チップ溶液収納容器
【課題】インキュベータ環境内での分注作業を容易にできるようにする。
【解決手段】チップ溶液収納容器４２は、容器部４２Ａと蓋部４２Ｂから構成され、容器部４２Ａには、未使用のディスペンサーチップ５１がセットされる未使用ディスペンサーチップエリア４２Ａ1、使用済みのディスペンサーチップ５１が廃棄される使用済みディスペンサーチップエリア４２Ａ2、これから使用する試薬等の溶液がセットされる溶液エリア４２Ａ3、および使用済みの廃液が流される廃液エリア４２Ａ4の４つのエリアが設けられている。本発明は、試料を入れた培養容器を内部に格納して、所定の環境条件で前記試料を培養する培養部と、前記培養容器に分注する分注部とを備える培養装置で用いられるチップ溶液収納容器に適用できる。
【解決手段】チップ溶液収納容器４２は、容器部４２Ａと蓋部４２Ｂから構成され、容器部４２Ａには、未使用のディスペンサーチップ５１がセットされる未使用ディスペンサーチップエリア４２Ａ1、使用済みのディスペンサーチップ５１が廃棄される使用済みディスペンサーチップエリア４２Ａ2、これから使用する試薬等の溶液がセットされる溶液エリア４２Ａ3、および使用済みの廃液が流される廃液エリア４２Ａ4の４つのエリアが設けられている。本発明は、試料を入れた培養容器を内部に格納して、所定の環境条件で前記試料を培養する培養部と、前記培養容器に分注する分注部とを備える培養装置で用いられるチップ溶液収納容器に適用できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップ溶液収納容器に関し、インキュベータ環境内での分注作業を容易にできるようにしたチップ溶液収納容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
インキュベータ環境内において、試薬添加や培地交換等の分注作業を行う技術としては、例えば、特許文献１が知られている。特許文献１では、ディスペンサーチップの回収と新品差し替えができるように、チップ回収室（図１０のチップ回収部５７）とチップ交換室（図９のチップ供給装置５０）とを培養装置内に専用に設けている。
【特許文献１】特開２００４−３５０６４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような専用の部屋を用意することは、ユーザが培養装置を定期的にメンテナンスしなければならず、すなわち、使用済みディスペンサーチップを回収室から取り除いたり、新品のディスペンサーチップを交換室に装填したりする作業が必要となる。
【０００４】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、インキュベータ環境内で行われる試薬添加や培地交換等の分注作業を容易に行うことができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のチップ溶液収容容器は、複数の区画が形成された容器本体部を有し、前記容器本体部は、前記容器本体部の１つの前記区画に形成された、未使用のディスペンサーチップを収容する収容領域と、前記容器本体部の別の前記区画に形成された、使用済みディスペンサーチップを回収する回収領域とから少なくとも構成され、分注作業に使用される前記ディスペンサーチップを収容、回収する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、インキュベータ環境内での分注作業を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【０００８】
図１は、本発明を適用した細胞培養装置の全体構成を示す正面図である。
【０００９】
図１の例では、細胞培養装置１は、インキュベータ部１１と、その下側に配置される架台部１２から構成される。インキュベータ部１１の内部には、例えば、ヒータが用いられる温度調節装置等からなる温度制御機構、霧を噴出する噴霧装置等からなる湿度制御機構、外部の二酸化炭素ボンベに接続されるガス導入部等からなるガス制御機構、内部空間の細胞培養環境を検出する環境センサ等（いずれも図示せず）が設けられている。また、インキュベータ部１１の内側は断熱材で覆われている。これにより、インキュベータ部１１の中は、細胞の培養中、細胞の培養環境を維持するために密封され、例えば空気を循環させることにより一定の温度に保たれることで、温度３７℃、湿度９０％、二酸化炭素濃度５％等に維持される。
【００１０】
また、インキュベータ部１１が載せられた架台部１２の内部には、図１に示すように、細胞培養装置１の各部を制御するコントロールボックス１３やパーソナルコンピュータ１４等が収納される。
【００１１】
インキュベータ部１１の内部には、ストッカ部２１、搬送部２２、蓋開閉部２３、分注部２４Ａおよび２４Ｂ、観察部（顕微鏡部）２５、並びにキャリア部２６が設置される。
【００１２】
ここで、図２の細胞培養装置１の上面図を参照して、インキュベータ部１１の内部に設置される各機構の配置と構成について説明する。
【００１３】
ストッカ部２１は、トレイ３１に載せられた培養容器４１およびチップ溶液収納容器４２を保管する場所である。すなわち、ストッカ部２１には、培養容器４１やチップ溶液収納容器４２をトレイ３１ごと収容可能である。
【００１４】
ここで、トレイ３１の詳細な構成について図示すると、図３のようになる。すなわち、図３のトレイ３１の上面図に示すように、トレイ３１は、培養容器４１またはチップ溶液収納容器４２を載置可能な形状からなり、さらに、固定ブロック３１Ａ1乃至３１Ａ4並びにバネ３１Ｂ1および３１Ｂ2（以下、単に、固定ブロック３１Ａ、バネ３１Ｂという）を有している。図３の例では、固定ブロック３１Ａおよびバネ３１Ｂによって、載置された培養容器４１を固定している。また、トレイ３１には、耳部３１Ｃ1乃至３１Ｃ4（以下、単に、耳部３１Ｃという）が設けられており、搬送部２２は、トレイ３１の耳部３１Ｃを載置することで、トレイ３１を搬送する。
【００１５】
また、図３の例では、培養容器４１をトレイ３１に載置する例を図示しているが、トレイ３１には、トレイ３１に載置可能な形状を有しているチップ溶液収納容器４２も載置することができる。例えば、チップ溶液収納容器４２は、培養容器４１と同一または類似の形状を有している。
【００１６】
ここで、チップ溶液収納容器４２の詳細な構成について図示すると、図４のようになる。すなわち、図４のチップ溶液収納容器４２の３面図（正面図、上面図、側面図）に示すように、チップ溶液収納容器４２は、容器部４２Ａと蓋部４２Ｂから構成され、チップ溶液収納容器４２を使用しない場合には、蓋部４２Ｂは容器部４２Ａに被せられた状態となっており、チップ溶液収納容器４２を使用するときに、容器部４２Ａから蓋部４２Ｂを外すことになる。
【００１７】
容器部４２Ａには、上面図に示すように、未使用ディスペンサーチップエリア４２Ａ1、使用済みディスペンサーチップエリア４２Ａ2、溶液エリア４２Ａ3、および廃液エリア４２Ａ4の４つのエリアがある。
【００１８】
未使用ディスペンサーチップエリア４２Ａ1には、クリーンベンチ等により搬送部２２の分注器２２Ｌ1にセッティングするための未使用のディスペンサーチップ５１がセットされる。図４の例の場合には最大で１２個のディスペンサーチップ５１をセット可能であるが、その数は１２個に限定されるものではない。なお、未使用のディスペンサーチップ５１を分注器２２Ｌ1に取り付ける方法の詳細については後述する。
【００１９】
使用済みディスペンサーチップエリア４２Ａ2には、穴部５２を利用して使用済みのディスペンサーチップ５１が廃棄される。図４の例では、１２個の穴部５２が設けられているが、その数は１２個に限定されるものではない。なお、使用済みディスペンサーチップ５１の廃棄方法の詳細については後述する。
【００２０】
また、溶液エリア４２Ａ3には、これから使用する試薬等の溶液がセットされ、分注器２２Ｌ1により吸引口５３から吸引される。なお、図４の例では、４種類の溶液をセットできる形態を示したが、それに限らず、使用する試薬の量と種類に応じて、その数量を変更してもよい。また、使用する試薬は必要に応じて事前に使用温度に加温してから装置内部に搬送してもよいが、加温する時間をあらかじめ見込んで装置内に入れておくことも可能である。
