CN101300340A - 细胞培养装置、细胞培养方法、细胞培养程序及细胞培养系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可以在减轻操作者的劳动的同时实现与细胞的培养状况对应的恰当的培养的细胞培养装置。该装置具有：用于增殖细胞的培养袋(18)；为了增殖而用诱导因子刺激细胞的细胞接种盒(19)(或作为抗体刺激及增殖用培养容器的培养袋(242))；储存向这些培养袋(18)、细胞接种盒(19)供给的培养基的培养基盒(20)；取得细胞接种盒内的细胞的图像的CCD照相机(88)；根据由该CCD照相机取得的细胞的图像判定该细胞的培养状况(细胞的增殖可能性和增殖能力)并基于该判定执行培养操作的图像处理用计算机及运转控制用计算机。

Description

细胞培养装置、细胞培养方法、细胞培养程序及细胞培养系统

技术领域

本发明涉及根据对细胞的培养状况的评价来培养细胞的细胞培养装置、细胞培养方法、细胞培养程序及细胞培养系统。

背景技术

细胞培养，特别是免疫细胞疗法中所用的悬浮细胞的细胞培养一直以来基本上都是利用人工的操作来实施的。例如，将从患者处采集的细胞与培养基一起接种在附着了抗体(诱导因子)的烧瓶中，然后收容于恒温槽中，每天将该烧瓶从恒温槽中取出，使用显微镜等观察培养状况(例如增殖状况)，在看到增殖等时，或者在从细胞接种起经过规定期间后，向上述烧瓶中添加培养基而培养(例如增殖)细胞。

在如上所述的人为的细胞培养中，由于是基于依赖于培养技术者的经验的培养评价来进行以天为单位的操作，或者基于预先制定的手册对所有的细胞统一地进行培养操作，因此就会有因所采集的细胞不同，出现培养(例如增殖)不够充分的情况。为了最大限度地发挥各个患者的不同细胞的增殖能力，需要客观的培养评价和在基于该评价的以小时为单位的培养操作。

此种问题在贴壁依赖性细胞(anchorage dependent cell)的培养中，像专利文献1中所述的那样被解决了一部分。也就是说，专利文献1中，通过无侵害、非破坏性地利用图像对各个贴壁依赖性细胞进行形态观察，来掌握该细胞集团整体的增殖能力。

另外，作为如上所述的人为的细胞培养中所用的系统，在专利文献2中，公开了如下的细胞的培养系统，其在1台恒温槽(培养室)内配置了多个罐(收容部)，在各罐中各收容1个培养容器而培养细胞。该培养系统中，对于1台恒温槽的所有的罐统一地设定培养环境。

专利文献1特开2002-218995号公报

专利文献2特开2005-73566号公报

但是，就免疫细胞疗法中所用的悬浮细胞的培养而言，尚不存在对细胞的培养状况的客观的评价、基于该评价来培养细胞的装置等。

另外，在包括上述专利文献2中所述的细胞培养系统的人为的细胞培养中，从事培养的操作者在记录中还不得不保留恒温槽或罐内的培养环境数据的收集、培养基更换等培养操作等，形成非常烦杂的作业。另外，还有可能无法可靠地掌握细胞培养的异常。

发明内容

本发明是考虑上述的情况而完成的，其目的在于，提供可以在减轻操作者的劳动的同时实现与细胞的培养状况对应的恰当的培养的细胞培养装置、细胞培养方法及细胞培养程序。

另外，本发明的其它的目的在于，提供可以自动地收集、积累有关细胞培养的细胞培养相关数据，并且可以基于上述细胞培养相关数据来监视、管理细胞的培养的细胞培养系统、细胞培养方法及细胞培养程序。

第1方面所述的发明的细胞培养装置的特征是，该装置具有：培养细胞的培养容器、储存向该培养容器供给的培养基的培养基储存设备、取得上述培养容器内的细胞的图像的图像获得设备、根据由该图像获得设备取得的细胞的图像来判定该细胞的培养状况并基于该判定执行培养操作的控制设备。

根据第1方面所述的发明，第2方面所述的发明的细胞培养装置的特征在于，上述培养容器为用于增殖细胞的增殖用培养容器和用于使细胞表现功能的功能表现用培养容器，图像获得设备取得该功能表现用培养容器内的细胞的图像。

根据第2方面所述的发明，第3方面所述的发明的细胞培养装置的特征在于，上述功能表现用培养容器是为了增殖而用诱导因子刺激细胞的诱导因子刺激用培养容器，控制设备基于上述诱导因子刺激用培养容器内的细胞的图像，判定细胞的增殖可能性和细胞的增殖能力，控制将细胞从上述诱导因子刺激用培养容器转移到增殖用培养容器转移细胞中的时机、和从培养基储存设备向上述增殖用培养容器供给培养基等的培养操作。

根据第2方面所述的发明，第4方面所述的发明的细胞培养装置的特征在于，上述功能表现用培养容器是使细胞分化的分化诱导用培养容器，控制设备基于上述分化诱导用培养容器内的细胞的图像，控制分化诱导操作。

根据第1至4方面中任意一项所述的发明，第5方面所述的发明的细胞培养装置的特征在于，上述培养基储存设备构成为盒结构，并与培养容器连接。

根据第5方面所述的发明，第6方面所述的发明的细胞培养装置的特征在于，上述功能表现用培养容器构成为盒结构，并与增殖用培养容器及培养基储存设备连接。

根据第2至6方面中任意一项所述的发明，第7方面所述的发明的细胞培养装置的特征在于，上述培养基储存设备、功能表现用培养容器及增殖用培养容器构成封闭体系。

根据第2至7方面中任意一项所述的发明，第8方面所述的发明的细胞培养装置的特征在于，该装置设置成能在上述增殖用培养容器中形成储液部，在该增殖用培养容器内的培养初期阶段，细胞及培养基储存于上述储液部中。

根据第2至8方面中任意一方面所述的发明，第9方面所述的发明的细胞培养装置的特征在于，将在上述增殖用培养容器内增殖的细胞导入到功能表现用培养容器内，通过图像获得设备取得该细胞的图像。

根据第2至9方面中任意一方面所述的发明，第10方面所述的发明的细胞培养装置的特征在于，可以储存使用后的培养基的使用后的培养基储存容器、与可以储存向培养容器供给的培养基的培养基储存容器一起设置在所述培养基储存设备中，通过将增殖用培养容器内的使用后的培养基向上述使用后的培养基储存容器排出而进行储存。

根据第2至10方面中任意一方面所述的发明，第11方面所述的发明的细胞培养装置的特征在于，在上述培养基储存设备中可以安装回收细胞的细胞回收容器，在增殖用培养容器内浓缩后的细胞在上述细胞回收容器内进行回收。

根据第1至11方面中任意一方面所述的发明，第12方面所述的发明的细胞培养装置的特征在于，上述细胞为悬浮细胞。

根据第1至12方面中任意一方面所述的发明，第13方面所述的发明的细胞培养装置的特征在于，上述细胞用于免疫细胞疗法。

第14方面所述的发明的细胞培养方法的特征在于，图像获得设备取得培养细胞的培养容器内的细胞的图像，根据由该图像获得设备取得的细胞的图像判定该细胞的培养状况，基于该判定对上述培养容器执行培养操作。

根据第14方面所述的发明，第15方面所述的发明的细胞培养方法的特征在于，上述培养容器是用于增殖细胞的增殖用培养容器和用于使细胞表现功能的功能表现用培养容器，图像获得设备取得该功能表现用培养容器内的细胞的图像。

根据第15方面所述的发明，第16方面所述的发明的细胞培养方法的特征在于，上述功能表现用培养容器是为了增殖而用诱导因子刺激细胞的诱导因子刺激用培养容器，且该方法基于上述诱导因子刺激用培养容器内的细胞的图像，判定细胞的增殖可能性和细胞的增殖能力，执行将细胞从上述诱导因子刺激用培养容器转移到增殖用培养容器转移细胞中的时机、和从培养基储存设备向上述增殖用培养容器供给培养基等的培养操作。

根据第15方面所述的发明，第17方面所述的发明的细胞培养方法的特征在于，上述功能表现用培养容器是使细胞分化的分化诱导用培养容器，该方法基于上述分化诱导用培养容器内的细胞的图像，执行分化诱导操作。

根据第15至17方面中任意一方面所述的发明，第18方面所述的发明的细胞培养方法的特征在于，在上述增殖用培养容器内的培养初期阶段，在上述增殖用培养容器的储液部中储存细胞及培养基。

根据第15至18方面中任意一方面所述的发明，第19方面所述的发明的细胞培养方法的特征在于，将在上述增殖用培养容器内增殖的细胞导入到功能表现用培养容器内，通过图像获得设备取得该细胞的图像。

根据第15至19方面中任意一方面所述的发明，第20方面所述的发明的细胞培养方法的特征在于，将上述增殖用培养容器内的使用后的培养基向培养基储存设备的使用后的培养基储存容器排出。

根据第15至20方面中任意一方面所述的发明，第21方面所述的发明的细胞培养方法的特征在于，将在上述增殖用培养容器内浓缩后的细胞在培养基储存设备的细胞回收容器内进行回收。

根据第14至21方面中任意一方面所述的发明，第22方面所述的发明的细胞培养方法的特征在于，上述细胞为悬浮细胞。

根据第14至22方面中任意一方面所述的发明，第23方面所述的发明的细胞培养方法的特征在于，上述细胞用于免疫细胞疗法。

第24方面所述的发明的细胞培养程序储存于计算机中用于执行细胞的培养，其特征在于，该程序包括：图像获得设备取得培养细胞的培养容器内的细胞的图像的过程、根据由该图像获得设备取得的细胞的图像判定该细胞的培养状况的过程、基于该判定对上述培养容器执行培养操作的过程。

第25方面所述的发明的细胞培养程序储存于计算机中，用于执行细胞的培养，其特征在于，该程序包括：图像获得设备取得用于使细胞表现功能的功能表现用培养容器内的细胞的图像的过程、根据由该图像获得设备取得的细胞的图像判定该细胞的培养状况的过程、基于该判定对上述功能表现用培养容器和/或用于增殖细胞的增殖用培养容器执行培养操作的过程。

根据第1至3方面中任意一方面所述的发明，第26方面所述的发明的细胞培养装置的特征在于，上述培养容器放置于载置台上，通过使上述载置台的一部分升降来改变培养面积。

根据第1至13方面中任意一方面所述的发明，第27方面所述所述的发明的细胞培养装置的特征在于，该装置可以选择单纯流加培养及灌流培养的中的一种。

根据第27方面所述的发明，第28方面所述的发明的细胞培养装置的特征在于，该装置可以选择间歇式灌流培养及连续式灌流培养中的一种。

根据第14至16方面中任意一方面所述的发明，第29方面所述所述的发明的细胞培养方法的特征在于，上述培养容器放置于载置台上，通过使上述载置台的一部分升降来改变培养面积。

根据第14至23方面中任意一方面所述的发明，第30方面所述所述的发明的细胞培养方法的特征在于，该方法可以选择单纯流加培养及灌流培养中的一种。

根据第30方面所述的发明，第31方面所述的发明的细胞培养方法的特征在于，该方法可以选择间歇式灌流培养及连续式灌流培养中的一种。

第32方面所述的发明的细胞培养系统培养细胞并对该培养进行监视、管理，其特征在于，该系统包括：恒温槽，其将分别设置培养细胞的培养容器的多个培养单元相互隔离地配置，每个上述培养单元在独立的培养环境下培养细胞；管理设备，其在该恒温槽的每个上述培养单元中收集、积累与细胞的培养相关的细胞培养相关数据，基于上述细胞培养相关数据对每个上述培养单元的细胞的培养状态进行监视，并管理细胞的培养操作。

根据第32方面所述的发明，第33方面所述的发明的细胞培养系统的特征在于，上述管理设备具有：运转控制盘，其与恒温槽一起设于培养室内，兼具控制上述恒温槽的各培养单元中的培养的功能；监视用计算机，其设于上述培养室之外，接收显示上述运转控制盘所具有的数据。

根据第32或33方面所述的发明，第34方面所述的发明的细胞培养系统的特征在于，上述细胞培养相关数据是细胞、培养基、培养容器、恒温槽、培养单元及操作者的识别符号、恒温槽及培养单元内的培养环境数据、培养容器内的细胞的图像数据中的至少一个。

根据第33或34方面所述的发明，第35方面所述的发明的细胞培养系统的特征在于，上述恒温槽设有多台，在各恒温槽上连接有运转控制盘，并且在这些多台的运转控制盘上连接有1台监视用计算机。

根据第33至35方面中任意一方面所述的发明，第36方面所述的发明的细胞培养系统的特征在于，在上述监视用计算机上，经由公用通信线路连接有远程监视用计算机。

根据第33至36方面中任意一方面所述的发明，第37方面所述的发明的细胞培养系统的特征在于，构成上述培养单元的恒温槽的罐分别以细菌等无法出入的状态隔离地构成。

根据第32至37方面中任意一方面所述的发明，第38方面所述的发明的细胞培养系统的特征在于，在构成上述培养单元的恒温槽的罐中，设有将上述恒温槽内的空气导向上述罐中的风扇，一个恒温槽的全部的罐的上述风扇在该恒温槽的门被打开时停止。

根据第32至38方面中任意一方面所述的发明，第39方面所述的发明的细胞培养系统的特征在于，在构成上述培养单元的恒温槽的罐中，一个恒温槽中的各罐的门仅有某一个可以被打开。

根据第32至39方面中任意一方面所述的发明，第40方面所述的发明的细胞培养系统的特征在于，上述细胞为悬浮细胞。

根据第32至40方面中任意一方面所述的发明，第41方面所述的发明的细胞培养系统的特征在于，上述细胞用于免疫细胞疗法。

第42方面所述的发明的细胞培养方法培养细胞，并对该培养进行监视、管理，其特征在于，该方法使用恒温槽，所述恒温槽将分别设置培养细胞的培养容器的多个培养单元相互隔离地配置，每个上述培养单元在独立的培养环境下培养细胞；且该方法在该恒温槽的每个上述培养单元中收集、积累与细胞的培养有关的细胞培养相关数据，基于上述细胞培养相关数据监视每个上述培养单元的细胞的培养状态，并管理细胞的培养操作。

根据第42方面所述的发明，第43方面所述的发明的细胞培养方法的特征在于，上述细胞培养相关数据是细胞、培养基、培养容器、恒温槽、培养单元及操作者的识别符号、恒温槽及培养单元内的培养环境数据、培养容器内的细胞的图像数据中的至少一个。

根据第42或43方面所述的发明，第44方面所述的发明的细胞培养方法的特征在于，上述细胞为悬浮细胞。

根据第42至44方面中任意一方面所述的发明，第45方面所述的发明的细胞培养方法的特征在于，上述细胞用于免疫细胞疗法。

第46方面所述的发明的细胞培养程序储存于计算机中，用于培养细胞，并对该培养进行监视、管理，其特征在于，该程序包括：在恒温槽的每个培养单元中收集、积累有关细胞的培养的细胞培养相关数据的过程，所述恒温槽将分别设置培养细胞的培养容器的多个培养单元相互隔离地配置，每个所述培养单元在独立的培养环境下培养细胞；基于上述细胞培养相关数据监视每个上述培养单元的细胞的培养状态的过程；基于上述细胞培养相关数据管理每个上述培养单元的细胞的培养操作的过程。

第47方面所述的发明的细胞培养装置的特征在于，该装置将培养细胞的多个培养容器依次连接，各培养容器在不同的培养环境下培养细胞，将所培养的细胞向下游侧的上述培养容器转移而进行培养。

根据第47方面所述的发明，第48方面所述的发明的细胞培养装置的特征在于，上述培养容器设有两个，一个培养容器是具有使细胞表现功能的培养环境的功能表现用培养容器，另一个培养容器是具有使细胞增殖的培养环境的增殖用培养容器。

根据第48方面所述的发明，第49方面所述的发明的细胞培养装置的特征在于，上述功能表现用培养容器是具有为了增殖而用诱导因子刺激细胞的培养环境的诱导因子刺激用培养容器。

根据第48方面所述的发明，第50方面所述的发明的细胞培养装置的特征在于，上述功能表现用培养容器是具有使增殖了的细胞分化的培养环境的分化诱导用培养容器。

根据第47至50方面中任意一方面所述的发明，第51方面所述的发明的细胞培养装置的特征在于，上述细胞为悬浮细胞。

根据第47至51方面中任意一方面所述的发明，第52方面所述的发明的细胞培养装置的特征在于，上述细胞用于免疫细胞疗法。

第53方面所述的发明的细胞培养方法的特征在于，该方法在多个培养容器中在各自不同的培养环境下培养细胞，将在一个培养容器中培养后的细胞依次转移到下游侧的另一个培养容器中进行培养。

根据第53方面所述的发明，第54方面所述的发明的细胞培养方法的特征在于，上述培养容器为两个，在一个培养容器中为了增殖而用诱导因子刺激细胞后，在另一个培养容器中使细胞增殖。

根据第53方面所述的发明，第55方面所述的发明的细胞培养方法的特征在于，上述培养容器为两个，在一个培养容器中使细胞增殖后，在另一个培养容器中使细胞分化。

根据第53至55方面中任意一方面所述的发明，第56方面所述的发明的细胞培养方法的特征在于，上述细胞为悬浮细胞。

根据第53至56方面中任意一方面所述的发明，第57方面所述的发明的细胞培养方法的特征在于，上述细胞用于免疫细胞疗法。

第58方面所述的发明的细胞培养装置包括：培养细胞的培养容器、放置上述培养容器的载置台，其特征在于，上述载置台具有可升降的部分，通过升降上述可升降的部分，来改变所放置的培养容器的可培养的面积。

根据第58方面所述的发明，第59方面所述的发明的细胞培养装置的特征在于，上述细胞为悬浮细胞。

根据第58或59方面所述的发明，第60方面所述的发明的细胞培养装置的特征在于，上述细胞用于免疫细胞疗法。

根据第58至60方面中任意一方面所述的发明，第61方面所述的发明的细胞培养装置的特征在于，在上述培养容器上，连接有储存向该培养容器供给的培养基的培养基储存设备。

根据第61方面所述的发明，第62方面所述的发明的细胞培养装置的特征在于，上述培养基储存设备、培养容器构成为封闭体系。

根据第61或62方面所述的发明，第63方面所述的发明的细胞培养装置的特征在于，可以储存使用后的培养基的使用后的培养基储存容器、与可以储存向培养容器供给的培养基的培养基储存容器一起设置在所述培养基储存设备中，通过将增殖用培养容器内的使用后的培养基向上述使用后的培养基储存容器排出而进行储存。

