JP2001275659A - 細胞培養方法、細胞培養装置及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 細胞培養に適した条件を維持しつつ培養操作
を容易に行える細胞培養方法、細胞培養装置、及び細胞
培養プログラムを記録した記録媒体を提供する。 【解決手段】 細胞培養装置１１は、第１及び第２培養
ユニット１２ａ，１２ｂと、それらユニットに液体配管
１３を介して接続される細胞供給ユニット１４、液体供
給ユニット１５及び廃液タンク１６と、前記両培養ユニ
ットに気体配管１７を介して接続されるガス交換ユニッ
ト１８と、制御装置とから構成されている。各培養ユニ
ット内にはＣＣＤカメラが設けられ、第１培養空間４６
ａ又は第２培養空間４６ｂの底部に接着した細胞の画像
データを制御装置に出力する。制御装置は前記画像デー
タに基づいて接着細胞濃度を算出し、その算出結果に基
づいて培地交換操作及び継代培養操作を実行するタイミ
ングを決定し、その操作の実行を指示する出力信号を細
胞培養装置１１各部に出力して実行させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、接着依存性細胞
を培養容器内で培養するための細胞培養方法、細胞培養
装置、及び細胞培養プログラムを記録した記録媒体に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、接着依存性細胞をインビトロ
（in vitro）で培養する際には、ほとんど全ての培養操
作が手作業により行われるとともに、その操作を実行す
るタイミングも経験的に決定されていた。前記培養操作
としては、主として、培養容器内の古い培地（廃培地）
を新しい培地に交換する際の培地交換操作と、培養容器
内でコンフルエント状態（培養容器の底面の大半が細胞
によって単層に覆われている状態）になった細胞を複数
の別の培養容器に分配して増殖させるための継代培養操
作が挙げられる。

【０００３】すなわち、前記培地交換操作は、経験的に
培地中の成分のうち最も消費されやすい成分が完全に消
費し尽くされるまでの期間よりも短い期間を区切って行
われており、その成分の欠乏によって細胞の増殖速度等
に悪影響が現れないことが前提であった。また、前記継
代培養操作も同様に、経験的に細胞が培養容器内でコン
フルエント状態になるまでの期間を推定し、その期間を
区切って行われていた。そして、前記培地交換操作を行
う際にはまず、新しい培地を３７℃に加温した後、クリ
ーンベンチ内で、細胞が接着している培養容器を適宜傾
けながらピペットにて廃培地を抜き取り、前記３７℃に
加温された新しい培地をピペットにて培養容器内に注入
する。

【０００４】一方、継代培養操作を行う際にはまず、ク
リーンベンチ内で、前記培養容器を適宜傾けながらピペ
ットにて廃培地を除去した後、必要に応じて培養容器内
のカルシウムイオン等を洗い流す。続いて、所定濃度の
トリプシンを添加して細胞を培養容器の底面から剥離さ
せた後、トリプシンインヒビターを添加して前記トリプ
シンによる細胞剥離反応を停止させる。次に、トリプシ
ン、トリプシンインヒビター及び剥離された細胞を含む
細胞懸濁液をピペットにて遠心チューブ内に移動させた
後、遠心分離機を用いて１０００r.p.m.程度の低い回転
速度で細胞のみを沈澱させる。最後に、トリプシン及び
トリプシンインヒビターを含む上清を除去した後、新し
い培地を注入して細胞を再懸濁し、複数の培養容器に分
配する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来の
細胞培養方法では、ほとんど全ての培養操作が手作業で
行われていたことから、培養操作が非常に煩雑であっ
た。さらに、培地交換操作や継代培養操作を実行するタ
イミングの決定が経験的に行われていたことから、その
タイミング自体が非常に大雑把なものとなってしまい、
現状に即した的確なものではあり得なかった。特に、対
象となる細胞自体が予測不可能な要素を多分に含んでい
ることから、経験に基づいた細胞培養条件の決定のみで
は不充分であると言える。

【０００６】この発明は、上記のような従来技術に存在
する問題点に着目してなされたものである。その目的と
するところは、細胞培養に適した条件を維持しつつ、培
養操作を容易に行うことができる細胞培養方法、細胞培
養装置、及び細胞培養プログラムを記録した記録媒体を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明の細胞培養方法は、接着依
存性細胞を培養容器内で培地交換操作及び継代培養操作
から選ばれる少なくとも１種の操作を行いながら単層培
養を行う細胞培養方法であって、画像入力手段により培
養容器内の接着依存性細胞の画像データを制御手段に入
力し、その画像データに基づいて制御手段により接着細
胞数、接着細胞濃度、接着細胞占有面積又は接着細胞占
有率を算出し、その算出結果に基づいて培地交換操作及
び継代培養操作から選ばれる少なくとも１種の操作を実
行するタイミングを決定し、その操作を実行することを
特徴とするものである。

【０００８】請求項２に記載の発明の細胞培養方法は、
請求項１に記載の発明において、前記継代培養操作を、
培養容器内に細胞剥離剤を添加して培養容器の底面に接
着した細胞を剥離させる細胞剥離工程と、前記細胞を剥
離させる反応を停止させつつ細胞懸濁液を作製し、その
細胞懸濁液を分配する細胞分配工程と、前記分配された
細胞が培養容器の底面に接着した後に培地交換を行う接
着後培地交換工程と、から構成し、前記算出結果に基づ
いて、前記制御手段により、前記接着後培地交換工程に
おける接着細胞数、接着細胞濃度、接着細胞占有面積又
は接着細胞占有率の増加率又は増加割合を計算し、その
増加率又は増加割合が所定値未満になったところで培地
交換操作を実行することを特徴とするものである。

【０００９】請求項３に記載の発明の細胞培養方法は、
請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記算出
結果に基づいて、前記制御手段により、所定の培養時間
における培地消費量を計算して累積培地消費量を求め、
その累積培地消費量が所定量になるタイミングを決定
し、培地交換操作を実行することを特徴とするものであ
る。

【００１０】請求項４に記載の発明の細胞培養装置は、
接着依存性細胞を培養容器内で培地交換操作及び継代培
養操作から選ばれる少なくとも１種の操作を行いながら
単層培養を行うための細胞培養装置であって、培養容器
と、その培養容器内の接着依存性細胞の画像データを入
力するための画像入力手段と、その画像データを処理す
るための制御手段と、その制御手段からの出力信号を出
力するための出力手段と、から構成され、画像入力手段
により培養容器内の接着依存性細胞の画像データを制御
手段に入力し、その画像データに基づいて制御手段によ
り接着細胞数、接着細胞濃度、接着細胞占有面積又は接
着細胞占有率を算出し、その算出結果に基づいて培地交
換操作及び継代培養操作から選ばれる少なくとも１種の
操作を実行するタイミングを決定し、その操作の実行を
指示する出力信号を出力手段に出力することを特徴とす
るものである。

【００１１】請求項５に記載の発明の細胞培養装置は、
請求項４に記載の発明において、前記培養容器に培養可
能面積の異なる複数の培養皿を設けるとともに、前記出
力手段を、各培養皿に培地を供給するための培地供給手
段と、各培養皿に細胞剥離剤を供給するための細胞剥離
剤供給手段と、各培養皿から液体を排出するための液体
排出手段と、培養可能面積の小さい培養皿からその次に
培養可能面積の大きい培養皿に細胞を移動させるための
細胞移動手段と、から構成したものである。

【００１２】請求項６に記載の発明の細胞培養装置は、
請求項５に記載の発明において、前記培養容器を横多角
筒状に形成し、その培養容器の内側面に前記各培養皿を
設けるとともに、前記各培養皿が設けられた培養容器の
側面を培養容器の下端部に位置変更するための位置変更
手段を設けたものである。

【００１３】請求項７に記載の発明の記録媒体は、接着
依存性細胞を培養容器内で培地交換操作及び継代培養操
作から選ばれる少なくとも１種の操作を行いながら単層
培養を行うためのコンピュータ読み取り可能なプログラ
ムを記録した記録媒体であって、前記プログラムは、画
像入力手段により培養容器内の接着依存性細胞の画像デ
ータを入力するステップと、その画像データに基づいて
接着細胞数、接着細胞濃度、接着細胞占有面積又は接着
細胞占有率を算出するステップと、その算出結果に基づ
いて培地交換操作及び継代培養操作から選ばれる少なく
とも１種の操作を実行するタイミングを決定するステッ
プと、その操作の実行を指示するステップと、を備えた
方法を実行する、ものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、この発明
の第１実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

【００１５】図１に模式的に示すように、細胞培養装置
１１は、第１培養ユニット１２ａ及び第２培養ユニット
１２ｂと、それらユニット１２ａ，１２ｂに液体配管１
３を介して接続される細胞供給ユニット１４、液体供給
ユニット１５及び廃液タンク１６と、培養ユニット１２
ａ，１２ｂに気体配管１７を介して接続されるガス交換
ユニット１８と、図示しない制御装置とから構成されて
いる。前記第１培養ユニット１２ａと第２培養ユニット
１２ｂとはほぼ同様な構造を有している。

【００１６】図２及び図３に示すように、第１及び第２
培養ユニット１２ａ，１２ｂの下端部には、有底四角箱
状に形成されたステージ台２１が設けられている。各ス
テージ台２１の中央部には、画像入力手段としてのＣＣ
Ｄ（電荷結合素子）カメラ２２がレンズ２２ａを上方に
向けて配設されている。

【００１７】ステージ台２１の上部開口部には、ガラス
板やアクリル板等の透明板により四角板状に形成された
傾斜手段を構成する傾斜ステージ２３が設けられ、ステ
ージ台２１の一側部上端縁に対しヒンジ部２４を介して
回動可能に蝶着されている。この傾斜ステージ２３の基
端部には、上下動可能な回動棒２５ａを備えた傾斜手段
を構成する回動装置２５が設けられ、回動棒２５ａを上
下動させて傾斜ステージ２３を所定角度回動させること
ができるようになっている。また、この傾斜ステージ２
３の上面には、透明な材料により四角板状に形成された
保温プレート２６が載置され、その上面が所定温度（例
えば３７℃）に保温されるようになっている。

【００１８】この保温プレート２６の上面には、透明な
合成樹脂により四角箱状に形成された培養容器３１が載
置されている。この培養容器３１のヒンジ部２４側の側
面である開口面３１ａは、培養容器３１に対して開閉可
能に嵌合され、培養容器３１が開口又は密閉されるよう
になっている。また、培養容器３１の前後両内側面下端
部には、横方向に延びる係合凸部３１ｂが突設されてい
る。

