JPH07500664A - 細胞分離のための改良された装置及び方法 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 細胞分離のための改良された装置及び方法技術的分野 本発明は、一般的には試料流体から目標粒子を選択する方法及び装置に関し、具 体的には目標細胞の免疫選択を遂行する装置の動作を制御する改良された装置試 料流体の成分部分を分離して目標粒子を得るための種々の方法及び装置が存在し ている。これらの方法は、フィルタ、遠心分離機、クロマトグラフ及び他の公知 の流体分離方法を含む。細胞の混合体から特定細胞の副次集団もしくは目標細胞 を分離する他の装置及び方法も存在している。これらの方法は、コラム、遠心分 離機、フィルタを使用する総体分離、不要細胞を殺すことによる分離、蛍光によ り作動される細胞選別機を用いる分離、バンニング技術のような物理的支持具上 に不動化されたりガント（もしくは配位子）に細胞を直接的にもしくは間接的に 結合することによる分離、コラム免疫吸着による分離、及び磁気免疫ビード（も しくは溶球）を使用する分離を含む。これらの免疫選択方法は、目標細胞を積極 的にもしくは消極的に選択するために使用されてきた。ここに積極的な選択とは 直接的ｌ了選択及び特定の目標細胞を回収することを言い、消極的な選択とは細 胞の不均一な集団から特定の目標細胞の副次集団を排除することを言う。

コラムは、試料流体から目標粒子を選択するための上述した方法、及び試料流体 から１］標細胞を選択する特定的な免疫選択方法に共通している。典型的には、 コラムは入［］端、出［−］端、及び入口端と出口端との中間に位置している基 体（サブストレー１−）を有している。基体は、コラムから出てくる目標粒子が 実質的に純粋とｌｉるように、流体かコラムを通過するにつれて流体組成から目 標粒子を分離する。コラムから出てくる目標粒子は集められ、収集された分離生 成物として保持される。従って、基体は試事４流体から目標粒子を分離するよう に特定の分離に応して選択される。

試料流体から目標粒子を分離するためにコラムと共に使用する種々の基体が存在 している。一般に言えば、分離を遂行するために選択される基体の型は、試料流 体から目標粒子をどのようにして分離するかを決定する。例えば、クロマトグラ フィに典型的に使用される基体を使用する場合には、試料流体は溶剤溶液を使用 し圧力を加えてコラムを通過せしめられる。基体は、目標粒子が基体を通過する のに必要な時間と、試料流体の残余の成分が基体を通過するのに必要な時間とが 実質的に異なるように、目標流子と基体との結合特性が試料流体の残余の成分と 基体との結合特性とは実質的に異なるように選択される。従って、所定の収集時 間には実質的に純粋な目標粒子の成分がコラムから出てくる。

再びコラム免疫吸着装置を使用する免疫選択方法を参照する。基体は、ビードの 表面」−に不動化された抗体のようなりガントて被膜されたビードを含むことが できる。リガンドは、目標粒子をコラム内で不動化させるために目標粒子と結合 するように選択される。コラム基体のビードを飽和さぜるために十分な量の流体 組成がコラムを通過した後に、目標粒子は種々の技術を使用してビードから解放 させることができる。好ましくは、ビードを静かに撹拌して目標粒子と不動化さ れたりガントとの間の結合を破ることによって目標粒子をビードから解放する。

しかしながら、免疫吸着を遂行するための既存のコラムは、目標粒子の解放を援 助する基体を撹拌する装置として商業的に受け入れられるものではなく、望まし いものではないことが実証されている。また従来装置は、基体に対して遂行する 撹拌の量を制御して目標粒子の破壊を防ぐための装置としても失敗しており、こ の理由からも望ましいものではない。

他のコラム分離装置、特に池のコラム免疫吸着装置も、これらの装置がコラムへ 試料流体を導入するのを制御するために、及びコラムから目標粒子を引き出すの を制御するために操作員によるかなりの関与を必要とすることから、非効率的で あることが実証されている。典型的には、コラム分離装置は、試料流体の導入の 前にコラムを浄化する諸段階、及び試料流体をコラムを通過させる諸段階を含む 種々の段階を通して活動的に監視しなければならない。一般にこれらの段階は流 体分離プロセスの上記の各段階を遂ｊテするために、及びこれらの段階内の副段 階を遂ＩＴ′するために操作員かかなり関与する必要かあった。従って、必然的 にこれらの装置の効率はプロセスを制御する操作員の熟練度及び有効性によって 制限される。それ故、装置の操作員の必然的な関与の量を最小にして流体分離を 遂行する装置を提供することが望まれている。更に、操作員の重大な関与を必要 とせずに装置を通過する流体の運動を分離装置によって精密に制御できる装置を 提供することも望ましい。

発明の概要 本発明は、試料流体から目標粒子を分離する改良された装置及び方法を提供する 。本発明の一実施例では、コラム組立体を有する細胞分離装置と共に使用する改 良された流体制御システムが提供される。コラム組立体は、試料流体から目標細 胞を分離するコラムを含む。コラム組立体は、爾後にコラムから目標細胞を受け るための流体収集袋をも含む。流体制御システムは、コラムから流出して流体収 集袋へ流入する流体の光学的密度を表すコラム信号を供給するコラムセンサを含 む。流体制御システムは、コラム弁制御信号に応答し、流体がコラムから流出し て流体収集袋へ流入するのを選択的に可能ならしめるコラム弁をも含む。流体制 御システムの動作を制御するためにデータプロセッサが設けられている。データ プロセッサはコラム信号に応答してコラム弁制御信号を供給し、収集中の目標細 胞の濃度を最適化する。

」−記の流体υ］御システムの代替実施例では、コラム組立体（４、試料流体を コラムへ供給する試料流体供給袋と、コラムを試料流体供給袋及び流体収集袋へ 結合する流体配管とを含む。流体制御システムは、コラム内の流体の圧力を決定 するためにコラムに結合可能な圧力セノザをも含む。圧）Ｊセンサは、圧力信号 をデータプロセッサへ結合するコネクタを含む。ポンプか設けられており、この ポンプはポンプ制御信号に応答して流体配管内の流体の流れの速度及び方向を制 御する。

データプロセッサは圧力信号に応答してポンプ制御信号を供給し、コラム内の流 体の圧力を増減させる。

本発明の別の実施例には細胞分離装置か設けられており、この細胞分離装置は試 料流体から目標細胞を分離するだめのコラム組立体を含む。コラム組立体は、コ ラム、資１１流体供給袋、及び流体収集袋を含む。コラムは試料流体供給袋から 試事４流体を受け、試料流体から目標細胞を分離し、そして目標細胞を保持する ために設けられている。流体収集袋は、爾後にコラムがら目標細胞を受けるため に設けられている。細胞分離装置は、コラム内に保持されている目標細胞の解放 を援助するためにコラムの内容を撹拌する撹拌組立体を含む。撹拌組立体は駆動 信号に応答してコラムの内容の撹拌の量を変化させ、目標細胞が解放される率を 変化させる。細胞分離装置は、コラムから流出して流体収集袋内へ流入する流体 の光学的密度を表すコラム信号を供給するコラムセンサをも含む。更に、細胞分 離装置は、コラム弁制御信号に応答し、流体がコラムから流出して流体収集袋へ 流入するのを選択的に可能ならしめるコラム弁をも含む。細胞分離装置の動作を 制御するデータプロセッサが設けられている。データプロセッサはコラム信号に 応答して駆動信号及びコラム弁制御信号を供給（２、不十分な濃度の目標細胞が 収集されるのを防く。

図面の簡単な説明 図１は、試料流体から目標粒子を分離するための代表的な細胞分離装置の概要図 である。

図２は、取り外し可能な供給袋と収集袋、及び関連配管を除いて示す図１の細胞 分離装置の概要図である。

図３は、旋回可能な袋保持具を示す細胞分離装置の側断面図である。

図４は、細胞分離装置の光センサの斜視図である。

図５は、細胞分離装置の制御回路の回路図である。

図６は、本発明の弁の動作を示す概要図である。

図７は、細胞分離装置の撹拌板組立体の詳細図である。

図７Ａは、撹拌板組立体の平面図である。

図８は、細胞分離装置のコラムの断面図である。

図９は、叉８に示すコラムの分解図である。

発明の詳細な説明 図１及び２に示す改良された細胞分離装置＋００は、不要な細胞から目標細胞を 分離する。細胞分離装置１００は、ベース＋０４及び支持塔＋０６を有するフレ ーム１０２を含む。支持塔は頂部＋０８と底部＋１０とを有し、底部＋１０はベ ース１０４に固定されている。ベースＩ　０４は、支持塔＋０６がベース１０４ から直立して伸びるように実質的に水平な表面上に載るように構成されている。

この構造では、ベース＋０４は支持塔＋０６を支えるための実質的に安定な基礎 を成している。

細胞分離装置ｌＯＯは、試料流体供給袋１１４と第１及び第２の流体供給袋＋１ ６及び＋１８とを受ける袋保持具［２をも含む。試料流体供給袋１１４は、試料 流体を細胞分離装置＋００へ供給するために設けられている。同様に、第１及び 第２の流体供給袋＋１６及び１１８はそれぞれ、洗浄溶液及び蛋白質溶液を細胞 分離装置１００へ供給するために設けられ、後述するように各溶液は細胞分離装 置の流体分離に備えるためのものである。

図２及び３に明示されているように、袋保持具＋１２は支持棒１２０を含み、こ の支持棒１２０は支持塔１０６の頂部１０８に旋回するように取り付けられてい て、支持棒が実質的に支持塔と整列する直立位置と、支持棒が支持塔に対して角 度をなす旋回位置（図３）との間で運動する。支持棒は支持塔に対して旋回運動 するように構成されていて、ユーザが試料流体供給袋＋１４と第１及び第２の流 体供給袋＋１６及び＋１８とを袋保持具１１２に容易に取り付けることができる ようにしている。旋回位置においては、実質的にユーザの目の高さてユーザが流 体袋１１４−１１８を取り付けるためにこれらの袋を釘に掛けることができる。

次いて、袋保持具＋１２を直立位置まで旋回させて流体袋＋１４−１１８をユー ザの邪魔にならないように移動させると共に、実質的に目の高さにある細胞分離 装置＋００の他の部分をユーザが操作できるようにする。

現在では好ましい本発明の実施例では、フレーム＋０２に対する袋保持具＋１２ の運動は、上述したように支持塔１０６の頂部１０Ｂに対して袋保持具１１２を 旋回させることによって達成している。しかしながら、フレーム１０２に対して 袋保持具１１２を運動させるための他の手段を設けることもてきる。例えば、袋 保持具１１２がベース＋０４に対して降下できるように、第１及び第２の旋回ピ ンを中心として支持塔１０６が旋回するように構成しても差し支えない。

別の例として、袋保持具１１２をフレーム１０２に対して運動可能ならしめるよ うに、袋保持具＋１２を支持塔１０６上に滑り可能に取り付けることもてきる。

袋保持具＋１２は、支持棒１２０に固定され実質的に支持塔１０６を横切って位 置決めされている支持ビーム１２２（図１及び２参照）をも含む。この支持ビー ムは流体供給袋］１４−１１８を受けるための複数のフック１２４−１２８（図 ２）を含んでいる。