根据第58至63方面中任意一方面所述的发明，第64方面所述的发明的细胞培养装置的特征在于，该装置包括：用于取得上述培养容器内的细胞的图像的图像获得设备；根据由上述图像获得设备取得的细胞的图像判定该细胞的培养状况，基于该判定执行培养操作的控制设备。

根据第58方面所述的发明，第65方面所述的发明的细胞培养装置的特征在于，上述培养容器为用于增殖细胞的增殖用培养容器和用于使细胞表现功能的功能表现用培养容器，图像获得设备取得该功能表现用培养容器内的细胞的图像。

根据第65方面所述的发明，第66方面所述的发明的细胞培养装置的特征在于，上述功能表现用培养容器是为了增殖而用诱导因子刺激细胞的诱导因子刺激用培养容器，控制设备基于上述诱导因子刺激用培养容器内的细胞的图像，判定细胞的增殖可能性和细胞的增殖能力，控制改变可培养的面积的时机、和从培养基储存设备向上述增殖用培养容器供给培养基等的培养操作。

根据第1至4、12、13、14至17、22至25方面中任意一方面所述的发明，由于根据培养容器内的细胞的图像判定该细胞的培养状况，实施与该培养状况对应的培养操作，因此可以在非接触状态下判定细胞的培养状况，所以不会有对该细胞造成损害的情况，另外操作者不需要逐步实施培养操作，因而可以减轻操作者的劳动，另外可以实施与细胞的培养状况对应的培养操作，从而可以实现恰当的培养操作。因可以实现与该细胞的培养状况对应的恰当的培养操作，就能够实现以小时为单位的培养操作，从而可以缩短培养期限。

根据第5或6方面所述的发明，由于培养基储存设备构成为盒结构，与培养容器(功能表现用培养容器、增殖用培养容器)连接，因此可以将培养容器总是维持为最适于培养的环境，从而可以减少伴随着环境变化产生的对培养容器内细胞的损害，并且可以省略在净化台等内向培养容器中补充培养基的无菌操作。

根据第7、47至57方面所述的发明，由于培养基储存设备、功能表现用培养容器及增殖用培养容器构成为封闭体系，因此可以将这些培养基储存设备、功能表现用培养容器及增殖用培养容器维持为无菌状态。

根据第8或18方面所述的发明，由于在增殖用培养容器内的培养初期阶段，在该增殖用培养容器的储液部储存细胞及培养基，因此可以通过将单位面积的细胞密度维持为适于增殖的密度，来有效地增殖细胞。

根据第9或19方面所述的发明，由于将在增殖用培养容器内增殖的细胞导入到功能表现用培养容器内，由图像获得设备取得该细胞的图像，因此可以将在增殖用培养容器内增殖的细胞作为图像取得，可以观察其细胞数或细胞的形态。

根据第10或20方面所述的发明，由于增殖用培养容器内的使用后的培养基向培养基储存设备的使用后的培养基储存容器排出而进行储存，因此可以将增殖用培养容器内的细胞密度提高而浓缩，所以就可以减少用于细胞回收的离心分离操作次数。其结果是，可以实现细胞回收作业的省力化，并且还可以减少伴随着离心分离产生的对细胞的损害。

根据第11或21方面所述的发明，通过将在增殖用培养容器内浓缩后的细胞在培养基储存设备的细胞回收容器内全部回收，就可以将该细胞回收容器直接安装在离心分离机上而回收细胞，可以实现细胞回收作业的省力化。

根据第26至31方面所述的发明，由于可以使在培养容器内储存细胞及培养基的储液部以规定的面积变化，因此可以通过将培养中的单位面积的细胞密度维持为适于增殖的密度，来有效地增殖细胞。

根据第32至36、42至46方面所述的发明，由于运转控制盘及监视用计算机在恒温槽的每个培养单元中收集、积累有关细胞的培养的细胞培养相关数据，因此可以可靠地掌握有关在任意的培养单元中培养的细胞的培养历程。另外，由于运转控制盘及监视用计算机对恒温槽的每个培养单元基于细胞培养相关数据来监视细胞的培养状态，因此可以对每个培养单元监视培养状态的异常。另外，由于运转控制盘及监视用计算机对恒温槽的每个培养单元(罐及培养盒)，基于细胞培养相关数据来管理培养基的更换(培养基盒的更换)或培养结束后的细胞回收(利用培养袋或细胞回收袋的细胞回收)等的细胞培养操作，因此可以很容易地制成用于操作者对恒温槽的每个培养单元实施的操作(作业)的作业规范。另外，由于管理设备具有：运转控制盘，其与恒温槽一起设于培养室内，兼具控制恒温槽的各培养单元(罐及培养盒)的培养的功能；监视用计算机，其设于上述培养室以外的监视室中，接收保存并可以显示(阅览)上述运转控制盘所具有的数据。因此就可以使用监视用计算机在培养室以外的监视室中观察而监视、管理培养室内的恒温槽的培养单元内的细胞的培养状态，利用该管理，可以自动地记录、保管历程等，防止人为的改动或记录错误。

根据第37至41方面所述的发明，由于构成培养单元的恒温槽的罐被分别由吸气过滤器及排气过滤器以没有细胞和/或细菌出入的状态隔离地构成，因此可以防止收容于各罐内的培养袋及细胞接种盒内的细胞被细菌污染。由于一个恒温槽的全部罐的送风风扇在该恒温槽的本体门被打开时停止，因此在恒温槽的本体门打开之时，可以保持该恒温槽的各罐的密闭状态，所以就可以对于各罐良好地确保独立的培养环境，可以抑制罐内的培养环境的变动。由于一个恒温槽的各罐的罐门仅有某一个可以被打开，因此不会有在一个恒温槽中将各罐的罐门同时打开两个以上的情况，所以就可以防止罐内的培养袋及细胞接种盒的搬入搬出的拿错，并且可以防止细胞之间被相互污染的交叉污染。

根据第58至66方面所述的发明，由于将培养袋内的培养初期阶段的抗体刺激和细胞增殖在同一培养袋内进行，可以在该培养袋内使储存细胞及培养基的储液部以规定的面积变化，因此可以通过将培养中的单位面积的细胞密度维持为适于增殖的密度，来有效地增殖细胞。

附图说明

图1是表示本发明的细胞培养装置的第1种实施方式的结构图；

图2是表示图1的恒温槽的立体图；

图3是表示收容于图1的恒温槽的罐内的培养盒的立体图；

图4是分别表示图3的培养袋盘、培养基盒及细胞接种盒的立体图；

图5是表示由图2的恒温槽的一个罐、收容于该罐内的培养盒构成的培养单元的结构的布置图；

图6是表示图5的培养单元的控制系统的框图；

图7表示图5的振荡装置的振荡机构，(A)为立体图，(B)为侧视图；

图8是表示图5的培养单元的培养过程的工序图；

图9表示图5的培养单元的培养过程，是延续图8的工序图；

图10表示图5的培养单元的培养过程，是延续图9的工序图；

图11表示图5的培养单元的培养过程，是延续图10的工序图；

图12是表示图5的培养单元的诱导因子刺激间歇式灌流培养工序的处理操作的流程图；

图13是表示图12的处理操作的延续的流程图；

图14是表示图5的培养单元的诱导因子刺激间歇式灌流培养工序(包括利用细胞回收袋的细胞回收处理)的处理操作的流程图；

图15是表示图14的处理操作的延续的流程图；

图16是表示图5的培养单元的诱导因子刺激连续式灌流培养工序的处理操作的流程图；

图17是表示图16的处理操作的延续的流程图；

图18是表示图1的细胞培养系统的细胞培养前的细胞培养相关数据的流动的图；

图19是表示图1的细胞培养系统的细胞培养中的细胞培养相关数据的流动的图；

图20是表示图1的细胞培养系统的细胞培养后的细胞培养相关数据的流动的图；

图21是表示本发明的细胞培养装置的第2种实施方式的培养单元的结构(分化诱导状态)的布置图；

图22是表示图21的培养单元的分化诱导前状态的结构的布置图；

图23是表示图21及图22的培养单元的分化诱导间歇式灌流培养工序的处理操作的流程图；

图24是表示图23的处理操作的延续的流程图；

图25是表示本发明的细胞培养系统的第3种实施方式的结构图；

图26是表示本发明的细胞培养装置的第4种实施方式的结构图；

图27是表示第4种实施方式的细胞培养装置的由一个在空间上独立的培养室和低温室、以及收容于该培养室内的培养袋盘和收容于低温室中的培养基袋盘及废液袋盘构成的培养单元的结构的布置图；

图28是表示图27的载置台的结构的立体图；

图29是表示第4种实施方式的变形例的载置台的结构的俯视图，(a)是表示不升降的部分与所有的面积变化部分处于相同平面上的状态的图，(b)是表示使面积变化部分下降了的状态的图；

图30是沿着图29(a)的IIIX-IIIX线的局部剖面图，(a)是表示使面积变化部分下降，将不升降的部分和面积变化部分阶梯状地配置于不同的平面上的状态的图，(b)是表示4个面积变化部分中的3个面积变化部分处于相同平面上的状态的图，(c)是表示不升降的部分与所有的面积变化部分处于相同平面上的状态的图；

图31是表示在图27的培养单元的抗体刺激间歇式灌流培养工序中，包括从培养袋回收细胞的处理的情况的处理操作的流程图；

图32是表示图31的处理操作的延续的流程图；

图33是表示在图27的培养单元的抗体刺激间歇式灌流培养工序中，包括从细胞回收袋回收细胞的处理的情况的处理操作的流程图；

图34是表示图33的处理操作的延续的流程图；

图35是表示图27的培养单元的抗体刺激连续式灌流培养工序的处理操作的流程图；

图36是表示图35的处理操作的延续的流程图；

图37是表示图27的培养单元的抗体刺激单纯流加培养工序的处理操作的流程图；

图38是表示图37的处理操作的延续的流程图；

图39是表示在图27的培养单元的抗体刺激单纯流加培养工序中，包括利用细胞回收袋回收细胞的处理的情况的处理操作的流程图；

图40是表示图39的处理操作的延续的流程图。

附图标记说明

10：细胞培养装置(细胞培养系统)

11：恒温槽

12：培养单元

13：运转控制盘

14：图像处理用计算机

15：监视用计算机

16：罐

17：培养盒

18：培养袋(增殖用培养容器)

19：细胞接种盒(功能表现用培养容器、诱导因子刺激用培养容器)

20：培养基盒(培养基储存设备)

46：载置台

47：培养袋盘

48：第一泵

49：第二泵

65：诱导因子刺激容器

67：培养基袋(培养基储存容器)

68：使用后的培养基袋(使用后的培养基储存容器)

72：细胞回收袋(细胞回收容器)

80：振荡装置

85：工作板

86：突出部

87：照明用LED

88：CCD照相机(图像获得设备)

89：图像储存电路

91：振荡机构(按压设备)

94：培养室

95：监视室

100：细胞培养装置

101：分化诱导盒(分化诱导用培养容器)

104：公用通信线路

105：远程监视用计算机

200：细胞培养装置

212：培养单元

221：图像处理用单元

230：低温室

231：培养基袋盘

232：废液袋盘

233：培养基袋(培养基储存设备、培养基储存容器)

234：废液袋(废液储存设备、使用后的培养基储存容器)

240：培养室

241：培养袋盘

242：培养袋(抗体刺激用培养容器、增殖用培养容器)

252：载置台

252b：面积变化部分

252c：面积变化部分

261：供给泵

271：排出泵

290：振荡装置

291：振荡机构

291a：工作板(按压设备)

291b：突出部

302：CCD照相机(图像获得设备)

352：载置台

354：面积变化部分

355：面积变化部分

356：面积变化部分

357：面积变化部分

370：高度调整板

具体实施方式

下面，基于附图对用于实施本发明的最佳的方式进行说明。

[A]第1种实施方式(图1～图20)

图1(a)是表示本发明的细胞培养装置的第1种实施方式的结构图，图1(b)是表示本发明的细胞培养系统的第1种实施方式的结构图。图2是表示图1的恒温槽的立体图。图5是表示由图2的恒温槽的一个罐和收容于该罐内的培养盒构成的培养单元的结构的布置图。

图1(a)中所示的细胞培养装置10是特别培养用于免疫细胞疗法中的悬浮细胞的装置，具有：具备多个(例如8个)培养单元12的恒温槽11、控制该恒温槽11及培养单元12的运转的运转控制盘13、用于处理细胞的图像的图像处理用计算机14、与运转控制盘13及图像处理用计算机14连接而用于监视恒温槽11及培养单元12的监视用计算机15。上述运转控制盘13及图像处理用计算机14作为控制设备发挥作用。

上述细胞培养装置10也可以作为细胞培养系统来实现，该细胞培养系统10是特别培养用于免疫细胞疗法中的悬浮细胞并监视、管理该培养的系统，与上述细胞培养装置相同，具有恒温槽11、运转控制盘13、图像处理用计算机14及监视用计算机15。如图1(b)所示，上述恒温槽11、运转控制盘13及图像处理用计算机14被设在适于细胞的培养的培养室(无尘室)94内，监视用计算机15被设在该培养室94以外的监视室95中。上述恒温槽11是将分别配设进行细胞培养的培养容器(后述的增殖用培养容器、诱导因子刺激培养容器)的多个(例如8个)培养单元12相互隔离地配置的槽。该恒温槽11中，各个培养单元12在独立的培养环境下培养上述培养容器内的细胞。

上述运转控制盘13控制恒温槽11及培养单元12的运转，并且监视、管理在恒温槽11的每个培养单元12中的细胞培养。另外，上述图像处理用计算机14处理恒温槽11的每个培养单元12中的培养中的细胞的图像，并与运转控制盘13一起，作为控制培养操作的控制设备发挥作用。另外，上述监视用计算机15与运转控制盘13及图像处理用计算机14连接，接收保存并且可以显示(阅览)这些运转控制盘13及图像处理用计算机14所具有的数据，与运转控制盘13一起，作为监视、管理细胞的培养的管理设备发挥作用。

这里，作为上述悬浮细胞，已知有末梢血单核细胞、LAK细胞(淋巴因子激活杀伤细胞)、神经干细胞、ES细胞等。以下将这些悬浮细胞简称为细胞。另外，用与各个细胞对应的诱导因子刺激这些细胞来进行培养。各诱导因子随细胞不同而各异，例如在LAK细胞中为抗人CD3抗体等，神经干细胞的诱导因子为EGF等上皮生长因子，ES细胞的诱导因子为FGF-8b等成纤维细胞增殖因子。另外，本细胞培养装置10也可以适用于培养上述悬浮细胞以外的贴壁依赖性细胞的情况。

上述培养单元12具有：在恒温槽11内相互隔开的多个(例如8个)罐16(图2及图5)、收容于各罐16内的培养盒17(图2及图3)。该培养盒17如后面详细说明所示，具备作为增殖用培养容器的培养袋18、作为诱导因子刺激用培养容器的细胞接种盒19及作为培养基储存设备的培养基盒20。这些培养容器(培养袋18、细胞接种盒19)内的细胞在各个罐16的独立的培养环境下进行培养。

上述恒温槽11如图2所示，在具备可以开闭的本体门21的恒温槽本体22内设有多段搁板23，在各搁板23上各配置有一个罐16。该恒温槽11在将本体门21关闭的状态下，将恒温槽本体22内的环境(温度、湿度及CO₂浓度)维持在为了培养细胞所必需的环境。

为此，在恒温槽本体22内，如图5及图6所示，配设有温度传感器24、CO₂传感器25、门传感器26及加热器27，另外，在该恒温槽本体22上，连结有设于外部的储气瓶28。来自温度传感器24、CO₂传感器25及门传感器26的信号传送到运转控制盘13。该运转控制盘13基于来自温度传感器24的温度信号控制加热器27，基于来自CO₂传感器25的CO₂浓度信号，控制从储气瓶28向恒温槽本体22内供给的CO₂气体量。

上述罐16如图5及图6所示，在罐本体30上安装有可以开闭的罐门31，在罐本体30上设有吸气过滤器32及排气过滤器33，并且在罐本体30的吸气过滤器32侧设有送风风扇34。

吸气过滤器32及排气过滤器33是除去细菌的过滤器，在利用送风风扇34的运转将恒温槽本体22内的空气及CO₂气体引入到罐16内时，可以防止细菌从恒温槽本体22向罐16内的流入。另外，送风风扇34的运转由运转控制盘13控制，在恒温槽11的本体门21打开的信号从门传感器26传送到运转控制盘13时，送风风扇34的运转停止，从而可以确保罐16的密闭状态。

利用由吸气过滤器32及排气过滤器33来防止细菌从恒温槽本体22流入到罐16内的功能、由送风风扇34的运转停止所产生的对罐16的密闭性的确保，各罐16内就成为各自独立的培养环境。这样，恒温槽11的收容于一个罐16中的培养盒17内的细胞与其它的罐16内的细胞隔离，并且可以防止收容于该罐16内的培养盒17内的细胞被杂菌污染。另外，还可以防止被其他的患者的细胞污染的所谓的交叉污染。

在罐本体30中，还配设有门传感器35、门锁传感器36、温度传感器37、湿度传感器38、门锁机构39、加热器40及循环风扇41。运转控制盘13基于来自温度传感器37的温度信号控制加热器40。另外，运转控制盘13控制循环风扇41的运转，使空气及CO₂气体在罐16内循环。上述湿度传感器38检测罐16内的湿度并向运转控制盘13发送，以检测其异常。这样，罐16内就保持在适于培养细胞的最佳的环境。

另外，运转控制盘13以不会在一个恒温槽11中使两个以上的罐门31同时进行打开操作的方式来控制门锁机构39的操作。这样，就可以防止在不同的罐16之间细胞或培养基等取错放错的情况。该门锁机构39的锁定操作由门锁传感器36检测出，向运转控制盘13发送。另外，罐门31的开闭状态由门传感器35检测出，向运转控制盘13发送。

