自動培養装置、作業台及びインキュベータ
【課題】培養容器への異物の混入を抑制可能な自動培養装置、作業台及びインキュベータを提供する。
【解決手段】自動培養装置１００において、可動部３１ＭＯＶＥ、可動部３２ＭＯＶＥ、可動部４１ＭＯＶＥ及び可動部４２ＭＯＶＥそれぞれは、載置面２０Ｓの上方に設定された基準位置ＳＰよりも下方に配置されている。
【解決手段】自動培養装置１００において、可動部３１ＭＯＶＥ、可動部３２ＭＯＶＥ、可動部４１ＭＯＶＥ及び可動部４２ＭＯＶＥそれぞれは、載置面２０Ｓの上方に設定された基準位置ＳＰよりも下方に配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞培養に用いられる自動培養装置、作業台及びインキュベータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、細胞の増殖や分化などを目的として、細胞培養が広く行われている。具体的には、細胞培養は、細胞を培地で培養する工程、PBS（Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ Buffered Salts）によって細胞を洗浄する工程、トリプシンによって細胞を培養容器から剥離する工程、或いは多種の試薬を添加する工程などを備える。これらの工程は、大量の細胞を培養する場合などには、極めて複雑で手間のかかる作業を伴うものである。また、このような作業の効率は作業者の熟練度に左右され易いので、ヒューマンエラーの発生や生産性の低下が招かれ易い。
【０００３】
そこで、細胞培養を自動的に行うための自動培養装置が提案されている（特許文献１参照）。具体的には、培養容器に挿入されるピペットを有するピペット装置によって、培養容器へ培地を供給・廃棄する工程や培養容器へトリプシンを供給する工程などが行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−５４６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のピペット装置では、ピペットを動かす駆動部、或いはピペットの可動部が培養容器の上方に配置されている。そのため、駆動部又は可動部から発生する磨耗粉などの異物が、培養容器内に混入するおそれがある。再生医療や細胞治療などの医療分野では、培養された細胞は人間の体内に移植されるので、培養された細胞への菌や異物の混入は極力避けなければならない。
【０００６】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、培養容器への異物の混入を抑制可能な自動培養装置、作業台及びインキュベータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の特徴に係る自動培養装置は、細胞培養が行われる培養容器における培養操作を自動的に行う自動培養装置であって、培養容器を載置するための載置面を有する載置台と、載置台上に配置され、細胞培養に用いられる培養ツールと、培養ツールを動かす駆動部とを備え、駆動部は、培養ツールとともに動く可動部を有し、可動部は、載置面の上方に設定された基準位置より下方に配置されており、基準位置は、培養容器に設けられる開口の上下方向における位置に基づいて設定されることを要旨とする。
【０００８】
本発明の特徴に係る自動培養装置によれば、基準位置を培養容器に設けられる開口の上下方向における位置に基づいて設定することによって、各可動部において構成部品どうしが擦れ合うことによって発生する磨耗粉などの異物が、培養容器に混入することを抑制することができる。この場合、基準位置が、開口と同じ、或いは、開口よりも下方である場合には、特に効果的に異物の混入を抑制することができる。
【０００９】
本発明の特徴に係る自動培養装置において、培養ツールは、筒状部材であり、培養ツールへの流動体の供給、及び培養ツールからの流動体の吸引を行うポンプと、駆動部に固定され、培養ツールを支持する支持部とを備え、駆動部は、支持部を上下方向に動かしてもよい。これによれば、異物が培養容器に混入することを抑制しながら、培養容器への流動体の供給又は吸引を行うことができる。
【００１０】
本発明の特徴に係る自動培養装置において、培養ツールの先端は、スクレーパー又はローラカッターであり、駆動部は、先端を上下方向及び水平方向に動かしてもよい。これによれば、異物が培養容器に混入することを抑制しながら、細胞群を培養面から剥がす作業や培養細胞を培養面上で分割する作業などを行うことができる。
【００１１】
本発明の特徴に係る自動培養装置において、培養ツールは、複数の把持部を有しており、駆動部は、複数の把持部それぞれを上下方向及び水平方向に動かしてもよい。これによれば、異物が培養容器に混入することを抑制しながら、各種ツールを把持して培養容器内に運搬することができる。
【００１２】
本発明の特徴に係る作業台は、壁によって囲まれた作業室と、作業室の外に配置され、細胞培養が行われる培養容器における培養操作を自動的に行う自動培養装置と、作業室と自動培養装置との間おいて壁に設けられた扉とを備え、自動培養装置は、培養容器を載置するための載置面を有する載置台と、載置台の上方に配置され、細胞培養に用いられる培養ツールと、培養ツールを動かす駆動部とを有し、駆動部は、培養ツールとともに動く可動部を有し、可動部は、載置面の上方に設定された基準位置より下方に配置されており、基準位置は、培養容器に設けられる開口の上下方向における位置に基づいて設定されることを要旨とする。
【００１３】
本発明の特徴に係る作業台によれば、作業室内の無菌性の確保、作業スペースの有効活用、及び培養容器をひっくり返すなどのヒューマンエラーの抑制が可能となるとともに、作業室内で処理された培養容器を、自動培養装置に容易に搬入することができる。
【００１４】
本発明の特徴に係るインキュベータは、複数の保管部を有する培養室と、細胞培養が行われる培養容器における培養操作を自動的に行う自動培養装置と、培養室内の温度を調節する温度調節装置と、複数の保管部と自動培養装置との間で培養容器を授受する自動搬送装置とを備え、自動培養装置は、培養容器を載置するための載置面を有する載置台と、載置台の上方に配置され、細胞培養に用いられる培養ツールと、培養ツールを動かす駆動部とを有し、駆動部は、培養ツールとともに動く可動部を有し、可動部は、載置面の上方に設定された基準位置より下方に配置されており、基準位置は、培養容器に設けられる開口の上下方向における位置に基づいて設定されることを要旨とする。
【００１５】
本発明の特徴に係るインキュベータによれば、培養室内の無菌性の確保、作業スペースの有効活用、及び培養容器をひっくり返すなどのヒューマンエラーの抑制が可能となるとともに、培養室内において、自動培養装置による培養容器への処理と、培養容器による細胞培養とをともに自動的に行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、培養容器への異物の混入を抑制可能な自動培養装置、作業台及びインキュベータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る自動培養装置１００の構成を示す側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る細胞培養方法の概略動作を説明するためのフロー図である。
【図３】継代工程の詳細を説明するためのフロー図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るセルプロセッシングアイソレータ２００の構成を示す外観図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る安全キャビネット３００の構成を示す外観図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るインキュベータ４００の構成を示す外観図である。
