植物浸潤設備的制作方法
【專利摘要】本發明提供了一種用于使用接種體浸潤植物的植物浸潤設備以及使用所述設備的方法，該設備包括框架，框架具有適用于接收待浸潤植物的至少一個托盤的一個或多個托盤支架；自動化操作機構，所述自動化操作機構安裝至框架并且可操作地在設備內位移植物托盤；多個接種體儲存器，接種體儲存器安裝至框架并且容納一個或多個接種體；浸潤池，浸潤池安裝至框架，并且當植物托盤布置在浸潤位置中時植物托盤被接收在浸潤池內；以及真空發生設備，真空發生設備與浸潤池連通以在浸潤池內施加負壓，從而使浸沒在浸潤池內的接種體中的植物葉子的氣孔開放并且使得接種體流體浸潤到植物葉子中。
【專利說明】植物浸潤設備
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2012年2月15日提交的美國臨時申請序列號61/599，094的優先權，其全部內容通過引證方式結合于此。

【技術領域】
[0003]本發明通常涉及用于操作和浸潤植物的設備與方法，并且更具體地涉及用于植物的自動化的和高產量浸潤的設備與方法，所述設備與方法用于生產重組蛋白質。

【背景技術】
[0004]存在對于使用植物資源生產新藥物的關注的復蘇。現在能使用基因工程植物生產藥理學活性蛋白質，包括哺乳動物抗體、血液產品替代品、疫苗、激素、細胞因子以及多種其他藥物。醫藥植物產品具有巨大潛力，并且可成為用于多種新生物制藥產品(諸如疫苗)的重要生產系統。
[0005]例如目前流感疫苗產生于受精卵中，在病毒能使用適當的生產系統被收獲并純化之前受精卵已經感染并孵化了很長一段時間。在昆蟲或哺乳動物細胞中的產生疫苗也需要必需的孵化期以用于細胞分泌足夠量的病毒。在引入任何那些系統之前當與必須由目標病毒(要么作為弱病毒要么作為亞單位病毒)制造的適應性相結合時，響應于新出現的威脅現在的候選疫苗的生產方法需要很長時間，此外具有與細胞培養或卵細胞的孵化相聯系的高成本。
[0006]植物是用于重組藥物蛋白質的生產的潛在的低成本與污染物安全的工廠。就氨基酸序列、結構以及生物活性而言，植物中產生的大部分重組蛋白質與它們的哺乳動物相應部分別無二致。傳統地，蛋白質已使用復雜的生產系統(例如細胞培養、酵母、細菌或卵子)來生產。然而，在植物中生產蛋白質的能力具有一些主要的優勢。植物獨特地能夠以高產量和低成本形成不同復雜程度和糖基化圖案的有效蛋白質表達式。
[0007]基因工程植物應用的局限性通常來自于轉基因生物在積聚足夠量的重組產品的無能，作為低轉錄率、信息拼接不適當、外來mRNA的不穩定、低轉譯率、內源蛋白質酶作用下的重組蛋白質的強易感性或者對于外來蛋白質的重組有機體的強易感性的結果，其將導致不適當的或局限性的生長或在最糟糕的情形下，對宿主有機體具有強毒性影響。當利潤空間變窄，或者當剩余物質的處理和/或處置引起生物安全或環境問題時，生產水平的不充分對應用的發展具有直接影響。因此出現了對于所需重組產品的積聚水平的改進，所述改進成為保證許多分子農業的應用商業化的關鍵因素。
[0008]基于植物的疫苗生產系統代表了對于傳統疫苗開發過程的可行性選擇，并且可針對存在于傳統的基于卵子或基于細胞的疫苗生產中的許多問題提供更有效的長期解決辦法。植物是具有成本效益的蛋白質生產器，并且因此它們的用于生產用于在商業應用中使用的蛋白質的使用(例如但不限于疫苗的開發)提供了針對用于開發與生產這種蛋白質和/或疫苗的更多傳統的過程的現實選擇性。該種植物生產蛋白質的其它使用包括用于工業過程的酶、治療性抗體等。
[0009]病毒樣顆粒(VLP)的使用正作為這樣一項科技而出現，其已經被發很好地適合于使用這種基于植物的疫苗制造技術來生產。VLP通常包括布滿蛋白質或蛋白質部分的脂質殼或蛋白質殼，脂質殼或蛋白質殼通過疫苗能明確為旨在通過疫苗而目標化的給定疾病。因此，VLP “看起來”像目標病毒，從而允許通過病人的免疫系統識別它們并且向目標病毒提供免疫力。然而由于它們缺少真實病毒的核心遺傳物質，因此VLP是非傳染性的并且因此不能復制。已經發現用于生產這種VLP和/或其他蛋白質目的的植物的使用比某些先前使用的生產工序(包括細胞培養、酵母、細菌等)更有效，先前使用的生產工序通常更復雜并且因而成本高。
[0010]然而，伴隨用于VLP和/或蛋白質的商業化生產的植物的使用仍然存在一些挑戰，這更具體地是因為先前使用的用于植物的浸潤和處理的系統會耗費許多人工和成本。因此，例如在生產效率和成本有效性方面、所制造的疫苗的質量控制以及標準方面，在制造植物基疫苗產品方面仍存在改進。
[0011]因此，存在對于能夠以自動化工序執行植物的浸潤的改進設備的需要，所述自動化工序例如為用于疫苗開發的候選蛋白質的高產量工序以及用于重組蛋白質的生產的標準化工序。


