２１４が嫌気性環境内にある間、嫌気性細胞を備えるサンプルをサンプル容器４２１４の１つまたはそれを上回るリザーバ４２１６の中に配置する動作５４０４を含むことができる。

【0262】

次に、方法５４００は、サンプル容器のリザーバにわたって蓋アセンブリを設置することによって、サンプル容器のリザーバの周囲に気密シールを生成する動作５４０６を含むことができる。次に、方法５４００は、細胞培養のために非嫌気性環境にシールされたサンプル容器を輸送する動作５４０８を含むことができる。

【0263】

図５５は、マイクロタイタプレートのリザーバの上方のヘッドスペース内のガス濃度を制御する方法５５００の実施例を図示する。方法５５００は、マイクロタイタプレート（例えば、サンプル容器４２１４）の上方にマイクロ流体蓋アセンブリ４２１４を設置する動作であって、マイクロタイタプレートは、１つまたはそれを上回るリザーバ４２１６を含む、動作５５０２を含むことができる。一実施形態では、マイクロ流体蓋アセンブリ４２１４は、リザーバ４２１６の上方のヘッドスペースを提供し、細胞培養の間のガス交換を可能にするように構成される。さらなる実施形態では、リザーバの上方のヘッドスペースは、２０ｍＬ～４００ｍＬである。次に、方法５５００は、ガスをヘッドスペースの中に流動させる動作５４０４を含むことができる。

【0264】

図５６は、ガス補給蓋（例えば、マイクロ流体構造４３３０）を伴うサンプル容器アセンブリを制御する方法５６００の実施例を図示する。方法５６００は、サンプル容器アセンブリ４２１０と関連付けられる測定パラメータを感知する動作５６０２を含むことができる。次に、方法５６００は、感知された測定パラメータを処理する動作５６０４を含むことができる。次に、方法５６００は、処理された測定パラメータに基づいて、ガス補給蓋への少なくとも１つのガスのガス供給源を制御する動作５６０６を含むことができる。

【0265】

本開示の付加的側面が、以下の付記に列挙される。

【0266】

付記１．蓋アセンブリであって、上部外面と、底部内面とを有する、蓋筐体であって、蓋筐体は、サンプル容器を被覆するように構成される、蓋筐体と、蓋筐体内に配置される、第１の弾力性層と、蓋筐体の底部内面から第１の弾力性層に向かって張出し、シール面が第１の弾力性層に対して押圧されるとき、気密シールを生成する、シール面とを備える、蓋アセンブリ。

【0267】

付記２．第１の弾力性層は、個別のガイド要素と整合される、１つまたはそれを上回る第１の開口を含み、各第１の開口は、ピペット先端がそれを通して押動されるときに開放し、ピペット先端が除去されるときに閉鎖するように構成される、請求項１に記載の蓋アセンブリ。

【0268】

付記３．蓋アセンブリであって、上部外面と、底部内面とを有する、蓋筐体であって、蓋筐体は、サンプル容器を被覆するように構成される、蓋筐体と、蓋筐体の上部外面から延在する、１つまたはそれを上回るガイド要素であって、各ガイド要素は、上部端から底部端まで延設される、中空内部部分を有し、中空内部部分は、底部端においてよりも上部端においてより大きい断面積を有し、各ガイド要素は、ピペット先端を受容および誘導するように構成される、１つまたはそれを上回るガイド要素と、蓋筐体内に配置される、第１の層であって、第１の層は、個別のガイド要素と整合される、１つまたはそれを上回る第１の開口を含み、各第１の開口は、ピペット先端がそれを通して押動されるときに開放し、ピペット先端が除去されるときに閉鎖するように構成される、第１の層とを備える、蓋アセンブリ。

【0269】

付記４．蓋筐体の底部内面から第１の層に向かって張出し、シール面が第１の層に対して押圧されるとき、気密シールを生成する、シール面をさらに備える、請求項３に記載の蓋アセンブリ。

【0270】

付記５．シール面は、蓋筐体の底部内面上の第１の陥凹エリアを蓋筐体の底部内面上の第２の陥凹エリアから仕切る、パーティションを含む、請求項４に記載の蓋アセンブリ。

【0271】

付記６．シール面およびパーティションは、相互と連続的である、請求項５に記載の蓋アセンブリ。

【0272】

付記７．蓋筐体の第１の陥凹エリアに接続され、加圧ガスを受容するように構成される、第１のガスポートをさらに備える、請求項５に記載の蓋アセンブリ。

【0273】

付記８．第２の陥凹エリアから１つまたはそれを上回るガスを受容または除去するように構成される、第２および第３のガスポートをさらに備える、請求項７に記載の蓋アセンブリ。

