CN109642193A - 细胞培养装置以及细胞培养方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供细胞培养装置以及细胞培养方法。细胞培养装置具有：培养槽，其为水平截面积随着趋向上方而增加的形状，用于在培养液中进行细胞的培养；作为供给部的泵以及培养液供给管，它们对培养槽供给所述培养液；控制部，其控制由供给部进行的培养液的供给，通过控制部的控制，从供给部对培养槽断续地供给培养液，在培养液中形成环绕上升流，从而在培养槽内在所述细胞滞留的培养区域形成培养液的塞流。

Description

细胞培养装置以及细胞培养方法

技术领域

本公开涉及细胞培养装置以及细胞培养方法。本申请基于2016年8月26日提出的日本专利申请第2016-166068号，对其主张优先权，其全部内容通过参照而被本申请引用。

背景技术

作为培养动物细胞或者植物细胞等细胞的装置，公知一种细胞培养装置，使用水平剖面越朝向上方而增大的培养槽，从培养槽的底部供给培养液，并且形成培养液的上升流，以便与细胞的沉降速度平衡，在培养槽内对细胞进行三维培养。另外，在专利文献1中记载了控制培养液在细胞培养装置内的流动的方法。

专利文献1：日本特开2015-142550号公报

然而，在上述细胞培养装置中，若想要从培养开始时，根据细胞的生长来控制培养液的上升流，则需要使对细胞培养装置供给的培养液的流速变化较大。另外，考虑到培养液的流速变化有可能使培养液在培养槽内的流动不稳定。

发明内容

本公开说明能够使培养液在培养槽内的流动稳定并且能够根据细胞的生长来控制培养液的供给量的细胞培养装置以及细胞培养方法。

本公开的一个方式的细胞培养装置具有：培养槽，其为水平截面积随着趋向上方而增加的形状，用于在培养液中进行细胞的培养；供给部，其对所述培养槽供给所述培养液；和控制部，其控制由所述供给部进行的所述培养液的供给，通过所述控制部的控制，从所述供给部对所述培养槽断续地供给所述培养液，在所述培养液中形成环绕上升流，从而在所述培养槽内在所述细胞滞留的培养区域形成所述培养液的塞流。

根据本公开，提供一种细胞培养装置，能够使培养液在培养槽内的流动稳定，并且能够根据细胞的生长来控制培养液的供给量。

附图说明

图1是说明本公开的一个实施方式的细胞培养装置的简要结构的图。

图2是说明培养液在培养槽内的移动的图。

图3是说明培养液的断续地供给的图。

图4是说明变形例的细胞培养装置的简要结构的图。

图5是说明变形例的细胞培养装置的简要结构的图。

具体实施方式

为了实现上述目的，本公开的一个方式的细胞培养装置具有：培养槽，其为水平截面积随着趋向上方而增加的形状，用于在培养液中进行细胞的培养；供给部，其对所述培养槽供给所述培养液；和控制部，其控制由所述供给部进行的所述培养液的供给，通过所述控制部的控制，从所述供给部对所述培养槽断续地供给所述培养液，在所述培养液中形成环绕上升流，从而在所述培养槽内在所述细胞滞留的培养区域形成所述培养液的塞流。

另外，本公开的一个方式的细胞培养方法，是细胞培养装置中的细胞培养方法，所述细胞培养装置具有培养槽，该培养槽为水平截面积随着趋向上方而增加的形状，用于在培养液中进行细胞的培养，其特征在于，通过所述细胞培养装置的控制部的控制，从所述细胞培养装置的供给部对所述培养槽断续地供给所述培养液，在所述培养液中形成环绕上升流，从而在所述培养槽内在所述细胞滞留的培养区域形成所述培养液的塞流。

