CN112313324B - 细胞培养装置、细胞培养方法和存储介质 - Google Patents
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Abstract
超声波振子(10)向与细胞(2)一起保持在培养容器(1)中的培养液(3)照射超声波。获得部获得表示培养液(3)中细胞(2)的沉降状态的信息。控制部基于表示细胞(2)的沉降状态的信息控制超声波振子(10)的动作。
Description
技术领域
本发明涉及细胞培养装置、细胞培养方法和程序。
发明背景
作为再生医疗中使用的动物细胞培养方法，正在研究悬浮培养技术的应用。例如，专利文献1中公开了一种细胞培养装置，一边用搅拌叶片对培养液进行搅拌，一边为了使细胞块细分而对细胞块照射超声波。在该细胞培养装置中，对培养液进行搅拌的目的是，缓和培养液内营养成分和溶解氧的不均匀以及抑制细胞沉降导致的细胞聚集。
如果像专利文献1中公开的细胞培养装置那样用搅拌叶片对培养液进行搅拌，则存在细胞由于搅拌叶片而受到损伤的担忧。为了避免由于搅拌叶片使细胞受到损伤，专利文献2中公开了一种通过照射超声波对细胞悬浮液进行搅拌的培养装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2017/056695号
专利文献2:日本实开昭63－013600号公报
发明概述
发明所要解决的课题
专利文献2公开的培养装置中，为了对细胞悬浮液进行搅拌，时常照射超声波。如果时常照射超声波，则对细胞悬浮液所含细胞的影响令人担忧，此外，培养液的温度上升，有可能对细胞产生不良影响。
本发明是鉴于上述情况做出的，其目的在于，防止利用超声波进行的搅拌中对培养液的不必要的超声波照射，高效对细胞进行培养。
用于解决课题的方法
为了实现上述目的，本发明涉及的细胞培养装置具备照射部、获得部和控制部。照射部向与细胞一起保持在培养容器中的培养液照射超声波。获得部获得表示培养液中细胞的沉降状态的信息。控制部基于表示细胞的沉降状态的信息控制照射部的动作。
发明效果
根据本发明，针对培养液中细胞的沉降状态对培养液照射超声波。由此，在细胞沉降时利用超声波对培养液进行搅拌，在细胞充分悬浮时不照射超声波。因此，能够在利用超声波进行搅拌时防止对培养液不必要的超声波照射，高效培养细胞。
附图说明
图1为显示本发明实施方式1涉及的细胞培养装置的构成的图
图2为显示图1所示细胞培养装置的一部分的立体图
图3为显示图1所示控制装置的硬件构成的框图
图4为显示图1所示细胞培养装置中施加于超声波振子的驱动电压的波形的图
图5为显示图1所示控制装置具备的CPU实现的功能的框图
图6为通过图像分析进行的沉降速度计算的概念图
图7为利用图1所示细胞培养装置进行搅拌处理的流程图
图8为显示用图1所示细胞培养装置从培养开始间歇性照射超声波而进行培养情况下和完全不照射超声波情况下，细胞的个数相对于培养时间的图
图9为利用图1所示细胞培养装置进行回收处理的流程图
图10为显示作为培养容器的一例的细胞培养瓶的立体图
图11为显示本发明实施方式1涉及的另一细胞培养装置的构成的图
图12为显示本发明实施方式2涉及的细胞培养装置的构成的图
图13为显示对培养液拍摄的图像的图
图14为利用图12所示细胞培养装置进行搅拌处理的流程图
图15为利用图12所示细胞培养装置进行回收处理的流程图
图16为显示本发明实施方式3涉及的细胞培养装置的构成的图
图17为显示对含有荧光物质的培养液拍摄的图像的图
图18为利用图16所示细胞培养装置进行搅拌处理的流程图
图19为利用本发明实施方式4涉及的细胞培养装置进行搅拌处理的流程图
图20为显示本发明实施方式4涉及的另一细胞培养装置的构成的图
图21为显示本发明实施方式5涉及的细胞培养装置的构成的图
图22为显示本发明实施方式6涉及的细胞培养装置的构成的图
图23为利用图22所示细胞培养装置进行搅拌处理的流程图
图24为显示本发明实施方式7涉及的细胞培养装置的构成的图
具体实施方式
以下，参照附图详细地对本发明实施方式涉及的细胞培养装置进行说明。需说明的是，附图中，对于相同或同等的部分给予相同的符号。
(实施方式1)
图1为显示本发明实施方式1涉及的细胞培养装置100的构成的图。细胞培养装置100是用于对保持在培养容器1中的细胞2进行培养的装置。细胞2的培养中，细胞培养装置100对与细胞2一起保持在培养容器1中的培养液3进行搅拌。培养容器1是底面为圆形的圆筒状，上面是开口的。培养容器1是聚碳酸酯制的。
细胞2是能够用悬浮体系培养的动物细胞。细胞2中，存在细胞分裂后多个细胞2凝集形成细胞块4的情况。培养液3的组成是适合细胞2的培养的。培养液3中，除了液体培养基以外，还含有有机物、pH缓冲液、血清、各种矿物、抗生素和pH指示剂等。以下，设为细胞2中包括细胞块4。
如图2所示，培养容器1配置在上面开口的水槽5内部。水槽5充满液体6。液体6为水或油。开口的培养容器1的上面用盖7覆盖。
细胞培养装置100具备对培养液3进行拍照的光学传感器8、测定氧的浓度的培养液传感器9、照射超声波的超声波振子10、控制装置11、以及回收细胞2的细胞回收装置12。控制装置11控制光学传感器8、培养液传感器9、超声波振子10和细胞回收装置12的动作。需说明的是，以下，将超声波振子简单地表述为“振子”。
光学传感器8与控制装置11连接。光学传感器8对保持在培养容器1中的含有细胞2的培养液3进行拍照。对应于由光学传感器8拍摄的图像的图像数据被传输至控制装置11。
培养液传感器9贯穿盖7，浸在培养液3中。培养液传感器9测定培养液3中溶解的氧的浓度。培养液传感器9与控制装置11连接。由培养液传感器9测得的表示氧的浓度的信息被传输至控制装置11。
振子10通过嵌入安装于水槽5底面的粘弹性体而设置在水槽5中。振子10具备压电元件。被施加驱动电压的压电元件在振子10的中心轴方向上振动，从而振子10照射超声波(疏密波)。照射的超声波沿中心轴传导。从振子10照射的超声波的中心轴相对于水槽5的底面垂直。振子10作为向培养液3照射超声波的照射部发挥功能。这里的超声波是频率为20kHz以上的弹性振动波。
振子10与控制装置11连接。如图3所示，控制装置11具备超声波振子控制电路110、存储部111、RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)112、CPU(Central ProcessingUnit，中央处理器)113和总线114。超声波振子控制电路110、存储部111、RAM112和CPU113通过总线114连接。