【００２１】
廃液エリア４２Ａ4には、使用済みの廃液が流される。具体的には、廃液エリア４２Ａ4においては、分注器２２Ｌ1の先端が廃液口５４に挿入されるので、そこから出された廃液を貯めることになる。
【００２２】
以上のように、チップ溶液収納容器４２には、分注作業を実現するために必要となる各種の要素を収納するための各エリアが設けられており、搬送部２２は、そのチップ溶液収納容器４２をトレイ３１に載せてインキュベータ部１１内の各機構に搬送する。
【００２３】
なお、図４の例では、未使用ディスペンサーチップエリア４２Ａ1乃至廃液エリア４２Ａ4の４つのエリアは、均等に４分割された容器部４２Ａのそれぞれの領域に相当するが、それらの領域は均等に分割されている必要はなく、あるエリアの領域を広げたり、狭めたりすることができる。例えば、未使用ディスペンサーチップエリア４２Ａ1の使用頻度が高い場合にはその領域を広げて、その分他のエリアの領域を狭くすることが可能である。
【００２４】
また、図４の例では、容器部４２Ａは、未使用ディスペンサーチップエリア４２Ａ1乃至廃液エリア４２Ａ4の４つのエリアを有しているとして説明したが、例えば、未使用ディスペンサーチップエリア４２Ａ1および使用済みディスペンサーチップエリア４２Ａ2の２つのエリアだけを有する構成や、溶液エリア４２Ａ3および廃液エリア４２Ａ4の２つのエリアだけを有する構成等としてもよい。要は、容器部４２Ａは、インキュベータ部１１の内部で行われる分注作業の作業形態に合わせて、未使用ディスペンサーチップエリア４２Ａ1乃至廃液エリア４２Ａ4の４つのエリアのうちのいずれかのエリアを有していればよい。また、本実施の形態においては、ディスペンサーチップは、ディスポーザルチップで記載したが、かかるディスペンサーチップを洗浄してもよい。
【００２５】
本実施の形態のチップ溶液収納容器４２は、複数の区画が形成された容器部（容器本体部）４２Ａと、容器部４２Ａの１つの区画に形成された未使用のディスペンサーチップ５１を収容、保持する第１エリア（収容領域）４２Ａ1と、容器部４２Ａの別の区画に形成された、使用済みのディスペンサーチップ５１を回収し、収容する第２エリア（回収領域）４２Ａ2とから少なくとも構成されている。
【００２６】
さらに、上記の構成に加えて、チップ溶液収納容器４２は、容器部４２Ａの別の区画には、ディスペンサーチップ５１により吸引される試薬等の溶液を収容する溶液収容エリア４２Ａ3を有する。
【００２７】
そして、第１エリア４２Ａ1は、未使用のディスペンサーチップ５１が複数収容され、各チップが同一方向に向けて整然とマトリックス状に配列されて保持される構成となっている。また、第２エリア４２Ａ2は、少なくとも１つの穴部５２が形成され、その穴部５２がチップの側壁の突出したリング（あるいは円筒窪みでもよい）が引っ掛かる内径を有しており、その穴部５２に引っ掛かり外された使用済みのディスペンサーチップ５１を収容する部屋がその穴部５２の下に形成されている。
【００２８】
このように、チップ溶液収納容器４２は、複数の機能を果たすエリアが１つの矩形状の容器内に一体的に形成されて構成されている。このチップ溶液収納容器４２を、複数用意することで、ユーザは簡単にディスペンサーチップの新品交換や使用済みチップの回収が容易にできる。
【００２９】
図２に戻り、搬送部２２は、ストッカ部２１に収納されたトレイ３１に載せられた培養容器４１またはチップ溶液収納容器４２を、蓋開閉部２３、分注部２４Ａ、分注部２４Ｂ、または観察部２５のいずれかに搬送する機構である。すなわち、搬送部２２は、培養容器４１またはチップ溶液収納容器４２を載置したトレイ３１を支持して各機構に搬送するとともに、ストッカ部２１に対してトレイ３１を出し入れする。なお、図２の上面図では、分注部２４Ａおよび分注部２４Ｂを記載する都合上、蓋開閉部２３の記載を省略しているが、図１や後述する図６等を参照することでも明らかなように、蓋開閉部２３は分注部２４Ａまたは２４Ｂの上部に設置される。
【００３０】
ここで、図１、図２、および図５の搬送部２２の拡大図を参照して、搬送部２２の詳細な構成について説明する。なお、図５において、図中上側の図は搬送部２２の上面図を表わし、図中下側の図は搬送部２２の正面図を表わしている。
【００３１】
図２において、ステージベース２２Ａには、Ｙ軸用のガイド軸２２Ｃと駆動軸２２Ｄを介してＹステージ２２Ｂが取り付けられる。Ｙステージ２２Ｂはモータ２２Ｅの回転によりＹ軸方向に移動する。なお、ステージベース２２Ａは筐体に対して固定されている。
【００３２】
Ｙステージ２２Ｂには、Ｚ軸用の駆動軸２２Ｇを介してＺステージ２２Ｆが取り付けられる。Ｚステージ２２Ｆはモータ２２Ｈの回転によってＺ軸方向に移動する。Ｚステージ２２Ｆには、駆動部２２Ｉを介して分注ステージ２２Ｊが取り付けられる。分注ステージ２２Ｊは、搬送部２２の最上部に設けられたステージであり、駆動部２２Ｉの駆動により、Ｘ軸方向に移動する。つまり、図５に示すように、駆動部２２Ｉは、例えばラックアンドピニオン式の駆動機構であって、Ｚステージ２２Ｆと分注ステージ２２Ｊの両ステージに取り付けられる面にそれぞれピニオンが設けられており、それらのピニオンがＺステージ２２Ｆおよび分注ステージ２２Ｊに形成されたラックにそれぞれ噛合されることで、両ステージに取り付けられている。これにより、駆動部２２Ｉの駆動によって、分注ステージ２２ＪをＸ軸方向に所定量だけスライド移動させることが可能となる。
【００３３】
分注ステージ２２Ｊには、分注器２２Ｌ1および分注器２２Ｌ2の２つの分注器が設けられている。分注器２２Ｌ1は、試薬等の溶液を吸引および添加し、分注器２２Ｌ2は、廃液を吸引するためのものである。具体的には、分注器２２Ｌ1および分注器２２Ｌ2は、それぞれ、チューブ２８を介してポンプ部２７（図１）と接続されており、ポンプ部２７が駆動することで、分注器２２Ｌ1により溶液が吸引および添加されるか、また分注器２２Ｌ2より廃液が吸引される。また、分注器２２Ｌ1および分注器２２Ｌ2にそれぞれ取り付けられるディスペンサーチップ５１は、取り付けおよび取り外しが可能である。
【００３４】
なお、以下、特に２つの分注器を区別する必要がない場合には単に分注器２２Ｌと称して説明する。
【００３５】
分注ステージ２２Ｊにはまた、その先端部にアーム部２２Ｋが着脱可能に取り付けられる。アーム部２２Ｋには、トレイ３１の耳部３１Ｃが載置される。すなわち、アーム部２２Ｋは、トレイ３１の搬送や設置の際の受け渡し部材として使用される。なお、アーム部２２Ｋと、トレイ３１との接触面には、摩擦抵抗の大きい部材（例えばゴム等）を貼り付けておくことが好ましい。
【００３６】
また、Ｙステージ２２Ｂは、回転モータ（図示せず）の回転により、ＸＹ平面内で回転軸２２Ｍを中心に回転する。すなわち、搬送部２２は、図２に示すような、蓋開閉部２３（図２では図示せず）、分注部２４Ａ、分注部２４Ｂ、および観察部２５等の図中搬送部２２の右側の機構への搬送の他に、Ｙステージ２２Ｂを180度回転させて反対向きになることで、ストッカ部２１等の図中搬送部２２の左側の機構への搬送を行うことが可能となる。なお、Ｙステージ２２Ｂを回転させる場合には、分注ステージ２２ＪをＺステージ２２Ｆ側に縮めて回転半径を小さくすることが好ましい。
【００３７】
このように、以上のように構成される搬送部２２では、アーム部２２Ｋに支持されたトレイ３１を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３方向に移動させることができ、また、Ｚ軸中心として180度回転させることもできる。これにより、搬送部２２は、インキュベータ部１１内において、トレイ３１を支持して各機構に搬送するとともに、ストッカ部２１に対してトレイ３１を出し入れすることが可能となる。
【００３８】
また、搬送部２２は、培養容器４１を観察部２５で観察する場合には、トレイ３１に載せられた培養容器４１を観察部２５に搬送する。
【００３９】