在图5中所示的罐本体30内的下部，设有支承收容于罐16内的培养盒17的台42，在该台42上设有重量计43。该重量计43是测定收容于罐16内的培养盒17的培养袋18的重量的仪器，实际上是测定从培养基盒20向培养袋18供给的培养基量。该重量计43的测定值也传送到运转控制盘13中。另外，在罐本体30中，设有指示灯44。在罐16内进行自动培养时，使该罐16的指示灯44显示为例如红色，使被输出了操作指令的罐16和在内部未收容有培养盒17的罐16的指示灯44显示为绿色。这样，对于正在进行自动培养的罐16就可以确保与其它的罐16独立的培养环境，可以防止与收容于其它的罐16中的样品(细胞)的交叉污染或取错的情况。

这里，对上述培养盒17进行说明。

如图3及图5所示，该培养盒17在大盘45中安装了培养袋18、细胞接种盒19及培养基盒20，培养袋18及细胞接种盒19是培养细胞的培养容器。其中，细胞接种盒19是用于使细胞表现功能(例如使细胞增殖、使细胞分化(后述)等)的功能表现用培养容器，本实施方式中，是为了增殖而利用诱导因子刺激细胞的诱导因子刺激用培养容器。另外，培养袋18是用于增殖在细胞接种盒19中被诱导因子刺激后的细胞的增殖用培养容器。

培养袋18是收容接种了细胞的培养液的柔性的一次性容器，通过载置台46(图5)放置于图4(A)所示的培养袋盘47上，该培养袋盘47可拆卸地安装于图3及图5所示的大盘45上。上述培养袋18例如是由透氧性材质制成的袋。在上述大盘45上，如图5所示，配置有第一泵48、第二泵49及第三泵50。培养袋18的一端侧使用管63经由第二泵49与第七连接器57连接。另外，培养袋18的另一端侧使用管60与第一连接器51连接。从灭菌管更换的便利性方面考虑，上述第一泵48、第二泵49、第三泵50优选为蠕动型泵。

该大盘45中，管61的一端与第三连接器53连接，另一端与第五连接器55连接。该管61被配设于第一泵48的未图示的转动驱动部中。管63的一端如前所述地与第七连接器57连接，另一端与培养袋18连接。该管63被配设于第二泵49的未图示的转动驱动部中。管62将一端利用连接器X与管61连接，将另一端利用连接器Y与管63连接。该管62被配设于第三泵50的未图示的转动驱动部中。

上述细胞接种盒19如图4(C)所示，是在诱导因子刺激容器65的底面内侧将诱导因子固定化，向该诱导因子刺激容器65内投入培养基，在该培养基上接种细胞，将该诱导因子刺激容器65设于盒架66中，构成盒结构。向上述诱导因子刺激容器65中加入诱导因子、培养基及细胞的作业是在净化台或安全柜(以下在本实施方式中，称作净化台等)内以无菌状态实施的。而且，将培养基及细胞的混合液称作培养液。

上述细胞接种盒19如图3所示，可拆卸地安装于大盘45上。此时，如图5所示，细胞接种盒19的第二连接器52及第四连接器54与大盘45的第一连接器51、第三连接器53分别无菌地结合。也就是说，例如通过在一方的橡胶状结合部中插入另一方的针状结合部而将第一连接器51和第二连接器52无菌地结合。对于第三连接器53与第四连接器54的结合也是相同的。

通过第一连接器51与第二连接器52的结合，使用管60，将不同的培养环境的细胞接种盒19与培养袋18连接，也就是说，将具有用于利用诱导因子刺激细胞而使该细胞表现出增殖功能的培养环境的细胞接种盒19与具有用于增殖细胞的培养环境的培养袋18连接。所以，可以将在细胞接种盒19中受诱导因子刺激而开始引发增殖的细胞向培养袋18转移，在该培养袋18中仅实施增殖。

如图4(B)所示，上述培养基盒20是在培养基盘69上放置有作为培养基储存容器的培养基袋67及作为使用后的培养基储存容器的使用后的培养基袋68，构成盒结构。上述培养基袋67是储存向培养袋18、细胞接种盒19供给的培养基的袋。另外，上述使用后的培养基袋68是储存从培养袋18中排出的使用后的培养基(上清液)的袋。通过将培养基盒20以盒结构构成，就可以在将培养袋18维持在罐16内的状态下，仅通过在该罐16内的培养盒17上安装培养基盒20来实现培养基的更换、供给。

上述培养基盒20可拆卸地安装于大盘45(图3)上。此时，如图5所示，培养基盒20的第六连接器56、第八连接器58分别与大盘45的第五连接器55、第七连接器57如第一连接器51与第二连接器52那样进行无菌结合。利用第六连接器56与第五连接器55的结合，将培养基袋67与细胞接种盒19连接。另外，利用第七连接器57与第八连接器58的结合，将使用后的培养基袋68与培养袋18连接。

通过将培养袋18、细胞接种盒19及培养基盒20如上所述地连接，就可以构成如下的封闭体系，即，将培养基盒20的培养基袋67内的培养基利用第一泵48的起动经由细胞接种盒19向培养袋18供给，将该培养袋18内的使用后的培养基利用第二泵49的起动向培养基盒20的使用后的培养基袋68排出。利用该封闭体系的结构，就可以将该系统(培养袋18、细胞接种盒19及培养基盒20)保持在无菌状态。

而且，上述细胞接种盒19在内部细胞消失的阶段可以被替换为空盒70。这样，就可以防止细胞接种盒19内的诱导因子向培养袋18内转移的情况。另外，培养基盒20在培养基袋67变空的阶段，可以更换为具备装满了培养基的培养基袋67和空的使用后的培养基袋68的新的培养基盒20。该更换由操作者实施。上述空盒70只是作为使培养基流动的流路发挥作用的构件。

在培养袋18内的培养(细胞增殖)中，有：流加培养，其通过起动第一泵48，将培养基盒20的培养基袋67内的培养基向培养袋18供给(流加)来增殖细胞；灌流培养，其通过起动第一泵48及第二泵49，将培养袋18内的使用后的培养基向培养基盒20的使用后的培养基袋68排出，并且将培养基袋67内的培养基向培养袋18供给来增殖细胞；振荡培养，其使用了后述的振荡装置80；静置培养，其不实施振荡。其中，在灌流培养中，有交替实施使用后的培养基的排出和培养基的供给的间歇式灌流培养、和同时实施使用后的培养基的排出和培养基的供给的连续式灌流培养。该连续式灌流培养中，通常来说，在管63中的培养袋18与第二泵49之间，配设有阻止细胞移动的过滤器71，防止培养袋18内的细胞向使用后的培养基袋68排出的情况。

上述第三泵50在利用图像观察到在培养袋18内细胞增殖等的情况下起动。也就是说，培养袋18内的细胞在管63中未配设过滤器71的情况下，从培养袋18经由管63、管62及管61，导入到细胞接种盒19或空盒70，由后述的CCD照相机88拍摄，可以观察增殖了的细胞数等。在上述管63中配设有过滤器71的情况下，第三泵50的上游侧经由旁路管73与培养袋18连接，培养袋18内的细胞经由上述旁路管73及管62，导向细胞接种盒19或空盒70内，可以使用CCD照相机88观察。

在培养袋18中的细胞的增殖结束后，将培养袋18内的使用后的培养基向上述培养基盒20的使用后的培养基袋68排出，将该培养袋18内的细胞浓缩。该使用后的培养基的排出是利用第二泵49的起动实施的，基于重量计43的测定值，利用运转控制盘13的控制，实施至培养袋18内的培养液的容量达到大约1/2～1/3左右。利用该培养袋18内的细胞的浓缩，就可以减少其后实施的以细胞清洗、浓缩为目的的利用离心分离机的离心分离次数。

另外，培养基盒20中，也可以在将培养袋18的细胞如上所述地浓缩后，将使用后的培养基袋68替换为可以安装在离心分离机上的作为细胞回收容器的细胞回收袋72，利用第二泵49的起动，向该细胞回收袋72内供给在培养袋18内将细胞浓缩了的培养液(培养基及细胞)。该情况下，条件是在管63中未配设过滤器71。这样，就可以在作为封闭体系空间的罐16内实施利用可以安装在离心分离机上的袋的细胞的回收，可以使细胞的回收作业省力化。

在收容于罐16内的培养盒17的大盘45上，如图5及图6所示，设有检测出在大盘45上安装了细胞接种盒19或空盒70的情况的细胞接种盒传感器74、检测出在大盘45上安装了培养基盒20的情况的培养基盒传感器75。这些传感器74及75的信号传送到运转控制盘13。该运转控制盘13确认在培养盒17的大盘45上安装有细胞接种盒19或空盒70，并且安装有培养基盒20，将第一泵48、第二泵49及第三泵50起动。

但是，如图5所示，在罐16内收容有培养盒17，该培养盒17由罐16的台42支承，而在该台42上，在设置培养盒17的配置培养袋盘47的下方位置设有倾斜电机76、凸轮机构79及定位传感器77。在培养袋盘47上直接放置培养袋18的载置台46中，其一部分(未图示的升降部)可升降地构成。上述倾斜电机76使凸轮机构79转动，使载置台46的上述升降部进行升降。该升降部的位置由定位传感器77检测出，向运转控制盘13发送。倾斜电机76由运转控制盘13控制，在培养袋18中的培养初期阶段，控制成使载置台46的升降部下降。这样，就可以在培养袋18上形成储液部78(图8及图9)。

在培养袋18中的培养初期阶段，通过将来自细胞接种盒19的培养液(培养基及细胞)储存于储液部78中，就可以将培养袋18内的每单位面积的细胞密度保持为适于增殖的密度，在培养初期有效地增殖细胞。在培养袋18内培养液达到规定量a(后述)以上的培养中期及后期，倾斜电机76借助凸轮机构79来升降载置台46的升降部，将培养袋18设为水平状态而消除上述储液部78。

在培养袋18中的培养初期阶段，来自细胞接种盒19的培养液储存在储液部78中，从而培养袋18内的单位面积的细胞密度保持在适合增殖的密度，细胞可以在培养初期有效地进行增殖。在培养袋18内培养液达到规定量a(后述)以上的培养中期以及后期，倾斜电机76通过凸轮机构79使载置台46的升降部上升，使培养袋18成为水平状态，消除上述储液部78。

另外，在罐16内，如图5所示，在培养盒17的配置培养袋盘47的上方位置，设有作为按压设备的振荡装置80的振荡机构91。该振荡装置80具有上述振荡机构91、工作电机81、凸轮机构90及定位传感器82。振荡机构91如图7所示，在装置框架83上，配设有借助导杆84上下自由移动的工作板85，在该工作板85的底面突设有多个突出部86。通过利用工作电机81，借助凸轮机构90(图5)的作用将工作板85向上方或下方交替地移动，该工作板85的突出部86就会反复按压位于振荡机构91的下方的培养袋18，也就是对培养袋18反复进行按压和按压解除。这样，培养袋18内的培养液就受到搅拌，培养袋18内的细胞在培养液内悬浮地移动，该培养袋18内的细胞的分布及培养基的成分浓度被均一化，另外供氧能力也提高，从而可以促进细胞的增殖。

如图6所示，利用上述定位传感器82检测工作板85的位置而向运转控制盘13发送，利用该运转控制盘13控制工作电机81。使用了上述振荡装置80的培养袋18内的细胞培养(振荡培养)既可以在培养袋18内培养液达到装满程度之前实施，也可以在达到装满程度之后实施。

另外，在罐16内，如图5所示，在培养盒17的配置细胞接种盒19或空盒70的位置的上方设有照明用LED87，在下方设有作为图像获得设备的CCD照相机88。照明用LED87是从上方将细胞接种盒19或空盒70照明的构件。CCD照相机88是从下方拍摄细胞接种盒19或空盒70内的细胞，取得其图像的构件。这些照明用LED87的照明操作和CCD照相机88的拍摄操作由运转控制盘13(图6)控制，每隔规定时间(例如6小时)取得细胞接种盒19或空盒70内的细胞的图像。每隔规定时间的细胞图像被储存于图像处理用计算机14的图像储存电路89中。

上述图像处理用计算机14对储存于图像储存电路89内的每隔规定时间的细胞图像进行图像处理，例如进行二值化处理或多值化处理，作为细胞培养的评价参数算出单一细胞的投影面积的平均值、作为单一细胞聚集后的细胞聚集块的非单一细胞的增加速度。单一细胞的投影面积的平均值(单一细胞的平均投影面积)是根据从将细胞接种盒19安装于培养盒17上，将该培养盒17收容于罐16内开始培养起例如经过24小时后的细胞图像算出的。

另外，对于是否是上述的非单一细胞，由于培养初期的单一细胞的投影面积小于100μm²，因此将投影面积在100μm²以上的情况判断为非单一细胞。根据细胞的经时的图像(例如从培养开始起经过24小时、48小时、72小时后的图像)，运算非单一细胞相对于全部细胞的比例的变化，算出非单一细胞的增加速度。

图像处理用计算机14根据单一细胞的平均投影面积算出延迟时间，推定该细胞的增殖开始时期。这里，上述的所谓延迟时间是从将细胞接种在细胞接种盒19的诱导因子刺激容器65中后到增殖开始前所需的诱导期的时间。图像处理用计算机14根据细胞的增殖开始时期判断该细胞的培养状况，也就是判断该细胞是否有可能利用诱导因子的刺激来增殖。此外，图像处理用计算机14将该细胞的判定结果(例如，该细胞具有增殖可能时“是”、没有增殖可能性时“否”等的信号)向运转控制盘13发送。运转控制盘13在接收到对于细胞接种盒19的诱导因子刺激容器65内的细胞判断为增殖的可能性明显很低的信号后，对该细胞显示该状态。另外，延迟时间过长的细胞为诱导因子的刺激明显难以起作用的细胞，可以判断为增殖的可能性低。

另外，图像处理用计算机14根据非单一细胞的增加速度算出该细胞的最小倍化时间。这里，所谓倍化时间是指某个时间的细胞的细胞数达到翻倍的细胞数所需的时间。图像处理用计算机14根据该最小倍化时间判断该细胞的培养状况，也就是判断该细胞的增殖能力，向运转控制盘13发送。此外，从图像处理用计算机14接收到信号的运转控制盘13基于上述细胞的增殖能力，决定从细胞接种盒19向培养袋18移动细胞的时机、向培养袋18流加培养基的流加速度等。而且，最小倍化时间过长的细胞可以判断为增殖能力明显很低的细胞。

作为控制设备发挥作用的运转控制盘13及图像处理用计算机14虽然未图示，但是具有执行运算或控制的CPU；储存处理程序或数据的存储装置(存储器)；将用于输入数据或命令等的键盘、鼠标或触摸屏等输入装置或监视器等输出装置进行连接的输入输出电路。另外，在图像处理用计算机14中，具备储存来自CCD照相机88的图像数据的图像储存电路89。

在图像处理用计算机14的存储装置中，储存有如下的程序，该程序用于将CCD照相机88每隔规定时间拍摄的细胞接种盒19内的细胞的图像进行图像处理(例如二值化处理或多值化处理)，算出细胞培养的评价参数(单一细胞的平均投影面积、非单一细胞的增加速度)等，根据该细胞培养的评价参数判定细胞的培养状况(细胞的增殖可能性、细胞的增殖能力)。

另外，在运转控制盘13的存储装置中，储存有如下的程序，该程序根据细胞的培养状况来控制与恒温槽11、罐16及培养盒17相关的设备(例如第一泵48、第二泵49等)，执行培养操作。另外，在该运转控制盘13的存储装置中还储存有如下的设备控制用程序，该程序每隔规定时间控制CCD照相机88而取得细胞的图像等，根据来自恒温槽11、罐16及培养盒17的各种传感器的信号，控制与这些恒温槽11、罐16及培养盒17相关的设备。

在细胞培养系统10中，在作为管理设备的上述运转控制盘13及监视用计算机15中的运转控制盘13的储存装置中，储存有：对恒温槽11的每个罐16及收容于该罐16内的每个培养盒17中的有关细胞的培养的细胞培养相关数据进行收集、积累的程序；基于上述细胞培养相关数据对每个罐16及培养盒17中的细胞培养状态进行监视的程序；基于上述细胞培养相关数据对每个罐16及培养盒17中的细胞培养操作进行管理的程序。

这里，上述细胞培养相关数据是以下数据中的至少一个：像细胞、培养基、诱导因子、培养袋18、大盘45、培养基袋67、培养基盒20、诱导因子刺激容器65、细胞接种盒19、细胞回收袋72、操作者的各自的ID或恒温槽11、罐16的各地址等那样的可以用例如条形码阅读器读取的识别符号；恒温槽11、罐16及培养盒17的各种传感器(温度传感器24、门传感器35、培养基盒传感器75、重量计43等)所检测的或者表示各种设备(第一泵48、第二泵49、送风风扇34、工作电机81等)的工作状态的培养环境数据；图像处理用计算机14所取得的细胞的图像数据(利用CCD照相机88得到的图像数据、将该图像进行了二值化等处理后的图像数据、根据该图像数据算出的评价参数等)。

所以，运转控制盘13根据上述程序，每隔规定时间(例如每隔1分钟)在恒温槽11的每个罐16及培养盒17中取得细胞培养相关数据，并进行收集、积累。这样，可以无需操作者自动地取得有关在恒温槽11的任意的罐16及培养盒17中培养的细胞的培养历程。另外，运转控制盘13同样地对恒温槽11的每个罐16及培养盒17，基于培养相关数据观察细胞的培养状态，监视有无异常。另外，运转控制盘13同样地对恒温槽11的每个罐16及培养盒17中的培养基盒20的更换操作(培养基更换操作)、替换成空盒70的操作、替换成细胞回收袋72的操作等各种培养操作进行管理，并将促使进行这些操作的内容告知操作者等。利用该管理，就可以自动地记录、保存历程等，防止人为的改动或记录错误。

另外，监视用计算机15从运转控制盘13接收、保存上述运转控制盘13所具有的恒温槽11的每个罐16及培养盒17的细胞培养相关数据、培养历程数据、有关有无异常的数据、有关培养操作的数据，可以在监视器上显示(阅览)。这样，操作者就可以在设置了恒温槽11的培养室94以外的监视室95中，观察在该恒温槽11中培养的细胞的培养，进行监视、管理。利用该管理，可以自动地记录、保存历程等，防止人为的改动或记录错误。