超声波振子控制电路110生成对应于从振子10照射的超声波的频率和振幅的驱动电压。控制装置11对振子10施加由超声波振子控制电路110生成的驱动电压。振子10根据驱动电压进行振动。需说明的是，为了抑制细胞2的死亡和减少，控制装置11控制驱动电压的振幅，使超声波导致的培养容器1内产生的声压为300kPa以下。
如图4所示，控制装置11间歇性对振子10施加驱动电压。由此，振子10以一定间隔重复驱动和停止。更详细地，控制装置11在使振子10驱动30秒后，停止90秒。超声波的频率为158kHz。
存储部111具备ROM、HDD(Hard Disk Drive，硬盘驱动器)、闪存等非易失性的存储介质，除了存储有控制程序115以外，还存储有各种数据。
RAM112作为CPU113的主存储器发挥功能。利用CPU113执行控制程序115时，控制程序115在RAM112中运行。
除了控制程序115以外，CPU113还将存储部111中存储的各种软件程序读取至RAM112，执行软件程序，从而控制装置11使光学传感器8、培养液传感器9、振子10和细胞回收装置12执行以下动作。
图5为显示CPU113实现的功能的框图。控制程序115在CPU113中实现作为检测培养液3中的细胞2的检测部13、获得表示培养液3中细胞2的沉降状态的信息的获得部14、基于表示细胞2的沉降状态的信息控制振子10的动作的控制部15的功能。
检测部13使用作为对由光学传感器8拍摄的图像的图像识别方法的边缘检测法，提取图像中细胞2与培养液3的交界面。检测部13在以交界面为边缘的形状与预先存储在存储部111中的被视为细胞2的形状之间确认到一定以上的相似性时，检测以该交界面为边缘的形状作为细胞2。
检测部13将与图像数据和对应于该图像数据的图像中细胞2与培养液3的交界面相关的信息与拍摄该图像的时刻相关联，储存于存储部111。
此外，检测部13介由培养液传感器9检测培养液3所含氧的浓度。检测部13将表示氧的浓度的信息向控制部15输出。
获得部14获得由光学传感器8拍摄的图像所含细胞2在培养容器1内的位置信息。位置信息的获得中，获得部14在对应于存储部111中存储的图像数据的图像上，设定分别对应于从培养容器1的底面开始的高度方向和水平方向的坐标轴。获得部14获得图像中坐标平面上的细胞2的坐标作为位置信息。细胞2的位置信息例如在检测到作为细胞2的形状边缘在坐标平面上的坐标范围内。
获得部14将图像数据与对应于该图像数据的图像所含细胞2的位置信息相关联，存储于存储部111。对应于图像数据的图像所含细胞2为多个时，获得部14对各细胞2给予识别编号，对应于识别编号，将位置信息储存于存储部111。
获得部14算出由检测部13检测到的细胞2每单位时间的沉降距离、即沉降速度，作为表示细胞2的沉降状态的信息。这里，参照图6对沉降速度的计算进行说明。获得部14参照存储部111中存储的对应于在时刻t1拍摄的图像p1的图像数据和对应于在时刻t2拍摄的图像p2的图像数据。获得部14在图像p1和图像p2中分别设定以培养容器1的水平截面的中心为基准的x轴和以培养容器1的底面为基准的作为高度方向的y轴。图像p1和图像p2中设定的x轴和y轴是尺度相等的坐标轴。
获得部14由图像p1所含细胞2的位置信息、即坐标(x1，y1)和图像p2所含细胞2的坐标(x2，y2)算出细胞2向底面方向的移动距离作为沉降距离。接下来，获得部14用沉降距离除以t2减去t1而得的经过时间t，算出细胞2的沉降速度。获得部14将表示算出的沉降速度的信息向控制部15输出。
此外，获得部14测定由检测部13检测到的细胞2的大小。详细地，获得部14参照存储部111中存储的图像数据，由图像倍率和细胞2在图像上的直径或面积测定细胞2的大小。获得部14将得到的表示细胞2的大小的信息向控制部15输出。
控制部15基于表示细胞2的沉降状态的信息控制振子10的动作。控制部15对作为表示细胞2的沉降状态的信息的细胞2的沉降速度和预先存储在存储部111中的阈值Nv进行比较。细胞2的沉降速度为Nv以上时，发生了沉降，如果不使细胞2悬浮，则细胞2会在培养容器1的底面聚集，细胞2的生长可受到抑制。因此，细胞2的沉降速度为Nv以上时，控制部15对振子10施加驱动电压。
控制部15对振子10施加驱动电压则超声波向培养液3照射。更详细地，由于振子10的振动而产生的声辐射压力在与振子10的端面接触的液体6中传导。声辐射压力介由培养容器1的底面进一步在培养液3中传导。培养液3中产生基于声辐射压力的声流。其结果是，由于声流，培养容器1内细胞2的沉降受到抑制或者细胞2悬浮，能够防止在培养容器1的底面聚集。
控制部15基于表示细胞2的大小的信息控制振子10的动作。存在细胞2变大则沉降速度变快的倾向。因此，通过随着细胞2的大小延长超声波的照射时间，能够有效抑制细胞2的沉降。控制部15根据细胞2的大小延长由振子10照射超声波的时间。更详细地，将细胞2的大小范围与超声波的照射时间对应的表格存储在存储部111。该表格中，与细胞2的大小成比例，对应长的照射时间。控制部15参照表格在对应于由获得部14获得的细胞2的大小的照射时间内介由振子10照射超声波。
控制部15基于表示氧的浓度的信息控制照射部的动作。具体地，控制部15对由检测部13检测到的氧的浓度和预先存储在存储部111中的阈值Noxy进行比较。氧的浓度为Noxy以下时，存在氧不足、细胞2的生长效率下降的担忧。因此，在氧的浓度为Noxy以下时，控制部15介由振子10照射超声波。利用由于超声波的照射而在培养液3中产生的声流，对培养液3进行搅拌。由此，能够促进气氛中的氧进入培养液3。即使利用培养液3的搅拌，进入培养液3的氧也不充分的情况下，可以通过将散气管浸入培养液3进行强制通风来对培养液3供应氧。
控制部15除了控制振子10以外，还控制光学传感器8、培养液传感器9和细胞回收装置12。
细胞回收装置12具备管120、吸泵121、吸泵控制器122、回收用袋123和开关阀124。细胞回收装置12介由吸泵控制器122与控制装置11连接。控制部15作为介由细胞回收装置12回收细胞2的回收部发挥功能。
两端开口的管120的一端为吸入口125。管120贯穿盖7，吸入口125进入培养液3内。管120的另一端与吸泵121连接。吸泵121与吸泵控制器122连接。
吸泵控制器122具备图中未显示的CPU、外部存储装置和RAM。基于控制部15的控制，CPU将外部存储装置中存储的软件程序读取至RAM，控制执行软件程序，从而吸泵控制器122控制吸泵121的动作。
回收用袋123介由开关阀124与吸泵121连接。关闭开关阀124则空气从吸泵121向回收用袋123的流入被阻断。另一方面，打开开关阀124则空气可从吸泵121流入回收用袋123。