観察部２５は、主に、照明系と、観察系から構成され、インキュベータ部１１内の他に、その一部は架台部１２にも収容される。照明系においては、LED（Light Emitting Diode）等の光源からの光が、矩形絞り、位相リング、およびコンデンサレンズ等を介した後、観察ステージに入射する。そして、その光は、搬送部２２によって、観察ステージの中のスペースに搬送されてきたトレイ３１に載置された培養容器４１内の試料に照明光として入射する。そして、照明系からの光によって照明された試料は、その培養状態に応じて光を発生する。試料から透過方向に発生した光は、観察ステージを通過した後、観察系に導かれる。
【００４０】
観察系では、試料から透過方向に発生した光が、対物レンズ、中間変倍レンズ、蛍光照明ユニット、およびCCD（Charge Coupled Device）カメラの内蔵レンズ等を介した後、CCDカメラに入射する。このとき、CCDカメラの撮像面には、結像光学系による試料の像が形成される。そして、CCDカメラにより撮像された画像は、例えばモニタ装置（図示せず）等に表示される。
【００４１】
以上のようにして、細胞培養装置１は構成される。
【００４２】
ところで、培養容器４１およびチップ溶液収納容器４２のインキュベータ部１１の内部への搬送方法であるが、例えば、クリーンベンチにおいて、チップ溶液収納容器４２の容器部４２Ａの未使用ディスペンサーチップエリア４２Ａ1にディスペンサーチップ５１をセットし、溶液エリア４２Ａ3に試薬をセットして蓋部４２Ｂをのせた後、そのチップ溶液収納容器４２をトレイ３１2にセットする。また、培養容器４１は、チップ溶液収納容器４２を載置したトレイ３１2とは別のトレイ３１1にセットする。
【００４３】
なお、以下、培養容器４１とチップ溶液収納容器４２の載置されたトレイ３１を区別するために、それらの容器が載せられたトレイ３１を、それぞれ、トレイ３１1、トレイ３１2と称して説明するが、それらを特に区別する必要がない場合には単にトレイ３１と称する。また、このとき、培養容器４１およびチップ溶液収納容器４２（の容器部４２Ａ）は、それぞれが載置されているトレイ３１の固定ブロック３１Ａおよびバネ３１Ｂにより固定される。
【００４４】
次に、この培養容器４１を載置したトレイ３１1と、チップ溶液収納容器４２を載置したトレイ３１2は、複数のトレイ３１を一括収納するキャリアにセットされる。そして、オペレータの操作により、インキュベータ部１１のアクセスドア１１Ａと内扉１１Ｂが開けられ、インキュベータ部１１内のキャリア部２６に、その複数のトレイ３１を収納したキャリアがセットされる（図１のキャリア部２６の点線がセットされたキャリアを表わしている）。すると、インキュベータ部１１の内部において、キャリアにセットされたトレイ３１は、オペレータによる操作に応じて動作する搬送部２２によって、所定の位置まで搬送される。例えば、チップ溶液収納容器４２を直ぐに使用する場合には、その容器を載せているトレイ３１2は分注部２４Ｂに搬送され、決められた時間だけ加温して使用する場合には、その容器を載せているトレイ３１2はストッカ部２１に搬送され収容される。また、このとき、例えば、培養容器４１を載せているトレイ３１1は、ストッカ部２１に搬送され収容される。
【００４５】
これにより、搬送部２２によって、試料の培養を開始する前に、培養容器４１を載せているトレイ３１1や、チップ溶液収納容器４２を載せているトレイ３１2が搬送され、ストッカ部２１の各段や分注部２４Ｂ等に収容される。
【００４６】
なお、本実施の形態においては、個々のトレイ３１に対応させてストッカ部２１の各段を構成してもよいし、複数のトレイ３１を一括するキャリアの大きさに合わせてストッカ部２１の各段を構成してもよい。また、ストッカ部２１は、インキュベータ部１１の筐体の中の側壁に沿って設置される。
【００４７】
ところで、上述したように、搬送部２２は、インキュベータ部１１内において、培養容器４１やチップ溶液収納容器４２を載せたトレイ３１を支持して各機構に搬送する他に、分注器２２Ｌを有しているので、分注部２４Ａにおいて、培養容器４１内部に溶液を入れることも可能である。
【００４８】
そこで、次に、図６乃至図１１を参照して、搬送部２２により行われる分注作業、すなわち、チップ溶液収納容器４２を分注部２４Ｂに搬送し、そのチップ溶液収納容器４２から溶液を吸引し、分注部２４Ａに搬送された培養容器４１に添加するまでの作業の流れについて説明する。
【００４９】
なお、以下の説明において、チップ溶液収納容器４２を載置しているトレイ３１2が分注部２４Ｂに固定された状態でのチップ溶液収納容器４２内の未使用ディスペンサーチップエリア４２Ａ1、使用済みディスペンサーチップエリア４２Ａ2、溶液エリア４２Ａ3、および廃液エリア４２Ａ4の４つのエリアの各挿入穴の位置は、その位置に対応する座標として事前に登録しておくものとする。
【００５０】
まず、図６に示すように、トレイ３１2に載せられたチップ溶液収納容器４２は、搬送部２２によって、蓋開閉部２３の設置された領域まで搬送される。なお、図６は、インキュベータ部１１の内部空間において、蓋開閉部２３、分注部２４Ａ、および分注部２４Ｂの設置された領域に、搬送部２２が移動してきたときの状態を表わしている。また、後述する、図７、図８、および図１０の表わしている状態も同様である。
【００５１】
このとき、チップ溶液収納容器４２は、吸着部２３Ａの真下に搬送されるので、搬送部２２は、チップ溶液収納容器４２をＺ軸の正方向にさらに移動させることで、吸着部２３Ａとチップ溶液収納容器４２とを接触させる。すると、図７に示すように、チップ溶液収納容器４２を構成する容器部４２Ａと蓋部４２Ｂのうち、蓋部４２Ｂのみが吸着部２３Ａにより真空吸着される。つまり、搬送部２２においては、蓋部４２Ｂが外されて、容器部４２Ａだけがトレイ３１2に載せられた状態でアーム部２２Ｋに支持された状態となる。
【００５２】
次に、図７に示すように、搬送部２２は、蓋部４２Ｂが外されたチップ溶液収納容器４２、すなわち、容器部４２ＡをＺ軸の負方向に移動させることで、分注部２４Ｂのトレイ保持部６１Ｂに搬送する。なお、このとき、トレイ保持部６１Ｂに載せられたトレイ３１2の耳部３１Ｃは、分注部２４Ｂのトレイ耳固定部６２ＢがＺ軸の負方向に移動することでトレイ保持部６１Ｂとトレイ耳固定部６２Ｂに挟持され固定される。すなわち、分注作業を行う際には、分注作業モードをオンにして、分注開始時にトレイ耳固定部６２Ｂによりトレイ３１2の耳部３１Ｃを固定する。その後、分注作業が終了した場合には、分注作業モードをオフにして、トレイ３１2の耳部３１Ｃを固定していたトレイ耳固定部６２ＢがＺ軸正方向に駆動されて解除され、トレイ３１2の耳部３１Ｃはフリーの状態となる。
【００５３】
その後、搬送部２２は、チップ溶液収納容器４２を搬送したときと同様に、培養容器４１をトレイ３１1に載置して、分注部２４Ａのトレイ保持部６１Ａに搬送する。トレイ保持部６１Ａに載せられたトレイ３１1の耳部３１Ｃは、図８に示すように、分注部２４Ａのトレイ耳固定部６２Ａにより固定される。なお、培養容器４１にも蓋（蓋部）が設けられている場合には、チップ溶液収納容器４２の蓋部４２Ｂを外した場合と同様の原理で蓋開閉部２３の吸着部２３Ａに培養容器４１の蓋部を吸着させて外せばよい。この場合、蓋開閉部２３は、例えばトレイ保持部６１Ａと、トレイ保持部６１Ｂの上方等にそれぞれ設置され、培養容器４１とチップ溶液収納容器４２のそれぞれの蓋部を取り外す。
【００５４】
そして、図８に示すように、搬送部２２は、分注器２２Ｌ1を、下段のトレイ保持部６１Ｂに搬送されトレイ耳固定部６２Ａにより固定されている容器部４２Ａの未使用ディスペンサーチップエリア４２Ａ1上の対応する位置に移動させる。搬送部２２は、あらかじめ登録されている各挿入穴の座標情報に基づいて、未使用ディスペンサーチップエリア４２Ａ1の挿入穴にセットされているディスペンサーチップ５１を分注器２２Ｌ1に取り付ける。このディスペンサーチップ５１の取り付け方法であるが、例えば、図９の左側に示すように、挿入穴にセットされているディスペンサーチップ５１に対して、分注器２２Ｌ1を圧入することで、図９の右側に示すように、分注器２２Ｌ1にディスペンサーチップ５１が取り付けられる。
【００５５】