针对细胞培养前、细胞培养中、细胞培养后，使用图18～图20对上述细胞培养相关数据的取得进行说明。

如图18所示，在细胞培养前，在净化台等内，将诱导因子及培养基添加到诱导因子刺激容器65中，接种细胞时，运转控制盘13通过条形码阅读器取得诱导因子刺激容器65的ID、诱导因子及培养基的各收容容器的ID、细胞的试样ID、操作者ID以及操作日期时间，并发送到监视用计算机15。此外，在将该诱导因子刺激容器65安装于细胞接种盒19上时，运转控制盘13通过条形码阅读器取得诱导因子刺激容器65的ID、细胞接种盒19的ID、操作者ID以及操作日期时间，并向监视用计算机15发送。另外，在将培养袋18安装于大盘45上时，运转控制盘13通过条形码阅读器取得培养袋18的ID、大盘45的ID、操作者ID以及操作日期时间，并向监视用计算机15发送。另外，在将培养基袋67及使用后的培养基68安装于培养基盒20上时，运转控制盘13通过条形码阅读器取得培养基袋67的ID、培养基盒20的ID、操作者ID以及操作日期时间，并向监视用计算机15发送。

同样地，在细胞培养前，在向恒温槽11的罐16内搬入大盘45时，运转控制盘13通过条形码阅读器取得恒温槽11及罐16的地址、大盘45的ID、操作者ID以及操作日期时间，并向监视用计算机15发送。此外，在细胞培养前，在收容于上述恒温槽11的罐16内的大盘45上安装培养基盒20时，运转控制盘13通过条形码阅读器取得恒温槽11及罐16的地址、培养基盒20的ID、操作者ID以及操作日期时间，并向监视用计算机15发送。在细胞培养前，在收容于上述恒温槽11的罐16内的大盘45上安装细胞接种盒19时，运转控制盘13通过条形码阅读器取得恒温槽11及罐16的地址、细胞接种盒19的ID、操作者ID以及操作日期时间，并向监视用计算机15发送。

如图19所示，在细胞培养中，运转控制盘13取得该恒温槽11的运转或停止状态、该恒温槽11的各种传感器(温度传感器24等)的测定数据、日期时间及恒温槽11的地址，并向监视用计算机15发送。另外，在该细胞培养中，运转控制盘13取得该恒温槽11、该罐16及该罐16内的培养盒17的运转或停止状态、该罐16及培养盒17的各种设备(送风风扇34、第一泵48等)的运转或停止状态、该罐16及培养盒17的各种传感器(温度传感器37、重量计43等)的测定数据、日期时间及罐16的地址，并向监视用计算机15发送。另外，在该细胞培养中，运转控制盘13从图像处理用计算机14取得利用CCD照相机88拍摄的细胞的图像数据、将该图像数据进行了二值化处理等的处理数据、评价参数、日期时间及罐16的地址，并向监视用计算机15发送。此时，运转控制盘13如前所述地向恒温槽11、罐16及培养盒17输出用于控制各种设备等的控制信号。

在该细胞培养中细胞接种盒19内细胞消失而替换为空盒70时，运转控制盘13取得相应的恒温槽11及罐16的地址、大盘45的ID、细胞接种盒19的ID、操作者ID以及操作日期时间，并向监视用计算机15发送。另外，在细胞培养中培养基盒20的培养基袋67内变空，更换为具备装满了培养基的培养基袋67的新培养基盒20之时(培养基更换之时)，运转控制盘13取得相应的恒温槽11及罐16的地址、培养基盒20的ID、培养基袋67的ID、操作者ID以及操作日期时间，并向监视用计算机15发送。

另外，在不是用培养袋18而是用细胞回收袋72回收细胞的情况下，在细胞培养中在培养袋18内将细胞浓缩，将培养基盒20的使用后的培养基袋68替换为细胞回收袋72时，运转控制盘13取得相应的恒温槽11及罐16的地址、大盘45的ID、培养基盒20的ID、细胞回收袋72的ID、操作者ID以及操作日期时间，并向监视用计算机15发送。而且，在这些向空盒70的替换、培养基盒20的更换(培养基更换)、向细胞回收袋72的替换时，运转控制盘13使相应的恒温槽11的罐16的门锁机构39工作而解除门锁，并根据来自细胞接种盒传感器74或培养基盒传感器75的信号，确认上述向空盒70的替换、培养基盒20的更换(培养基更换)、向细胞回收袋72的替换。

如图20(A)所示，在细胞培养结束后用培养袋18回收细胞的情况下，在将大盘45取下时，运转控制盘13取得相应的恒温槽11及罐16的地址、大盘45的ID、操作者ID、以及操作日期时间，并向监视用计算机15发送。其后，在净化台等中从大盘45中取出培养袋18时，运转控制盘13取得该大盘45的ID、培养袋18的ID、操作者ID以及操作日期时间，并向监视用计算机15发送。而且，在将该大盘45及培养袋18取下时，运转控制盘13使相应的恒温槽11的罐16的门锁机构39工作而解除门锁。

如图20(B)所示，在细胞培养结束后用细胞回收袋72回收细胞的情况下，在将具备细胞回收袋72的培养基盒20取下时，运转控制盘13取得相应的恒温槽11及罐16的地址、培养基盒20的ID、细胞回收袋72的ID、操作者ID以及操作日期时间，并向监视用计算机15发送。其后，在净化台等中从培养基盒20中将细胞回收袋72取下时，运转控制盘13取得该培养基盒20的ID、细胞回收袋72的ID、操作者ID以及操作日期时间，并向监视用计算机15发送。

下面，使用图8～图11的工序图及图12～图17中所示的流程图，对运转控制盘13及图像处理用计算机14执行上述程序而培养细胞的工序进行说明。该细胞培养工序中，运转控制盘13及图像处理用计算机14对每个恒温槽11的罐16独立地设定、控制培养环境，培养收容于各罐16中的培养盒17的细胞。

图8至图13表示诱导因子刺激间歇式灌流培养工序，是在培养袋18中回收细胞的情况。首先，如图8(A)及图12所示，操作者将空的培养袋18通过载置台46放置于培养袋盘47上，将该培养袋盘47安装于大盘45上，将培养袋18与第一泵48、第二泵49及第三泵50连接。

然后，操作者将该大盘45搬入恒温槽11的、指示灯44例如点亮为绿色的独立的罐16内，该大盘45由台42进行支承。此后，操作者在净化台等内在诱导因子刺激容器65中将诱导因子固定化，加入培养基，并接种细胞，然后如图8(B)所示，将具有该诱导因子刺激容器65的细胞接种盒19安装在上述罐16内的上述大盘45上。接下来，操作者将在净化台等内在培养基袋67中将加入有培养基的培养基盒20安装于上述罐16内的上述大盘45上(图12的S1)。

然后，操作者确认收容有培养盒17的罐16中的CCD照相机88的图像输出(图12的S2)，所述培养盒17在大盘45上安装有培养袋18、细胞接种盒19及培养基盒20。在该图像输出的确认之前或之后，操作者起动该罐16的倾斜电机76而使载置台46的升降部下降，在培养袋18上形成储液部78。继而，操作者利用该罐16的重量计43，测定空的培养袋18的重量。

其后，如图9(A)所示，操作者将罐门31关闭而在该罐16内开始细胞的培养(图12的S3)。这样，在细胞接种盒19的诱导因子刺激容器65中，为了增殖而利用诱导因子刺激细胞(图12的S4)。该罐16的CCD照相机88每隔规定时间(例如6小时)拍摄细胞接种盒19的诱导因子刺激容器65内的细胞，图像处理用计算机14根据该拍摄图像算出细胞培养的评价参数。继而，图像处理用计算机14根据该评价参数算出延迟时间，判定该细胞受到诱导因子的刺激后是否存在增殖的可能性，继而算出最小倍化时间，判定该细胞的增殖能力(图12的S5)。

运转控制盘13在从图像处理用计算机14接收到如下的信号时，即，判断细胞在细胞接种盒19的诱导因子刺激容器65内受到诱导因子刺激后即使经过规定时间(例如72小时)也看不到增殖的可能性的信号，则显示该结果。另外，运转控制盘13在从图像处理用计算机14接收到判断在细胞接种盒19的诱导因子刺激容器65内的细胞中有增殖的可能性的信号时，则基于该细胞的增殖能力，决定将该细胞向培养袋18转移的时机、向培养袋18内的培养基的流加速度等。运转控制盘13基于该决定使第一泵48工作，如图9(B)所示，向细胞接种盒19中流加培养基盒20的培养基袋67内的培养基，将该细胞接种盒19的诱导因子刺激容器65内的细胞向培养袋18转移，并且向培养袋18中流加培养基袋67内的培养基(图12的S6)。

利用该第一泵48的工作，开始培养袋18的储液部78内的细胞的静置培养(图12的S7)。运转控制盘13依照程序，在流加培养基的同时进行流加培养，判断由重量计43测定的培养袋18内的培养液的重量是否达到规定值a以上(图12的S8)。运转控制盘13在达到规定值a以上的时刻起动倾斜电机76，借助凸轮机构79使载置台46的升降部上升，如图10(A)所示，使培养袋18成为水平状态而消除储液部78(图12的S9)。

其后，运转控制盘13判断由重量计43测定的培养袋18内的培养液的重量是否达到规定值b以上(图12的S10)，在达到规定值b以上的时刻起动工作电机81。这样，如图10(B)所示，振荡装置80工作，开始振荡装置80的振荡机构91的工作板85反复按压培养袋18的振荡培养(图12的S11)。接下来，运转控制盘13判断由重量计43测定的培养袋18内的培养液的重量是否达到规定值c以上(图12的S12)，在达到规定值c以上的时刻，停止第一泵48，停止从培养基盒20的培养基袋67向培养袋18中的培养基的流加，停止工作电机81，从而停止培养袋18内的振荡培养(图13的S13)。

运转控制盘13在细胞在培养袋18内沉降之后，使第二泵49工作，如图11(A)所示，将培养袋18内的使用后的培养基(培养袋18内的上清液)向培养基盒20的使用后的培养基袋68排出(图13的S14)。其后，运转控制盘13起动第一泵48，从培养基盒20的培养基袋67向培养袋18中流加培养基，起动工作电机81，利用振荡装置80在培养袋18内实施振荡培养(图13的S15)。在经过规定时间后，运转控制盘13停止第一泵48而停止从培养基盒20的培养基袋67向培养袋18的培养基流加，停止工作电机81，从而停止培养袋18内的振荡培养(图13的S16)。

运转控制盘13判断是否达到了依赖于所增殖的细胞的使用日期时间的所需的培养期限，或者图像处理用计算机14判断培养袋18内的细胞是否达到了所需的细胞数(图13的S17)。在判断培养袋18内细胞是否达到所需的细胞数时，运转控制盘13起动第三泵50(图11(A))，将培养袋18内的细胞的一部分向细胞接种盒19或空盒70(大部分情况下为空盒70)转移，由CCD照相机88拍摄该细胞。图像处理用计算机14对该细胞的图像进行图像处理，判断细胞数是否为规定值以上，向运转控制盘13发送。此后，运转控制盘13在尚未达到上述培养期限或细胞数的情况下，重复进行步骤S14～S17的处理操作。

上述步骤S13～S17是交替地实施培养袋18内使用后的的培养基的排出、和向培养袋18内的新的培养基的供给(流加)的间歇式灌流培养。

另外，在步骤S9～S17中，利用CCD照相机88确认细胞接种盒19的诱导因子刺激容器65内的细胞的有无，运转控制盘13在诱导因子刺激容器65内不存在细胞的情况下，敦促操作者将细胞接种盒19替换为空盒70，以不使诱导因子从该诱导因子刺激容器65向培养袋18内流入。在替换成该空盒70时，运转控制盘13暂时地中断从培养基盒20向培养袋18中的培养基的流加、和利用振荡装置80进行的振荡培养，直至空盒70的替换结束为止。

另外，在步骤S9～S17中，运转控制盘13在根据重量计43的测定值判断在培养基盒20的培养基袋67中没有培养基的情况下，敦促操作者将培养基盒20更换为新的培养基盒20。在更换成新的培养基盒20时，运转控制盘13也是暂时地中断从培养基盒20向培养袋18中的培养基的流加、和利用振荡装置80进行的振荡培养，直至培养基盒20的替换结束为止。

运转控制盘13在步骤S17中在达到所需的培养期限或者达到所需的细胞数的时刻，即停止振荡，在细胞沉降之后，如图11(B)所示，起动第二泵49，将培养袋18内的使用后的培养基向培养基盒20的使用后的培养基袋68排出，基于重量计43的测定值，将细胞浓缩，直至培养袋18内的培养液达到大约1/2～1/3左右(图13的S18)。

运转控制盘13其后将第二泵49停止而结束细胞培养(图13的S19)。在该培养结束后，由操作者将培养袋18内的细胞在净化台等内向离心分离机用的容器转移，其后，利用离心分离将细胞回收(图13的S20)。

下面，将在同样的诱导因子刺激间歇式灌流培养工序中，包含利用细胞回收袋72(图5)回收细胞的处理的情况表示于图14及图15中。所以，由于该图14及图15中所示的工序的步骤S21～S38与图12及图13的步骤S1～S18相同，因此省略说明。

图15中所示的步骤S38中，在利用第二泵49的起动将培养袋18内的细胞浓缩后，运转控制盘13停止第二泵49，敦促操作者将培养基盒20的使用后的培养基袋68更换为细胞回收袋72(图5)(图15的S39)。该细胞回收袋72是可以安装在离心分离机上而用于离心分离的袋。

在将培养基盒20的使用后的培养基袋68更换为细胞回收袋72后，运转控制盘13起动第二泵49及工作电机81，在利用振荡装置80使培养袋18内振荡的同时，将该培养袋18内的细胞与培养基一起，向安装于培养基盒20上的细胞回收袋72转移(图15的S40)。运转控制盘13其后停止第二泵49及工作电机81而停止细胞培养(图15的S41)。在该培养结束后，由操作者将细胞回收袋72安装于离心分离机上，利用离心分离回收细胞(图15的S42)。

下面，基于图16及图17对诱导因子刺激连续式灌流培养工序进行说明。由于该图16及图17中所示的诱导因子刺激连续式灌流培养工序的步骤S51～S62与图12及图13的诱导因子刺激间歇式灌流培养工序的步骤S1～S 12相同，因此省略说明。该诱导因子刺激连续式灌流培养工序中，在培养袋18与第二泵49之间配设有过滤器71。

运转控制盘13从培养基盒20的培养基袋67向培养袋18内流加培养基(图16的S56)，在培养袋18内的利用振荡装置80进行的振荡培养中(图16的S61)，在培养袋18内的培养液的重量达到规定值c以上的时刻(图16的S62)起动第二泵49，将培养袋18内的使用后的培养基向培养基盒20的使用后的培养基袋68排出。这样，就可以在培养袋18内开始连续式灌流培养(图17的S63)，所述连续式灌流培养同时实施向培养袋18中流加培养基和从培养袋18中排出使用后的培养基。此时，培养袋18内的细胞因流动受到过滤器71阻止而不存在向使用后的培养基袋68内流动的情况。在上述连续式灌流培养中，也可以同时地实施利用振荡装置80进行的振荡培养。

运转控制盘13判断是否达到了依赖于所增殖的细胞的使用日期时间的所需的培养期限，此外，图像处理用计算机14判断培养袋18内的细胞是否达到了所需的细胞数(图17的S64)。在判断培养袋18内细胞是否达到所需的细胞数时，运转控制盘13起动第三泵50，将培养袋18内的细胞的一部分向细胞接种盒19或空盒70(大部分情况下为空盒70)转移，使CCD照相机88拍摄该细胞。图像处理用计算机14对该细胞的图像进行图像处理，判断细胞数是否为规定值以上，向运转控制盘13发送。此后，运转控制盘13在尚未达到上述培养期限或细胞数的情况下，重复进行步骤S63的连续式灌流培养。

这里，在步骤S59～S64中，利用CCD照相机88确认细胞接种盒19的诱导因子刺激容器65内的细胞的有无，运转控制盘13在诱导因子刺激容器65内不存在细胞的情况下，敦促操作者将细胞接种盒19替换为空盒70，从而使得诱导因子不会从该诱导因子刺激容器65向培养袋18内流入。在替换成该空盒70时，运转控制盘13暂时地中断从培养基盒20向培养袋18中的培养基的流加、和利用振荡装置80进行的振荡培养，直至空盒70的替换结束为止。

另外，在步骤S59～S64中，运转控制盘13在根据重量计43的测定值判断为在培养基盒20的培养基袋67中没有培养基的情况下，敦促操作者将培养基盒20更换为新的培养基盒20。在更换成新的培养基盒20时，运转控制盘13也是暂时地中断从培养基盒20向培养袋18中的培养基的流加、和利用振荡装置80进行的振荡培养，直至培养基盒20的更换结束为止。

运转控制盘13在步骤S64中的达到所需的培养期限或者达到所需的细胞数的时刻，停止第一泵48、第二泵49及工作电机81，从而停止灌流培养及振荡培养(图17的S65)。

运转控制盘13其后起动第二泵49，将培养袋18内的使用后的培养基向培养基盒20的使用后的培养基袋68排出，基于重量计43的测定值，将细胞浓缩，直至培养袋18内的培养液达到大约1/2～1/3左右(图17的S66)。在浓缩过程中将振荡装置停止是为了防止大量的细胞流入管中，而将过滤器堵塞的情况。

运转控制盘13其后停止第二泵49而结束细胞培养(图17的S67)。在该培养结束后，由操作者将培养袋18内的细胞在净化台等内向离心分离机用的容器中转移，其后，利用离心分离将细胞回收(图17的S68)。

由于如上所述地构成，因此根据上述实施方式，可以起到如下的效果(1)～(8)。

(1)图像处理用计算机14对CCD照相机88所拍摄的细胞接种盒19内的细胞的图像进行图像处理而取得细胞培养的评价参数(单一细胞的平均投影面积、非单一细胞的增加速度)，判定评价该细胞的培养状况(细胞的增殖可能性及增殖能力)。运转控制盘13实施与该培养状况对应的培养操作(细胞从细胞接种盒19向培养袋18转移的时机、和从培养基盒20向培养袋18以规定流加速度进行培养基的流加等)。其结果是，由于可以在非接触、非侵害状态下判定细胞的培养状况，因此不会对该细胞造成损害，可以避免由取样造成污染的危险性及细胞的损失。

另外，由于操作者不需要逐步实施培养操作，因此可以减轻操作者的劳动，并且由于不需要为了观察培养状况而开闭恒温槽11的本体门21及罐16的罐门31，因此可以将恒温槽11及罐16内的培养环境维持良好。