【００１９】第１培養ユニット１２ａの開口面３１ａの
下端部には、第１液体供給配管３２ａ及び第１液体排出
配管３３ａが接続されている。さらに、これら配管３２
ａ，３３ａの上方には、第１ガス供給配管３４ａ及び第
１ガス排出配管３５ａが接続されている。一方、第２培
養ユニット１２ｂの開口面３１ａの下端部には、第２液
体供給配管３２ｂ及び第２液体排出配管３３ｂが接続さ
れている。さらに、これら配管３２ｂ，３３ｂの上方に
は、第２ガス供給配管３４ｂ及び第２ガス排出配管３５
ｂが接続されている。また、これら培養容器３１の上方
には、図示しない照明装置が配設され、培養容器３１の
底部を照明するようになっている。

【００２０】図３及び図４（ａ）、（ｂ）に示すよう
に、第１培養ユニット１２ａの培養容器３１の底面上に
は第１培養皿４１ａが載置されている。この第１培養皿
４１ａは、プレート４２、親水性フィルム４３、第１樹
脂堰４４ａ及びクリップ４５から構成されている。

【００２１】前記プレート４２は、ポリカーボネート等
の透明な合成樹脂により四角板状に形成されている。こ
のプレート４２の下面両側部には、前後方向に延びる左
右一対の四角溝４２ａが穿設されている。このプレート
４２の上面には、透明な親水性樹脂により四角形状に形
成された親水性フィルム４３が載置されている。さら
に、この親水性フィルム４３上には、シリコーン樹脂等
の疎水性樹脂により四角枠状に形成された第１樹脂堰４
４ａが載置され、この第１樹脂堰４４ａに取り囲まれた
親水性フィルム４３上の第１培養空間４６ａ内で、接着
依存性細胞が培養されるようになっている。また、この
第１樹脂堰４４ａの一側部には、前記第１液体供給配管
３２ａ及び第１液体排出配管３３ａが挿通されている。

【００２２】図４（ｂ）に示すように、前記プレート４
２、親水性フィルム４３及び第１樹脂堰４４ａを挟持固
定するためのクリップ４５は、ほぼ長四角枠状に形成さ
れた四角枠４５ａと、その四角枠４５ａ内で上下動可能
に配設された長四角板状の押圧板４５ｂと、その押圧板
４５ｂを押圧するための押圧ネジ４５ｃとから構成され
ている。このクリップ４５は、四角枠４５ａの下端部を
前記プレート４２の四角溝４２ａ内に係入させた状態で
押圧ネジ４５ｃを螺進させることによって、押圧板４５
ｂを下動させて第１樹脂堰４４ａの上面を押圧するよう
になっている。また、前記四角枠４５ａの下端部には、
前記培養容器３１内の係合凸部３１ｂと係合するための
係止突部４５ｄが突設されている。

【００２３】一方、第２培養ユニット１２ｂを構成する
培養容器３１の底面上には第２培養皿４１ｂが載置され
ている。図５に示すように、この第２培養皿４１ｂにお
いて、第２樹脂堰４４ｂは、前記第１培養ユニット１２
ａを構成する第１樹脂堰４４ａの第１培養空間４６ａよ
りも広い第２培養空間４６ｂが形成されている。また、
この第２樹脂堰４４ｂの一側部には、前記第２液体供給
配管３２ｂ及び第２液体排出配管３３ｂが挿通されてい
る。それ以外の構成は上記第１培養ユニット１２ａと同
様である。

【００２４】図１に模式的に示すように、細胞供給手段
を構成する細胞供給ユニット１４は、略示されるクリー
ンベンチ５１と、そのクリーンベンチ５１内に配設され
た細胞供給配管５２と、その細胞供給配管５２の先端部
付近に設けられた供給スイッチ５３とから構成されてい
る。前記細胞供給配管５２の一端はクリーンベンチ５１
内に配設され、他端は第１電動バルブ５４に接続されて
いる。

【００２５】培地供給手段及び細胞剥離剤供給手段を構
成する液体供給ユニット１５は、貯蔵培地タンク６１、
剥離剤タンク６２及び剥離停止剤タンク６３を収容した
簡易冷蔵庫６４と、加温培地タンク６５を収容した保温
庫６６とから構成されている。貯蔵培地タンク６１、剥
離剤タンク６２及び剥離停止剤タンク６３はそれぞれ、
約５℃の温度に保冷された簡易冷蔵庫６４内に配設さ
れ、培地４７、トリプシン等の細胞剥離剤及びトリプシ
ンインヒビター等の剥離停止剤を低温で貯蔵している。
加温培地タンク６５は約３７℃の温度に保温された保温
庫６６内に配設され、培地４７をその温度で保温してい
る。この加温培地タンク６５には図示しない培地残量セ
ンサが設けられている。

【００２６】前記貯蔵培地タンク６１及び加温培地タン
ク６５は、第１培地供給配管６７ａにより接続されてい
る。この第１培地供給配管６７ａの途中には培地供給ポ
ンプ６８が設けられている。前記加温培地タンク６５に
は第２培地供給配管６７ｂが接続されている。この第２
培地供給配管６７ｂは前記第１電動バルブ５４に接続さ
れている。一方、前記剥離剤タンク６２及び剥離停止剤
タンク６３はそれぞれ、剥離剤配管６９ａ及び剥離停止
剤配管６９ｂと接続されている。これら配管６９ａ，６
９ｂは第２電動バルブ７０に接続されている。この第２
電動バルブ７０は継代培養配管７１と接続されている。
この継代培養配管７１の途中には表面積が大きくなるよ
うに形成されるとともに保温庫６６内に配設された加温
部７１ａが設けられ、そこを通過する際に液体が加温さ
れるようになっている。また、この継代培養配管７１は
前記第１電動バルブ５４と接続されている。

【００２７】第１電動バルブ５４は液体供給配管７２と
接続されている。この液体供給配管７２は第３電動バル
ブ７３と接続されるとともに、その途中には液体供給ポ
ンプ７４が設けられている。さらに、この第３電動バル
ブ７３は前記第１及び第２液体供給配管３２ａ，３２ｂ
と接続されている。

【００２８】廃液タンク１６は培養容器３１内から排出
される液体を一時的に収容するために設けられ、液体排
出配管８１と接続されている。この液体排出配管８１は
第４電動バルブ８２に接続されるとともに、その途中に
は液体排出ポンプ８３が設けられている。さらに、この
第４電動バルブ８２は前記第１及び第２液体排出配管３
３ａ，３３ｂと接続されている。これらにより液体排出
手段が構成されている。一方、前記第２液体排出配管３
３ｂの途中には、細胞移動手段を構成する細胞移動ポン
プ８４が設けられ、第１培養ユニット１２ａ内の細胞懸
濁液を第２培養ユニット１２ｂへと移動させることがで
きる。

【００２９】ガス交換ユニット１８はガス供給器９１、
加湿器９２及びガスアナライザ９３から構成されてい
る。前記ガス供給器９１は、図示しない炭酸ガスボンベ
及び酸素ボンベから無菌状態の炭酸ガス及び酸素ガスを
供給することができるとともに、図示しないフィルタを
通して取り込まれる無菌状態の空気を供給及び排気して
換気機能を発揮することができるようになっている。加
湿器９２は水蒸気を発生させて湿気を付与することがで
きるようになっている。

【００３０】これらガス供給器９１及び加湿器９２は第
１気体供給配管９４ａによって接続されている。さら
に、前記加湿器９２には第２気体供給配管９４ｂが接続
されている。この第２気体供給配管９４ｂは、第５電動
バルブ９５と接続されるとともに、その途中にはガス循
環ポンプ９６が設けられている。この第５電動バルブ９
５は前記第１及び第２ガス供給配管３４ａ，３４ｂと接
続されている。一方、前記第１及び第２ガス排出配管３
５ａ，３５ｂは第６電動バルブ９７と接続されている。
この第６電動バルブ９７は第１ガス循環配管９８ａと接
続されている。

【００３１】この第１ガス循環配管９８ａはガスアナラ
イザ９３と接続されている。このガスアナライザ９３
は、第１培養ユニット１２ａ又は第２培養ユニット１２
ｂの培養容器３１内から排出されるガスの成分分析を行
って、その成分分析データ（炭酸ガス濃度データ、酸素
濃度データ及び湿度データ）を制御装置へと出力する。
さらに、このガスアナライザ９３は第２ガス循環配管９
８ｂと接続されている。この第２ガス循環配管９８ｂは
ガス供給器９１と接続されている。そして、前記ガスア
ナライザ９３で成分分析が終了したガスの一部は、ガス
供給器９１に送り込まれて循環し、再利用されるように
なっている。

【００３２】図６に示すように、制御手段としての制御
装置１０１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、データファイ
ル１０２、キーボード１０３、出力手段を構成するモニ
タ１０４、画像処理手段としての画像処理装置１０５及
び計時装置１０６を備えている。ＲＯＭはＣＰＵが実行
する細胞培養装置１１の制御プログラムを記憶してい
る。ＣＰＵはＲＯＭに記憶された制御プログラムに従っ
て、画像照合処理等の種々の演算処理を実行する。ＲＡ
ＭはＣＰＵが実行した演算処理結果を一時的に保存す
る。

【００３３】データファイル１０２は、あらかじめ所定
の画像データとしての接着依存性細胞の細胞パターンデ
ータを記憶するとともに、培地残量センサ６５ａ及びガ
スアナライザ９３における各閾値データ等を記憶してい
る。そして、ＣＰＵは前記細胞パターンデータとＣＣＤ
カメラ２２にて撮影された画像データとの照合を行っ
て、画像データ内の接着細胞濃度を算出する。また、前
記閾値データと、培地残量センサ６５ａから入力される
培地残量データ、又はガスアナライザ９３から入力され
る炭酸ガス濃度データ、酸素濃度データ若しくは湿度デ
ータとが一致するか否かを判別する。

【００３４】キーボード１０３は前記制御プログラムの
開始信号、停止信号、修正信号等をＣＰＵに出力する。
モニタ１０４はＣＰＵから出力される細胞培養装置１１
各部の種々の動作環境データを表示するとともに、ＣＣ
Ｄカメラ２２にて撮影された画像データを画面表示す
る。また、ＣＰＵは第１及び第２培養ユニット１２ａ，
１２ｂ内に配設されたＣＣＤカメラ２２に切替信号を出
力し、第１培養ユニット１２ａ又は第２培養ユニット１
２ｂ内のＣＣＤカメラ２２からの画像データの出力を切
替える。

【００３５】画像処理装置１０５は正規化処理や特徴抽
出処理等を行い、ＣＣＤカメラ２２にて撮影された画像
データ内において、特徴抽出された部分領域データを切
り出してＣＰＵに出力する。すなわち、ＣＰＵはＣＣＤ
カメラ２２にて撮影された画像データの部分領域データ
を画像処理装置１０５を介して取り込む。