その後、搬送部２２は、ディスペンサーチップ５１が取り付けられた分注器２２Ｌ1を溶液エリア４２Ａ3上に移動させ、ディスペンサーチップ５１により、吸引口５３から試薬等の溶液を吸引させる。そして、図１０に示すように、この分注器２２Ｌ1を、搬送部２２をＺ軸の正方向に移動させることで、上段のトレイ保持部６１Ａに搬送されトレイ耳固定部６２Ａにより固定されている培養容器４１上に移動させた後、ディスペンサーチップ５１によって吸引された溶液を培養容器４１内に添加する。
【００５６】
また、溶液の添加後、ディスペンサーチップ５１内に溶液が残っている場合には、下段のトレイ保持部６１Ｂに固定された容器部４２Ａの廃液エリア４２Ａ4上に、分注器２２Ｌ1を移動させ、ディスペンサーチップ５１の先端を廃液口５４に挿入して、廃液を全て出させる。その後、さらに、使用済みディスペンサーチップエリア４２Ａ2上に移動させて、使用済みとなったディスペンサーチップ５１を分注器２２Ｌ1から取り外すようにすればよい。
【００５７】
このディスペンサーチップ５１を取り外す方法であるが、例えば、図１１の「状態１」に示すように、まず、使用済みディスペンサーチップエリア４２Ａ2に設けられた穴部５２（図４の例では１２個の穴部５２が設けられている）のうちの直径の大きな穴の方に、ディスペンサーチップ５１を挿入する（図１１の「状態２」）。ディスペンサーチップ５１のフランジ部分が容器部４２Ａの使用済みディスペンサーチップエリア４２Ａ2の上面板より下にきたところで（図１１の「状態３」）、直径の小さな穴の方に移動する。その状態で分注器２２Ｌ1をＺ軸の正方向に上昇させ、フランジ部分を穴部５２のツバ部に引っかけることにより（図１１の「状態４」）、ディスペンサーチップ５１を取り外すことが可能
【００５８】
なお、本実施の形態においては、培養容器４１に溶液を追加する例について説明したが、溶液を追加する前に、例えば追加する量と同等の溶液を事前に取り除く場合には、分注器２２Ｌ2に、分注器２２Ｌ1同様に、未使用ディスペンサーチップエリア４２Ａ1の挿入穴にセットされているディスペンサーチップ５１を取り付けて、培養容器４１から溶液を吸い取り、その後、容器部４２Ａの廃液エリア４２Ａ4に廃液を捨ててから、上述した動作を実行すればよい。
【００５９】
その後、全ての分注作業が終了したら、分注モードを終了し、トレイ３１の耳部３１Ｃを固定しているトレイ耳固定部６２Ａおよび６２Ｂを解除する。続いて、搬送部２２は、アーム部２２Ｋによりトレイ３１2の耳部３１Ｃを保持して、蓋開閉部２３に移動させて、今度は逆に、容器部４２ＡをＺ軸の正方向に移動させて吸着部２３Ａにより吸着されている蓋部４２Ｂを容器部４２Ａに被せさせる。その後、蓋部４２Ｂを被されたチップ溶液収納容器４２をインキュベータ部１１の外部に取り出す場合、搬送部２２によって、チップ溶液収納容器４２をキャリア部２６まで搬送させることで、その溶液収納容器４２はアクセスドア１１Ａより搬出可能となる。また、搬送部２２は、分注作業が行われた培養容器４１を、分注部２４Ａからストッカ部２１に搬送して収納する。
【００６０】
以上の如く、本発明によれば、分注作業を実現するために必要となる各種の要素を収納するための各エリアが設けられたチップ溶液収納容器４２を用いて分注することで、インキュベータ環境内での分注作業を容易に行うことができる。
【００６１】
また、本発明によれば、複数の搬送機構を用いることなく、１つの搬送部２２により培養容器４１やチップ溶液収納容器４２を載せたトレイ３１をインキュベータ部１１内の各機構に搬送できるので、内部空間を有効活用して、培養装置全体を小型化できる。
【００６２】
さらに、本発明によれば、培養容器４１やチップ溶液収納容器４２を載せたトレイ３１を搬送する搬送部２２は、分注器２２Ｌを有しているので、搬送と分注の両方の作業を行うことができ、それらの作業を行う機構を別個に設ける必要がないため、培養装置全体を小型化できる。また、培養容器４１やチップ溶液収納容器４２を載せたトレイ３１を搬送した搬送部２２が、その場で分注することができるので、迅速に分注作業を行うことができる。
【００６３】
すなわち、これまで培養容器４１の搬送機構と分注器２２Ｌの搬送機構とがそれぞれ必要であったものが、共通化することができる。さらに省スペース化が図られたことにより、それらの機構をインキュベータ部１１の内部に設置することができる。
【００６４】
また、未使用のディスペンサーチップ５１、使用済みのディスペンサーチップ５１、溶液、廃液を収納する溶液収納容器４２のサイズを、培養容器５１のサイズ（ウエルプレートサイズ）と互換性を持たせたことにより、培養容器５１の搬送経路で溶液収納容器４２も搬送することが可能になる。また、溶液収納容器４２は、アクセスドア１１Ａより出し入れが可能となり、新たにインキュベータ部１１の底面や側面にこれらの搬入搬出口を設ける必要はない。
【００６５】
なお、本実施の形態においては、アーム部２２Ｋにトレイ３１を支持する際に、トレイ３１の耳部３１Ｃをアーム部２２Ｋに載置する例により説明したが、それに限らず、その他、例えば、トレイ３１を側方から挟み込む方式で支持してもよいし、マグネットやエアチャック等を用いてトレイ３１を完全に固定保持する方式等であってもよい。
【００６６】
また、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明を適用した細胞培養装置の全体構成を示す正面図である。
【図２】細胞培養装置の構成を示す上面図である。
【図３】トレイの詳細な構成を示す図である。
【図４】チップ溶液収納容器の詳細な構成を示す図である。
【図５】搬送部の詳細な構成を示す図である。
【図６】分注作業の様子を示す模式図である。
【図７】分注作業の様子を示す模式図である。
【図８】分注作業の様子を示す模式図である。
【図９】ディスペンサーチップの取り付けの流れを表わす図である。
【図１０】分注作業の様子を示す模式図である。
【図１１】ディスペンサーチップの取り外しの流れを表わす図である。
【符号の説明】
【００６８】
１ 細胞培養装置， １１ インキュベータ部， １１Ａ アクセスドア， １１Ｂ 内扉， １２ 架台部， １３ コントロールボックス， １４ パーソナルコンピュータ， ２１ ストッカ部， ２２ 搬送部， ２２Ａ ステージベース， ２２Ｂ Ｙステージ， ２２Ｃ ガイド軸， ２２Ｄ 駆動軸， ２２Ｅ モータ， ２２Ｆ Ｚステージ， ２２Ｇ 駆動軸， ２２Ｈ モータ， ２２Ｉ 駆動部， ２２Ｊ 分注ステージ， ２２Ｋ アーム部， ２２Ｌ1および２２Ｌ2 分注器， ２２Ｍ 回転軸， ２３ 蓋開閉部， ２４Ａおよび２４Ｂ 分注部， ２５ 観察部， ２６ キャリア部， ２７ ポンプ部， ２８ チューブ， ３１ トレイ， ４１ 培養容器， ４２ チップ溶液収納容器， ４２Ａ 容器部， ４２Ａ1 未使用ディスペンサーチップエリア， ４２Ａ2 使用済みディスペンサーチップエリア， ４２Ａ3 溶液エリア， ４２Ａ4 廃液エリア， ４２Ｂ 蓋部， ５１ ディスペンサーチップ， ５２ 穴部， ５３ 吸引口， ５４ 廃液口， ６１Ａおよび６１Ｂ トレイ保持部， ６２Ａおよび６２Ｂ トレイ耳固定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップ溶液収納容器に関し、インキュベータ環境内での分注作業を容易にできるようにしたチップ溶液収納容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
インキュベータ環境内において、試薬添加や培地交換等の分注作業を行う技術としては、例えば、特許文献１が知られている。特許文献１では、ディスペンサーチップの回収と新品差し替えができるように、チップ回収室（図１０のチップ回収部５７）とチップ交換室（図９のチップ供給装置５０）とを培養装置内に専用に設けている。
【特許文献１】特開２００４−３５０６４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような専用の部屋を用意することは、ユーザが培養装置を定期的にメンテナンスしなければならず、すなわち、使用済みディスペンサーチップを回収室から取り除いたり、新品のディスペンサーチップを交換室に装填したりする作業が必要となる。