【0274】

付記９．蓋筐体の底部内面と第１の層との間の付加的陥凹エリアを分離するように構成される、１つまたはそれを上回る付加的パーティションをさらに備える、請求項５に記載の蓋アセンブリ。

【0275】

付記１０．シール面は、リジッド材料から作製される、請求項４に記載の蓋アセンブリ。

【0276】

付記１１．シール面は、ＰＥＥＫから作製される、請求項４に記載の蓋アセンブリ。

【0277】

付記１２．第１の層の底部側上に配置される、滅菌層をさらに備え、滅菌層は、ピペット先端によって穿刺されるように構成される、請求項３に記載の蓋アセンブリ。

【0278】

付記１３．各ガイド要素の底部端と蓋筐体の上部外面との間に配置される、第２の層をさらに備え、第２の層は、個別のガイド要素および第１の開口と整合される、１つまたはそれを上回る第２の開口を有し、蓋筐体内の１つまたはそれを上回る貫通孔へのアクセスを提供し、各第２の開口は、ピペット先端が第２の開口を通して押動されるときに開放し、ピペット先端が除去されるときに閉鎖するように構成される、請求項３に記載の蓋アセンブリ。

【0279】

付記１４．蓋筐体の底部内面から第１の層に向かって延在する、１つまたはそれを上回る支柱をさらに備える、請求項３に記載の蓋アセンブリ。

【0280】

付記１５．１つまたはそれを上回るガイド要素は、蓋筐体の一体部分を形成する、請求項３に記載の蓋アセンブリ。

【0281】

付記１６．１つまたはそれを上回るガイド要素は、蓋筐体の上部外面に可撤式に結合される、請求項１５に記載の蓋アセンブリ。

【0282】

付記１７．中空内部部分は、円錐形または円錐台形形状を有する、請求項１５に記載の蓋アセンブリ。

【0283】

付記１８．１つまたはそれを上回る第１の開口は、スリットである、請求項１５に記載の蓋アセンブリ。

【0284】

付記１９．スリットは、自己回復する、請求項１８に記載の蓋アセンブリ。

【0285】

付記２０．第１の層は、弾力性ポリマー材料である、請求項３に記載の蓋アセンブリ。

【0286】

付記２１．第１の層は、シリコーンから作製される、請求項３に記載の蓋アセンブリ。

【0287】

付記２２．容器アセンブリであって、蓋アセンブリであって、上部外面と、底部内面とを伴う、蓋筐体であって、蓋筐体は、サンプル容器を被覆するように構成される、蓋筐体と、蓋筐体の上部外面から延在する、１つまたはそれを上回るガイド要素であって、各ガイド要素は、上部端から底部端まで延設される、中空内部部分を有し、中空内部部分は、底部端においてよりも上部端においてより大きい断面積を有し、各ガイド要素は、ピペット先端を受容および誘導するように構成される、１つまたはそれを上回るガイド要素と、蓋筐体内に配置される、第１の層であって、第１の層は、個別のガイド要素と整合される、１つまたはそれを上回る第１の開口を有し、各第１の開口は、ピペット先端がそれを通して押動されるときに開放し、ピペット先端が除去されるときに閉鎖するように構成される、第１の層とを備える、蓋アセンブリと、複数のウェルを備える、サンプル容器とを備える、容器アセンブリ。

【0288】

付記２３．サンプル容器の第１の部分は、１つまたはそれを上回る第１のウェルを備え、サンプル容器の第２の部分は、１つまたはそれを上回る第２のウェルを備え、１つまたはそれを上回る第１のウェルは、流体試薬を含有するように構成され、１つまたはそれを上回る第２のウェルは、１つまたはそれを上回る細胞を備える、流体サンプルを含有するように構成され、第１のウェルのうちの１つまたはそれを上回るものは、１つまたはそれを上回る流体チャネルを介して第２のウェルのうちの１つまたはそれを上回るものに流体的に結合され、蓋アセンブリは、蓋アセンブリがサンプル容器に対して圧縮させられるとき、サンプル容器の周囲に気密シールを提供する、請求項２２に記載の容器アセンブリ。

【0289】

付記２４．気密シールは、サンプル容器上の第１のシール面と、第１のシール面に対して押圧される、蓋アセンブリ上の第２のシール面とを有し、それによって、両方のシール面は、蓋筐体の底部内面に垂直に作用する、請求項２３に記載の容器アセンブリ。