开关阀124打开的状态下，如果吸泵控制器122驱动吸泵121，则吸泵121从吸入口125进行吸引。吸入口125是进入培养液3的，因此，培养容器1内的细胞2与培养液3一起从吸入口125被吸入。吸入的培养液3和细胞2被移送至回收用袋123。由此，细胞培养装置100可以对细胞2进行回收。
回收细胞2时，获得部14获得表示由检测部13检测到的培养液3所含细胞2的个数变化的信息。具体地，获得部14对图像p1所含细胞2的个数和图像p2所含细胞2的个数进行计数。接下来，获得部14由图像p1所含细胞2的个数和图像p2所含细胞2的个数算出经过时间t内细胞2的个数变化率。获得部14将作为表示细胞2的个数变化的信息的、表示细胞2的个数变化率的信息向控制部15输出。
控制部15基于表示细胞2的个数变化的信息回收细胞2。这里，控制部15对变化率和预先存储在存储部111中的阈值Nr进行比较。变化率为Nr以下时，细胞2的个数的变动小，培养液3中细胞2的生长处于恒定期。在恒定期，细胞2不会大幅增加。因此，控制部15向吸泵控制器122传输指示细胞2的回收的指示数据。
收到来自控制部15的指示数据，吸泵控制器122回收细胞2。吸泵控制器122在回收用袋123中回收的培养液3达到规定量时停止用吸泵121吸引。如果关闭开关阀124，则得到保持细胞2的回收用袋123。
然后，对本实施方式中细胞培养装置100的使用方法和动作进行说明。细胞培养装置100设置于二氧化碳浓度维持在5％的37℃空气气氛下。此外，为了使培养液3免于外部污染，细胞培养装置100设置在密闭空间内。
设置细胞培养装置100，等待保持在配置于水槽5内的培养容器1中的培养液3在气氛下稳定。接下来，用灭菌移液器在培养液3中接种107个以上的细胞2。
图7为利用细胞培养装置100进行搅拌处理的流程图。从培养开始经过一定时间后，检测部13检测培养液3中的细胞2(步骤S1)。获得部14基于位置信息算出沉降速度(步骤S2)。控制部15判定细胞2的沉降速度是否为Nv以上(步骤S3)。沉降速度低于Nv时(步骤S3：否)，控制部15进入步骤S6。
另一方面，沉降速度为Nv以上时(步骤S3：是)，获得部14测定细胞2的大小(步骤S4)。控制部15将超声波的照射时间设为对应于细胞2大小的照射时间，介由振子10向培养液3照射超声波(步骤S5)。
然后，控制部15介由培养液传感器9测定培养液3中溶解的氧的浓度(步骤S6)。控制部15判定氧的浓度是否为Noxy阈值以下(步骤S7)。氧的浓度为Noxy以下时(步骤S7：是)，控制部15介由振子10向培养液3照射超声波(步骤S8)。另一方面，氧的浓度超过Noxy时(步骤S7：否)，控制部15结束搅拌处理。
将使用细胞培养装置100，从培养开始间歇性照射超声波进行培养情况下、以及完全不照射超声波情况下细胞2的个数的经时变化示于图8。细胞2在第0天接种于培养液3，第3天回收。回收后，细胞2被接种至更换过的培养液3中，第6天回收。与完全不照射超声波进行培养的情况相比，用细胞培养装置100间歇性照射超声波进行培养时，细胞2的生长效率提高。
接下来，参照图9，对利用细胞培养装置100对细胞2的回收处理进行说明。首先，检测部13检测培养液3中的细胞2(步骤S11)。获得部14对图像p1所含细胞2的个数和图像p2所含细胞2的个数进行计数(步骤S12)。
接下来，获得部14算出细胞2的个数变化率(步骤S13)。控制部15判定细胞2的个数变化率是否为Nr以下(步骤S14)。细胞2的个数变化率为Nr以下时(步骤S14：是)，控制部15做出细胞2的回收指示(步骤S15)，结束回收处理。由此，细胞2被回收至回收用袋123。另一方面，细胞2的个数变化率超过Nr时(步骤S14：否)，控制部15返回步骤S11。
如上所述，根据本实施方式1涉及的细胞培养装置100，针对培养液3中细胞2的沉降状态对培养液3照射超声波。由此，在细胞2沉降时对培养液3进行搅拌，在细胞2充分悬浮时不进行搅拌。细胞2的培养中，即使不持续搅拌，只要搅拌至抑制细胞2沉降的程度也是足够的。因此，能够防止对于培养液3的不必要的超声波照射。
根据细胞培养装置100，针对培养液3中细胞2的沉降状态对培养液3照射超声波，因此能够抑制时常照射超声波情况下液体6和培养液3的温度上升，将培养液3的温度维持在适合细胞2的培养的37℃附近。由此，能够不对细胞2施加过度的压力，抑制细胞2的生长率和生存率的下降。
此外，细胞培养装置100根据经过时间t时细胞2的个数变化率回收细胞2。由此，能够在处于细胞2的对数生长期、生长不充分的情况下继续培养、在细胞2已充分生长的恒定期回收细胞2，因而能够高效培养细胞2。需说明的是，上述经过时间t是任意的，考虑细胞2的生长速度和特性而确定。
此外，细胞培养装置100在培养液3的搅拌中不使用搅拌叶片而是使用超声波。因此，能够抑制搅拌叶片的重复使用导致的污染的发生。
需说明的是，本实施方式中，培养容器1的材质不限定为聚碳酸酯，也可以是可利用高压釜灭菌的其他塑料或玻璃。例如，作为培养容器1的材质，可列举聚苯乙烯。
需说明的是，本实施方式中，培养容器1设为底面为圆形的圆筒状，但培养容器1是没有特别限定的，例如也可以是图10所示细胞培养瓶7a。水槽5的形状根据培养容器1的形状适当改变。
此外，液体6设为水或油，但也可以使用声阻抗接近培养容器1的物质代替液体6。例如，该物质的声阻抗与水的声阻抗相等。
需说明的是，本实施方式中，在培养液3中接种107个以上的细胞2，但接种的细胞2的个数可以根据培养容器1的容量和细胞2的生长速度适当调整。
需说明的是，光学传感器8只要对应于紫外区域至红外区域即可，敏感波段是任意的。光学传感器8优选为CCD相机等能够拍摄图像的传感器，但也可以不一定是能够拍摄图像的传感器。细胞培养装置100可以具备测定细胞2的浓度的浊度法中使用的分光光度计来代替光学传感器8。使用分光光度计的情况下，在培养容器1的底面附近和培养液3的液面附近测定适合于细胞2浓度测定的波长的吸光度。此时，例如，作为表示培养液3中细胞2的沉降状态的信息，可以使用由底面附近的吸光度算出的细胞2的浓度D2相对于由液面附近的吸光度算出的细胞2的浓度D1的比例D2/D1。在D2/D1比阈值大时，控制部15对培养液3照射超声波即可。
需说明的是，细胞2的沉降速度也可以通过实时测定用光学传感器8拍摄的图像中细胞2的沉降距离而算出。
需说明的是，利用光学传感器8拍摄图像可以是持续的也可以是间歇性的。光学传感器8得到的图像数据向CPU113的传输可以是逐步的也可以是间歇性的。获得部14可以从存储部111中存储的任意图像数据获得表示培养液3中细胞2的沉降状态的信息。此外，本实施方式中，将开始搅拌处理的时刻作为从培养开始经过一定时间后，但该一定时间可根据细胞2的接种数量、生长速度和特性来设定。搅拌处理也可以以使用者的指示为契机开始。
