JP2005168384A - Culture vessel and automatic culture system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、生体外での細胞培養を行う培養容器、およびこの培養容器を使用して細胞培養を自動的に行う自動培養装置に関する。 The present invention relates to a culture container that performs cell culture in vitro, and an automatic culture apparatus that automatically performs cell culture using the culture container.
従来の自動培養装置としては、複数の培養容器を収納可能な固定式の収納棚と、水平・昇降・回転移動可能な搬送手段とを備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
この自動培養装置は、培養室内に配置された収納棚に、鉛直方向に並ぶ複数の小部屋を備え、各小部屋の中に培養容器を1つずつ収容して培養を行い、培養途中あるいは培養終了時に搬送手段を作動させて、小部屋から1つずつ培養容器を取り出し、あるいは、小部屋へ培養容器を収容するよう構成されている。
As a conventional automatic culture apparatus, an apparatus including a fixed storage shelf that can store a plurality of culture vessels and a conveying means that can move horizontally, vertically, and rotationally is known (see, for example, Patent Document 1). .)
This automatic culture apparatus includes a plurality of small rooms arranged in a vertical direction on a storage shelf arranged in a culture chamber, and accommodates one culture container in each small room for culturing, either in the middle of culture or in culture At the end, the conveying means is operated to take out the culture containers one by one from the small room, or to accommodate the culture containers in the small room.
また、この自動培養装置においては、培養容器に培地を注入・排出した使用済みの注入チップや排出チップを培地注入ニードルまたは培地排出ニードルから自動的に取り外すチップ除去部が備えられている。このようにすることで、培地注入ニードルおよび培地排出ニードルには、培地の付着していない新たな滅菌チップを自動的に装着でき、培養容器内の細胞等には常に新たな滅菌チップを接触させることができるので、細胞が塵埃等により汚染されないようになっている。
上記特許文献1に記載された自動培養装置では、培養室内の小部屋に培養容器を1つずつ収容して培養を行うようになっているが、生産性を向上させようとすれば、大きな培養室になるべく多くの培養容器を収容して培養したほうがよいことはいうまでもない。しかしながら、複数の培養容器を密に配置すれば、個々の培養容器を培養室から取り出し難くなり、培養容器を搬送する際に高い作業精度が要求されることになる。
In the automatic culture apparatus described in
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、培養室内により多くの培養容器を収容して細胞培養の生産性を向上させること、および密に並べられた個々の培養容器を培養室から取り出し易くすることを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to improve the productivity of cell culture by accommodating more culture vessels in the culture chamber, and to dispose the closely arranged individual culture vessels from the culture chamber. The purpose is to make it easier to remove.
上記の課題を解決するための手段として、次のような構成の培養容器および自動培養装置を採用する。
すなわち本発明の培養容器は、上面が開口した箱形の培養容器であって、向かい合って離間する2つの壁部のうち一方の壁部の外側面に、第1の突起が形成され、前記2つの壁部のうち他方の壁部の外側面には、前記2つの壁部の離間する方向に同様の培養容器を並べた場合、隣り合う培養容器に設けられた前記第1の突起と干渉しない位置に、第2の突起が形成されている。
As means for solving the above problems, a culture container and an automatic culture apparatus having the following configuration are employed.
That is, the culture container of the present invention is a box-shaped culture container having an open top surface, and a first protrusion is formed on the outer surface of one of the two wall parts facing and spaced apart from each other. When the same culture vessel is arranged on the outer surface of the other wall portion of the two wall portions in the direction in which the two wall portions are separated from each other, it does not interfere with the first protrusion provided on the adjacent culture vessel. A second protrusion is formed at the position.