【0290】

付記２５．偏心レバーと、半径方向に誘導されるボールを備えるボールスリーブとをさらに備える、請求項２３に記載の容器アセンブリ。

【0291】

付記２６．バイオリアクタシステムであって、可逆的にシール可能なサンプル容器アセンブリであって、蓋アセンブリであって、上部外面と、底部内面とを有する、蓋筐体であって、蓋筐体は、サンプル容器を被覆するように構成される、蓋筐体と、蓋筐体の上部外面から延在する、１つまたはそれを上回るガイド要素であって、各ガイド要素は、上部端から底部端まで延設される、中空内部部分を有し、中空内部部分は、底部端においてよりも上部端においてより大きい断面積を有し、各ガイド要素は、ピペット先端を受容および誘導するように構成される、１つまたはそれを上回るガイド要素と、蓋筐体内に配置される、第１の層であって、第１の層は、個別のガイド要素と整合される、１つまたはそれを上回る第１の開口を有し、各第１の開口は、ピペット先端がそれを通して押動されるときに開放し、ピペット先端が除去されるときに閉鎖するように構成される、第１の層とを備える、蓋アセンブリと、複数のウェルを備える、サンプル容器とを備える、可逆的にシール可能なサンプル容器アセンブリと、所定の運動範囲内でサンプル容器アセンブリを移動させることによって、サンプル容器アセンブリを振盪させるように構成される、プラットフォームであって、所定の運動範囲は、ガイド要素のうちの１つまたはそれを上回るものの１つまたはそれを上回る上部端の１つまたはそれを上回る内径以内である、プラットフォームと、サンプル容器アセンブリが振盪されている間、１つまたはそれを上回るガイド要素を介したサンプル容器の中への挿入のために構成される、１つまたはそれを上回るピペット先端を有する、ピペット操作ロボットとを備える、バイオリアクタシステム。

【0292】

付記２７．プラットフォームは、軌道方式においてサンプル容器アセンブリを移動させるように構成される、請求項２６に記載のバイオリアクタシステム。

【0293】

付記２８．プラットフォームは、６００ＲＰＭ～１，０００ＲＰＭの範囲内の軌道方式においてサンプル容器アセンブリを移動させるように構成される、請求項２６に記載のバイオリアクタシステム。

【0294】

付記２９．プラットフォームは、６００ＲＰＭ～８００ＲＰＭの範囲内の軌道方式においてサンプル容器アセンブリを移動させるように構成される、請求項２６に記載のバイオリアクタシステム。

【0295】

付記３０．サンプル容器アセンブリの軌道移動の攪拌直径は、１ｍｍ～５ｍｍの範囲内である、請求項２６、２８、または２９に記載のバイオリアクタシステム。

【0296】

付記３１．サンプル容器をシールする方法であって、サンプル容器の上に滅菌層を設置することと、滅菌層の上に弾力性層を設置することと、弾力性層の上に蓋筐体を押圧することと、蓋筐体をサンプル容器に解放可能に固着させることとを含む、方法。

【0297】

付記３２．偏心レバーと、半径方向に誘導されるボールを備えるボールスリーブとを作動させることをさらに含む、請求項３１に記載の方法。

【0298】

付記３３．蓋筐体からサンプル容器を解放するように、解放ピンを作動させることをさらに含む、請求項３１に記載の方法。

【0299】

付記３４．嫌気性細胞を培養する方法であって、嫌気性環境内にサンプル容器を設置することと、サンプル容器が嫌気性環境内にある間、嫌気性細胞を備えるサンプルをサンプル容器の１つまたはそれを上回るウェルの中に配置することと、サンプル容器のウェルにわたって蓋アセンブリを設置することによって、サンプル容器のウェルの周囲に気密シールを生成することと、細胞培養のために非嫌気性環境にシールされたサンプル容器を輸送することとを含む、方法。

【0300】

付記３５．シールされたサンプル容器は、非嫌気性環境内に配置される、マイクロバイオリアクタ内に設置される、請求項３４に記載の方法。

【0301】

付記３６．サンプル容器および蓋アセンブリは、１つまたはそれを上回るウェルの上方のヘッドスペースを画定し、本方法はさらに、ヘッドスペース内の酸素濃度を０％～５％に調節することを含む、請求項３４に記載の方法。

【0302】

付記３７．サンプル容器および蓋アセンブリは、１つまたはそれを上回るウェルの上方のヘッドスペースを画定し、本方法はさらに、ヘッドスペース内の酸素濃度を０％～１０％に調節することを含む、請求項３４に記載の方法。