【図７】本発明の実施形態に係る培養ツール５０を備える自動培養装置１００の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１９】
［第１実施形態］
（自動培養装置の構成）
第１実施形態に係る自動培養装置の構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る自動培養装置１００の構成を示す側面図である。
【００２０】
自動培養装置１００は、細胞培養が行われる培養容器Ｃにおける培養操作を自動的に行う装置である。図１に示すように、自動培養装置１００は、基板１０、載置台２０、第１培養ツール３０、第１上下駆動部３１、第１上下モータＭ３１、第１水平駆動部３２、第１水平モータＭ３２、支持部３３、送液装置３４、第２培養ツール４０、第２上下駆動部４１、第２上下モータＭ４１、第２水平駆動部４２、第２水平モータＭ４２を備える。
【００２１】
基板１０は、電力線や制御線を内蔵する台である。
【００２２】
載置台２０は、基板１０上に配置されている。載置台２０は、培養容器Ｃが載置される載置面２０Ｓを有する。ここで、本実施形態に係る培養容器Ｃは、開口ＣＯＰＥＮを有するシャーレである。培養容器Ｃは、開口ＣＯＰＥＮを閉じるための蓋が開けられた状態で、載置面２０Ｓ上に載置されている。培養容器Ｃの蓋は、ユーザの手作業によって、或いは蓋を開けるための機構によって事前に開けられている。
【００２３】
なお、以下において、載置面２０Ｓに略直交する方向を「上下方向」といい、載置面２０Ｓに略水平な方向を「水平方向」という。
【００２４】
第１培養ツール３０は、筒状に形成された部材であり、ピペットとして機能する。第１培養ツール３０の先端３０ＴＩＰは、開口している。第１培養ツール３０は、開口ＣＯＰＥＮを介して培養容器Ｃ内にアクセスされる。
【００２５】
第１上下駆動部３１及び第１水平駆動部３２は、基板１０上に配置されている。第１上下駆動部３１は、第１上下モータＭ３１から伝達される駆動力によって、第１培養ツール３０を上下方向に動かす。また、第１水平駆動部３２は、第１水平モータＭ３２から伝達される駆動力によって、第１培養ツール３０を水平方向に動かす。従って、第１培養ツール３０は、第１上下駆動部３１及び第１水平駆動部３２によって、３次元的に可動である。
【００２６】
支持部３３は、第１培養ツール３０を支持する。具体的には、支持部３３の上端は第１培養ツール３０に連結されており、支持部３３の下端部は第１上下駆動部３１に固定されている。
【００２７】
送液装置３４は、第１培養ツール３０における送液を制御する。具体的には、送液装置３４は、第１培養ツール３０に液体を供給するとともに、第１培養ツール３０から液体の吸引を行うポンプＰを備える。ポンプＰは、第１培養ツール３０内部を加圧・減圧できればよく、例えばペリスタポンプやダイヤフラムポンプなどであってもよい。なお、送液装置３４は、図示しない複数の試薬タンクを有しており、複数の試薬タンクそれぞれには細胞培養に用いられる試薬（培地など）が保存されていることに留意すべきである。送液装置３４は、複数の試薬タンクそれぞれに保存されている試薬を第１培養ツール３０に適宜供給することができる。
【００２８】
第２培養ツール４０は、培養容器Ｃの培養面から細胞群を剥がす剥離作業に用いられる。具体的には、第２培養ツール４０の先端４０ＴＩＰは、薄板状に形成されており、スクレーパーとして機能する。培養容器Ｃの培養面に先端４０ＴＩＰを擦り付けることによって、培養面に付着した細胞群を剥がすことができる。第２培養ツール４０は、開口ＣＯＰＥＮを介して培養容器Ｃ内にアクセスされる。
【００２９】
第２上下駆動部４１及び第２水平駆動部４２は、基板１０上に配置されている。第２上下駆動部４１は、第２上下モータＭ４１から伝達される駆動力によって、第２培養ツール４０を上下方向に動かす。また、第２水平駆動部４２は、第２水平モータＭ４２から伝達される駆動力によって、第２培養ツール４０を水平方向に動かす。従って、第２培養ツール４０は、第２上下駆動部４１及び第２水平駆動部４２によって、３次元的に可動である。
【００３０】
また、第１上下駆動部３１は、第１培養ツール３０とともに動く可動部３１ＭＯＶＥを有する。可動部３１ＭＯＶＥは、支持部３３の下端部に連結されている。第１培養ツール３０は、可動部３１ＭＯＶＥの上下動によって、上下方向に可動である。また、第１水平駆動部３２は、第１培養ツール３０とともに動く可動部３２ＭＯＶＥを有する。可動部３２ＭＯＶＥは、第１上下駆動部３１の下端部に連結されている。第１培養ツール３０は、可動部３２ＭＯＶＥの水平移動によって、水平方向に可動である。
【００３１】
同様に、第２上下駆動部４１は、第２培養ツール４０とともに動く可動部４１ＭＯＶＥを有する。可動部４１ＭＯＶＥは、第２培養ツール４０の支持部分４０ＳＵＰＰに連結されている。第２培養ツール４０は、可動部４１ＭＯＶＥの上下動によって、上下方向に可動である。また、第２水平駆動部４２は、第２培養ツール４０とともに動く可動部４２ＭＯＶＥを有する。可動部４２ＭＯＶＥは、第２上下駆動部４１の下端部に連結されている。第２培養ツール４０は、可動部４２ＭＯＶＥの水平移動によって、水平方向に可動である。
【００３２】
ここで、本実施形態では、可動部３１ＭＯＶＥ、可動部３２ＭＯＶＥ、可動部４１ＭＯＶＥ及び可動部４２ＭＯＶＥそれぞれは、載置面２０Ｓの上方に設定された基準位置ＳＰよりも下方に配置されている。基準位置ＳＰは、培養容器Ｃに設けられる開口ＣＯＰＥＮの上下方向における位置に基づいて設定することができる。
【００３３】
本実施形態において、基準位置ＳＰは、載置面２０Ｓに載置された培養容器Ｃの開口ＣＯＰＥＮの位置に設定されているが、これに限られるものではない。例えば、培養容器Ｃの開口ＣＯＰＥＮを基準位置ＳＰに設定すると、開口ＣＯＰＥＮより上から磨耗粉が落ちてくることがないので、培養容器Ｃに磨耗粉が混入することがない。従って、培養容器Ｃの開口ＣＯＰＥＮの位置から、磨耗粉が入らないことを考慮した位置に基準位置ＳＰを設定する。培養容器Ｃの開口ＣＯＰＥＮの高さが４ｃｍの場合、基準位置ＳＰは、４ｃｍよりも低い３ｃｍ程度に設定されることが好ましい。また、培養容器Ｃから可動部までの距離が離れている場合には、培養容器Ｃの開口ＣＯＰＥＮよりも基準位置ＳＰの方を数ｃｍ高く設定してもよい。
【００３４】
なお、図示しないが、自動培養装置１００は、第１上下駆動部３１、第１水平駆動部３２、第２上下駆動部４１及び第２水平駆動部４２のそれぞれの動きを制御する制御装置を備えている。このような制御装置は、基板１０に内蔵されていてもよい。
【００３５】
（自動培養装置の動作）
次に、第１実施形態に係る自動培養装置１００の動作について、細胞培養方法の説明を通して説明する。従って、以下においては、自動培養装置１００の動作に加えて、ユーザによる操作が含まれることに留意すべきである。
【００３６】
図２は、第１実施形態に係る細胞培養方法の概略動作を説明するためのフロー図である。
【００３７】
図２に示すように、ステップＳ１０において、細胞を培地に懸濁することによって、細胞を培養容器Ｃ内に撒く。
【００３８】
ステップＳ２０において、培養容器Ｃをインキュベータ（３７℃、ＣＯ２５％雰囲気）に所定日数保管することによって、培養容器Ｃ内において細胞を培養する。
【００３９】
ステップＳ３０において、培養容器Ｃから細胞を回収し、新たな培養容器Ｃ内に培地に懸濁された所定数の細胞を撒く。本実施形態において、自動培養装置１００は、本ステップ（以下、「継代工程」という。）において用いられる。
【００４０】