固定袋保持具１３０が支持塔１０６の頂部１０８に固定的に取り付けられている 。固定袋保持具１３０は、洗浄流体源袋１３４を受けるための突き出たフック１ ３２（図２）を含む。後述するように洗浄流体源袋］、　３４は、分離プロセス 中に細胞分離装置を浄化するために細胞分離装置へ洗浄溶液を供給する。

ブリコラム保持具１３６が、支持塔１０６の頂部＋０８と底部１１０との中間に おいて支持塔１０６に固定されている。ブリコラム保持具１３６はブリコラム１ ３８　（図１）を受けるために設けられている。ブリコラム１３８は、流体分離 する前に試料流体を予め濾過して試料流体から大きい粒子及び破片を除去するた めに設けられている。ブリコラムは、試料流体を予め濾過するための種々の市販 装置の何れかからなっていてもよい。本発明がブリコラム１３８を含むものとし て説明するが、ブリコラム１３８及びブリコラム保持具＋３６を本発明から逸脱 することなく細胞分離装置１００から省き得ることは当業者には明白であろう。

本発明の特に新規な面は、撹拌板組立体１４０がブリコラム支持具１３６と底部 １１０との中間で支持塔１０６に固定されていることである。撹拌板組立体１４ ０はコラム１４４を受けるためのコラム支持具＋４２を含む。要約すれば、コラ ム１４４は目標粒子を試料流体から分離するために設けられる。詳細を後述する ように、現在では好ましい本発明の実施例では、目標細胞を試料流体から積極的 に選択するために被膜したビードを含むコラム１４４を使用する。撹拌板１４０ をコラム１４４と共働させてコラム１４４の内容の制御された撹拌を行わせると 有利である。従って、十分な量の目標細胞がコラム１４４内に保持された後に目 標細胞・リガンド結合をコラム１４４の内容の制御された撹拌によって破ること ができる。次いて、目標細胞をコラム１４４から溶離させ、分離生成物として収 集する。撹拌板組立体１４０及びコラム１４４の構造及び動作に関しては後に詳 細に説明する。

細胞分離装置１００は、配管１５２内を流れる流体の光学的密度の変化を感知す る試料センサ１４８及びコラムセンサ１５０（図２）をも含む。試料センサは支 持塔１０６の頂部１０８に固定され、試料流体供給袋１１４から流れる流体の光 学的密度の変化を感知する。コラムセンサ１５０はフレーム＋０２のベース！０ ４に固定され、コラム１４４から流れ出る流体の光学的密度の変化を感知する。

試料センサ１４８及びコラムセンサ１５０の各々は、図４に示す光センサ４００ からなる。

図４に示す光センサ４００はセンサケ−ソング４０３内に取り付けられ、これも センサケ−ソング４０３内に取り付けられている受光器４０４　（破線で示す） へ光を送信するように位置決めされている投光器４０２を含む。投光器４０２と 受光器４０４とは、細胞分離装置１００の流体配管＋５２を受けるように構成さ れている管チャネル４０６によって離間されている。光センサ４００は、管チャ ネル４０６内に位置決めされる流体配管１５２の部分内を流れる流体の光学的密 度の変化を表すセンサ信号を発生するように構成されている。

光センサ４００は、当業者ならば市販の製品から容易に構成することが可能であ る。現在では好ましい本発明の実施例では、光センサは０ｐｔｅｃｋ　Ｃｏｍｐ ａｎｙから入手可能なＯＰ　１３３型光放出器、及び５ｉｌｉｃｏｎ　Ｄｅｔｅ ｃｔｏｒ　Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＳＰ　＋００−１１−１１−０２型光 センザからなり、両者が適当なケーシング内に取り付けられている。光センサ４ ００のための他の構造も当業者には明白であろう。

再度図１及び２の細胞分離装置に戻って、試料センサ１４８は試料流体供給袋１ １４から流出する流体の光学的密度の変化を表す試料センサ信号を発生するよう に構成されている。コラムセンサ１５０はコラム１４４から流出する流体の光学 的密度の変化を表すコラムセンサ信号を発生するように構成されている。後述す るように試料センサ信号及びコラムセンサ信号の両者は、細胞分離装置＋００の 動作の制御に使用するためにデータプロセッサ組立体５００（図５）へ供給され る。

細胞分離装置＋００は、流体を複数の流体袋１１４−１１８及び１３４と流体配 管１５２との間でポンプするための螺動ポンプ１５４をも含む。螺動ポンプはデ ータプロセッサ組立体５００（図５）から供給されるポンプ制御信号に応答して 流体配管１５２内の流体の流れの速度及び方向を制御する。螺動ポンプ１５４は 、データプロセッサ組立体５００（図５）へポンプ速度信号を供給するようにも 構成されている。ポンプ速度信号は、流体配管を通してポンプされる流体の速度 と方向とを表す。上述した動作を遂行するための適切な螺動ポンプは、当業者な らば容易に構成できるものである。現在では好ましい本発明の実施例では、Ｃａ ｖｒｏ　５ｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ、Ｉｎｃ、　（カリフ ォルニア州すニービル）から市販されているＣａｖｒｏ　４７０８−５嬬動ポン プからなる。しかしながら、螺動ポンプの機能を提供する他の装置を、現在では 好ましい本発明の実施例に使用されているＣａｗｏポンプに容易に置換できるこ とは明白であろう。

細胞分離装置１００は、流体が流体配管＋５２を通って流れる経路を制御するた めの複数の弁＋５６Ａ−Ｌ（図２）を含む。答弁１５６は、ソレノイド（図示し てない）及び流体配管＋５２を受けるような寸法の弁チャネル６０２によって離 間されているプランジャ６００　（図６）を含む。答弁】５６はそれぞれの弁制 御信号に応答してプランジャ６００を変位させ、流体配管を押しつぶすことによ って流体の流れが弁＋５６を通過することを阻止する。複数の弁１５６Ａ−Ｌは 流体配管１５２のそれぞれの部分を受けるように位置決めされているので、流体 袋間に複数の流体の流れ経路が限定される。後述するようにデータプロセッサ組 立体５００は、流体が流体配管１５２を通って流れる経路を制御する複数の弁制 御信号を供給するように構成されている。

細胞分離装置１００は、図５に示すデータプロセッサ組立体５００をも含み、デ ータプロセッサ組立体５００は細胞分離装置１００の動作を制御するように構成 され、プログラムされている。データプロセッサはデータプロセッサ組立体５０ ０の動作を制御するためのマイクロプロセッサ５０２を含む。マイクロプロセッ サ５０２は、細胞分離装置のユーザへ情報を提供し、ユーザから情報を受信する ためのユーザインタフェース５０４に結合されている。ユーザインタフェース５ ０４は、細胞分離装置のユーザへ情報を供給する表示装置５０６、及びユーザか ら情報を受信するキーボード５０８を含む。マイクロプロセッサ５０２は、マイ クロプロセッサ５０２の動作を制御するためのプログラミング命令及びデータを 記憶するために設けられているメモリ５１０にも結合されている。マイクロプロ センサ５０２は、データプロセッサ組立体５００を、試料センサ１４８、コラム センサ１５０、螺動ポンプ１５４、複数の弁１５６、及び撹拌板組立体１４０を インタフェースするインタフェース５１２に結合されている。データプロセッサ 組立体５００をマイクロプロセッサ５０２、ユーザインタフェース５０４、メモ リ５１０、及びインタフェース５１２に関連して説明するが、本発明の真の思想 及び範囲から逸脱することなく多くの他の装置をこれらと容易に置換できること は当業者には明白であろう。現在では好ましい本発明の実施例では、データプロ セッサ組立体５００は市販のパーソナルコンピュータからなっている。

図７及び７Ａを参照する。撹拌板組立体１４０は、運動磁場を生成する回転卓組 立体７０２を内部に取り付けたハウジング７００を含む。詳述すれば、図７八に 示すように卓組立体７０２は、第１及び第２の磁石７０６及び７０８を取り付け た実質的に平坦な円形磁石卓７０４を備えている。磁石卓７０４は、磁石卓７０ ４を回転可能なように支持している軸受組立体７１０上に取り付けられている。

撹拌板は、撹拌板ハウジング７００の外部に取り付けられている電動機７１２を も含む。電動機７１２は／ヤフト７１６を介して電動機７１２に結合されている 駆動輪７１４を含む。電動機７１２はデータプロセッサ組立体５００から受信す る駆動信号に応答してシャフト７１６及び駆動輪７１４を回転させる。

現在では好ましい本発明の実施例では、電動機７１２はディジタル信号に応答し て／ヤフト７１６を段階的に回転させるステッパ電動機からなる。しかしながら 他の電動機によって電動機７１２と容易に置換できることは当業者には明白であ ろう。　駆動ベルト７１８が駆動輪７１４と磁石卓７０４とを結合し、回転運動 を電動機７１２から磁石卓７０４へ転送する。光エンコーダ組立体７３４が磁石 卓７０４の符号化軸７３６に光学的に結合されていて、磁石卓７０４の回転速度 を表す嗅速度信号を発生ずる。後述するようにこのヴ速度信号はデータプロセッ サ組立体５００へ供給されて、駆動信号を発生させるだめのフィードバックにな る。

図７Ａから当業者には明白なように、磁石卓７０４の回転によって磁石７０６支 び７０８の回転がもたらされ、それによって運動磁場か発生ずる。以下の説明で は撹拌板組立体１４０は第１及び第２の磁石７０６及び７０８を回転させること によって運動磁場を生成するとしているが、例えば電磁場生成装置のような他の 装置によって運動磁場を生成できることは明白である。更に以下の説明から明白 になるように、若干の応用においては、磁場生成磁石に対する他の運動、例えば 線形運動を発生させる運動磁場を作ることが望ましいかも知れない。

撹拌板組立体１４０は、コラム１４４を固定的に受けるためにハウジング７００ の頂部の外側に取り付けられている位置決め部分７２０をも含む。位置決め部分 は磁石卓７０４に近接してハウジング７００に固定されているので、運動磁場が コラム＋４４に磁気的に結合される。座部骨７２２はコラム１４４（図８）をと 結合可能に受けコラムを磁石卓７０４に近接して位置決めするように構成されて いるので、後述するように運動磁場がコラムに磁気的に結合される。位置決め部 分は、座部骨７２２に固定されコラムの外部と係合してコラムを撹拌板内に位置 決めするつかみ部分７２４をも含む。つかみ部分７２４は、複数の伸びている指 部分７２６を含む。各指部分７２６は座部骨７２２から上方に伸び、コラム＋４ ４の周縁と接触するように位置決めされた接触部分７２８で終わっている。

