自動培養装置、自動培養方法
【課題】自動培養装置において、摺動部分からの汚染を回避する。
【解決手段】培養容器２００内の培地で細胞等の観察対象を培養操作し、当該観察対象を観察することのできる自動培養装置１００であって、培養容器２００が載置される観察台１０１と、観察台１０１に載置された培養容器２００内の観察対象を観察するための観察装置１０２と、観察台１０１に載置された培養容器２００内の液体を吸入し、または、前記観察台に載置された培養容器内に液体を吐出する対象処理装置１０３と、観察台１０１と、対象処理装置１０３とを無菌環境下に維持しうるキャビネット１０９とを備え、対象処理装置１０３は、対象物を処理する際に摺動する摺動部１９３を観察台１０１に載置される培養容器２００の上端開口面１９１以下の水平方向に広がる基準面１９２より下方にのみ備える。
【解決手段】培養容器２００内の培地で細胞等の観察対象を培養操作し、当該観察対象を観察することのできる自動培養装置１００であって、培養容器２００が載置される観察台１０１と、観察台１０１に載置された培養容器２００内の観察対象を観察するための観察装置１０２と、観察台１０１に載置された培養容器２００内の液体を吸入し、または、前記観察台に載置された培養容器内に液体を吐出する対象処理装置１０３と、観察台１０１と、対象処理装置１０３とを無菌環境下に維持しうるキャビネット１０９とを備え、対象処理装置１０３は、対象物を処理する際に摺動する摺動部１９３を観察台１０１に載置される培養容器２００の上端開口面１９１以下の水平方向に広がる基準面１９２より下方にのみ備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、培養観察装置に関し、特に細胞などの培養をクリーンベンチもしくは安全キャビネット等と称される無菌環境を形成するキャビネット内で自動的に行い、培養結果などを観察することのできる自動培養装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
細胞を培養するには、（１）培養容器内の古い培地を新しい培地に交換する培地交換作業、（２）培養容器内で増えた細胞を複数の別の培養容器に分配する継代作業などを実施する必要がある。
【０００３】
従来、上記作業は、無菌のキャビネット内で手作業で行われていた。具体的には、培地交換作業とは、細胞が接着している培養容器を傾け、ピペットにて古い培地を抜き取り、新しい培地をピペットにて培養容器内に注入する作業である。また、継代作業とは、培養容器を傾け、ピペットにて古い培地を除去した後、培養容器内の血清等を洗い流す。続いて、トリプシンを添加して細胞を培養容器の底面から剥離させ、血清入り培地もしくはトリプシンインヒビターを添加して前記トリプシンによる細胞剥離反応を停止させる。次に、トリプシン、培地、トリプシンインヒビター及び剥離された細胞を含む細胞懸濁液をピペットにて遠沈管内に移動させた後、遠心分離機を用いて細胞のみを沈澱させる。最後に、上清を除去した後、新しい培地を注入して細胞を再懸濁し、複数の培養容器に分配する作業である。
【０００４】
以上の作業は、非常に煩雑であり、しかも、雑菌の混入を防止することに留意しつつ行わなければならないため、作業者に大きな負担を強いるものである。
【０００５】
そこで、特許文献１に記載されるような、上記作業を自動で行うことのできる細胞培養装置が種々提案されている。
【特許文献１】特開２００５−２１８４１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、本願発明者らが自動で培地交換や継代作業を行うことができる培養装置を研究したところ、キャビネットによって創出された無菌環境内で、培養している細胞の状態を観察できる装置が無かった。そこで、同一の環境下で培地交換や継代作業を行うことができ、さらに細胞の状態を観察することのできる自動培養装置を想到するに至った。
【０００７】
しかし、本願発明者らが鋭意研究と実験を重ねた結果、キャビネット内での作業にもかかわらず、培養容器内が汚染されることを見いだした。そしてさらに研究と実験を重ねた結果、自動化のためには存在せざるを得ない摺動部分で発生した粉塵や油煙などが汚染源であることを見いだすに至った。
【０００８】
本願発明は、上記知見に基づきなされたものであり、培地交換や継代作業などを自動で行うことができ、かつ、汚染されることなく培養容器内の細胞を観察などすることのできる自動培養装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本願発明にかかる自動培養装置は、培養容器内の培地で細胞等の観察対象を培養し、当該観察対象を観察することのできる自動培養装置であって、培養容器が載置される観察台と、前記観察台に載置された培養容器内の観察対象を観察するための観察装置と、前記観察台に載置された培養容器内の液体を吸入し、または、前記観察台に載置された培養容器内に液体を吐出する対象処理装置と、前記観察台と、前記対象処理装置とを無菌環境下に維持しうるキャビネットとを備え、前記対象処理装置は、対象物を処理する際に摺動する摺動部を備え、前記摺動部は、前記観察台に載置される培養容器の上端開口面以下の水平方向に広がる基準面より下方にのみ配置されることを特徴としている。
【００１０】
これにより、自動培養装置は、自動化により生じる新たな汚染源を、培養容器の上端開口部よりも下方に位置させるものであるため、摺動部から発生する粉塵などによる培養容器内の汚染を可及的に回避することが可能となる。
【００１１】
また、前記対象処理装置は、前記基準面の下方から上方にわたって延びる柱状部と、前記ノズルを保持する部分であって、前記柱状部の上端部に固定される保持部とを備え、前記摺動部は、柱状部の下端部に配置されることが好ましい。
【００１２】
これにより、より具体的に摺動部から発生する粉塵などによる培養容器内の汚染を可及的に回避することが可能となる。
【００１３】
また、前記基準面は、培養容器が載置される観察台の面から上方に２０ｍｍ離れた面であることが好ましい。
【００１４】
これによれば、摺動部から発生する粉塵などによる汚染からほぼ全ての培養容器を保護することが可能となる。
【００１５】
さらに、培養容器を保持し、搬送し、所定の場所に載置することのできる容器移載装置を前記キャビネット内に備え、前記容器移載装置は、培養容器を移載する際に摺動する摺動部を備え、前記摺動部は、前記基準面より下方にのみ配置されることが好ましい。
【００１６】
これにより、容器移載装置の摺動部から発生する粉塵などによる培養容器内の汚染を可及的に回避することが可能となる。
【００１７】
さらに、前記観察台上の培養容器を傾けることのできる傾動装置を前記キャビネットの内方に備え、前記傾動装置は、培養容器を傾ける際に摺動する摺動部を備え、前記摺動部は、前記基準面より下方にのみ配置されることが好ましい。
【００１８】
これにより、傾動装置の摺動部から発生する粉塵などによる培養容器内の汚染を可及的に回避することが可能となる。
【００１９】
さらに、観察対象を遠心力により処理する遠心分離機と、前記遠心分離機に用いられる遠沈管を保持し、搬送し、所定の場所に載置することのできる遠沈管移載装置とを前記キャビネットの内方に備え、前記遠沈管移載装置は、遠沈管を移載する際に摺動する摺動部を備え、前記摺動部は、前記基準面より下方にのみ配置されることが好ましい。
【００２０】
これにより、遠沈管移載装置の摺動部から発生する粉塵などによる培養容器内の汚染を可及的に回避することが可能となる。
【００２１】
さらに、前記遠沈管移載装置は、遠沈管の上端開口面が前記基準面よりも上方に存在するように遠沈管を保持することが好ましい。
【００２２】
これによれば、摺動部から発生する粉塵などによる汚染から遠沈管も保護することが可能となる。
【００２３】
上記目的を達成するために、本願発明にかかる自動培養装置は、無菌環境を形成するキャビネット内の培養容器で細胞等の観察対象を培養し、当該観察対象を観察することのできる自動培養装置であって、培養容器が載置される観察台と、前記観察台に載置された培養容器内の観察対象を観察するための観察装置と、前記キャビネット内の全ての培養容器が閉鎖されているか否かを判定する閉鎖判定部と、培養容器が閉鎖されていないと前記閉鎖判定部が判定している場合は、前記観察台に載置される培養容器の上端開口面以下の水平方向に広がる基準面より下方でのみ前記キャビネット内の摺動部の摺動を許可する摺動規制部とを備えることを特徴とする。