另外，由于将一个患者的细胞接种在收容于独立的罐16内的培养盒17的细胞接种盒19中，对每个该细胞实施与细胞的培养状况对应的培养操作，因此可以对每个患者的细胞实现恰当的培养操作，可以避免交叉污染。因可以实现与该细胞的培养状况对应的恰当的培养操作，而可以实现以小时为单位的培养操作，可以促进培养而缩短培养期限。

(2)由于培养基盒20构成为盒结构，与培养袋18及同样地以盒结构构成的细胞接种盒19连接，因此特别是可以将培养袋18总是保持在最适于培养的环境的罐16内。另外，由于可以仅通过将恒温槽11的本体门21及罐16的罐门31开闭一次而实现培养基的更换，因此可以减少上述两个门21及31的开闭次数，可以抑制恒温槽11及罐16内的培养环境的变动。它们的结果是，可以减少伴随着环境变化产生的对培养袋18内的细胞的损害，并且可以省略在净化台等内向培养袋18供给培养基的无菌操作。

(3)由于培养基盒20、细胞接种盒19及培养袋18被连接而构成封闭体系，因此可以将这些培养基盒20、细胞接种盒19及培养袋18保持为无菌状态。

(4)由于在培养袋18内的培养初期阶段，在该培养袋18的储液部78内储存有培养液，因此可以通过将每单位面积的细胞密度维持在适于增殖的密度，从而可以在培养初期阶段有效地增殖细胞。

(5)在将在培养袋18内增殖的细胞导向细胞接种盒19或空盒70内，利用CCD照相机88取得该细胞的图像的情况下，通过将在培养袋18内增殖的细胞形成图像，就可以不用取样地观察其细胞数或细胞的形态。

(6)由于培养袋18内的使用后的培养基被排出到培养基盒20的使用后的培养基袋68中进行储存，因此可以将培养袋18内的细胞密度提高、浓缩，所以可以减少用于细胞回收的离心分离操作次数。其结果是，可以实现细胞回收作业的省力化，并且还可以减少伴随着离心分离对细胞的损害。

(7)在将在培养袋18内浓缩了的细胞全部回收到安装于培养基盒20上的细胞回收袋72中的情况下，由于可以将该细胞回收袋72直接安装在离心分离机上来回收细胞，因此可以实现细胞回收作业的省力化。

(8)由于振荡装置80的振荡机构91的工作板85的突出部86反复按压收容接种了细胞的培养基的柔性的培养袋18，搅拌该培养袋18内的培养液，因此可以将该培养袋18内的细胞的分布及培养基的成分浓度均一化，另外因供氧能力也提高，而可以促进细胞的增殖，提高细胞的培养效率。

另外，由于细胞只是悬浮在被振荡装置80的工作板85反复按压而搅拌的培养液内，因此可以防止遭受损害。

(9)由于运转控制盘13及监视用计算机15对恒温槽11的每个培养单元12(罐16及培养盒17)，收集、积累有关细胞的培养的细胞培养相关数据，因此可以可靠地掌握关于在任意的培养单元12中培养的细胞的培养历程。

另外，由于运转控制盘13及监视用计算机15对恒温槽11的每个培养单元12(罐16及培养盒17)，基于细胞培养相关数据来监视细胞的培养状态，因此可以监视每个培养单元12中的培养状态的异常。

另外，由于运转控制盘13及监视用计算机15对恒温槽11的每个培养单元12(罐16及培养盒17)，基于细胞培养相关数据来管理培养基的更换(培养基盒20的更换)或培养结束后的细胞回收(利用培养袋18或细胞回收袋72进行的细胞回收)等细胞培养操作，因此可以很容易地制成用于操作者对恒温槽11的每个培养单元12实施的操作(作业)的作业规范。

(10)由于管理设备具有：运转控制盘13，其与恒温槽11一起设于培养室94内，兼具控制恒温槽11的各培养单元12(罐16及培养盒17)的培养的功能；监视用计算机15，其被设于上述培养室94以外的监视室95中，接收保存并可以显示(阅览)上述运转控制盘13所具有的数据。因此可以使用监视用计算机15在培养室94以外的监视室95中观察监视并管理培养室94内的恒温槽11的培养单元12内的细胞的培养状态，利用该管理，可以自动地记录、保管历程等，防止人为的改动或记录错误。

(11)由于构成培养单元12的恒温槽11的罐16分别通过吸气过滤器32及排气过滤器33隔离成细胞或/及细菌无法出入的状态，因此可以防止收容于各罐16内的培养袋18及细胞接种盒19内的细胞被细菌污染。

(12)由于一个恒温槽11的全部罐16的送风风扇34在该恒温槽11的本体门21被打开时即停止，因此在恒温槽11的本体门21打开之时，可以保持该恒温槽11的各罐16的密闭状态，所以各罐16能良好地确保独立的培养环境，可以抑制罐16内的培养环境的变动。

(13)由于一个恒温槽11的各罐16的罐门31仅有某一个可以被打开，因此不会有在一个恒温槽11中将各罐16的罐门31同时地打开两个以上的情况，所以可以防止罐16内的培养袋18及细胞接种盒19的搬入搬出时的拿错，并且可以防止细胞之间被相互污染的交叉污染。

[B]第2种实施方式(图21～图24)

图21是表示本发明的细胞培养装置的第2种实施方式的培养单元的结构(分化诱导状态)的布置图。图22是表示图21的培养单元的分化诱导前状态的结构的布置图。该第2种实施方式中，对与上述第1种实施方式相同的部分，通过赋予相同的符号而省略说明。

该第2种实施方式的细胞培养装置100是将第1种实施方式的细胞培养装置10的细胞接种盒19(图5)替换为预先添加了分化诱导因子的作为分化诱导培养容器的分化诱导盒101的装置。此外，该细胞培养装置100中，在利用第二泵49的起动将培养基从培养基盒20的培养基袋67导向培养袋18而使细胞增殖后，利用第一泵48的起动，将该增殖了的细胞导向分化诱导盒101，对该细胞起作用，也就是使该细胞分化。这里，所谓分化是指使细胞具有作为心脏的细胞的作用，或具有作为肝脏的细胞的作用等。在将在培养袋18中增殖了的细胞用分化诱导盒101分化之前，如图22所示，设置空盒102来取代该分化诱导盒101，将培养袋18内的使用后的培养基利用第一泵48的起动经由空盒102向培养基盒20的使用后的培养基袋68排出。上述空盒102与空盒70(图5)相同，只是作为用于使培养基流动的流路发挥作用。

该第2种实施方式中，如图21所示，CCD照相机88每隔规定时间拍摄在分化诱导盒101内分化的细胞的图像。用于执行该拍摄的程序储存于运转控制盘13的储存装置中。图像处理用计算机14将该细胞的图像进行例如二值化处理或多值化处理，取得细胞的形态的评价参数。用于执行该评价参数的取得的程序储存于图像处理用计算机14的储存装置中。图像处理用计算机14根据细胞的形态的经时的变化判定该细胞是否被分化。接收了来自图像处理用计算机14的信号的运转控制盘13控制该分化诱导盒101的分化诱导操作。例如在图像处理用计算机14判断在该细胞中有分化的可能性的情况下，运转控制盘13继续分化诱导操作，而不存在分化可能性的情况下，则显示该结果。用于执行上述的分化的判定的程序储存于图像处理用计算机14的储存装置中，用于执行分化诱导操作的程序储存于运转控制盘13的储存装置中。

另外，在运转控制盘13的储存装置中，与上述第1种实施方式的情况大致相同，储存有取得恒温槽11的每个罐16及培养盒17中的细胞培养相关数据的程序、监视细胞的培养状态的程序、管理细胞的培养操作的程序。运转控制盘13基于上述的程序，与第1种实施方式的情况大致相同，对恒温槽11的每个罐16及培养盒17，收集、积累细胞培养相关数据，监视异常的有无，管理培养基盒20的更换操作(培养基的更换操作)、从空盒102向分化诱导盒101的替换操作等培养操作。另外，监视用计算机15与上述第1种实施方式的情况相同，从运转控制盘13接收、保存恒温槽11的每个罐16及培养盒17的细胞培养相关数据、培养历程数据、有关异常的有无的数据、有关培养操作的数据，并可以在监视器上显示(阅览)。

虽然上述细胞培养相关数据的取得是与第1种实施方式相同地进行，然而在涉及分化诱导盒101的情况是不同的。也就是说，在细胞培养前(参照图18)，在净化台等内向分化诱导盒101的分化诱导容器103(图21)中添加分化诱导因子之时，运转控制盘13取得该分化诱导容器103的ID、分化诱导因子的ID、操作者ID以及操作日期时间，并向监视用计算机15发送。此外，在将该分化诱导容器103安装在分化诱导盒101上之时，运转控制盘13取得分化诱导容器103的ID、分化诱导盒101的ID、操作者ID以及操作日期时间，并向监视用计算机15发送。在细胞培养中(参照图19)，在将空盒102取下而替换为分化诱导盒101时，运转控制盘13取得恒温槽11及罐16的地址、分化诱导盒101的ID、大盘45的ID、操作者ID以及操作日期时间，并向监视用计算机15发送。

下面，使用图23及图24对利用上述细胞培养装置100进行的分化诱导间歇式灌流培养工序进行说明。

首先，操作者在净化台等内向培养袋18中添加培养基及细胞(图23的S71)，该培养袋18通过载置台46放置于培养袋盘47上，将该培养袋盘47安装于大盘45上(图23的S72)。此后，操作者将该大盘45搬入恒温槽11的、指示灯44例如点亮为绿色的单独的罐16内。

然后，操作者在上述罐16内的大盘45上安装培养基盒20，安装空盒102(图22)(图23的S73)。此后，由操作者将上述罐16的罐门31关闭，开始培养袋18内的细胞的静置培养(图23的S74)。在该静置培养之时，在最初培养袋18内培养液很少的情况下，操作者起动倾斜电机76使载置台46的升降部下降，在培养袋18上形成储液部78(图8)。

静置培养开始后，运转控制盘13起动第二泵49，将来自培养基盒20的培养基袋67的培养基向培养袋18中流加(图23的S75)。运转控制盘13根据重量计43的测定值确认培养袋18内的培养液是否达到了规定值a以上(图23的S76)，在重量计的测定值达到了上述规定值a以上的情况下，起动倾斜电机76而使载置台46的升降部上升，使培养袋18呈水平状态而消除储液部78(图23的S77)。

其后，运转控制盘13判断由重量计43测定的培养袋18内的培养液的重量是否达到了规定值b以上(图23的S78)，在达到了规定值b以上的时刻起动工作电机81，使振荡装置80工作而开始振荡培养(图23的S79)。接下来，运转控制盘13判断由重量计43测定的培养袋18内的培养液的重量是否达到规定值c以上(图23的S80)，在达到规定值c以上的时刻，停止第二泵49，停止从培养基盒20的培养基袋67向培养袋18中的培养基的流加，停止工作电机81，从而停止培养袋18内的振荡培养(图23的S81)。

运转控制盘13在细胞在培养袋18内沉降之后，使第一泵48工作，将培养袋18内的使用后的培养基(培养袋18内的上清液)向培养基盒20的使用后的培养基袋68排出(图24的S82)。其后，运转控制盘13起动第二泵49，从培养基盒20的培养基袋67向培养袋18中流加培养基，起动工作电机81，利用振荡装置80在培养袋18内实施振荡培养(图24的S83)。在经过规定时间后，运转控制盘13停止第二泵49，停止从培养基盒20的培养基袋67向培养袋18的培养基的流加，停止工作电机81，从而停止培养袋18内的振荡培养(图24的S84)。

运转控制盘13判断是否达到了依赖于所增殖的细胞的使用日期时间的所需的培养期限，此外，图像处理用计算机14判断培养袋18内的细胞是否达到了所需的细胞数(图24的S85)。在判断培养袋18内的细胞是否达到所需的细胞数时，运转控制盘13起动第三泵50，将培养袋18内的细胞的一部分向空盒102转移，使CCD照相机88拍摄该细胞。图像处理用计算机14对该细胞的图像进行图像处理，判断细胞数是否为规定值以上，向运转控制盘13发送。此后，运转控制盘13在尚未达到上述培养期限或细胞数的情况下，重复进行步骤S82～S85的操作。

上述步骤S81～S85是交替实施培养袋18内的使用后的的培养基的排出、和向培养袋18内供给(流加)新的培养基的间歇式灌流培养。

这里，在步骤S77～S85中，运转控制盘13在根据重量计43的测定值判断为在培养基盒20的培养基袋67中没有培养基的情况下，敦促操作者将培养基盒20更换为新的培养基盒20。在更换成新的培养基盒20时，运转控制盘13也暂时地中断从培养基盒20向培养袋18中的培养基的流加、和利用振荡装置80进行的振荡培养，直至培养基盒20的更换结束为止。

运转控制盘13在步骤S85中达到所需的培养期限或者达到所需的细胞数的时刻，起动第一泵48，将培养袋18内的使用后的培养基向培养基盒20的使用后的培养基袋68排出，基于重量计43的测定值，将细胞浓缩，直至培养袋18内的培养液达到大约1/2～1/3左右(图24的S86)。

其后，在利用运转控制盘13将第一泵48停止后，操作者如图21所示，将空盒102更换为分化诱导盒101(图24的S87)。

在向分化诱导盒101的更换结束后，运转控制盘13起动第二泵49，将培养基盒20的培养基袋67内的培养基向培养袋18流加，起动工作电机81而在培养袋18内利用振荡装置80进行振荡培养(图24的S88)。然后，运转控制盘13起动第一泵48，在继续培养袋18内的振荡培养及来自培养基盒20的培养基的流加的同时，将培养袋18内的培养液向分化诱导盒101移动(图24的S89)。这样，就可以在该分化诱导盒101内开始分化诱导培养(图24的S90)。

运转控制盘13在上述分化诱导培养中，利用CCD照相机88每隔规定时间(例如6小时)拍摄分化诱导盒101内的细胞。图像处理用计算机14对该拍摄图像进行图像处理，获得细胞形态的评价参数，根据该细胞的形态的经时的变化，判断该细胞是否在分化诱导盒101内被分化(图24的S91)。

运转控制盘13在步骤S91中从图像处理用计算机14接收到判断细胞已被分化的信号后，停止第二泵49、第一泵48及工作电机81，从而停止分化诱导培养，结束细胞培养(图24的S92)。在该培养结束后，操作者利用在净化台等内的细胞回收操作，将分化诱导盒101内的细胞回收(图24的S93)。

由于如上所述地构成，因此根据上述第2种实施方式，除了可以起到与上述第1种实施方式的效果(2)～(6)及(8)相同的效果(其中，将细胞接种盒19替换为分化诱导盒101)以外，还可以起到以下的效果(9)。

(9)由于对分化诱导盒101内的细胞的图像进行图像处理而取得细胞培养的评价参数(细胞的形态)，判定该细胞的培养状况(细胞是否被分化)，实施与该培养状况对应的培养操作(以规定流加速度从培养基盒20向培养袋18中流加培养基或从培养袋18向分化诱导盒101的细胞转移的时机等)，因此可以在非接触、非侵害状态下判定细胞的培养状况，所以不会有对该细胞造成损害的情况，可以避免由取样造成的污染的危险性及细胞的损失，另外还可以减轻操作者的劳动。另外，由于是将一个患者的细胞在收容于独立的罐16内的培养盒17的培养袋18中增殖，在分化诱导盒101中分化，因此可以对每个患者恰当地实施细胞的培养，可以避免交叉污染。

另外，根据上述第1种及第2种实施方式的细胞培养装置10及102，可以起到以下的效果(10)。

(10)细胞培养装置10及100都是在不同的培养环境下培养细胞的多个培养容器中，将在一个培养容器中培养的细胞向下游侧的另一个培养容器转移。也就是说，细胞培养装置10中，在作为一个培养容器的细胞接种盒19中为了增殖而利用诱导因子来刺激细胞，其后，从该细胞接种盒19向作为另一个培养容器的培养袋18中转移上述细胞，使该细胞增殖。另外，在细胞培养装置100中，在作为一个培养容器的培养袋18中将细胞增殖后，从该培养袋18向作为另一个培养容器的分化诱导盒101中转移上述细胞，将该细胞分化。这样，根据细胞培养装置10及100，可以扩大细胞的培养方式的变化。

以上虽然基于上述实施方式对本发明进行了说明，然而本发明并不限定于此。

例如，上述两个实施方式中，虽然叙述了如下的情况，即，图像处理用计算机14对CCD照相机88的图像进行图像处理而算出评价参数，根据该评价参数判定细胞的培养状况(细胞的增殖可能性、细胞的增殖能力)，然而也可以由运转控制盘13来实施该图像处理用计算机14的功能。

另外，利用CCD照相机88进行的细胞图像的拍摄也可以在培养袋18中来实施。另外，在诱导因子刺激连续式灌流培养工序(图16及图17)中，在不实施利用振荡装置80的振荡培养的情况下，也可以在第二泵49与培养袋18之间不配设过滤器71。

上述两个实施方式中，虽然叙述了为了增殖细胞而使用振荡装置80来搅拌培养液的情况，然而也可以使培养袋18沿上下方向振动，或者沿左右方向摆动而使培养液流动，将细胞的分布及培养基的成分浓度均一化，以及提高供氧能力。

另外，在上述两个实施方式中，虽然叙述了运转控制盘13及图像处理用计算机14对一个恒温槽内的各罐进行控制的情况，然而也可以有多个同样的恒温槽，运转控制盘13及图像处理用计算机14对这些恒温槽的各罐执行控制。

[C]第3种实施方式(图25)

另外，第1种及第2种实施方式中，叙述了如下的情况，即，对于一台恒温槽11的各罐16，分别由一台运转控制盘13及图像处理用计算机14控制运转，分别由一台运转控制盘13及监视用计算机15监视、管理细胞培养，然而也可以像图25中所示的第3种实施方式那样，设置多台恒温槽11，对各恒温槽11各配置一台运转控制盘13，在各运转控制盘13上分别连接一台图像处理用计算机14及一台监视用计算机15，从而可以利用监视用计算机15观察在多台恒温槽11的各罐16内实施的细胞的培养，进行监视、管理。利用该管理，可以自动地记录、保管历程等，防止人为的改动或记录错误。

另外，在第1种、第2种实施方式(图1)或第3种实施方式(图25)中，也可以在一台监视用计算机15上使用公用通信线路104来连接远程监视用计算机105。该情况下，例如就会有如下的优点，即，能够使用远程监视用计算机105在遥远的地方迅速地掌握特定的恒温槽11的特定的罐16内的培养异常等。