ステップＳ４０において、新たな培養容器Ｃをインキュベータ（３７℃、ＣＯ２５％雰囲気）に所定日数保管することによって、新たな培養容器Ｃ内において細胞を培養する。
【００４１】
以上のステップＳ１０〜Ｓ４０を繰り返すことによって、細胞が培養される。
【００４２】
以下において、ステップＳ３０の継代工程を通して、自動培養装置１００の動作について説明する。図３は、継代工程の詳細を説明するためのフロー図である。なお、本実施形態において、自動培養装置１００の動作は、ステップＳ３１〜Ｓ３３及びステップＳ３８であり、ステップＳ３４〜Ｓ３７はユーザによる操作であることに留意すべきである。
【００４３】
ステップＳ３１において、自動培養装置１００は、第１培養ツール３０の先端３０ＴＩＰを動かして培養容器Ｃの培地に入れ、培地を吸引することによって、培養容器Ｃから培地を排出する。なお、培養容器Ｃの開口ＣＯＰＥＮが蓋で閉じられている場合には、ユーザの手作業によって、或いは蓋を開けるための機構によって事前に蓋を開けておく。
【００４４】
ステップＳ３２において、自動培養装置１００は、第２培養ツール４０の先端４０ＴＩＰを培養容器Ｃの培養面に沿って動かすことによって、培養容器Ｃの培養面に張り付いている細胞群を剥がす。
【００４５】
ステップＳ３３において、自動培養装置１００は、第１培養ツール３０から培地を培養容器Ｃ内に供給して懸濁させたのち、第１培養ツール３０によって懸濁液を遠心チューブに回収する。
【００４６】
ステップＳ３４において、遠心チューブを遠心分離機にかけることによって、細胞と培地を分離させる。
【００４７】
ステップＳ３５において、遠心チューブから上澄み（培地）を排出する。
【００４８】
ステップＳ３６において、遠心チューブ内の細胞を培地で懸濁するとともに、懸濁液を適量吸い取って細胞数をカウントする。
【００４９】
ステップＳ３７において、細胞の密度が所定値になるように培地を追加する。
【００５０】
ステップＳ３８において、細胞の密度が調製された懸濁液を新たな培養容器Ｃに供給する。その後、培養容器Ｃの開口ＣＯＰＥＮを蓋で閉じて、作業を終了する。
【００５１】
（作用及び効果）
第１実施形態に係る自動培養装置１００において、可動部３１ＭＯＶＥ、可動部３２ＭＯＶＥ、可動部４１ＭＯＶＥ及び可動部４２ＭＯＶＥそれぞれは、載置面２０Ｓの上方に設定された基準位置ＳＰよりも下方に配置されている。
【００５２】
従って、基準位置ＳＰを培養容器Ｃに設けられる開口ＣＯＰＥＮの上下方向における位置に基づいて設定することによって、各可動部において構成部品どうしが擦れ合うことによって発生する磨耗粉などの異物が、培養容器Ｃに混入することを抑制することができる。
【００５３】
この場合、基準位置ＳＰが、開口ＣＯＰＥＮと同じ、或いは、開口ＣＯＰＥＮよりも下方である場合には、特に効果的に異物の混入を抑制することができる。
【００５４】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図面を参照しながら説明する。具体的には、第２実施形態では、上記第１実施形態に係る自動培養装置１００の利用例について説明する。なお、セルプロセッシングアイソレータ及び安全キャビネットは、本発明に係る「作業台」の一例である。
【００５５】
（セルプロセッシングアイソレータ）
まず、自動培養装置１００を備えるセルプロセッシングアイソレータについて説明する。図４は、本実施形態に係るセルプロセッシングアイソレータ２００の構成を示す外観図である。
【００５６】
図４に示すように、セルプロセッシングアイソレータ２００は、自動培養装置１００、作業室Ｐ１、扉２０１、操作グローブ２０２及び遠心分離装置２０３を備える。
【００５７】
作業室Ｐ１は、壁によって囲まれることによって外部と完全に隔離されており、無菌性が保たれている。自動培養装置１００は、作業室Ｐ１の外部に配置されている。作業室Ｐ１の壁には、作業室Ｐ１と自動培養装置１００との間に設けられた扉２０１が形成されている。扉２０１は、作業室Ｐ１を密閉可能な密閉扉である。
【００５８】
操作グローブ２０２は、作業室Ｐ１から自動培養装置１００に培養容器Ｃを搬入する工程、培養容器Ｃの蓋を開ける工程、或いはユーザが遠心チューブを操作する工程（図３のステップＳ３４〜Ｓ３７）などにおいて利用される。
【００５９】
遠心分離装置２０３は、作業室Ｐ１の外部に配置されている。遠心分離装置２０３は、継代工程（図３のステップＳ３４）において利用される。
【００６０】
（安全キャビネット）
次に、自動培養装置１００を備える安全キャビネットについて説明する。図５は、本実施形態に係る安全キャビネット３００の構成を示す外観図である。
【００６１】
図５に示すように、安全キャビネット３００は、自動培養装置１００、作業室Ｐ２、扉３０１、操作窓３０２、フィルタ付きファン３０３及び遠心分離装置３０４を備える。
【００６２】
作業室Ｐ２は、壁によって囲まれることによって外部と簡易的に隔離されている。自動培養装置１００は、作業室Ｐ２の外部に配置されている。作業室Ｐ２の壁には、作業室Ｐ２と自動培養装置１００との間に設けられた扉３０１が形成されている。
【００６３】
操作窓３０２は、作業室Ｐ１から自動培養装置１００に培養容器Ｃを搬入する工程や、遠心チューブを操作する工程（図３のステップＳ３４〜Ｓ３７）において、ユーザの両手を作業室Ｐ２内に入れるために利用される。
【００６４】
フィルタ付きファン３０３は、不純物を除去しながら作業室Ｐ２内に空気を循環させる。
【００６５】
遠心分離装置３０４は、作業室Ｐ２の外部に配置されている。遠心分離装置３０４は、継代工程（図３のステップＳ３４）において利用される。
【００６６】
（インキュベータ）
次に、自動培養装置１００を備えるインキュベータについて説明する。図６は、本実施形態に係るインキュベータ４００の構成を示す外観図である。 図６に示すように、インキュベータ４００は、培養室Ｐ３、扉Ｕ、ファン４０１、温度調節装置４０２、温湿度センサ４０３、加湿皿４０４、複数の保管部４０５、自動培養装置１００及び自動搬送装置１５０を備える。
【００６７】
培養室Ｐ３は、自動培養装置１００及び自動搬送装置１５０を収容する。培養室Ｐ３は、扉Ｕによってインキュベータ４００の外部と隔離可能である。培養室Ｐ３内は、ファン４０１によって空気が循環されている。温度調節装置４０２は、培養室Ｐ３内の温度を所定の設定温度に調節する。温湿度センサ４０３は、培養室Ｐ３内の温湿度を検出する。加湿皿４０４は、培養室Ｐ３内の湿度を所定の設定湿度に調節する。複数の保管部４０５は、培養容器Ｃを保管するための棚である。
【００６８】
自動搬送装置１５０は、自動培養装置１００と複数の保管部４０５との間で、培養容器Ｃを授受する。自動搬送装置１５０は、図６に示すように、一対の把持ツール１５１，１５１、駆動部１５２、可動部１５２ＭＯＶＥ１及び一対の可動部１５２ＭＯＶＥ２を有する。
【００６９】
一対の把持ツール１５１，１５１は、培養容器Ｃの側面を把持するための部材である。一対の把持ツール１５１，１５１の下端は、一対の可動部１５２ＭＯＶＥ２によって支持されている。
【００７０】
駆動部１５２は、内蔵するモータの駆動力によって、可動部１５２ＭＯＶＥ１を上下方向及び回動方向に動かす。これによって、一対の把持ツール１５１，１５１は、上下方向及び回動方向に動かすことができる。
【００７１】
また、駆動部１５２は、内蔵するモータの駆動力によって、一対の可動部１５２ＭＯＶＥ２をそれぞれ独立して、可動部１５２ＭＯＶＥ１上をスライドさせる。これによって、一対の把持ツール１５１，１５１の間隔を調整することができる。
【００７２】
ここで、可動部１５２ＭＯＶＥ１及び一対の可動部１５２ＭＯＶＥ２は、自動培養装置１００に載置された培養容器Cの基準位置ＳＰよりも下方に配置されていることに留意すべきである。
【００７３】
（作用及び効果）