【發明內容】

[0012]因此已經開發了高產量的基于植物的重組蛋白質生產系統，該系統允許新的治療性化合物(例如通過允許大量重組蛋白質的生產的疫苗抗原，包括用于測試的VLP承載疫苗候選抗原)的發現與發展的加速。例如，當前所述的系統允許在植物中的VLP上生產大量抗原方案，然后能從植物中純化VLP并且進行測試以用于最有效的基于VLP的疫苗抵抗疾病引起的藥劑的鑒別。本系統提供用于使用基于植物的生產技術的新疫苗的發現與發展的快速且低成本的生產系統。
[0013]根據本發明的一個方面，存在提供用于用接種體浸潤植物的植物浸潤設備，該設備包括:框架，所述框架具有適用于容納一個或多個待浸潤植物托盤的一個或多個托盤支架，當布置在輸入支架上時托盤處于初始位置；自動化操作機構，所述自動化操作機構安裝至框架并且可操作以使植物托盤在設備內位移，所述自動化操作機構具有機器人操作器，所述機器人操作器可致動以至少使植物托盤從初始位置位移至浸潤位置；多個接種體儲存器，接種體儲存器安裝至框架并且包含一個或多個接種體，接種體儲存器以流體流動連通的方式與流體傳輸系統相互連接，流體傳輸系統可操作以控制到接種體儲存器中的流入以及從接種體儲存器中的流出；浸潤池，所述浸潤池安裝至框架，并且當布置在浸潤位置中時植物托盤被容納在浸潤池內，當布置在浸潤池內的浸潤位置中時，流體傳輸系統與所述浸潤池流體流動連通以用于用來自于接種體儲存器的一個中的選定接種體至少部分地填充浸潤池以至少部分地浸沒植物托盤的植物葉子，當植物托盤布置在其中浸潤位置中時，浸潤池被封在密封結構內；以及真空發生設備，真空發生設備與浸潤池連通以在密封結構內的浸潤池內施加負壓，從而使浸沒在浸潤池內的接種體中的植物葉子的氣孔開放并且引起接種體浸潤進入到植物葉子中。
[0014]根據本發明的另一個方面，提供了使用自動化植物浸潤設備用接種體浸潤植物的方法，植物設置在托盤中，方法包括:為所述植物浸潤設備提供浸潤池、至少一個接種體儲存器以及自動托盤操作機構，植物托盤被容納在所述浸潤池內，所述至少一個接種體儲存器容納接種體并且與所述浸潤池處于獨立的流體流動連通下，所述自動托盤操作機構具有機器人操作器；將來自于接種體儲存器的接種體輸送進入浸潤池中以便浸潤到植物內；使用機器人操作器以使植物托盤從設備內的裝載位置位移至浸潤位置，在所述裝載位置中植物托盤被輸送至設備以用于浸潤，在所述浸潤位置中植物托盤被布置在浸潤池內以使得至少植物葉子浸沒在浸潤池內的選定接種體流體中；在植物處于浸潤位置的情況下封住并密封浸潤池，并且在密封的浸潤池中提供負壓；以及在預先設定的一段時間后，從浸潤池內的接種體流體中移除植物托盤。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]現將對附圖進行參考。
[0016]圖1是根據本公開的一個實施方式的植物浸潤設備的側立體圖，示出了其下面外部面板被移除，所述植物浸潤設備用于用接種體浸潤植物以便用于重組蛋白質生產；
[0017]圖2是圖1的植物浸潤設備的另一個立體圖，示出了下面外部面板處于適當位置中；
[0018]圖3是圖1的植物浸潤設備的前立體圖；
[0019]圖4是圖1的植物浸潤設備的放大側視圖，示出了接種體儲存器；
[0020]圖5是圖1的植物浸潤設備的相反一側的側視圖，示出了外部板被移除；
[0021]圖6是圖1植物浸潤設備的局部前視立體圖，示出了植物托盤處于托盤輸入架內的初始、預浸潤位置中。
[0022]圖7是通過操作機構的機器人臂從托盤輸入架拾起的植物托盤的放大前視側視圖；
[0023]圖8是通過操作機構的機器人臂朝向設備的浸潤池上方位移的植物托盤的放大立體圖；
[0024]圖9是被封住并密封的浸潤池的放大立體圖，所述浸潤池用接種體溶液浸潤其中的植物；
[0025]圖10是植物托盤的放大的立體圖，所述植物托盤在從浸潤池移除之后，通過操作機構的機器人臂被水平地位移進入托盤輸出架；
[0026]圖11是在植物托盤從浸潤池移除并位移進入輸出架之后的操作機構的機器人臂的放大立體圖；
[0027]圖12是圖1的植物浸潤設備的放大立體圖，示出了排空的浸潤池；
[0028]圖13是示出了圖11的被清潔的浸潤池的頂部立體圖；以及
[0029]圖14是圖12的浸潤池的側立體圖，更詳細地示出了池排空機構。
[0030]值得注意的是在所有附圖，相似的特征通過相似的參考標號識別。

【具體實施方式】