【００２４】
これにより、ハードウエア的に摺動部が基準面よりも上方に存在していたとしても、自動化により生じる新たな汚染から培養容器を保護することが可能となる。
【００２５】
上記目的を達成するために、本願発明にかかる自動培養方法は、無菌環境を形成するキャビネット内の培養容器で細胞等の観察対象を培養し、当該観察対象を観察することのできる自動培養装置を用いた自動培養方法であって、前記キャビネット内の全ての培養容器が閉鎖されているか否かを判定する閉鎖判定工程と、培養容器が閉鎖されていない場合は、前記観察台に載置される培養容器の上端開口面以下の水平方向に広がる基準面より下方でのみ前記キャビネット内の摺動部の摺動させる摺動工程とを備えることを特徴とする。
【００２６】
これにより、ハードウエア的に摺動部が基準面よりも上方に存在していたとしても、自動化により生じる新たな汚染から培養容器を保護しつつ、培養と観察とを行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００２７】
本願発明によれば、自動的に培養に関連する作業を行うことができるにもかかわらず、摺動によって発生する汚染から培養容器などを有効に保護した状態で培養の操作をし、培養状態などの観察を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
次に本願発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２９】
図１は、本願発明にかかる自動培養装置の実施の形態を模式的に透視状体で示す斜視図である。
【００３０】
図２は、自動培養装置の内部を模式的に示す上面図である。
【００３１】
これらの図に示す自動培養装置１００は、培養容器としてのディッシュ２００を複数保持し、それぞれのディッシュ２００に対して培養に関する作業などを自動で行うことができる装置であり、観察台１０１と、観察装置１０２と、対象処理装置としてのアスピレータ装置１０３と、細胞数検査装置１０４と、対象処理装置としてのピペッティング装置１０５と、容器移載装置１０６と、傾動装置１０７と、遠沈管移載装置１０８とをキャビネット１０９内に備えている。さらに、自動培養装置１００は、受入台１９４と、分配台１９５と遠心分離機１９６と、照明装置１９７とを備えている。
【００３２】
キャビネット１０９は、上記各装置などを含む作業空間を無菌状態に維持することのできるチャンバーである。本実施の形態の場合、キャビネット１０９は、ＨＥＰＡフィルターにより空気を濾過し、クリーン（無菌状）な空気を創り出すことができる。また、創り出されたクリーンな空気は、キャビネット１０９の天井部から下方に向かうように流されており、キャビネット１０９は、浮遊する菌や塵を作業空間の床面から排出することで作業空間を無菌状態に維持できるものとなっている。
【００３３】
具体的には、キャビネット１０９とは、クリーンベンチや安全キャビネット等を含む概念であり、一般的には、バイオハザード対策用キャビネットとも呼ばれている。
【００３４】
本実施の形態の場合、キャビネット１０９は、自動培養装置１００の作業者への安全を考慮して、自動培養装置１００内の空気が作業者の方（外方）にそのまま排気されないものとなっている。つまり、バイオハザード等の危険に対して作業者を保護し、キャビネット１０９内方の空気がそのまま拡散して周囲環境が悪化することを防止し、かつ、自動培養装置１００内で使用される培地や細胞などの試料を保護するため、導入する外気をフィルターで濾過し、循環させる空気や排気する空気もフィルターにより濾過している。
【００３５】
なお、本願発明はキャビネット１０９として、自動培養装置１００内の空気が作業者の方（外方）にそのまま排気されるような構成を採用してもかまわない。採用されるキャビネット１０９の機能は、培養する細胞などの種類によって選択すればよい。
【００３６】
図３は、観察台と観察装置とを模式的に示す側面図である。
【００３７】
観察台１０１は、培養容器としてのディッシュ２００やウエルプレートなどが載置される部材である。本実施の形態の場合、観察台１０１は、ガラスなどの透明な部材で形成される天板１１０を備えており、ディッシュ２００内の観察対象を下方から観察できるものとなっている。観察台１０１は、Ｙ軸方向に天板１１０を往復動することができるＹ軸駆動機構１１１とＹ軸リニアガイド１１２とを有するＹ軸駆動装置１１４と、同様にＸ軸方向に天板１１０を往復動することができるＸ軸駆動装置１１３とを備え、天板１１０上に載置されたディッシュ２００の位置の微調整を行うことができるものとなっている。
【００３８】
ここで、図中の一点鎖線は、観察台１０１に載置される培養容器としてのディッシュ２００の上端開口面１９１を示している。上端開口面１９１は、水平方向（図中ＸＹ平面）に広がる仮想的な面であり、観察台１０１の上端縁を含む面である。
【００３９】
図中の二点鎖線は、上端開口面１９１以下の水平方向に広がる基準面１９２である。本実施の形態の場合、基準面１９２は、ディッシュ２００が載置される天板１１０の上面から２０ｍｍ上方に設定されている（図中ｈ参照）。
【００４０】
Ｘ軸駆動装置１１３とＹ軸駆動装置１１４とは観察対象を観察する際に摺動する摺動部（図示せず）を備えているが、同図に示すように、いずれの摺動部も、基準面１９２よりも下方に配置されている。
【００４１】
観察装置１０２は、観察台１０１に載置されたディッシュ２００内の観察対象を観察するための装置である。本実施の形態の場合、観察装置１０２は、光学顕微鏡と前記光学顕微鏡で得られる像を撮像することのできるカメラとを備えている。観察装置１０２は、ディッシュ２００内の観察対象に焦点を合わせるための駆動機構（図示せず）を備えており、観察対象を観察する際に摺動する摺動部（図示せず）が存在するが、当該摺動部も基準面１９２よりも下方に配置されている。
【００４２】
アスピレータ装置１０３は、対象処理装置であって、観察台１０１に載置されたディッシュ２００内方にノズル１４１の先端を移動させ、ディッシュ２００内の液体やゲルなどの流動体を吸入し、外部に廃棄するものである。また、本実施の形態の場合、アスピレータ装置１０３は、後述する遠沈管に対してもノズル１４１を挿入でき、液体やゲルなどの流動体を吸入し廃棄することが可能となっている。
【００４３】
図４は、アスピレータ装置を模式的に示す側面図である。
【００４４】
同図に示すように、アスピレータ装置１０３は、アスピレータ１３０と、ノズル駆動装置１３１とを備えている。
【００４５】
アスピレータ１３０は、ディッシュ２００内の液体やゲルなどの流動体を吸入し、外部に廃棄する装置であり、ノズル１４１と、チューブ１３２と、吸引ポンプ１３３と、廃棄タンク１３４とを備えている。
【００４６】
ノズル１４１は、ディッシュ２００や遠沈管に挿入するための部材であり、ノズル駆動装置１３１に固定される部材である。ノズル１４１はディッシュ２００内の培地などと直接接触する部材であるため、交換可能となっている。
【００４７】
なお、ノズル１４１を交換する場合、ノズル１４１の一部分が取付対象の部材と摺動するが、当該摺動する部分は対象物を処理する際に摺動する摺動部ではない。
【００４８】
ここで、培地とは、細胞の培養に用いるマトリックスであり、アミノ酸、ビタミン、ブドウ糖等の栄養素や仔牛血清等の増殖因子などを含んでいる。
【００４９】
チューブ１３２は、ノズル１４１と吸引ポンプ１３３とを結ぶ管である。チューブ１３２は、ノズル駆動装置１３１によるノズル１４１の動きに追随させるため、柔軟な素材で構成されている。
【００５０】
吸引ポンプ１３３は、ディッシュ２００から培地などの液体やゲルなどを吸引するための吸引力を発生させる装置である。吸引ポンプ１３３にも摺動する部分が存在するが、吸引ポンプ１３３は、キャビネット１０９外に存在するため、吸引ポンプ１３３の摺動する部分は、本願発明にかかる摺動部ではない。
【００５１】
廃棄タンク１３４は、吸引ポンプ１３３により吸引された廃液などを蓄えておくタンクである。
【００５２】
ノズル駆動装置１３１は、アスピレータ１３０のノズル１４１をディッシュ２００や遠沈管に移動させ、ノズル１４１をディッシュ２００や遠沈管に挿入するための装置である。