[D]第4种实施方式(图26～图38)

图26是表示本发明的第4种实施方式的细胞培养装置的结构图。图27是表示第4种实施方式的细胞培养装置200中的由一个在空间上独立的培养室240和低温室230、收容于该培养室240内的培养袋盘241和收容于低温室230中的培养基袋盘231、废液袋盘232构成的培养单元212的结构的布置图。

图26中所示的细胞培养装置200是培养特别用于免疫细胞疗法的悬浮细胞的装置，具有：具备多个(例如3个)培养单元212的培养装置210；控制该多个培养单元212的运转的运转控制用PLC(可编程逻辑控制器)223；用于处理细胞的图像的图像处理用单元221、收集全部的数据的数据收集装置224；进行运转控制用PLC223和图像处理用单元221的信息显示及控制输入的触摸屏222；借助集线器(hub)225与运转控制用PLC223、图像处理用单元221、数据收集装置224连接，用于监视细胞培养装置200及培养单元212的监视用计算机226。上述运转控制用PLC223及图像处理用单元221作为控制设备发挥作用。多个培养单元212分别具备观察用照相机(CCD照相机)302。

这里，作为上述悬浮细胞，已知有末梢血单核细胞、LAK细胞(淋巴因子激活杀伤细胞)、神经干细胞、ES细胞等。以下将这些悬浮细胞简称为细胞。本细胞培养装置200还可以适用于培养上述悬浮细胞以外的贴壁依赖性细胞(例如间充质干细胞)的情况。

上述细胞培养装置200是将在空间上、结构上独立的多个(例如3个)培养单元212进行重叠的结构，各培养单元212如图27所示被分离为低温室230和培养室240。在该细胞培养装置200内，收容有培养袋盘241、培养基袋盘231及废液袋盘232。在培养袋盘241上，如后详细说明所示，放置有作为抗体刺激及增殖用培养容器的培养袋242，在培养基袋盘231及废液袋盘232上，分别放置有作为培养基储存设备的培养基袋(新培养基袋)233及作为废液储存设备的废液袋(废培养基袋)234。

上述培养单元212在培养室240及低温室230上具备可以开闭的门(未图示)。该培养单元212在将门关闭的状态下，将培养室240内的环境(温度及CO₂浓度)维持在用于培养细胞所必需的环境，将低温室230内的环境(温度)维持在最适于培养基保存的环境。

为此，在培养单元212中，配设有温度传感器236、243、CO₂传感器244、门传感器(未图示)及加热器(未图示)。另外，在细胞培养装置200(培养单元212)中，经由CO₂供给系统245，连结有设于外部的储气瓶(未图示)。来自温度传感器236、243、CO₂传感器244及门传感器的信号被发送到运转控制用PLC223。该运转控制用PLC223基于来自温度传感器236、243的温度信号控制加热器，基于来自CO₂传感器244的CO₂浓度信号，控制从储气瓶向各培养单元212内供给的CO₂气体量。室内的CO₂由循环泵246逐次以预先设定的量排出。

搅拌风扇247的运转由运转控制用PLC223控制，在从门传感器向运转控制用PLC223发送了培养单元212的门打开的信号时，搅拌风扇247的运转停止，培养单元212内的环境变化得到缓解。

该细胞培养装置200具有干热灭菌功能，在将培养袋盘、培养基袋盘、废液袋盘分别安放好的状态下，就可以进行装置内的灭菌及将各盘灭菌，可以防止培养单元212内的细菌增殖。另外，由于各培养单元212由各自独立的空间结构形成，因此可以与其它的培养单元212内的细胞隔离，并且由于收容于培养单元212中的培养袋242、培养基袋233、废液袋234是在净化台等内被连接后设于培养单元212中，因此可以将收容于该培养单元212中的培养袋242确保为封闭体系(非开放体系)，可以防止培养袋242内的细胞被杂菌污染。

在培养单元212中，还配设有门传感器(未图示)、门锁传感器(未图示)、温度传感器236、243、门锁机构(未图示)、加热器(未图示)及搅拌风扇247。运转控制用PLC223基于来自温度传感器236、243的温度信号控制加热器。另外，运转控制用PLC223控制搅拌风扇247的运转，使空气及CO₂气体在培养室240内循环。这样，就可以将培养室240内保持在用于培养细胞的最佳的环境。

另外，运转控制用PLC223控制门锁机构的操作，使得在一个细胞培养装置200中不会有两个以上的培养单元212的门同时进行打开的操作。这样，就可以防止在不同的培养单元212之间细胞或培养基等被取错放错的情况。该门锁机构的锁定操作由门锁传感器检测出，并向运转控制用PLC223发送。另外，培养单元212的门的开闭状态由门传感器检测出，并向运转控制用PLC223发送。

图27中所示的培养单元212内的下部，设有支承收容于培养室240内的培养袋盘241的框架250，将该框架250支承设于培养单元212的上部的重量计251。该重量计251是测定收容于培养室240内的培养袋盘241的培养袋242的重量的仪器，实际上，是测定从培养基袋233向培养袋242供给的培养基量，和测定从培养袋242向废液袋234排出的废液量。该重量计251的测定值也被发送到运转控制用PLC223。另外，在培养单元212的本体上，设有显示培养单元212内的培养袋242有无的指示灯(未图示)。运转控制用PLC223在培养室240内收容有培养袋242时，将指示灯例如点亮为红色，在培养室240内未收容有培养袋242时，将指示灯例如点亮为绿色。

这里，对上述培养袋盘241进行说明。

该培养袋盘241如图27所示，是安装了培养袋242的盘，培养袋242是培养细胞的培养容器。该培养袋242是用于使细胞表现功能(例如使细胞增殖、使细胞分化等)的功能表现用培养容器，本实施方式中，是为了增殖而利用抗体来刺激细胞的抗体刺激用培养容器。另外，也是用于在相同的培养袋242中使受抗体刺激后的细胞增殖的增殖用培养容器。

培养袋242是收容接种了细胞的培养基的柔性的容器，通过载置台252载置于培养袋盘241上。上述培养袋242例如是由透氧性材质制成的袋。

这里，对培养单元212进行说明。

在培养室240中，如图27所示，配置有供给泵261、排出泵271。培养袋242的一端侧使用管262经由供给泵261与供给系统接头264连接。另外，培养袋242的另一端侧使用管272经由排出泵271与排出系统接头274连接。

该培养单元212中，培养袋242利用管262与供给系统接头264连接，并且利用管265与培养基袋233连接。另外，培养袋242借助管272与排出系统接头274连接，并且利用管275与废液袋234连接。

上述培养袋242如图27所示，是在培养袋242的与供给泵261连接的一部分底面内侧将抗体固定化，向该培养袋242中投入培养基，在该培养基上接种细胞，将该培养袋242设于培养袋盘241上，构成为盒结构。在上述培养袋242中将抗体固定化，加入培养基及细胞的作业是在净化台等内在无菌状态下实施的。

通过在上述培养袋242中将一部分抗体固定化，就可以在同一培养袋242中提供用于利用抗体刺激细胞而使该细胞表现出增殖功能的培养环境、和用于细胞增殖的培养环境。所以，通过向在培养袋242的一部分被抗体刺激、开始引发增殖的细胞供给培养基，就可以有效地在同一培养袋242中实施增殖。

在上述培养基袋盘231及废液袋盘232上，分别放置有作为培养基储存容器的培养基袋233以及作为使用后的培养基储存容器的废液袋234，构成为盒结构。上述培养基袋233是储存向培养袋242供给的培养基的袋。另外，上述废液袋234是储存从培养袋242中排出的使用后的培养基(上清液)的袋。通过将培养基袋盘231以盒结构构成，就可以在将培养袋242维持在培养室240内的状态下，仅通过在该培养单元212内的低温室230中安装培养袋盘231就能实现培养基的更换、供给。

上述培养袋盘241可拆卸地安装于培养单元212中。此时，培养袋242的供给系统接头264与培养基袋233的接头无菌地结合，排出系统接头274与废液袋234的接头无菌地结合。也就是说，供给系统接头264与培养基袋233的接头例如通过向一方的橡胶状结合部中插入另一方的针状结合部而无菌地结合。排出系统接头274与废液袋234的结合也相同。将上述培养袋242与培养基袋233及废液袋234结合的作业是在净化台等内在无菌状态下实施的。

通过将培养袋242、培养基袋233及废液袋234如上所述地连接，就可以构成如下的封闭回路，即，将培养基袋盘231的培养基袋233内的培养基利用供给泵261的起动向培养袋242供给，将该培养袋242内的使用后的培养基利用排出泵271的起动向废液袋盘232的废液袋234排出。利用该封闭回路的构成，可以将该系统(培养袋242、培养基袋233、废液袋234)保持为无菌状态。

培养袋242内的培养(细胞增殖)包括：静置培养(单纯流加)，其通过起动供给泵261，将培养基袋盘231的培养基袋233内的培养基向培养袋242供给(流加)来增殖细胞；灌流培养，其通过起动供给泵261及排出泵271，将培养袋242内的使用后的培养基向废液袋盘232的废液袋234排出，并且将培养基袋233内的培养基向培养袋242供给来增殖细胞；振荡培养，其使用了后述的振荡装置290。其中的灌流培养中，有交替地实施使用后的培养基的排出和培养基的供给的间歇式灌流培养、和同时地实施使用后的培养基的排出和培养基的供给的连续式灌流培养。该连续式灌流培养中，通常来说，在培养袋242与排出泵271之间的管272上配设阻止细胞移动的过滤器，防止培养袋242内的细胞向废液袋234排出的情况。

在培养袋242中的细胞的增殖结束后，将培养袋242内的使用后的培养基向上述废液袋盘232的废液袋234中排出，将该培养袋242内的细胞浓缩。该使用后的培养基的排出是利用排出泵271的起动实施的，基于重量计251的测定值，利用运转控制用PLC223的控制，实施至培养袋242内的培养基及细胞的容量达到大约1/2～1/3左右。利用该培养袋242内的细胞的浓缩，可以减少其后实施的利用离心分离机的离心分离次数。

另外，在废液袋盘232中，也可以在将培养袋242的细胞如上所述地浓缩后，将废液袋234替换为可以安装在离心分离机上的作为细胞回收容器的细胞回收袋，利用排出泵271的起动，向该细胞回收袋内供给在培养袋242内将细胞浓缩了的培养液(培养基及细胞)。该情况下，条件是在管272上没有配设过滤器。这样，就可以在作为封闭系统空间的培养单元212内实施能够安装在离心分离机上的袋中的细胞的回收，可以将细胞的回收作业省力化。

这里，如图27所示，在培养单元212内收容有培养袋盘241，该培养袋盘241由培养室240的框架250支承，而在该培养袋盘241上直接放置培养袋242的载置台252由不升降的部分252a、可以升降的多个相连结的面积变化部分252b、252c构成。利用这些面积变化部分252b、252c可以控制培养袋242的培养面积。另外，在培养袋盘241的配置面积变化部分252b、252c的下方位置，设有倾斜电机(升降机构)280、凸轮机构281及定位传感器(未图示)。上述倾斜电机280转动凸轮机构281，使载置台252的上述面积变化部分252b、252c各自相互独立地升降。该升降部分的位置由定位传感器检测出，向运转控制用PLC223发送。倾斜电机280由运转控制用PLC223控制，在培养袋242的培养初期阶段，使载置台252的面积变化部分252b、252c下降。这样，就可以在培养袋242的与面积变化部分252b、252c对应的部分形成储液部。例如，图28中所示的载置台252通过分别增减面积变化部分252b、252c的高度，就可以将培养面积以3个阶段变化。而且，面积变化部分也可以设置3个以上，这样就可以更为微细地进行培养面积的调整。这里，图28是表示图27的载置台252的结构的立体图。

通过在培养袋242的培养初期阶段将细胞及培养基储存在储液部中，就可以保持为适于抗体刺激的培养条件，即，可以将培养袋242内的细胞密度保持为适于增殖的密度。另外，在培养袋242内培养基及细胞达到规定量以上的培养中期及后期，倾斜电机280借助凸轮机构281将载置台252的面积变化部分252b、252c上升，仅使培养袋242的规定的面积的部分成为水平状态，就可以改变上述储液部的面积。通过与培养的进行相对应地改变细胞及培养基的储液部的面积，就可以将培养袋242内的单位面积的细胞密度保持为适于增殖的密度，可以在细胞增殖阶段有效地增殖细胞。

例如，如图28所示，在载置台252可以形成2段储液部的情况下，首先在最低的图28的面积变化部分252c的部分保持培养基和细胞，使得细胞的密度不会降低。

在细胞开始增殖而增加了培养基量之时，通过将图28的面积变化部分252c的高度提高1段而将面积变化部分252b与面积变化部分252c设为相同的高度，可以将能够培养的培养袋242的面积扩大一定量。这样，就可以再次将适于增殖的细胞密度保持一定时间。

在细胞进一步增殖而增加了培养基量之时，将面积变化部分252b与面积变化部分252c的高度再提高1段而设为与上述部分252a相同的高度，就可以用整个培养袋242来进行培养。

另外，在培养室240内，如图27所示，在培养袋盘241的配置培养袋242的上方位置设有作为按压设备的振荡装置290的振荡机构291。该振荡装置290具有上述振荡机构291、工作电机292、凸轮机构293及定位传感器(未图示)。振荡机构291如图27所示，在装置框架250上，配设有借助导杆250a上下自由移动的作为按压设备的工作板291a，在该工作板291a的底面突设有多个突出部291b。通过利用工作电机292，借助凸轮机构293的作用将工作板291a向上方或下方交替地移动，从而该工作板291a的突出部291b就会反复按压位于振荡机构291的下方的培养袋242，也就是对培养袋242反复进行按压和解除按压。这样，培养袋242内的培养基就受到搅拌，培养袋242内的细胞在培养基内悬浮地移动，该培养袋242内的细胞的分布及氧浓度分布得到均一化，从而可以促进细胞的增殖。

也可以取代上述的载置台252，而使用图29及图30中所示的载置台352，改变放置于该载置台352上的培养袋242的培养面积。这里，图29是表示第4种实施方式的变形例的载置台352的结构的俯视图，图29(a)是表示不升降的部分353与所有的面积变化部分354、355、356、357处于相同平面上的状态的图，图29(b)是表示使面积变化部分下降了的状态的图。图30是沿着图29(a)的IIIX-IIIX线的局部剖面图，图30(a)是表示使面积变化部分下降，将不升降的部分353、面积变化部分355及面积变化部分357阶梯状地配置于不同的平面上的状态的图，图30(b)是表示4个面积变化部分中的3个面积变化部分355、356、357处于相同平面上的状态的图，图30(c)是表示不升降的部分353与所有的面积变化部分354、355、356、357处于相同平面上的状态的图。

如图29所示，载置台352包括面积变化部分357、356、355、354及不升降的部分353，其中，所述面积变化部分357、356、355、354为从俯视呈长方形的一角352a开始，以将该角作为顶点的等腰三角形的形状依次切取的形状。如图30所示，不升降的部分353与面积变化部分354由连结构件353a相互可以转动地连结，面积变化部分354与面积变化部分355由连结构件354a相互可以转动地连结，面积变化部分355与面积变化部分356由连结构件355a相互可以转动地连结，面积变化部分356与面积变化部分357由连结构件356a相互可以转动地连结。作为连结构件353a、354a、355a、356a，例如可以使用铰链。

而且，在载置台352中，虽然面积变化部分的数目为4个，但是可以是2～3个，也可以是5个以上。

在面积变化部分355、357的下表面，分别接合固定有支腿365、367。

如图30(c)所示，支腿365的下表面由从载置台352的一角352a侧开始依次配置的在水平面上的平面365a及平面365b、和连接这些平面365a、365b的倾斜面365c构成，平面365a比平面365b更靠下方。另一方面，支腿367的下表面由从载置台352的一角352a侧开始依次配置的在水平面上的平面367a、367b、367c、连接平面367a与367b的倾斜面367d、以及连接平面367b与367c的倾斜面367e构成，平面367a比平面367b更靠下方，平面367b比平面367c更靠下方。另外，平面365a与面积变化部分355的距离和平面367a与面积变化部分357的距离相同，平面365b与面积变化部分355的距离和367b与面积变化部分357的距离相同。

在载置台352的下方，配置有可以利用电机380沿着图29(a)的IIIX-IIIX线(图30(b)的箭头A方向)移动的高度调整板370。在该高度调整板370上，接合固定有用于升降面积变化部分的升降构件375、377。

如图30(c)所示，升降构件375的上表面由从载置台352的一角352a侧开始依次配置的在水平面上的平面375b及平面375a、连接这些平面375a、375b的倾斜面375c构成，平面375a比平面375b更靠上方。另一方面，升降构件377的上表面由从载置台352的一角352a侧开始依次配置的水平面上的平面377c、377b、377a、连接平面377a与375b的倾斜面377d、连接平面377b与平面377c的倾斜面377e构成，平面377a比平面377b更靠上方，平面377b比平面377c更靠上方。升降构件377的上表面具有与支腿367的下表面对应的形状，在将倾斜面377d、377e与支腿367的倾斜面367e、367d分别接触时，平面377a、377b、377c就分别与支腿367的平面367c、367b、367a接触。另外，平面375a与高度调整板370的上表面的距离和平面377a的与高度调整板370的上表面的距离相同，平面375b的与高度调整板370的上表面的距离和平面377b的与高度调整板370的上表面的距离相同。

接下来，在参照图30的同时，对通过将高度调整板370沿箭头A方向移动来升降面积变化部分的操作例进行说明。

如图30(a)所示，当将支腿367的平面367a、367b、367c、倾斜面367d、367e与升降构件377的平面377c、377b、377a分别接触时，就会在倾斜面365c与倾斜面375c分离的状态下，支腿365的平面365a、365b与升降构件375的平面375b、375a分别接触。其结果是，面积变化部分355与面积变化部分357沿着水平方向配置，同时面积变化部分354与面积变化部分356沿着垂直方向配置，载置台352形成为从载置台352的一角352a侧开始依次变高的阶梯状。

当从图30(a)所示的状态开始，利用电机380，将高度调整板370沿箭头A方向移动时，则支腿367就会沿着升降构件377的上表面的形状上升(图30(b))。这样，支腿367的平面367a、367b、倾斜面367d就与升降构件377的平面377b、377a、倾斜面377d分别接触。另一方面，升降构件375在平面365a、365b与平面375b、375a接触的同时，相对于支腿365进行相对移动，直至倾斜面365c与倾斜面375c接触。其结果是，如图30(b)所示，形成4个面积变化部分中的3个面积变化部分355、356、357处于相同平面上的状态。