【００３６】ＣＰＵは供給スイッチ５３から入力信号が
入力されたとき、第１及び第３電動バルブ５４，７３に
切替信号を出力し、細胞供給配管５２、液体供給配管７
２及び第１液体供給配管３２ａを連通させる。さらに、
このＣＰＵは前記供給スイッチ５３が押圧されている間
中、液体供給ポンプ７４に駆動信号を出力して細胞供給
配管５２の先端から第１培養空間４６ａへと細胞懸濁液
を移動させる。また、ＣＰＵは前記供給スイッチ５３が
あらかじめ設定された限界時間を越えて押圧された場合
には、前記駆動信号の出力をオフして液体供給ポンプ７
４の駆動を停止させる。計時装置１０６は供給スイッチ
５３からの入力信号の入力により培養時間の計時を開始
し、その培養時間データをＣＰＵに出力する。

【００３７】培地残量センサ６５ａは加温培地タンク６
５内の培地４７残量を計測した培地残量データをＣＰＵ
に出力する。そして、ＣＰＵは前記培地残量データがあ
らかじめ設定された加温培地量範囲内であるか否かを判
別する。このとき、培地残量データが加温培地量範囲よ
りも低い場合には、ＣＰＵは培地供給ポンプ６８に駆動
信号を出力して貯蔵培地タンク６１から加温培地タンク
６５へと培地４７を移動させる。前記培地残量データが
加温培地量範囲よりも高くなった場合には、ＣＰＵは前
記駆動信号の出力をオフして培地供給ポンプ６８の駆動
を停止させる。

【００３８】ガスアナライザ９３は第１ガス循環配管９
８ａから送られるガスの成分分析を行って、そのガスに
含まれる炭酸ガス濃度データ、酸素濃度データ及び湿度
データをＣＰＵに出力する。そして、ＣＰＵは前記炭酸
ガス濃度データがあらかじめ設定された炭酸ガス濃度範
囲（例えば５〜１０％前後）内であるか否かを判別する
とともに、前記酸素濃度データがあらかじめ設定された
酸素ガス濃度範囲（例えば１５〜２５％前後）内である
か否かを判別する。さらに、ＣＰＵは前記湿度データが
あらかじめ設定された湿度範囲内であるか否かを判別す
る。

【００３９】このとき、前記炭酸ガス濃度データが炭酸
ガス濃度範囲よりも低い場合には、ＣＰＵはガス供給器
９１に炭酸ガス供給信号を出力して炭酸ガスを供給さ
せ、逆に高い場合には、ＣＰＵは前記炭酸ガス供給信号
の出力をオフして炭酸ガスの供給を停止させる。また、
前記酸素濃度データが酸素ガス濃度範囲よりも低い場合
には、ＣＰＵはガス供給器９１に酸素ガス供給信号を出
力して酸素ガスを供給させ、逆に高い場合には、ＣＰＵ
は前記酸素ガス供給信号の出力をオフして酸素ガスの供
給を停止させる。一方、前記湿度データが湿度範囲より
も低い場合には、ＣＰＵは加湿器９２に加湿信号を出力
して水蒸気を供給させ、逆に高い場合には、ＣＰＵは前
記加湿信号の出力をオフして水蒸気の供給を停止させ
る。

【００４０】一方、ＣＰＵは回動装置２５に所定時間上
動信号を出力し、回動棒２５ａを上動させて傾斜ステー
ジ２３を所定角度傾斜させる。また、ＣＰＵは回動装置
２５に下動信号を出力し、回動棒２５ａを下動させて傾
斜ステージ２３を水平状態に戻す。ＣＰＵは前記ＣＣＤ
カメラ２２に出力した切替信号と同調して、第１培養ユ
ニット１２ａ又は第２培養ユニット１２ｂ内の保温プレ
ート２６及び照明装置１０７に切替信号を出力し、それ
らの電源のオン／オフを同時に切替える。

【００４１】ＣＰＵは第２電動バルブ７０に切替信号を
出力し、剥離剤配管６９ａ又は剥離停止剤配管６９ｂ
と、継代培養配管７１とを連通させる。ＣＰＵは第４電
動バルブ８２に切替信号を出力し、液体排出配管８１及
び第１液体排出配管３３ａ、液体排出配管８１及び第２
液体排出配管３３ｂ、又は第１液体排出配管３３ａ及び
第２液体排出配管３３ｂを連通させる。ＣＰＵは液体排
出ポンプ８３に駆動信号を出力し、培養容器３１内の液
体を液体排出配管８１を通して廃液タンク１６内へと排
出させる。ＣＰＵは細胞移動ポンプ８４に駆動信号を出
力し、第１培養空間４６ａ内の細胞懸濁液を第２培養空
間４６ｂへと移動させる。

【００４２】ＣＰＵは、前記ＣＣＤカメラ２２に出力し
た切替信号と同調して、第５及び第６電動バルブ９５，
９７に切替信号を同時に出力する。そして、第２気体供
給配管９４ｂ、第１ガス供給配管３４ａ、第１ガス排出
配管３５ａ及び第１ガス循環配管９８ａを同時に連通さ
せるとともに、第２気体供給配管９４ｂ、第２ガス供給
配管３４ｂ、第２ガス排出配管３５ｂ及び第１ガス循環
配管９８ａを同時に連通させる。

【００４３】上記細胞培養装置１１の作用について以下
に記載する。上記細胞培養装置１１を用いて細胞を培養
する際にはまず、第１及び第２培養ユニット１２ａ，１
２ｂ内に配設される培養容器３１を無菌的に組み立て
る。すなわち、図２及び図３に示すように、各開口面３
１ａの所定位置に液体供給配管３２ａ，３２ｂ、液体排
出配管３３ａ，３３ｂ、ガス供給配管３４ａ，３４ｂ及
びガス排出配管３５ａ，３５ｂを挿通させる。次に、図
４（ａ）及び図５に示すように、第１及び第２樹脂堰４
４ａ，４４ｂの一側部所定位置に、前記液体供給配管３
２ａ，３２ｂ及び液体排出配管３３ａ，３３ｂを挿通さ
せる。

【００４４】次に、第１及び第２培養皿４１ａ，４１ｂ
を組み立てる。すなわち、各プレート４２の上面に親水
性フィルム４３を積層した後、第１樹脂堰４４ａ又は第
２樹脂堰４４ｂを積み上げる。続いて、図４（ｂ）に示
されるクリップ４５の下端部を各四角溝４２ａに係入さ
せた後、押圧ネジ４５ｃを螺進させて各押圧板４５ｂの
下面で第１樹脂堰４４ａ又は第２樹脂堰４４ｂの上面を
押圧し、第１及び第２培養空間４６ａ，４６ｂの下端部
から培地４７が漏出しないように挟持固定する。

【００４５】最後に、これら第１及び第２培養皿４１
ａ，４１ｂを各培養容器３１の底面上に載置し、各係止
突部４５ｄを係合凸部３１ｂに係合させながら開口面３
１ａで各培養容器３１を密閉する。続いて、組み立てら
れた各培養容器３１を保温プレート２６の上面中央部に
載置した後、貯蔵培地タンク６１、剥離剤タンク６２、
剥離停止剤タンク６３、ガス供給器９１の炭酸ガスボン
ベ、酸素ガスボンベ及び加湿器９２内に、それぞれ充分
量の培地４７、細胞剥離剤、剥離停止剤、炭酸ガス、酸
素ガス及び水を充填し、キーボード１０３からＣＰＵに
開始信号を入力する。

【００４６】前記開始信号により、ＣＰＵはまず、図７
に示されるステップＳ１（以下、Ｓ１とのみ記載する。
その他のステップについても同様である）において細胞
培養装置１１各部の動作環境確認を行う。すなわち、Ｃ
ＰＵは簡易冷蔵庫６４、保温庫６６、ガスアナライザ９
３、ガス循環ポンプ９６及び培地残量センサ６５ａの電
源をオンにするとともに、第１培養ユニット１２ａ内の
ＣＣＤカメラ２２、保温プレート２６及び照明装置１０
７の電源をオンにする。

【００４７】すると、第１培養ユニット１２ａ内の照明
装置１０７が第１培養皿４１ａを照明し、ＣＣＤカメラ
２２が第１培養空間４６ａ内の映像を撮影してその映像
をモニタ１０４に映し出す。また、ＣＰＵは細胞培養装
置１１各部の動作環境データをモニタ１０４の画面上に
表示する。このとき、ＣＰＵは培地残量センサ６５ａか
ら入力される培地残量データに基づいて培地供給ポンプ
６８を駆動させ、加温培地タンク６５に所定量の培地４
７を移動させる。

【００４８】一方、ＣＰＵは第５及び第６電動バルブ９
５，９７に切替信号を出力し、第２気体供給配管９４
ｂ、第１ガス供給配管３４ａ、第１ガス排出配管３５ａ
及び第１ガス循環配管９８ａを連通させ、ガスを第１培
養ユニット１２ａの培養容器３１内へと供給させる。こ
のとき、ＣＰＵはガスアナライザ９３から入力される成
分分析データに基づいてガス供給器９１及び加湿器９２
にガスの成分調整を行わせる。上記細胞培養装置１１の
準備が完了したところで、ＣＰＵはモニタ１０４に動作
環境データとしての準備完了信号を出力してモニタ１０
４の画面上に準備完了表示させる。

【００４９】次に、ＣＰＵはＳ２において細胞の接種を
行う。すなわち、クリーンベンチ５１内で手作業により
接着依存性細胞の細胞懸濁液を調製した後、その懸濁液
に細胞供給配管５２の先端を挿入した状態で供給スイッ
チ５３を押圧する。このとき、ＣＰＵは第１、第３及び
第４電動バルブ５４，７３，８２に切替信号を出力し、
細胞供給配管５２、液体供給配管７２及び第１液体供給
配管３２ａを連通させるとともに、第４電動バルブ８２
を閉鎖させる。そして、ＣＰＵは前記供給スイッチ５３
が押圧されている間中、液体供給ポンプ７４を駆動させ
て前記細胞懸濁液を第１培養ユニット１２ａの第１培養
空間４６ａ内に移動させる。

【００５０】次に、制御装置１０１はＳ３において部分
領域データの取り込みを行う。すなわち、制御装置１０
１はＣＣＤカメラ２２にて撮影された第１培養皿４１ａ
の底面に接着している細胞の画像を画像データとして画
像処理装置１０５に取り込む。続いて、この画像処理装
置１０５は前記画像データの特徴抽出処理を行って部分
領域データを切り取り、ＣＰＵに出力する。続いて、Ｃ
ＰＵはＳ４において前記部分領域データとデータファイ
ル１０２に記憶されている細胞パターンデータとを照合
する。そして、ＣＰＵはＳ５において前記部分領域デー
タと細胞パターンデータとが一致するか否かを判断し、
一致しない場合には前記Ｓ３の処理を繰り返し、一致し
た場合にはＳ６の処理を行う。このＳ６において、ＣＰ
Ｕは前記部分領域データに基づいて第１培養空間４６ａ
の底部に接着している接着依存性細胞の細胞密度（接着
細胞濃度）を算出してＲＡＭに記憶させる。