【００５３】
ノズル駆動装置１３１は、ＸＹ駆動装置１３５と、回動装置１３６と、揺動装置１３７と、Ｚ駆動装置１３８とを備えている。これらの各装置は、ディッシュ２００の内部や遠沈管の内部にある液体などを処理する際に、ノズル１４１を移動させるための装置であり、それぞれ摺動部１９３を備えている。これらの摺動部１９３は、全て基準面１９２の下方でのみ摺動するものとなっている。
【００５４】
また、対象処理装置としてのアスピレータ装置１０３は、基準面１９２の下方から上方にわたって延びる柱状部１３９と、ノズル１４１を保持する部分であって、柱状部１３９の上端部に固定される保持部１４０とを備えており、摺動部１９３は、柱状部１３９の下端部に配置されている。
【００５５】
以上により、基準面１９２の下方にのみ摺動部１９３が存在させているにもかかわらず、ノズル１４１をディッシュ２００の周壁を越えて移動させ、また、ノズル１４１をディッシュ２００の内方に挿入することが可能となっている。
【００５６】
ピペッティング装置１０５は、対象処理装置であって、観察台１０１に載置されたディッシュ２００内や遠沈管内に培地、剥離液、洗浄液などを供給する装置である。このピペッティング装置１０５は、具体的には培地供給モジュールと、剥離液供給モジュールと、洗浄液供給モジュールと、ノズル駆動装置とを有している。
【００５７】
ここで、剥離液とは、細胞同士及び細胞と器壁との接着を剥がして単一細胞からなる浮遊液を作るものであり、具体的にはトリプトシン／ＥＤＴＡ（ＰＥＴ）等である。
【００５８】
洗浄液とは、単一細胞からなる浮遊液を作る際、剥離液注入前に細胞を洗浄するものであり、具体的にはＰＢＳ（−）等である。
【００５９】
培地供給モジュールは、具体的には、一回の操作で使用する培地を貯蔵する第２次培地タンクと、チューブ１３２と同様の可撓性のあるチューブと、培地を圧送することのできるポンプと、全ての操作で使用する培地を貯蔵する第１次培地タンク等を備えている。この第１次培地タンクは、培地を低温にて保存している。培地を供給する際は、培地を３７℃前後の所定温度に昇温するための第２次培地タンクに移送して保存している。
【００６０】
剥離液供給モジュールは、上記培地供給モジュールと同様の構造を有しており、所定量の剥離液を第２次剥離液タンクなど（図示せず）に供給できるものとなっている。
【００６１】
洗浄液供給モジュールも、上記培地供給モジュールと同様の構造を有しており、所定量の洗浄液を第２次洗浄液タンクなど（図示せず）に供給できるものとなっている。
【００６２】
ピペッティング装置１０５は、培地供給モジュールや剥離液供給モジュールや洗浄液供給モジュールの第２次薬液タンク内の薬液をディッシュ２００や遠沈管に供給するための装置である。ピペッティング装置１０５が備えるノズル駆動装置は、アスピレータ装置１０３が備えるノズル駆動装置１３１と同様の構造を備えており、基準面１９２より下方にのみ、培地や剥離液や洗浄液を供給する際に摺動する摺動部を備えている。
【００６３】
上記の構成によりピペッティング装置１０５のノズル駆動装置は、観察台１０１に載置されたディッシュ２００内方にノズルの先端を移動させ、ディッシュ２００や遠沈管内の液体やゲルなどを定量的に吸入し、吸入した液体やゲルなどを定量的に吐出する装置である。ピペッティング装置１０５は、具体的にはピペッターと、ノズル駆動装置とを有している。
【００６４】
ピペッターは、具体的には、液体などを吸入し保持しておくことのできるノズルと、液体などを正確な量だけ吸入し、吐出することのできる吸排装置とを備えている。
【００６５】
ノズル駆動装置は、ノズルをディッシュ２００や遠沈管に移動させ、当該ノズルをディッシュ２００や遠沈管に挿入するための装置である。ピペッティング装置１０５が備えるノズル駆動装置は、アスピレータ装置１０３が備えるノズル駆動装置１３１と同様の構造を備えており、基準面１９２より下方にのみ、培地や剥離液や洗浄液を供給する際に摺動する摺動部を備えている。
【００６６】
細胞数検査装置１０４は、所定量の細胞懸濁液が供給された状態を、細胞観察装置１０２で観察することで、単位液量当りの細胞数を算出することが出来る装置である。この装置も、基準面１９２より下方にのみ摺動する摺動部を備えている。
【００６７】
容器移載装置１０６は、培養容器であるディッシュ２００を保持し、搬送し、所定の場所に載置することのできる装置である。
【００６８】
傾動装置１０７は、観察台１０１上の培養容器であるディッシュ２００を傾けることのできる装置である。
【００６９】
図５は、容器移載装置１０６を模式的に示す図であり、同図（ａ）は、ｙ方向から望む側面図、同図（ｂ）は、ｘ方向から望む上部だけを示す側面図である。
【００７０】
容器移載装置１０６は、受入台１９４や、観察台１０１や、分配台１９５に載置されるディッシュ２００を保持し、持ち上げ、各台にまで移動させ、各台に載置することのできる装置である。容器移載装置１０６は、ＸＹ駆動装置１６１と、Ｚ駆動装置１６２と、保持力発生装置１６３とを備えている。これらの各装置は、ディッシュ２００を所定の場所に移送する際に駆動する装置であり、それぞれ摺動部１９３を備えている。これらの摺動部１９３は、全て基準面１９２の下方でのみ摺動するものとなっている。
【００７１】
傾動装置１０７は、観察台１０１上の培養容器であるディッシュ２００を傾けることのできる装置である。傾動装置１０７は、ディッシュ２００を傾けることにより、ディッシュ２００内の液体などが一方に偏り、アスピレータ装置１０３によって液体を処理しやすくする機能を備えており、カム１７０や、傾動軸１７１を備えている。これらの各部材は、ディッシュ２００を傾ける際に摺動する摺動部１９３を備えているが、これらは全て基準面１９２の下方に配置されている。本実施の形態の場合、傾動装置１０７は、容器移載装置１０６に組み込まれている。
【００７２】
遠沈管移載装置１０８は、観察対象を受け取る位置から遠心分離機１９６まで遠沈管を移載することのできる装置である。遠沈管移載装置１０８は、ＸＹ方向、Ｚ方向、θ方向に移動自在であり、各所に摺動部（図示せず）を備えるが、いずれの摺動部も基準面１９２の下方に配置されている。
【００７３】
上記実施の形態によれば、例えば、蓋が開けられたディッシュ２００内の観察対象細胞を培養操作する際に、アスピレータ装置１０３や、容器移載装置１０６などが稼動しても、摺動部１９３から放出される粉塵や油煙などによりディッシュ２００内が汚染されることを回避することが可能となる。つまり、キャビネット１０９内に発生している空気の流れが上方から下方に向かっているため、摺動部１９３から汚染源が発生してもこれらは下方に向かって追いやられる。摺動部１９３は、培養容器であるディッシュ２００の上端開口面１９１の下方に設定される基準面１９２よりも下方に配置されているため、摺動部１９３から発生した汚染源がディッシュ２００の周壁を乗り越えることを回避できる。
【００７４】
上記自動培養装置１００によれば、ディッシュ２００などの培養容器の蓋が開いた状態でも、培養容器内を汚染することなくキャビネット１０９内で作業を行うことが可能となる。
【００７５】
なお、本特許請求の範囲や明細書において、摺動部とは、培養容器を移載する作業、培養容器を傾ける作業、遠沈管を移載する作業、アスピレータ装置１０３や細胞数検査装置１０４やピペッティング装置１０５のノズルを移動させる作業を実施するにあたり、一の部材と他の部材とが擦れている部分を意味する単語として用いている。従って、安全キャビネット１０９の扉も摺動する部分を備えているが、これらの摺動する部分は本願発明の摺動部には含まれない。
【００７６】
また、キャビネット１０９内には、クリーンな空気を送風する為に設置する送風装置が設けられており、当該送風装置も摺動する部分を備えている。当該摺動する部分は、基準面より上方に配置される場合もあるが、ＨＥＰＡ等のフィルターを通過する空気のフィルターに対する風上側に送風装置を配置する事で、送風装置の摺動する部分は、本願発明で問題とする摺動部には含まれなくなる。
【００７７】
また、摺動部とは擦れる部分を意味し、その意味において直線方向に擦れる部分や円方向に擦れる部分も含まれ、ギアのかみ合わせによって擦れる部分や、ボールねじのようにボールが転がりながら溝と擦れる部分も含まれる。すなわち、摺動により粉塵や油煙などが発生する部分は摺動部に含まれる。