【０００４】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、インキュベータ環境内で行われる試薬添加や培地交換等の分注作業を容易に行うことができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のチップ溶液収容容器は、複数の区画が形成された容器本体部を有し、前記容器本体部は、前記容器本体部の１つの前記区画に形成された、未使用のディスペンサーチップを収容する収容領域と、前記容器本体部の別の前記区画に形成された、使用済みディスペンサーチップを回収する回収領域とから少なくとも構成され、分注作業に使用される前記ディスペンサーチップを収容、回収する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、インキュベータ環境内での分注作業を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【０００８】
図１は、本発明を適用した細胞培養装置の全体構成を示す正面図である。
【０００９】
図１の例では、細胞培養装置１は、インキュベータ部１１と、その下側に配置される架台部１２から構成される。インキュベータ部１１の内部には、例えば、ヒータが用いられる温度調節装置等からなる温度制御機構、霧を噴出する噴霧装置等からなる湿度制御機構、外部の二酸化炭素ボンベに接続されるガス導入部等からなるガス制御機構、内部空間の細胞培養環境を検出する環境センサ等（いずれも図示せず）が設けられている。また、インキュベータ部１１の内側は断熱材で覆われている。これにより、インキュベータ部１１の中は、細胞の培養中、細胞の培養環境を維持するために密封され、例えば空気を循環させることにより一定の温度に保たれることで、温度３７℃、湿度９０％、二酸化炭素濃度５％等に維持される。
【００１０】
また、インキュベータ部１１が載せられた架台部１２の内部には、図１に示すように、細胞培養装置１の各部を制御するコントロールボックス１３やパーソナルコンピュータ１４等が収納される。
【００１１】
インキュベータ部１１の内部には、ストッカ部２１、搬送部２２、蓋開閉部２３、分注部２４Ａおよび２４Ｂ、観察部（顕微鏡部）２５、並びにキャリア部２６が設置される。
【００１２】
ここで、図２の細胞培養装置１の上面図を参照して、インキュベータ部１１の内部に設置される各機構の配置と構成について説明する。
【００１３】
ストッカ部２１は、トレイ３１に載せられた培養容器４１およびチップ溶液収納容器４２を保管する場所である。すなわち、ストッカ部２１には、培養容器４１やチップ溶液収納容器４２をトレイ３１ごと収容可能である。
【００１４】
ここで、トレイ３１の詳細な構成について図示すると、図３のようになる。すなわち、図３のトレイ３１の上面図に示すように、トレイ３１は、培養容器４１またはチップ溶液収納容器４２を載置可能な形状からなり、さらに、固定ブロック３１Ａ1乃至３１Ａ4並びにバネ３１Ｂ1および３１Ｂ2（以下、単に、固定ブロック３１Ａ、バネ３１Ｂという）を有している。図３の例では、固定ブロック３１Ａおよびバネ３１Ｂによって、載置された培養容器４１を固定している。また、トレイ３１には、耳部３１Ｃ1乃至３１Ｃ4（以下、単に、耳部３１Ｃという）が設けられており、搬送部２２は、トレイ３１の耳部３１Ｃを載置することで、トレイ３１を搬送する。
【００１５】
また、図３の例では、培養容器４１をトレイ３１に載置する例を図示しているが、トレイ３１には、トレイ３１に載置可能な形状を有しているチップ溶液収納容器４２も載置することができる。例えば、チップ溶液収納容器４２は、培養容器４１と同一または類似の形状を有している。
【００１６】
ここで、チップ溶液収納容器４２の詳細な構成について図示すると、図４のようになる。すなわち、図４のチップ溶液収納容器４２の３面図（正面図、上面図、側面図）に示すように、チップ溶液収納容器４２は、容器部４２Ａと蓋部４２Ｂから構成され、チップ溶液収納容器４２を使用しない場合には、蓋部４２Ｂは容器部４２Ａに被せられた状態となっており、チップ溶液収納容器４２を使用するときに、容器部４２Ａから蓋部４２Ｂを外すことになる。
【００１７】
容器部４２Ａには、上面図に示すように、未使用ディスペンサーチップエリア４２Ａ1、使用済みディスペンサーチップエリア４２Ａ2、溶液エリア４２Ａ3、および廃液エリア４２Ａ4の４つのエリアがある。
【００１８】
未使用ディスペンサーチップエリア４２Ａ1には、クリーンベンチ等により搬送部２２の分注器２２Ｌ1にセッティングするための未使用のディスペンサーチップ５１がセットされる。図４の例の場合には最大で１２個のディスペンサーチップ５１をセット可能であるが、その数は１２個に限定されるものではない。なお、未使用のディスペンサーチップ５１を分注器２２Ｌ1に取り付ける方法の詳細については後述する。
【００１９】
使用済みディスペンサーチップエリア４２Ａ2には、穴部５２を利用して使用済みのディスペンサーチップ５１が廃棄される。図４の例では、１２個の穴部５２が設けられているが、その数は１２個に限定されるものではない。なお、使用済みディスペンサーチップ５１の廃棄方法の詳細については後述する。
【００２０】
また、溶液エリア４２Ａ3には、これから使用する試薬等の溶液がセットされ、分注器２２Ｌ1により吸引口５３から吸引される。なお、図４の例では、４種類の溶液をセットできる形態を示したが、それに限らず、使用する試薬の量と種類に応じて、その数量を変更してもよい。また、使用する試薬は必要に応じて事前に使用温度に加温してから装置内部に搬送してもよいが、加温する時間をあらかじめ見込んで装置内に入れておくことも可能である。
【００２１】
廃液エリア４２Ａ4には、使用済みの廃液が流される。具体的には、廃液エリア４２Ａ4においては、分注器２２Ｌ1の先端が廃液口５４に挿入されるので、そこから出された廃液を貯めることになる。
【００２２】
以上のように、チップ溶液収納容器４２には、分注作業を実現するために必要となる各種の要素を収納するための各エリアが設けられており、搬送部２２は、そのチップ溶液収納容器４２をトレイ３１に載せてインキュベータ部１１内の各機構に搬送する。
【００２３】
なお、図４の例では、未使用ディスペンサーチップエリア４２Ａ1乃至廃液エリア４２Ａ4の４つのエリアは、均等に４分割された容器部４２Ａのそれぞれの領域に相当するが、それらの領域は均等に分割されている必要はなく、あるエリアの領域を広げたり、狭めたりすることができる。例えば、未使用ディスペンサーチップエリア４２Ａ1の使用頻度が高い場合にはその領域を広げて、その分他のエリアの領域を狭くすることが可能である。
【００２４】
また、図４の例では、容器部４２Ａは、未使用ディスペンサーチップエリア４２Ａ1乃至廃液エリア４２Ａ4の４つのエリアを有しているとして説明したが、例えば、未使用ディスペンサーチップエリア４２Ａ1および使用済みディスペンサーチップエリア４２Ａ2の２つのエリアだけを有する構成や、溶液エリア４２Ａ3および廃液エリア４２Ａ4の２つのエリアだけを有する構成等としてもよい。要は、容器部４２Ａは、インキュベータ部１１の内部で行われる分注作業の作業形態に合わせて、未使用ディスペンサーチップエリア４２Ａ1乃至廃液エリア４２Ａ4の４つのエリアのうちのいずれかのエリアを有していればよい。また、本実施の形態においては、ディスペンサーチップは、ディスポーザルチップで記載したが、かかるディスペンサーチップを洗浄してもよい。
【００２５】
本実施の形態のチップ溶液収納容器４２は、複数の区画が形成された容器部（容器本体部）４２Ａと、容器部４２Ａの１つの区画に形成された未使用のディスペンサーチップ５１を収容、保持する第１エリア（収容領域）４２Ａ1と、容器部４２Ａの別の区画に形成された、使用済みのディスペンサーチップ５１を回収し、収容する第２エリア（回収領域）４２Ａ2とから少なくとも構成されている。
【００２６】
さらに、上記の構成に加えて、チップ溶液収納容器４２は、容器部４２Ａの別の区画には、ディスペンサーチップ５１により吸引される試薬等の溶液を収容する溶液収容エリア４２Ａ3を有する。