第２実施形態に係るセルプロセッシングアイソレータ２００、安全キャビネット３００及びインキュベータ４００によれば、作業室Ｐ１，Ｐ２及び培養室Ｐ３内の無菌性の確保、作業スペースの有効活用、及び培養容器Ｃをひっくり返すなどのヒューマンエラーの抑制が可能となる。
【００７４】
また、第２実施形態に係るセルプロセッシングアイソレータ２００、安全キャビネット３００によれば、作業室Ｐ１，Ｐ２内で処理された培養容器Ｃを、自動培養装置１００や遠心分離装置２０３,３０４に容易に搬入することができる。
【００７５】
また、第２実施形態に係るインキュベータ４００によれば、自動培養装置１００による培養容器Ｃへの処理と、培養室Ｐ３内における培養容器Ｃによる細胞培養とをともに自動的に行うことができる。
【００７６】
また、第２実施形態に係るインキュベータ４００によれば、自動搬送装置１５０の可動部１５２ＭＯＶＥ１及び一対の可動部１５２ＭＯＶＥ２が基準位置ＳＰよりも下方に配置されるので、可動部１５２ＭＯＶＥ１及び一対の可動部１５２ＭＯＶＥ２から培養容器Ｃに異物が混入することを抑制できる。
【００７７】
（その他の実施形態）
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００７８】
例えば、上記実施形態では、継代工程のステップＳ３２において、第２培養ツール４０によって細胞群を剥がすこととしたが、これに限られるものではない。例えば、ステップＳ３２に代えて、第１培養ツール３０で培養容器Ｃにトリプシンを供給する工程と、所定時間経過後に培養容器Ｃに振動を与えて細胞群を培養面から剥がす工程とを行ってもよい。この場合には、自動培養装置１００は、第２培養ツール４０を備えていなくてもよい。また、ステップＳ３２に代えて、第２培養ツール４０によって培養面に付着した細胞群を培養面において所定の大きさに分離する工程を備えていてもよい。この場合、第２培養ツール４０の先端４０ＴＩＰは、円柱状のローラーの外周面に複数の環状刃が設けられたローラカッターとして機能することが好ましい。
【００７９】
また、上記実施形態では、第１培養ツール３０は、３次元的に可動であることとしたが、第１培養ツール３０は、上下動ができればよい。
【００８０】
また、上記実施形態では、継代工程のステップＳ３４〜Ｓ３７はユーザによる操作であることとしたが、自動培養装置１００は、遠心分離機を操作する工程であるステップＳ３４〜Ｓ３７を自動的に行う構成を有していてもよい。
【００８１】
また、上記実施形態では、ピペットとして機能する第１培養ツール３０と、スクレーパーとして機能する第２培養ツール４０とについて説明したが、自動培養装置１００は、他の機能をする培養ツールを備えていてもよい。
【００８２】
ここで、図７は、ピンセットとして機能する培養ツール５０を備える自動培養装置１００の構成を示す図である。図７（ａ）は、自動培養装置１００の側面図である。図７（ｂ）は、自動培養装置１００の正面図である。図７に示すように、培養ツール５０は、２つの把持部５０ＴＩＰ、上下駆動部５１、上下モータＭ５１、水平駆動部５２、水平モータＭ５２を備える。上下駆動部５１は、上下モータＭ５１の駆動力によって、２つの把持部５０ＴＩＰを上下方向に動かす。水平駆動部５２は、上下モータＭ５２の駆動力によって、２つの把持部５０ＴＩＰを水平方向に動かす。これによって、培養ツール５０は、２つの把持部５０ＴＩＰそれぞれを上下方向及び水平方向に動かすことによって、各種ツールを把持して培養容器Ｃ内に運搬するためのピンセットとして機能する。
【００８３】
このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【符号の説明】
【００８４】
Ｃ…培養容器、１０…基板、２０…載置台、２０Ｓ…載置面、３０…第１培養ツール、３０ＴＩＰ…先端、３１…第１上下駆動部、３１ＭＯＶＥ…可動部、３２…第１水平駆動部、３２ＭＯＶＥ…可動部、３３…支持部、３４…送液装置、４０…第２培養ツール、４０ＳＵＰＰ…支持部分、４０ＴＩＰ…先端、４１…第２上下駆動部、４１ＭＯＶＥ…可動部、４２…第２水平駆動部、４２ＭＯＶＥ…可動部、５０…培養ツール、５０ＴＩＰ…把持部、５１…上下駆動部、５１ＭＯＶＥ…可動部、５２…水平駆動部、５２ＭＯＶＥ…可動部、１００…自動培養装置、１５０…自動搬送装置、１５１…把持ツール、１５２ＭＯＶＥ…可動部、１５２…駆動部、２００…セルプロセッシングアイソレータ、２０１…扉、２０２…操作グローブ、２０３…遠心分離装置、３００…安全キャビネット、３０１…扉、３０２…操作窓、３０３…フィルタ付きファン、３０４…遠心分離装置、４００…インキュベータ、４０１…ファン、４０２…温度調節装置、４０３…温湿度センサ、４０４…加湿皿、４０５…保管部、Ｍ…モータ、Ｐ…ポンプ、Ｐ１,Ｐ２…作業室、Ｐ３…培養室、Ｕ…扉、ｄ…間隔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞培養に用いられる自動培養装置、作業台及びインキュベータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、細胞の増殖や分化などを目的として、細胞培養が広く行われている。具体的には、細胞培養は、細胞を培地で培養する工程、PBS（Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ Buffered Salts）によって細胞を洗浄する工程、トリプシンによって細胞を培養容器から剥離する工程、或いは多種の試薬を添加する工程などを備える。これらの工程は、大量の細胞を培養する場合などには、極めて複雑で手間のかかる作業を伴うものである。また、このような作業の効率は作業者の熟練度に左右され易いので、ヒューマンエラーの発生や生産性の低下が招かれ易い。
【０００３】
そこで、細胞培養を自動的に行うための自動培養装置が提案されている（特許文献１参照）。具体的には、培養容器に挿入されるピペットを有するピペット装置によって、培養容器へ培地を供給・廃棄する工程や培養容器へトリプシンを供給する工程などが行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−５４６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のピペット装置では、ピペットを動かす駆動部、或いはピペットの可動部が培養容器の上方に配置されている。そのため、駆動部又は可動部から発生する磨耗粉などの異物が、培養容器内に混入するおそれがある。再生医療や細胞治療などの医療分野では、培養された細胞は人間の体内に移植されるので、培養された細胞への菌や異物の混入は極力避けなければならない。
【０００６】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、培養容器への異物の混入を抑制可能な自動培養装置、作業台及びインキュベータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の特徴に係る自動培養装置は、細胞培養が行われる培養容器における培養操作を自動的に行う自動培養装置であって、培養容器を載置するための載置面を有する載置台と、載置台上に配置され、細胞培養に用いられる培養ツールと、培養ツールを動かす駆動部とを備え、駆動部は、培養ツールとともに動く可動部を有し、可動部は、載置面の上方に設定された基準位置より下方に配置されており、基準位置は、培養容器に設けられる開口の上下方向における位置に基づいて設定されることを要旨とする。
【０００８】
本発明の特徴に係る自動培養装置によれば、基準位置を培養容器に設けられる開口の上下方向における位置に基づいて設定することによって、各可動部において構成部品どうしが擦れ合うことによって発生する磨耗粉などの異物が、培養容器に混入することを抑制することができる。この場合、基準位置が、開口と同じ、或いは、開口よりも下方である場合には、特に効果的に異物の混入を抑制することができる。