本発明において、複数の培養容器を、一方の壁部と他方の壁部とが離間する方向に並べると、隣り合う培養容器どうしは、一方の壁部と他方の壁部とを向かい合わせる。このとき、第1の突起と第2の突起とは互いに干渉しない位置に形成されているので、隣り合う培養容器どうしがより密接に配置されるようになり、限られたスペースにより多くの培養容器を収容することが可能になる。
また、密接する2つの壁部に設けられた第1の突起と第2の突起とが、互いに干渉しない位置に形成されているので、一方の培養容器を搬送する際も、他方の培養容器の突起が邪魔にならない。
In the present invention, when a plurality of culture vessels are arranged in a direction in which one wall portion and the other wall portion are separated from each other, adjacent culture vessels face one wall portion and the other wall portion. At this time, since the first protrusion and the second protrusion are formed at positions that do not interfere with each other, adjacent culture containers are arranged more closely, and more culture containers are provided in a limited space. Can be accommodated.
In addition, since the first protrusion and the second protrusion provided on the two closely contacting walls are formed at positions where they do not interfere with each other, even when one culture container is transported, The protrusion does not get in the way.
本発明の自動培養装置は、上記の本発明の培養容器を搬送する搬送装置を備える自動培養装置であって、前記搬送装置が、前記一方の壁部に沿って移動して前記第1の突起に係合する第1の爪部と、前記他方の壁部に沿って移動して前記第2の突起に係合する第2の爪部とを備え、前記第1の爪部および前記第2の爪部を同期して作動させることにより前記培養容器を保持する。 The automatic culture apparatus of the present invention is an automatic culture apparatus provided with a transport apparatus that transports the culture container of the present invention, wherein the transport apparatus moves along the one wall portion and the first protrusions. And a second claw portion that moves along the other wall portion and engages with the second protrusion, the first claw portion and the second claw portion. The culture vessel is held by operating the claw portions of the same in synchronization.
本発明においては、第1の爪部および第2の爪部が、いずれも容器本体の向かい合う2つの壁部に沿って移動して第1、第2の突起に係合するので、複数の培養容器を密に並べて配置した場合でも、隣り合う培養容器の間に第1、第2の爪部を差し込むようにして第1、第2の突起に係合させることが可能になる。 In the present invention, since both the first claw portion and the second claw portion move along two opposing wall portions of the container body and engage with the first and second protrusions, a plurality of cultures Even when the containers are closely arranged, it is possible to engage the first and second protrusions by inserting the first and second claw portions between adjacent culture containers.
本発明においては、培養容器に、上面を覆いかつ一方、他方の壁部に被さるように形成された蓋体を設け、その蓋体に、培養容器に設けられる第1、第2の突起との干渉をさけるための切欠部を形成することが好ましい。
本発明においては、自動培養装置の第1、第2の爪部と蓋体とが干渉しないようにするためにも、第1、第2の突起の下部が、蓋体の下縁よりも下方に位置することが好ましい。
本発明においては、第1、第2の突起の厚さ方向の寸法を、一方、他方の壁部の肉厚と略同一とすることが好ましい。
本発明においては、第1、第2の突起の一方、他方の壁部に沿う断面形状と、切欠部の形状とを略同一とすることが好ましい。
本発明においては、切欠部近傍の蓋体裏面に、第1、第2の突起の上部に当接する膨出部を形成することが好ましい。
In the present invention, the culture vessel is provided with a lid formed so as to cover the upper surface and cover the other wall, and the lid is provided with first and second protrusions provided on the culture vessel. It is preferable to form a notch for avoiding interference.
In the present invention, in order to prevent the first and second claws and the lid of the automatic culture apparatus from interfering with each other, the lower portions of the first and second protrusions are below the lower edge of the lid. It is preferable to be located at.
In the present invention, it is preferable that the dimension in the thickness direction of the first and second protrusions is substantially the same as the thickness of the other wall portion.
In the present invention, it is preferable that the cross-sectional shape along one or the other wall portion of the first and second protrusions is substantially the same as the shape of the notch portion.
In this invention, it is preferable to form the bulging part which contact | abuts the upper part of a 1st, 2nd protrusion in the cover body back surface near a notch part.