【００２７】
そして、第１エリア４２Ａ1は、未使用のディスペンサーチップ５１が複数収容され、各チップが同一方向に向けて整然とマトリックス状に配列されて保持される構成となっている。また、第２エリア４２Ａ2は、少なくとも１つの穴部５２が形成され、その穴部５２がチップの側壁の突出したリング（あるいは円筒窪みでもよい）が引っ掛かる内径を有しており、その穴部５２に引っ掛かり外された使用済みのディスペンサーチップ５１を収容する部屋がその穴部５２の下に形成されている。
【００２８】
このように、チップ溶液収納容器４２は、複数の機能を果たすエリアが１つの矩形状の容器内に一体的に形成されて構成されている。このチップ溶液収納容器４２を、複数用意することで、ユーザは簡単にディスペンサーチップの新品交換や使用済みチップの回収が容易にできる。
【００２９】
図２に戻り、搬送部２２は、ストッカ部２１に収納されたトレイ３１に載せられた培養容器４１またはチップ溶液収納容器４２を、蓋開閉部２３、分注部２４Ａ、分注部２４Ｂ、または観察部２５のいずれかに搬送する機構である。すなわち、搬送部２２は、培養容器４１またはチップ溶液収納容器４２を載置したトレイ３１を支持して各機構に搬送するとともに、ストッカ部２１に対してトレイ３１を出し入れする。なお、図２の上面図では、分注部２４Ａおよび分注部２４Ｂを記載する都合上、蓋開閉部２３の記載を省略しているが、図１や後述する図６等を参照することでも明らかなように、蓋開閉部２３は分注部２４Ａまたは２４Ｂの上部に設置される。
【００３０】
ここで、図１、図２、および図５の搬送部２２の拡大図を参照して、搬送部２２の詳細な構成について説明する。なお、図５において、図中上側の図は搬送部２２の上面図を表わし、図中下側の図は搬送部２２の正面図を表わしている。
【００３１】
図２において、ステージベース２２Ａには、Ｙ軸用のガイド軸２２Ｃと駆動軸２２Ｄを介してＹステージ２２Ｂが取り付けられる。Ｙステージ２２Ｂはモータ２２Ｅの回転によりＹ軸方向に移動する。なお、ステージベース２２Ａは筐体に対して固定されている。
【００３２】
Ｙステージ２２Ｂには、Ｚ軸用の駆動軸２２Ｇを介してＺステージ２２Ｆが取り付けられる。Ｚステージ２２Ｆはモータ２２Ｈの回転によってＺ軸方向に移動する。Ｚステージ２２Ｆには、駆動部２２Ｉを介して分注ステージ２２Ｊが取り付けられる。分注ステージ２２Ｊは、搬送部２２の最上部に設けられたステージであり、駆動部２２Ｉの駆動により、Ｘ軸方向に移動する。つまり、図５に示すように、駆動部２２Ｉは、例えばラックアンドピニオン式の駆動機構であって、Ｚステージ２２Ｆと分注ステージ２２Ｊの両ステージに取り付けられる面にそれぞれピニオンが設けられており、それらのピニオンがＺステージ２２Ｆおよび分注ステージ２２Ｊに形成されたラックにそれぞれ噛合されることで、両ステージに取り付けられている。これにより、駆動部２２Ｉの駆動によって、分注ステージ２２ＪをＸ軸方向に所定量だけスライド移動させることが可能となる。
【００３３】
分注ステージ２２Ｊには、分注器２２Ｌ1および分注器２２Ｌ2の２つの分注器が設けられている。分注器２２Ｌ1は、試薬等の溶液を吸引および添加し、分注器２２Ｌ2は、廃液を吸引するためのものである。具体的には、分注器２２Ｌ1および分注器２２Ｌ2は、それぞれ、チューブ２８を介してポンプ部２７（図１）と接続されており、ポンプ部２７が駆動することで、分注器２２Ｌ1により溶液が吸引および添加されるか、また分注器２２Ｌ2より廃液が吸引される。また、分注器２２Ｌ1および分注器２２Ｌ2にそれぞれ取り付けられるディスペンサーチップ５１は、取り付けおよび取り外しが可能である。
【００３４】
なお、以下、特に２つの分注器を区別する必要がない場合には単に分注器２２Ｌと称して説明する。
【００３５】
分注ステージ２２Ｊにはまた、その先端部にアーム部２２Ｋが着脱可能に取り付けられる。アーム部２２Ｋには、トレイ３１の耳部３１Ｃが載置される。すなわち、アーム部２２Ｋは、トレイ３１の搬送や設置の際の受け渡し部材として使用される。なお、アーム部２２Ｋと、トレイ３１との接触面には、摩擦抵抗の大きい部材（例えばゴム等）を貼り付けておくことが好ましい。
【００３６】
また、Ｙステージ２２Ｂは、回転モータ（図示せず）の回転により、ＸＹ平面内で回転軸２２Ｍを中心に回転する。すなわち、搬送部２２は、図２に示すような、蓋開閉部２３（図２では図示せず）、分注部２４Ａ、分注部２４Ｂ、および観察部２５等の図中搬送部２２の右側の機構への搬送の他に、Ｙステージ２２Ｂを180度回転させて反対向きになることで、ストッカ部２１等の図中搬送部２２の左側の機構への搬送を行うことが可能となる。なお、Ｙステージ２２Ｂを回転させる場合には、分注ステージ２２ＪをＺステージ２２Ｆ側に縮めて回転半径を小さくすることが好ましい。
【００３７】
このように、以上のように構成される搬送部２２では、アーム部２２Ｋに支持されたトレイ３１を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３方向に移動させることができ、また、Ｚ軸中心として180度回転させることもできる。これにより、搬送部２２は、インキュベータ部１１内において、トレイ３１を支持して各機構に搬送するとともに、ストッカ部２１に対してトレイ３１を出し入れすることが可能となる。
【００３８】
また、搬送部２２は、培養容器４１を観察部２５で観察する場合には、トレイ３１に載せられた培養容器４１を観察部２５に搬送する。
【００３９】
観察部２５は、主に、照明系と、観察系から構成され、インキュベータ部１１内の他に、その一部は架台部１２にも収容される。照明系においては、LED（Light Emitting Diode）等の光源からの光が、矩形絞り、位相リング、およびコンデンサレンズ等を介した後、観察ステージに入射する。そして、その光は、搬送部２２によって、観察ステージの中のスペースに搬送されてきたトレイ３１に載置された培養容器４１内の試料に照明光として入射する。そして、照明系からの光によって照明された試料は、その培養状態に応じて光を発生する。試料から透過方向に発生した光は、観察ステージを通過した後、観察系に導かれる。
【００４０】
観察系では、試料から透過方向に発生した光が、対物レンズ、中間変倍レンズ、蛍光照明ユニット、およびCCD（Charge Coupled Device）カメラの内蔵レンズ等を介した後、CCDカメラに入射する。このとき、CCDカメラの撮像面には、結像光学系による試料の像が形成される。そして、CCDカメラにより撮像された画像は、例えばモニタ装置（図示せず）等に表示される。
【００４１】
以上のようにして、細胞培養装置１は構成される。
【００４２】
ところで、培養容器４１およびチップ溶液収納容器４２のインキュベータ部１１の内部への搬送方法であるが、例えば、クリーンベンチにおいて、チップ溶液収納容器４２の容器部４２Ａの未使用ディスペンサーチップエリア４２Ａ1にディスペンサーチップ５１をセットし、溶液エリア４２Ａ3に試薬をセットして蓋部４２Ｂをのせた後、そのチップ溶液収納容器４２をトレイ３１2にセットする。また、培養容器４１は、チップ溶液収納容器４２を載置したトレイ３１2とは別のトレイ３１1にセットする。
【００４３】
なお、以下、培養容器４１とチップ溶液収納容器４２の載置されたトレイ３１を区別するために、それらの容器が載せられたトレイ３１を、それぞれ、トレイ３１1、トレイ３１2と称して説明するが、それらを特に区別する必要がない場合には単にトレイ３１と称する。また、このとき、培養容器４１およびチップ溶液収納容器４２（の容器部４２Ａ）は、それぞれが載置されているトレイ３１の固定ブロック３１Ａおよびバネ３１Ｂにより固定される。
【００４４】