【００７８】
なお、本実施の形態では、培養容器として円形のディッシュ２００を例示して説明したが、培養容器はディッシュ２００ばかりでなく、図６に示す矩形のウエルプレート２０１など、任意の容器でかまわない。
【００７９】
次に、本願発明にかかる他の実施の形態について説明する。
【００８０】
図７は、本実施の形態にかかる自動培養装置を示すブロック図である。
【００８１】
同図に示すように、自動培養装置１００は、キャビネット１０９内の培養容器で細胞等の観察対象を培養操作し、当該観察対象を観察することのできる装置であって、培養容器が載置される観察台１０１と、観察台１０１に載置された培養容器内の観察対象を観察するための観察装置１０２と、対象処理装置としてのアスピレータ装置１０３と、対象処理装置としての細胞数検査装置１０４と、対象処理装置としてのピペッティング装置１０５と、容器移載装置１０６と、傾動装置１０７と、遠沈管移載装置１０８とを機構部として安全キャビネット１０９内に備えている。さらに、自動培養装置１００は、前記機構部を制御するための機能部として、閉鎖判定部３０１と、摺動規制部３０２とを備えている。
【００８２】
前記機構部に関しては、上述の各装置などと機能、構成は同様である。ただし、本実施の形態の場合、摺動部１９３が基準面１９２以下にのみ配置されるという条件は前記機構部に課せられていない。
【００８３】
閉鎖判定部３０１は、キャビネット１０９内の全ての培養容器が閉鎖されているか、もしくは、培養容器の蓋がされているか否かを判定する処理部である。具体的には、培養容器の蓋を閉じる動作の指示回数が、培養容器の蓋を開ける動作の指示回数と同じ、または、上回っている場合には全ての培養容器が閉鎖されていると判定する。
【００８４】
摺動規制部３０２は、培養容器が閉鎖されていないと閉鎖判定部３０１が判定している場合には、観察台１０１に載置される培養容器の上端開口面１９１以下の水平方向に広がる基準面１９２より下方でのみキャビネット１０９内の全摺動部の摺動を許可する処理部である。具体的には、基準面１９２よりも上方に摺動部１９３を有する装置に関しては、稼動を停止させ、基準面１９２よりも下方にのみ摺動部１９３を有する装置については稼動を許可する制御を行う。
【００８５】
なお、キャビネット１０９内にクリーンな空気を流通させるための送風装置など、無菌環境外に配置される装置に関しては前記制御の対象外である。つまり、無菌環境内に配置される摺動部１９３を有する装置が制御対象となる。
【００８６】
以上のような構成の自動培養装置１００であれば、基準面１９２よりも上方に摺動部１９３を備えることができるため、設計の自由度が向上する。つまり、培養容器が開放状態にある場合でも稼動させる必要のある装置のみ、基準面１９２よりも下方に摺動部１９３を配置すればよい。一方、基準面１９２よりも上方に摺動部１９３がある装置に関しては、培養容器が開放状態にある場合は、動作が規制されるため、培養容器内部の汚染を回避することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本願発明にかかる自動培養装置は、細胞等を自動で培養し、観察する装置に適用できる。具体的には、培地交換作業、継代作業、観察作業をキャビネット内で自動的に行う装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本願発明にかかる自動培養装置の実施の形態を模式的に透視状体で示す斜視図である。
【図２】自動培養装置の内部を模式的に示す上面図である。
【図３】観察台と観察装置とを模式的に示す側面図である。
【図４】アスピレータ装置を模式的に示す側面図である。
【図５】容器移載装置１０６を模式的に示す図であり、（ａ）は、ｙ方向から望む側面図、（ｂ）は、ｘ方向から望む上部だけを示す側面図である。
【図６】培養容器のバリエーションを示す平面図である。
【図７】本実施の形態にかかる自動培養装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００８９】
１００ 自動培養装置
１０１ 観察台
１０２ 観察装置
１０３ アスピレータ装置
１０４ 細胞数検査装置
１０５ ピペッティング装置
１０６ 容器移載装置
１０７ 傾動装置
１０８ 遠沈管移載装置
１０９ キャビネット
１１０ 天板
１１１ 軸駆動機構
１１２ 軸リニアガイド
１１３ Ｘ軸駆動装置
１１４ Ｙ軸駆動装置
１３０ アスピレータ
１３１ ノズル駆動装置
１３２ チューブ
１３３ 吸引ポンプ
１３４ 廃棄タンク
１３５ ＸＹ駆動装置
１３６ 回動装置
１３７ 揺動装置
１３８ Ｚ駆動装置
１３９ 柱状部
１４０ 保持部
１４１ ノズル
１６１ ＸＹ駆動装置
１６２ Ｚ駆動装置
１６３ 保持力発生装置
１７０ カム
１７１ 傾動軸
１９１ 上端開口面
１９２ 基準面
１９３ 摺動部
１９４ 受入台
１９５ 分配台
１９６ 遠心分離機
１９７ 照明装置
２００ ディッシュ
２０１ ウエルプレート
３０１ 閉鎖判定部
３０２ 摺動規制部
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、培養観察装置に関し、特に細胞などの培養をクリーンベンチもしくは安全キャビネット等と称される無菌環境を形成するキャビネット内で自動的に行い、培養結果などを観察することのできる自動培養装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
細胞を培養するには、（１）培養容器内の古い培地を新しい培地に交換する培地交換作業、（２）培養容器内で増えた細胞を複数の別の培養容器に分配する継代作業などを実施する必要がある。
【０００３】
従来、上記作業は、無菌のキャビネット内で手作業で行われていた。具体的には、培地交換作業とは、細胞が接着している培養容器を傾け、ピペットにて古い培地を抜き取り、新しい培地をピペットにて培養容器内に注入する作業である。また、継代作業とは、培養容器を傾け、ピペットにて古い培地を除去した後、培養容器内の血清等を洗い流す。続いて、トリプシンを添加して細胞を培養容器の底面から剥離させ、血清入り培地もしくはトリプシンインヒビターを添加して前記トリプシンによる細胞剥離反応を停止させる。次に、トリプシン、培地、トリプシンインヒビター及び剥離された細胞を含む細胞懸濁液をピペットにて遠沈管内に移動させた後、遠心分離機を用いて細胞のみを沈澱させる。最後に、上清を除去した後、新しい培地を注入して細胞を再懸濁し、複数の培養容器に分配する作業である。
【０００４】
以上の作業は、非常に煩雑であり、しかも、雑菌の混入を防止することに留意しつつ行わなければならないため、作業者に大きな負担を強いるものである。
【０００５】
そこで、特許文献１に記載されるような、上記作業を自動で行うことのできる細胞培養装置が種々提案されている。
【特許文献１】特開２００５−２１８４１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、本願発明者らが自動で培地交換や継代作業を行うことができる培養装置を研究したところ、キャビネットによって創出された無菌環境内で、培養している細胞の状態を観察できる装置が無かった。そこで、同一の環境下で培地交換や継代作業を行うことができ、さらに細胞の状態を観察することのできる自動培養装置を想到するに至った。
【０００７】
しかし、本願発明者らが鋭意研究と実験を重ねた結果、キャビネット内での作業にもかかわらず、培養容器内が汚染されることを見いだした。そしてさらに研究と実験を重ねた結果、自動化のためには存在せざるを得ない摺動部分で発生した粉塵や油煙などが汚染源であることを見いだすに至った。
【０００８】
本願発明は、上記知見に基づきなされたものであり、培地交換や継代作業などを自動で行うことができ、かつ、汚染されることなく培養容器内の細胞を観察などすることのできる自動培養装置の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本願発明にかかる自動培養装置は、培養容器内の培地で細胞等の観察対象を培養し、当該観察対象を観察することのできる自動培養装置であって、培養容器が載置される観察台と、前記観察台に載置された培養容器内の観察対象を観察するための観察装置と、前記観察台に載置された培養容器内の液体を吸入し、または、前記観察台に載置された培養容器内に液体を吐出する対象処理装置と、前記観察台と、前記対象処理装置とを無菌環境下に維持しうるキャビネットとを備え、前記対象処理装置は、対象物を処理する際に摺動する摺動部を備え、前記摺動部は、前記観察台に載置される培養容器の上端開口面以下の水平方向に広がる基準面より下方にのみ配置されることを特徴としている。