需说明的是，上述搅拌处理中，在沉降速度低于Nv时(步骤S3：否)进入步骤S6，但控制部15也可以返回步骤S1。
开始回收处理的时机也可以任意设定。例如，可以在搅拌处理中照射超声波、对培养液3进行搅拌之后即刻由控制部15开始回收处理。通过这样做，细胞2在由于搅拌而在培养液3中分散的状态下被拍照，因此利用检测部13对细胞2的检测精度提高。此外，回收处理中，细胞2的个数变化率超过Nr时(步骤S14：否)，控制部15返回步骤S11，但控制部15也可以结束回收处理。
此外，本实施方式中，将细胞培养装置100设于密闭空间内，但也可以在培养容器1内设置温度调整装置、采取调整培养容器1内的二氧化碳浓度的手段，从而不将细胞培养装置100设置在密闭空间内。
此外，本实施方式中，将从振子10照射的超声波的中心轴设为相对于水槽5的底面垂直，但不限于此。设置振子10时，可以将超声波的中心轴相对于水槽5的底面调整为任意角度。为了利用超声波的照射抑制细胞2的沉降，从振子10照射的超声波的中心轴不与水槽5的底面平行为好。需说明的是，本实施方式中将超声波的频率设为158kHz，但不限于此，可以根据所用振子10的特性使用任意频率。
需说明的是，本实施方式中，控制部15将驱动振子10的间歇照射条件设为驱动30秒后停止90秒，但间歇照射的条件是没有限定的。例如，作为间歇照射的条件，可列举1次超声波照射后，在该照射时间9倍的时间内停止超声波照射。
需说明的是，控制部15可以根据细胞2的沉降速度、不受照射时间限定地适当调整振子10的驱动电压、驱动时间和驱动电压的施加频率，灵活控制振子10。
此外，本实施方式中，设为除了细胞2的沉降速度以外还根据作为培养液3所含物质(第3物质)的氧的浓度控制超声波的照射。另外，可以根据作为培养液3所含物质的氢离子(pH)、从细胞2排出的代谢物、例如二氧化碳、氨、尿素和乳酸的浓度控制超声波的照射。培养液3中代谢物的过度累积对细胞2的生长速度有很大影响，因此，例如在检测到代谢物的不均时，可以通过照射超声波消除代谢物的不均，构建细胞2容易生长的环境。
需说明的是，本实施方式中，获得部14从图像的倍率和细胞2在图像上的直径或面积测定细胞2的大小，也可以测定细胞2的最大直径。此外，获得部14也可以获得多个细胞2的大小的平均值和中央值等代表值，作为细胞2的大小。
此外，设为检测部13基于以交界面为边缘的形状与被视作细胞2的形状之间的相似性来检测细胞2。被视作细胞2的形状可以为细胞2的形状，例如也可以是作为与细胞2的形状近似的形状的圆形、椭圆形、四边形和菱形。此外，利用检测部13对细胞2的检测中，使用边缘检测法提取细胞2与培养液3的交界面，但也可以使用边缘检测法以外的公知图像识别方法。
此外，控制部15基于细胞2的沉降速度和培养液3中氧的浓度依次控制振子10，但也可以仅基于细胞2的沉降速度控制振子10。此外，由控制部15基于细胞2的沉降速度和培养液3中氧的浓度的控制的顺序是任意。此外，控制部15可以除了使用细胞2的沉降速度以外还一并使用培养液3中氧的浓度作为超声波照射基准。此时，例如，控制部15在细胞2的沉降速度为Nv以上且培养液3中氧的浓度为Noxy以下时，介由振子10照射超声波。
需说明的是，本实施方式中设为控制部15基于细胞2的个数变化率回收细胞2，但也可以根据使用者的判断回收细胞2。此外，也可以是细胞培养装置100不具备细胞回收装置12，根据细胞2的生长特性，在经过观察到充分生长的时间后，使用者手动回收细胞2。
此外，振子10不限定为1个，也可以为多个。例如，图11显示的是在细胞培养装置100的构成中增加了1个与振子10相同的振子10a的细胞培养装置200的构成的一部分。控制部15通过控制振子10和振子10a能够更灵活地对培养液3进行搅拌。例如，控制部15从振子10和振子10a分别交替照射超声波。
需说明的是，振子10也可以不配置在水槽5底面，而是配置在侧面。在水槽5侧面配置多个振子10的情况下，优选各振子10按以培养容器1的中心为对称中心的旋转对称位置关系配置。将振子10配置在侧面的情况下，为了通过超声波的照射有效抑制细胞2的沉降，从振子10照射的超声波的中心轴不与水槽5的底面平行为好。
(实施方式2)
对于本发明实施方式2涉及的细胞培养装置300，主要对与上述实施方式1涉及的细胞培养装置100不同的点进行说明。如图12所示，细胞培养装置300除了具备细胞培养装置100的构成以外还具备输出部16。
输出部16与控制装置11连接。输出部16由控制部15控制。输出部16具备扬声器，基于由控制部15传输的指示数据，从扬声器发出警报音和通知音。警报音是用于对培养容器1内细胞2的个数未达到下限值Nmin进行报警的声音。通知音是用于通知培养容器1内细胞2的个数达到上限值Nmax的声音。存储部111存储有Nmin和Nmax。
获得部14从由检测部13检测到的细胞2在培养容器1中的分布获得表示培养容器1中细胞2的沉降程度的信息，作为表示细胞2的沉降状态的信息。获得部14参照存储部111中存储的对应于在时刻t3拍摄的图像p3的图像数据。图13所示图像p3上端为培养液3的液面，下端为培养容器1的底面，图像p3中显示了培养容器1内的培养液3整体。获得部14对整个图像p3检测到的细胞2的个数N1和存在于设定为图像p3下端至上端的高度50％的高度以下的细胞2的个数N2进行计数。获得部14获得用N2除以N1得到的n作为表示细胞2的沉降程度的信息。n随着培养容器1中存在于底面附近的细胞2的比例的增加而变大。获得部14将表示n和N1的信息向控制部15输出。
获得部14也获得与由检测部13检测到的培养液3中细胞2的个数相关的信息。与细胞2的个数相关的信息是图像p3所含细胞2的个数、即上述N1。需说明的是，与细胞2的个数相关的信息可以是细胞2在图像上的面积总和，也可以是细胞2的浓度。
控制部15基于与细胞2的浓度相关的信息对使用者进行通知。更详细地，控制部15对N1和预先存储在存储部111中的Nmin和Nmax进行比较。N1为Nmin以下时，存在细胞2不进行生长、培养条件不适合细胞2的担忧。N1为Nmin以下时，控制部15介由输出部16输出警报音。N1为Nmax以上时，细胞2是充分生长的，因此，控制部15介由输出部16输出与警报音不同的通知音。
控制部15基于表示细胞2的沉降程度的信息控制振子10的动作。控制部15对n和预先存储在存储部111中的阈值N0进行比较。n为N0以上时，沉降程度高，如果不使细胞2悬浮则细胞2的生长可受到抑制。因此，n为阈值以上时，控制部15介由振子10向培养液3照射超声波。