根据上述细胞培养装置以及细胞培养方法，通过在培养槽内在培养液中形成环绕上升流，在培养槽内在细胞滞留的培养区域形成培养液的塞流。在此通过构成为：通过控制部的控制，一边断续地供给培养液、一边在培养区域形成培养液的塞流，从而即便在细胞生长的情况下，也能够通过供给培养液的时间段的调整等，来控制培养液的单位时间的供给量。另外，通过对培养槽断续地供给培养液，从而能够防止在培养槽内产生偏流。因此，与一边连续供给培养液、一边控制单位时间的供给量的情况相比较，能够使培养液在培养槽内的流动稳定，并且能够根据细胞的生长来控制培养液的供给量。

在此，能够为如下方式，即：所述供给部具有：培养液供给管线，其用于向所述培养槽供给所述培养液；泵，其设置在所述培养液供给管线上，通过所述控制部进行控制，以使驱动所述泵的时间和停止驱动所述泵的时间交替地反复，从而对所述培养槽断续地供给所述培养液。

这样，通过控制部进行控制，以使驱动泵的时间和停止驱动泵的时间交替地反复，从而即便在为对培养槽断续地供给所述培养液的方式时，也能以更简单的结构实现对培养槽断续地供给培养液。

另外，能够为如下方式，即：还具有细胞分布检测部，其检测所述培养槽内的所述细胞的分布，所述控制部基于由所述细胞分布检测部检测出的所述培养槽内的细胞的分布，来控制由所述供给部向所述培养槽供给的所述培养液的单位时间的供给量。

如上述那样通过构成为：基于由细胞分布检测部检测出的培养槽内的细胞的分布，来控制由供给部向培养槽供给的培养液的单位时间的供给量，从而在培养槽内的细胞的分布从假定的状况变化了的情况下，能够向对其进行修正的方向自动控制培养液的单位时间的供给量。因此能够使培养液在培养槽内的流动稳定，并且能够更适宜地进行与细胞的生长对应的培养液供给量的控制。

另外，能够为如下方式，即：具有：培养环境检测部，其检测所述培养槽内的培养环境；调整部，其在所述供给部的前段进行向所述培养槽供给的所述培养液的调整；和调整控制部，其基于由所述培养环境检测部检测出的所述培养槽内的培养环境，来控制所述调整部对所述培养液的调整。

如上述那样通过构成为：基于由培养环境检测部检测出的培养槽内的培养环境，对进行向培养槽供给的培养液的调整的调整部中的调整进行控制，能够自动地控制用于使培养槽内的培养环境变好的调整。因此能够适宜地进行与细胞在培养槽内的生长对应的培养液的供给量的控制，并且能够提高培养环境。

以下，参照附图来详细地说明用于实施本公开的方式。另外在附图的说明中，对相同要素标注相同附图标记，并省略重复说明。

图1是说明本公开的一个方式的细胞培养装置的简要结构的图。细胞培养装置1具有：培养槽2，其是利用培养液(细胞培养液)培养细胞的容器；调整槽3，其贮存对该培养槽2供给的培养液并且进行培养液的调整等；控制部4，其进行该细胞培养装置1的控制；泵5，其通过向培养槽2内进行培养液的供给，从而使培养液在装置内循环；调整部6，其进行在调整槽3调整培养液的操作。另外，在培养槽2与调整槽3之间具有：从调整槽3对培养槽2供给培养液的培养液供给管L1(培养液供给管线)、和使培养液从培养槽2相对于调整槽3返回的培养液返回管L2(培养液返回管线)。培养液供给管L1和泵5作为对培养槽2供给培养液的供给部发挥功能。另外，控制部4控制该供给部向培养槽2供给培养液。

成为本实施方式的细胞培养装置1的培养对象的细胞不特别限定，例如，能够培养动物的干细胞等。成为细胞培养的培养基的培养液，根据成为培养对象的细胞的种类来适当地选择。

另外，在以下的实施方式中，对细胞培养装置1为一般安装类型的情况进行说明，但也可以是作为用于搬运培养槽2的所谓搬运用的装置而小型化的装置。在小型化的细胞培养装置的情况下，存在构成培养槽2和调整槽3等的装置的各部分小型化或简化的情况，但基本的结构相同。