【００１０】
これにより、自動培養装置は、自動化により生じる新たな汚染源を、培養容器の上端開口部よりも下方に位置させるものであるため、摺動部から発生する粉塵などによる培養容器内の汚染を可及的に回避することが可能となる。
【００１１】
また、前記対象処理装置は、前記基準面の下方から上方にわたって延びる柱状部と、前記ノズルを保持する部分であって、前記柱状部の上端部に固定される保持部とを備え、前記摺動部は、柱状部の下端部に配置されることが好ましい。
【００１２】
これにより、より具体的に摺動部から発生する粉塵などによる培養容器内の汚染を可及的に回避することが可能となる。
【００１３】
また、前記基準面は、培養容器が載置される観察台の面から上方に２０ｍｍ離れた面であることが好ましい。
【００１４】
これによれば、摺動部から発生する粉塵などによる汚染からほぼ全ての培養容器を保護することが可能となる。
【００１５】
さらに、培養容器を保持し、搬送し、所定の場所に載置することのできる容器移載装置を前記キャビネット内に備え、前記容器移載装置は、培養容器を移載する際に摺動する摺動部を備え、前記摺動部は、前記基準面より下方にのみ配置されることが好ましい。
【００１６】
これにより、容器移載装置の摺動部から発生する粉塵などによる培養容器内の汚染を可及的に回避することが可能となる。
【００１７】
さらに、前記観察台上の培養容器を傾けることのできる傾動装置を前記キャビネットの内方に備え、前記傾動装置は、培養容器を傾ける際に摺動する摺動部を備え、前記摺動部は、前記基準面より下方にのみ配置されることが好ましい。
【００１８】
これにより、傾動装置の摺動部から発生する粉塵などによる培養容器内の汚染を可及的に回避することが可能となる。
【００１９】
さらに、観察対象を遠心力により処理する遠心分離機と、前記遠心分離機に用いられる遠沈管を保持し、搬送し、所定の場所に載置することのできる遠沈管移載装置とを前記キャビネットの内方に備え、前記遠沈管移載装置は、遠沈管を移載する際に摺動する摺動部を備え、前記摺動部は、前記基準面より下方にのみ配置されることが好ましい。
【００２０】
これにより、遠沈管移載装置の摺動部から発生する粉塵などによる培養容器内の汚染を可及的に回避することが可能となる。
【００２１】
さらに、前記遠沈管移載装置は、遠沈管の上端開口面が前記基準面よりも上方に存在するように遠沈管を保持することが好ましい。
【００２２】
これによれば、摺動部から発生する粉塵などによる汚染から遠沈管も保護することが可能となる。
【００２３】
上記目的を達成するために、本願発明にかかる自動培養装置は、無菌環境を形成するキャビネット内の培養容器で細胞等の観察対象を培養し、当該観察対象を観察することのできる自動培養装置であって、培養容器が載置される観察台と、前記観察台に載置された培養容器内の観察対象を観察するための観察装置と、前記キャビネット内の全ての培養容器が閉鎖されているか否かを判定する閉鎖判定部と、培養容器が閉鎖されていないと前記閉鎖判定部が判定している場合は、前記観察台に載置される培養容器の上端開口面以下の水平方向に広がる基準面より下方でのみ前記キャビネット内の摺動部の摺動を許可する摺動規制部とを備えることを特徴とする。
【００２４】
これにより、ハードウエア的に摺動部が基準面よりも上方に存在していたとしても、自動化により生じる新たな汚染から培養容器を保護することが可能となる。
【００２５】
上記目的を達成するために、本願発明にかかる自動培養方法は、無菌環境を形成するキャビネット内の培養容器で細胞等の観察対象を培養し、当該観察対象を観察することのできる自動培養装置を用いた自動培養方法であって、前記キャビネット内の全ての培養容器が閉鎖されているか否かを判定する閉鎖判定工程と、培養容器が閉鎖されていない場合は、前記観察台に載置される培養容器の上端開口面以下の水平方向に広がる基準面より下方でのみ前記キャビネット内の摺動部の摺動させる摺動工程とを備えることを特徴とする。
【００２６】
これにより、ハードウエア的に摺動部が基準面よりも上方に存在していたとしても、自動化により生じる新たな汚染から培養容器を保護しつつ、培養と観察とを行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００２７】
本願発明によれば、自動的に培養に関連する作業を行うことができるにもかかわらず、摺動によって発生する汚染から培養容器などを有効に保護した状態で培養の操作をし、培養状態などの観察を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
次に本願発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２９】
図１は、本願発明にかかる自動培養装置の実施の形態を模式的に透視状体で示す斜視図である。
【００３０】
図２は、自動培養装置の内部を模式的に示す上面図である。
【００３１】
これらの図に示す自動培養装置１００は、培養容器としてのディッシュ２００を複数保持し、それぞれのディッシュ２００に対して培養に関する作業などを自動で行うことができる装置であり、観察台１０１と、観察装置１０２と、対象処理装置としてのアスピレータ装置１０３と、細胞数検査装置１０４と、対象処理装置としてのピペッティング装置１０５と、容器移載装置１０６と、傾動装置１０７と、遠沈管移載装置１０８とをキャビネット１０９内に備えている。さらに、自動培養装置１００は、受入台１９４と、分配台１９５と遠心分離機１９６と、照明装置１９７とを備えている。
【００３２】
キャビネット１０９は、上記各装置などを含む作業空間を無菌状態に維持することのできるチャンバーである。本実施の形態の場合、キャビネット１０９は、ＨＥＰＡフィルターにより空気を濾過し、クリーン（無菌状）な空気を創り出すことができる。また、創り出されたクリーンな空気は、キャビネット１０９の天井部から下方に向かうように流されており、キャビネット１０９は、浮遊する菌や塵を作業空間の床面から排出することで作業空間を無菌状態に維持できるものとなっている。
【００３３】
具体的には、キャビネット１０９とは、クリーンベンチや安全キャビネット等を含む概念であり、一般的には、バイオハザード対策用キャビネットとも呼ばれている。
【００３４】
本実施の形態の場合、キャビネット１０９は、自動培養装置１００の作業者への安全を考慮して、自動培養装置１００内の空気が作業者の方（外方）にそのまま排気されないものとなっている。つまり、バイオハザード等の危険に対して作業者を保護し、キャビネット１０９内方の空気がそのまま拡散して周囲環境が悪化することを防止し、かつ、自動培養装置１００内で使用される培地や細胞などの試料を保護するため、導入する外気をフィルターで濾過し、循環させる空気や排気する空気もフィルターにより濾過している。
【００３５】
なお、本願発明はキャビネット１０９として、自動培養装置１００内の空気が作業者の方（外方）にそのまま排気されるような構成を採用してもかまわない。採用されるキャビネット１０９の機能は、培養する細胞などの種類によって選択すればよい。
【００３６】
図３は、観察台と観察装置とを模式的に示す側面図である。
【００３７】
観察台１０１は、培養容器としてのディッシュ２００やウエルプレートなどが載置される部材である。本実施の形態の場合、観察台１０１は、ガラスなどの透明な部材で形成される天板１１０を備えており、ディッシュ２００内の観察対象を下方から観察できるものとなっている。観察台１０１は、Ｙ軸方向に天板１１０を往復動することができるＹ軸駆動機構１１１とＹ軸リニアガイド１１２とを有するＹ軸駆動装置１１４と、同様にＸ軸方向に天板１１０を往復動することができるＸ軸駆動装置１１３とを備え、天板１１０上に載置されたディッシュ２００の位置の微調整を行うことができるものとなっている。
【００３８】