继而，当从图30(b)所示的状态开始，利用电机380，将高度调整板370沿箭头A方向移动时，则支腿367就会沿着升降构件377的上表面的形状进一步上升(图30(c))。这样，支腿367的平面367a就会与升降构件377的平面377a接触。另一方面，支腿365沿着升降构件375的上表面的形状上升，支腿365的平面365a与升降构件375的平面375a接触。这样，如图30(c)所示，不升降的部分353与所有的面积变化部分354、355、356、357就配置在相同平面上。

由于通过如上所述地移动高度调整板370，就可以对面积变化部分354～357进行升降控制，因此可以将所需部分设为储液部。

另外，在培养室240内，如图27所示，在培养袋盘241的配置培养袋242的上方位置设有作为按压设备的振荡装置290的振荡机构291。该振荡装置290具有上述振荡机构291、工作电机292、凸轮机构293及定位传感器(未图示)。振荡机构291如图27所示，在装置框架250上，配设有借助导杆250a上下自由移动的作为按压设备的工作板291a，在该工作板291a的底面突设有多个突出部291b。通过利用工作电机292，借助凸轮机构293的作用将工作板291a向上方或下方交替地移动，该工作板291a的突出部291b就会反复按压位于振荡机构291的下方的培养袋242，也就是对培养袋242反复进行按压和解除按压。这样，培养袋242内的培养基就受到搅拌，培养袋242内的细胞在培养基内悬浮地移动，该培养袋242内的细胞的分布及氧浓度分布得到均一化，从而可以促进细胞的增殖。

另外，如图27所示，工作板291a的位置由上述定位传感器检测出而向运转控制用PLC223发送，并且根据重量计251的测定值利用该PLC223控制工作电机292。使用了上述振荡装置290的培养袋242内的细胞培养(振荡培养)既可以在培养袋242内培养基及细胞达到装满程度之前实施，也可以在达到装满程度之后实施。该振荡装置290由运转控制用PLC223基于工作板的检测位置及重量计251的测定值来控制。

另外，在培养室240内，如图27所示，在配置将培养袋242的抗体固定化的部位的位置的上方设有照明灯301，在下方设有作为图像获得设备的CCD照相机302。在CCD照相机302中，根据观察形态等，追加使用透镜、棱镜、镜筒等其它的光学设备。照明灯301是从上方将培养袋242照明的构件。CCD照相机302是从下方拍摄培养袋242内的细胞，取得其图像的构件。这些照明灯301的照明操作和CCD照相机302的拍摄操作由运转控制用PLC223控制，每隔规定时间(例如6小时)取得培养袋242内的细胞的图像。每隔规定时间的细胞图像被储存于图像处理用单元221的图像储存电路(未图示)中。

上述图像处理用单元221对储存于图像处理用单元221的图像储存电路内的每隔规定时间的细胞图像进行图像处理，例如进行二值化处理或多值化处理，算出单一细胞的投影面积的平均值、单一细胞聚集后的细胞聚集块的非单一细胞的增加速度来作为细胞培养的评价参数。单一细胞的投影面积的平均值(单一细胞的平均投影面积)是根据从将培养袋242安装于培养袋盘241上，并将该培养袋盘241收容于培养室240内开始培养起例如经过24小时后的细胞图像算出的。

另外，对于是否是上述的非单一细胞的判断可以以投影面积100μm²作为基准，将投影面积为100μm²以上的情况判断为非单一细胞，将投影面积为100μm²以下的情况判断为单一细胞。这是因为，测定了培养初期的单一细胞的投影面积，其结果是，全都在100μm²以下。根据细胞的经时的图像(例如从培养开始起经过24小时、48小时、72小时后的图像)，运算非单一细胞相对于全部细胞的比例的变化，算出非单一细胞的增加速度。该非单一细胞的增加速度与上述单一细胞的平均投影面积从图像处理用单元221向运转控制用PLC223输出。

运转控制用PLC223根据单一细胞的平均投影面积算出延迟时间，推定该细胞的增殖开始时期。这里，上述的所谓延迟时间是从将细胞接种在培养袋盘241的抗体固层部中后到增殖开始前所需的诱导期的时间。运转控制用PLC223根据细胞的增殖开始时期判断该细胞的培养状况，也就是判断该细胞是否有可能利用抗体的刺激来增殖，从而判定该细胞的良好与否。基于该判定，运转控制用PLC223对增殖可能性明显很低的细胞将会中止在本细胞培养装置200中的培养。

另外，运转控制用PLC223根据非单一细胞的增加速度算出该细胞的最小倍化时间。这里，上述最小倍化时间是指某个时间的细胞的细胞数达到翻倍的细胞数所需的时间。运转控制用PLC223根据该最小倍化时间判断该细胞的培养状况，也就是判断该细胞的增殖能力，决定向培养袋242中流加培养基的时机或流加速度等。

作为控制设备发挥作用的运转控制用PLC223及图像处理用单元221虽然未图示，但是具有执行运算或控制的CPU；储存处理程序和数据的存储装置(存储器)；将用于输入数据或命令等的键盘、鼠标或触摸屏等输入装置和监视器等输出装置连接的输入输出电路。另外，在图像处理用单元221中，具备储存来自CCD照相机302的图像数据的图像储存电路。

在图像处理用单元221的存储装置中，储存有如下的程序，其用于将CCD照相机302每隔规定时间拍摄的培养袋242内的细胞的图像进行图像处理(例如二值化处理或多值化处理)，算出细胞培养的评价参数(单一细胞的平均投影面积、非单一细胞的增加速度)等。

另外，在运转控制用PLC223的存储装置中，储存有：用于根据细胞培养的评价参数判定细胞的培养状况(细胞的增殖可能性、细胞的增殖能力)的程序；与该细胞的培养状况对应地控制有关细胞培养装置200及培养单元212的机器(例如供给泵261、排出泵271等)，执行培养操作的程序。另外，在该运转控制用PLC223的存储装置中，还储存有如下的设备控制用的程序，其基于来自细胞培养装置200及培养单元212的各种传感器的信号，控制有关这些细胞培养装置200及培养单元212的设备。在图像处理用单元221的存储装置中，还储存有每隔规定时间地控制CCD照相机302而取得细胞的图像等的设备控制用的程序。

下面，使用图31～图40的工序图中所示的流程图，对运转控制用PLC223及图像处理用单元221执行上述程序而培养细胞的工序进行说明。

图31及图32表示抗体刺激间歇式灌流培养工序，是从培养袋242中回收细胞的情况。

首先，如图31所示，操作者在净化台等内在培养袋242中将抗体固定化(图31的W01)，投入培养基，将接种了细胞的培养袋242安装在培养袋盘241上。接下来，操作者在净化台等内将投入了培养基的培养基袋233安装在培养基袋盘231上，将废液袋234安装在废液袋盘232上，将培养袋242与培养基袋233及废液袋234利用供给接头264及废液接头274分别连结(图31的W02)。

然后，操作者将该培养袋盘241、培养基袋盘231及废液袋盘232搬入细胞培养装置200的指示灯例如点亮为绿色的独立的培养单元212内，使培养室240的框架250支承培养袋盘241，将培养基袋盘231及废液袋盘232设于低温室230中。此后，操作者将培养袋242的泵管262、272与供给泵261及排出泵271分别连接(图31的W03)。

然后，操作者确认收容于培养单元212中的培养袋242的CCD照相机302的图像输出(图31的W05)。在该图像输出确认之前，操作者起动该培养单元212的倾斜电机280而使载置台252的面积变化部分252b、252c下降，在培养袋242上形成储液部(图31的W04)。继而，操作者利用该培养单元212的重量计251，测定出所设置的培养袋242的重量。

其后，操作者将培养单元门关闭而在该培养单元212内开始细胞的培养(图31的W06)。这样，在培养袋242的储液部中，就可以为了增殖而利用抗体刺激细胞(图31的W07)。该培养单元212的CCD照相机302每隔规定时间(例如6小时)拍摄培养袋242的储液部的细胞，图像处理用单元221根据该拍摄图像算出细胞培养的评价参数。运转控制用PLC223根据该评价参数算出延迟时间，判定是否有可能利用抗体使该细胞受到刺激而增殖，继而算出最小倍化时间，判定该细胞的增殖能力(图31的W08)。

运转控制用PLC223在细胞即使在培养袋242内被抗体刺激后经过规定时间(例如24小时)也无法看到增殖的可能性的情况下，则中止在本细胞培养装置200中的细胞的培养(图31的W08’)。运转控制用PLC223在对培养袋242内的细胞判断为有增殖的可能性时，则基于该细胞的增殖能力，决定向该培养袋242内的培养基的流加速度或时机等。运转控制用PLC223基于该决定使供给泵261工作，将培养基袋盘231的培养基袋233内的培养基向培养袋242中流加(图31的W09)。

利用该供给泵261的工作，在培养袋242内在规定的面积的储液部中开始细胞的静置培养(图31的W10)。运转控制用PLC223判断由重量计251测定的培养袋242内的培养基及细胞的重量是否达到了规定值a以上(图31的W11)，在达到了规定值a以上的时刻，起动倾斜电机280，借助凸轮机构281使载置台252的面积变化部分252b、252c上升，使培养袋242的规定的面积成为水平状态而改变储液部(图31的W12)。该工序被反复进行至将形成于载置台252上的阶梯全部消除，培养袋242达到水平为止(图31的W13)。

其后，运转控制用PLC223判断由重量计251测定的培养袋242内的培养基及细胞的重量是否达到了规定值b以上(图31的W14)，在达到了规定值b以上的时刻，起动工作电机292。这样，振荡装置290就会工作，开始振荡装置290的振荡机构291反复按压培养袋242的振荡培养(图31的W15)。接下来，运转控制用PLC223判断由重量计251测定的培养袋242内的培养基及细胞的重量是否达到了规定值c以上(图32的W16)，在达到了规定值c以上的时刻，停止供给泵261而停止从培养基袋盘231的培养基袋233向培养袋242的培养基的流加(图32的W17)，停止工作电机292，从而停止培养袋242内的振荡培养(图32的W18)。

运转控制用PLC223在细胞在培养袋242内沉降之后，使排出泵271工作，将培养袋242内的使用后的培养基(培养袋242内的上清液)向废液袋盘232的废液袋234中排出(图32的W19)。其后，运转控制用PLC223判断由重量计251测定的培养袋242内的培养基及细胞的重量是否达到了规定值d以下(图32的W20)，在达到了规定值d以下的时刻，停止排出泵271而停止来自培养袋242的使用后的培养基的排出(图32的W21)。此后，起动供给泵261，从培养基袋盘231的培养基袋233向培养袋242中流加培养基，起动工作电机292，利用振荡装置290在培养袋242内实施振荡培养(图32的W22)。在经过规定时间后，运转控制用PLC223停止供给泵261而停止从培养基盘231的培养基袋233向培养袋242的培养基流加，在工作电机292起动的状态下，继续振荡培养(图32的W23)。

运转控制用PLC223判断是否达到了依赖于所增殖的细胞的使用日期时间的所需的培养期限，此外，图像处理用单元221判断培养袋242内的细胞是否达到了所需的细胞数(图32的W24)，在尚未达到这些培养期限或细胞数的情况下，重复进行步骤W18～W23的处理操作。在进行细胞数的测定时，暂时停止振荡装置290，等待至细胞沉降。然后，用CCD照相机302拍摄培养袋242内的图像。图像处理用单元221根据所取得的图像推测、算出存在于袋内的细胞数。

上述步骤W18～W23是交替地实施培养袋242内使用后的培养基的排出、和向培养袋242内供给(流加)新的培养基的间歇式灌流培养。

运转控制用PLC223在步骤W24中在达到所需的培养期限或者达到所需的细胞数的时刻，即如图32所示，停止工作电机292，停止培养袋242内的振荡培养(图32的W25)。然后，在细胞在培养袋242内沉降之后，起动排出泵271，将培养袋242内的使用后的培养基向废液袋盘232的废液袋234排出，基于重量计251的测定值，将细胞浓缩，直至培养袋242内的培养基及细胞达到大约1/2～1/3左右(图32的W26)。

运转控制用PLC223其后将排出泵271停止而结束细胞培养(图32的W27)。在该培养结束后，由操作者将培养袋242内的细胞在净化台等内向离心分离机用的容器转移，其后，利用离心分离将细胞回收(图32的W28)。

下面，将在同样的抗体刺激间歇式灌流培养工序中，包括利用细胞回收袋回收细胞的处理的情况表示于图33及图34中。所以，由于该图33及图34中所示的工序的步骤W31～W56与图31及图32的步骤W01～W26相同，因此省略说明。

图34中所示的步骤W56中，在利用排出泵271的起动将培养袋242内的细胞浓缩后，运转控制用PLC223停止排出泵271，敦促操作者将废液袋盘232的废液袋234更换为细胞回收袋(图34的W57)。该细胞回收袋是可以安装在离心分离机上而用于离心分离的袋。

在将废液袋盘232的废液袋234更换为细胞回收袋后，运转控制用PLC223起动排出泵271及工作电机292。然后，在利用振荡装置290将培养袋242内振荡的同时，将该培养袋242内的细胞与培养基一起，向安装于废液袋盘232上的细胞回收袋转移(图34的W58)。运转控制用PLC223其后停止排出泵271及工作电机292而停止从培养袋242中的细胞回收，结束细胞培养(图34的W59)。在该细胞回收结束后，由操作者将细胞回收袋安装于离心分离机上，利用离心分离回收细胞(图34的W60)。

下面，对抗体刺激连续式灌流培养工序基于表示该工序的处理操作的图35及图36进行说明。由于该图35及图36中所示的抗体刺激连续式灌流培养工序的步骤X01～X15与图31及图32的抗体刺激间歇式灌流培养工序的步骤W01～W15相同，因此省略说明。

该抗体刺激连续式灌流培养工序中，在培养袋242与排出泵271之间配设有过滤器(未图示)。

运转控制用PLC223从培养袋盘231的培养基袋233向培养袋242内流加培养基，在培养袋242内的利用振荡装置290进行振荡培养的期间，在培养袋242内的培养基及细胞的重量达到规定值c以上的时刻(图36的X16)起动排出泵271，将培养袋242内的使用后的培养基向废液袋盘232的废液袋234排出。这样，就可以在培养袋242内开始同时实施培养基的向培养袋242中的流加和使用后的培养基的从培养袋242中的排出的连续式灌流培养(图36的X17)。此时，培养袋242内的细胞因流动受到过滤器阻止而不会有向废液袋234内流动的情况。而且，在上述连续式灌流培养中，也可以同时实施利用振荡装置290进行的振荡培养。

运转控制用PLC223判断是否达到了依赖于所增殖的细胞的使用日期时间的所需的培养期限，此外，图像处理用单元221判断培养袋242内的细胞是否达到了所需的细胞数(图36的X18)。在尚未达到这些培养期限或细胞数的情况下，重复进行步骤X17的连续式灌流培养。在进行细胞数的测定时，暂时停止振荡装置290，等待至细胞沉降。然后，用CCD照相机302拍摄培养袋242内的图像。图像处理用单元221根据所取得的图像推测、算出存在于袋内的细胞数。

运转控制用PLC223在步骤X18中的达到所需的培养期限或细胞数的时刻，即停止供给泵261、排出泵271及工作电机292，停止灌流培养及振荡培养(图36的X19)。然后，运转控制用PLC223在细胞在培养袋242内沉降之后，起动排出泵271，将培养袋242内的使用后的培养基向废液袋盘232的废液袋234排出，基于重量计251的测定值，将细胞浓缩，直至培养袋242内的培养基及细胞达到大约1/2～1/3左右(图36的X20)。在浓缩过程中停止振荡装置是为了防止大量的细胞流入管中，将过滤器堵塞。

运转控制用PLC223其后将排出泵271停止而结束细胞培养(图36的X21)。在该培养结束后，由操作者将培养袋242内的细胞在净化台等内向离心分离机用的容器转移，其后，利用离心分离将细胞回收(图36的X22)。

下面，对抗体刺激单纯流加培养工序基于表示该工序的处理操作的图37及图38进行说明。由于该图37及图38中所示的抗体刺激连续式灌流培养工序的步骤Y01～Y15与图31及图32的抗体刺激间歇式灌流培养工序的步骤W01～W15相同，因此省略说明。

运转控制用PLC223判断由重量计251测定的培养袋242内的培养基及细胞的重量是否达到了规定值c以上(图38的Y16)，在达到了规定值c以上的时刻，停止供给泵261而停止从培养基袋盘231的培养基袋233向培养袋242的培养基的流加，在工作电机292起动的状态下，继续振荡培养(图38的Y17)。

运转控制用PLC223判断是否达到了依赖于所增殖的细胞的使用日期时间的所需的培养期限，此外图像处理用单元221判断培养袋242内的细胞是否达到了所需的细胞数(图38的Y18)，在尚未达到这些培养期限或细胞数的情况下，继续振荡培养(Y18中为否)。

在进行细胞数的测定时，暂时停止振荡装置290，等待至细胞沉降。然后，用CCD照相机302拍摄培养袋242内的图像。图像处理用单元221根据所取得的图像推测、算出存在于袋内的细胞数。

运转控制用PLC223在步骤Y18中达到所需的培养期限或细胞数的时刻，即如图38所示停止工作电机292，停止培养袋242内的振荡培养(图38的Y19)，在细胞在培养袋242内沉降之后，起动排出泵271，将培养袋242内的使用后的培养基向废液袋盘232的废液袋234排出，基于重量计251的测定值，将细胞浓缩，直至培养袋242内的培养基及细胞达到大约1/2～1/3左右(图38的Y20)。

运转控制用PLC223其后将排出泵271停止而结束细胞培养(图38的Y21)。在该培养结束后，由操作者将培养袋242内的细胞在净化台等内向离心分离机用的容器转移，其后，利用离心分离将细胞回收(图38的Y22)。

下面，将在同样的抗体刺激单纯流加培养工序中，包括利用细胞回收袋回收细胞的处理的情况表示于表示该处理操作的图39及图40中。所以，由于该图39及图40中所示的工序的步骤Y31～Y50与图37及图38的步骤Y01～Y20相同，因此省略说明。