本発明によれば、複数の培養容器を密に並べて配置した場合でも、隣り合う培養容器どうしがより密接に配置されるようになり、限られたスペースにより多くの培養容器を収容することが可能になるので、培養室内により多くの培養容器を収容して細胞培養の生産性を向上させることができる。
また、本発明によれば、複数の培養容器を密に並べて配置した場合でも、隣り合う培養容器の間に第1、第2の爪部を差し込むようにして第1、第2の突起に係合させることが可能になる。これにより、培養容器を搬送する際の機械による作業性が向上するので、個々の培養容器を培養室から取り出し易くすることができる。
According to the present invention, even when a plurality of culture vessels are arranged closely, adjacent culture vessels are arranged more closely, and it is possible to accommodate more culture vessels in a limited space. Therefore, it is possible to improve the productivity of cell culture by accommodating more culture vessels in the culture chamber.
In addition, according to the present invention, even when a plurality of culture vessels are arranged closely, the first and second protrusions are engaged with the first and second claws between adjacent culture vessels. Can be combined. Thereby, since the workability | operativity by the machine at the time of conveying a culture container improves, it can make it easy to take out each culture container from a culture chamber.
本発明の培養容器の一実施形態について、図1から図9を参照して説明する。
本実施形態の培養容器3は、図1に示されるように、容器本体100と、容器本体100の上面に被着される蓋体110とからなる。容器本体100は、上方から見ると長方形状で上面が開口し均一な深さを有する箱形をなしている。蓋体110は、容器本体100と同じく長方形状で、周縁には下方に折り返されるように縁部111が形成されている。蓋体110は、容器本体100の上縁を縁部111の内側に収めるようにして容器本体100に被着されるようになっている。なお、本実施形態では、容器本体100の4つの壁部101〜104が底面よりも上面が広くなるように傾斜しているが、このような傾斜を設けずに容器本体100を構成しても良い。
One embodiment of the culture vessel of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the
容器本体100の幅方向に向かい合って離間する2つの壁部101,102の外側面には、後述する容器搬送ロボット200を使って培養容器3を搬送する際に容器搬送ロボット200の爪部204a〜204dに引っ掛けられる突起105a〜105dが、それぞれ2つずつ形成されている。一方の壁部101の外側面に形成された2つの突起(第1の突起)105a,105bは、容器本体100の底面に平行な方向に離間して設けられ、他方の壁部102の外側面に形成された2つの突起(第2の突起)105c,105dは、容器本体100の底面に平行な方向に離間して設けられている。各突起105a〜105dの厚さ方向の寸法tは、図2に示すように、壁部101,102の肉厚Tと略同一である。
On the outer side surfaces of the two
培養容器3は、図3に示すように、後述する自動培養装置において複数個並べて配置されるが、2つの培養容器3を容器本体100の幅方向に並べた場合、一方の容器本体100の壁部101に設けた突起105a,105bと、他方の容器本体100の壁部102に設けた突起105c,105dとは、互いに干渉し合わないように、突起105a,105bが壁部103寄りに設けられ、突起105c,10dが壁部104寄りに設けられている。