ここで、図中の一点鎖線は、観察台１０１に載置される培養容器としてのディッシュ２００の上端開口面１９１を示している。上端開口面１９１は、水平方向（図中ＸＹ平面）に広がる仮想的な面であり、観察台１０１の上端縁を含む面である。
【００３９】
図中の二点鎖線は、上端開口面１９１以下の水平方向に広がる基準面１９２である。本実施の形態の場合、基準面１９２は、ディッシュ２００が載置される天板１１０の上面から２０ｍｍ上方に設定されている（図中ｈ参照）。
【００４０】
Ｘ軸駆動装置１１３とＹ軸駆動装置１１４とは観察対象を観察する際に摺動する摺動部（図示せず）を備えているが、同図に示すように、いずれの摺動部も、基準面１９２よりも下方に配置されている。
【００４１】
観察装置１０２は、観察台１０１に載置されたディッシュ２００内の観察対象を観察するための装置である。本実施の形態の場合、観察装置１０２は、光学顕微鏡と前記光学顕微鏡で得られる像を撮像することのできるカメラとを備えている。観察装置１０２は、ディッシュ２００内の観察対象に焦点を合わせるための駆動機構（図示せず）を備えており、観察対象を観察する際に摺動する摺動部（図示せず）が存在するが、当該摺動部も基準面１９２よりも下方に配置されている。
【００４２】
アスピレータ装置１０３は、対象処理装置であって、観察台１０１に載置されたディッシュ２００内方にノズル１４１の先端を移動させ、ディッシュ２００内の液体やゲルなどの流動体を吸入し、外部に廃棄するものである。また、本実施の形態の場合、アスピレータ装置１０３は、後述する遠沈管に対してもノズル１４１を挿入でき、液体やゲルなどの流動体を吸入し廃棄することが可能となっている。
【００４３】
図４は、アスピレータ装置を模式的に示す側面図である。
【００４４】
同図に示すように、アスピレータ装置１０３は、アスピレータ１３０と、ノズル駆動装置１３１とを備えている。
【００４５】
アスピレータ１３０は、ディッシュ２００内の液体やゲルなどの流動体を吸入し、外部に廃棄する装置であり、ノズル１４１と、チューブ１３２と、吸引ポンプ１３３と、廃棄タンク１３４とを備えている。
【００４６】
ノズル１４１は、ディッシュ２００や遠沈管に挿入するための部材であり、ノズル駆動装置１３１に固定される部材である。ノズル１４１はディッシュ２００内の培地などと直接接触する部材であるため、交換可能となっている。
【００４７】
なお、ノズル１４１を交換する場合、ノズル１４１の一部分が取付対象の部材と摺動するが、当該摺動する部分は対象物を処理する際に摺動する摺動部ではない。
【００４８】
ここで、培地とは、細胞の培養に用いるマトリックスであり、アミノ酸、ビタミン、ブドウ糖等の栄養素や仔牛血清等の増殖因子などを含んでいる。
【００４９】
チューブ１３２は、ノズル１４１と吸引ポンプ１３３とを結ぶ管である。チューブ１３２は、ノズル駆動装置１３１によるノズル１４１の動きに追随させるため、柔軟な素材で構成されている。
【００５０】
吸引ポンプ１３３は、ディッシュ２００から培地などの液体やゲルなどを吸引するための吸引力を発生させる装置である。吸引ポンプ１３３にも摺動する部分が存在するが、吸引ポンプ１３３は、キャビネット１０９外に存在するため、吸引ポンプ１３３の摺動する部分は、本願発明にかかる摺動部ではない。
【００５１】
廃棄タンク１３４は、吸引ポンプ１３３により吸引された廃液などを蓄えておくタンクである。
【００５２】
ノズル駆動装置１３１は、アスピレータ１３０のノズル１４１をディッシュ２００や遠沈管に移動させ、ノズル１４１をディッシュ２００や遠沈管に挿入するための装置である。
【００５３】
ノズル駆動装置１３１は、ＸＹ駆動装置１３５と、回動装置１３６と、揺動装置１３７と、Ｚ駆動装置１３８とを備えている。これらの各装置は、ディッシュ２００の内部や遠沈管の内部にある液体などを処理する際に、ノズル１４１を移動させるための装置であり、それぞれ摺動部１９３を備えている。これらの摺動部１９３は、全て基準面１９２の下方でのみ摺動するものとなっている。
【００５４】
また、対象処理装置としてのアスピレータ装置１０３は、基準面１９２の下方から上方にわたって延びる柱状部１３９と、ノズル１４１を保持する部分であって、柱状部１３９の上端部に固定される保持部１４０とを備えており、摺動部１９３は、柱状部１３９の下端部に配置されている。
【００５５】
以上により、基準面１９２の下方にのみ摺動部１９３が存在させているにもかかわらず、ノズル１４１をディッシュ２００の周壁を越えて移動させ、また、ノズル１４１をディッシュ２００の内方に挿入することが可能となっている。
【００５６】
ピペッティング装置１０５は、対象処理装置であって、観察台１０１に載置されたディッシュ２００内や遠沈管内に培地、剥離液、洗浄液などを供給する装置である。このピペッティング装置１０５は、具体的には培地供給モジュールと、剥離液供給モジュールと、洗浄液供給モジュールと、ノズル駆動装置とを有している。
【００５７】
ここで、剥離液とは、細胞同士及び細胞と器壁との接着を剥がして単一細胞からなる浮遊液を作るものであり、具体的にはトリプトシン／ＥＤＴＡ（ＰＥＴ）等である。
【００５８】
洗浄液とは、単一細胞からなる浮遊液を作る際、剥離液注入前に細胞を洗浄するものであり、具体的にはＰＢＳ（−）等である。
【００５９】
培地供給モジュールは、具体的には、一回の操作で使用する培地を貯蔵する第２次培地タンクと、チューブ１３２と同様の可撓性のあるチューブと、培地を圧送することのできるポンプと、全ての操作で使用する培地を貯蔵する第１次培地タンク等を備えている。この第１次培地タンクは、培地を低温にて保存している。培地を供給する際は、培地を３７℃前後の所定温度に昇温するための第２次培地タンクに移送して保存している。
【００６０】
剥離液供給モジュールは、上記培地供給モジュールと同様の構造を有しており、所定量の剥離液を第２次剥離液タンクなど（図示せず）に供給できるものとなっている。
【００６１】
洗浄液供給モジュールも、上記培地供給モジュールと同様の構造を有しており、所定量の洗浄液を第２次洗浄液タンクなど（図示せず）に供給できるものとなっている。
【００６２】
ピペッティング装置１０５は、培地供給モジュールや剥離液供給モジュールや洗浄液供給モジュールの第２次薬液タンク内の薬液をディッシュ２００や遠沈管に供給するための装置である。ピペッティング装置１０５が備えるノズル駆動装置は、アスピレータ装置１０３が備えるノズル駆動装置１３１と同様の構造を備えており、基準面１９２より下方にのみ、培地や剥離液や洗浄液を供給する際に摺動する摺動部を備えている。
【００６３】
上記の構成によりピペッティング装置１０５のノズル駆動装置は、観察台１０１に載置されたディッシュ２００内方にノズルの先端を移動させ、ディッシュ２００や遠沈管内の液体やゲルなどを定量的に吸入し、吸入した液体やゲルなどを定量的に吐出する装置である。ピペッティング装置１０５は、具体的にはピペッターと、ノズル駆動装置とを有している。
【００６４】
ピペッターは、具体的には、液体などを吸入し保持しておくことのできるノズルと、液体などを正確な量だけ吸入し、吐出することのできる吸排装置とを備えている。
【００６５】
ノズル駆動装置は、ノズルをディッシュ２００や遠沈管に移動させ、当該ノズルをディッシュ２００や遠沈管に挿入するための装置である。ピペッティング装置１０５が備えるノズル駆動装置は、アスピレータ装置１０３が備えるノズル駆動装置１３１と同様の構造を備えており、基準面１９２より下方にのみ、培地や剥離液や洗浄液を供給する際に摺動する摺動部を備えている。
【００６６】
細胞数検査装置１０４は、所定量の細胞懸濁液が供給された状態を、細胞観察装置１０２で観察することで、単位液量当りの細胞数を算出することが出来る装置である。この装置も、基準面１９２より下方にのみ摺動する摺動部を備えている。
【００６７】
容器移載装置１０６は、培養容器であるディッシュ２００を保持し、搬送し、所定の場所に載置することのできる装置である。
【００６８】
傾動装置１０７は、観察台１０１上の培養容器であるディッシュ２００を傾けることのできる装置である。
【００６９】
図５は、容器移載装置１０６を模式的に示す図であり、同図（ａ）は、ｙ方向から望む側面図、同図（ｂ）は、ｘ方向から望む上部だけを示す側面図である。
【００７０】