[0031]如上所述，潛在地，植物是用于重組醫藥蛋白質的生產的低成本且污染安全的工廠。就氨基酸序列、構造以及生物活性而言，在植物中生產的大多數重組蛋白質與它們在哺乳動物中的相應蛋白質沒有區別。當使用基于植物制造技術開發重組蛋白質時，存在某些由當前描述的設備處理的挑戰，包括關于植物的操作以及快速選擇多個可能的不同接種體中的一個并將其浸潤到植物中且能夠快速施加不同接種體的能力，例如能夠篩查最想要的接種體和/或在這種基于植物的重組蛋白質生產之后執行有效的測試。
[0032]因此，本公開的植物浸潤設備已經開發出來，以便能夠用許多不同接種體中的一個快速且有效地處理待浸潤的植物，所述接種體包含整合在細菌中的感興趣的遺傳物質，諸如例如土壤桿菌。當前所描述的植物浸潤設備與方法是高產量系統，該系統能夠快速表達、凈化以及測試重組蛋白質，所述重組蛋白質例如為但不限于疫苗、基于疫苗的VLP、重組抗體和/或診斷試劑，因此允許與更傳統的技術相比，重組蛋白質的生產與開發得以加速。
[0033]具體地，VLP代表新出現的疫苗技術，其具有優于基于卵與基于細胞的疫苗生產技術的多個優勢。同時使用在植物中產生的VLP生產任何給定的基因產品比通過任何其它傳統方法的生產更快，主要因為基于VLP的疫苗不需要病毒的實際樣本而只需要它的遺傳序列，識別與生產最高效的疫苗以對抗新出現的威脅的能力取決于快速且有效地開發與生產多個不同的VLP候選疫苗以對抗用于測試的新出現威脅的能力。在基于植物的VLP開發與生產中具體限制的步驟是浸潤步驟，也就是使包括目標病毒蛋白質(或任何其它蛋白質)的遺傳信息的土壤桿菌接種體引入植物的步驟。浸潤是在浸潤池中執行的，在使用第二種不同的接種體之前，浸潤池以及相關工具需要徹底的洗滌并清潔掉所有接種體。
[0034]如將可見的，通過能夠以迅速的連續序列容易地向植物施加許多不同的接種體成分，本系統能夠迅速篩選潛在的多種抗原或抗原變體。因此，使用在此所述的設備與方法，能表達大量的目標蛋白質，因此允許在相對短的時間期內開發重要的目標蛋白質庫。其中，然后最合適的目標能被表現、生產、純化以及測試以用于最終在疫苗中使用。
[0035]現參照圖1至圖3，示出了本公開的植物浸潤設備10，該設備尤其適合于使用用于重組蛋白質生產的接種體浸潤植物，并且尤其用在疫苗開發領域，并且所述植物浸潤設備通常包括各種構件安裝于其上的框架12或其他合適的固定結構。在其前端13處，該裝置包括多個植物托盤輸入架14 (如將要在下面詳細描述的)以及控制板16。在至少一個實施方式中，控制板16包括描述設備操作條件的屏幕，該屏幕可以是觸摸屏，能夠通過操作者控制植物浸潤設備10的操作。因此控制板16與合適的微處理器或其他計算機裝置(例如可編程邏輯電路等)電子通信地連接，這組成同樣定位于設備10的框架12內的控制系統(未示出)，以使得設備作為獨立單元獨立地操作。因此使用者可使用控制板，以便激活該設備并以在此所述的方式處理植物(包括獨立地激活每一步驟、對該設備編程以使所述設備本身執行所有步驟、循環重復在此所述的整個處理，從本系統提供的多個接種體中選擇一個，以及從一個接種體至另一個迅速的轉換)。因此，在連續有序的植物托盤上迅速使用不同接種體溶液能高產量篩選用許多候選接種體浸潤的植物具。
[0036]同樣如圖1至圖3以及圖4可見，該設備包括布置在設備10的框架12第一側上的至少一個接種體儲存器21，其中在存在多個儲存器的情況下，這些獨立接種體儲存器20中的每一個均可適合于能容納不同接種體溶液，以使得這些多重接種體溶液中的任何一個或多個可由操作者手動地或者自動地選擇，以便浸潤到使用本設備10處理的植物中?？蛇x擇地，在期望用相同的接種體浸潤更多數量的植物的情況下，一些或甚至全部儲存器20能包含相同的接種體。每一個接種體儲存器20以流體流動連通經由流體傳輸系統22與浸潤池18連接，浸潤池自身布置在設備框架12內，流體傳輸系統在圖1中圖形地示出，但是流體傳輸系統包括多個流體導管以及關聯的閥門，為了獨立地控制到每一個或全部接種體儲存器20的流入以及從每一個或全部接種體儲存器的流出，所述閥門被遠程地激活。如圖5清楚可見的，浸潤池18布置在框架12的下部內的更高部分，位于更大的回收池19上面，回收池布置在框架下部的基座處。如將在下面進一步詳述的，浸潤池18通過樞軸29可旋轉地安裝至框架12，因此使得浸潤池18能倒轉以便將使用過的接種體和/或在浸潤步驟中植物可能掉落的任何葉子與植物材料傾倒到其下的回收池19中。
[0037]如將在下文進一步詳述的，浸潤池18的尺寸制定成使得能接收至少一個植物托盤11并且更具體地在接收植物的同時從接種體儲存器20接收至少一個接種體，其中在植物(見圖2)之前接種體被接收到池18中，以便實施選定的接種體溶液的浸潤處理。因此，當植物托盤11布置在浸潤池18上面或里面且位于浸潤位置中時，所述浸潤位置相當于通過植物托盤11的這樣的位置，在所述位置中至少植物葉子至少部分地浸入接種體中，接種體被預先引入或在植物進入浸潤池10后通過流體傳輸系統22(且更具體地通過其中的流體輸出管道25(見圖4))從選定的接種體儲存器20添加。流體傳輸系統22的上部的管道系統(例如在圖1中定位在接種體儲存器20上面)通常使用以引入溶液、水等進入儲存器20。