撹拌板組立体は、コラムが撹拌板組立体１４０の位置決め部分７２０内に位置決 めされたことを感知する位置センサ７３０をも含む。位置センサ７３０は、コラ ムが位置決め部分７２０内に位置決めされた時にコラム１４４の周縁と係合する ように位置決めされているばね作動スイッチ７３２を備えている。スイッチ７３ ２は、コラム１４４が適切に位置決めされると線形に内向きに運動して電気接点 を閉し、それによってコラム位置信号をデータプロセッサ組立体５００へ供給す るように構成されている。位置センサ７３０は、磁場の変化を感知して第１及び 第２の磁石７０６及び７０８の位置を決定し、また感知した磁場の変化を表す撹 拌バー位置信号をデータプロセッサ組立体５００へ供給するように構成されてい るホール効果センサ８００（図８参照）をも備えている。現在では好ましい本発 明の実施例では、データプロセッサ組立体５００は撹拌バー位置信号及びヴ速度 信号に応答して電動機７１２へ供給する駆動信号を変調し、それによって運動磁 場の変化を制御する。しかしながら当業者には明白なように、多くの環境の下で はこれらの両信号を要求しなくとも磁石卓７０４の速度を十分に制御することが 可能である。

図８及び９を参照してコラム１４４及び撹拌板組立体１４０の構造及び動作をよ り詳細に説明する。前述したように撹拌板組立体１４０は、コラム！４４を固定 的に受けて位置決めするための座部骨７２２及びつかみ部分７２０を含む。コラ ム１４４は、頂部材８０２及び底部材８０４を含み、これらはフランジ８０６に よって離間されている。更にコラムは、撹拌板組立体１４０によって作られた運 動磁場に応答してコラム１４４の内容を撹拌するだめの撹拌組立体８０８を含む 。動作時には、位置センサ７３０が撹拌板磁石７０６及び７０８の運動によって もたらされた磁場の変動を決定し、撹拌バー位置信号が撹拌組立体８０８の運動 の速度を表す。データプロセッサ組立体５００は位置センサ７３０から供給され るこの撹拌バー位置信号に応答し、撹拌板組立体！４０へ供給する駆動信号を変 調する。従って、データプロセッサ組立体５００は撹拌組立体の運動の速度及び 方向を精密に制御し、それによってコラム１４４の内容物に加えられる撹拌を精 密に制御することができる。

更に、コラム１４４の頂部８０２及び底部８０４に結合されている配管１５２は 、第１及び第２の圧力センサ８１０及び８１２を含む。各圧力センサ８１０及び ８１２は、圧力信号をデータプロセッサ組立体５００へ供給する。従って、デー タプロセッサ組立体５００は第１及び第２の圧力センサ８１０及び８１２の間の コラム内の圧力差を決定することができる。データプロセッサ組立体５００は決 定されたコラム１４４内の圧力に応答して、後述するように細胞分離装置＋００ の総合動作を制御する。

図９を参照してコラム１４４をより詳細に説明する。シリンダ８０６は、頂部８ １４、底部８１Ｇ、頂部から底部まで伸びる内部チャネル８１８を含む。チャネ ル８１８はフランジ８０Ｇを通って伸び、頂部８１４及び底部８１６は開いてい る。フランジ８０６に、公知のようなロック人口８２０と、これと係合するロッ ク入ロキャップ８２２を設けると有利である。

頂部８０２及び底部８０４はそれぞれ、中空円錐台８２８のベース８２６に固定 されたリム８２４と、リム８２４とは反対側の円錐台８２８に固定されている管 ステム８３０を含む。管ステム８３０は、管１５２をコラム１４４に結合する前 にコラムを密封するロックキャンプを受ける型とすることが好ましい。リム８２ ４は、ベース８２６に固定されている実質的に円形のフランジ８３２と、フラン ジ８３２に固定されている実質的に円筒形のスカート８３４とを有している。

管ステム８３０は円錐台８２８から外向きに伸び、液体を頂部８０２及び底部８ ０４内へ、及びこれらから導くための内部チャネルを含む。頂部材及び底部材は それぞれ、リム８２４から管ステムに向かってｔ径方向内向きに伸びる複数の支 持リブ８３６をも含み、これらの支持リブ８３６は隣同士のリブ間に流体流路を 有する内部円錐台チャネルを形成しているので、流体は円錐台のベースと管ステ ム８３０の内部チャネルとの間を流れることができる。頂部材８０２及び底部材 ８０４のリム８２４は、シリンダ８０６から外向きに伸びている管ステム８３０ に封しられる。

第１及び第２の実質的に平らな膜８３８及び８４０は各々、頂部材及び底部材の フランジ８３２と係合する実質的に円形の周縁を含む。第１及び第２の膜８３８ 及び８４０は、所定の寸法より小さい粒子が流れることは許容するが、所定の寸 法より大きい粒子の流れは阻止するように構成されている。被膜されたビード基 体を用いて細胞を分離するためにコラム１４４を使用している本発明の現在では 好ましい実施例では、膜８３８及び８４０は基体ビードの流れを阻止し、それに よって基体をフランジ８０６内に捕捉して保持するような寸法に構成されている 。

シリンダ挿入物８４２が、第２の膜８４０とシリンダの底部８１６との中間に位 置決めされている。シリンダ挿入物８４２は、チャネル８１８の直径にまたがっ て伸び、実質的にその中心において交差している複数のベース支持リブ８４４を 含み、これらのリブはシャフト８５０のためのベース支持具８４８を構成してい る。シャフト８５０は内向きに且つシリンダ８０６に対して実質的に平行に伸び ている。シャフトは、ベース支持具に固定されているベース部分８５２と、ベー ス部分とは反対の延長部分８５４と、ベース部分と延長部分との間の開部分８５ ６とを含む。フランジ、第１及び第２の膜、フランジ挿入物、及び頂部材及び底 部材の組合わせは、頂部８０２の管ステム８３０からフランジ８０６を通って底 部８０４の管ステム８３０へ達する流体流チャネルを有するコラム１４４を形成 している。

コラムのチャネル８１８内に取り付けられている撹拌組立体８０８は、互いに固 定し合って撹拌バー８６２を限定するように構成されている第１及び第２の撹拌 バ一部分８５８及び８６０を備えている。撹拌バー８６２は、取り付は部分８６ ４を含み、該部分はそれから半径方向外向きに伸びている第１及び第２の磁石区 分８６Ｇ及び８６８を有している。第１及び第２の各磁石区分は、実質的に円筒 形の非磁性ケーシング内に収納されている撹拌バー磁石８７０及び８７２をそれ ぞれ備えている。取り付は部分８６４はシャフト８５０の直径より大きい直径の 貫通孔を有している。取り付は部分は、その両側に貫通孔の内側を伸びる第１及 び第２の突起８７４を含む。取り付は部分は、シャフトの凹部分８５６に取り付 けられ、取り付は部分のシャフトに沿う線形の運動は第１及び第２の突起８７４ がシャフト８５０の凹部分と係合することによって制限される。

撹拌バー８６２は、シャフト８５０の延長部分８５４の直径より大きい直径の内 部室を有するスリーブ部分８７６をも含む。スリーブ部分８７６は取り付は部分 ８６４に固定されているから延長部分８５４は内部室内に位置決めされ、またス リーブ部分は延長部分を中心として自由に回転する。撹拌バー８６２は、第１及 び第２のプロペラ羽根８７８及び８８０をも含む。第１及び第２のプロペラ羽根 は実質的に平らな形状であり、第１及び第２のプロペラ羽根の長さがスリーブ部 分から半径方向外向きに伸びるように、また第１及び第２のプロペラ羽根の幅が スリーブ部分の回転軸に対して対角に位置するようにスリーブ部分８７６に固定 されている。スリーブ部分は、第１及び第２のプロペラ羽根が第１及び第２の磁 石区分８６６及び８６８に対して実質的に直角になるように取り付は部分に固定 されている。

動作時には、第１及び第２の撹拌板磁石７０６及び７０８が撹拌バー８６２の撹 拌バー磁石８７０及び８７２に磁気的に結合される。従って磁石７０６及び７０ ８の回転が撹拌バー８６２に回転をもたらす。磁石７０６及び７０８の回転速度 はデータプロセッサ組立体５００によって制御されているから、撹拌バー８６２ の回転も同様にデータプロセッサ組立体５００によって制御される。第１及び第 ２の撹拌バー磁石８７０及び８７２の回転が磁場に変化を与え、この変化はホー ル効果センサ８００（図８）によって感知されるることは当業者には明白であろ う。データプロセンサ組立体５００はホール効果センサ８００が発生する撹拌バ ー位置信号を監視して撹拌バー磁石８７０及び８７２を、撹拌板磁石７０６及び ７０８に磁気的に結合するか否かを決定できるように構成されている。

本質的にはこの監視は、磁場の変化が、単速度信号によって決定される磁気卓７ ０４の回転速度が与えられた時に予測されるよってあるか否かを決定することで ある。

本発明を撹拌バー８６２にある角度をなして取り付りられている第１及び第２の プロペラ羽根８７８及び８８０を有する撹拌バー８６２に関して説明しているが 、変化する磁場に応答してコラム１４４の内容物を撹拌する他の装置を設りるこ とかできることは当業者には明白であろう。しかしながら、現在では好ましい本 発明の実施例のように、それに取り付けられた角度付きのプロペラ羽根を含む延 長シャフトは、コラムの内容物に対する撹拌量に関して他の撹拌バー装置によっ て提供されるよりも優れた制御が得られることが分かった。さらに、コラム内で 回転するように取り付けられている本撹拌バー装置は、撹拌に関してコラム内を 自由運動できる撹拌バーを使用して得られるよりも優れた制御を可能にすること も分かった。

細胞分離装置１００は、比較的未熟な操作員による助力を実質的に必要としない 動作を可能ならしめる。流体袋１１４−１１８及び１３４並びに配管１５２及び コラム１４４は、１回の分離プロセスに限って使用する使い捨て装置として構成 するのが理想的である。

動作時には、細胞分離装置１００のユーザは、袋保持具１１２に流体袋を取り付 けて動作させるために流体袋が釘に懸かるように旋回させる。次いで袋保持具を 直立位置へ戻し、配管をセンサ１４８及び＋５０、及び弁＋５６内に適切に配置 する。細胞分離装置＋００を動作させるためにこのように構成した後は、ユーザ はデータプロセッサ組立体５００によっては制御できない異常状況に対して動作 を監視する必要があるだけである。

ユーザが細胞分離プロセスを開始した後は、データプロセッサ組立体５００が弁 １５６を選択的に開閉し、洗浄流体を洗浄流体袋１３４から弁１５６　Ｈ１１５ ６Ｊ、１５６Ｇ、１５６Ｅ、１５６Ｃ１及び１５６Ａを順次に通って流させる。