【００５１】次に、ＣＰＵはＳ７において、前記接着細
胞濃度と、その処理以前に記憶された最も新しい接着細
胞濃度（前回算出結果）との差（増加率又は増加割合）
を計算する。なお、前記前回算出結果がＲＡＭに記憶さ
れていなかった場合には、その接着細胞濃度を０として
処理する。そして、このＳ７において前記増加率又は増
加割合がＲＯＭに記憶された設定値（所定値）以上であ
る場合には、ＣＰＵはＳ８の処理を行って所定時間待機
した後にＳ３の処理を繰り返す。逆に前記増加率又は増
加割合が所定値未満であった場合には、ＣＰＵはＳ９に
おいて接着後培地交換工程における培地交換操作を行
う。なお、前記所定値としては、好ましくは０又はほぼ
０の値である。

【００５２】このＳ９において、ＣＰＵはまず、第４電
動バルブ８２に切替信号を出力し、第１液体排出配管３
３ａと液体排出配管８１とを連通させる。次に、ＣＰＵ
は液体排出ポンプ８３を駆動させて第１培養空間４６ａ
内の廃培地４７を廃液タンク１６へと排出させながら、
回動装置２５の回動棒２５ａをゆっくりと上動させる。
このとき、図３に示されるように、傾斜ステージ２３は
回動棒２５ａの上動に伴って所定量回動されながら培養
容器３１を傾斜させ、第１液体排出配管３３ａによる廃
培地４７の排出を容易にさせる。この状態で、液体排出
ポンプ８３は第１培養空間４６ａ内の廃培地４７及び親
水性フィルム４３に接着されなかった接着不能細胞を第
１液体排出配管３３ａの先端から汲み出す。そして、第
１培養空間４６ａ内には親水性フィルム４３の上面に接
着した細胞のみが残留する。

【００５３】前記液体排出ポンプ８３に対する駆動信号
がオフしたところで、ＣＰＵは第４電動バルブ８２を閉
鎖させる。続いて、ＣＰＵは回動装置２５の回動棒２５
ａを下動させて傾斜ステージ２３を水平状態に戻す。次
に、ＣＰＵは第１及び第３電動バルブ５４，７３に切替
信号を出力し、第２培地供給配管６７ｂ、液体供給配管
７２及び第１液体供給配管３２ａを連通させる。さら
に、ＣＰＵは液体供給ポンプ７４を駆動させて加温培地
タンク６５内の加温培地４７を第１培養空間４６ａ内に
供給させる。そして、前記液体供給ポンプ７４の駆動が
停止したところで、ＣＰＵは第１及び第３電動バルブ５
４，７３を閉鎖させる。

【００５４】次に、ＣＰＵはＳ１０の処理を行って所定
時間待機した後、図８に示されるＳ１１〜Ｓ１４の処理
を行う。このＳ１１〜Ｓ１４は上記Ｓ３〜Ｓ６と同様の
処理である。そして、Ｓ１５において、ＣＰＵは前記Ｓ
１４においてＲＡＭに記憶された接着細胞濃度がデータ
ファイル１０２に記憶された設定値（限界値）未満であ
る場合にはＳ１６の処理を行い、前記接着細胞濃度が限
界値以上である場合にはＳ１７の処理を行う。なお、前
記限界値としては例えば、ほぼコンフルエント状態の接
着細胞濃度である。

【００５５】Ｓ１６において、ＣＰＵは前記Ｓ１４で記
憶された接着細胞濃度及び前回算出結果を用いて、所定
時間に第１培養空間４６ａ内の接着依存性細胞が消費し
た培地消費量と、現在の培地４７の状態を示す累積培地
消費量とを計算する。すなわち、ＣＰＵはまず、データ
ファイル１０２に記憶された接着依存性細胞の単位時間
当たりの培地消費速度を読み出す。この培地消費速度と
しては、好ましくは培地４７中の成分のうち最も消費さ
れやすい成分について、あらかじめ実験により求められ
たものである。次に、ＣＰＵは前記Ｓ１４で記憶された
接着細胞濃度と前回算出結果との間の平均濃度を計算す
るとともに、前回算出結果を算出した時刻（培養時間）
から現在に至るまでの経過時間を計算する。そして、Ｃ
ＰＵは前記培地消費速度に平均濃度及び経過時間を乗じ
ることによって、前記経過時間内に消費された培地消費
量を計算する。さらに、ＣＰＵは前記培地消費量をＲＡ
Ｍに記憶させるとともに、前回培地交換を行ってから現
在に至るまでにＲＡＭに記憶された培地消費量の累積値
（累積培地消費量）を計算する。

【００５６】そして、ＣＰＵはＳ１８において前記累積
培地消費量がデータファイル１０２に記憶された所定量
未満であるか否かを判別する。前記累積培地消費量が所
定量未満であった場合には、ＣＰＵはＳ１９の処理を行
って所定時間待機した後にＳ１１の処理を繰り返す。逆
に累積培地消費量が所定量以上であった場合には、ＣＰ
ＵはＳ２０において上記Ｓ９と同様に培地交換操作を行
った後にＳ１９の処理を行う。なお、前記所定量として
は、第１培養空間４６ａ内の培地４７量に基づく前記培
地４７中の成分量よりも少ない量であり、好ましくはそ
の成分量とほぼ同じ量である。

【００５７】一方、Ｓ１５において接着細胞濃度が限界
値以上であった場合には、ＣＰＵはＳ１７において、現
在第１培養ユニット１２ａ又は第２培養ユニット１２ｂ
のいずれから入力が行われているかを判断して継代培養
操作が可能であるか否かを判別する。そして、ＣＰＵは
継代培養操作が可能である（現在第１培養ユニット１２
ａから入力されている）場合にはＳ２１で継代培養操作
を行い、不可能である（現在第２培養ユニット１２ｂか
ら入力されている）場合にはＳ２２の処理を行った後に
Ｓ１９の処理を行う。

【００５８】このＳ２２において、ＣＰＵはモニタ１０
４に単層培養操作の終了を画面表示させる。なお、この
画面表示はキーボード１０３からＣＰＵに対し停止信号
又は修正信号が入力されるまで継続される。そして、Ｃ
ＰＵは前記停止信号が入力された場合には全ての処理を
停止して電源をオフし、修正信号が入力された場合には
その指示に従う。

【００５９】また、前記Ｓ２１において継代培養操作を
行う場合には、ＣＰＵはまず、上記培地交換操作におい
て第１培養空間４６ａ内から廃培地４７を汲み出す場合
と同様に、第１液体排出配管３３ａと液体排出配管８１
とを連通させた後、第１培養空間４６ａ内の廃培地４７
を廃液タンク１６へと排出させながら回動棒２５ａを上
動させる。廃培地４７の排出が終了したところで、第４
電動バルブ８２を閉鎖した後、傾斜ステージ２３を水平
状態に戻す。次に、ＣＰＵは第１〜第３電動バルブ５
４，７０，７３に切替信号を出力し、剥離剤配管６９
ａ、継代培養配管７１、液体供給配管７２及び第１液体
供給配管３２ａを連通させた後、液体供給ポンプ７４を
駆動させて剥離剤タンク６２内の細胞剥離剤を第１培養
空間４６ａ内に供給させる。このとき、前記細胞剥離剤
は保温庫６６内の加温部７１ａを通過する際に加温され
ることにより、細胞に対する温度ショックを低減させる
とともに細胞剥離剤の活性が高められる。そして、所定
量の細胞剥離剤を供給したところで、ＣＰＵは第１及び
第３電動バルブ５４，７３を閉鎖させる。

【００６０】次に、ＣＰＵはＣＣＤカメラ２２から画像
処理装置１０５を介して入力される部分領域データに基
づいて、親水性フィルム４３上に接着された細胞像がほ
とんど確認されなくなった（接着している細胞が剥離さ
れた）時点で剥離停止剤を第１培養空間４６ａ内に供給
させる。すなわち、ＣＰＵはまず、第１〜第３電動バル
ブ５４，７０，７３に切替信号を出力し、剥離停止剤配
管６９ｂ、継代培養配管７１、液体供給配管７２及び第
１液体供給配管３２ａを連通させる。さらに、ＣＰＵは
液体供給ポンプ７４を駆動させて剥離停止剤タンク６３
内の剥離停止剤を第１培養空間４６ａ内に供給させる。
所定時間静置させた後、ＣＰＵは第１及び第３電動バル
ブ５４，７３に切替信号を出力し、第２培地供給配管６
７ｂ、液体供給配管７２及び第１液体供給配管３２ａを
連通させる。続いて、ＣＰＵは液体供給ポンプ７４を駆
動させて加温培地タンク６５内の培地４７を第１培養空
間４６ａ内に送り込んで細胞懸濁液を調製する。

【００６１】次に、ＣＰＵは第４電動バルブ８２に切替
信号を出力し、第１及び第２液体排出配管３３ａ，３３
ｂを連通させた後、細胞移動ポンプ８４を駆動させて第
１培養空間４６ａ内の細胞懸濁液を第２培養空間４６ｂ
内に送り込みながら、第１培養ユニット１２ａの傾斜ス
テージ２３を傾斜させる。そして、前記細胞移動ポンプ
８４の駆動が停止したところで、ＣＰＵは第４電動バル
ブ８２を閉鎖させる。

【００６２】最後に、ＣＰＵは第２培養ユニット１２ｂ
のＣＣＤカメラ２２、保温プレート２６及び照明装置１
０７の電源をオンするとともに、第１培養ユニット１２
ａのＣＣＤカメラ２２からの入力を第２培養ユニット１
２ｂのＣＣＤカメラ２２からの入力に切り替える。さら
に、ＣＰＵは第５及び第６電動バルブ９５，９７に切替
信号を出力し、第２培養ユニット１２ｂの培養容器３１
内にガスを供給させる。続いて、ＣＰＵはＳ３に戻って
上記第１培養ユニット１２ａ内で行われていた処理と同
様の処理を第２培養ユニット１２ｂで実行する。

【００６３】なお、この第２培養ユニット１２ｂにおい
てＳ９及びＳ２０の培地交換操作を行う際には、ＣＰＵ
はまず、第４電動バルブ８２に切替信号を出力し、第２
液体排出配管３３ｂと液体排出配管８１とを連通させた
後、液体排出ポンプ８３を駆動させて第２培養空間４６
ｂ内の廃培地４７を廃液タンク１６へと排出させなが
ら、傾斜ステージ２３を傾斜させる。そして、第２培養
空間４６ｂ内の廃培地４７が排出されたところで、ＣＰ
Ｕは第４電動バルブ８２を閉鎖させるとともに傾斜ステ
ージ２３を水平状態に戻す。次に、ＣＰＵは第１及び第
３電動バルブ５４，７３に切替信号を出力し、第２培地
供給配管６７ｂ、液体供給配管７２及び第２液体供給配
管３２ｂを連通させた後、液体供給ポンプ７４を駆動さ
せて加温培地タンク６５内の加温培地４７を第２培養空
間４６ｂ内に供給させる。その後、第１及び第３電動バ
ルブ５４，７３を閉鎖させる。