培养槽2具有在水平方向的截面积随着趋向上方而增大的形状。作为这样的形状，例如能够使培养槽2如图1等所示成为倒圆锥状，但培养槽2的形状不限定于倒圆锥状。在培养槽2的内部充满培养液。另外在培养槽2内形成有细胞或附着有细胞的载体在规定的高度范围浮游的培养区域A。以下将细胞或附着有细胞的载体称为培养细胞。

培养槽2的容量不特别限定，能够为10mL～10000mL左右。培养槽2的容量能够基于在一个培养槽2中想要培养的细胞的量或细胞块的大小等来适当选择。另外，也能够根据培养槽2的操作性等选择。例如在培养槽2的容量为50mL～500mL左右的情况下，培养槽2单体的操作性提高。

在培养槽2的下端连接培养液供给管L1。另外在培养槽2的上端连接培养液返回管L2。培养液供给管L1和培养液返回管L2将培养槽2与调整槽3之间连结。

调整槽3具有贮存培养液的功能。另外，在调整槽3设置有调整部6，调整部6能够进行各种调整，以便成为适于细胞培养的培养液。伴随细胞的培养，存在培养液中的气体浓度降低的情况。在该情况下，例如通过具有微泡泵等气体供给部作为调整部6，由此能够进行培养液中气体浓度的调整。另外，伴随细胞的培养，存在培养液中的特定成分的比例减少的情况。在该情况下，例如通过具有供给该成分的单元作为调整部6，从而能够进行培养液中的各种成分比的调整。这样，能够适当选择调整细胞的培养所需的培养液所需的单元来作为调整部6。另外，关于气体供给，也能够仅进行表面通气等。另外，也可以对调整槽3不设置调整部6，调整部6只要设置在比向培养槽2供给培养液的供给部靠前段即可。

控制部4具有进行细胞培养装置1的各种控制的功能。特别是在本实施方式的细胞培养装置1中，控制部4具有控制在培养液供给管L1上设置的泵5的驱动的功能。之后详细叙述，但通过控制部4控制泵5的驱动，从而能够适宜地控制在培养槽2内移动的培养液的流速。另外，控制部4也可以构成为一并进行培养液在调整部6中的调整的控制等。

控制部4构成为计算机，其具备CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、作为主存储装置的RAM(Random Access Memory：随机存储器)和ROM(Read only Memory：只读存储器)、进行与其他设备之间的通信的通信模块以及硬盘等辅助存储装置等硬件。而且，通过这些构成要素动作，能够发挥作为后述的控制部4的功能。

成为控制部4的控制对象的泵5设置在将调整槽3与培养槽2的下端连接的培养液供给管L1上。作为泵5，例如能够使用蠕动泵，但泵的种类不特别限定。

另外，也可以在细胞培养装置1另外设置用于将培养液向外部排出的排液管线、用于供给新的培养液的培养液导入管线等。另外为了将细胞培养装置1内的培养液适当地维持为与培养环境相应的温度，也可以构成为细胞培养装置1的一部分配置在恒温箱等恒温装置内。

对上述细胞培养装置1的细胞培养方法进行说明。在通过细胞培养装置1开始培养细胞时，首先，将新的培养液从外部导入调整槽3。然后，通过调整部6进行气体的供给等，由此将调整槽3内的培养液调整为适于细胞培养的条件。之后，培养液通过泵5的驱动而经由培养液供给管L1从培养槽2的下端导入培养槽2内。

在培养槽2内形成培养液的上升流。一边参照图2、一边对该上升流进行说明。图2(A)是说明培养液在培养槽2内产生的流动的图，图2(B)是培养槽2的水平方向的剖视图，并且是说明培养液供给管L1相对于培养槽2的安装位置的图。