控制部15基于表示细胞2的沉降状态的信息、即n的变化率回收细胞2。控制部15从由图像p3获得的n和由图像p3的t分钟前拍摄的图像p4同样地获得的n算出n的变化率。控制部15对n的变化率和预先存储在存储部111中的阈值Nc进行比较。n的变化率为Nc以下时，细胞2的沉降程度几乎没有变化，即细胞2的分布不变，细胞2已充分生长。因此，控制部15向吸泵控制器122做出细胞2的回收指示。吸泵控制器122收到来自控制部15的指示，回收细胞2。另一方面，变化率超过Nc时，细胞2处于对数生长期，未充分生长，因此控制部15不回收细胞2，继续培养。
然后，对本实施方式中细胞培养装置300的动作进行说明。图14为利用细胞培养装置300进行搅拌处理的流程图。培养中，检测部13检测培养液3中的细胞2(步骤S21)。获得部14对N1和N2进行计数(步骤S22)。接下来，获得部14获得n(步骤S23)。控制部15判定N1是否为Nmin以下(步骤S24)。N1为Nmin以下时(步骤S24：是)，控制部15介由输出部16输出警报音(步骤S25)，结束搅拌处理。
另一方面，N1超过Nmin时(步骤S24：否)，控制部15判定N1是否为Nmax以上(步骤S26)。N1为Nmax以上时(步骤S26：是)，控制部15介由输出部16输出通知音(步骤S27)，结束搅拌处理。
N1低于Nmax时(步骤S26：否)，控制部15判定n是否为N0以上(步骤S28)。n为N0以上时(步骤S28：是)，控制部15介由振子10向培养液3照射超声波(步骤S29)，结束搅拌处理。另一方面，n低于N0时(步骤S28：否)，控制部15返回步骤S21。
接下来，参照图15，对利用细胞培养装置300进行的细胞2的回收处理进行说明。检测部13实施步骤S21作为步骤S31，获得部14实施步骤S22和步骤S23作为步骤S32和步骤S33。接下来，控制部15算出n的变化率(步骤S34)。控制部15判定n的变化率是否为Nc以下(步骤S35)。n的变化率为Nc以下时(步骤S35：是)，控制部15介由细胞回收装置12回收细胞2(步骤S36)，结束培养处理。由此，细胞2被回收至回收用袋123。另一方面，n的变化率超过Nc时(步骤S35：否)，控制部15返回步骤S31。
如上所述，根据本实施方式涉及的细胞培养装置300，在培养容器1内细胞2的沉降程度高的情况下照射超声波，低的情况下不照射。通过这样做，能够使在培养液3中沉降的细胞2悬浮，维持对细胞2的培养最适的状态。
此外，细胞培养装置300中设为在图像p3中检测到的细胞2的个数N1为Nmin以下的情况下输出警报音。由此，使用者可以知晓细胞2的生长未被促进、细胞2的培养条件有问题。此外，设为在细胞2的个数N1为Nmax以上的情况下输出通知音。N1为Nmax以上表示细胞2是充分生长的。因此，使用者可以以通知音为契机更换培养液3或回收细胞2。需说明的是，输出部16可以在具备扬声器的同时、或者代替扬声器，具备显示灯。此时，输出部16基于从控制部15传输的指示数据点亮显示灯。
此外，细胞培养装置300中设为基于表示细胞2的沉降状态的信息回收细胞2。通过这样做，可以在细胞2充分生长的适当时机回收细胞2。
需说明的是，使用者可以通过根据培养容器1、作为培养对象的细胞2和培养液3进行预实验，任意确定Nmax、Nmin和Nc。此外，本实施方式中，对存在于设定为图像p3上端至下端的高度50％的高度以下的细胞2的个数进行计数，获得N2，设定的高度可根据细胞2的种类适当调整。
此外，获得部14获得存在于设定为图像p3下端至上端的高度50％的高度以下的细胞2的个数N2相对于整个图像p3检测到的细胞2的个数N1的比例n，作为表示细胞2的沉降程度的信息，也可以获得存在于从图像p3下端开始规定高度以下的细胞2的面积相对于整个图像p3检测到的细胞2的面积的比例，作为表示细胞2的沉降程度的信息。此外，细胞2的回收处理中，控制部15判定n的变化率是否为Nc以下，也可以基于存在于从图像p3下端开始规定高度以下的细胞2的面积相对于整个图像p3检测到的细胞2的面积的比例回收细胞2。
需说明的是，控制部15可以根据细胞2的沉降速度进一步调整利用振子10的超声波照射时间。此外，本实施方式涉及的搅拌处理中，在照射超声波时，控制部15也可以基于细胞2的大小调整超声波的照射时间。
此外，本实施方式中独立实施搅拌处理和回收处理，也可以继搅拌处理之后实施回收处理。例如，可以是搅拌处理中，在n低于N0时(步骤S28：否)，控制部15进入回收处理的步骤S34。通过这样做，可以在因为培养液3中细胞2饱和而沉降程度低时，在适当的时机回收细胞2。
需说明的是，细胞培养装置300中，搅拌处理的步骤S23后，可以与步骤S24～S29并行实施回收处理S34以后的步骤。
(实施方式3)
如图16所示，本发明实施方式3涉及的细胞培养装置400是在上述实施方式1涉及的细胞培养装置100的构成中进一步具备光源17。以下，对于细胞培养装置400，主要对与上述实施方式1涉及的细胞培养装置100不同的点进行说明。
细胞培养装置400进一步具备与控制装置11连接的光源17。光源17由控制部15控制，对培养容器1整体照射紫外线等激发光。
培养液3中含有荧光物质18。荧光物质18的比重与细胞2的比重相同，荧光物质18的体积也与细胞2为同等程度。因此，荧光物质18在培养液3中与细胞2同样分布。这里，同样分布的意思是，培养液3中含有相同数量的细胞2和荧光物质18的状态下，培养液3搅拌之后即刻在培养容器1内的任意位置采集的培养液3所含细胞2的个数与荧光物质18的个数为同等程度。荧光物质18由于激发光的照射而发光。
从光源17照射的激发光的波段是不与荧光物质18由于激发光的照射而发出的光的波段重合的波段。光学传感器8具备适合于荧光物质18发出的光的波长的光接收元件。
检测部13检测培养液3所含荧光物质18。更详细地，对于对应于在光源17对培养容器1照射激发光的状态下由光学传感器8拍摄的含有细胞2和培养液3的图像的图像数据，检测部13使用边缘检测法检测图像中的荧光物质18。
检测部13将图像数据和与对应于该图像数据的图像中荧光物质18的位置相关的信息相关联，储存于存储部111。
获得部14从由检测部13检测到的荧光物质18在培养容器1中的分布获得表示培养容器1中荧光物质18的沉降程度的信息作为表示细胞2的沉降状态的信息。首先，获得部14参照存储部111中存储的图像数据。在图17所示时刻t4拍摄的图像p4中，与上述图像p3同样地显示的是整个培养液3。获得部14对图像p4整体检测到的荧光物质18的个数N3和存在于设定为图像p4下端至上端的高度50％的高度以下的荧光物质18的个数N4进行计数。获得部14获得用N4除以N3而得的值m作为表示培养容器1中荧光物质18的沉降程度的信息。荧光物质18在培养液3中与细胞2同样分布，因此表示荧光物质18的沉降程度的信息可以用作表示细胞2的沉降状态的信息。