As shown in FIG. 3, a plurality of
容器本体100の長手方向に沿う突起105a,105b間の距離、および突起105c,105d間の距離はいずれも2×L1、容器本体100の長手方向に沿う突起105b,105c間の距離はL1となっている。これは、容器本体100の長手方向に沿う突起105a,105c間の距離、突起105c,105b間の距離、および突起105b,105d間の距離がいずれもL1となっていることに等しい。また、容器本体100の長手方向に沿う壁部103から突起105aまでの距離、および壁部104から突起105dまでの距離はいずれもL2となっている。また、容器本体100の底面から各突起105a〜105dまでの距離はいずれも等しくなっている。容器本体100は、底面の中央を中心とする回転対称形をなしており、壁部101,102が入れ替わっても各突起105a〜105dが常に同じ位置となる。
The distance between the
蓋体110の縁部111の高さは、容器本体100の上面から各突起105a〜105dの中央までの距離にほぼ等しくなっており、そのため縁部111には、各突起105a〜105dとの干渉を避けるための切欠部112が形成されている。蓋体110が容器本体100に被着された状態では、図4に示すように、各突起105a〜105dは最下部が縁部111よりも下方に突き出している。この構造は、後述する容器搬送ロボット200の爪部204a〜204dと蓋体110との干渉を防止するために採用されている。
The height of the
突起105a〜105d、ならびに切欠部112には、以下に示すような構造を採用してもよい。例えば図5に示すように、各突起105a〜105dを、肉厚tを伸ばすように拡大し、さらに突起105aの壁部101に沿う断面形状と切欠部112の形状とを略同一に形成する。このような構造を採用すると、蓋体110が容器本体100に被着された状態では、突起105aと切欠部112とがほとんど隙間無く合致するので、この箇所から容器本体100の内側に異物が入り込むことがない。なお、突起105aには切欠部等は設けず、中実な形状とすることが好ましい。
また、図6に示すように、蓋体110の裏面に、突起105a〜105dの最上部が当接する位置に対応させて膨出部113を形成する。このような構造を採用すると、容器本体100の壁部101,102の上縁と蓋体110の裏面とが隙間無く接するので、この箇所から容器本体100の内側に異物が入り込むことがない。
The
In addition, as shown in FIG. 6, a bulging
次に、上記のような構造の培養容器3を使用して細胞の自動培養を行う自動培養装置1について、図7を参照して説明する。
本実施形態の自動培養装置1には、外部から観察可能な透明な壁材により密閉され、双方間に設けられた開口部を介して相互に連絡する第1空間S1と第2空間S2とが設けられている。開口部には、シャッタ2が設けられている。
Next, an
The
第1空間S1は3つの区画に分けられており、両側の空間S11,S13には、培養容器3を収容する培養室4が2個ずつ計4個設けられ、中央の空間S12には、各培養室4とコンベア9との間でトレイ7を受け渡しするトレイ搬送ロボット5が設けられている。中央の空間S12の上部には、空間S12内の空気を浄化するために清浄な下降空気流を送る空気清浄部6が設けられている。
The first space S1 is divided into three sections. In the spaces S11 and S13 on both sides, two
培養室4は箱形をなし、ある側面に開口部4bが設けられ、開口部4bには開閉可能な扉4aが設けられている。開口部4bに向かって左右の側壁には、対応する高さ位置に複数のレール状のトレイ保持部材4cが設けられており、培養室4内には、左右対となる各トレイ保持部材4cに掛け渡すようにして、トレイ7が上下に複数段収容できるようになっている。トレイ7には、複数個、例えば10個の培養容器3を並べて載置できるようになっている。なお、トレイ保持部材4cはレール状に限定されず、トレイ7を出し入れ可能に支持することができれば任意の形態でよい。
The