【００６４】従って、この第１実施形態の培養装置１１
は、ＣＣＤカメラ２２により培養容器３１内の細胞の画
像データを制御装置１０１に入力し、その画像データに
基づいて制御装置１０１により接着細胞濃度を算出し、
その算出結果に基づいて培地交換操作及び継代培養操作
を実行するタイミングを決定し、その操作を細胞培養装
置１１各部に実行させるように構成されている。このた
め、制御装置１０１が常に細胞の状態を正確に把握して
無駄のない培養操作を行うように指示するとともに、ほ
とんど全ての培養操作が自動的に行われ、細胞培養に要
する手間、時間及び費用を著しく低減させることができ
ることから、細胞培養に適した条件を維持しつつ、培養
操作を容易に行うことができる。

【００６５】特に、算出された接着細胞濃度の増加率又
は増加割合に基づいて、接着後培地交換工程における培
地交換操作のタイミングが決定されることから、より多
くの接着可能な細胞を接着させることができるうえ、細
胞剥離剤及び剥離停止剤に細胞が曝される時間を可能な
限り短縮し、それらの細胞毒性による害を軽減させるこ
とができる。さらに、計算された累積培地消費量に基づ
いて、培地交換操作を行うタイミングが決定されること
から、培地４７の無駄を低減させつつ、効率的な細胞培
養を行わせることができる。加えて、前記従来の細胞培
養方法と比較して、雑菌が混入する可能性を著しく低減
させることもできる。また、この実施形態の細胞培養方
法についても前記細胞培養装置１１と同様の効果が発揮
される。 （第２実施形態）この発明の第２実施形態を上記第１実
施形態と異なる点を中心に説明する。

【００６６】図９及び図１０（ａ）に示すように、第２
実施形態の細胞培養装置１１は１つの培養ユニット１２
を備えている。この培養ユニット１２を構成する培養容
器３１は透明な合成樹脂により四角筒状に形成されてい
る。この培養容器３１のヒンジ部２４側の側面である開
口面３１ａは、培養容器３１に対して開閉可能に嵌合さ
れ、培養容器３１が開口又は密閉されるようになってい
る。また、図１０（ｂ）に示すように、前記開口面３１
ａ及びその開口面３１ａと対向する前後両内側面の周縁
部には、係合凸部３１ｂがほぼ四角枠状に突設されてい
る。

【００６７】図１０（ａ）に示すように、培養容器３１
の中央には前後方向に延びる回転軸１１１が挿通されて
いる。この回転軸１１１は、培養容器３１の前後両外側
面を螺着固定するためのナット１１１ａを備えており、
それら前後一対のナット１１１ａで前記両外側面を押圧
することにより、回転軸１１１の所定位置に培養容器３
１を支持固定することができるようになっている。この
回転軸１１１は、培養ユニット１２のヒンジ部２４側に
位置する図示しない回動基端部を中心に上下方向に所定
角度回動させることができるうえ、回転軸１１１を上方
に所定角度回動させた状態で、回転軸１１１を軸に培養
容器３１を反時計方向に９０°ずつ回転させることがで
きるようになっている。また、図１０（ｂ）に示すよう
に、培養容器３１内に配設された回転軸１１１の中央に
は照明装置１１２が吊下され、培養容器３１の底部を常
に照明するようになっている。

【００６８】図１０（ａ）に示されるように、開口面３
１ａの上下及び左右端部には、下端部から時計方向に順
に第１液体供給配管３２ａ、第１液体排出配管３３ａ、
第２液体供給配管３２ｂ、第２液体排出配管３３ｂ、第
３液体供給配管３２ｃ、第３液体排出配管３３ｃ、第４
液体供給配管３２ｄ及び第４液体排出配管３３ｄが接続
されている。また、前記回転軸１１１の両側方位置の開
口面３１ａには、ガス供給配管３４及びガス排出配管３
５が接続されている。

【００６９】図１０（ｂ）に示すように、この培養容器
３１の回転軸１１１を取り囲む４つの内側面には、下か
ら反時計方向に順に第１培養皿４１ａ、第２培養皿４１
ｂ、第３培養皿４１ｃ及び第４培養皿４１ｄが添着され
ている。前記第１及び第２培養皿４１ａ，４１ｂはそれ
ぞれ上記第１実施形態と同じ構造を有している。また、
第３培養皿４１ｃは前記第２培養皿４１ｂの第２培養空
間４６ｂよりも広い第３培養空間４６ｃを有する第３樹
脂堰４４ｃを備えている。第４培養皿４１ｄは前記第３
培養皿４１ｃの第３培養空間４６ｃよりも広い第４培養
空間４６ｄを有する第４樹脂堰４４ｄを備えている。

【００７０】図９に模式的に示すように、第１電動バル
ブ５４と接続された液体供給配管７２の他端は第７電動
バルブ１１３と接続されている。さらに、この第７電動
バルブ１１３は、第１液体分配配管１１４及び第２液体
分配配管１１５と接続されている。前記第１液体分配配
管１１４の他端は第８電動バルブ１１６と接続されてい
る。この第８電動バルブ１１６は前記第１液体供給配管
３２ａ及び第２液体供給配管３２ｂと接続されている。
また、前記第２液体分配配管１１５の他端は第９電動バ
ルブ１１７と接続されている。この第９電動バルブ１１
７は前記第３液体供給配管３２ｃ及び第４液体供給配管
３２ｄと接続されている。

【００７１】一方、液体排出配管８１は廃液タンク１６
及び第１０電動バルブ１２１と接続されている。この第
１０電動バルブ１２１は第１液体移動配管１２２、第２
液体移動配管１２３及び第３液体移動配管１２４と接続
されている。前記第１液体移動配管１２２は第１１電動
バルブ１２５と接続されている。この第１１電動バルブ
１２５は前記第１液体排出配管３３ａ及び第２液体排出
配管３３ｂと接続されている。また、第１液体排出配管
３３ａの途中には第１細胞移動ポンプ１２６が設けら
れ、第２液体排出配管３３ｂの途中には双方向移動可能
な第２細胞移動ポンプ１２７が設けられている。

【００７２】前記第２液体移動配管１２３は第１２電動
バルブ１２８と接続されている。この第１２電動バルブ
１２８は前記第３液体排出配管３３ｃ及び第４液体排出
配管３３ｄと接続されている。これら第３液体排出配管
３３ｃ及び第４液体排出配管３３ｄの途中にはそれぞ
れ、いずれも双方向移動可能な第３細胞移動ポンプ１２
９及び第４細胞移動ポンプ１３０が設けられている。さ
らに、前記第３液体移動配管１２４は継代培養時に細胞
懸濁液を一時的に貯留するための細胞貯留タンク１３１
と接続されている。

【００７３】ガス交換ユニット１８を構成する加湿器９
２は前記ガス供給配管３４と接続されている。このガス
供給配管３４の途中には前記ガス循環ポンプ９６が設け
られている。また、ガスアナライザ９３は前記ガス排出
配管３５と接続されている。その他の構成は上記第１実
施形態と同様である。

【００７４】図１１に示すように、第２実施形態のＣＰ
Ｕは回転軸１１１に回転信号を出力し、図示しない回動
基端部を中心に回転軸１１１を所定角度上動させるとと
もに、その回転軸１１１を軸に培養容器３１を９０°回
転させた後、回転軸１１１を下動させて培養容器３１を
傾斜ステージ２３上に載置する。ＣＰＵは第７電動バル
ブ１１３に切替信号を出力し、液体供給配管７２と、第
１液体分配配管１１４又は第２液体分配配管１１５とを
連通させる。ＣＰＵは第８電動バルブ１１６に切替信号
を出力し、第１液体分配配管１１４と、第１液体供給配
管３２ａ又は第２液体供給配管３２ｂとを連通させる。
ＣＰＵは第９電動バルブ１１７に切替信号を出力し、第
２液体分配配管１１５と、第３液体供給配管３２ｃ又は
第４液体供給配管３２ｄとを連通させる。

【００７５】ＣＰＵは第１０電動バルブ１２１に切替信
号を出力し、第１液体移動配管１２２及び液体排出配管
８１、第２液体移動配管１２３及び液体排出配管８１、
第１液体移動配管１２２及び第３液体移動配管１２４、
又は第３液体移動配管１２４及び第２液体移動配管１２
３を連通させる。ＣＰＵは第１１電動バルブ１２５に切
替信号を出力し、第１液体排出配管３３ａ及び第１液体
移動配管１２２、又は第２液体排出配管３３ｂ及び第１
液体移動配管１２２を連通させる。

【００７６】ＣＰＵは第１細胞移動ポンプ１２６に駆動
信号を出力して第１培養空間４６ａ内の液体（廃培地４
７又は細胞懸濁液）を汲み出して廃液タンク１６又は細
胞貯留タンク１３１に移動させる。ＣＰＵは第２細胞移
動ポンプ１２７に駆動信号を出力し、第２培養空間４６
ｂ内の液体（廃培地４７又は細胞懸濁液）を汲み出して
廃液タンク１６又は細胞貯留タンク１３１に移動させる
とともに、細胞貯留タンク１３１内の細胞懸濁液を第２
培養空間４６ｂ内に移動させる。

【００７７】ＣＰＵは第１２電動バルブ１２８に切替信
号を出力し、第３液体排出配管３３ｃ及び第２液体移動
配管１２３、又は第４液体排出配管３３ｄ及び第２液体
移動配管１２３を連通させる。ＣＰＵは第３細胞移動ポ
ンプ１２９に駆動信号を出力し、第３培養空間４６ｃ内
の液体（廃培地４７又は細胞懸濁液）を汲み出して廃液
タンク１６又は細胞貯留タンク１３１に移動させるとと
もに、細胞貯留タンク１３１内の細胞懸濁液を第３培養
空間４６ｃ内に移動させる。ＣＰＵは第４細胞移動ポン
プ１３０に駆動信号を出力し、第４培養空間４６ｄ内の
液体（廃培地４７又は細胞懸濁液）を汲み出して廃液タ
ンク１６又は細胞貯留タンク１３１に移動させるととも
に、細胞貯留タンク１３１内の細胞懸濁液を第４培養空
間４６ｄ内に移動させる。

【００７８】この第２実施形態の制御装置１０１は、上
記構成に加えて、保温プレート２６、照明装置１０７、
第３電動バルブ７３、第４電動バルブ８２、液体排出ポ
ンプ８３、細胞移動ポンプ８４、第５電動バルブ９５及
び第６電動バルブ９７の構成がないこと以外は、上記第
１実施形態と同様である。