容器移載装置１０６は、受入台１９４や、観察台１０１や、分配台１９５に載置されるディッシュ２００を保持し、持ち上げ、各台にまで移動させ、各台に載置することのできる装置である。容器移載装置１０６は、ＸＹ駆動装置１６１と、Ｚ駆動装置１６２と、保持力発生装置１６３とを備えている。これらの各装置は、ディッシュ２００を所定の場所に移送する際に駆動する装置であり、それぞれ摺動部１９３を備えている。これらの摺動部１９３は、全て基準面１９２の下方でのみ摺動するものとなっている。
【００７１】
傾動装置１０７は、観察台１０１上の培養容器であるディッシュ２００を傾けることのできる装置である。傾動装置１０７は、ディッシュ２００を傾けることにより、ディッシュ２００内の液体などが一方に偏り、アスピレータ装置１０３によって液体を処理しやすくする機能を備えており、カム１７０や、傾動軸１７１を備えている。これらの各部材は、ディッシュ２００を傾ける際に摺動する摺動部１９３を備えているが、これらは全て基準面１９２の下方に配置されている。本実施の形態の場合、傾動装置１０７は、容器移載装置１０６に組み込まれている。
【００７２】
遠沈管移載装置１０８は、観察対象を受け取る位置から遠心分離機１９６まで遠沈管を移載することのできる装置である。遠沈管移載装置１０８は、ＸＹ方向、Ｚ方向、θ方向に移動自在であり、各所に摺動部（図示せず）を備えるが、いずれの摺動部も基準面１９２の下方に配置されている。
【００７３】
上記実施の形態によれば、例えば、蓋が開けられたディッシュ２００内の観察対象細胞を培養操作する際に、アスピレータ装置１０３や、容器移載装置１０６などが稼動しても、摺動部１９３から放出される粉塵や油煙などによりディッシュ２００内が汚染されることを回避することが可能となる。つまり、キャビネット１０９内に発生している空気の流れが上方から下方に向かっているため、摺動部１９３から汚染源が発生してもこれらは下方に向かって追いやられる。摺動部１９３は、培養容器であるディッシュ２００の上端開口面１９１の下方に設定される基準面１９２よりも下方に配置されているため、摺動部１９３から発生した汚染源がディッシュ２００の周壁を乗り越えることを回避できる。
【００７４】
上記自動培養装置１００によれば、ディッシュ２００などの培養容器の蓋が開いた状態でも、培養容器内を汚染することなくキャビネット１０９内で作業を行うことが可能となる。
【００７５】
なお、本特許請求の範囲や明細書において、摺動部とは、培養容器を移載する作業、培養容器を傾ける作業、遠沈管を移載する作業、アスピレータ装置１０３や細胞数検査装置１０４やピペッティング装置１０５のノズルを移動させる作業を実施するにあたり、一の部材と他の部材とが擦れている部分を意味する単語として用いている。従って、安全キャビネット１０９の扉も摺動する部分を備えているが、これらの摺動する部分は本願発明の摺動部には含まれない。
【００７６】
また、キャビネット１０９内には、クリーンな空気を送風する為に設置する送風装置が設けられており、当該送風装置も摺動する部分を備えている。当該摺動する部分は、基準面より上方に配置される場合もあるが、ＨＥＰＡ等のフィルターを通過する空気のフィルターに対する風上側に送風装置を配置する事で、送風装置の摺動する部分は、本願発明で問題とする摺動部には含まれなくなる。
【００７７】
また、摺動部とは擦れる部分を意味し、その意味において直線方向に擦れる部分や円方向に擦れる部分も含まれ、ギアのかみ合わせによって擦れる部分や、ボールねじのようにボールが転がりながら溝と擦れる部分も含まれる。すなわち、摺動により粉塵や油煙などが発生する部分は摺動部に含まれる。
【００７８】
なお、本実施の形態では、培養容器として円形のディッシュ２００を例示して説明したが、培養容器はディッシュ２００ばかりでなく、図６に示す矩形のウエルプレート２０１など、任意の容器でかまわない。
【００７９】
次に、本願発明にかかる他の実施の形態について説明する。
【００８０】
図７は、本実施の形態にかかる自動培養装置を示すブロック図である。
【００８１】
同図に示すように、自動培養装置１００は、キャビネット１０９内の培養容器で細胞等の観察対象を培養操作し、当該観察対象を観察することのできる装置であって、培養容器が載置される観察台１０１と、観察台１０１に載置された培養容器内の観察対象を観察するための観察装置１０２と、対象処理装置としてのアスピレータ装置１０３と、対象処理装置としての細胞数検査装置１０４と、対象処理装置としてのピペッティング装置１０５と、容器移載装置１０６と、傾動装置１０７と、遠沈管移載装置１０８とを機構部として安全キャビネット１０９内に備えている。さらに、自動培養装置１００は、前記機構部を制御するための機能部として、閉鎖判定部３０１と、摺動規制部３０２とを備えている。
【００８２】
前記機構部に関しては、上述の各装置などと機能、構成は同様である。ただし、本実施の形態の場合、摺動部１９３が基準面１９２以下にのみ配置されるという条件は前記機構部に課せられていない。
【００８３】
閉鎖判定部３０１は、キャビネット１０９内の全ての培養容器が閉鎖されているか、もしくは、培養容器の蓋がされているか否かを判定する処理部である。具体的には、培養容器の蓋を閉じる動作の指示回数が、培養容器の蓋を開ける動作の指示回数と同じ、または、上回っている場合には全ての培養容器が閉鎖されていると判定する。
【００８４】
摺動規制部３０２は、培養容器が閉鎖されていないと閉鎖判定部３０１が判定している場合には、観察台１０１に載置される培養容器の上端開口面１９１以下の水平方向に広がる基準面１９２より下方でのみキャビネット１０９内の全摺動部の摺動を許可する処理部である。具体的には、基準面１９２よりも上方に摺動部１９３を有する装置に関しては、稼動を停止させ、基準面１９２よりも下方にのみ摺動部１９３を有する装置については稼動を許可する制御を行う。
【００８５】
なお、キャビネット１０９内にクリーンな空気を流通させるための送風装置など、無菌環境外に配置される装置に関しては前記制御の対象外である。つまり、無菌環境内に配置される摺動部１９３を有する装置が制御対象となる。
【００８６】
以上のような構成の自動培養装置１００であれば、基準面１９２よりも上方に摺動部１９３を備えることができるため、設計の自由度が向上する。つまり、培養容器が開放状態にある場合でも稼動させる必要のある装置のみ、基準面１９２よりも下方に摺動部１９３を配置すればよい。一方、基準面１９２よりも上方に摺動部１９３がある装置に関しては、培養容器が開放状態にある場合は、動作が規制されるため、培養容器内部の汚染を回避することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本願発明にかかる自動培養装置は、細胞等を自動で培養し、観察する装置に適用できる。具体的には、培地交換作業、継代作業、観察作業をキャビネット内で自動的に行う装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本願発明にかかる自動培養装置の実施の形態を模式的に透視状体で示す斜視図である。
【図２】自動培養装置の内部を模式的に示す上面図である。
【図３】観察台と観察装置とを模式的に示す側面図である。
【図４】アスピレータ装置を模式的に示す側面図である。
【図５】容器移載装置１０６を模式的に示す図であり、（ａ）は、ｙ方向から望む側面図、（ｂ）は、ｘ方向から望む上部だけを示す側面図である。
【図６】培養容器のバリエーションを示す平面図である。
【図７】本実施の形態にかかる自動培養装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００８９】
１００ 自動培養装置
１０１ 観察台
１０２ 観察装置
１０３ アスピレータ装置
１０４ 細胞数検査装置
１０５ ピペッティング装置
１０６ 容器移載装置
１０７ 傾動装置
１０８ 遠沈管移載装置
１０９ キャビネット
１１０ 天板
１１１ 軸駆動機構
１１２ 軸リニアガイド
１１３ Ｘ軸駆動装置
１１４ Ｙ軸駆動装置
１３０ アスピレータ
１３１ ノズル駆動装置
１３２ チューブ
１３３ 吸引ポンプ
１３４ 廃棄タンク
１３５ ＸＹ駆動装置
１３６ 回動装置
１３７ 揺動装置
１３８ Ｚ駆動装置
１３９ 柱状部
１４０ 保持部
１４１ ノズル
１６１ ＸＹ駆動装置
１６２ Ｚ駆動装置
１６３ 保持力発生装置
１７０ カム
１７１ 傾動軸
１９１ 上端開口面