各培養室4は、扉4aを中央空間S12に向けて配置され、中央の空間S12を挟んで向かい合うものどうしが相互に扉4aを対向させている。すべての培養室4は、内部の状態を所定の培養条件、例えば、温度37±0.5℃、湿度100%およびCO2濃度5%等に維持されるようになっている。
Each
各培養室4の下方には、未使用の培養容器3を複数載置したトレイ7を収容するストッカ8が設けられている。ストッカ8は、培養室4と同様の箱形をなし、培養室4の扉4aとは反対側の側面全体に開口部が設けられ、その開口部には、開閉可能な扉が設けられている。
Below each
トレイ搬送ロボット5は、中央の空間S12のほぼ中央に配置されており、水平回転する第1アーム5aと、第1アーム5aの先端に連結されて鉛直軸回りに回転する第2アーム5bと、第2アーム5bの先端に連結されて鉛直軸回りに回転するがそれ自身は駆動部、伝動機構といった培養室4内の環境を劣化させる機構を持たないハンド5cと、これら第1アーム5a、第2アーム5bおよびハンド5cを昇降させる昇降機構5dとを備えている。トレイ搬送ロボット5は、これら機構を作動させることにより、各培養室4内に収容された全てのトレイ7にアクセスするとともに、第1空間S1と第2空間S2との間に配置されたコンベア9上にトレイ7を引き渡すことが可能な動作範囲と、ストッカ8内の少なくとも最上段のトレイ7にアクセスすることが可能な動作範囲とを有している。
The tray transfer robot 5 is disposed substantially in the center of the central space S12, and includes a first arm 5a that rotates horizontally, a
ハンド5cは、トレイ7を載置可能に水平方向に伸びる平坦な形状に形成されており、培養室4に収容されている上下のトレイ7の隙間に挿入可能な厚さ寸法に形成されている。ハンド5cは、上下のトレイ7の隙間に挿入された状態から上昇させられることにより、2本の腕によってトレイ7を下方から押し上げてトレイ保持部材4cから取り上げるとともに、トレイ7を安定して保持するようになっている。
The hand 5c is formed in a flat shape that extends in the horizontal direction so that the tray 7 can be placed thereon, and has a thickness that can be inserted into the gap between the upper and lower trays 7 accommodated in the
コンベア9は、トレイ搬送ロボット5のハンド5cの幅寸法より大きな間隔をあけて左右に配置された2本の無端状のベルト9aを備えており、これら2本のベルト9a間に掛け渡すようにしてトレイ7を載置されるようになっている。なお、ベルト9aは無端に限られない。
The conveyor 9 includes two
第2空間S2には、培養処理装置30が設置されている。培養処理装置30は、コンベア9によって第1空間S1から第2空間S2に搬送されてきたトレイ7上の培養容器3に対し細胞の供給や培地の供給、回収を行う給排ロボット10と、培養容器3内の培地から細胞を分離する遠心分離機11と、血清や試薬等の種々の液体を分注する電動ピペット12を備えた水平回転および昇降移動可能な4台の分注ロボット13と、給排ロボット10および分注ロボット13の電動ピペット12先端に取り付ける使い捨て可能なチップ14を複数収容し、給排ロボット10および分注ロボット13の動作範囲内に提供可能な3台のチップ供給装置15と、使用済みのチップ14を廃棄回収するチップ回収部31と、血清や試薬等の種々の液体を複数の容器に貯留する試薬等供給装置16と、培養容器3内における細胞の様子を観察可能な顕微鏡17と、各試薬および培地交換等により廃棄される廃液をそれぞれ貯留する複数の貯留タンク18と、各ロボット10,13間で培養容器3を水平方向に移動させる水平移動機構19と、水平移動機構19のスライダ20に取り付けられ、受け取った培養容器3を載置して載置台21と、第2空間S2に搬送されてきたトレイ7と載置台21との間で培養容器3を受け渡しする容器搬送ロボット(搬送装置)200とを備えている。第2空間S2にも、該第2空間S2内の空気を浄化するために清浄な下降気流を形成する空気清浄機32が設けられている。
A