【００７９】上記細胞培養装置１１の作用について以下
に記載する。さて、上記細胞培養装置１１を用いて接着
依存性細胞を培養する際にはまず、上記第１実施形態と
同様に第１〜第４培養皿４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１
ｄを無菌的に組み立てた後、各培養皿４１ａ，４１ｂ，
４１ｃ，４１ｄの各係止突部４５ｄを培養容器３１の係
合凸部３１ｂに係合させて所定位置に添着させながら開
口面３１ａで培養容器３１を密閉するとともに、培養容
器３１に回転軸１１１を挿通する。続いて、第１培養皿
４１ａが添着された側面を保温プレート２６の上面中央
部に載置した後、前後一対のナット１１１ａにより培養
容器３１を回転軸１１１に支持固定させる。そして、充
分量の培地４７、細胞剥離剤、剥離停止剤、炭酸ガス、
酸素ガス及び水を充填した後、キーボード１０３からＣ
ＰＵに開始信号を入力する。

【００８０】前記開始信号によりＣＰＵは上記第１実施
形態と同様の処理を行う。すなわち、まずＳ１において
細胞培養装置１１各部の動作環境確認を行って、ＣＣＤ
カメラ２２、保温プレート２６、照明装置１１２、簡易
冷蔵庫６４、保温庫６６、ガスアナライザ９３、ガス循
環ポンプ９６及び培地残量センサ６５ａの電源をオンに
する。すると、照明装置１１２が第１培養皿４１ａを照
明するとともに、ＣＣＤカメラ２２が第１培養空間４６
ａ内の映像をモニタ１０４に映し出す。また、上記第１
実施形態と同様に、細胞培養装置１１各部の動作環境デ
ータをモニタ１０４に表示するとともに、加温培地タン
ク６５内に所定量の培地４７を移動させる。さらに、ガ
スアナライザ９３から入力される成分分析データに基づ
いて調整されたガスをガス循環ポンプ９６により培養容
器３１内に供給させる。最後に、モニタ１０４に準備完
了表示させる。

【００８１】次に、Ｓ２において細胞の接種を行う。す
なわち、クリーンベンチ５１内で調製された細胞懸濁液
に細胞供給配管５２の先端を挿入した状態で供給スイッ
チ５３を押圧することによって、ＣＰＵは第１、第７及
び第８電動バルブ５４，１１３，１１６に切替信号を出
力し、細胞供給配管５２、液体供給配管７２、第１液体
分配配管１１４及び第１液体供給配管３２ａを連通させ
た後、液体供給ポンプ７４を駆動させて前記細胞懸濁液
を第１培養空間４６ａ内に供給させる。続いて、制御装
置１０１は上記第１実施形態と同様にＳ３〜Ｓ８の処理
を行う。

【００８２】Ｓ９において培地交換操作を行う際にはま
ず、ＣＰＵは第１０及び第１１電動バルブ１２１，１２
５に切替信号を出力し、第１液体排出配管３３ａ、第１
液体移動配管１２２及び液体排出配管８１を連通させた
後、第１細胞移動ポンプ１２６を駆動させて第１培養空
間４６ａ内の廃培地４７を廃液タンク１６へと排出させ
ながら傾斜ステージ２３を傾斜させる。そして、第１培
養空間４６ａ内の廃培地４７が排出されたところで第１
１電動バルブ１２５を閉鎖させた後、傾斜ステージ２３
を水平状態に戻す。次に、ＣＰＵは第１、第７及び第８
電動バルブ５４，１１３，１１６に切替信号を出力し、
第２培地供給配管６７ｂ、液体供給配管７２、第１液体
分配配管１１４及び第１液体供給配管３２ａを連通させ
た後、液体供給ポンプ７４を駆動させて加温培地タンク
６５内の加温培地４７を第１培養空間４６ａ内に供給さ
せる。そして、前記液体供給ポンプ７４の駆動が停止し
たところで第１、第７及び第８電動バルブ５４，１１
３，１１６を閉鎖させる。

【００８３】次に、上記第１実施形態と同様にＳ１０〜
Ｓ１５の処理を行う。このＳ１５において、ＣＰＵは前
記Ｓ１４においてＲＡＭに記憶された接着細胞濃度がデ
ータファイル１０２に記憶された設定値（限界値）未満
である場合には、Ｓ１６及びＳ１８〜Ｓ２０の処理を行
う。なお、このＳ２０における培地交換操作は前記第２
実施形態のＳ９と同様である。逆に前記接着細胞濃度が
限界値以上である場合にはＳ１７の処理を行う。

【００８４】ＣＰＵはＳ１７において、現在接着依存性
細胞が第１〜第４培養皿４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１
ｄのいずれの培養皿で培養されているかを判断して継代
培養操作が可能であるか否かを判別する。そして、ＣＰ
Ｕは、継代培養操作が可能である（現在第１〜第３培養
皿４１ａ，４１ｂ，４１ｃで培養が行われている）場合
にはＳ２１で継代培養操作を行い、不可能である（現在
第４培養皿４１ｄで培養が行われてる）場合には上記第
１実施形態と同様にＳ２２の処理を行った後にＳ１９の
処理を行う。

【００８５】Ｓ２１において継代培養操作を行う際に
は、ＣＰＵはまず、上記培地交換操作において第１培養
空間４６ａ内から廃培地４７を汲み出す場合と同様に、
第１液体排出配管３３ａ、第１液体移動配管１２２及び
液体排出配管８１を連通させた後、第１培養空間４６ａ
内の廃培地４７を廃液タンク１６へと排出させながら傾
斜ステージ２３を傾斜させる。廃培地４７の排出が終了
したところで、第１１電動バルブ１２５を閉鎖させると
ともに、傾斜ステージ２３を水平状態に戻す。次に、Ｃ
ＰＵは第１、第２、第７及び第８電動バルブ５４，７
０，１１３，１１６に切替信号を出力し、剥離剤配管６
９ａ、継代培養配管７１、液体供給配管７２、第１液体
分配配管１１４及び第１液体供給配管３２ａを連通させ
る。さらに、ＣＰＵは液体供給ポンプ７４を駆動させて
剥離剤タンク６２内の細胞剥離剤を第１培養空間４６ａ
内に供給させた後、第１、第２、第７及び第８電動バル
ブ５４，７０，１１３，１１６を閉鎖させる。

【００８６】次に、ＣＰＵはＣＣＤカメラ２２から入力
される部分領域データに基づいて、親水性フィルム４３
上に接着された細胞像がほとんど確認されなくなった時
点で、剥離停止剤を第１培養空間４６ａ内に供給する。
すなわち、ＣＰＵはまず、第１、第２、第７及び第８電
動バルブ５４，７０，１１３，１１６に切替信号を出力
し、剥離停止剤配管６９ｂ、継代培養配管７１、液体供
給配管７２、第１液体分配配管１１４及び第１液体供給
配管３２ａを連通させる。さらに、ＣＰＵは液体供給ポ
ンプ７４を駆動させて剥離停止剤タンク６３内の剥離停
止剤を第１培養空間４６ａ内に供給させる。所定時間静
置させた後、ＣＰＵは第１、第７及び第８電動バルブ５
４，１１３，１１６に切替信号を出力し、第２培地供給
配管６７ｂ、液体供給配管７２、第１液体分配配管１１
４及び第１液体供給配管３２ａを連通させた後、液体供
給ポンプ７４を駆動させて加温培地タンク６５内の培地
４７を第１培養空間４６ａ内に送り込んで細胞懸濁液を
調製する。

【００８７】次に、ＣＰＵは第１０及び第１１電動バル
ブ１２１，１２５に切替信号を出力し、第１液体排出配
管３３ａ、第１液体移動配管１２２及び第３液体移動配
管１２４を連通させる。続いて、ＣＰＵは第１細胞移動
ポンプ１２６を駆動させて第１培養空間４６ａ内の細胞
懸濁液を細胞貯留タンク１３１内に供給させながら、傾
斜ステージ２３を傾斜させる。さらに、前記第１細胞移
動ポンプ１２６の駆動が停止したところで、ＣＰＵは第
１１電動バルブ１２５を閉鎖させる。

【００８８】次に、ＣＰＵは回転軸１１１に回転信号を
出力し、図示しない回動基端部を中心に回転軸１１１を
上方に所定角度回動させ、回転軸１１１を軸に培養容器
３１を９０°回転させた後、回動基端部を中心に回転軸
１１１を下方に回動させて傾斜ステージ２３上に載置す
る。このとき、第２培養皿４１ｂが添着された培養容器
３１の側面が傾斜ステージ２３上に載置され、この第２
培養空間４６ｂ内で細胞を培養することができる状態に
なっている。

【００８９】次に、ＣＰＵは第１０及び第１１電動バル
ブ１２１，１２５に切替信号を出力し、第２液体排出配
管３３ｂ、第１液体移動配管１２２及び第３液体移動配
管１２４を連通させた後、第２細胞移動ポンプ１２７を
駆動させて細胞貯留タンク１３１内の細胞懸濁液を第２
培養空間４６ｂ内に供給する。さらに、前記第２細胞移
動ポンプ１２７の駆動が停止したところで、第１１電動
バルブ１２５を閉鎖させた後、ＣＰＵはこの第２培養空
間４６ｂ内の接着依存性細胞に対してＳ３の処理に戻っ
た後に上記と同様な一連の処理を繰り返す。

【００９０】そして、この細胞培養装置１１により培養
されている接着依存性細胞は、第２培養空間４６ｂから
第３培養空間４６ｃを経て第４培養空間４６ｄへと順次
継代培養される。さらに、第４培養空間４６ｄ内におけ
る培養時に、図８のＳ１７において継代培養操作が可能
でないと判断した場合には、上記第１実施形態と同様に
ＣＰＵはＳ２２の処理を行う。

【００９１】なお、これら各継代培養操作において細胞
懸濁液を移動させる際には、上記と同様に、細胞懸濁液
は一旦細胞貯留タンク１３１内で貯留され、回転軸１１
１を軸に培養容器３１を回転させた後に新しい培養皿内
に移動されるという過程を経て移動される。また、培地
交換操作及び継代培養操作において液体が供給される際
には、上記と同様に、液体が収容されているタンクと、
その液体が供給される培養皿との間を繋ぐ液体配管１３
をＣＰＵにより適宜選択するとともに、その選択された
配管に設けられたポンプを駆動させて液体の供給が行わ
れる。液体を排出する場合も同様である。

【００９２】従って、この第２実施形態の細胞培養装置
１１は、上記第１実施形態と同様の効果を発揮すること
ができるうえ、細胞培養装置１１の大型化を抑えつつ、
より多くの継代培養操作を行うことができる。特に、多
くの継代培養操作を行って大量の細胞を培養する際に
は、培養容器３１の個数を増やす必要はなく培養容器３
１の側面の数とそれに伴う培養皿や液体配管１３等を付
加することによって、ステージ台２１やＣＣＤカメラ２
２等の複雑かつ高価な構成を追加することなく、ほぼそ
のままの簡単な構成で大量培養を行うことができる。