この流体の流れは、配管１５２及びコラム＋４４から空気を排除し、また製造時 から配管内に存在するかも知れない不純物を浄化するように動作する。

初期浄化の後に、データプロセッサ組立体５００は弁１５６を制御し、流体が第 ２の流体供給袋＋１８から弁１５６Ａ、弁１５６Ｄ、ブリコラム＋３８、弁１５ ６、コラム１４４、弁１５６Ｌを通って廃棄袋１５８内へ流れ得るようにするこ とによって配管に呼び水をする。このような流体の流れは、目標細胞が配管に実 質的に結合することを防ぐために選択された蛋白質溶液でコラム及び配管に呼び 水する。次いて、マイクロプロセッサは弁を制御し、流体が第１の流体供給袋１ １６から弁１５６Ｃ、ブリコラム１３８、コラム＋４４、弁！　５６　Ｌを通っ て廃棄袋＋５８へ流れることを可能にする。同時に、流体は洗浄流体源袋＋３４ から弁１５（ｉＦ、コラム＋４４、及び弁１５６Ｌを通って廃棄袋＋５８内へ流 入・できるようにされる。この流体の流れによって配管及びコラムのすすぎが行 われ、過大な蛋白質を除去し、また製造時から配管及びコラム内に残留するかも 知れない残留材料をさらに洗浄することができる。

細胞分離装置＋００か配管に呼び水した後、装置は細胞分離プロセスを開始する 。始めにデータプロセッサ組立体５００は井１５６Ｃ及び１５６Ｂを開いて配管 及びフィルタを濡らし、試料袋＋１４を配管１５２へ結合させる。次いて、弁１ ５６Ｂ、１５６Ｇ及び１５６Ｌが螺動ポンプと共に制御され、コラムを通して試 料をゆっくりと装入できるようになる。この段階中、試料流体は目標細胞がコラ ム１４４の基体と結合できるようにゆっくりとコラムを通過できる。試料流体の 不要な材料は廃棄袋１５６内に破棄される。装入プロセス中、データプロセ・ソ サ組立体５００は試ｉ−１センサ信号及びコラムセンサ信号を監視して全ての試 料流体か供給されたか否かを決定すると共に、重大な量の目標細胞が廃棄袋１５ ６内に破棄されたか否かを決定する。もしこれらの事象の何れかが発生すれば、 データプロセッサ組立体５００は装入段階を中断し、細胞分離の別の部分へ移る 。

細胞分離の試料装入段階中、データプロセッサ組立体５００は圧ツノセンサ８１ ０及び８１２か発生する圧力信号をも監視し、コラム１４４にまたがる圧力が所 定の最大圧力以上であるか否かを決定する。もし圧力が最大値を超えて増加して いれば、データプロセッサ組立体５００は蛎動ポンプＩ５・１のポンプ速度を遅 くすることによって圧力を低下させる。破局的な場合、ユーザか他の代替段階を 開始してコラム１４４内の過大圧力をさらに軽減させることもてきる。例えば、 ユーザは不要材料を無理矢理移動させるのを援助するため、コラムを通って流れ る流体の流れを実際に洗浄袋＋６０から洗浄流体源袋１４４へ反転させ、それに よって不要材料をコラムから除去してコラム内の総合圧力を低下させることがで きる。

前述したように、データプロセッサ組立体５００は試料センサ１４８が発生する 試料センサ信号を監視して試料流体供給源が空になる時点を決定する。試料セン タ１４８を通過して流れる流体の光学的密度は、試料流体の最後の部分が試料セ ンサの近傍を通過する時点て劇的に変化することは当業者には明白であろう。

この点てマイクロプロセッサはそれ以上の試料流体が利用できないこと、及びコ ラムを空にすべきことを決定する。

全ての試料流体がコラム＋４４を通過してしまうと、マイクロプロセツサ組立体 ５００はコラムを洗浄して試料流体の特定されていない結合した部分を除去する 。弁１５６が制御されて流体は洗浄流体源袋１３４から廃棄袋１５８へ流れるこ とができる。この主コラム洗浄段階中、マイクロプロセッサ組立体５００は駆動 信号を撹拌板組立体１４０へ供給してコラム１４４の撹拌／＜−８６２の回転を 遅くすることによって極めて軽い撹拌をコラムに与えるように制御することがで きる。しかしながら、現在では好ましい本発明の実施例ではこのコラム洗浄段階 中の撹拌は行っていない。

コラム洗浄段階の後に、目標細胞がコラムから溶離される。この段階中、マイク ロプロセッサ組立体５００は弁１５６Ｆ、１５６Ｊ、及び１５６１を制御して流 体が洗浄流体源袋＋３４からコラム１４４を通って幹細胞収集袋１６２へ流れ得 るようにする。この段階中、マイクロプロセッサは撹拌板組立体１４０及び撹拌 バー１６２によってコラムに与えられる撹拌を制御して収集袋１６２内に収集さ れる目標細胞の濃度を最適化する。マイクロプロセッサ組立体５００はコラムセ ンサ１５２を監視して収集される目標細胞の光学的密度を決定し、それによって 目標細胞の濃度を最大にする。マイクロプロセッサ組立体５００は、コラムに与 える撹拌量を増加させるか、もしくは蛎動ポンプが目標細胞をコラムから引き出 すことかできる速度を低下させるかの何れかによって、収集中の目標細胞の量を 増加させることができる。

以上に本発明の現在では好ましい若干の実施例の詳細を説明したが、本発明の範 囲及び思想から逸脱することなく多くの変更及び変化を考案することが可能であ る。従って本発明は請求の範囲によるもの以外は限定されるものではない。

ＦＩＧ、　１ 国際調査報告　１）、７７１１ｃｏ’ｒｉｎｏｏｏ。

ＰＣＴ／ＩＪＳ　９２１０８９８ｇ 国際調査報告 フロントページの続き エドモンズ　ワンハンドレッドアンドエイティエイス　ストリート　サウスウエ スト（７２）発明者　ミル　フレッド スイースト　２００３２ （７２）発明者　マロニー　パトリック　エムアメリカ合衆国　ワシントン州　 ９８０１１ポセル　ノースイースト　ワシノへンドレ・ソドアンドナインテイセ ヴンス　アベニュー

Claims (72)