第2空間S2は、その高さ方向の中間位置に配され第2空間S2内を上部空間S21と下部空間S22とに上下に区画する第1の区画壁33と、該第1の区画壁33により形成された下部空間S22内をさらに上下に区画する第2の区隔壁34とにより、上下方向に並ぶ3つの空間S21,S221,S222に区画されている。第1の区画壁33は、コンベア9の高さに配置されており、その上方の空間S21内には、載置台21、給排ロボット10、分注ロボット13のアーム13a、顕微鏡17のXYテーブル17aより上の機構部等が配置されている。
The second space S2 is arranged at an intermediate position in the height direction, and the
また、第1の区画壁33には、載置台21を上部空間S21において移動させるために、載置台21を下部空間S21内の水平移動機構19に連結するための長孔35、第1の区画壁33の下方の空間S221に配置されたチップ供給装置15からチップ14を取り出すための貫通孔36、使用済みのチップ14を廃棄するための廃棄口37が貫通形成されている。さらに、第1の区画壁33には、その側壁30a,30bに沿って、上下に貫通する通気口38が設けられている(斜線部)。
The
第1の区画壁33と第2の区画壁34との間の空間S221には、分注ロボット13の本体部分、チップ供給装置15、試薬等供給装置16、顕微鏡17のXYテーブル17aより下の部分、水平移動機構19および、チップ回収部31の廃棄口37と廃棄容器39とを接続するダクトが設けられている。第2の区画壁34の側壁30a,30b近傍には、該側壁30a,30bに沿って、上下に貫通する通気口43が設けられている(斜線部)。第2の区画壁34の下方の空間S222には、遠心分離機11、貯留タンク18、廃棄容器39、および排気ファン41が配置されている。排気ファン41の出口には、排気される空気を清浄にするためにHEPAフィルタ42が設けられている。
In the space S221 between the
給排ロボット10は、蓋体3bが開かれた培養容器3の上部開口から培地を供給あるいは吸引する電動ピペット10aおよび遠心分離機11により分離された細胞を吸引して培養容器3内に注入する電動ピペット10bを備えたヘッド10cと、水平旋回可能な2つのアーム10d,10eと、アーム10eの先端に設けられヘッド10cを昇降させる昇降機構10fとを備えている。符号10gは、貯留タンク18から培地を導き、あるいは、他の貯留タンク18内へ培地を廃液として排出するダクトである。
The supply / discharge robot 10 sucks and injects the cells separated by the
給排ロボット10は、電動ピペット10b先端にチップ供給装置15から供給されたチップ14を装着して、遠心分離機11により分離された細胞を吸引し、載置台21上に搭載された培養容器3内に上部開口から供給するようになっている。また、電動ピペット10a先端にチップ供給装置15から供給された他のチップ14を装着して、載置台21上に搭載された培養容器3内に培地を供給し、あるいは、培養容器3内から培地あるいは細胞入りの培地を吸引するようになっている。一旦使用された使用済みのチップ14は、チップ回収部31において取り外され回収されるようになっている。したがって、給排ロボット10は、載置台21、チップ供給装置15、チップ回収部31および遠心分離機11からの細胞供給装置(図示略)等の種々の装置をその動作範囲内に配置している。
The supply / discharge robot 10 attaches the
遠心分離機11は、給排ロボット10から供給された細胞入り培地を低速回転させることにより培地内に浮遊していた比重の重い細胞を培地から分離して沈下させるようになっている。
The
分注ロボット13は、それぞれ、先端にチップ14を着脱可能に取り付ける電動ピペット12を備えた水平回転可能なアーム13aと、該アーム13aを昇降させる昇降機構13bとを備えている。分注ロボット13は、水平移動機構19によって搬送されて来た培養容器3内へ、培地や種々の試薬を供給するようになっている。したがって、分注ロボット13は、水平移動機構19上の載置台21、チップ供給装置15、チップ回収部31および試薬等供給装置16等の種々の装置をその動作範囲内に配置している。
Each of the dispensing