【0303】

付記３８．サンプル容器および蓋アセンブリは、１つまたはそれを上回るウェルの上方のヘッドスペースを画定し、本方法はさらに、ヘッドスペース内の酸素濃度を０％～２０％に調節することを含む、請求項３４に記載の方法。

【0304】

付記３９．バイオリアクタシステムが振盪されている間、サンプル容器の中にピペット先端を挿入する方法であって、バイオリアクタシステムのサンプル容器の上方にガイド要素を設置することと、バイオリアクタシステムを振盪させることと、ガイド要素の最も狭い領域にピペット先端を誘導するように、ピペット操作ロボットを作動させることと、ピペット先端をガイド要素の最も狭い領域を通してサンプル容器の中に誘導することとを含む、方法。

【0305】

付記４０．ピペット先端を介してサンプル容器からある体積の流体を除去することをさらに含む、請求項３９に記載の方法。

【0306】

付記４１．ピペット先端を介してサンプル容器にある体積の流体を添加することをさらに含む、請求項３９に記載の方法。

【0307】

付記４２．マイクロプレートのための蓋アセンブリであって、マイクロプレートは、１つまたはそれを上回るウェルを含み、蓋アセンブリは、ウェルの上方のヘッドスペースを提供し、細胞培養の間のガス交換を可能にするように構成され、ウェルの上方のヘッドスペースは、２０ｍＬ～４００ｍｌである、蓋アセンブリ。

【0308】

付記４３．ヘッドスペースは、６０ｍｌ～９０ｍｌである、請求項４２に記載の蓋アセンブリ。

【0309】

付記４４．マイクロプレートのウェルの上方のヘッドスペース内のガス濃度を制御する方法であって、マイクロプレートの上方に蓋アセンブリを設置することであって、マイクロプレートは、１つまたはそれを上回るウェルを含み、蓋アセンブリは、ウェルの上方のヘッドスペースを提供し、細胞培養の間のガス交換を可能にするように構成され、リザーバの上方のヘッドスペースは、２０ｍＬ～４００ｍＬである、ことと、ガスをヘッドスペースの中に流動させることとを含む、方法。

【0310】

付記４５．ガスの濃度を測定することと、測定された濃度に基づいて、ガス流動を調節することとをさらに含む、請求項４４に記載の方法。

【0311】

付記４６．ガス補給蓋を伴うサンプル容器アセンブリのための制御システムであって、サンプル容器アセンブリと関連付けられる測定パラメータを入手するように構成される、センサと、少なくとも１つのガスをガス補給蓋に提供する、ガス供給システムと、入手された測定パラメータを処理し、処理された測定パラメータに基づいて、ガス供給源を制御するように構成される、コントローラとを備える、制御システム。

【0312】

付記４７．ガス補給蓋を伴うサンプル容器アセンブリを制御する方法であって、サンプル容器アセンブリと関連付けられる測定パラメータを感知することと、感知された測定パラメータを処理することと、処理された測定パラメータに基づいて、ガス補給蓋への少なくとも１つのガスのガス供給源を制御することとを含む、方法。

【0313】

付記４８．コンピュータプログラム製品であって、コンピュータコントローラによって実行されると、コンピュータコントローラに、ガス補給蓋を有するサンプル容器アセンブリと関連付けられる測定パラメータを感知させ、感知された測定パラメータを処理させ、処理された測定パラメータに基づいて、ガス補給蓋への少なくとも１つのガスのガス供給源を制御させる、コンピュータプログラムコードを有形かつ非一過性様式において記憶する、コンピュータプログラム製品。

【0314】

付記４９．サンプル容器の上方に気密シールを生成するためのマイクロ流体蓋アセンブリであって、蓋アセンブリは、サンプル容器の複数のリザーバにわたって配置され、サンプル容器の外周に沿ってシールを生成するように構成される、マイクロ流体構造を備え、マイクロ流体構造は、１つまたはそれを上回る流体源への１つまたはそれを上回る接続を受容するための１つまたはそれを上回るガス入口と、ガス入口を複数のリザーバのそれぞれに結合するように構成される、複数の第１のマイクロ流体チャネルとを備え、マイクロ流体構造は、リザーバのそれぞれを、複数のガイド要素およびサンプル容器のリザーバにわたって配置される開口を伴う層から分離する、マイクロ流体蓋アセンブリ。

【0315】

付記５０．マイクロ流体構造は、複数のリザーバのそれぞれを個々にシールするように構成される、請求項４９に記載のマイクロ流体蓋アセンブリ。

【0316】

付記５１．複数の第１のマイクロ流体チャネルはそれぞれ、制御されたガス濃度を複数のリザーバのうちの個々にシールされた１つに輸送するように構成される、請求項５０に記載のマイクロ流体蓋アセンブリ。