[0038]現更詳細地參考圖2以及圖6至圖7，位于設備10的前端13的輸入架14更清楚的可見。例如輸入架14(植物將在輸入架中被處理)可包括至少兩個支撐件17，所述支撐件彼此平行設置并且以小于細長植物托盤11的寬度的距離間隔開，以便支撐反向的植物托盤11以及允許植物莖干的自由滑動。兩個平行的支撐件17可彼此間隔非常小的距離，例如在兩個平行的支撐件之間僅形成相對窄的間隙(例如，間隙對于適配從中穿過的植物莖干來說足夠寬但是比托盤11中的植物葉子的寬度更窄)。在樞轉夾緊部件37的蓋子關閉之前，當機器人臂豎直地舉起植物托盤遠離架14時，該窄間隙能夠使植物葉子稍微聚集在一起，如將在下文進一步詳細描述的。在圖2、圖6以及圖7示出的實施方式中，雖然各種結構都是可能的，但是植物托盤11倒轉地插入輸入架14中，使得植物托盤11中的植物葉子向下指向并且因此通過倒轉的植物托盤11懸浮在半空中，所述植物托盤轉而由輸入架14的支撐件17支撐。植物托盤11能在縱向方向上沿輸入架14的軌17滑動，如在圖6至圖7更詳細地可見的。在示出的設備10的實施方式中，設置了一個輸入架14，并且同樣設置了一個輸出架24，該輸出架布置在設備的框架12內的較低高度處。因此，在由設備10處理前植物托盤11通過操作者插入輸入架14，并且一旦實施在此所述的處理以使得接種體浸潤到植物葉子中，然后植物托盤11移動至輸出架24上用于由操作者最終從設備10移除。
[0039]如將在下面進一步詳細描述的，本植物浸潤設備10還包括安裝至框架12并且可操作以便使植物托盤11在設備內位移的自動化操作機構30。操作機構30包括機器人操縱器32(或在下文中稱作“機器人臂”32)，所述機器人操縱器可被激活以抓緊與釋放倒轉的植物托盤11而不會損傷其中的植物。操作機構30的機器人臂32因此可操作以使植物托盤11在設備10內位移，例如為了將它們從輸入架14移動到浸潤池18中以便于通過接種體溶液浸潤，并且隨后將處理過的植物托盤從浸潤池18移動至輸出架24或設備內的其他選定的輸出位置。
[0040]參考圖4，布置在植物浸潤設備10的框架12的側面的接種體儲存器20更詳細地可見，并且例如，可包括能使操作者在設備操作過程中可視地識別的透明(或者至少大體上透明)的管狀圓筒21，由操作者識別接種體儲存器20的哪個管狀圓筒容納接種體溶液，其中容納有多少接種體溶液，并且在使用后能可視的確認圓筒的清洗，以及圓筒也可在任何給定的時間使用。儲存器20的這些透明管狀圓筒21中的每一個具有一個或多個流體輸入口 23，所述流體輸入口例如可布置在圓筒儲存器的側壁中，可包括泵送系統并且該系統可能使接種體溶液輸送進入每一個儲存器。或者，通過抬起儲存器的頂蓋，可將接種體人工地添加進儲存器，并且然后通過輸入口 23添加懸浮溶液進入儲存器中(懸浮溶液來自于設備10內部或外側的懸浮溶液儲存器)。一個或多個輸入口 23也允許水或者其他洗滌流體被引入儲存器20中以沖洗儲存器，以便用于不同接種體溶液的隨后使用。流體傳輸系統22因此包括致動閥門和管道，其與每個儲存器圓筒的輸入口 23相互連接并且連接至流體源(未示出)以便提供引入的接種體溶液或懸浮溶液或者沖洗流體的輸入供給。因此可將沖洗流體從其儲藏池泵送或另外地流通至每一個接種體儲存器20，并且然后使沖洗流體返回至儲藏容器或者至下水道。該種沖洗程序能使用來清洗每一個儲存器20以及所有關聯的管道系統以及閥門。以使用過的接種體溶液相同的方式，使用過的沖洗流體也能排放到池18中，因此同樣沖洗儲存器20與浸潤池18之間的管道，于是然后能從浸潤池18排出并且進入位于其下面的回收池19 (見圖1和圖5)，如下文進一步詳述的。流體傳輸系統22也包括與每一個接種體儲存器20的流體輸出口 25互相連接的致動閥門，使得設備10經由它的通過控制板16操作的控制系統能釋放容納在這些儲存器20中任何一個中的接種體溶液以便輸送到浸潤池18中。流體傳輸系統22的閥門(例如控制流體流至儲存器20以及從儲存器流出)可以是任何合適類型的，例如為遠程致動閥門的任何手動閥門，所述手動閥門由控制系統通過電子信號和/或交替的流體控制自動地操作。雖然浸潤池18可位于比儲存器20低的高度，并且因此接種體溶液從選定的儲存器20進入浸潤池18的傳輸可由重力獨自地執行，但浸潤池18也可布置在與儲存器20相同或比儲存器更高的高度處，在該種情形下流體傳輸系統22的流體輸出部件25可設置有泵送系統，所述泵送系統用于在壓力下可操作地將接種體溶液從選定的儲存器20引入到浸潤池18中。