【００９３】なお、上記各実施形態は、次のように変更
して具体化することも可能である。 ・ 親水性フィルム４３上に接着した細胞の密度を表す
接着細胞濃度の代わりに、親水性フィルム４３上に接着
した細胞の数を表す接着細胞数、親水性フィルム４３上
に接着した細胞が占める面積を表す接着細胞占有面積、
又は親水性フィルム４３の接着可能面積に対する前記接
着細胞占有面積の割合を示す接着細胞占有率を算出する
こと。このように構成した場合でも同様な効果を奏す
る。

【００９４】・ Ｓ１６において累積培地消費量を計算
する代わりに、培養容器３１内に、培地４７中の成分
（好ましくは最も消費されやすい成分又は測定が容易な
成分、例えばグルタミン、グルタミン酸塩、グルコー
ス、乳酸塩）の残量を測定するための培地成分残量測定
センサを設け、そのセンサで測定された成分量に基づい
て、Ｓ１８において培地交換操作を行うか否かを判断す
るように構成すること。このように構成した場合、培地
交換操作を実行するタイミングをより正確に決定するこ
とができる。

【００９５】・ 培養容器３１を振動させるためのバイ
ブレータ手段を傾斜ステージ２３の下面に設けること。
このように構成した場合、継代培養操作における細胞剥
離工程において培養容器３１を振動させることにより、
細胞剥離剤による細胞の剥離反応をより一層高めること
ができる。

【００９６】・ 細胞培養装置１１に、カルシウムイオ
ン不含リン酸緩衝液やカルシウムイオン不含無血清培地
等のカルシウムイオン不含洗浄用等張液を収容するため
の洗浄液タンクを設け、そのタンクと第２電動バルブ７
０との間に洗浄液配管を接続すること。さらに、継代培
養する際の廃培地４７抜き取り操作の直後に、細胞が接
着されている培養空間内に前記洗浄用等張液を供給して
汲み出す操作を行って、前記培養空間内のカルシウムイ
オンを除去するように構成すること。このように構成し
た場合、細胞剥離工程の進行をより一層促進させること
ができる。

【００９７】・ 継代培養時に剥離停止剤を添加しない
こと。このように構成した場合でも、培地４７中に含有
されているカルシウムイオンによって細胞剥離剤の活性
を抑制して細胞を親水性フィルム４３上に接着させるこ
とができるうえ、剥離停止剤による細胞毒性を低減させ
ることができる。

【００９８】・ 第２実施形態において、Ｓ１７におけ
る継代培養操作が可能か否かを判断する際に、あらかじ
めキーボード１０３から入力された培養皿の個数に基づ
いてＣＰＵが判断するように構成すること。このように
構成した場合、所望とする培養条件を容易に整えること
ができる。

【００９９】・ 第２実施形態の培養容器３１を例え
ば、横三角筒状、横六角筒状又は横八角筒状等の横多角
筒状に形成するとともに、培養皿の個数を例えば、３
個、６個又は８個とすること。このように構成した場
合、細胞培養装置１１を用いて所望とする回数の継代培
養操作を容易に行うことができる。

【０１００】・ 第２実施形態の各プレート４２を省略
し、培養容器３１の４つの内側面に、親水性フィルム４
３及び第１〜第４樹脂堰４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４
ｄを添着するように構成すること。このように構成した
場合、培養容器３１の構成を簡略化することができる。

【０１０１】・ 第２実施形態において、傾斜ステージ
２３及び回動装置２５を省略すること。さらに、保温プ
レート２６を培養皿４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄの
下面に設けるか、或いはガス交換ユニット１８から所定
温度（例えば３７℃）のガスを供給するように構成する
のが好ましい。このように構成した場合、細胞培養装置
１１の構成を簡略化することができるうえ、回動基端部
を中心に培養容器３１を所定角度傾斜させることができ
ることから、培養空間内の液体を効率的に除去すること
ができる。

【０１０２】・ 第２実施形態において、回動基端部を
中心に回転軸１１１を上下方向に回動させる代わりに、
水平状態を保持したまま回転軸１１１を上下動させるよ
うに構成すること。或いは、回転軸１１１を回動しない
ように構成するとともに、傾斜ステージ２３を上下動さ
せるように構成すること。このように構成した場合、培
養容器３１を容易に回転させることができる。

【０１０３】・ インターネットを利用して細胞培養装
置１１各部の動作環境データを閲覧することができるよ
うに構成すること。さらに、インターネットを介して制
御装置１０１を制御することができるように構成するの
が好ましい。このように構成した場合、細胞の培養状態
を遠方にいても容易に把握することができる。

【０１０４】・ 第１実施形態の細胞培養装置１１を、
第１培養ユニット１２ａ又は第２培養ユニット１２ｂ
と、制御装置１０１のみによって構成すること。或い
は、第２実施形態の細胞培養装置１１を、培養ユニット
１２と、制御装置１０１のみによって構成すること。こ
のように構成した場合、細胞培養装置１１の構成を簡略
化することができる。さらに、画像入力手段としてのＣ
ＣＤカメラ２２から取り込まれた細胞の状態等が、出力
手段としてのモニタ１０４に操作の実行を指示する出力
信号としての画面表示をさせることができることから、
培養操作を行うタイミングを容易に把握することができ
る。

【０１０５】・ 第１実施形態の細胞培養装置１１の第
２培養ユニット１２ｂ、剥離剤タンク６２、剥離停止剤
タンク６３及びそれらに接続される配管、電動バルブ、
ポンプ等を省略し、培地交換操作のみを自動的に行うよ
うに構成すること。さらに、細胞供給ユニット１４を省
略してもよい。このように構成した場合、細胞培養装置
１１の構成を簡略化しつつ、培地交換操作を自動的に行
うことができる。

【０１０６】・ Ｓ６において、ＲＡＭに記憶された接
着細胞濃度の算出結果に基づいて、接着細胞濃度の増加
率又は増加割合の増加曲線又は増加直線をＣＰＵに予測
させ、その予測結果に基づいてＳ９における接着後培地
交換操作を行う時期（タイミング）をモニタ１０４に出
力するように構成すること。このように構成した場合、
細胞培養に要する時間を容易に予測できることから、ス
ケジュールの調整を容易に行うことができる。

【０１０７】・ ＲＡＭに記憶された培地消費量の計算
結果に基づいて、累積培地消費量の増加曲線又は増加直
線をＣＰＵに予測させ、その予測結果に基づいてＳ２０
における培地交換操作を行う時期（タイミング）をモニ
タ１０４に出力するように構成すること。このように構
成した場合、細胞培養に要する時間を容易に予測できる
ことから、スケジュールの調整を容易に行うことができ
る。

【０１０８】・ Ｓ１４において、ＲＡＭに記憶された
接着細胞濃度の算出結果に基づいて、接着細胞濃度の増
加曲線又は増加直線をＣＰＵに予測させ、その予測結果
に基づいてＳ２１における継代培養操作を行う時期（タ
イミング）をモニタ１０４に出力するように構成するこ
と。このように構成した場合、細胞培養に要する時間を
容易に予測できることから、スケジュールの調整を容易
に行うことができる。

【０１０９】・ ＣＣＤカメラ２２にスキャン装置を設
け、レンズ２２ａの焦点深度を連続的に変化させて撮影
するように構成すること。さらに、前記撮影された画像
データから培養容器３１内に接種された細胞懸濁液中の
全ての細胞数（接種細胞濃度）を算出するように構成す
ること。このように構成した場合、細胞接種操作時及び
継代培養操作時において接種細胞濃度を算出することに
よって、その濃度を利用して細胞接着期（接着依存性細
胞を培養容器に接種してからその培養容器の底面に接着
するまでのステージ）における培養時間と細胞の接着率
との関係を示す接着率曲線を求めることができる。

【０１１０】さらに、前記接着率曲線の標準曲線を作製
してデータファイル１０２に記憶させ、その記憶された
標準曲線及び前記算出された接種細胞濃度に基づいて、
ＣＰＵが細胞接種操作時及び継代培養操作時に、同種細
胞の細胞接着期の細胞の挙動を予測して出力手段に出力
するように構成すること。さらに、同種細胞を培養する
度毎に接着率曲線を作製し、前記データファイル１０２
に記憶された標準曲線を補正するように構成するのが好
ましい。このように構成した場合、細胞培養に要する時
間を容易に予測できることから、スケジュールの調整を
容易に行うことができる。

【０１１１】・ 誘導期（前記細胞接着期の終了後から
接着した細胞が細胞分裂を開始するまでのステージ）に
おける接着細胞濃度の算出結果に基づいて、ＣＰＵに誘
導期の期間を表すラグタイムを計算させた後、前記接種
細胞濃度とラグタイムに基づいて、ＣＰＵが同種細胞の
誘導期の細胞の挙動を予測して出力手段に出力するよう
に構成すること。さらに、同種細胞を培養する度毎に予
測結果と実測値とのずれを補正し、次回からの予測に利
用できるように構成するのが好ましい。このように構成
した場合、スケジュールの調整を容易に行うことができ
る。

【０１１２】・ 対数増殖期（前記誘導期の終了後から
細胞がほぼコンフルエント状態になるまでのステージ）
における接着細胞濃度の算出結果に基づいて、ＣＰＵに
細胞分裂の間隔を表す平均の倍加時間又は見かけの倍加
時間を計算させた後、その計算結果に基づいてコンフル
エント状態になるまでの期間を予測させ、出力手段に出
力するように構成すること。さらに、同種細胞を培養す
る度毎に予測結果と実測値とのずれを補正し、次回から
の予測に利用できるように構成するのが好ましい。この
ように構成した場合、スケジュールの調整を容易に行う
ことができる。

【０１１３】・ 前記接種細胞濃度に基づいて、前記接
着率曲線、ラグタイム、及び平均の倍加時間又は見かけ
の倍加時間を予測し、各培養時間（特に対数増殖期以
降）における接着細胞濃度を予測し、その予測結果を出
力手段に出力するように構成すること。このように構成
した場合、細胞培養に要する時間を容易に予測できるこ
とから、スケジュールの調整を容易に行うことができ
る。

【０１１４】・ 各実施形態の細胞培養装置１１を用い
て、接着依存性細胞を組織培養（多層化培養又は３次元
培養）すること。すなわち、第１実施形態の第２培養空
間４６ｂ内、又は第２実施形態の第４培養空間４６ｄ内
でコンフルエント状態になった細胞を、必要に応じて組
織培養用の培地４７に交換し、さらにその培養空間内で
継続して培養するようにキーボード１０３からＣＰＵに
修正信号を入力することができるように構成すること。
このように構成した場合、細胞培養装置１１を用いて所
望とする大きさの培養組織１４０を容易に得ることがで
きる。