如图2(B)所示，在培养槽2中相对于沿上下方向延伸的中心轴X不交叉的位置，安装有培养液供给管L1。即，中心轴X和培养液供给管L1成为扭转的关系。在该状态下，若从培养液供给管L1向培养槽2内供给培养液，则培养液通过与培养槽2内的壁面摩擦而产生的旋转力，一边沿着培养槽2的内壁旋转、一边上升。即，如图2(A)所示，产生从培养槽2的下方朝向上方的作为环绕上升流的一种的旋转上升流F1。在本实施方式中，环绕上升流是指槽内的液体沿着槽的内壁一边流通一边上升。

在培养槽2内的培养液的旋转上升流F1伴随上升而与培养槽2的壁面的摩擦的旋转力减小，由此如图2(A)所示，成为与旋转相比上升为主的上升流F2。由此在培养槽2的培养区域A(参照图1)附近，形成有在水平面中在上升方向上具有大致恒定的流速分布的流动(塞流)。

另外，塞流的形成方法不限定于图2所示的方法，能够进行各种变更。例如如图2(B)所示，若配置以培养槽2的中心轴X为基准且相对于培养液供给管L1点对称的另一个培养液供给管L11，则能够在培养槽2内更均衡地形成旋转上升流F1。另外，也考虑用于在培养槽2内形成旋转流的投入球体等的方法、变更培养槽2的内壁的形状等来形成上升旋转流的方法。这样，形成上升旋转流的方法能够适当变更，但若在培养槽2内的下部形成旋转上升流F1，则能够在其上方形成基于上升流F2的塞流。

由于培养槽2随着趋向上方而水平截面积增大，因此塞流中的上升流F2的流速随着趋向培养槽2的上方而减小。在培养槽2的培养区域A附近，形成培养细胞的沉降速度与上升流F2的流速平衡的状态。其结果培养细胞分别在规定的高度位置滞留。另外，通过对培养细胞作用上升流F1的剪切应力，从而过大的细胞被粉碎，能够维持整体的细胞直径。

若细胞生长，则细胞凝聚后的细胞块也增大。即，由于培养槽2内的培养细胞的直径增大，因此沉降速度上升。在该情况下，通过增大上升流F2在培养槽2内的流速，从而能够使增大的培养细胞继续滞留在培养区域A附近。

通过培养液供给管L1从培养槽2的下端供给培养液，并且从培养槽2的上端的培养液返回管L2排出培养液而向调整槽3返回培养液。返回至调整槽3的培养液由调整部6调整为适于细胞培养的条件，并且通过泵5的驱动而对培养槽2供给。这样在细胞培养装置1中，在培养液在培养槽2与调整槽3之间循环的环境下，在培养槽2内培养细胞。

在此，在本实施方式的细胞培养装置1以及细胞培养方法中，其特征在于，通过对培养槽2断续地供给培养液，从而形成培养槽2内的塞流即上升流F2，并且控制培养液在单位时间的供给量(流速)。针对该点，参照图3进行说明。

在本实施方式的细胞培养装置1中，作为用于对培养槽2断续地供给培养液的方法之一，使用通过控制部4控制泵5的驱动(接通/断开)的方法。在图3中示出在将横轴设为时间t的情况下，与时间经过对应的泵5的驱动的切换(接通/断开)的例子。在图3所示的例子中，在驱动泵5时培养液的流速恒定的状态下，交替地反复接通泵5的驱动时间T1和断开泵5的停止时间T2。在接通泵5的驱动时间T1期间，将培养液向培养槽2供给。另一方面，在断开泵5的停止时间T2期间，停止向培养槽2供给培养液。其结果，对于培养槽2，在一个周期(T1+T2)期间向培养槽2供给的培养液的量，成为在驱动时间T1期间通过泵5的驱动供给的培养液的量。即，若培养液通过泵5的驱动在单位时间向培养槽2的供给量为X(mL/min)，则通过泵5的断续地驱动，培养液的单位时间向培养槽2的供给量成为X·T1/(T1+T2)(mL/min)。