[0041]現在參考圖5至圖7，植物浸潤設備10的操作機構30包括機器人臂32，為了在浸潤過程中操作并位移植物托盤11，機器人臂在設備范圍內是可位移的。雖然機器人操作器的其他結構是可能的，但是如所示的操作機構30的機器人臂32包括植物托盤夾緊鉗34(如圖6與圖7更好示出的)，所述植物托盤夾緊鉗包括固定部件35以及樞轉夾緊部件37，所述固定部件構造成在植物托盤11的外邊緣9下面滑動，所述樞轉夾緊部件可包括蓋子，在一個【具體實施方式】中，所述蓋子大體由透明的塑料制品組成，所述蓋子大體將植物的懸浮葉子15封裝在倒轉的托盤11中，以便尤其稍微將葉子壓縮至更緊密的封套內，因此允許它們將插入于其中的更小浸潤池并且因此在浸潤池中對于每一個浸潤程序需要使用更少的接種體溶液。此外，然而，封住植物葉子的夾緊蓋子也有助于在植物葉子15在設備內的操作過程中保護以及至少部分地封住所述植物葉子，確保所有的植物葉子將被引入浸潤池18中并且因此與接種體溶液接觸?？商娲?，也可使用樞轉夾緊部件37的蓋子的其它結構，然而因為期望能在植物葉子的操作過程中保護植物葉子，這些蓋子優選為至少部分地封住植物以使得在植物的運輸和/或操作過程中形成周圍的保護。然而，顯然蓋子不需要由塑料制成以及不需要是透明的。無論如何，這些保護封套37被啟動以向內樞轉從而大體上封住植物葉子15，之后托盤夾緊鉗34通過機器人臂致動以便輕微地向上位移整個托盤11，因此使該托盤脫離與支撐托盤架14的接觸。可替代地，保護封套37能通過其他合適的器件和/或致動機構致動，包括向下突出的導向件，當它們相反緊靠時，強制使保護封套閉合與開啟。然后植物托盤11向內地朝向設備中心縱向位移，位于大體上與浸潤池18對準的位置，如圖8所示出的。
[0042]如圖5示出的，因此機器人臂能夠使植物托盤11在設備內以多維的自由度移動，所述多維自由度可包括至少兩個平移自由度。例如操作機構30的機器人臂32可包括水平滑架36與豎直滑架38，水平滑架與豎直滑架相對于彼此獨立地致動與位移，以便機器人臂32能沿至少兩個橫向定位的線性軸線使植物托盤11位移。因此，機器人臂32能使植物托盤11從它們的位于輸入架14內的靜止位置位移進入其位于浸潤池18內的浸潤位置，并且然后從浸潤池18位移到輸出托盤24上。植物托盤11的其它操作也是可能的，例如圍繞托盤夾緊部分34和/或機器人臂32的一個或更多軸線旋轉，例如以便在浸潤于浸潤池中之前或之后倒轉植物托盤11，借此機器人臂也能具有至少一個旋轉自由度。
[0043]如圖8可見，示出了倒轉的植物托盤11，在已執行了從輸入架14向內移動進入設備的足夠的水平移動后，其在大體豎直的方向40由機器人臂32位移，使得植物托盤11從輸入架充分脫離并且大體與浸潤池18在豎直方向對準。因此在植物托盤11與浸潤池18在豎直方向對準后，通過中止機器人臂32的水平滑架36的啟動而停止水平方向上的移動，此時通過啟動豎直滑架38而開始前述的在垂直方向40上的移動，以便使植物托盤11向下降低進入浸潤池18的敞開頂部。雖然替換的池設計是可能的，但在所述的實施方式中浸潤池18通常包括具有敞開頂部和封閉側壁及底部的盆形結構，并且因此同樣地通過向下豎直位移而發生植物托盤11移動進入浸潤池18。然而，例如，浸潤池也可替換地構造成具有開口側，所述開口側提供到其中腔體的進入，在該種情形下植物托盤11的移動因此將是大體水平的以便使植物托盤位移到浸潤池18的腔體中。
[0044]如圖9至10可見，一旦植物托盤11已通過操作機構30的機器人臂32定位于浸潤池18內，則浸潤池18被封閉并密封起來，同時待處理的植物葉子浸沒在浸潤池18內的接種體溶液內，或者至少部分地浸沒。對于浸潤池雖然存在以充分經受得起在當前處理過程中應用的真空壓力的方式能閉合并密封的許多可能性，但如將在下面討論的，在本植物浸潤設備10的示出的實施方式中，使用大體平坦的池蓋44實現了該可能，該池蓋安裝至機器人臂的可移動部分。因此，當機器人臂32操作植物托盤11進入它的在浸潤池18內的浸潤位置時，蓋44同時開始進入與頂部敞開的池18的上周界邊緣46 (見圖10)密封抵靠接合狀態，從而以密封方式充分地封住浸潤池18。合適的墊圈或其他密封件可設置在周界邊緣46和/或與之開始接觸的蓋44下側之間。此外，因為通過機器人臂32的豎直滑架38的控制，池蓋44在向下方向的豎直移動是選定的，以使得池蓋44些微位移超過浸潤池18的上邊緣46的豎直高度以確保它們之間的緊密密封適配。此外，附加的互鎖或配套對準構件可設置以確保在池與蓋的兩個密封表面之間的精確對準，特別是在其中相對豎直移動的恰好結束處。例如，這些對準構件可包括布置在蓋44和池18之一上的豎直銷，該銷與所述蓋和池中另一個上的相應開口配對。因此對準構件有助于確保池與蓋的抵接密封表面之間的更精確對準，并且同樣確保這些抵接密封表面保持彼此極佳的平行，以便當池處于真空下時確保在密封表面之間的完全密封。