控制部15对m和预先存储在存储部111中的阈值Nm进行比较。判定m是否为Nm以上。控制部15在m为Nm以上时介由振子10对培养容器1照射超声波。
然后，参照图18所示流程图对细胞培养装置400的搅拌处理进行说明。在培养液3中接种107个以上的细胞2，同时在培养液3中添加荧光物质18。从培养开始经过一定时间后，控制部15介由光源17对培养容器1照射激发光(步骤S41)。检测部13检测培养液3中的荧光物质18(步骤S42)。获得部14对N3和N4进行计数(步骤S43)。
接下来，获得部14获得m(步骤S44)。控制部15判定m是否为Nm以上(步骤S45)。m为Nm以上时(步骤S45：是)，控制部15介由振子10向培养液3照射超声波(步骤S46)，结束搅拌处理。另一方面，m低于Nm时(步骤S45：否)，控制部15返回步骤S41。
如上所述，根据本实施方式涉及的细胞培养装置400，通过获得表示与培养容器1中细胞2同样分布的荧光物质18的沉降程度的信息，能够间接获得表示培养容器1中细胞2的沉降状态的信息。针对激发光的照射而从荧光物质18发出的光能够高灵敏度进行检测，因此能够正确推测细胞2的分布。在由荧光物质18的位置掌握的培养容器1内细胞2的沉降程度高的情况下照射超声波，因此能够使沉降的细胞2悬浮，维持最适合细胞2的培养的状态。
需说明的是，本实施方式涉及的细胞培养装置400中也与上述细胞培养装置300同样地，可以设为基于图像p3中检测到的细胞2的个数N1输出警报音和通知音。此外，不限定为警报音和通知音，细胞培养装置400中，也可以基于检测到的细胞2的个数N1点亮显示灯。此外，本实施方式涉及的细胞培养装置400中也与上述细胞培养装置300同样地，可以基于n的变化率进行细胞2的回收处理。
此外，由于利用光源17照射激发光，细胞2损伤或劣化的情况下，优选不时常照射，而是在利用光学传感器8拍照的时刻，同时利用光源17照射激发光。
本实施方式中，对存在于设定为图像p4上端至下端的高度50％的高度以下的细胞2的个数进行计数而获得N4，设定的高度可以根据细胞2的种类适当设定。
与细胞2同样分布的物质(第1物质)不限定为荧光物质18，该物质例如可以是具有吸附于细胞2表面的性质的含荧光色素物质，也可以是进入细胞2内但不对细胞2的生长产生影响的标记物质或发光体。
(实施方式4)
本发明实施方式4涉及的细胞培养装置500是与上述实施方式1涉及的细胞培养装置100的构成同样的构成。因此，关于细胞培养装置500的构成，参照将细胞培养装置100替换为细胞培养装置500的图1。以下，对于细胞培养装置500，主要对与细胞培养装置100不同的点进行说明。
细胞2在生长过程中消耗氧。因此，在培养液3中氧的浓度小的区域，细胞2的浓度大；在氧的浓度大的区域，细胞2的浓度小。即，培养液3中氧的浓度与细胞2的浓度成反比关系。因此，测定培养液3中氧的浓度分布则可间接获得培养容器1中细胞2的分布。细胞培养装置500基于培养液3中氧的浓度分布控制超声波的照射。
培养液3中氧浓度的测定中使用靛蓝胭脂红。靛蓝胭脂红溶解在水中则为蓝色，在中性条件下与氧结合则在波长550nm有吸收，变为绿色。因此，如果在含有靛蓝胭脂红的培养液3中培养细胞2，则染成绿色的区域的氧浓度比染成蓝色的区域高，即表示染成蓝色的区域与染成绿色的区域相比细胞2的浓度高。
检测部13检测根据培养液3中细胞2的分布在培养液3中分布的氧。检测部13使用公知的颜色分析方法检测由光学传感器8拍摄的图像中染成蓝色的区域。
检测部13使图像数据和与对应于该图像数据的图像中染成蓝色的区域的位置相关的信息相关联，存储于存储部111。
获得部14参照存储部111中存储的图像数据。与该图像数据对应的图像中，与上述图像p3同样地显示整个培养液3。获得部14获得设定于图像下端至上端的高度50％的高度以下的区域内染成蓝色的区域的比例r，作为表示细胞2的沉降状态的信息。r是表示培养液3中氧的分布的信息。
控制部15对r和预先存储在存储部111中的阈值B进行比较。控制部15判定r是否为B以上。控制部15在r为B以上时，介由振子10向培养液3照射超声波。
接下来，参照图19所示流程图对细胞培养装置500的搅拌处理进行说明。在培养液3中接种107个以上的细胞2，并且，在培养液3中按0.1重量％的浓度添加靛蓝胭脂红。首先，控制部15介由振子10对培养容器1照射超声波(步骤S51)。由此，在培养液3中产生基于声辐射压力的声流。可以利用声流使细胞2在培养液3中扩散。振子10停止后，随着时间的流逝，细胞2逐渐沉降至培养容器1的底部。随之，与培养液3的液面附近相比，培养液3的底部被染成蓝色。
检测部13检测由光学传感器8拍摄的图像中染成蓝色的区域(步骤S52)。然后，获得部14获得r(步骤S53)。控制部15判断r是否为B以上(步骤S54)。r为B以上时(步骤S54：是)，控制部15介由振子10向培养液3照射超声波(步骤S55)，结束搅拌处理。通过超声波的照射，细胞2扩散至整个培养液3中。另一方面，r低于B时(步骤S54：否)，控制部15返回步骤S52。
如上所述，根据本实施方式涉及的细胞培养装置500，通过获得表示根据培养容器1中细胞2的分布在培养液3中分布的氧的浓度低的区域的信息，能够间接获得与培养容器1中细胞2的位置相关的信。通过使用能够比直接检测细胞2更容易地检测的物质，能够掌握培养容器1中细胞2的分布。
需说明的是，根据培养液3中细胞2的分布在培养液3中分布的物质(第2物质)例如可以是与细胞2的浓度成比例增加的物质，也可以是与细胞2的浓度成反比增加的物质。本实施方式中，用靛蓝胭脂红来检测作为根据细胞2的分布在培养液3中分布的物质的氧，也可以检测培养液3中氢离子浓度的分布、即pH的分布。例如，使用酚酞作为pH指示剂时，通常在pH8.3以上为红色，但在细胞2附近变为酸性，变为无色，因而表示无色区域的细胞2多。此时，检测部13检测根据培养液3中细胞2的分布在培养液3中分布的pH，获得部14可以获得设定于图像下端至上端的高度50％的高度以下的区域内无色区域的比例，作为表示细胞2的沉降状态的信息。
需说明的是，本实施方式中，在培养液3中按0.1重量％的浓度添加靛蓝胭脂红，靛蓝胭脂红的浓度可适当调整。
此外，另一实施方式中，根据培养液3中细胞2的分布在培养液3中分布的物质的检测中，不使用光学传感器8，而是使用培养液传感器9。例如如图20所示，细胞培养装置600是在细胞培养装置100的构成中增加了培养液传感器9a的构成。培养液传感器9测定培养液3上部的pH。培养液传感器9a测定培养液3下部的pH。表示由培养液传感器9、9a测得的pH的信息被传输至控制装置11。在与培养液3上部的pH相比，下部的pH显示酸性时，控制部15向培养液3照射超声波即可。由此，细胞培养装置600能够简便地防止培养容器1中细胞2的沉降。