这样在对培养槽2断续地供给培养液的情况下，通过改变供给时间(驱动时间)和供给停止时间(停止时间)之比，能够控制单位时间培养液向培养槽2的供给量，即，能够控制向培养槽2供给的培养液的实际流速。

如上述那样，通过具备对培养槽2断续地供给培养液的结构，能够根据细胞的生长而减少因泵5的转速的变更而引起的流速的变更。

在如细胞培养装置1那样使细胞在培养槽2内一边滞留于培养区域A一边培养时，流速也根据培养槽2的容积、形状等变化，但例如使培养液在培养槽2内播种了单细胞时的流速(单位时间培养液向培养槽2的供给量)约为0.2mL/min。此时，若伴随培养的细胞的生长，细胞块大型化，例如为了使细胞一边滞留于培养区域A一边培养，存在需要使培养液的流速例如上升至约20mL/min的情况。即，存在随着细胞的生长需要使流速变化至100倍的速度的情况。这样，大多情况是能够使流速变化较大的泵5的价格高，装置成本有可能增大。

另外，在使对培养槽2供给的培养液的流速变化之后，有可能无法在培养槽2中形成稳定的塞流。例如，在驱动泵5使得将培养液以上述说明的约0.2mL/min这一较小流速导入培养槽2内的情况下，有可能因喷嘴的堵塞等而在培养槽2的上方产生偏流。在该情况下，培养液在培养槽2内的流动变得不稳定，有可能也对细胞的生长带来影响。

与此相对，在本实施方式的细胞培养装置1中，通过培养液向培养槽2断续地供给，能够控制培养液向培养槽2供给的实际的流速。即，通过使泵5的驱动恒定，调整驱动的时间(接通的时间)和停止驱动的时间(断开的时间)，从而能够控制培养液向培养槽2供给的实际的流速。在上述情况下，例如使基于泵5的驱动的流量为20mL/min，使泵5的驱动时间T1为6秒，使停止时间T2为594秒。于是，培养液向培养槽2供给的实际的流速为0.2mL/min，能够实现在培养槽2内播种了单细胞时培养液的流速。另外，为了使培养液向培养槽2供给的实际的流速(单位时间的供给量)变化，也可以不改变基于泵5的流速，只要变更泵5的驱动时间T1和停止时间T2的关系即可。这样，在本实施方式的细胞培养装置1中，即便不准备高价的泵，也能根据细胞的生长适当调整培养液的流速。

另外，如上述那样通过构成为：向培养槽2断续地供给培养液，控制培养液向培养槽2供给的实际的流速，从而能够在培养槽2内形成稳定的塞流。虽然考虑到如上述那样，在以连续驱动着泵5的状态使培养液的流速成为低速的情况下，培养液在培养槽2内的流动变得不稳定，但在构成为对培养槽2断续地供给培养液时，即便暂时在培养槽2的上方产生偏流，也能够在停止供给培养液的时间段期间使偏流消失。因此能够在培养槽2内形成稳定的塞流。另外，若能够形成稳定的塞流，则能够利用新的培养基推出旧的培养基，因而能够在细胞块浮游的状态下，一边培养一边更换培养基。因此无需在通常的搅拌型培养槽中所需的、提取培养液并通过离心分离等将细胞与培养基分离而使细胞悬浮于新的培养基的操作。另外，通过改变培养基的种类，也能够进行细胞块浮游的状态下的分化引导。

此外，还考虑到与培养液向培养槽2的连续供给相比较，培养液向培养槽2断续地供给能够促进细胞的生长。例如，如老鼠的ES细胞那样的多能性干细胞，公知若不与载体或者其他细胞接触，则不进行细胞的增殖，即，细胞的生长变缓。与此相对，通过如本实施方式那样，向培养槽2断续地供给培养液，能够促进培养液内的载体和细胞的移动。因此由于载体与细胞或细胞彼此接触的机会增加，因此细胞的生长(增殖)被促进。