【０１１５】なお、前記培養された組織を取出す際には
まず、図１２（ａ）に示すように、第１実施形態の第２
培養皿４１ｂ又は第２実施形態の第４培養皿４１ｄから
第２樹脂堰４４ｂ又は第４樹脂堰４４ｄを除去し、プレ
ート４２、親水性フィルム４３及び培養組織１４０を取
出す。続いて、棒状の把持部１４１と四角板状の密着板
１４２とからなる組織取出し用治具１４３を用いて、前
記培養組織１４０をプレート４２及び親水性フィルム４
３から分離する。すなわち、まず前記把持部１４１を把
持した状態で密着板１４２を培養組織１４０の上面に密
着させた後、図１２（ｂ）に示されるように親水性フィ
ルム４３の端部を密着板１４２の上面に折り返す。次
に、把持部１４１を把持して密着板１４２、培養組織１
４０及び親水性フィルム４３を持ち上げ、プレート４２
と親水性フィルム４３とを分離する。最後に、親水性フ
ィルム４３を培養組織１４０上から丁寧に剥離させるこ
とによって、密着板１４２上に密着した培養組織１４０
が得られる。

【０１１６】さらに、前記実施形態より把握できる技術
的思想について以下に記載する。 （１） 接着依存性細胞を継代培養操作しながら単層培
養を行うための培養容器であって、前記培養容器を横多
角筒状に形成し、その培養容器の各内側面に培養可能面
積の異なる複数の培養皿を設け、培養可能面積の小さい
培養皿からその次に培養可能面積の大きい培養皿に細胞
を移動させるための細胞移動手段を設けるとともに、前
記各培養皿が設けられた培養容器の側面を培養容器の下
端部に位置変更するための位置変更手段を備えたことを
特徴とする培養容器。このように構成した場合、狭いス
ペースでより多くの継代培養を容易に行うことができ
る。

【０１１７】（２） 前記培養容器を所定角度傾斜させ
るための傾斜手段を備えた請求項４から請求項６のいず
れかに記載の細胞培養装置。このように構成した場合、
充分な量の廃培地を容易に除去できることから培地交換
効率を高めることができる。

【０１１８】（３） さらに、クリーンベンチ内に配設
された細胞供給配管を含む細胞供給手段を備えた請求項
４から請求項６及び前記（２）のいずれかに記載の細胞
培養装置。このように構成した場合、接着依存性細胞を
容易に細胞培養装置内に供給することができる。

【０１１９】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、次のような効果を奏する。請求項１に記載の発明の
細胞培養方法によれば、細胞培養に適した条件を維持し
つつ、培養操作を容易に行うことができる。

【０１２０】請求項２に記載の発明の細胞培養方法によ
れば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、継代培養
操作時に、より多くの細胞を培養容器の底面に接着させ
ることができるうえ、細胞に対するダメージを低減させ
ることができる。

【０１２１】請求項３に記載の発明の細胞培養方法によ
れば、請求項１又は請求項２に記載の発明の効果に加え
て、培地の無駄を少なくすることができる。請求項４に
記載の発明の細胞培養装置によれば、細胞培養に適した
条件を維持しつつ、培養操作を容易に行うことができ
る。

【０１２２】請求項５に記載の発明の細胞培養装置によ
れば、請求項４に記載の発明の効果に加えて、培養操作
をさらに容易に行うことができる。請求項６に記載の発
明の細胞培養装置によれば、請求項５に記載の発明の効
果に加えて、細胞培養装置の大型化を抑えつつ、より多
くの継代培養操作を行うことができる。

【０１２３】請求項７に記載の発明の記録媒体によれ
ば、細胞培養に適した条件を維持しつつ、培養操作を容
易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施形態の細胞培養装置を示す模式図。

【図２】 第１実施形態の第１及び第２培養ユニットを
示す斜視図。

【図３】 第１実施形態の第１培養ユニットを示す側断
面図。

【図４】 （ａ）は第１実施形態の第１培養皿を示す斜
視図、（ｂ）は同じくクリップを示す斜視図。

【図５】 第１実施形態の第２培養皿を示す斜視図。

【図６】 第１実施形態の制御装置の電気的構成を示す
ブロック図。

【図７】 第１及び第２実施形態の制御装置の処理を示
すフローチャート。

【図８】 図７の処理動作の続きを示すフローチャー
ト。

【図９】 第２実施形態の細胞培養装置を示す模式図。

【図１０】 （ａ）は第２実施形態の培養ユニットを示
す斜視図、（ｂ）は図１０（ａ）の１０ｂ−１０ｂ線か
ら見た培養容器を示す断面図。

【図１１】 第２実施形態の制御装置の電気的構成を示
すブロック図。

【図１２】 （ａ）は実施形態以外の組織取出し操作を
示す斜視図、（ｂ）は同じく正断面図。

【符号の説明】

１１…細胞培養装置、１３…培地供給手段及び細胞剥離
剤供給手段を構成する液体配管、１５…培地供給手段及
び細胞剥離剤供給手段を構成する液体供給ユニット、１
６…液体排出手段を構成する廃液タンク、２２…画像入
力手段としてのＣＣＤカメラ、２５…出力手段を構成す
る回動装置、３１…培養容器、４１ａ〜４１ｄ…培養皿
としての第１〜第４培養皿、４３…培養容器の底面を構
成する親水性フィルム、４７…培地、７４…出力手段、
培地供給手段及び細胞剥離剤供給手段を構成する液体供
給ポンプ、８３…出力手段及び液体排出手段を構成する
液体排出ポンプ、８４…出力手段及び細胞移動手段を構
成する細胞移動ポンプ、１０１…制御手段としての制御
装置、１０４…出力手段を構成するモニタ、１０５…制
御手段を構成する画像処理装置、１１１…出力手段及び
位置変更手段を構成する回転軸、１２６，１２７，１２
９，１３０…出力手段、液体排出手段及び細胞移動手段
を構成する第１〜第４細胞移動ポンプ、１３１…細胞移
動手段を構成する細胞貯留タンク。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０６Ｔ 1/00 ２９５ Ｃ１２Ｍ 1/34 Ｄ // Ｃ１２Ｍ 1/34 (Ｃ１２Ｎ 5/02 (Ｃ１２Ｎ 5/02 Ｃ１２Ｒ 1:91） Ｃ１２Ｒ 1:91） (Ｃ１２Ｍ 1/36 (Ｃ１２Ｍ 1/36 Ｃ１２Ｒ 1:91） Ｃ１２Ｒ 1:91） (Ｃ１２Ｍ 3/00 Ａ (Ｃ１２Ｍ 3/00 Ｃ１２Ｒ 1:91） Ｃ１２Ｒ 1:91） Ｃ１２Ｎ 5/00 Ｅ (72)発明者 田谷 正仁 大阪府豊中市宝山町10−５ Ｆターム(参考） 4B029 AA02 BB11 CC02 CC08 DA01 DF05 DF06 DG06 DG08 4B065 AA90X AC20 BC11 BC18 BC41 BD14 BD45 5B057 AA10 BA11 BA24 CC03 CE11 CH11 DA08 DA13 DC31

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接着依存性細胞を培養容器内で培地交換
   操作及び継代培養操作から選ばれる少なくとも１種の操
   作を行いながら単層培養を行う細胞培養方法であって、 画像入力手段により培養容器内の接着依存性細胞の画像
   データを制御手段に入力し、その画像データに基づいて
   制御手段により接着細胞数、接着細胞濃度、接着細胞占
   有面積又は接着細胞占有率を算出し、その算出結果に基
   づいて培地交換操作及び継代培養操作から選ばれる少な
   くとも１種の操作を実行するタイミングを決定し、その
   操作を実行することを特徴とする細胞培養方法。
2. 【請求項２】 前記継代培養操作を、培養容器内に細胞
   剥離剤を添加して培養容器の底面に接着した細胞を剥離
   させる細胞剥離工程と、前記細胞を剥離させる反応を停
   止させつつ細胞懸濁液を作製し、その細胞懸濁液を分配
   する細胞分配工程と、前記分配された細胞が培養容器の
   底面に接着した後に培地交換を行う接着後培地交換工程
   と、から構成し、 前記算出結果に基づいて、前記制御手段により、前記接
   着後培地交換工程における接着細胞数、接着細胞濃度、
   接着細胞占有面積又は接着細胞占有率の増加率又は増加
   割合を計算し、その増加率又は増加割合が所定値未満に
   なったところで培地交換操作を実行することを特徴とす
   る請求項１に記載の細胞培養方法。
3. 【請求項３】 前記算出結果に基づいて、前記制御手段
   により、所定の培養時間における培地消費量を計算して
   累積培地消費量を求め、その累積培地消費量が所定量に
   なるタイミングを決定し、培地交換操作を実行すること
   を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の細胞培養方
   法。
4. 【請求項４】 接着依存性細胞を培養容器内で培地交換
   操作及び継代培養操作から選ばれる少なくとも１種の操
   作を行いながら単層培養を行うための細胞培養装置であ
   って、 培養容器と、その培養容器内の接着依存性細胞の画像デ
   ータを入力するための画像入力手段と、その画像データ
   を処理するための制御手段と、その制御手段からの出力
   信号を出力するための出力手段と、から構成され、 画像入力手段により培養容器内の接着依存性細胞の画像
   データを制御手段に入力し、その画像データに基づいて
   制御手段により接着細胞数、接着細胞濃度、接着細胞占
   有面積又は接着細胞占有率を算出し、その算出結果に基
   づいて培地交換操作及び継代培養操作から選ばれる少な
   くとも１種の操作を実行するタイミングを決定し、その
   操作の実行を指示する出力信号を出力手段に出力するこ
   とを特徴とする細胞培養装置。
5. 【請求項５】 前記培養容器に培養可能面積の異なる複
   数の培養皿を設けるとともに、前記出力手段を、各培養
   皿に培地を供給するための培地供給手段と、各培養皿に
   細胞剥離剤を供給するための細胞剥離剤供給手段と、各
   培養皿から液体を排出するための液体排出手段と、培養
   可能面積の小さい培養皿からその次に培養可能面積の大
   きい培養皿に細胞を移動させるための細胞移動手段と、
   から構成した請求項４に記載の細胞培養装置。
6. 【請求項６】 前記培養容器を横多角筒状に形成し、そ
   の培養容器の内側面に前記各培養皿を設けるとともに、
   前記各培養皿が設けられた培養容器の側面を培養容器の
   下端部に位置変更するための位置変更手段を設けた請求
   項５に記載の細胞培養装置。
7. 【請求項７】 接着依存性細胞を培養容器内で培地交換
   操作及び継代培養操作から選ばれる少なくとも１種の操
   作を行いながら単層培養を行うためのコンピュータ読み
   取り可能なプログラムを記録した記録媒体であって、 前記プログラムは、 画像入力手段により培養容器内の接着依存性細胞の画像
   データを入力するステップと、その画像データに基づい
   て接着細胞数、接着細胞濃度、接着細胞占有面積又は接
   着細胞占有率を算出するステップと、その算出結果に基
   づいて培地交換操作及び継代培養操作から選ばれる少な
   くとも１種の操作を実行するタイミングを決定するステ
   ップと、その操作の実行を指示するステップと、を備え
   た方法を実行する、記録媒体。