需说明的是，培养液传感器9、9a可以是能够测定pH的电极，也可以是能够测定氧浓度的电极。此外，培养液传感器9、9a也可以是能够测定细胞2排出的代谢物的传感器。此外，细胞培养装置600还可以并用另一实施方式中说明的功能。
(实施方式5)
如图21所示，除了不具备光学传感器8一点以外，本发明实施方式5涉及的细胞培养装置700的构成是与细胞培养装置100同样的构成。以下，对于细胞培养装置700，主要对与上述实施方式1涉及的细胞培养装置100不同的点进行说明。
获得部14算出细胞2的终端速度，作为表示沉降状态的信息。这里的终端速度是指，细胞2受到依赖于体积力和速度的阻力时，这些力达到平衡而不发生变化时的速度。终端速度可以由细胞2的观测初期分布状态，用斯托克斯方程(式1)求出。斯托克斯方程表示使小的粒子在流体中沉降时的终端速度。
Vs＝Dp 2(ρp－ρf)·g/18η (式1)
这里，Vs为终端速度[m/s]、Dp为粒径[m]、ρp为粒子的密度[kg/m3]、ρf为流体的密度[kg/m3]、g为重力加速度[m/s2]、η为流体的粘度[Pa·s]。
Dp、ρp、ρf、g和η是可以通过预实验或理论值预先确定的值。获得部14可以基于由预先给出的Dp、ρp、ρf、g和η的值算出的终端速度Vs和培养液3的高度，算出直至细胞2沉降的时间。这里，细胞2的观测初期分布状态是指，培养开始之后即刻或对培养液3进行搅拌之后即刻的细胞2在培养液3内的分布。观测初期分布状态设为细胞2在培养容器1内均匀分布。
从观测初期分布状态经过一定的时间后，培养液3中细胞2的沉降速度一定，因此，获得部14可以推测细胞2的经时性分布。控制部15在推测的细胞2的分布中细胞2沉降的时刻，介由振子10对培养液3照射超声波。
通过超声波的照射，能够使沉降的细胞2悬浮，因而能够防止培养容器1内细胞2的过度沉降。
如上所述，根据本实施方式涉及的细胞培养装置700，即使不具备光学传感器8，也能够获得表示沉降状态的信息。因此，能够简化细胞培养装置700的构成，并防止利用超声波的搅拌中对于培养液3的不必要的超声波照射，能够高效培养细胞2。
需说明的是，细胞培养装置700可以不具备培养液传感器9。此外，细胞培养装置700可以具备光学传感器8，并用另一实施方式中说明的功能。
(实施方式6)
对于本发明实施方式6涉及的细胞培养装置800，主要对与上述实施方式1涉及的细胞培养装置100不同的点进行说明。如图22所示，除了具备细胞培养装置100的构成以外，细胞培养装置800还具备容器信息设定部19。
容器信息设定部19具备使用者输入与培养容器1的容量相关的信息的输入装置。容器信息设定部19与控制装置11连接。容器信息设定部19将由使用者介由输入装置输入的与培养容器1相关的信息传输至控制装置11。
这里，与培养容器1相关的信息是培养容器1的高度和底面积。获得部14由培养容器1的高度和底面积算出培养容器1的容量，作为与培养容器1的容量相关的信息。控制部15基于培养容器1的容量控制振子10的动作。控制部15根据培养容器1的容量调整超声波的照射时间。例如，控制部15在培养容器1的容量为预先存储在存储部111中的阈值C以上时，将超声波的照射时间设为T1照射超声波，在培养容器1的容量低于C时，将超声波的照射时间设为比T1短的T2照射超声波。
接下来，参照图23所示流程图对细胞培养装置800的搅拌处理进行说明。需说明的是，设为与培养容器1相关的信息在培养开始前介由容器信息设定部19被预先输入细胞培养装置800。获得部14由输入的与培养容器1相关的信息算出培养容器1的容量，将培养容器1的容量储存于存储部111。
培养中，检测部13检测培养液3中的细胞2(步骤S61)。获得部14基于位置信息获得沉降速度(步骤S62)。控制部15判定细胞2的沉降速度是否为Nv以上(步骤S63)。沉降速度为Nv以上时(步骤S63：是)，控制部15参照存储部111，判定培养容器1的容量是否为C以上(步骤S64)。
培养容器1的容量为C以上时(步骤S64：是)，控制部15将照射时间设为T1，向培养液3照射超声波(步骤S65)，结束搅拌处理。另一方面，培养容器1的容量低于C时(步骤S64：否)，控制部15将照射时间设为T2，向培养液3照射超声波(步骤S66)，结束搅拌处理。
如上所述，根据本实施方式涉及的细胞培养装置800，针对培养容器1的容量调整对培养液3照射的超声波的照射时间。培养容器1的容量大的情况下，照射用于使细胞2悬浮所必需的超声波，而在培养容器1的容量小的情况下，能够尽可能减少超声波的照射，使细胞2悬浮。因此，能够防止对于培养液3的不必要的超声波照射，并维持培养液3适合细胞2的培养的状态。
需说明的是，与培养容器1相关的信息可以是识别细胞培养中通用的培养容器的代码。此时，获得部14参照使预先存储在存储部111中的代码和用该代码识别的培养容器的容量对应的表格，从由使用者输入的代码，获得培养容器的容量。细胞培养装置800可以并用另一实施方式中说明的功能。
(实施方式7)
对于本发明实施方式7涉及的细胞培养装置900，主要对与上述实施方式1涉及的细胞培养装置100不同的点进行说明。如图24所示，除了细胞培养装置100的构成以外，细胞培养装置900还进一步具备生成驻波的驻波生成部20。
驻波是观察到波的行进仿佛停止的波。驻波中，“波腹”的位置振幅最大，振动重复进行；“波节”的位置振幅最小。可以使细胞2停留于培养液3中产生的驻波的波节。
驻波生成部20的动作由控制部15控制。控制部15可以通过调整从驻波生成部20照射的超声波的波长、频率和振幅，使驻波的波节在培养液3的任意位置产生。通过使吸入口125附近产生驻波的波节，能够用细胞回收装置12高效回收集中在波节的细胞2。
然后，对细胞培养装置900的动作进行说明。一边用控制部15基于表示细胞2的沉降状态的信息控制振子10的动作，一边培养细胞2。培养结束后，控制部15介由驻波生成部20照射驻波。然后等待，直至细胞2停留于驻波的波节。
吸入口125配置在细胞2集中的驻波波节位置附近。通过吸泵控制器122驱动吸泵121，集中于驻波波节的细胞2被回收至回收用袋123。
如上所述，本实施方式涉及的细胞培养装置900中，可以使用驻波使细胞2在任意位置集中。因此，通过使细胞2集中在吸入口125的位置，能够有效地回收细胞2。需说明的是，细胞培养装置900可以具备可使吸入口125移动至培养容器1内任意位置的驱动机构。细胞培养装置900可以通过介由驱动机构使吸入口125移动至细胞2由于驻波而集中的位置，来高效回收细胞2。