次に、この培養容器４１を載置したトレイ３１1と、チップ溶液収納容器４２を載置したトレイ３１2は、複数のトレイ３１を一括収納するキャリアにセットされる。そして、オペレータの操作により、インキュベータ部１１のアクセスドア１１Ａと内扉１１Ｂが開けられ、インキュベータ部１１内のキャリア部２６に、その複数のトレイ３１を収納したキャリアがセットされる（図１のキャリア部２６の点線がセットされたキャリアを表わしている）。すると、インキュベータ部１１の内部において、キャリアにセットされたトレイ３１は、オペレータによる操作に応じて動作する搬送部２２によって、所定の位置まで搬送される。例えば、チップ溶液収納容器４２を直ぐに使用する場合には、その容器を載せているトレイ３１2は分注部２４Ｂに搬送され、決められた時間だけ加温して使用する場合には、その容器を載せているトレイ３１2はストッカ部２１に搬送され収容される。また、このとき、例えば、培養容器４１を載せているトレイ３１1は、ストッカ部２１に搬送され収容される。
【００４５】
これにより、搬送部２２によって、試料の培養を開始する前に、培養容器４１を載せているトレイ３１1や、チップ溶液収納容器４２を載せているトレイ３１2が搬送され、ストッカ部２１の各段や分注部２４Ｂ等に収容される。
【００４６】
なお、本実施の形態においては、個々のトレイ３１に対応させてストッカ部２１の各段を構成してもよいし、複数のトレイ３１を一括するキャリアの大きさに合わせてストッカ部２１の各段を構成してもよい。また、ストッカ部２１は、インキュベータ部１１の筐体の中の側壁に沿って設置される。
【００４７】
ところで、上述したように、搬送部２２は、インキュベータ部１１内において、培養容器４１やチップ溶液収納容器４２を載せたトレイ３１を支持して各機構に搬送する他に、分注器２２Ｌを有しているので、分注部２４Ａにおいて、培養容器４１内部に溶液を入れることも可能である。
【００４８】
そこで、次に、図６乃至図１１を参照して、搬送部２２により行われる分注作業、すなわち、チップ溶液収納容器４２を分注部２４Ｂに搬送し、そのチップ溶液収納容器４２から溶液を吸引し、分注部２４Ａに搬送された培養容器４１に添加するまでの作業の流れについて説明する。
【００４９】
なお、以下の説明において、チップ溶液収納容器４２を載置しているトレイ３１2が分注部２４Ｂに固定された状態でのチップ溶液収納容器４２内の未使用ディスペンサーチップエリア４２Ａ1、使用済みディスペンサーチップエリア４２Ａ2、溶液エリア４２Ａ3、および廃液エリア４２Ａ4の４つのエリアの各挿入穴の位置は、その位置に対応する座標として事前に登録しておくものとする。
【００５０】
まず、図６に示すように、トレイ３１2に載せられたチップ溶液収納容器４２は、搬送部２２によって、蓋開閉部２３の設置された領域まで搬送される。なお、図６は、インキュベータ部１１の内部空間において、蓋開閉部２３、分注部２４Ａ、および分注部２４Ｂの設置された領域に、搬送部２２が移動してきたときの状態を表わしている。また、後述する、図７、図８、および図１０の表わしている状態も同様である。
【００５１】
このとき、チップ溶液収納容器４２は、吸着部２３Ａの真下に搬送されるので、搬送部２２は、チップ溶液収納容器４２をＺ軸の正方向にさらに移動させることで、吸着部２３Ａとチップ溶液収納容器４２とを接触させる。すると、図７に示すように、チップ溶液収納容器４２を構成する容器部４２Ａと蓋部４２Ｂのうち、蓋部４２Ｂのみが吸着部２３Ａにより真空吸着される。つまり、搬送部２２においては、蓋部４２Ｂが外されて、容器部４２Ａだけがトレイ３１2に載せられた状態でアーム部２２Ｋに支持された状態となる。
【００５２】
次に、図７に示すように、搬送部２２は、蓋部４２Ｂが外されたチップ溶液収納容器４２、すなわち、容器部４２ＡをＺ軸の負方向に移動させることで、分注部２４Ｂのトレイ保持部６１Ｂに搬送する。なお、このとき、トレイ保持部６１Ｂに載せられたトレイ３１2の耳部３１Ｃは、分注部２４Ｂのトレイ耳固定部６２ＢがＺ軸の負方向に移動することでトレイ保持部６１Ｂとトレイ耳固定部６２Ｂに挟持され固定される。すなわち、分注作業を行う際には、分注作業モードをオンにして、分注開始時にトレイ耳固定部６２Ｂによりトレイ３１2の耳部３１Ｃを固定する。その後、分注作業が終了した場合には、分注作業モードをオフにして、トレイ３１2の耳部３１Ｃを固定していたトレイ耳固定部６２ＢがＺ軸正方向に駆動されて解除され、トレイ３１2の耳部３１Ｃはフリーの状態となる。
【００５３】
その後、搬送部２２は、チップ溶液収納容器４２を搬送したときと同様に、培養容器４１をトレイ３１1に載置して、分注部２４Ａのトレイ保持部６１Ａに搬送する。トレイ保持部６１Ａに載せられたトレイ３１1の耳部３１Ｃは、図８に示すように、分注部２４Ａのトレイ耳固定部６２Ａにより固定される。なお、培養容器４１にも蓋（蓋部）が設けられている場合には、チップ溶液収納容器４２の蓋部４２Ｂを外した場合と同様の原理で蓋開閉部２３の吸着部２３Ａに培養容器４１の蓋部を吸着させて外せばよい。この場合、蓋開閉部２３は、例えばトレイ保持部６１Ａと、トレイ保持部６１Ｂの上方等にそれぞれ設置され、培養容器４１とチップ溶液収納容器４２のそれぞれの蓋部を取り外す。
【００５４】
そして、図８に示すように、搬送部２２は、分注器２２Ｌ1を、下段のトレイ保持部６１Ｂに搬送されトレイ耳固定部６２Ａにより固定されている容器部４２Ａの未使用ディスペンサーチップエリア４２Ａ1上の対応する位置に移動させる。搬送部２２は、あらかじめ登録されている各挿入穴の座標情報に基づいて、未使用ディスペンサーチップエリア４２Ａ1の挿入穴にセットされているディスペンサーチップ５１を分注器２２Ｌ1に取り付ける。このディスペンサーチップ５１の取り付け方法であるが、例えば、図９の左側に示すように、挿入穴にセットされているディスペンサーチップ５１に対して、分注器２２Ｌ1を圧入することで、図９の右側に示すように、分注器２２Ｌ1にディスペンサーチップ５１が取り付けられる。
【００５５】
その後、搬送部２２は、ディスペンサーチップ５１が取り付けられた分注器２２Ｌ1を溶液エリア４２Ａ3上に移動させ、ディスペンサーチップ５１により、吸引口５３から試薬等の溶液を吸引させる。そして、図１０に示すように、この分注器２２Ｌ1を、搬送部２２をＺ軸の正方向に移動させることで、上段のトレイ保持部６１Ａに搬送されトレイ耳固定部６２Ａにより固定されている培養容器４１上に移動させた後、ディスペンサーチップ５１によって吸引された溶液を培養容器４１内に添加する。
【００５６】
また、溶液の添加後、ディスペンサーチップ５１内に溶液が残っている場合には、下段のトレイ保持部６１Ｂに固定された容器部４２Ａの廃液エリア４２Ａ4上に、分注器２２Ｌ1を移動させ、ディスペンサーチップ５１の先端を廃液口５４に挿入して、廃液を全て出させる。その後、さらに、使用済みディスペンサーチップエリア４２Ａ2上に移動させて、使用済みとなったディスペンサーチップ５１を分注器２２Ｌ1から取り外すようにすればよい。
【００５７】
このディスペンサーチップ５１を取り外す方法であるが、例えば、図１１の「状態１」に示すように、まず、使用済みディスペンサーチップエリア４２Ａ2に設けられた穴部５２（図４の例では１２個の穴部５２が設けられている）のうちの直径の大きな穴の方に、ディスペンサーチップ５１を挿入する（図１１の「状態２」）。ディスペンサーチップ５１のフランジ部分が容器部４２Ａの使用済みディスペンサーチップエリア４２Ａ2の上面板より下にきたところで（図１１の「状態３」）、直径の小さな穴の方に移動する。その状態で分注器２２Ｌ1をＺ軸の正方向に上昇させ、フランジ部分を穴部５２のツバ部に引っかけることにより（図１１の「状態４」）、ディスペンサーチップ５１を取り外すことが可能
【００５８】
なお、本実施の形態においては、培養容器４１に溶液を追加する例について説明したが、溶液を追加する前に、例えば追加する量と同等の溶液を事前に取り除く場合には、分注器２２Ｌ2に、分注器２２Ｌ1同様に、未使用ディスペンサーチップエリア４２Ａ1の挿入穴にセットされているディスペンサーチップ５１を取り付けて、培養容器４１から溶液を吸い取り、その後、容器部４２Ａの廃液エリア４２Ａ4に廃液を捨ててから、上述した動作を実行すればよい。
【００５９】