【0317】

付記５２．複数の第１のマイクロ流体チャネルの少なくとも第１のサブセットは、ガス状酸素、窒素、または二酸化炭素のうちの１つまたはそれを上回るものをリザーバに運搬するように構成される、請求項４９に記載のマイクロ流体蓋アセンブリ。

【0318】

付記５３．複数の第１のマイクロ流体チャネルの第２のサブセットは、液体試薬をリザーバに運搬するように構成される、請求項５２に記載のマイクロ流体蓋アセンブリ。

【0319】

付記５４．リザーバから離れるようにガスを運搬するように構成される、複数の第２のマイクロ流体チャネルをさらに備える、請求項４９に記載のマイクロ流体蓋アセンブリ。

【0320】

付記５５．複数のガイド要素および層は、一体ユニットを形成する、請求項４９に記載のマイクロ流体蓋アセンブリ。

【0321】

付記５６．複数のガイド要素は、層に結合される、ガイド構造上に配置される、請求項４９に記載のマイクロ流体蓋アセンブリ。

【0322】

付記５７．マイクロ流体蓋アセンブリは、接着剤を用いてサンプル容器に接着されるように構成される、請求項４９に記載のマイクロ流体蓋アセンブリ。

【0323】

付記５８．開口は、層内のスリットを備える、請求項４９に記載のマイクロ流体蓋アセンブリ。

【0324】

付記５９．層は、弾力性ポリマー材料を含む、請求項４９に記載のマイクロ流体蓋アセンブリ。

【0325】

付記６０．サンプル容器アセンブリであって、複数のリザーバを備える、サンプル容器と、１つまたはそれを上回るガス入口と、複数のマイクロ流体チャネルとを備える、マイクロ流体構造とを備え、マイクロ流体構造の底面は、サンプル容器の上面に接着される、サンプル容器アセンブリ。

【0326】

付記６１．複数のガイド要素は、層の上面に接着される、ガイド構造上に配置され、マイクロ流体構造の上面は、層の底面に接着される、請求項６０に記載のサンプル容器アセンブリ。

【0327】

付記６２．バイオリアクタシステムであって、複数のリザーバを備える、サンプル容器と、１つまたはそれを上回るガス入口と、複数のマイクロ流体チャネルとを備える、マイクロ流体構造とを備え、マイクロ流体構造の底面は、サンプル容器の上面に接着される、サンプル容器アセンブリと、マイクロ流体構造の上方に位置付けられる、１つまたはそれを上回るガイド要素と、所定の運動範囲内でサンプル容器アセンブリを移動させることによって、サンプル容器アセンブリを振盪させるように構成される、振盪台であって、所定の運動範囲は、ガイド要素のうちの１つまたはそれを上回るものの１つまたはそれを上回る上部端の１つまたはそれを上回る内径以内である、振盪台と、サンプル容器アセンブリが振盪されている間、１つまたはそれを上回るガイド要素を介してサンプル容器の中に１つまたはそれを上回るピペット先端を挿入するように構成される、１つまたはそれを上回るピペッタを備える、自動化ピペッタとを備える、バイオリアクタシステム。

【0328】

付記６３．振盪台の上方に配置される、上側チャンバと、上側チャンバ内の予熱された空気を指向し、複数のリザーバのそれぞれを均一に予熱するように構成される、カバーインレイとをさらに備える、請求項６２に記載のバイオリアクタシステム。

【0329】

付記６４．カバーインレイは、複数のリザーバと整合する、通気孔を含み、通気孔は、予熱された空気を指向するように構成される、請求項６３に記載のバイオリアクタシステム。

【0330】

付記６５．振盪台の下方に配置される、下側チャンバと、下側チャンバの周囲に予熱された空気を循環させるように構成される、１つまたはそれを上回るファンとをさらに備える、請求項６２に記載のバイオリアクタシステム。

【0331】

付記６６．振盪台の上方に配置される、上側チャンバと、振盪台の下方に配置される、下側チャンバと、第１の標的温度において上側チャンバの空気を予熱するように構成される、１つまたはそれを上回る第１の温度制御モジュールと、第２の標的温度において下側チャンバの空気を予熱するように構成される、１つまたはそれを上回る第２の温度制御モジュールとをさらに備える、請求項６２に記載のバイオリアクタシステム。