另外，关于向培养槽2断续地供给培养液，通过使过大而应粉碎的细胞沉降至旋转上升流F1的区域的时间和停止时间T2一致，从而能够仅给予该大小的细胞较强的剪切应力，选择性地进行粉碎。由此能够维持整体的细胞直径。

在此，作为上述细胞培养装置1的变形例，对通过控制部4能够自动控制培养液向培养槽2断续地供给和培养液的调整的细胞培养装置1A进行说明。图4是说明变形例的细胞培养装置的简要结构的图。

在细胞培养装置1A中具有：浊度计7，其作为细胞分布检测部，用于检测培养槽2内的细胞分布；温度计、pH计和溶氧计8，它们作为培养环境检测部，用于检测培养环境。

浊度计7在上下方向上的多个位置测定培养液在培养槽2内的浊度。在培养槽2内，培养液的浊度根据细胞的分布而变化。因此通过测定浊度的分布，能够检测细胞在培养槽2内的分布。另外用于检测细胞在培养槽2内的分布的单元不限定于浊度计，例如也可以使用进行光学测定的照相机等。浊度计7的测定能够在规定的时间(例如每隔几小时)进行。然后，浊度计7的检测结果被发送至控制部4。

控制部4基于由该浊度计7检测的细胞在培养槽2内的分布的信息，控制泵5的驱动。具体而言，例如在浊度计7的测定结果为细胞的分布向比培养区域A靠下方移动的情况下，控制部4以延长泵5的驱动时间的方式进行控制，以使单位时间向培养槽2供给培养基的供给量增加。另外，在细胞的分布向比培养区域A靠上方移动时，控制部4以缩短泵5的驱动时间的方式进行控制，以使单位时间向培养槽2供给培养基的供给量减小。在控制部4中，通过针对基于浊度计7的测定结果的细胞的分布的信息，预先保持确定如何控制泵5的驱动的信息(例如算式等)，从而能够基于以浊度计7的测定结果为基础的细胞的分布，来自动控制培养液向培养槽2的断续地供给。

温度计、pH计和溶氧计8分别测定培养液在培养槽2内的温度、pH和溶氧。培养液的温度、pH和溶氧均是对细胞的培养带来影响的必要条件，通过测定它们能够检测在培养槽2内的培养环境。另外，用于检测培养环境的培养环境检测部可以是上述温度计、pH计和溶氧计中的至少一方，也可以与其他测定设备(例如电导率仪等)组合。温度计、pH计和溶氧计8的测定能够在规定的时间(例如每隔几小时)进行。然后温度计、pH计和溶氧计8的检测结果被发送至控制部4。

在该情况下，控制部4基于由温度计、pH计和溶氧计8检测的培养系统在培养槽2内的与环境有关的信息，来控制调整部6对培养液的调整。即，控制部4作为基于培养槽2内的培养环境来控制培养液向培养槽2供给的调整的环境调整控制部发挥功能。具体而言，可列举出在溶氧计的测定结果为培养液中的溶氧比规定的条件减少的情况下，增加在调整部6中向培养液内供给的气体的量。另外，列举出根据温度的测定结果而对贮存培养液的调整槽3进行加温控制等的对策。另外，列举出根据pH的测定结果，变更在调整部6中对培养液添加的药剂的量等的对策。基于温度计、pH计和溶氧计彼此或它们整体的测定结果，预先确定如何控制调整部6对培养液的调整，在控制部4中，与从温度计、pH计和溶氧计8获得的信息对应地，如预先确定的那样，进行调整部6的控制，从而也能够对向培养槽2供给的培养液的调整进行自动控制。