[0045]一旦浸潤池18通過蓋44如此封閉并且密封性閉合，使用真空發生設備48(見圖10)在密封池18內產生負壓，該真空發生設備處于與浸潤池18以及流體傳輸系統和/或整個植物浸潤設備10的控制系統在壓力下連通。雖然其他結構是可能的，但在本實施方式中真空發生設備48集成在機器人臂的托盤夾緊鉗34的部分中，布置在蓋44之下，從而當蓋44定位于在池上其密封位置中時，真空發生設備在浸潤池18內保持封閉。因此，使用真空發生設備48，在密封的浸潤池18內產生真空，因此改進了接種體溶液進入植物葉子的氣孔內的浸潤，植物葉子的氣孔由于池內產生的真空而是開放的。
[0046]植物在浸潤池內維持給定的一段時間，該段時間是預先設定的以便更好地允許接種體溶液浸潤到植物氣孔內。在該預先設定的一段時間后，例如通過使用大氣來均衡池內的壓力而解除在池中產生的真空，之后植物托盤從接種體溶液以及從池移除，如以下所述的。
[0047]如圖10可見，一旦已經完成在浸潤池18內的接種體溶液到植物中的浸潤，蓋44從池18移除以使得露出并且提供接近池內的植物，并且機器人臂32通過設備10的控制系統啟動以向上提升植物托盤11離開現在打開的浸潤池18，使得植物葉子15從接種體溶液移除。在本發明示出的設備10的實施方式中，蓋44形成機器人臂32的一部分或附接至機器人臂，如圖10可見，并且因此機器人臂32的向上移動同時用于從池18移除蓋44。然而，替換地，蓋不需要形成機器人臂的部分或直接連接至機器人臂，在該種情形下在機器人臂能夠被啟動以通過植物托盤11向上提升離開打開的浸潤池18之前，或是通過機器人臂或是通過別的方式首先需要將蓋移除。然后，例如通過在方向42上從設備10的中心向外地朝向位于設備前端13處的輸出架24水平地位移植物托盤11，植物托盤11被操作以便移除。雖然示出的設備包括一個或多個分離的輸出架24，所述輸出架與輸入架14是不同的但是相似地允許植物托盤11從那里懸吊并且例如可定位在設備框架內的較低垂直高度，然而也可能的是單獨的支架可交替地用于植物托盤的輸入與輸出。然而，通過設置至少一個輸入架以及至少一個輸出架，或者每個保持交替幾次，可使用本設備10處理植物托盤11的高容量和/或高產量。
[0048]現參考圖11，一旦植物托盤已經放置在輸出架24上，托盤夾緊鉗34被釋放，經由其樞轉夾緊部件37的向外樞轉，使得留下植物托盤11懸吊在輸出架24上，之后機器人臂32使得托盤夾緊鉗34位移退回朝向設備的中心。在一個可能的實施方式中，可設置滑動門28以便將輸入架14和輸出架24與設備10的中心部分分開，機器人臂在所述中心部分中操作，例如當設備從浸潤池18引入或移除植物托盤11時打開所述滑動門并且在植物托盤11浸潤與位移期間閉合所述滑動門。這些門28將輸入/輸出架與設備的主浸潤區域分開簡單地幫助當植物懸吊在輸入和/或輸出架時防止植物的任何污染并且防止當植物托盤定位于這些支架中時植物托盤不必要的位移。同樣可有助于使輸入架11定位于輸出架24上面，使得不會有接種體能通過從朝向輸出支架24定向的托盤11滴落而污染輸入架11部分。此外，僅僅從安全立場，當閉合所述門28時也用于分開加載站與卸載站(具有輸入架與輸出架)，所述加載站與卸載站可由設備的操作者從機器人臂30以及自動操作機構30的其他移動部件接近。
[0049]一旦對于給定的植物托盤11的浸潤處理完成，機器人臂32的托盤夾緊鉗34可在設備內向上移動進入其靜止位置，如圖12中示出的，為下一個待處理的植物托盤做準備?，F在可排空浸潤池18 (在浸潤池中仍包含上次植物托盤處理所使用的接種體流體)，除非如果在另外的植物上使用相同的接種體是需要的。在一個可能的替換實施方式中，池可通過使用在池底部的下水道排空，可使用重力或輔助真空來操作。然而，因為還希望能排空掉落進浸潤池18中的任何葉子，在至少示出的實施方式中(見圖5以及圖12至圖14)，浸潤池18可旋轉地安裝在設備的框架12內，當啟動時，使得浸潤池18可至少部分地倒轉，例如，通過使其圍繞界定其縱向軸線的樞軸29旋轉，以便允許接種體溶液與包含在其中的任何松散的葉子排出浸潤池并且進入布置在浸潤池18下面的回收池19或者排出到合適的下水道。如上所述，然而替換的溶液和/或傾倒結構也是可能的，例如通過在浸潤池18內直接設置下水道，所述下水道可根據需要打開和閉合，因此當必要時允許浸潤池內的溶液排出，但在其它時間保持密封。