【0332】

付記６７．第１の温度は、バイオリアクタシステムにおける凝縮を防止するために、第２の温度よりも高く設定される、請求項６６に記載のバイオリアクタシステム。

【0333】

付記６８．サンプル容器アセンブリを組み立てる方法であって、マイクロ流体構造をサンプル容器の上面に取り付けることと、弾力性層をマイクロ流体構造の上面に取り付けることと、少なくとも１つのガイド要素を弾力性層の上面に取り付けることとを含む、方法。

【0334】

付記６９．マイクロ流体構造をサンプル容器の上面に接着することをさらに含む、請求項６８に記載の方法。

【0335】

付記７０．バイオリアクタシステムが振盪されている間、サンプル容器の中にピペット先端を挿入する方法であって、バイオリアクタシステムのサンプル容器に取り付けられるマイクロ流体蓋アセンブリの上方にガイド要素を設置することと、バイオリアクタシステムを振盪させることと、ピペット先端をガイド要素の最も狭い領域に誘導するように、ロボットアームを作動させることと、ピペット先端をガイド要素の最も狭い領域を通してサンプル容器の中に誘導することとを含む、方法。

【0336】

付記７１．嫌気性細胞を培養する方法であって、マイクロ流体構造がサンプル容器の上面に取り付けられた状態でサンプル容器を嫌気性環境内に設置することと、サンプル容器が嫌気性環境内にある間、嫌気性細胞を備えるサンプルをサンプル容器の１つまたはそれを上回るリザーバの中に配置することと、サンプル容器のリザーバにわたって蓋アセンブリを設置することによって、サンプル容器のリザーバの周囲に気密シールを生成することと、細胞培養のために非嫌気性環境にシールされたサンプル容器を輸送することとを含む、方法。

【0337】

付記７２．マイクロタイタプレートのリザーバの上方のヘッドスペース内のガス濃度を制御する方法であって、マイクロタイタプレートの上方にマイクロ流体蓋アセンブリを設置することであって、マイクロタイタプレートは、１つまたはそれを上回るリザーバを含み、マイクロ流体蓋アセンブリは、リザーバの上方のヘッドスペースを提供し、細胞培養の間のガス交換を可能にするように構成され、リザーバの上方のヘッドスペースは、２０ｍＬ～４００ｍＬである、ことと、ガスをヘッドスペースの中に流動させることとを含む、方法。

【0338】

付記７３．嫌気性細胞を培養する方法であって、嫌気性環境内にマイクロ流体蓋アセンブリを伴うサンプル容器を設置することと、サンプル容器が嫌気性環境内にある間、嫌気性細胞を備えるサンプルをサンプル容器の１つまたはそれを上回るリザーバの中に配置することと、サンプル容器のリザーバにわたって蓋アセンブリを設置することによって、サンプル容器のリザーバの周囲に気密シールを生成することと、細胞培養のために非嫌気性環境にシールされたサンプル容器を輸送することとを含む、方法。

【0339】

付記７４．ガス補給蓋を伴うサンプル容器アセンブリのための制御システムであって、サンプル容器アセンブリと関連付けられる測定パラメータを入手するように構成される、センサと、少なくとも１つのガスをガス補給蓋に提供する、ガス供給システムと、入手された測定パラメータを処理し、処理された測定パラメータに基づいて、ガス供給源を制御するように構成される、コントローラとを備える、制御システム。

【0340】

付記７５．ガス補給蓋を伴うサンプル容器アセンブリを制御する方法であって、サンプル容器アセンブリと関連付けられる測定パラメータを感知することと、感知された測定パラメータを処理することと、処理された測定パラメータに基づいて、ガス補給蓋への少なくとも１つのガスのガス供給源を制御することとを含む、方法。

【0341】

付記７６．コンピュータプログラム製品であって、コンピュータコントローラによって実行されると、コンピュータコントローラに、ガス補給蓋を有するサンプル容器アセンブリと関連付けられる測定パラメータを感知させ、感知された測定パラメータを処理させ、処理された測定パラメータに基づいて、ガス補給蓋への少なくとも１つのガスのガス供給源を制御させる、コンピュータプログラムコードを有形かつ非一過性様式において記憶する、コンピュータプログラム製品。

【0342】

付記７７．自動的細胞培養システムであって、タイタモジュールと、タイタモジュールと統合される、細胞健全性および細胞培地測定能力を含む、バイオリアクタモジュールとを備える、自動的細胞培養システム。

【0343】

付記Ａ１．システムであって、リザーバを有する、サンプル容器の上方に気密シールを生成するように構成される、マイクロ流体蓋アセンブリであって、マイクロ流体蓋アセンブリは、ガイド要素と、ガイド要素の下に整合するように構成される、開口を伴う層と、層の開口の下に整合するように構成される、貫通孔を伴うマイクロ流体構造であって、マイクロ流体構造は、１つまたはそれを上回る流体源と流体的に結合するように構成される、ガス入口と、ガス入口をサンプル容器のリザーバに流体的に結合するように構成される、マイクロ流体チャネルとを備える、マイクロ流体構造とを備える、マイクロ流体蓋アセンブリを備える、システム。