【０００９】
本発明の特徴に係る自動培養装置において、培養ツールは、筒状部材であり、培養ツールへの流動体の供給、及び培養ツールからの流動体の吸引を行うポンプと、駆動部に固定され、培養ツールを支持する支持部とを備え、駆動部は、支持部を上下方向に動かしてもよい。これによれば、異物が培養容器に混入することを抑制しながら、培養容器への流動体の供給又は吸引を行うことができる。
【００１０】
本発明の特徴に係る自動培養装置において、培養ツールの先端は、スクレーパー又はローラカッターであり、駆動部は、先端を上下方向及び水平方向に動かしてもよい。これによれば、異物が培養容器に混入することを抑制しながら、細胞群を培養面から剥がす作業や培養細胞を培養面上で分割する作業などを行うことができる。
【００１１】
本発明の特徴に係る自動培養装置において、培養ツールは、複数の把持部を有しており、駆動部は、複数の把持部それぞれを上下方向及び水平方向に動かしてもよい。これによれば、異物が培養容器に混入することを抑制しながら、各種ツールを把持して培養容器内に運搬することができる。
【００１２】
本発明の特徴に係る作業台は、壁によって囲まれた作業室と、作業室の外に配置され、細胞培養が行われる培養容器における培養操作を自動的に行う自動培養装置と、作業室と自動培養装置との間おいて壁に設けられた扉とを備え、自動培養装置は、培養容器を載置するための載置面を有する載置台と、載置台の上方に配置され、細胞培養に用いられる培養ツールと、培養ツールを動かす駆動部とを有し、駆動部は、培養ツールとともに動く可動部を有し、可動部は、載置面の上方に設定された基準位置より下方に配置されており、基準位置は、培養容器に設けられる開口の上下方向における位置に基づいて設定されることを要旨とする。
【００１３】
本発明の特徴に係る作業台によれば、作業室内の無菌性の確保、作業スペースの有効活用、及び培養容器をひっくり返すなどのヒューマンエラーの抑制が可能となるとともに、作業室内で処理された培養容器を、自動培養装置に容易に搬入することができる。
【００１４】
本発明の特徴に係るインキュベータは、複数の保管部を有する培養室と、細胞培養が行われる培養容器における培養操作を自動的に行う自動培養装置と、培養室内の温度を調節する温度調節装置と、複数の保管部と自動培養装置との間で培養容器を授受する自動搬送装置とを備え、自動培養装置は、培養容器を載置するための載置面を有する載置台と、載置台の上方に配置され、細胞培養に用いられる培養ツールと、培養ツールを動かす駆動部とを有し、駆動部は、培養ツールとともに動く可動部を有し、可動部は、載置面の上方に設定された基準位置より下方に配置されており、基準位置は、培養容器に設けられる開口の上下方向における位置に基づいて設定されることを要旨とする。
【００１５】
本発明の特徴に係るインキュベータによれば、培養室内の無菌性の確保、作業スペースの有効活用、及び培養容器をひっくり返すなどのヒューマンエラーの抑制が可能となるとともに、培養室内において、自動培養装置による培養容器への処理と、培養容器による細胞培養とをともに自動的に行うことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、培養容器への異物の混入を抑制可能な自動培養装置、作業台及びインキュベータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る自動培養装置１００の構成を示す側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る細胞培養方法の概略動作を説明するためのフロー図である。
【図３】継代工程の詳細を説明するためのフロー図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係るセルプロセッシングアイソレータ２００の構成を示す外観図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る安全キャビネット３００の構成を示す外観図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るインキュベータ４００の構成を示す外観図である。
【図７】本発明の実施形態に係る培養ツール５０を備える自動培養装置１００の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、図面を用いて、本発明の実施形態について説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１９】
［第１実施形態］
（自動培養装置の構成）
第１実施形態に係る自動培養装置の構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る自動培養装置１００の構成を示す側面図である。
【００２０】
自動培養装置１００は、細胞培養が行われる培養容器Ｃにおける培養操作を自動的に行う装置である。図１に示すように、自動培養装置１００は、基板１０、載置台２０、第１培養ツール３０、第１上下駆動部３１、第１上下モータＭ３１、第１水平駆動部３２、第１水平モータＭ３２、支持部３３、送液装置３４、第２培養ツール４０、第２上下駆動部４１、第２上下モータＭ４１、第２水平駆動部４２、第２水平モータＭ４２を備える。
【００２１】
基板１０は、電力線や制御線を内蔵する台である。
【００２２】
載置台２０は、基板１０上に配置されている。載置台２０は、培養容器Ｃが載置される載置面２０Ｓを有する。ここで、本実施形態に係る培養容器Ｃは、開口ＣＯＰＥＮを有するシャーレである。培養容器Ｃは、開口ＣＯＰＥＮを閉じるための蓋が開けられた状態で、載置面２０Ｓ上に載置されている。培養容器Ｃの蓋は、ユーザの手作業によって、或いは蓋を開けるための機構によって事前に開けられている。
【００２３】
なお、以下において、載置面２０Ｓに略直交する方向を「上下方向」といい、載置面２０Ｓに略水平な方向を「水平方向」という。
【００２４】
第１培養ツール３０は、筒状に形成された部材であり、ピペットとして機能する。第１培養ツール３０の先端３０ＴＩＰは、開口している。第１培養ツール３０は、開口ＣＯＰＥＮを介して培養容器Ｃ内にアクセスされる。
【００２５】
第１上下駆動部３１及び第１水平駆動部３２は、基板１０上に配置されている。第１上下駆動部３１は、第１上下モータＭ３１から伝達される駆動力によって、第１培養ツール３０を上下方向に動かす。また、第１水平駆動部３２は、第１水平モータＭ３２から伝達される駆動力によって、第１培養ツール３０を水平方向に動かす。従って、第１培養ツール３０は、第１上下駆動部３１及び第１水平駆動部３２によって、３次元的に可動である。
【００２６】
支持部３３は、第１培養ツール３０を支持する。具体的には、支持部３３の上端は第１培養ツール３０に連結されており、支持部３３の下端部は第１上下駆動部３１に固定されている。
【００２７】
送液装置３４は、第１培養ツール３０における送液を制御する。具体的には、送液装置３４は、第１培養ツール３０に液体を供給するとともに、第１培養ツール３０から液体の吸引を行うポンプＰを備える。ポンプＰは、第１培養ツール３０内部を加圧・減圧できればよく、例えばペリスタポンプやダイヤフラムポンプなどであってもよい。なお、送液装置３４は、図示しない複数の試薬タンクを有しており、複数の試薬タンクそれぞれには細胞培養に用いられる試薬（培地など）が保存されていることに留意すべきである。送液装置３４は、複数の試薬タンクそれぞれに保存されている試薬を第１培養ツール３０に適宜供給することができる。
【００２８】