在细胞培养装置1A中，能够基于通过浊度计7检测的细胞在培养槽2内的分布的信息，自动控制培养液向培养槽2的断续地供给。另外，能够基于通过温度计、pH计和溶氧计8检测的在培养槽2内的培养环境的信息，自动控制调整部6对培养液的调整。通过这样构成为能够自动进行培养液向培养槽2的断续地供给或者调整部6对培养液的调整的控制，能够无需操作者的操作，并且形成使培养液在培养槽内的流动稳定且根据细胞的生长控制培养液的供给量的状态。

另外，对在细胞培养装置1A中自动控制培养液向培养槽2的断续地供给和培养液的调整双方的构成进行了说明，但也可以构成为仅控制某一方。

如以上所述的那样，根据本实施方式的细胞培养装置1、1A以及细胞培养方法，通过在培养槽2内在培养液中形成环绕上升流，在细胞在培养槽2内滞留的培养区域A形成培养液的塞流。在此，通过构成为，通过控制部4的控制，一边断续地供给培养液一边在培养区域A形成培养液的塞流，由此即便在细胞生长的情况下，也能通过供给培养液的时间段的调整等，控制培养液在单位时间的供给量。另外，通过对培养槽2断续地供给培养液，能够防止在培养槽2内产生偏流，因此与以往那样一边连续地供给培养液、一边控制单位时间的供给量的情况相比较，能够使培养液在培养槽2内的流动稳定，并且能够根据细胞的生长来控制培养液的供给量。

另外，如上述实施方式说明的那样，由控制部4进行控制以使驱动泵5的时间和停止驱动泵5的时间交替地反复，由此对培养槽2断续地供给培养液，在为该方式的情况下，能够通以更简单的结构实现培养液对培养槽2的断续地供给。

另外，如细胞培养装置1A那样，通过构成为：基于由作为细胞分布检测部的浊度计7检测出的培养槽2内的细胞的分布，来控制培养液在单位时间向培养槽2供给的供给量，在培养槽2内的细胞的分布从假定的状况变化了的情况下，能够向对其进行修正的方向来自动控制培养液在单位时间的供给量。因此能够使培养液在培养槽2内的流动稳定，并且能够更适宜地控制与细胞的生长对应的培养液的供给量。

此外，通过如细胞培养装置1A那样，构成为基于由作为培养环境检测部的温度计、pH计和溶氧计8检测出的培养槽2内的培养环境，来控制培养液在调整部6中的调整，从而能够自动控制用于使培养槽2内的培养环境变好的调整。因此能够适宜地控制与细胞在培养槽2内的生长对应的培养液的供给量，并且能够提高培养环境。

以上说明的实施方式是表示本公开的一个例子。本公开的细胞培养装置以及细胞培养方法不限定于上述实施方式，也可以在不改变各权利要求记载的主旨的范围而进行变形或者应用于其他装置。

例如，在上述实施方式中说明的细胞培养装置中构成为：由培养液供给管L1向培养槽2供给的培养液，由培养液返回管L2排出并经由调整槽3循环。然而，培养液不一定需要循环，只要构成为通过泵5等的供给部从培养槽2的下方对培养槽2内供给，并且在培养槽2内形成塞流且从上方排出，就能够进行各种变更。

另外，在上述实施方式中，说明了通过在培养液供给管L1上设置的泵5来实现培养液向培养槽2的断续地供给的情况。然而，进行培养液向培养槽2的断续地供给的供给部的构成不限定于上述构成。例如，也可以由供给部和培养液罐以及与培养液罐连接的配管中的开闭阀构成，并进行开闭阀的控制，由此实现培养液向培养槽2断续地供给。

作为上述细胞培养装置1的变形例，说明了能够通过塞流更换培养基的细胞培养装置1B。图5是说明变形例的细胞培养装置的简要结构的图。

与图1所示的细胞培养装置1相比较，图5所示的细胞培养装置1B具有：供新的培养基进入的培养基贮槽10；培养基供给管L3，其用于向培养槽2内供给培养基贮槽10内的新的培养基；培养基供给泵11，其控制新的培养基的供给；废液贮槽12，其贮存旧的培养基作为废液；废液移送管L4，其用于将旧的培养基从培养槽2去除；废液泵13，其控制旧的培养基的去除。