【特許請求の範囲】
1. １．試料流体から目標細胞を収集するために、コラムを試料流体供給袋と流体収 集袋との間を結合する流体配管及び磁気撹拌バーを含むコラムと共に使用する細 胞分離装置であって、 フレーム手段と、撹拌板手段と、流体流センサ手段と、流体流制御手段と、デー タプロセッサ手段とを具備し、 上記フレーム手段はコラムを支持し、上記フレーム手段は試料流体供給袋を支持 する袋支持具手段を含み、上記袋支持具手段は試料流体供給袋を上記袋支持具手 段に取り付ける際にユーザが容易にアクセスできるように上記フレーム手段に対 して運動可能であり、 上記撹拌板手段はコラムを受け、上記撹拌板手段は磁気撹拌バーをコラムに磁気 的に結合する運動磁場を生成する磁場手段を含み、上記磁場手段は駆動信号に応 答し磁場の運動の速度及び方向を変化させて磁気撹拌バーの運動の速度及び方向 を変化させ、上記撹拌板手段は磁気撹拌バーの運動の速度及び方向を表す撹拌バ ー位置信号を発生する位置センサ手段をも含み、上記流体流センサ手段は流体配 管内を流れる流体の光学的密度の変化を感知し、上記流体流センサ手段は試料流 体供給袋から流出する流体の密度の変化を表す試料信号と、流体収集袋内へ流入 する流体の密度の変化を表すコラム信号とを供給するように構成され、 上記流体流制御手段は流体配管を通って流れる流体の流れを制御し、上記流体流 制御手段はポンプ制御信号に応答して配管内を流れる流体の速度及び方向を制御 し、上記流体流制御手段は弁制御信号にも応答して流体が流体配管の所定部分を 通って流れることを選択的に可能にし、上記データプロセッサ手段は細胞分離装 置の動作を制御し、上記データプロセッサ手段は上記撹拌バー位置信号に応答し 上記駆動信号を供給して運動磁場の運動の速度及び方向を制御し、上記データプ ロセッサ手段は上記ポンプ制御信号を供給して流体が流体配管を通って流れる速 度及び方向をも制御し、上記データプロセッサ手段は上記試料信号に応答し試料 流体供給袋が実質的に空になる時点を決定すると共に関連弁制御信号を上記弁手 段へ供給して実質的な量の空気が流体配管内へ導入されるのを阻止し、上記デー タプロセッサ手段は上記コラム信号に応答し収集中の目標細胞の濃度を決定する と共に関連弁制御信号を供給して不十分な濃度の目標細胞が収集されるのを阻止 することを特徴とする細胞分離装置。
2. ２．上記袋支持具手段は、 上記フレーム手段と実質的に整列する直立位置と、上記フレーム手段に対してあ る角度をなす旋回位置との間で連動するように上記フレーム手段の上記頂部に旋 回するように取り付けられている支持棒と、上記フレーム手段に取り付けられ上 記支持棒に機械的に結合されていて上記支持棒を旋回させ、上記支持棒を直立位 置と旋回位置との間で旋回させるようにそれぞれ第１の位置と第２の位置との間 で運動可能なハンドル手段と、上記支持棒に固定され、試料流体供給袋を受ける ための試料フックを含む支持ビーム をも備えた請求項１に記載の細胞分離装置。
3. ３．上記位置センサ手段は、 磁気撹拌バーの運動によってもたらされる磁場の変化に応答してホール効果信号 の大きさを変調するホール効果センサ手段と、上記ホール効果信号の大きさを決 定し、上記撹拌バー位置信号を供給するディジタル変換器手段 を備え、上記撹拌バー位置信号は上記ホール効果信号の大きさを表すディジタル 信号である請求項１に記載の細胞分離装置。
4. ４．上記位置センサ手段は、コラムが上記撹拌板手段に取り付けられた時点を表 すコラム位置信号を供給する位置スイッチをも備えた請求項１に記載の細胞分離 装置。
5. ５．上記データプロセッサ手段はユーザに情報を提供するユーザインタフェース をも備え、上記データプロセッサ手段は上記コラム位置信号に応笞してコラムが 上記撹拌板手段内に位置決めされた時点を表す情報をユーザに提供する請求項４ に記載の細胞分離装置。
6. ６．上記撹拌板手段は、 撹拌板磁石を支持し回転させて運動磁場を生成させる磁気卓手段と、上記磁気卓 手段が軸受手段に対して運動可能であるように上記磁気卓手段を支持する軸受手 段と、 上記磁気卓手段へ駆動力を与える電動機手段をも備え、上記電動機手段は上記駆 動信号に応笞して上記磁気卓手段を回転させる請求項１に記載の細胞分離装置。
7. ７．上記電動機手段は駆動輪と、上記駆動輪及び上記磁気卓手段に結合され上記 駆動輪によって供給される回転エネルギを上記磁気卓手段へ転送するベルト手段 をも備えた請求項６に記載の細胞分離装置。
8. ８．上記流体流センサ手段は、試料信号を供給する試料センサ及びコラム信号を 供給するコラムセンサと、ディジタル変換器手段とを備え、上記試料センサ及び 上記コラムセンサは各々受光器へ光を伝送するように位置決めされ且つコラムの 流体配管を受けるように構成されている管チャネルによって離間されている投光 器を含み、上記試料センサ及び上記コラムセンサの上記受光器はそれぞれ流体配 管を通して伝送される光の強度を各々が表す試料密度信号及びコラム密度信号を 供給し、上記ディジタル変換器手段は試料密度信号及びコラム密度信号をそれぞ れ試料信号及びコラム信号に変換し、上記試料信号及びコラム信号は共にそれら の値が流体配管を通して伝送される光の強度を表すディジタル信号である請求項 １に記載の細胞分離装置。
9. ９．上記流体流制御手段は第１及び第２の弁を備え、上記第１の弁は上記フレー ム手段上に位置決めされていて試料流体を試料流体供給袋からコラムへ導く流体 配管を受け、上記第２の弁は上記フレーム手段上に位置決めされていて目標細胞 をコラムから試料流体収集袋へ導く流体配管を受け、上記第１の弁は上記弁制御 信号に応笞して流体が試料流体供給袋から流出するのを阻止し、上記第２の弁は 上記弁制御信号に応笞して流体が試料流体収集袋内へ流入するのを阻止する請求 項１に記載の細胞分離装置。
10. １０．上記第１及び第２の各弁はソレノイドと、コラムの流体配管を受けるよう な寸法の弁チャネルによって離間されているプランジャとを備え、上記第１及び 第２の弁は上記弁制御信号に応答し上記プランジャを変位させて流体配管を押し つぶし、それらの中を通る流体の流れを阻止する請求項９に記載の細胞分離装置 。
11. １１．上記データプロセッサ手段は上記弁制御信号を上記第１及び第２の弁へ供 給する手段を含み、上記データプロセッサ手段は上記試料信号に応答して上記弁 制御信号を上記第１の弁へ供給し、上記コラム信号に応答して上記弁制御信号を 上記第２の弁へ供給する請求項９に記載の細胞分離装置。
12. １２．上記コラムに結合可能であって上記コラム内の流体の圧力を決定する圧力 感知手段をも具備し、上記圧力感知手段は圧力信号を上記データプロセッサ手段 へ結合するコネクタ手段を含み、上記データプロセッサ手段は上記圧力信号に応 答し上記ポンプ制御信号を供給してコラム内の流体の圧力を増減させる請求項１ に記載の細胞分離装置。
13. １３．上記圧力感知手段は第１及び第２の圧力センサを備え、上記第１の圧力セ ンサはコラムに結合可能であってコラムへ流入する試料流体の圧力を決定し、上 記第２の圧力センサはコラムに結合可能であってコラムから流出する試料流体の 圧力を決定し、上記第１及び第２の圧力センサはそれぞれ流入流体圧力信号及び 流出流体圧力信号を供給し、上記データプロセッサ手段は上記流入流体圧力信号 及び上記流出流体圧力信号に応答してコラムにまたがる差圧を決定する請求項１ ２に記載の細胞分離装置。
14. １４．試料流体から目標細胞を収集するためのコラムを含むコラム組立体と、コ ラムから解放された後の目標細胞を受けるための流体収集袋とを含む細胞分離装 置と共に使用する流体制御装置であって、上記細胞分離装置が、コラムから流出 して流体収集袋内へ流入する流体の光学的密度を表すコラム信号を供給するコラ ムセンサ手段と、 コラム弁制御信号に応答し、流体がコラムから流出して流体収集袋内へ流入する ことを選択的に可能にするコラム弁手段と、流体制御装置の動作を制御するため のデータプロセッサ手段を具備し、上記データプロセッサ手段は上記コラム信号 に応答し上記コラム弁制御信号を供給して不十分な濃度の目標細胞が収集される のを阻止することを特徴とする流体制御装置。
15. １５．上記コラム組立体は試料流体を供給する試料流体供給袋をも含み、上記流 体制御装置が、 試料流体供給袋から流出してコラム内へ流入する流体の光学的密度を表す試料信 号を供給する試料センサ手段と、 試料弁制御信号に応答し流体が試料流体供給袋から流出してコラム内へ流入する ことを選択的に可能にする試料弁手段をも備え、上記データプロセッサ手段は上 記試料信号に応答し上記試料弁制御信号を供給して試料流体が試料流体供給袋か ら流出してコラム内へ流入することを選択的に可能にし、それによって試料流体 供給袋が実質的に空になった後に実質的な量の空気がコラム内へ進入するのを阻 止する請求項１４に記載の流体制御装置。
16. １６．上記コラム組立体は流体収集袋をコラムに結合する流体配管をも含み、上 記コラムセンサが、 受光器へ光を伝送するように位置決めされ、且つコラム組立体の流体配管を受け るように構成されている管チャネルによって離間されている投光器と、試料密度 信号を試料信号に変換するディジタル変換器手段を備え、上記受光器は流体配管 を通して伝送される光の強度を表す試料密度信号を供給し、上記試料信号の値は 流体配管を通して伝送される光の強度を表す請求項１４に記載の流体制御装置。
17. １７．上記コラム組立体は試料流体をコラムへ供給する試料流体供給袋と、コラ ムを試料流体供給袋及び流体収集袋に結合する流体配管をも含み、上記流体制御 装置が、 コラムに結合可能であってコラム内の流体の圧力を決定し、圧力信号を上記デー タプロセッサ手段に結合するコネクタ手段を含む圧力感知手段と、ポンプ制御信 号に応答して流体配管内の流体流の速度及び方向を制御するポンプ手段 をも備え、上記データプロセッサ手段は上記圧力信号に応答し上記ポンプ制御信 号を供給してコラム内の流体の圧力を増減させる請求項１４に記載の流体制御装 置。
18. １８．上記圧力感知手段は第１及び第２の圧力センサを備え、上記第１の圧力セ ンサはコラムに結合可能であってコラムへ流入する試料流体の圧力を決定し、上 記第２の圧力センサはコラムに結合可能であってコラムから流出する試料流体の 圧力を決定し、上記第１及び第２の圧力センサはそれぞれ流入流体圧力信号及び 流出流体圧力信号を供給し、上記データプロセッサ手段は上記流入流体圧力信号 及び上記流出流体圧力信号に応答してコラムにまたがる差圧を決定する請求項１ ７に記載の流体制御装置。
19. １９．試料流体から目標細胞を収集するために、コラムと、試料流体供給袋と、 流体収集袋とを含むコラム組立体を含み、コラムは試料流体供給袋から試料流体 を受け且つ試料流体から目標細胞を分離して目標細胞を保持し、流体収集袋はコ ラムから解放された後の目標細胞を受けるようになっている細胞分離装置であっ て、 コラム内に保持されている試料細胞を解放するのを援助するためにコラムの内容 物を撹拌し、また駆動信号に応答しコラムの内容物の撹拌の量を変化させて試料 細胞が解放される率を変化させる撹拌手段と、コラムから流出して流体収集袋内 へ流入する流体の光学的密度を表すコラム信号を供給するコラムセンサ手段と、 コラム弁制御信号に応答し流体がコラムから流出して流体収集袋内へ流入するこ とを選択的に可能にするコラム弁手段と、細胞分離装置の動作を制御するための データプロセッサ手段を具備し、上記データプロセッサ手段は上記コラム信号に 応答し上記駆動信号及び上記コラム弁制御信号を供給して不十分な濃度の目標細 胞が収集されるのを阻止する ことを特徴とする細胞分離装置。