驻波生成部20也可以实现使得细胞培养装置200的构成中从振子10照射的超声波U1的行进方向与从振子10a照射的超声波U2的行进方向相对。此时，超声波U1的波长、频率和振幅与U2的波长、频率和振幅分别相等的情况下，超声波U1与超声波U2发生干涉，合成驻波。
此外，配置使从振子10照射的超声波向振子10反射的反射部件也能够实现驻波生成部20。可以由从振子10照射的超声波与被反射部件反射的超声波产生驻波。
需说明的是，可以设为通过手动或使用马达等的自动位置确定机构，来改变上述全部实施方式中振子10或10a的超声波照射方向。
此外，上述全部实施方式中，在重复使振子10驱动和停止的控制中，控制部15可以基于表示细胞2的沉降状态的信息和表示细胞2的大小的信息，改变驱动的时间与停止的时间的比率。例如，控制部15可以随着细胞2变大使停止的时间相对于驱动的时间缩短。
控制装置11中使用的控制程序115和各种软件程序可以存储在CD－ROM(CompactDisc Read Only Memory，光盘只读存储器)、DVD(Digital Versatile Disc，数字多功能光盘)、光磁盘(Magneto-Optical Disc)、USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)存储器、存储器卡、HDD等计算机可读取存储介质中，进行分配。而且，通过将控制程序115和各种软件程序存储在特定的或通用的计算机中，能够使该计算机作为控制装置11发挥功能。
此外，还可以将控制程序115和各种软件程序存储于互联网上的其他服务器所拥有的存储装置，从该服务器下载控制程序115和各种软件程序。
本发明可以有各种实施方式和变形而不脱离本发明的广义精神和范围。此外，上述实施方式是用来对本发明进行说明的，并非对本发明范围的限定。即，本发明的范围是由权利要求的范围表示的，而不是实施方式。而且，在权利要求的范围内和发明意义与之同等的范围内进行的各种变形均视为在本发明的范围内。
符号说明
1：培养容器；2：细胞；3：培养液；4：细胞块；5：水槽；6：液体；7：盖；7a：细胞培养瓶；8：光学传感器；9、9a：培养液传感器；10、10a：振子；11：控制装置；12：细胞回收装置；13：检测部；14：获得部；15：控制部；16：输出部；17：光源；18：荧光物质；19：容器信息设定部；20：驻波生成部；110：超声波振子控制电路；111：存储部；112：RAM；113：CPU；114：总线；115：控制程序；120：管；121：吸泵；122：吸泵控制器；123：回收用袋；124：开关阀；125：吸入口；100、200、300、400、500、600、700、800、900：细胞培养装置；p1、p2、p3、p4：图像。
Claims (16)
1.一种细胞培养装置，具备：
向与细胞一起保持在培养容器中的培养液照射超声波的照射部，
获得表示所述培养液中所述细胞的沉降状态的信息的获得部，以及
基于表示所述细胞的所述沉降状态的信息，在所述细胞沉降时使所述照射部照射所述超声波的控制部。
2.根据权利要求1所述的细胞培养装置，其中，所述获得部算出所述细胞的终端速度作为表示所述沉降状态的信息。
3.根据权利要求1所述的细胞培养装置，其中，
进一步具备检测所述培养液中的所述细胞的检测部，
所述获得部算出利用所述检测部检测到的所述细胞的沉降速度作为表示所述沉降状态的信息。
4.根据权利要求3所述的细胞培养装置，其中，
所述获得部获得表示利用所述检测部检测到的所述细胞的大小的信息，
所述控制部基于表示所述细胞的大小的信息控制所述照射部的动作。
5.根据权利要求3或4所述的细胞培养装置，其中，所述获得部由利用所述检测部检测到的所述细胞在所述培养容器中的分布获得表示所述培养容器中所述细胞的沉降程度的信息作为表示所述细胞的所述沉降状态的信息。
6.根据权利要求3或4所述的细胞培养装置，其中，
所述培养液含有与该培养液中所述细胞或该细胞凝集而成的细胞块为相同分布的第1物质，
所述检测部检测所述培养液中的所述第1物质，
所述获得部由利用所述检测部检测到的所述第1物质在所述培养容器中的分布获得表示所述培养容器中所述第1物质的沉降程度的信息作为表示所述细胞的所述沉降状态的信息。
7.根据权利要求3或4所述的细胞培养装置，其中，
所述检测部根据所述培养液中所述细胞或该细胞凝集而成的细胞块的分布检测分布在所述培养液中的第2物质，
所述获得部获得表示所述培养液中所述第2物质的分布的信息作为表示所述细胞的所述沉降状态的信息。
8.根据权利要求3或4所述的细胞培养装置，其中，
所述获得部获得与利用所述检测部检测到的所述培养液中所述细胞的个数相关的信息，
所述控制部基于与所述细胞的个数相关的信息对使用者进行通知。
9.根据权利要求3或4所述的细胞培养装置，其中，
所述检测部检测所述培养液所含的第3物质的浓度，
所述控制部基于所述第3物质的浓度控制所述照射部的动作。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的细胞培养装置，其中，
进一步具备回收所述培养容器内的所述细胞的回收部，
所述回收部基于表示所述细胞的所述沉降状态的信息回收所述细胞。
11.根据权利要求3或4所述的细胞培养装置，其中，
进一步具备回收所述培养容器内的所述细胞的回收部，
所述获得部获得表示利用所述检测部检测到的所述培养液所含所述细胞的个数变化的信息，
所述回收部基于表示所述细胞的个数变化的信息回收所述细胞。
12.根据权利要求10所述的细胞培养装置，其中，
进一步具备生成驻波的驻波生成部，
所述回收部回收用所述驻波集中的所述细胞。
13.根据权利要求11所述的细胞培养装置，其中，
进一步具备生成驻波的驻波生成部，
所述回收部回收用所述驻波集中的所述细胞。
14.根据权利要求1至4中任一项所述的细胞培养装置，其中，
所述获得部获得与所述培养容器的容量相关的信息，
所述控制部基于与所述培养容器的容量相关的信息控制所述照射部的动作。
15.一种细胞培养方法，包括：
获得表示与细胞一起保持在培养容器中的培养液中所述细胞的沉降状态的信息的获得步骤，以及
基于表示所述细胞的所述沉降状态的信息，在所述细胞沉降时向所述培养液照射超声波的控制步骤。
16.一种存储介质，其为存储有使控制向与细胞一起保持在培养容器中的培养液照射超声波的照射部的计算机执行的程序的计算机可读取的存储介质，
所述程序使所述计算机作为获得表示所述培养液中所述细胞的沉降状态的信息的获得部、基于表示所述细胞的所述沉降状态的信息在所述细胞沉降时使所述照射部照射所述超声波的控制部发挥功能。
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