在上述各部分中，与泵5同样，培养基供给泵11和废液泵13由控制部4控制。

在细胞培养装置1B中，进行基于塞流的培养基更换时停止泵5。然后进行控制部4的控制，以使培养基供给泵11和废液泵13以相同速度输送。由此能够一边在培养槽2内培养、一边向培养槽2内供给新的培养基，并且旧的培养基被废弃，即，能够更换培养槽2内的培养基。针对培养基供给泵11和废液泵13，在与泵5的断续地运转相同的时机或接近的时机，进行断续地运转，由此能够形成稳定的塞流。因此几乎不会与新的培养基混合，就能够从槽内赶出旧的培养基。由此能够不浪费且高效地更换培养槽2内的培养基。

另外，通过使用上述培养基更换的方法，在分化引导细胞时等情况下，也能改变培养基的种类。培养基种类的改变，能够将培养基贮槽10的内部无菌地与其它培养基替换。另外，对于培养基种类的改变，也能够增加培养基贮槽、培养基供给管和培养基送液泵的组合，将新的培养基供给管，与培养基供给管L3和培养液供给管L1交叉的部分连接，或与培养液供给管L1中的从泵5至培养槽2之间的部分连接，取代培养基供给泵11，使新的培养基供给泵工作。

工业上的可利用性

根据本公开，能够使培养液在培养槽内的流动稳定，并且能够根据细胞的生长控制培养液的供给量。

附图标记说明：1、1A…细胞培养装置；2…培养槽；3…调整槽；4…控制部；5…泵；6…调整部；7…浊度计；8…温度计、pH计、溶氧计；A…培养区域；L1…培养液供给管；L2…培养液返回管。

Claims (5)

1.一种细胞培养装置，其特征在于，具有：

培养槽，其为水平截面积随着趋向上方而增加的形状，用于在培养液中进行细胞的培养；

供给部，其对所述培养槽供给所述培养液；和

控制部，其控制由所述供给部进行的所述培养液的供给，

通过所述控制部的控制，从所述供给部对所述培养槽断续地供给所述培养液，在所述培养液中形成环绕上升流，从而在所述培养槽内在所述细胞滞留的培养区域形成所述培养液的塞流。

2.根据权利要求1所述的细胞培养装置，其特征在于，

所述供给部具有：培养液供给管线，其用于向所述培养槽供给所述培养液；泵，其设置在所述培养液供给管线上，

通过所述控制部进行控制，以使驱动所述泵的时间和停止驱动所述泵的时间交替地反复，从而对所述培养槽断续地供给所述培养液。

3.根据权利要求1或2所述的细胞培养装置，其特征在于，

还具有细胞分布检测部，其检测所述培养槽内的所述细胞的分布，

所述控制部基于由所述细胞分布检测部检测出的所述培养槽内的细胞的分布，来控制由所述供给部向所述培养槽供给的所述培养液的单位时间的供给量。

4.根据权利要求1～3中的任一项所述的细胞培养装置，其特征在于，具有：

培养环境检测部，其检测所述培养槽内的培养环境；

调整部，其在所述供给部的前段进行向所述培养槽供给的所述培养液的调整；和

调整控制部，其基于由所述培养环境检测部检测出的所述培养槽内的培养环境，来控制所述调整部对所述培养液的调整。

5.一种细胞培养方法，是细胞培养装置中的细胞培养方法，所述细胞培养装置具有培养槽，该培养槽为水平截面积随着趋向上方而增加的形状，用于在培养液中进行细胞的培养，其特征在于，

通过所述细胞培养装置的控制部的控制，从所述细胞培养装置的供给部对所述培养槽断续地供给所述培养液，在所述培养液中形成环绕上升流，从而在所述培养槽内在所述细胞滞留的培养区域形成所述培养液的塞流。