[0050]如在圖13與圖14中可見的，一旦浸潤池18已如此清空，必須能夠清潔浸潤池以用于進一步的使用，并且因此設置了池清潔系統50，該池清潔系統包括多個噴嘴52，該噴嘴操作以將水和/或另一種沖洗流體注射進入浸潤池18以允許沖洗并因此清潔池的內表面。該水或可替換的沖洗流體然后可以上述的方式排出，例如通過圍繞其軸線旋轉池以便倒轉該池并且因此將清洗的溶液或水傾倒到下面的回收池19中。
[0051]上述步驟中的每個均為自動地并且通過根據待執行的可編程操作的植物浸潤設備10來執行。因為每件事情均能通過操作者使用由控制板16致動的控制系統獨立地控制，所以使用本設備10能精地控制在植物上執行的每一浸潤處理。例如，從其關聯的儲存器20中能選擇給定量的接種體溶液以注射進入浸潤池。類似地，能通過操作者選擇多個不同接種體溶液中的任何一個(均包含在多個儲存器20中的不同儲存器內)，并且進一步能以快速的順序在不同的植物托盤上使用多個不同接種體溶液。所有這些均允許以快速的連續過程快速且有效將具有不同重組蛋白質(例如候選疫苗、基于VLP疫苗、重組抗體或診斷試劑)的多種可能接種體溶液浸潤到不同植物中，因此能高產量地篩選重組蛋白質接種體，諸如例如用于最終進一步高產量地篩選所生產的候選疫苗。在此所述的設備與方法同樣允許具有相同接種體的植物的多重浸潤以使得獲得重組蛋白質更高標準的質量，因此能使候選疫苗接種體的高產量篩選成為可能。
[0052]上面的描述僅意味著解釋性的，并且在不脫離由本發明附屬的權利要求所限定的范圍的前提下，本領域的技術人員將會認識到所述的實施方式可做出變化。結合對本發明的綜述，對于本領域的技術人員而言，其他落入本發明附屬的權利要求限定的范圍內的修改將是顯而易見的。
【權利要求】
1.一種植物浸潤設備，用于用接種體浸潤植物，所述設備包括: 框架，所述框架具有適用于容納待浸潤的所述植物的一個或多個托盤的一個或多個托盤支架，當布置在輸入支架上時所述托盤處于初始位置； 自動化操作機構，所述自動化操作機構安裝至所述框架并且能操作以使所述植物托盤在所述設備內位移，所述自動化操作機構具有機器人操作器，所述機器人操作器可致動以至少使所述植物托盤從所述初始位置位移至浸潤位置； 多個接種體儲存器，所述多個接種體儲存器安裝至所述框架并且容納一個或多個接種體，所述接種體儲存器以流體流動連通方式與流體傳輸系統相互連接，所述流體傳輸系統能操作以控制到所述接種體儲存器的流入以及從所述接種體儲存器的流出； 浸潤池，所述浸潤池安裝至框架，并且當所述植物托盤布置在所述浸潤位置中時所述植物托盤被容納在所述浸潤池內，所述流體傳輸系統與所述浸潤池處于流體流動連通，以用來自于所述接種體儲存器的一個中的選定的接種體至少部分地填充所述浸潤池，從而當所述植物托盤布置在所述浸潤池內的所述浸潤位置中時，至少部分地浸沒所述植物托盤的植物葉子，當所述植物托盤布置在其中的所述浸潤位置中時，所述浸潤池被封住在密封結構中；以及 真空發生設備，所述真空發生設備與所述浸潤池連通以在所述密封結構內的所述浸潤池內施加負壓，從而使浸沒在所述浸潤池內的所述接種體中的所述植物葉子的氣孔開放并且使得所述接種體浸潤到所述植物葉子中。
2.根據權利要求1所述的植物浸潤設備，其中，所述多個接種體儲存器設置成與所述浸潤池獨立地流體流動連通并且被獨立地控制。
3.根據權利要求1或2所述的植物浸潤設備，其中，所述接種體儲存器包括大體透明的管狀圓筒，所述管狀圓筒可視地顯示所述接種體儲存器的流體內容物的至少一個特性。
4.根據權利要求3所述的植物浸潤設備，其中，所述至少一個特性包括:所述接種體的存在、殘留在每個接種體儲存器中的接種體的總量以及所述接種體的顏色。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的植物浸潤設備，進一步包括能位移的池蓋，所述池蓋構造成密封地抵接所述浸潤池的周界邊緣，從而當所述植物托盤布置在其中的所述浸潤位置中時使所述浸潤池封住在所述密封結構中。
6.根據權利要求5所述的植物浸潤設備，進一步包括分別布置在所述池蓋與所述浸潤池上的互鎖構件，所述互鎖構件彼此配套地接合以確保所述池蓋的密封表面與所述浸潤池的密封表面之間的精確對準。
7.根據權利要求6所述的植物浸潤設備，其中，所述互鎖構件包括布置在所述池蓋和所述浸潤池中的一個上的豎直銷，并且所述豎直銷與所述池蓋和所述浸潤池中另一個中的相應開口配套。
8.根據權利要求1至7中任一項所述的植物浸潤設備，其中，所述流體傳輸系統包括能遠程操作的泵系統，所述泵系統用于將所述接種體泵送到所述接種體儲存器中以及從所述接種體儲存器中將接種體泵送出來。