第２培養ツール４０は、培養容器Ｃの培養面から細胞群を剥がす剥離作業に用いられる。具体的には、第２培養ツール４０の先端４０ＴＩＰは、薄板状に形成されており、スクレーパーとして機能する。培養容器Ｃの培養面に先端４０ＴＩＰを擦り付けることによって、培養面に付着した細胞群を剥がすことができる。第２培養ツール４０は、開口ＣＯＰＥＮを介して培養容器Ｃ内にアクセスされる。
【００２９】
第２上下駆動部４１及び第２水平駆動部４２は、基板１０上に配置されている。第２上下駆動部４１は、第２上下モータＭ４１から伝達される駆動力によって、第２培養ツール４０を上下方向に動かす。また、第２水平駆動部４２は、第２水平モータＭ４２から伝達される駆動力によって、第２培養ツール４０を水平方向に動かす。従って、第２培養ツール４０は、第２上下駆動部４１及び第２水平駆動部４２によって、３次元的に可動である。
【００３０】
また、第１上下駆動部３１は、第１培養ツール３０とともに動く可動部３１ＭＯＶＥを有する。可動部３１ＭＯＶＥは、支持部３３の下端部に連結されている。第１培養ツール３０は、可動部３１ＭＯＶＥの上下動によって、上下方向に可動である。また、第１水平駆動部３２は、第１培養ツール３０とともに動く可動部３２ＭＯＶＥを有する。可動部３２ＭＯＶＥは、第１上下駆動部３１の下端部に連結されている。第１培養ツール３０は、可動部３２ＭＯＶＥの水平移動によって、水平方向に可動である。
【００３１】
同様に、第２上下駆動部４１は、第２培養ツール４０とともに動く可動部４１ＭＯＶＥを有する。可動部４１ＭＯＶＥは、第２培養ツール４０の支持部分４０ＳＵＰＰに連結されている。第２培養ツール４０は、可動部４１ＭＯＶＥの上下動によって、上下方向に可動である。また、第２水平駆動部４２は、第２培養ツール４０とともに動く可動部４２ＭＯＶＥを有する。可動部４２ＭＯＶＥは、第２上下駆動部４１の下端部に連結されている。第２培養ツール４０は、可動部４２ＭＯＶＥの水平移動によって、水平方向に可動である。
【００３２】
ここで、本実施形態では、可動部３１ＭＯＶＥ、可動部３２ＭＯＶＥ、可動部４１ＭＯＶＥ及び可動部４２ＭＯＶＥそれぞれは、載置面２０Ｓの上方に設定された基準位置ＳＰよりも下方に配置されている。基準位置ＳＰは、培養容器Ｃに設けられる開口ＣＯＰＥＮの上下方向における位置に基づいて設定することができる。
【００３３】
本実施形態において、基準位置ＳＰは、載置面２０Ｓに載置された培養容器Ｃの開口ＣＯＰＥＮの位置に設定されているが、これに限られるものではない。例えば、培養容器Ｃの開口ＣＯＰＥＮを基準位置ＳＰに設定すると、開口ＣＯＰＥＮより上から磨耗粉が落ちてくることがないので、培養容器Ｃに磨耗粉が混入することがない。従って、培養容器Ｃの開口ＣＯＰＥＮの位置から、磨耗粉が入らないことを考慮した位置に基準位置ＳＰを設定する。培養容器Ｃの開口ＣＯＰＥＮの高さが４ｃｍの場合、基準位置ＳＰは、４ｃｍよりも低い３ｃｍ程度に設定されることが好ましい。また、培養容器Ｃから可動部までの距離が離れている場合には、培養容器Ｃの開口ＣＯＰＥＮよりも基準位置ＳＰの方を数ｃｍ高く設定してもよい。
【００３４】
なお、図示しないが、自動培養装置１００は、第１上下駆動部３１、第１水平駆動部３２、第２上下駆動部４１及び第２水平駆動部４２のそれぞれの動きを制御する制御装置を備えている。このような制御装置は、基板１０に内蔵されていてもよい。
【００３５】
（自動培養装置の動作）
次に、第１実施形態に係る自動培養装置１００の動作について、細胞培養方法の説明を通して説明する。従って、以下においては、自動培養装置１００の動作に加えて、ユーザによる操作が含まれることに留意すべきである。
【００３６】
図２は、第１実施形態に係る細胞培養方法の概略動作を説明するためのフロー図である。
【００３７】
図２に示すように、ステップＳ１０において、細胞を培地に懸濁することによって、細胞を培養容器Ｃ内に撒く。
【００３８】
ステップＳ２０において、培養容器Ｃをインキュベータ（３７℃、ＣＯ２５％雰囲気）に所定日数保管することによって、培養容器Ｃ内において細胞を培養する。
【００３９】
ステップＳ３０において、培養容器Ｃから細胞を回収し、新たな培養容器Ｃ内に培地に懸濁された所定数の細胞を撒く。本実施形態において、自動培養装置１００は、本ステップ（以下、「継代工程」という。）において用いられる。
【００４０】
ステップＳ４０において、新たな培養容器Ｃをインキュベータ（３７℃、ＣＯ２５％雰囲気）に所定日数保管することによって、新たな培養容器Ｃ内において細胞を培養する。
【００４１】
以上のステップＳ１０〜Ｓ４０を繰り返すことによって、細胞が培養される。
【００４２】
以下において、ステップＳ３０の継代工程を通して、自動培養装置１００の動作について説明する。図３は、継代工程の詳細を説明するためのフロー図である。なお、本実施形態において、自動培養装置１００の動作は、ステップＳ３１〜Ｓ３３及びステップＳ３８であり、ステップＳ３４〜Ｓ３７はユーザによる操作であることに留意すべきである。
【００４３】
ステップＳ３１において、自動培養装置１００は、第１培養ツール３０の先端３０ＴＩＰを動かして培養容器Ｃの培地に入れ、培地を吸引することによって、培養容器Ｃから培地を排出する。なお、培養容器Ｃの開口ＣＯＰＥＮが蓋で閉じられている場合には、ユーザの手作業によって、或いは蓋を開けるための機構によって事前に蓋を開けておく。
【００４４】
ステップＳ３２において、自動培養装置１００は、第２培養ツール４０の先端４０ＴＩＰを培養容器Ｃの培養面に沿って動かすことによって、培養容器Ｃの培養面に張り付いている細胞群を剥がす。
【００４５】
ステップＳ３３において、自動培養装置１００は、第１培養ツール３０から培地を培養容器Ｃ内に供給して懸濁させたのち、第１培養ツール３０によって懸濁液を遠心チューブに回収する。
【００４６】
ステップＳ３４において、遠心チューブを遠心分離機にかけることによって、細胞と培地を分離させる。
【００４７】
ステップＳ３５において、遠心チューブから上澄み（培地）を排出する。
【００４８】
ステップＳ３６において、遠心チューブ内の細胞を培地で懸濁するとともに、懸濁液を適量吸い取って細胞数をカウントする。
【００４９】
ステップＳ３７において、細胞の密度が所定値になるように培地を追加する。
【００５０】
ステップＳ３８において、細胞の密度が調製された懸濁液を新たな培養容器Ｃに供給する。その後、培養容器Ｃの開口ＣＯＰＥＮを蓋で閉じて、作業を終了する。
【００５１】
（作用及び効果）
第１実施形態に係る自動培養装置１００において、可動部３１ＭＯＶＥ、可動部３２ＭＯＶＥ、可動部４１ＭＯＶＥ及び可動部４２ＭＯＶＥそれぞれは、載置面２０Ｓの上方に設定された基準位置ＳＰよりも下方に配置されている。
【００５２】
従って、基準位置ＳＰを培養容器Ｃに設けられる開口ＣＯＰＥＮの上下方向における位置に基づいて設定することによって、各可動部において構成部品どうしが擦れ合うことによって発生する磨耗粉などの異物が、培養容器Ｃに混入することを抑制することができる。
【００５３】
この場合、基準位置ＳＰが、開口ＣＯＰＥＮと同じ、或いは、開口ＣＯＰＥＮよりも下方である場合には、特に効果的に異物の混入を抑制することができる。
【００５４】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図面を参照しながら説明する。具体的には、第２実施形態では、上記第１実施形態に係る自動培養装置１００の利用例について説明する。なお、セルプロセッシングアイソレータ及び安全キャビネットは、本発明に係る「作業台」の一例である。
【００５５】
（セルプロセッシングアイソレータ）
まず、自動培養装置１００を備えるセルプロセッシングアイソレータについて説明する。図４は、本実施形態に係るセルプロセッシングアイソレータ２００の構成を示す外観図である。
【００５６】