その後、全ての分注作業が終了したら、分注モードを終了し、トレイ３１の耳部３１Ｃを固定しているトレイ耳固定部６２Ａおよび６２Ｂを解除する。続いて、搬送部２２は、アーム部２２Ｋによりトレイ３１2の耳部３１Ｃを保持して、蓋開閉部２３に移動させて、今度は逆に、容器部４２ＡをＺ軸の正方向に移動させて吸着部２３Ａにより吸着されている蓋部４２Ｂを容器部４２Ａに被せさせる。その後、蓋部４２Ｂを被されたチップ溶液収納容器４２をインキュベータ部１１の外部に取り出す場合、搬送部２２によって、チップ溶液収納容器４２をキャリア部２６まで搬送させることで、その溶液収納容器４２はアクセスドア１１Ａより搬出可能となる。また、搬送部２２は、分注作業が行われた培養容器４１を、分注部２４Ａからストッカ部２１に搬送して収納する。
【００６０】
以上の如く、本発明によれば、分注作業を実現するために必要となる各種の要素を収納するための各エリアが設けられたチップ溶液収納容器４２を用いて分注することで、インキュベータ環境内での分注作業を容易に行うことができる。
【００６１】
また、本発明によれば、複数の搬送機構を用いることなく、１つの搬送部２２により培養容器４１やチップ溶液収納容器４２を載せたトレイ３１をインキュベータ部１１内の各機構に搬送できるので、内部空間を有効活用して、培養装置全体を小型化できる。
【００６２】
さらに、本発明によれば、培養容器４１やチップ溶液収納容器４２を載せたトレイ３１を搬送する搬送部２２は、分注器２２Ｌを有しているので、搬送と分注の両方の作業を行うことができ、それらの作業を行う機構を別個に設ける必要がないため、培養装置全体を小型化できる。また、培養容器４１やチップ溶液収納容器４２を載せたトレイ３１を搬送した搬送部２２が、その場で分注することができるので、迅速に分注作業を行うことができる。
【００６３】
すなわち、これまで培養容器４１の搬送機構と分注器２２Ｌの搬送機構とがそれぞれ必要であったものが、共通化することができる。さらに省スペース化が図られたことにより、それらの機構をインキュベータ部１１の内部に設置することができる。
【００６４】
また、未使用のディスペンサーチップ５１、使用済みのディスペンサーチップ５１、溶液、廃液を収納する溶液収納容器４２のサイズを、培養容器５１のサイズ（ウエルプレートサイズ）と互換性を持たせたことにより、培養容器５１の搬送経路で溶液収納容器４２も搬送することが可能になる。また、溶液収納容器４２は、アクセスドア１１Ａより出し入れが可能となり、新たにインキュベータ部１１の底面や側面にこれらの搬入搬出口を設ける必要はない。
【００６５】
なお、本実施の形態においては、アーム部２２Ｋにトレイ３１を支持する際に、トレイ３１の耳部３１Ｃをアーム部２２Ｋに載置する例により説明したが、それに限らず、その他、例えば、トレイ３１を側方から挟み込む方式で支持してもよいし、マグネットやエアチャック等を用いてトレイ３１を完全に固定保持する方式等であってもよい。
【００６６】
また、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明を適用した細胞培養装置の全体構成を示す正面図である。
【図２】細胞培養装置の構成を示す上面図である。
【図３】トレイの詳細な構成を示す図である。
【図４】チップ溶液収納容器の詳細な構成を示す図である。
【図５】搬送部の詳細な構成を示す図である。
【図６】分注作業の様子を示す模式図である。
【図７】分注作業の様子を示す模式図である。
【図８】分注作業の様子を示す模式図である。
【図９】ディスペンサーチップの取り付けの流れを表わす図である。
【図１０】分注作業の様子を示す模式図である。
【図１１】ディスペンサーチップの取り外しの流れを表わす図である。
【符号の説明】
【００６８】
１ 細胞培養装置， １１ インキュベータ部， １１Ａ アクセスドア， １１Ｂ 内扉， １２ 架台部， １３ コントロールボックス， １４ パーソナルコンピュータ， ２１ ストッカ部， ２２ 搬送部， ２２Ａ ステージベース， ２２Ｂ Ｙステージ， ２２Ｃ ガイド軸， ２２Ｄ 駆動軸， ２２Ｅ モータ， ２２Ｆ Ｚステージ， ２２Ｇ 駆動軸， ２２Ｈ モータ， ２２Ｉ 駆動部， ２２Ｊ 分注ステージ， ２２Ｋ アーム部， ２２Ｌ1および２２Ｌ2 分注器， ２２Ｍ 回転軸， ２３ 蓋開閉部， ２４Ａおよび２４Ｂ 分注部， ２５ 観察部， ２６ キャリア部， ２７ ポンプ部， ２８ チューブ， ３１ トレイ， ４１ 培養容器， ４２ チップ溶液収納容器， ４２Ａ 容器部， ４２Ａ1 未使用ディスペンサーチップエリア， ４２Ａ2 使用済みディスペンサーチップエリア， ４２Ａ3 溶液エリア， ４２Ａ4 廃液エリア， ４２Ｂ 蓋部， ５１ ディスペンサーチップ， ５２ 穴部， ５３ 吸引口， ５４ 廃液口， ６１Ａおよび６１Ｂ トレイ保持部， ６２Ａおよび６２Ｂ トレイ耳固定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の区画が形成された容器本体部を有し、
前記容器本体部は、
前記容器本体部の１つの前記区画に形成された、未使用のディスペンサーチップを収容する収容領域と、前記容器本体部の別の前記区画に形成された、使用済みディスペンサーチップを回収する回収領域とから少なくとも構成され、
分注作業に使用される前記ディスペンサーチップを収容、回収する
ことを特徴とするチップ溶液収納容器。
【請求項２】
前記分注作業により細胞培養容器に添加される所定の溶液を収納する溶液収納領域と、前記分注作業により前記細胞培養容器から吸引された廃液を収納する廃液収納領域とをさらに有する
ことを特徴とする請求項１に記載のチップ溶液収納容器。
【請求項３】
前記収容領域は、未使用のディスペンサーチップが複数収容され、各チップが同一方向に向けて整然とマトリックス状に配列されて保持される構造となっている
ことを特徴とする請求項１に記載のチップ溶液収納容器。
【請求項４】
前記回収領域は、少なくとも１つの穴部が形成され、前記穴部が前記ディスペンサーチップの側壁の突出したリングあるいは円筒窪みが引っ掛かる内径を有しており、前記穴部に引っ掛かり外された使用済みディスペンサーチップを収容する部屋が前記穴部の下に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のチップ溶液収納容器。
【請求項１】
複数の区画が形成された容器本体部を有し、
前記容器本体部は、
前記容器本体部の１つの前記区画に形成された、未使用のディスペンサーチップを収容する収容領域と、前記容器本体部の別の前記区画に形成された、使用済みディスペンサーチップを回収する回収領域とから少なくとも構成され、
分注作業に使用される前記ディスペンサーチップを収容、回収する
ことを特徴とするチップ溶液収納容器。
【請求項２】
前記分注作業により細胞培養容器に添加される所定の溶液を収納する溶液収納領域と、前記分注作業により前記細胞培養容器から吸引された廃液を収納する廃液収納領域とをさらに有する
ことを特徴とする請求項１に記載のチップ溶液収納容器。
【請求項３】
前記収容領域は、未使用のディスペンサーチップが複数収容され、各チップが同一方向に向けて整然とマトリックス状に配列されて保持される構造となっている
ことを特徴とする請求項１に記載のチップ溶液収納容器。
【請求項４】
前記回収領域は、少なくとも１つの穴部が形成され、前記穴部が前記ディスペンサーチップの側壁の突出したリングあるいは円筒窪みが引っ掛かる内径を有しており、前記穴部に引っ掛かり外された使用済みディスペンサーチップを収容する部屋が前記穴部の下に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のチップ溶液収納容器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−１６５４４４（Ｐ２００９−１６５４４４Ａ）
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１０１１１（Ｐ２００８−１０１１１）
【出願日】平成２０年１月２１日（２００８．１．２１）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月２１日（２００８．１．２１）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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