9.根據權利要求1至8中任一項所述的植物浸潤設備，其中，所述機器人操作器包括能遠程操作的機器人臂，所述機器人臂具有至少一個植物托盤夾緊鉗，所述植物托盤夾緊鉗能操作以抓緊和釋放所述植物托盤，并且使所述植物托盤在所述植物浸潤設備內以多重自由度似移。
10.根據權利要求9所述的植物浸潤設備，其中，所述植物托盤夾緊鉗包括具有延伸蓋的樞轉夾緊部分，所述樞轉夾緊部分基本將所述植物的所述懸吊的葉子封住在所述植物托盤內。
11.根據權利要求10所述的植物浸潤設備，其中，所述樞轉夾緊部分的所述蓋由大體透明的塑料構成。
12.根據權利要求1至11中任一項所述的植物浸潤設備，其中，所述浸潤池包括下水道以及回收池，所述下水道用來排空所述浸潤池，所述回收池位于所述浸潤池的下面并且設置成與所述下水道流體連通。
13.根據權利要求1至11中任一項所述的植物浸潤設備，其中，所述浸潤池通過樞軸旋轉地安裝至所述框架，通過使所述浸潤池圍繞樞軸旋轉來倒轉所述浸潤池以使所述浸潤池排空至布置在所述浸潤池下面的回收池。
14.根據權利要求1至13中任一項所述的植物浸潤設備，其中，所述浸潤池包括池清潔系統，所述池清潔系統能操作以將流體注射到所述浸潤池中。
15.根據權利要求1至14中任一項所述的植物浸潤設備，進一步包括控制系統，所述控制系統包括安裝至所述框架并且控制所述植物浸潤設備的自動化操作的控制板。
16.根據權利要求15所述的植物浸潤設備，其中，所述控制板與程序化的微處理器以電子通信的方式連接以根據預先設定的操作循環操作所述植物浸潤設備。
17.根據權利要求1至16中任一項所述的植物浸潤設備，其中，所述接種體包含遺傳物質。
18.根據權利要求17所述的植物浸潤設備，其中，所述遺傳物質整合在細菌中。
19.根據權利要求18所述的植物浸潤設備，其中，所述細菌是土壤桿菌。
20.使用自動化的植物浸潤設備用接種體浸潤植物的方法，所述植物設置在植物托盤中，所述方法包括: 給所述植物浸潤設備提供:浸潤池，所述植物托盤能被接收在所述浸潤池內；至少一個接種體儲存器，所述至少一個接種體儲存器容納所述接種體并且與所浸潤池處于獨立的流體流動連通；以及具有機器人操作器的自動托盤操作機構； 將所述接種體從所述接種體儲存器輸送到所述浸潤池中以用于浸潤至所述植物內； 使用所述機器人操作器以使所述植物托盤從所述設備內的裝載位置位移至浸潤位置，在所述裝載位置中所述植物托盤被輸送至所述設備內以用于浸潤，在所述浸潤位置中所述植物托盤布置在所述浸潤池內以使得至少所述植物的葉子浸沒在所述浸潤池內的所選定的接種體流體中； 在所述植物處于所述浸潤位置中的情況下封住并密封所述浸潤池，并且在密封的所述浸潤池中施加負壓；以及 在預先設定的一段時間后，從所述浸潤池內的所述接種體流體中移除所述植物。
21.根據權利要求20所述的方法，其中，所述自動化的植物浸潤設備包括多個所述接種體儲存器，所述方法進一步包括將來自于所述接種體儲存器中選定一個的所述接種體輸送到所述浸潤池中。
22.根據權利要求21所述的方法，其中，所述接種體儲存器中的每一個均容納不同的接種體，所述方法進一步包括從相應接種體儲存器中選擇所述接種體中的一種以便浸潤到植物中。
23.根據權利要求20所述的方法，進一步包括從所述植物浸潤設備移除所述植物托盤的步驟，以便在從所述浸潤池內移除所述植物托盤的步驟之后允許處理另一個植物托盤。
24.根據權利要求23所述的方法，進一步包括將具有至少一個新植物的新植物托盤引入至所述浸潤池內，并且至少重復以下步驟:將所述接種體輸送到所述浸潤池內，將具有新植物的所述浸潤池封住且密封在浸潤位置中，以及在所述密封的浸潤池內施加負壓。
25.根據權利要求20所述的方法，其中，所述接種體包含遺傳物質。
26.根據權利要求25所述的方法，其中，所述遺傳物質整合在細菌中。
27.根據權利要求26所述的方法，其中，所述細菌是土壤桿菌。
28.根據權利要求20所述的方法，進一步包括向下倒轉所述植物托盤的步驟，在所述浸潤位置中設置在所述植物托盤中的所述植物向下指向，其中，所述植物托盤布置在所述浸潤池內以使得至少所述植物的葉子浸沒在所述浸潤池內的選定接種體流體中。
【文檔編號】C12M3/00GK104321420SQ201380019985
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2013年2月15日 優先權日:2012年2月15日
【發明者】馬克-安德烈·達奧斯特, 妮科爾·貝奇托爾德, 盧克·勞林, 路易斯-菲利普·維齊納, 諾曼德·迪比克 申請人:麥迪卡格公司