20. ２０．上記撹拌手段はコラムの内容物の撹拌の量を表す撹拌信号を供給する撹拌 センサ手段をも備え、上記データプロセッサ手段は上記撹拌信号にも応答して上 記駆動信号を供給する請求項１９に記載の細胞分離装置。
21. ２１．上記コラムは目標細胞を撹拌して目標細胞をコラムから解放させる磁気撹 拌バーを含み、上記撹拌手段はコラムの磁気撹拌バーに磁気的に結合される運動 磁場を発生する撹拌板手段を備え、上記撹拌板手段は上記駆動信号に応答して磁 場の運動を変化させる請求項１９に記載の細胞分離装置。
22. ２２．上記撹拌板手段は磁気撹拌バーの運動速度を表す撹拌バー位置信号を供給 する位置センサ手段をも備え、上記データ処理手段は上記撹拌バー位置信号にも 応答して上記駆動信号を供給する請求項２１に記載の細胞分離装置。
23. ２３．上記位置センサ手段は、 磁気撹拌バーの運動によってもたらされる磁場の変化にて応答しホール効果信号 の大きさを変調するホール効果センサ手段と、上記ホール効果信号の大きさを決 定し、上記撹拌バー位置信号を供給するディジタル変換器手段 を備え、上記撹拌バー位置信号は上記ホール効果信号の大きさを表すディジタル 信号である請求項２２に記載の細胞分離装置。
24. ２４．上記撹拌板手段は、 撹拌板磁石を支持し回転させて違勅磁場を生成させる磁気卓手段と、上記磁気卓 手段が軸受手段に対して運動可能であるように上記磁気卓手段を支持する軸受手 段と、 上記磁気卓手段へ駆動力を与える電動機手段をも備え、上記電動機手段は上記駆 動信号に応答して上記磁気卓手段を回転させる請求項２１に記載の細胞分離装置 。
25. ２５．上記電動機手段は駆動輪と、上記駆動輪及び上記磁気卓手段に結合され上 記駆動輪によって供給される回転エネルギを上記磁気卓手段へ転送するベルト手 段をも備えた請求項２４に記載の細胞分離装置。
26. ２６．上記撹拌手段は、コラムが上記撹拌手段に取り付けられたことを表すコラ ム位置信号を供給する位置スイッチをも備えた請求項１９に記載の細胞分離装置 。
27. ２７．上記データプロセッサ手段はユーザに情報を提供するユーザインタフェー スをも備え、上記データプロセッサ手段は」二記コラム位置信号に応答し、コラ ムが上記撹拌板手段内に位置決めされたことを表す情報をユーザに提供する請求 項２６に記載の細胞分離装置。
28. ２８．上記コラム組立体はコラムを試料流体供給袋及び流体収集袋に結合する流 体配管をも含み、上記流体制御装置はポンプ制御信号に応答して流体配管内の流 体流の速度を制御するポンプ手段をも備え、上記データプロセッサ手段は上記コ ラム信号にも応答し上記ポンプ制御信号を供給して上記撹拌手段によって解放さ れた目標細胞がコラムから引き出される速度を変化させて不十分な濃度の目標細 胞が収集されるのを阻止する請求項１９に記載の幹細胞分離装置。
29. ２９．上記コラムに結合可能であってコラム内の流体の圧力を決定し、圧力信号 を上記データプロセッサ手段へ結合するコネクタ手段を含む圧力感知手段をも備 え、上記データプロセッサ手段は上記圧力信号に応答して上記ポンプ制御信号を 供給する請求項２８に記載の細胞分離装置。
30. ３０．上記圧力感知手段は第１及び第２の圧力センサを備え、上記第１の圧力セ ンサはコラムに結合可能であってコラムへ流人する試料流体の圧力を決定し、上 記第２の圧力センサはコラムに結合可能であってコラムから流出する試料流体の 圧力を決定し、上記第１及び第２の圧力センサはそれぞれ流人流体圧力信号及び 流出流体圧力信号を供給し、上記データプロセッサ手段は上記流入流体圧力信号 及び上記流出流体圧力信号に応答してコラムにまたがる差圧を決定する請求項２ ９に記載の細胞分離装置。
31. ３１．不要細胞から目標細胞を分離するために、コラム及びプリコラムと共に使 用する細胞分離装置において、コラムはコラムを複数の流体袋の間に結合するた めの複数の管集合に分離されている流体配管を含み、上記複数の流体袋は試料流 体供給袋、複数の流体収集袋、及び洗浄流体袋を含み、コラムは磁気撹拌バーを も含み、 上記細胞分離装置は、フレームと、旋回式袋保持具と、固定式袋保持具と、プリ コラム保持具と、撹拌板組立体と、流体流センサ手段と、蠕動ポンプ手段と、流 体流制御手段と、データプロセッサ手段とを具備し、上記フレームはベース及び 支持塔を有し、上記支持塔は頂部及び底部を有し上記支持塔の上記底部は上記ベ ースに固定され、上記ベースは上記支持塔が上記ベースから直立して伸びるよう に実質的に水平な表面上の載るように構成されており、 上記旋回式袋保持具は試料流体供給袋を受け、上記袋保持具は上記支持塔の上記 頂部に旋回取り付けされている支持棒を含み、上記支持棒は上記支持棒が上記支 持塔に実質的に整列する直立位置と上記支持棒が上記支持塔に対して角度をなす 旋回位置との間で運動し、上記袋保持具は上記支持棒に固定され且つ上記支持塔 に対して実質的に横方向に位置決めされている支持ビームをも含み、上記支持ビ ームは試料流体供給袋を受けるための試料フックを含み、上記固定式袋保持具は 上記支持塔の上記ベースとは反対の側に取り付けられ、上記固定式袋保持具は洗 浄流体源袋を受けるための突き出たフックを含み、上記プリコラム保持具はプリ コラムを受け、上記プリコラム保持具は上記支持塔の上記頂部と上記底部との中 間に固定され、上記撹拌板組立体は上記支持塔の上記ブリコラム保持具と上記底 部との中間に固定され、上記撹拌板組立体はコラムを受けるためのコラム保持具 を含み、上記撹拌板組立体は磁気撹拌バーへ駆動力を与える撹拌板磁石を含み、 上記撹拌板磁石はコラムが上記コラム保持具内に位置決めされた時に磁気撹拌バ ーに磁気的に結合され上記撹拌板磁石の回転に応答して磁気撹拌バーを回転させ 、上記撹拌板は駆動信号に応答して上記撹拌バー磁石を回転させる駆動手段と、 磁気撹拌バーの回転速度を表す撹拌バー位置信号を供給する位置センサ手段をも 含み、上記位置センサ手段は上記位置センサ手段、上記撹拌板磁石、及びコラム の磁気撹拌バーの間に磁気的な結合を与えるように上記コラム保持具に結合され 、 上記流体流センサ手段は記管内を流れる流体の光学的密度の変化を感知し、上記 流体流センサ手段は試料流体供給袋から流出する流体の密度の変化を表す試料信 号を供給する試料センサと、コラムから流出する流体の密度の変化を表すコラム 信号を供給するコラムセンサとを含み、上記試料センサ及びコラムセンサは各々 受光器へ光を伝送するように位置決めされ且つコラムの流体配管を受けるように 構成されている管チャネルによって離間されている投光器を含み、上記蠕動ポン プ手段は流体配管を通して複数の流体袋の間に流体をポンプし、上記蠕動ポンプ 手段はポンプ制御信号に応答して流体が流体配管を通してポンプされる率を増減 させ、上記蠕動ポンプ手段は流体が流体配管を通してポンプされている率を表す ポンプ速度信号を供給するようにも構成されており、上記流体流制御手段は流体 が流体配管を通って流れる経路を制御し、上記流体流制御手段はソレノイドと、 コラムの流体配管を受けるような寸法の弁チャネルによって離間されているプラ ンジャとを各々が含む複数の弁を含み、上記各弁は関連弁制御信号に応答し上記 プランジャを変位させ流体配管を押しつぶしてそれらの中を通る流体の流れを阻 止し、上記複数の弁は複数の管集合の中の関連する集合を受けるように位置決め され、それによって試料流体供給袋、洗浄流体源袋、及び複数の収集袋の間に複 数の流体流の経路を限定し、上記データプロセッサ手段は細胞分離装置の動作を 制御し、上記データプロセッサ手段は細胞分離装置のユーザに情報を提供しユー ザから情報を受けるためのユーザインタフェースを含み、上記データプロセッサ 手段は上記撹拌バー位置信号及びユーザが供給する入力に応答し上記駆動信号を 供給して上記撹拌板磁石の回転速度を制御し、それによって磁気撹拌バーの回転 速度を制御し、上記データプロセッサ手段は上記ポンプ速度信号及びユーザが供 給する入力に応答し上記ポンプ制御信号を供給して上記蠕動ポンプ手段が配管を 通して流体をポンプする率を制御し、上記データプロセッサ手段は上記試料信号 に応答して試料流体供給袋が実質的に空になる時点を決定すると共に関連弁制御 信号を供給して実質的な量の空気が流体配管内へ導入されるのを阻止し、上記デ ータプロセッサ手段は上記コラム信号に応答して収集中の目標細胞の濃度を決定 すると共に関連弁制御信号を供給して不十分な濃度の目標細胞が収集されるのを 阻止し、上記データプロセッサ手段はユーザが供給する入力に応答しそれぞれの 弁制御信号を供給して試料流体が導入される前にコラム及びプリコラムを洗浄さ せる ことを特徴とする細胞分離装置。
32. ３２．管によって装置へ供給される液体の成分を混合する装置であって、液体を 受けるための内部室を含むコラム手段と、上記コラム手段の上記内部室内で運動 するように位置決めされていて、磁場に応答して液体を撹拌する磁場応答手段を 含む液体混合手段と、上記撹拌手段に磁気的に結合される磁場を生成し、駆動信 号に応答し磁場を変化させて上記撹拌手段が液体を撹拌するように上記撹拌手段 を運動させる磁場生成手段と、 上記磁場応答手段の運動の速度を表す磁場変動信号を供給するセンサ手段と、上 記位置信号に応答し上記駆動信号を供給して磁場の変動を制御し、それによって 上記撹拌手段の運動速度を制御するデータプロセッサ手段を具備することを特徴 とする装置。
33. ３３．上記撹拌手段は、プロペラ羽根がその一端に固定されている支持部材を備 え、上記プロペラ羽根は上記支持部材から外向きに伸びている請求項３２に記載 の装置。
34. ３４．上記プロペラ羽根は実質的に平らなプロペラ羽根からなり、上記プロペラ 羽根の長さが上記支持部材から外向きに伸び且つ上記プロペラ羽根の幅が上記支 持部材の軸に対して対角に位置するように上記支持部材に固定されている言請求 項３３に記載の装置。
35. ３５．上記磁場応答手段は上記プロペラ羽根とは反対の側で上記支持部材に固定 されている磁石区分を備え、上記プロペラ羽根と上記磁石区分とは上記支持部材 から異なる方向に外向きに伸びている請求項３３に記載の装置。
36. ３６．上記コラム手段は上記撹拌手段を回転可能に取り付けるためのベース支持 具をも備え、上記ベース支持具は上記コラム手段の上記内部室の中に位置決めさ れている請求項３２に記載の装置。
37. ３７．上記センサ手段が、 上記磁場応答手段の運動によってもたらされる磁場の変化に応答してホール効果 信号の大きさを変調するホール効果センサ手段と、上記ホール効果信号の大きさ を決定し、上記撹拌バー位置信号を供給するディジタル変換器手段 を備え、上記撹拌バー位置信号は上記ホール効果信号の大きさを表すディジタル 信号である請求項３２に記載の装置。
38. ３８．上記コラム手段は上記磁場生成手段に取り外し可能に取り付けられ、上記 センサ手段は上記コラム手段が上記磁場生成手段に取り付けられた時点を表す位 置信号を供給する位置スイッチをも備えた請求項３２に記載の装置。
39. ３９．上記データプロセッサ手段はユーザからの入力を受けるユーザインタフェ ースをも備え、上記データプロセッサ手段はユーザから供給される入力と上記磁 場変動信号との組合わせに応答して上記駆動信号を供給する請求項３２に記載の 装置。
40. ４０．上記データプロセッサ手段はユーザヘ情報を提供するユーザインタフェー スをも備え、上記データプロセッサ手段は上記位置信号に応答して上記コラム手 段が上記磁場生成手段内に位置決めされたことをユーザヘ指示する請求項３８に 記載の装置。