チップ供給装置15は、上方に開口した容器15a内に、電動ピペット10a,10b,12への取付口を上向きにして複数のチップ14を配列状態に収容しており、給排ロボット10や分注ロボット13が、新たなチップ14を必要とするときに、電動ピペット10a,10b,12を上方から挿入するだけで、電動ピペット10a,10b,12の先端にチップ14を取り付けるように構成されている。容器15aは、給排ロボット10や分注ロボット13による電動ピペット10a,10b,12の移動方向に対して交差する方向に往復移動させられるように移動機構15bに取り付けられている。また、分注ロボット13にチップ14を供給するチップ供給装置15には、移動機構15bによる移動方向とは直交する方向に容器15aを移動させる他の移動機構15cが設けられている。これにより、容器15a内の全てのチップ14に対して電動ピペット10a,10b,12がアクセスすることができるようになっている。
The
チップ回収部31は、廃棄容器39の入口に、チップ14を把持する把持装置(図示略)を備えていて、給排ロボット10や分注ロボット13において使用されたチップ14が把持装置に挿入されると、これを把持するようになっている。そして、この状態で給排ロボット10や分注ロボット13が電動ピペット10a,10b,12を移動させることにより、電動ピペット10a,10b,12先端から使用済みチップ14が取り外され、廃棄容器39内にダクト40を介して回収されるようになっている。廃棄容器39は、空間S222内に着脱可能に配置されており、必要に応じて交換可能となっている。
前記ダクト40および廃棄容器39の交換時には、培養処理装置30の側壁30a,30bに設けられた図示しないドアを開くことにより、培養処理装置30の外部からアクセスすることとすればよい。
The
When exchanging the duct 40 and the
試薬等供給装置16は、一定の温度に保冷された円筒状のケーシング内部に、試薬等容器16bを複数搭載している。各試薬等容器16bには、例えば、細胞を培養するために必要な培地を構成するMEM(Minimal Essential Medium:最小必須培地)、DMEM(Dulbecco's Modified Eagle Medium)、FBS(Fetal Bovine Serum:ウシ胎児血清)やヒト血清のような血清、培養容器3内の細胞を剥離させるトリプシンのような蛋白質分解酵素や、培養に際して細胞を成長させるサイトカインのような成長因子、細胞を分化させるデキサメタゾンのような分化誘導因子、ペニシリン系抗生物質のような抗生剤、エストロゲン等のホルモン剤や、ビタミン等の栄養剤が貯留されている。
The
顕微鏡17は、培養工程の途中、あるいは、培地交換の際に、培養容器3内の細胞の様子や増殖の程度を観察したり、細胞数を計数したりする場合等に使用されるようになっている。顕微鏡17のXYステージ17aや作動距離調整、倍率の変更等は全て遠隔操作により行うことができるように構成されている。第2空間S2の外方に向けて接眼レンズを配置しておくことにより、自動培養装置1の外部から培養容器3内の細胞の状態を観察できるようにしてもよい。
The
貯留タンク18は、例えば、全ての検体に共通して使用できるMEMやPBS(リン酸緩衝化食塩水)等を貯留しておき、必要に応じて試薬等供給装置16内の試薬等容器16b内に供給するようになっている。また、貯留タンク18には、廃液タンクとして、培地交換の際に排出される廃培地等を貯留するものもある。
The
水平移動機構19は、直線移動機構により水平方向に移動可能なスライダ20を備えている。スライダ20上には前記載置台21が搭載されており、載置台21に搭載された培養容器3を、コンベア9から分注ロボット13の動作範囲まで移動させることができるようになっている。
The
載置台21は、コンベア9上のトレイ7内から移載された培養容器3を搭載して保持する保持機構(図示略)を備える。また、該培養容器3に振動を付与する加振装置(図示略)を備えていてもよい。加振装置は、例えば、培養容器3を所定の角度範囲で往復揺動させる装置の他、超音波振動を加える装置や、水平方向の振動を加える装置を採用してもよい。
The mounting table 21 includes a holding mechanism (not shown) for mounting and holding the
第2空間S2に搬送されてきたトレイ7と載置台21との間で培養容器3を受け渡しする容器搬送ロボット200は、図8に示すように、コンベア9によるトレイ7の搬送方向に平行に配設された第1のバー201と、第1のバー201に直交する方向に配設された第2のバー202とを備えている。第1のバー201は定位置に固定されている。第2のバー202は基端部を第1のバー201に取り付けられ、第1のバー201の長手方向(図中のX矢印の方向)に沿って移動可能に支持されている。