图40中所示的步骤Y50中，在利用排出泵271的起动将培养袋242内的细胞浓缩后，运转控制用PLC223停止排出泵271，敦促操作者将废液袋盘232的废液袋234更换为细胞回收袋(图40的Y51)。该细胞回收袋是可以安装在离心分离机上而用于离心分离的袋。

在将废液袋盘232的废液袋234更换为细胞回收袋后，运转控制用PLC223起动排出泵271及工作电机292，在利用振荡装置290将培养袋242内振荡的同时，将该培养袋242内的细胞与培养基一起，向安装于废液袋盘232上的细胞回收袋转移(图40的Y52)。运转控制用PLC223其后停止排出泵271及工作电机292而停止从培养袋242中的细胞回收，结束细胞培养(图40的Y53)。在该细胞回收结束后，由操作者将细胞回收袋安装于离心分离机上，利用离心分离回收细胞(图40的Y54)。

由于如上所述地构成，因此根据上述实施方式，可以起到如下的效果(1)～(7)。

(1)图像处理用单元221对CCD照相机302所拍摄的培养袋242内的细胞的图像进行图像处理而取得细胞培养的评价参数(单一细胞的平均投影面积、非单一细胞的增加速度)，运转控制用PLC223判定评价该细胞的培养状况(细胞的增殖可能性及增殖能力)，实施与该培养状况对应的培养操作(以规定流加速度从培养基袋233向培养袋242流加培养基和流加的时机)。其结果是，由于可以在非接触状态下判定细胞的培养状况，因此不会有对该细胞造成损害的情况，另外，由于操作者不需要逐步实施培养操作，因此可以减轻操作者的劳动。另外，由于将一个患者的细胞接种在收容于独立的培养单元212内的培养袋242中，对每个细胞实施与细胞的培养状况对应的培养操作，因此可以实现恰当的培养操作。因可以实现与该细胞的培养状况对应的恰当的培养操作，因而可以实现以小时为单位的培养操作，可以促进培养而缩短培养期限。

(2)由于将培养基袋233、废液袋234及培养袋242在净化台等内连结，设于培养单元212中，因此构成封闭回路，所以就可以保持为完全的封闭系统的无菌状态。

(3)由于在培养开始时将培养袋盘241、培养基袋盘231及废液袋盘232设于培养单元212内，因此直至培养结束都可以自动地实施培养工序，所以可以减少伴随着环境变化产生的对培养袋242内的细胞的损害，并且可以省略在净化台等内向培养袋242中供给培养基的无菌操作。

(4)由于将培养袋242内的培养初期阶段的抗体刺激和细胞增殖在同一培养袋242内进行，可以在该培养袋242内使储存细胞及培养基的储液部以规定的面积变化，因此可以通过将培养中的单位面积的细胞密度维持在适于增殖的密度，来有效地增殖细胞。

(5)由于培养袋242内的使用后的培养基通过向废液袋盘232的废液袋234中排出而被储存，因此可以将培养袋242内的细胞密度提高，实现浓缩，所以可以减少用于细胞回收的离心分离操作次数。其结果是，可以实现细胞回收作业的省力化，并且还可以减少伴随着离心分离产生的细胞的损害。

(6)在将在培养袋242内浓缩了的细胞全部回收到安装于废液袋盘232上的细胞回收袋中的情况下，由于可以将该细胞回收袋直接安装在离心分离机上而回收细胞，因此可以实现细胞回收作业的省力化。

(7)由于振荡装置290的振荡机构291的工作板291a的突出部291b反复按压收容接种了细胞的培养基的柔性的培养袋242，搅拌该培养袋242内的培养基，因此可以将该培养袋242内的细胞的分布及氧浓度分布均一化，促进细胞的增殖，提高细胞的培养效率。

另外，由于细胞只是在被振荡装置290的工作板291a反复按压而搅拌的培养基内悬浮，因此可以防止遭受损害。

Claims (66)

1、一种细胞培养装置，其特征在于，该装置具有：培养细胞的培养容器、储存向该培养容器供给的培养基的培养基储存设备、取得所述培养容器内的细胞的图像的图像获得设备、根据由该图像获得设备取得的细胞的图像来判定该细胞的培养状况并基于该判定来执行培养操作的控制设备。

2、根据权利要求1所述的细胞培养装置，其特征在于，所述培养容器为用于增殖细胞的增殖用培养容器和用于使细胞表现功能的功能表现用培养容器，所述图像获得设备取得该功能表现用培养容器内的细胞的图像。

3、根据权利要求2所述的细胞培养装置，其特征在于，所述功能表现用培养容器是为了增殖而用诱导因子刺激细胞的诱导因子刺激用培养容器，控制设备基于所述诱导因子刺激用培养容器内的细胞的图像，判定细胞的增殖可能性和细胞的增殖能力，控制将细胞从所述诱导因子刺激用培养容器转移到增殖用培养容器中的时机、和从培养基储存设备向所述增殖用培养容器供给培养基等的培养操作。

4、根据权利要求2所述的细胞培养装置，其特征在于，所述功能表现用培养容器是使细胞分化的分化诱导用培养容器，控制设备基于所述分化诱导用培养容器内的细胞的图像，控制分化诱导操作。

5、根据权利要求1至4中任意一项所述的细胞培养装置，其特征在于，所述培养基储存设备构成为盒结构，并与培养容器连接。

6、根据权利要求5所述的细胞培养装置，其特征在于，所述功能表现用培养容器构成为盒结构，并与增殖用培养容器及培养基储存设备连接。

7、根据权利要求2至6中任意一项所述的细胞培养装置，其特征在于，所述培养基储存设备、功能表现用培养容器及增殖用培养容器构成封闭体系。

8、根据权利要求2至7中任意一项所述的细胞培养装置，其特征在于，该装置设置成能在所述增殖用培养容器中形成储液部，在该增殖用培养容器内的培养初期阶段，细胞及培养基储存于所述储液部中。

9、根据权利要求2至8中任意一项所述的细胞培养装置，其特征在于，将在所述增殖用培养容器内增殖的细胞导入到功能表现用培养容器内，通过图像获得设备取得该细胞的图像。

10、根据权利要求2至9中任意一项所述的细胞培养装置，其特征在于，可以储存使用后的培养基的使用后的培养基储存容器、与可以储存向培养容器供给的培养基的培养基储存容器一起设置在所述培养基储存设备中，通过将增殖用培养容器内的使用后的培养基向所述使用后的培养基储存容器排出而进行储存。

11、根据权利要求2至10中任意一项所述的细胞培养装置，其特征在于，在所述培养基储存设备中可以安装回收细胞的细胞回收容器，在增殖用培养容器内浓缩后的细胞在所述细胞回收容器内进行回收。

12、根据权利要求1至11中任意一项所述的细胞培养装置，其特征在于，所述细胞为悬浮细胞。

13、根据权利要求1至12中任意一项所述的细胞培养装置，其特征在于，所述细胞用于免疫细胞疗法。

14、一种细胞培养方法，其特征在于，图像获得设备取得培养细胞的培养容器内的细胞的图像，根据由该图像获得设备取得的细胞的图像判定该细胞的培养状况，基于该判定对所述培养容器执行培养操作。

15、根据权利要求14所述的细胞培养方法，其特征在于，所述培养容器是用于增殖细胞的增殖用培养容器和用于使细胞表现功能的功能表现用培养容器，图像获得设备取得该功能表现用培养容器内的细胞的图像。

16、根据权利要求15所述的细胞培养方法，其特征在于，所述功能表现用培养容器是为了增殖而用诱导因子刺激细胞的诱导因子刺激用培养容器，且该方法基于所述诱导因子刺激用培养容器内的细胞的图像，判定细胞的增殖可能性和细胞的增殖能力，执行将细胞从所述诱导因子刺激用培养容器转移到增殖用培养容器中的时机、和从培养基储存设备向所述增殖用培养容器供给培养基等的培养操作。

17、根据权利要求15所述的细胞培养方法，其特征在于，所述功能表现用培养容器是使细胞分化的分化诱导用培养容器，该方法基于所述分化诱导用培养容器内的细胞的图像，执行分化诱导操作。

18、根据权利要求15至17中任意一项所述的细胞培养方法，其特征在于，在所述增殖用培养容器内的培养初期阶段，在所述增殖用培养容器的储液部中储存细胞及培养基。

19、根据权利要求15至18中任意一项所述的细胞培养方法，其特征在于，将在所述增殖用培养容器内增殖的细胞导入到功能表现用培养容器内，通过图像获得设备取得该细胞的图像。

20、根据权利要求15至19中任意一项所述的细胞培养方法，其特征在于，将所述增殖用培养容器内的使用后的培养基向培养基储存设备的使用后的培养基储存容器排出。

21、根据权利要求15至20中任意一项所述的细胞培养方法，其特征在于，将在所述增殖用培养容器内浓缩后的细胞在培养基储存设备的细胞回收容器内进行回收。

22、根据权利要求14至21中任意一项所述的细胞培养方法，其特征在于，所述细胞为悬浮细胞。

23、根据权利要求14至22中任意一项所述的细胞培养方法，其特征在于，所述细胞用于免疫细胞疗法。

24、一种细胞培养程序，该程序储存于计算机中用于执行细胞的培养，其特征在于，该程序包括：图像获得设备取得培养细胞的培养容器内的细胞的图像的过程、根据由该图像获得设备取得的细胞的图像判定该细胞的培养状况的过程、基于该判定对所述培养容器执行培养操作的过程。

25、一种细胞培养程序，该程序储存于计算机中，用于执行细胞的培养，其特征在于，该程序包括：图像获得设备取得用于使细胞表现功能的功能表现用培养容器内的细胞的图像的过程、根据由该图像获得设备取得的细胞的图像判定该细胞的培养状况的过程、基于该判定对所述功能表现用培养容器和/或用于增殖细胞的增殖用培养容器执行培养操作的过程。

26、根据权利要求1至3中任意一项所述的细胞培养装置，其特征在于，所述培养容器放置于载置台上，通过使所述载置台的一部分升降来改变培养面积。

27、根据权利要求1至13中任意一项所述的细胞培养装置，其特征在于，该装置可以选择单纯流加培养及灌流培养中的一种。

28、根据权利要求27所述的细胞培养装置，其特征在于，该装置可以选择间歇式灌流培养及连续式灌流培养中的一种。

29、根据权利要求14至16中任意一项所述的细胞培养方法，其特征在于，所述培养容器放置于载置台上，通过使所述载置台的一部分升降来改变培养面积。

30、根据权利要求14至23中任意一项所述的细胞培养方法，其特征在于，该方法可以选择单纯流加培养及灌流培养中的一种。

31、根据权利要求30所述的细胞培养方法，其特征在于，该方法可以选择间歇式灌流培养及连续式灌流培养中的一种。

32、一种细胞培养系统，该细胞培养系统培养细胞并对该培养进行监视、管理，其特征在于，该系统包括：恒温槽，其将分别设置有培养细胞的培养容器的多个培养单元相互隔离地配置，每个所述培养单元在独立的培养环境下培养细胞；管理设备，其在该恒温槽的每个所述培养单元中收集、积累与细胞的培养相关的细胞培养相关数据，基于所述细胞培养相关数据对每个所述培养单元的细胞的培养状态进行监视，并管理细胞的培养操作。

33、根据权利要求32所述的细胞培养系统，其特征在于，所述管理设备具有：运转控制盘，其与恒温槽一起设于培养室内，兼具控制所述恒温槽的各培养单元中的培养的功能；监视用计算机，其设于所述培养室之外，接收、显示所述运转控制盘所具有的数据。

34、根据权利要求32或33所述的细胞培养系统，其特征在于，所述细胞培养相关数据是细胞、培养基、培养容器、恒温槽、培养单元及操作者的识别符号、恒温槽及培养单元内的培养环境数据、培养容器内的细胞的图像数据中的至少一个。

35、根据权利要求33或34所述的细胞培养系统，其特征在于，所述恒温槽设有多台，在各恒温槽上连接有运转控制盘，并且在这多台运转控制盘上连接有1台监视用计算机。

36、根据权利要求33至35中任意一项所述的细胞培养系统，其特征在于，在所述监视用计算机上，经由公用通信线路连接有远程监视用计算机。

37、根据权利要求32至36中任意一项所述的细胞培养系统，其特征在于，构成所述培养单元的恒温槽的罐分别以细菌等无法出入的状态隔离地构成。

38、根据权利要求32至37中任意一项所述的细胞培养系统，其特征在于，在构成所述培养单元的恒温槽的罐中，设有将所述恒温槽内的空气导向所述罐中的风扇，一个恒温槽的全部的罐的所述风扇在该恒温槽的门被打开时停止。

39、根据权利要求32至38中任意一项所述的细胞培养系统，其特征在于，在构成所述培养单元的恒温槽的罐中，一个恒温槽中的各罐的门仅有某一个可以被打开。

40、根据权利要求32至39中任意一项所述的细胞培养系统，其特征在于，所述细胞为悬浮细胞。

41、根据权利要求32至40中任意一项所述的细胞培养系统，其特征在于，所述细胞用于免疫细胞疗法。

42、一种细胞培养方法，该细胞培养方法培养细胞，并对该培养进行监视、管理，其特征在于，该方法使用恒温槽，所述恒温槽将分别设置培养细胞的培养容器的多个培养单元相互隔离地配置，每个所述培养单元在独立的培养环境下培养细胞；且该方法在该恒温槽的每个所述培养单元中收集、积累与细胞的培养相关的细胞培养相关数据，基于所述细胞培养相关数据监视每个所述培养单元的细胞的培养状态，并管理细胞的培养操作。

43、根据权利要求42所述的细胞培养方法，其特征在于，所述细胞培养相关数据是细胞、培养基、培养容器、恒温槽、培养单元及操作者的识别符号、恒温槽及培养单元内的培养环境数据、培养容器内的细胞的图像数据中的至少一个。

44、根据权利要求42或43所述的细胞培养方法，其特征在于，所述细胞为悬浮细胞。

45、根据权利要求42至44中任意一项所述的细胞培养方法，其特征在于，所述细胞用于免疫细胞疗法。

46、一种细胞培养程序，该程序储存于计算机中用于培养细胞，并对该培养进行监视、管理，其特征在于，该程序包括：在恒温槽的每个培养单元中收集、积累与细胞的培养相关的细胞培养相关数据的过程，所述恒温槽将分别设置培养细胞的培养容器的多个培养单元相互隔离地配置，每个所述培养单元在独立的培养环境下培养细胞；基于所述细胞培养相关数据监视每个所述培养单元的细胞的培养状态的过程；基于所述细胞培养相关数据管理每个所述培养单元的细胞的培养操作的过程。

47、一种细胞培养装置，其特征在于，该装置将培养细胞的多个培养容器依次连接，各培养容器在不同的培养环境下培养细胞，将所培养的细胞向下游侧的所述培养容器转移而进行培养。

48、根据权利要求47所述的细胞培养装置，其特征在于，所述培养容器设有两个，一个培养容器是具有使细胞表现功能的培养环境的功能表现用培养容器，另一个培养容器是具有使细胞增殖的培养环境的增殖用培养容器。

49、根据权利要求48所述的细胞培养装置，其特征在于，所述功能表现用培养容器是具有为了增殖而用诱导因子刺激细胞的培养环境的诱导因子刺激用培养容器。

50、根据权利要求48所述的细胞培养装置，其特征在于，所述功能表现用培养容器是具有使增殖了的细胞分化的培养环境的分化诱导用培养容器。

51、根据权利要求47至50中任意一项所述的细胞培养装置，其特征在于，所述细胞为悬浮细胞。

52、根据权利要求47至51中任意一项所述的细胞培养装置，其特征在于，所述细胞用于免疫细胞疗法。

53、一种细胞培养方法，其特征在于，该方法在多个培养容器中在各自不同的培养环境下培养细胞，将在一个培养容器中培养后的细胞依次转移到下游侧的另一个培养容器中进行培养。

54、根据权利要求53所述的细胞培养方法，其特征在于，所述培养容器为两个，在一个培养容器中为了增殖而用诱导因子刺激细胞后，在另一个培养容器中使细胞增殖。

55、根据权利要求53所述的细胞培养方法，其特征在于，所述培养容器为两个，在一个培养容器中使细胞增殖后，在另一个培养容器中使细胞分化。

56、根据权利要求53至55中任意一项所述的细胞培养方法，其特征在于，所述细胞为悬浮细胞。

57、根据权利要求53至56中任意一项所述的细胞培养方法，其特征在于，所述细胞用于免疫细胞疗法。

58、一种细胞培养装置，该装置包括：培养细胞的培养容器、放置所述培养容器的载置台，其特征在于，所述载置台具有可升降的部分，通过升降所述可升降的部分来改变所放置的培养容器的可培养的面积。

59、根据权利要求58所述的细胞培养装置，其特征在于，所述细胞为悬浮细胞。

60、根据权利要求58或59所述的细胞培养装置，其特征在于，所述细胞用于免疫细胞疗法。

61、根据权利要求58至60中任意一项所述的细胞培养装置，其特征在于，在所述培养容器上，连接有储存向该培养容器供给的培养基的培养基储存设备。

62、根据权利要求61所述的细胞培养装置，其特征在于，所述培养基储存设备、培养容器构成为封闭体系。

63、根据权利要求61或62所述的细胞培养装置，其特征在于，可以储存使用后的培养基的使用后的培养基储存容器、与可以储存向培养容器供给的培养基的培养基储存容器一起设置在所述培养基储存设备中，通过将增殖用培养容器内的使用后的培养基向所述使用后的培养基储存容器排出而进行储存。

64、根据权利要求58至63中任意一项所述的细胞培养装置，其特征在于，该装置包括：图像获得设备，其用于取得所述培养容器内的细胞的图像；控制设备，其根据由所述图像获得设备取得的细胞的图像判定该细胞的培养状况，基于该判定执行培养操作。

65、根据权利要求58所述的细胞培养装置，其特征在于，所述培养容器为用于增殖细胞的增殖用培养容器和用于使细胞表现功能的功能表现用培养容器，图像获得设备取得该功能表现用培养容器内的细胞的图像。

66、根据权利要求65所述的细胞培养装置，其特征在于，所述功能表现用培养容器是为了增殖而用诱导因子刺激细胞的诱导因子刺激用培养容器，控制设备基于所述诱导因子刺激用培养容器内的细胞的图像，判定细胞的增殖可能性和细胞的增殖能力，控制改变可培养的面积的时机、和从培养基储存设备向所述增殖用培养容器供给培养基等的培养操作。

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