41. ４１．上記磁場生成手段は、 中心開口を有する実質的に円形の部材からなり、卓磁石を支持して回転させる磁 気卓手段と、 上記磁気卓手段を支持し、上記磁気卓手段が軸受手段に対して運動可能に上記磁 気卓手段を支持するように構成されている軸受手段と、上記磁気卓手段に駆動力 を与え、上記駆動信号に応答して上記磁気卓手段を回転させる電動機手段 をも備えた請求項３２に記載の装置。
42. ４２．上記電動機手段は駆動輪及び駆動ベルトをも備え、上記駆動ベルトは上記 駆動輪及び上記磁気卓手段に結合され上記駆動輪によって供給される回転エネル ギを上記磁気卓手段へ転送する請求項４１に記載の装置。
43. ４３．上記コラム手段は、 上記内部室を限定する頂部材と底部材とを含むシリンダと、上記シリンダの上記 内部室の上記底部材付近に位置決めされ、上記シリンダの直径にまたがって伸び 且つ実質的にその中心において交差してベース支持具を限定している複数のベー ス支持具リブを有するシリンダ挿入物をも備え、上記撹拌手段は上記ベース支持 具に回転可能に取り付けられる請求項３２に記載の装置。
44. ４４．上記撹拌手段は上記ベース支持具に回転可能に取り付けられる取り付け部 分をも備え、上記撹拌手段は一方の端が上記取り付け部分に固定され、反対の端 が上記内部室の内側に伸びている細長いスリーブをも含み、上記撹拌手段は上記 取り付け部分とは反対側の上記スリーブに固定されているプロペラ羽根をも含む 請求項４３に記載の装置。
45. ４５．上記プロペラ羽根は実質的に平らなプロペラ羽根からなり、上記プロペラ 羽根の長さが上記スリーブから外向きに伸び且つ上記プロペラ羽根の幅が上記ス リーブの軸に対して対角に位置するように上記スリーブに固定されている請求項 ４４に記載の装置。
46. ４６．上記磁場応答手段は上記撹拌手段の上記取り付け部分に固定されている磁 石区分を備え、上記プロペラ羽根と上記磁石区分とは上記スリーブから異なる方 向に外向きに伸びている請求項４５に記載の装置。
47. ４７．液体を撹拌するコラムであって、撹拌すべき液体を受ける内部室を含むコ ラム手段と、液体を撹拌するために、上記コラム手段の上記内部室内で運動する ように位置決めされている撹拌手段 を具備し、上記撹拌手段はプロペラ羽根が一方の端に固定されている細長い支持 部材を含み、上記プロペラ羽根は上記支持部材から外向きに伸びていることを特 徴とするコラム。
48. ４８．上記プロペラ羽根は実質的に平らなプロペラ羽根からなり、上記プロペラ 羽根の長さが上記支持部材から外向きに伸び且つ上記プロペラ羽根の幅が上記支 持部材の軸に対して対角に位置するように上記支持部材に固定されている請求項 ４７に記載の装置。
49. ４９．上記コラム手段は、上記コラム手段の上記内部室の中に上記撹拌手段を取 り付けるためのベース保持具をも備えた請求項４７に記載の装置。
50. ５０．上記撹拌手段は、運動磁場に応答し上記撹拌手段を運動させる磁場応答手 段をも備えた請求項４７に記載の装置。
51. ５１．上記撹拌手段は上記支持部材に固定されている磁石区分をも備え、上記磁 石区分は運動磁場に応答して上記支持部材を運動させ、上記プロペラ羽根を運動 させる請求項４８に記載の装置。
52. ５２．上記コラム手段は、 上記内部室を限定する頂部材と底部材とを含むシリンダと、上記シリンダの上記 内部室の上記底部材付近に位置決めされ、上記シリンダの直径にまたがって伸び 且つ実質的にその中心において交差してベース支持具を限定している複数のベー ス支持具リブを有するシリンダ挿入物をも備え、上記撹拌手段は上記ベース支持 具に取り付けられる請求項４７に記載の装置。
53. ５３．上記撹拌手段は上記ベース支持貝に回転可能に取り付けられる取り付け部 分と、一方の端が上記取り付け部分に固定され、反対の端が上記内部室の内側に 伸びている細長いスリーブをも備え、上記プロペラ羽根は上記取り付け部分とは 反対側の上記スリーブに固定されている請求項５２に記載の装置。
54. ５４．上記プロペラ羽根は実質的に平らなプロペラ羽根からなり、上記プロペラ 羽根の長さが上記スリーブから外向きに伸び且つ上記プロペラ羽根の幅が上記ス リーブの軸に対して対角に位置するように上記スリーブに固定されている請求項 ５３に記載の装置。
55. ５５．上記撹拌手段は上記支持部材に固定されている磁石区分をも備え、上記磁 石区分は運動磁場に応答し上記取り付け部分を回転させ、上記プロペラ羽根を回 転させる請求項５４に記載の装置。
56. ５６．変化する磁場を発生する装置であって、磁場を生成し、駆動信号に応答し て磁場を変化させる磁場生成手段と、磁場の変動を表す磁場変動信号を供給する センサ手段と、上記磁場変動信号に応答し上記駆動信号を供給して磁場の変動を 制御するデータプロセッサ手段 を具備することを特徴とする装置。
57. ５７．上記センサー手段は、 上記磁場の変動によってもたらされる磁場の変化に応答してホール効果信号の大 きさを変調するホール効果センサ手段と、上記ホール効果信号の大きさを決定し 、上記磁場変動信号を供給するディジタル変換器手段 を備え、上記磁場変動信号は上記ホール効果信号の大きさを表すディジタル信号 である請求項５６に記載の装置。
58. ５８．上記磁場生成手段は、 中心開口を有する実質的に円形の部材からなり、上記卓磁石を支持して回転させ る磁気卓手段と、 上記磁気卓手段を支持し、上記磁気卓手段が軸受手段に対して運動可能に上記磁 気卓手段を支持するように構成されている軸受手段と、上記磁気卓手段へ駆動力 を与え、上記駆動信号に応答して上記磁気卓手段を回転させる電動機手段 をも備えた請求項３２に記載の装置。
59. ５９．上記磁場生成手段は磁場応答ユニットを受けるように構成され、上記セン サ手段は磁場応答ユニットが上記磁場生成手段に取り付けられた時点を表す位置 信号を供給する位置スイッチをも備えた請求項５６に記載の装置。
60. ６０．上記データプロセッサはユーザからの入力を受けるユーザインタフェース をも備え、上記データプロセッサ手段はユーザから供給される入力と上記磁場変 動信号との組合わせに応答して上記駆動信号を供給する請求項５８に記載の装置 。
61. ６１．上記データプロセッサ手段はユーザへ情報を提供するユーザインタフェー スをも備え、上記データプロセッサ手段は上記位置信号に応答して上記磁場応答 ユニットが上記磁場生成手段内に位置決めされたことをユーザへ指示する請求項 ５９に記載の装置。
62. ６２．液体の成分を分離するための装置であって、シリンダと、頂部材及び底部 材と、シリンダ挿入物と、撹拌バーと、撹拌板と、位置センサと、データプロセ ッサ手段とを具備し、上記シリンダは頂部材、底部、及び上記頂部から底部まで 伸びる内部チャネルを有し、上記チャネルが上記シリンダを通って伸びるように 上記頂部及び底部は開いており、 上記頂部材及び底部材はそれぞれ上記シリンダの上記頂部及び底部に固定され、 上記頂部材及び底部材はそれぞれシリンダから外向きに伸びる管ステムと、液体 を上記シリンダ内へ及び上記シリンダの外へ導く内部チャネルとを含み、上記シ リンダ挿入物は上記シリンダの上記底部と上記底部との中間に位置決めされ、上 記シリンダ挿入物は上記内部チャネルの直径にまたがって伸び且つ実質的にその 中心において交差してシャフトのためのベース支持具を限定している複数のベー ス支持具リブを有し、上記シャフトは上記シリンダに実質的に平行に内向きに伸 び、 上記撹拌バーは上記シリンダの内部のシャフトに回転可能に取り付けられ、上記 撹拌バーは半径方向外向きに伸びている第１及び第２の磁石区分を有する取り付 け部分を含み、上記撹拌バーは上記シャフトの上記伸びている部分の直径より大 きい直径の内部室を有し上記シャフトが上記内部室内に位置決めされるように、 且つ上記シャフトを中心として自由に回転するように上記取り付け部分に固定さ れているスリーブ部分をも含み、上記撹拌バーは形状が実質的に平らな第１及び 第２のプロペラ羽根をも含み、上記第１及び第２のプロペラ羽根は上記第１及び 第２のプロペラ羽根の長さが上記スリーブ部分から半径方向外向きに伸びるよう に、且つ上記第１及び第２のプロペラ羽根の幅が上記スリーブ部分の回転軸に対 して対角に位置するように上記スリーブ部分に固定され、上記スリーブ部分は上 記第１及び第２のプロペラ羽根が上記第１及び第２の磁石区分に対して実質的に 直角になるように上記取り付け部分に固定され、上記撹拌板は上記コラムを固定 的に受ける位置決め部分を含み、上記撹拌板はハウジング及び上記ハウジングの 内部に取り付けられていて円形の磁石卓を回転可能に支持する軸受組立体を含み 、上記撹拌板は上記磁石卓に固定されている第１及び第２の細長い撹拌板磁石を も含み、上記撹拌板は上記ハウジングの外部に取り付けられている電動機をも含 み、上記電動機は駆動輪及び駆動ベルトを含み、上記駆動ベルトは上記磁石卓に 結合されていて上記駆動輪の回転に応答して上記磁石卓を回転させ、上記電動機 は駆動信号に応答し上記駆動輪を回転させて上記磁石卓の速度及び方向を制御し 、上記位置センサは上記撹拌板の上記位置決め部分に近接して取り付けられ、上 記撹拌バーの上記第１及び第２の磁石区分の運動に応答して撹拌バー位置信号を 供給し、 上記データプロセッサ手段は上記撹拌バー位置信号に応答し上記駆動信号を供給 して上記駆動輪の回転を制御し、それによって上記磁石卓、上記撹拌板磁石、及 び上記撹拌バー磁石の回転を制御することを特徴とする装置。
63. ６３．流体の流れが所定の寸法より小さい粒子からなる場合にはその流体流が横 切ることを許容し、流体の流れが所定の寸法より大きい粒子からなる場合にはそ の流体の流れが横切ることを阻止するように各々が構成されている第１及び第２ の膜をも備え、上記第１及び第２の膜はそれぞれ上記シリンダの上記頂部と底部 の中間に位置決めされている請求項６２に記載の装置。
64. ６４．上記シリンダ内に収容されている材料のベッドをも備え、上記材料のベッ ドは上記第１及び第２の膜を横切って流れることが可能な所定の粒子寸法より大 きい寸法を有する粒子からなるので、上記材料のベッドは上記第１及び第２の膜 の中間の上記シリンダ内に捕捉される請求項６３に記載の装置。
65. ６５．上記コラム挿人物の上記シャフトは上記ベース支持具に固定されているベ ース部分、上記ベース部分の反対側に伸びている部分、及び上記ベース部分と上 記伸びている部分との中間の凹部分をも備え、上記凹部分は上記伸びている部分 よりも小さい直径であり、上記撹拌バーの上記取り付け部分は上記シャフトの直 径より大きい直径の貫通孔を有し、．上記取り付け部分はその両側に上記貫通孔 の内側に伸びる第１及び第２の突起を含み、上記取り付け部分は上記取り付け部 分が上記シャフトを中心として自由に回転するように、且つ上記取り付け部分の 上記シャフトに線形に沿う運動が上記第１及び第２の突起と上記シャフトの上記 凹部分との係合によって制限されるように上記シャフトの上記中間部分に取り付 けられている請求項６２に記載の装置。
66. ６６．上記撹拌板の上記位置決め部分は、上記第１及び第２の磁石区分の上記撹 拌バー磁石が上記撹拌板磁石に磁気的に結合されるように、上記コラムの上記底 部材と係合して且つ上記磁石卓に近接して上記ハウジングに固定されている座部 分と、上記座部分に固定され、上記コラムを上記撹拌板内に位置決めするように 上記コラムの上記シリンダと係合するつかみ部分をも備え、上記撹拌板、上記ハ ウジング、上記軸受組立体、上記座部分、及び上記磁石卓はそれぞれ配管貫通孔 を含んでいるので、上記コラムの上記底部材の上記管ステムに流体受け配管を結 合し、上記配管貫通孔を適して上記ハウジングの外へ伸ばすことをできるように した請求項６２に記載の装置。