図４に示すように、セルプロセッシングアイソレータ２００は、自動培養装置１００、作業室Ｐ１、扉２０１、操作グローブ２０２及び遠心分離装置２０３を備える。
【００５７】
作業室Ｐ１は、壁によって囲まれることによって外部と完全に隔離されており、無菌性が保たれている。自動培養装置１００は、作業室Ｐ１の外部に配置されている。作業室Ｐ１の壁には、作業室Ｐ１と自動培養装置１００との間に設けられた扉２０１が形成されている。扉２０１は、作業室Ｐ１を密閉可能な密閉扉である。
【００５８】
操作グローブ２０２は、作業室Ｐ１から自動培養装置１００に培養容器Ｃを搬入する工程、培養容器Ｃの蓋を開ける工程、或いはユーザが遠心チューブを操作する工程（図３のステップＳ３４〜Ｓ３７）などにおいて利用される。
【００５９】
遠心分離装置２０３は、作業室Ｐ１の外部に配置されている。遠心分離装置２０３は、継代工程（図３のステップＳ３４）において利用される。
【００６０】
（安全キャビネット）
次に、自動培養装置１００を備える安全キャビネットについて説明する。図５は、本実施形態に係る安全キャビネット３００の構成を示す外観図である。
【００６１】
図５に示すように、安全キャビネット３００は、自動培養装置１００、作業室Ｐ２、扉３０１、操作窓３０２、フィルタ付きファン３０３及び遠心分離装置３０４を備える。
【００６２】
作業室Ｐ２は、壁によって囲まれることによって外部と簡易的に隔離されている。自動培養装置１００は、作業室Ｐ２の外部に配置されている。作業室Ｐ２の壁には、作業室Ｐ２と自動培養装置１００との間に設けられた扉３０１が形成されている。
【００６３】
操作窓３０２は、作業室Ｐ１から自動培養装置１００に培養容器Ｃを搬入する工程や、遠心チューブを操作する工程（図３のステップＳ３４〜Ｓ３７）において、ユーザの両手を作業室Ｐ２内に入れるために利用される。
【００６４】
フィルタ付きファン３０３は、不純物を除去しながら作業室Ｐ２内に空気を循環させる。
【００６５】
遠心分離装置３０４は、作業室Ｐ２の外部に配置されている。遠心分離装置３０４は、継代工程（図３のステップＳ３４）において利用される。
【００６６】
（インキュベータ）
次に、自動培養装置１００を備えるインキュベータについて説明する。図６は、本実施形態に係るインキュベータ４００の構成を示す外観図である。 図６に示すように、インキュベータ４００は、培養室Ｐ３、扉Ｕ、ファン４０１、温度調節装置４０２、温湿度センサ４０３、加湿皿４０４、複数の保管部４０５、自動培養装置１００及び自動搬送装置１５０を備える。
【００６７】
培養室Ｐ３は、自動培養装置１００及び自動搬送装置１５０を収容する。培養室Ｐ３は、扉Ｕによってインキュベータ４００の外部と隔離可能である。培養室Ｐ３内は、ファン４０１によって空気が循環されている。温度調節装置４０２は、培養室Ｐ３内の温度を所定の設定温度に調節する。温湿度センサ４０３は、培養室Ｐ３内の温湿度を検出する。加湿皿４０４は、培養室Ｐ３内の湿度を所定の設定湿度に調節する。複数の保管部４０５は、培養容器Ｃを保管するための棚である。
【００６８】
自動搬送装置１５０は、自動培養装置１００と複数の保管部４０５との間で、培養容器Ｃを授受する。自動搬送装置１５０は、図６に示すように、一対の把持ツール１５１，１５１、駆動部１５２、可動部１５２ＭＯＶＥ１及び一対の可動部１５２ＭＯＶＥ２を有する。
【００６９】
一対の把持ツール１５１，１５１は、培養容器Ｃの側面を把持するための部材である。一対の把持ツール１５１，１５１の下端は、一対の可動部１５２ＭＯＶＥ２によって支持されている。
【００７０】
駆動部１５２は、内蔵するモータの駆動力によって、可動部１５２ＭＯＶＥ１を上下方向及び回動方向に動かす。これによって、一対の把持ツール１５１，１５１は、上下方向及び回動方向に動かすことができる。
【００７１】
また、駆動部１５２は、内蔵するモータの駆動力によって、一対の可動部１５２ＭＯＶＥ２をそれぞれ独立して、可動部１５２ＭＯＶＥ１上をスライドさせる。これによって、一対の把持ツール１５１，１５１の間隔を調整することができる。
【００７２】
ここで、可動部１５２ＭＯＶＥ１及び一対の可動部１５２ＭＯＶＥ２は、自動培養装置１００に載置された培養容器Cの基準位置ＳＰよりも下方に配置されていることに留意すべきである。
【００７３】
（作用及び効果）
第２実施形態に係るセルプロセッシングアイソレータ２００、安全キャビネット３００及びインキュベータ４００によれば、作業室Ｐ１，Ｐ２及び培養室Ｐ３内の無菌性の確保、作業スペースの有効活用、及び培養容器Ｃをひっくり返すなどのヒューマンエラーの抑制が可能となる。
【００７４】
また、第２実施形態に係るセルプロセッシングアイソレータ２００、安全キャビネット３００によれば、作業室Ｐ１，Ｐ２内で処理された培養容器Ｃを、自動培養装置１００や遠心分離装置２０３,３０４に容易に搬入することができる。
【００７５】
また、第２実施形態に係るインキュベータ４００によれば、自動培養装置１００による培養容器Ｃへの処理と、培養室Ｐ３内における培養容器Ｃによる細胞培養とをともに自動的に行うことができる。
【００７６】
また、第２実施形態に係るインキュベータ４００によれば、自動搬送装置１５０の可動部１５２ＭＯＶＥ１及び一対の可動部１５２ＭＯＶＥ２が基準位置ＳＰよりも下方に配置されるので、可動部１５２ＭＯＶＥ１及び一対の可動部１５２ＭＯＶＥ２から培養容器Ｃに異物が混入することを抑制できる。
【００７７】
（その他の実施形態）
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００７８】
例えば、上記実施形態では、継代工程のステップＳ３２において、第２培養ツール４０によって細胞群を剥がすこととしたが、これに限られるものではない。例えば、ステップＳ３２に代えて、第１培養ツール３０で培養容器Ｃにトリプシンを供給する工程と、所定時間経過後に培養容器Ｃに振動を与えて細胞群を培養面から剥がす工程とを行ってもよい。この場合には、自動培養装置１００は、第２培養ツール４０を備えていなくてもよい。また、ステップＳ３２に代えて、第２培養ツール４０によって培養面に付着した細胞群を培養面において所定の大きさに分離する工程を備えていてもよい。この場合、第２培養ツール４０の先端４０ＴＩＰは、円柱状のローラーの外周面に複数の環状刃が設けられたローラカッターとして機能することが好ましい。
【００７９】
また、上記実施形態では、第１培養ツール３０は、３次元的に可動であることとしたが、第１培養ツール３０は、上下動ができればよい。
【００８０】
また、上記実施形態では、継代工程のステップＳ３４〜Ｓ３７はユーザによる操作であることとしたが、自動培養装置１００は、遠心分離機を操作する工程であるステップＳ３４〜Ｓ３７を自動的に行う構成を有していてもよい。
【００８１】
また、上記実施形態では、ピペットとして機能する第１培養ツール３０と、スクレーパーとして機能する第２培養ツール４０とについて説明したが、自動培養装置１００は、他の機能をする培養ツールを備えていてもよい。
【００８２】
ここで、図７は、ピンセットとして機能する培養ツール５０を備える自動培養装置１００の構成を示す図である。図７（ａ）は、自動培養装置１００の側面図である。図７（ｂ）は、自動培養装置１００の正面図である。図７に示すように、培養ツール５０は、２つの把持部５０ＴＩＰ、上下駆動部５１、上下モータＭ５１、水平駆動部５２、水平モータＭ５２を備える。上下駆動部５１は、上下モータＭ５１の駆動力によって、２つの把持部５０ＴＩＰを上下方向に動かす。水平駆動部５２は、上下モータＭ５２の駆動力によって、２つの把持部５０ＴＩＰを水平方向に動かす。これによって、培養ツール５０は、２つの把持部５０ＴＩＰそれぞれを上下方向及び水平方向に動かすことによって、各種ツールを把持して培養容器Ｃ内に運搬するためのピンセットとして機能する。
【００８３】
このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【符号の説明】
【００８４】
Ｃ…培養容器、１０…基板、２０…載置台、２０Ｓ…載置面、３０…第１培養ツール、３０ＴＩＰ…先端、３１…第１上下駆動部、３１ＭＯＶＥ…可動部、３２…第１水平駆動部、３２ＭＯＶＥ…可動部、３３…支持部、３４…送液装置、４０…第２培養ツール、４０ＳＵＰＰ…支持部分、４０ＴＩＰ…先端、４１…第２上下駆動部、４１ＭＯＶＥ…可動部、４２…第２水平駆動部、４２ＭＯＶＥ…可動部、５０…培養ツール、５０ＴＩＰ…把持部、５１…上下駆動部、５１ＭＯＶＥ…可動部、５２…水平駆動部、５２ＭＯＶＥ…可動部、１００…自動培養装置、１５０…自動搬送装置、１５１…把持ツール、１５２ＭＯＶＥ…可動部、１５２…駆動部、２００…セルプロセッシングアイソレータ、２０１…扉、２０２…操作グローブ、２０３…遠心分離装置、３００…安全キャビネット、３０１…扉、３０２…操作窓、３０３…フィルタ付きファン、３０４…遠心分離装置、４００…インキュベータ、４０１…ファン、４０２…温度調節装置、４０３…温湿度センサ、４０４…加湿皿、４０５…保管部、Ｍ…モータ、Ｐ…ポンプ、Ｐ１,Ｐ２…作業室、Ｐ３…培養室、Ｕ…扉、ｄ…間隔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞培養が行われる培養容器における培養操作を自動的に行う自動培養装置であって、
前記培養容器を載置するための載置面を有する載置台と、
前記載置台上に配置され、細胞培養に用いられる培養ツールと、
前記培養ツールを動かす駆動部と
を備え、
前記駆動部は、前記培養ツールとともに動く可動部を有し、
前記可動部は、前記載置面の上方に設定された基準位置より下方に配置されており、
前記基準位置は、前記培養容器に設けられる開口の上下方向における位置に基づいて設定される
ことを特徴とする自動培養装置。
【請求項２】
前記培養ツールは、筒状部材であり、
前記培養ツールへの流動体の供給、及び前記培養ツールからの流動体の吸引を行うポンプと、
前記駆動部に固定され、前記培養ツールを支持する支持部と
を備え、
前記駆動部は、前記支持部を上下方向に動かす
ことを特徴とする請求項１に記載の自動培養装置。
【請求項３】
前記培養ツールの先端は、スクレーパー又はローラカッターであり、
前記駆動部は、前記先端を上下方向及び水平方向に動かす
ことを特徴とする請求項１に記載の自動培養装置。
【請求項４】
前記培養ツールは、複数の把持部を有しており、
前記駆動部は、前記複数の把持部それぞれを上下方向及び水平方向に動かす
ことを特徴とする請求項１に記載の自動培養装置。
【請求項５】
壁によって囲まれた作業室と、
前記作業室の外に配置され、細胞培養が行われる培養容器における培養操作を自動的に行う自動培養装置と、
前記作業室と前記自動培養装置との間おいて前記壁に設けられた扉とを備え、
前記自動培養装置は、
前記培養容器を載置するための載置面を有する載置台と、
前記載置台の上方に配置され、細胞培養に用いられる培養ツールと、
前記培養ツールを動かす駆動部と
を有し、
前記駆動部は、前記培養ツールとともに動く可動部を有し、
前記可動部は、前記載置面の上方に設定された基準位置より下方に配置されており、
前記基準位置は、前記培養容器に設けられる開口の上下方向における位置に基づいて設定される
ことを特徴とする作業台。
【請求項６】
複数の保管部を有する培養室と、
前記培養室内に配置され、細胞培養が行われる培養容器における培養操作を自動的に行う自動培養装置と、
前記培養室内の温度を調節する温度調節装置と、
前記複数の保管部と前記自動培養装置との間で前記培養容器を授受する自動搬送装置と
を備え、
前記自動培養装置は、
前記培養容器を載置するための載置面を有する載置台と、
前記載置台の上方に配置され、細胞培養に用いられる培養ツールと、
前記培養ツールを動かす駆動部と
を有し、
前記駆動部は、前記培養ツールとともに動く可動部を有し、
前記可動部は、前記載置面の上方に設定された基準位置より下方に配置されており、
前記基準位置は、前記培養容器に設けられる開口の上下方向における位置に基づいて設定される
ことを特徴とするインキュベータ。
【請求項１】
細胞培養が行われる培養容器における培養操作を自動的に行う自動培養装置であって、
前記培養容器を載置するための載置面を有する載置台と、
前記載置台上に配置され、細胞培養に用いられる培養ツールと、
前記培養ツールを動かす駆動部と
を備え、
前記駆動部は、前記培養ツールとともに動く可動部を有し、
前記可動部は、前記載置面の上方に設定された基準位置より下方に配置されており、
前記基準位置は、前記培養容器に設けられる開口の上下方向における位置に基づいて設定される
ことを特徴とする自動培養装置。
【請求項２】
前記培養ツールは、筒状部材であり、
前記培養ツールへの流動体の供給、及び前記培養ツールからの流動体の吸引を行うポンプと、
前記駆動部に固定され、前記培養ツールを支持する支持部と
を備え、
前記駆動部は、前記支持部を上下方向に動かす
ことを特徴とする請求項１に記載の自動培養装置。
【請求項３】
前記培養ツールの先端は、スクレーパー又はローラカッターであり、
前記駆動部は、前記先端を上下方向及び水平方向に動かす
ことを特徴とする請求項１に記載の自動培養装置。
【請求項４】
前記培養ツールは、複数の把持部を有しており、
前記駆動部は、前記複数の把持部それぞれを上下方向及び水平方向に動かす
ことを特徴とする請求項１に記載の自動培養装置。
【請求項５】
壁によって囲まれた作業室と、
前記作業室の外に配置され、細胞培養が行われる培養容器における培養操作を自動的に行う自動培養装置と、
前記作業室と前記自動培養装置との間おいて前記壁に設けられた扉とを備え、
前記自動培養装置は、
前記培養容器を載置するための載置面を有する載置台と、
前記載置台の上方に配置され、細胞培養に用いられる培養ツールと、
前記培養ツールを動かす駆動部と
を有し、
前記駆動部は、前記培養ツールとともに動く可動部を有し、
前記可動部は、前記載置面の上方に設定された基準位置より下方に配置されており、
前記基準位置は、前記培養容器に設けられる開口の上下方向における位置に基づいて設定される
ことを特徴とする作業台。
【請求項６】
複数の保管部を有する培養室と、
前記培養室内に配置され、細胞培養が行われる培養容器における培養操作を自動的に行う自動培養装置と、
前記培養室内の温度を調節する温度調節装置と、
前記複数の保管部と前記自動培養装置との間で前記培養容器を授受する自動搬送装置と
を備え、
前記自動培養装置は、
前記培養容器を載置するための載置面を有する載置台と、
前記載置台の上方に配置され、細胞培養に用いられる培養ツールと、
前記培養ツールを動かす駆動部と
を有し、
前記駆動部は、前記培養ツールとともに動く可動部を有し、
前記可動部は、前記載置面の上方に設定された基準位置より下方に配置されており、
前記基準位置は、前記培養容器に設けられる開口の上下方向における位置に基づいて設定される
ことを特徴とするインキュベータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２７３６０３（Ｐ２０１０−２７３６０３Ａ）
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１２９４０４（Ｐ２００９−１２９４０４）
【出願日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２８日（２００９．５．２８）
【出願人】（０００００１８８９）三洋電機株式会社 (18,308)
【Ｆターム（参考）】
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