【0344】

付記Ａ２．マイクロ流体構造は、サンプル容器のリザーバのそれぞれを個々にシールするように構成される、請求項Ａ１に記載のシステム。

【0345】

付記Ａ３．各マイクロ流体チャネルは、制御されたガス濃度を複数のリザーバのうちの個々にシールされた１つに輸送するように構成される、請求項Ａ２に記載のシステム。

【0346】

付記Ａ４．マイクロ流体チャネルの第１のサブセットは、ガス状酸素、窒素、または二酸化炭素のうちの１つまたはそれを上回るものをリザーバに運搬するように構成される、請求項Ａ１に記載のシステム。

【0347】

付記Ａ５．マイクロ流体チャネルの第２のサブセットは、液体試薬をリザーバに運搬するように構成される、請求項Ａ４に記載のシステム。

【0348】

付記Ａ６．マイクロ流体構造はさらに、リザーバから離れるようにガスを運搬するように構成される、付加的マイクロ流体チャネルを備える、請求項Ａ１に記載のシステム。

【0349】

付記Ａ７．ガイド要素および層は、一体ユニットを形成する、請求項Ａ１に記載のシステム。

【0350】

付記Ａ８．ガイド要素は、層に結合される、ガイド構造上に配置される、請求項Ａ１に記載のシステム。

【0351】

付記Ａ９．マイクロ流体蓋アセンブリは、接着剤を用いてサンプル容器に接着されるように構成される、請求項Ａ１に記載のシステム。

【0352】

付記Ａ１０．開口は、層内のスリットを備える、請求項Ａ１に記載のシステム。

【0353】

付記Ａ１１．層は、弾力性ポリマー材料を含む、請求項Ａ１に記載のシステム。

【0354】

付記Ａ１２．サンプル容器アセンブリであって、リザーバを備える、サンプル容器と、マイクロ流体構造であって、マイクロ流体構造の底面は、サンプル容器の上面に接着される、マイクロ流体構造とを備える、サンプル容器アセンブリをさらに備える、請求項Ａ１に記載のシステム。

【0355】

付記Ａ１３．マイクロ流体構造の上面は、層の底面に接着される、請求項Ａ１２に記載のシステム。

【0356】

付記Ａ１４．バイオリアクタシステムであって、サンプル容器アセンブリと、所定の運動範囲内でサンプル容器アセンブリを移動させることによって、サンプル容器アセンブリを振盪させるように構成される、振盪台であって、所定の運動範囲は、ガイド要素の上部端の内径以内である、振盪台と、サンプル容器アセンブリが振盪されている間、ガイド要素を介してサンプル容器の中に１つまたはそれを上回るピペット先端を挿入するように構成される、１つまたはそれを上回るピペッタを備える、自動化ピペッタとを備える、バイオリアクタシステムをさらに備える、請求項Ａ１２に記載のシステム。

【0357】

付記Ａ１５．バイオリアクタシステムはさらに、振盪台の上方に配置される、上側チャンバと、上側チャンバ内の予熱された空気を指向し、リザーバのそれぞれを均一に予熱するように構成される、カバーインレイとを備える、請求項Ａ１４に記載のシステム。

【0358】

付記Ａ１６．カバーインレイは、リザーバと整合する、通気孔を含み、通気孔は、予熱された空気を指向するように構成される、請求項Ａ１５に記載のシステム。

【0359】

付記Ａ１７．バイオリアクタシステムはさらに、振盪台の下方に配置される、下側チャンバと、下側チャンバの周囲に予熱された空気を循環させるように構成される、１つまたはそれを上回るファンとを備える、請求項１４に記載のシステム。

【0360】

付記Ａ１８．バイオリアクタシステムはさらに、振盪台の上方に配置される、上側チャンバと、振盪台の下方に配置される、下側チャンバと、第１の標的温度において上側チャンバの空気を予熱するように構成される、１つまたはそれを上回る第１の温度制御モジュールと、第２の標的温度において下側チャンバの空気を予熱するように構成される、１つまたはそれを上回る第２の温度制御モジュールとを備える、請求項Ａ１４に記載のシステム。