67. ６７．上記位置センサはばねバイアスされコラム位置信号を供給する接触、スイ ッチをも備え、上記接触スイッチは上記コラムが上記撹拌板内に座していない時 には上記コラム位置信号を第１の状態で供給し、上記コラムが上記撹拌板内に座 している時には上記コラム位置信号を第２の状態で供給するように構成されてい る請求項６２に記載の装置。
68. ６８．材料を撹拌するためのコラムであって、シリンダと、頂部材及び底部材と 、シリンダ挿入物と、撹拌バーとを具備し、上記シリンダは頂部、底部、及び上 記頂部から底部まで伸びる内部チャネルを有し、上記チャネルが上記シリンダを 通って伸びるように上記頂部及び底部は開いており、 上記頂部材及び底部材はそれぞれ上記シリンダの上記頂部及び底部に固定され、 上記頂部材及び底部材はそれぞれシリンダから外向きに伸びる管ステムと、液体 を上記シリンダ内へ及び上記シリンダの外へ導く内部チャネルとを含み、上記シ リンダ挿入物は上記シリンダの上記底部と上記底部との中間に位置決めされ、上 記シリンダ挿入物は上記内部チャネルの直径にまたがって伸び且つ実質的にその 中心において交差してシャフトのためのベース支持具を限定している複数のベー ス支持具リブを有し、上記シャフトは上記シリンダに実質的に平行に内向きに伸 び、 上記撹拌バーは上記シリンダの内部のシャフトに回転可能に取り付けられ、上記 撹拌バーは半径方向外向きに伸びている第１及び第２の磁石区分を有する取り付 け部分を含み、上記撹拌バーは上記シャフトの上記伸びている部分の直径より大 きい直径の内部富を有し上記シャフトが上記内部室内に位置決めされるように、 且つ上記シャフトを中心として自由に回転するように上記取り付け部分に固定さ れているスリーブ部分をも含み、上記撹拌バーは形状が実質的に平らな第１及び 第２のプロペラ羽根をも含み、上記第１及び第２のプロペラ羽根は上記第１及び 第２のプロペラ羽根の長さが上記スリーブ部分から半径方向外向きに伸びるよう に、且つ上記第１及び第２のプロペラ羽根の幅が上記スリーブ部分の回転軸に対 して対角に位置するように上記スリーブ部分に固定され、上記スリーブ部分は上 記第１及び第２のプロペラ羽根が上記第１及び第２の磁石区分に対して実質的に 直角であるように上記取り付け部分に固定されていることを特徴とするコラム。
69. ６９．流体の流れが所定の寸法より小さい粒子からなる場合にはその流体流が横 切ることを許容し、流体の流れが所定の寸法より大きい粒子からなる場合にはそ の流体の流れが横切ることを阻止するように各々が構成されている第１及び第２ の膜をも備え、上記第１及び第２の膜はそれぞれ上記シリンダの上記頂部と底部 の中間に位置決めされている請求項６８に記載のコラム。
70. ７０．上記シリンダ内に収容されている材料のベッドをも備え、．上記材料のベ ッドは上記第１及び第２の膜を横切って流れることが可能な所定の粒子寸法より 大きい寸法を有する粒子からなるので、上記材料のベッドは上記第１及び第２の 膜の中間の上記シリンダ内に捕捉される請求項６９に記載の装置。
71. ７１．上記コラム挿入物の上記シャフトは上記ベース支持貝に固定されているベ ース部分、上記ベース部分の反対側に伸びている部分、及び上記ベース部分と上 記伸びている部分との中間の凹部分をも備え、上記凹部分は上記伸びている部分 より小さい直径であり、上記撹拌バーの上記取り付け部分は上記シャフトの直径 より大きい直径の貫通孔を有し、上記取り付け部分はその両側に上記貫通孔の内 側に伸びる第１及び第２の突起を含み、上記取り付け部分は上記取り付け部分が 上記シャフトを中心として自由に回転するように、且つ上記取り付け部分の上記 シャフトに線形に沿う運動が上記第１及び第２の突起と上記シャフトの上記凹部 分との係合によって制限されるように上記シャフトの上記中間部分に取り付けら れている請求項６８に記載の装置。
72. ７２．液体の成分を分離するための装置であって、シリンダと、頂部材及び底部 材と、第１及び第２の膜と、シリンダ挿入物と、撹拌バーと、材料のベッドと、 撹拌板と、位置センサと、データプロセッサ手段とを具備し、 上記シリンダは頂部、底部、及び上記頂部から底部まで伸びる内部チャネルを有 し、上記チャネルが上記シリンダを通って伸びるように上記頂部及び底部は開い ており、上記シリンダはハウジング入口と入口キャップとを含み、上記頂部材及 び底部材はそれぞれ中空円錐台のベースに固定されているリムと上記リムとは反 対の側の上記円錐台に固定されている管ステムとを有し、上記リムは上記ベース に固定されている実質的に円形のフランジと上記フランジに固定されている実質 的に円筒形のスカートとを有し、上記管ステムは上記円錐台から外向きに伸びて いて液体を上記頂部材及び底部材の中へ及び上記頂部材及び底部材の外へ導く内 部チャネルを含み、上記頂部材及び底部材は上記リムから上記管ステムに向かっ て半径方向に内向きに伸びる複数の支持リブをも含み、上記複数の支持リブは上 記円錐台の上記ベースと上記管ステムの上記内部チャネルとの間を流体が流れる ことを可能にするように上記複数の支持リブの隣同士のリブ間に流体の流路を有 する内部円錐台形チャネルを限定し、上記頂部材及び底部材の上記リムは上記管 ステムが上記シリンダから外向きに伸びるように上記シリンダの上記頂部及び底 部にそれぞれ封じられ、上記第１及び第２の膜は実質的に平らであって上記頂部 材及び底部材の上記フランジとそれぞれ係合する実質的に円形の周縁を各々が有 し、上記第１及び第２の膜は流体が所定の寸法より小さい粒子からなる場合には その流体が横切ることを許容し、流体が所定の寸法より大きい粒子からなる場合 にはその流体が横切ることを阻止するように構成され、上記第１及び第２の膜は それぞれ上記シリンダの上記頂部と底部の中間に位置決めされ、上記シリンダ挿 入物は上記第２の膜と上記シリンダの上記底部との中間に位置決めされ、上記シ リンダ挿入物は上記内部チャネルの直径にまたがって伸び且つ実質的にその中心 において交差してシャフトのためのベース支持具を限定している複数のベース支 持具リブを有し、上記シャフトは上記ベース支持貝に固定されているベース部分 、上記ベース部分の反対側に伸びている部分、及び上記ベース部分と上記伸びて いる部分との中間の凹部分をも備え、上記凹部分は上記伸びている部分より小さ い直径であり、上記シリンダ、上記第１及び第２の膜、上記シリンダ挿人物、及 び上記頂部材及び底部材の組合わせは上記頂部材の上記管ステムから上記シリン ダを通して上記底部材の上記管ステムまで限定された流体流チャネルを有するコ ラムを形成し、上記撹拌バーは上記シリンダの内部の上記シャフトに回転可能に 取り付けられ、上記撹拌バーは半径方向外向きに伸びている第１及び第２の磁石 区分を有する取り付け部分を含み、上記第１及び第２の各磁石区分は実質的に円 筒形の非磁性ケーシング内に収納されている撹拌バー磁石を構成し、上記取り付 け部分は上記シャフトの直径より大きい直径の貫通孔を有し、上記取り付け部分 はその両側に上記貫通孔の内側に伸びる第１及び第２の突起を含み、上記取り付 け部分は上記取り付け部分が上記シャフトを中心として自由に回転するように、 且つ上記取り付け部分の上記シャフトに線形に沿う運動が上記第１及び第２の突 起と上記シャフトの上記凹部分との係合によって制限されるように上記シャフト の上記中間部分に取り付けられ、上記撹拌バーは上記シャフトの上記伸びている 部分の直径より大きい直径の内部室を存するスリーブ部分をも含み、上記スリー ブ部分は上記伸びている部分が上記内部室内に位置決めされるように、且つ上記 伸びている部分を中心として自由に回転するように上記取り付け部分に固定され 、上記撹拌バーは形状が実質的に平らな第１及び第２のプロペラ羽根をも含み、 上記第１及び第２のプロペラ羽根は上記第１及び第２のプロペラ羽根の長さが上 記スリーブ部分から半径方向外向きに伸びるように、且つ上記第１及び第２のプ ロペラ羽根の幅が上記スリーブ部分の回転軸に対して対角に位置するように上記 スリーブ部分に固定され、上記スリーブ部分は上記第１及び第２のプロペラ羽根 が上記第１及び第２の磁石区分に対して実質的に直角になるように上記取り付け 部分に固定され、上記材料のベッドは上記シリンダ内に収納され、上記材料のベ ッドは上記第１及び第２の膜を横切って流れることが可能な所定の粒子寸法より 大きい寸法を有する位子からなるので、上記材料のベッドは上記第１及び第２の 膜の中間の上記シリンダ内に捕捉され、上記材料のベッドは上記シリンダを通過 する流体に対して抵抗を与えるので、上記頂部材の上記ステムを通して事入され る流体は上記円錐第チャネル及び上記複数の支持リブによって限定される上記流 体の流路を通して上記第１の膜の表面にまたがって分布し、上記撹拌板は上記コ ラムを固定的に受け、上記撹拌板はハウジング及び上記ハウジングの内部に取り 付けられていて円形の磁石卓を回転可能に支持する軸受組立体を含み、上記撹拌 板は上記磁石卓に固定され且つ上記磁石卓の直径に一致する線を限定するように 配向されている第１及び第２の細長い撹拌板磁石をも含み、上記撹拌板は上記ハ ウジングの外部に取り付けられている電動機をも含み、上記電動機は駆動輪及び 駆動ベルトを含み、上記駆動ベルトは上記磁石卓に結合されていて上記駆動輪の 回転に応答して上記磁石卓を回転させ、上記電動機は駆動信号に応答し上記駆動 輪の速度及び方向を変化させ、それによって上記磁石卓の速度及び方向を変化さ せ、上記撹拌板は上記第１及び第２の磁石区分の上記撹拌バー磁石が上記撹拌板 磁石に磁気的に結合されるように、上記コラムの上記底部材と係合し上記磁石卓 に近接して上記ハウジングに固定されている座部分をも含み、上記撹拌板は上記 座部分に固定されていて上記コラムを上記撹拌板内に位置決めするように上記コ ラムの上記シリンダと係合する位置決め部分をも含み、上記ハウジング、上記軸 受組立体、上記座部分、及び上記磁石卓はそれぞれ配管貫通孔を含んでいて上記 コラムの上記底部材の上記管ステムに流体受け配管を結合し、上記配管貫通孔を 通して上記ハウジングの外へ伸ばすことができ、 上記位置センサは上記撹拌板の上記位置決め部分に近接して取り付けられ、上記 位置センサは上記撹拌バーの上記第１及び第２の磁石区分の運動に応答するホー ル効果センサを含み、上記位置センサは上記位置決め部分の位置に応答してコラ ム位置信号を供給するばねバイアスされた接触スイッチをも含み、上記接触スイ ッチは上記コラムが上記撹拌板内に座していない時には上記コラム位置信号を第 １の状態で、また上記コラムが上記撹拌板内に座している時には上記コラム位置 信号を第２の状態で供給し、上記データプロセッサ手段は上記コラム位置信号及 び上記撹拌バー位置信号に応答し上記駆動信号を供給して上記駆動輪の回転を制 御し、それによって上記磁石卓、上記撹拌板磁石、上記撹拌バー磁石、及び上記 撹拌バーの回転を制御し、上記データプロセッサ手段はユーザインタフェースを 含んでいて上記コラム位置信号に応答して上記コラムが上記撹拌板内に適正に位 置決めされていないことをユーザに可視表示し、上記データプロセッサ手段はユ ーザから供給される入力に応答して上記撹拌バー位置信号をサンプルし且つ上記 撹拌バーの回転の速度及び方向を決定し、上記データプロセッサ手段はユーザか ら供給される入力に応答し駆動信号を変調して上記撹拌バーの回転の速度を増加 させ、低下させ、もしくは一定に維持する ことを特徴とする装置。