１９２ 基準面
１９３ 摺動部
１９４ 受入台
１９５ 分配台
１９６ 遠心分離機
１９７ 照明装置
２００ ディッシュ
２０１ ウエルプレート
３０１ 閉鎖判定部
３０２ 摺動規制部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
培養容器内の培地で細胞等の観察対象を培養し、当該観察対象を観察することのできる自動培養装置であって、
培養容器が載置される観察台と、
前記観察台に載置された培養容器内の観察対象を観察するための観察装置と、
前記観察台に載置された培養容器内の液体を吸入し、または、前記観察台に載置された培養容器内に液体を吐出する対象処理装置と、
前記観察台と、前記対象処理装置とを無菌環境下に維持しうるキャビネットとを備え、
前記対象処理装置は、対象物を処理する際に摺動する摺動部を備え、
前記摺動部は、前記観察台に載置される培養容器の上端開口面以下の水平方向に広がる基準面より下方にのみ配置される
自動培養装置。
【請求項２】
前記対象処理装置は、
培養容器に挿入されるノズルと、
前記基準面の下方から上方にわたって延びる柱状部と、
前記ノズルを保持する部分であって、前記柱状部の上端部に固定される保持部とを備え、
前記摺動部は、柱状部の下端部に配置される
請求項１に記載の自動培養装置。
【請求項３】
前記基準面は、培養容器が載置される観察台の面から上方に２０ｍｍ離れた面である請求項１に記載の自動培養装置。
【請求項４】
さらに、
培養容器を保持し、搬送し、所定の場所に載置することのできる容器移載装置を前記キャビネット内に備え、
前記容器移載装置は、培養容器を移載する際に摺動する摺動部を備え、
前記摺動部は、前記基準面より下方にのみ配置される
請求項１に記載の自動培養装置。
【請求項５】
さらに、
前記観察台上の培養容器を傾けることのできる傾動装置を前記キャビネットの内方に備え、
前記傾動装置は、培養容器を傾ける際に摺動する摺動部を備え、
前記摺動部は、前記基準面より下方にのみ配置される
請求項１に記載の自動培養装置。
【請求項６】
前記対象処理装置は、液体を吸い出すアスピレータ装置、または、培地、剥離液、洗浄液などを供給する供給装置、または、液体を定量的に吸入及び吐出するピペッティング装置である請求項１に記載の自動培養装置。
【請求項７】
さらに、観察対象を遠心力により処理する遠心分離機と、
前記遠心分離機に用いられる遠沈管を保持し、搬送し、所定の場所に載置することのできる遠沈管移載装置とを前記キャビネットの内方に備え、
前記遠沈管移載装置は、遠沈管を移載する際に摺動する摺動部を備え、
前記摺動部は、前記基準面より下方にのみ配置される
請求項１に記載の自動培養装置。
【請求項８】
前記遠沈管移載装置は、遠沈管の上端開口面が前記基準面よりも上方に存在するように遠沈管を保持する請求項７に記載の自動培養装置。
【請求項９】
無菌環境を形成するキャビネット内の培養容器で細胞等の観察対象を培養し、当該観察対象を観察することのできる自動培養装置であって、
培養容器が載置される観察台と、
前記観察台に載置された培養容器内の観察対象を観察するための観察装置と、
前記キャビネット内の全ての培養容器が閉鎖されているか否かを判定する閉鎖判定部と、
培養容器が閉鎖されていないと前記閉鎖判定部が判定している場合は、前記観察台に載置される培養容器の上端開口面以下の水平方向に広がる基準面より下方でのみ前記キャビネット内の摺動部の摺動を許可する摺動規制部と
を備える自動培養装置。
【請求項１０】
無菌環境を形成するキャビネット内の培養容器で細胞等の観察対象を培養し、当該観察対象を観察することのできる自動培養装置を用いた自動培養方法であって、
前記キャビネット内の全ての培養容器が閉鎖されているか否かを判定する閉鎖判定工程と、
前記閉鎖判定工程で培養容器が閉鎖されていないと判定される場合は、前記観察台に載置される培養容器の上端開口面以下の水平方向に広がる基準面より下方でのみ前記キャビネット内の摺動部を摺動させる摺動工程と
を備える自動培養方法。
【請求項１】
培養容器内の培地で細胞等の観察対象を培養し、当該観察対象を観察することのできる自動培養装置であって、
培養容器が載置される観察台と、
前記観察台に載置された培養容器内の観察対象を観察するための観察装置と、
前記観察台に載置された培養容器内の液体を吸入し、または、前記観察台に載置された培養容器内に液体を吐出する対象処理装置と、
前記観察台と、前記対象処理装置とを無菌環境下に維持しうるキャビネットとを備え、
前記対象処理装置は、対象物を処理する際に摺動する摺動部を備え、
前記摺動部は、前記観察台に載置される培養容器の上端開口面以下の水平方向に広がる基準面より下方にのみ配置される
自動培養装置。
【請求項２】
前記対象処理装置は、
培養容器に挿入されるノズルと、
前記基準面の下方から上方にわたって延びる柱状部と、
前記ノズルを保持する部分であって、前記柱状部の上端部に固定される保持部とを備え、
前記摺動部は、柱状部の下端部に配置される
請求項１に記載の自動培養装置。
【請求項３】
前記基準面は、培養容器が載置される観察台の面から上方に２０ｍｍ離れた面である請求項１に記載の自動培養装置。
【請求項４】
さらに、
培養容器を保持し、搬送し、所定の場所に載置することのできる容器移載装置を前記キャビネット内に備え、
前記容器移載装置は、培養容器を移載する際に摺動する摺動部を備え、
前記摺動部は、前記基準面より下方にのみ配置される
請求項１に記載の自動培養装置。
【請求項５】
さらに、
前記観察台上の培養容器を傾けることのできる傾動装置を前記キャビネットの内方に備え、
前記傾動装置は、培養容器を傾ける際に摺動する摺動部を備え、
前記摺動部は、前記基準面より下方にのみ配置される
請求項１に記載の自動培養装置。
【請求項６】
前記対象処理装置は、液体を吸い出すアスピレータ装置、または、培地、剥離液、洗浄液などを供給する供給装置、または、液体を定量的に吸入及び吐出するピペッティング装置である請求項１に記載の自動培養装置。
【請求項７】
さらに、観察対象を遠心力により処理する遠心分離機と、
前記遠心分離機に用いられる遠沈管を保持し、搬送し、所定の場所に載置することのできる遠沈管移載装置とを前記キャビネットの内方に備え、
前記遠沈管移載装置は、遠沈管を移載する際に摺動する摺動部を備え、
前記摺動部は、前記基準面より下方にのみ配置される
請求項１に記載の自動培養装置。
【請求項８】
前記遠沈管移載装置は、遠沈管の上端開口面が前記基準面よりも上方に存在するように遠沈管を保持する請求項７に記載の自動培養装置。
【請求項９】
無菌環境を形成するキャビネット内の培養容器で細胞等の観察対象を培養し、当該観察対象を観察することのできる自動培養装置であって、
培養容器が載置される観察台と、
前記観察台に載置された培養容器内の観察対象を観察するための観察装置と、
前記キャビネット内の全ての培養容器が閉鎖されているか否かを判定する閉鎖判定部と、
培養容器が閉鎖されていないと前記閉鎖判定部が判定している場合は、前記観察台に載置される培養容器の上端開口面以下の水平方向に広がる基準面より下方でのみ前記キャビネット内の摺動部の摺動を許可する摺動規制部と
を備える自動培養装置。
【請求項１０】
無菌環境を形成するキャビネット内の培養容器で細胞等の観察対象を培養し、当該観察対象を観察することのできる自動培養装置を用いた自動培養方法であって、
前記キャビネット内の全ての培養容器が閉鎖されているか否かを判定する閉鎖判定工程と、
前記閉鎖判定工程で培養容器が閉鎖されていないと判定される場合は、前記観察台に載置される培養容器の上端開口面以下の水平方向に広がる基準面より下方でのみ前記キャビネット内の摺動部を摺動させる摺動工程と
を備える自動培養方法。
【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２０１０−１３６６６６（Ｐ２０１０−１３６６６６Ａ）
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１５５１８（Ｐ２００８−３１５５１８）
【出願日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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