【0361】

付記Ａ１９．第１の温度は、バイオリアクタシステムにおける凝縮を防止するために、第２の温度よりも高く設定される、請求項Ａ１８に記載のシステム。

【0362】

付記Ａ２０．自動的細胞培養システムであって、タイタモジュールと、バイオリアクタシステムであって、バイオリアクタシステムは、タイタモジュールと統合される、細胞健全性および細胞培地測定能力を含む、バイオリアクタシステムとを備える、自動的細胞培養システムをさらに備える、請求項Ａ１４に記載のシステム。

【0363】

付記Ａ２１．制御システムであって、サンプル容器アセンブリと関連付けられる測定パラメータを入手するように構成される、センサと、少なくとも１つのガスをマイクロ流体構造に提供するように構成される、ガス供給システムと、入手された測定パラメータを処理し、処理された測定パラメータに基づいて、ガス供給システムを制御するように構成される、コントローラとを備える、制御システムをさらに備える、請求項Ａ１２に記載のシステム。

【0364】

付記Ａ２２．方法であって、マイクロ流体構造をサンプル容器の上面に取り付けることと、弾力性層をマイクロ流体構造の上面に取り付けることと、少なくとも１つのガイド要素を弾力性層の上面に取り付けることとを含む、方法。

【0365】

付記Ａ２３．マイクロ流体構造をサンプル容器の上面に接着することをさらに含む、請求項Ａ２２に記載の方法。

【0366】

付記Ａ２４．サンプル容器を振盪させることと、ピペット先端を少なくとも１つのガイド要素の最も狭い領域に誘導するように、ロボットアームを作動させることと、ピペット先端を少なくとも１つのガイド要素の最も狭い領域を通してサンプル容器の中に誘導することとをさらに含む、請求項Ａ２２に記載の方法。

【0367】

付記Ａ２５．マイクロ流体構造がサンプル容器の上面に取り付けられた状態でサンプル容器を嫌気性環境内に設置することと、サンプル容器が嫌気性環境内にある間、嫌気性細胞を備えるサンプルをサンプル容器の１つまたはそれを上回るリザーバの中に配置することと、サンプル容器のリザーバにわたって蓋アセンブリを設置することによって、サンプル容器のリザーバの周囲に気密シールを生成することと、細胞培養のために非嫌気性環境にシールされたサンプル容器を輸送することとをさらに含む、請求項Ａ２２に記載の方法。

【0368】

付記Ａ２６．サンプル容器の上方にマイクロ流体蓋アセンブリを設置することであって、サンプル容器は、リザーバを含み、マイクロ流体蓋アセンブリは、マイクロ流体構造と、弾力性層と、少なくとも１つのガイド要素とを含み、マイクロ流体蓋アセンブリは、リザーバの上方のヘッドスペースを提供し、細胞培養の間のガス交換を可能にするように構成され、リザーバの上方のヘッドスペースは、２０ｍＬ～４００ｍＬである、ことと、ガスをヘッドスペースの中に流動させることとをさらに含む、請求項Ａ２２に記載の方法。

【0369】

付記Ａ２７．嫌気性環境内にサンプル容器を設置することと、サンプル容器が嫌気性環境内にある間、嫌気性細胞を備えるサンプルをサンプル容器の１つまたはそれを上回るリザーバの中に配置することと、サンプル容器の上面にマイクロ流体蓋アセンブリを取り付けることによって、サンプル容器のリザーバの周囲に気密シールを生成することと、細胞培養のために非嫌気性環境にシールされたサンプル容器を輸送することとをさらに含む、請求項Ａ２６に記載の方法。

【0370】

付記Ａ２８．サンプル容器と、マイクロ流体構造とを備える、サンプル容器アセンブリと関連付けられる測定パラメータを感知することと、感知された測定パラメータを処理することと、処理された測定パラメータに基づいて、マイクロ流体構造への少なくとも１つのガスのガス供給源を制御することとをさらに含む、請求項Ａ２２に記載の方法。

【0371】

本発明は、詳細に示され、説明される本好ましい実施形態に関連して例証および説明されているが、種々の修正および構造的変更が、本発明の精神および範囲からいかようにも逸脱することなく行われ得るため、示される詳細に限定されることを意図していない。実施形態は、本発明の原理および実践的用途を解説し、それによって、当業者が、本発明および種々の実施形態を最良に利用し、特定の使用に適しているような種々の修正が想定されることを可能にするために選定および説明された。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】

【図39】

【図40】

【図41】

【図42】

【図43】

【図44】

【図45】

【図46】

【図47】

【図48A】

【図48B】

【図48C】

【図49A】

【図49B】

【図50】

【図51】

【図52】

【図53】

【図54】

【図55】

【図56】

【国際調査報告】