A
第2のバー202には、第2のバー202の長手方向(図中のY矢印の方向)に移動可能に支持されたスライダ203が設けられている。スライダ203には、図9に示すように、培養容器3の容器本体100に形成された各突起105a〜105dに係合して培養容器3を吊り上げる爪部204a〜204dが設けられている。爪部(第1の爪部)204a,204bは、容器本体100の壁部101に設けられた2つの突起105a,105bにそれぞれ対応し、爪部(第2の爪部)204c,204dは、容器本体100の壁部102に設けられた2つの突起105c,105dにそれぞれ対応している。
The
各爪部204a〜204dは、いずれも薄い板をL形に打ち抜いた形状をしており、各突起105a〜105dの配置に倣って配設されている。各爪部204a〜204dは、スライダ203に、鉛直方向にすべてが揃って昇降可能に支持されており、壁部101,102の外側面に沿うようにして容器本体100の両側に下降し、容器本体100の長手方向に横移動することで対応する各突起105a〜105dの下方に差し込まれ、上昇することで各突起105a〜105dに係合して培養容器3を吊り上げるようになっている。
Each of the
上記のように構成された自動培養装置1を使った細胞の培養について説明する。
まず、患者から採取された骨髄液を遠心分離容器(図示略)に入れ、遠心分離機11にかけて骨髄液から比重の重い骨髄細胞を分離する。遠心分離容器を遠心分離機11に入れる作業は、作業者が行ってもよいし、給排ロボット10に行わせてもよい。
Cell culture using the
First, bone marrow fluid collected from a patient is placed in a centrifuge container (not shown), and centrifuged at a
次に、骨髄液から分離された骨髄細胞を遠心分離容器から培養容器3に移す。まず、あらかじめコンベア9を作動させ、トレイ7上に縦5列、横2列に整列して並べられた10個の培養容器3を第1空間S1から第2空間S2に移動させておき、容器搬送ロボット200を作動させてトレイ7上から培養容器3を1個ずつ、載置台21上に移載する。容器搬送ロボット200は、まず、第1のバー201に沿って第2のバー202を移動させるとともに、第2のバー202に沿ってスライダ203を移動させ、トレイ7上のある培養容器3の上方にスライダ203を配置する。次に、各爪部204a〜204dの先端が各突起105a〜105dよりも下になるまで爪部204a〜204dを下降させ、続いて爪部204a〜204dを横移動させて各突起105a〜105dの下方に差し込む。その後、爪部204a〜204dを上昇させると、各爪部204a〜204dがそれぞれに対応する突起105a〜105dを係止し、培養容器3を吊り上げる。
Next, the bone marrow cells separated from the bone marrow fluid are transferred from the centrifuge container to the
培養容器3を吊り上げた容器搬送ロボット200は、第2のバー202を移動させるとともにスライダ203を移動させ、吊り上げた培養容器3を載置台21の上方に配置する。次に、爪部204a〜204dを下降させて培養容器3を載置台21に置く。その後、爪部204a〜204dを横移動させて各突起105a〜105dの下方から退去させてから上昇させると、載置台21上に培養容器3の移載が完了する。載置台21上には2つの培養容器3が載せられるので、上記の操作を繰り返して2つめの培養容器3を載置台32上に移載する。
載置台21上に培養容器3を移載したら、図示しない培養容器開閉装置を作動させて載置台21上に載置された培養容器3から蓋体3bを離脱させて培養容器3を開く。
The
When the
次に、チップ供給装置15を作動させて容器15aを給排ロボット10の動作範囲内に移動させる。容器15aを移動させたら、給排ロボット10のヘッド10cを降下させて容器15aの中から未使用のチップ14をひとつ受け取り、電動ピペット10aの先端に取り付ける。チップ14を受け渡したら、容器15aは即座に蓋体15bの下方に戻す。
Next, the
電動ピペット10aの先端にチップ14を取り付けたら、ヘッド10cを旋回させて電動ピペット10aを遠心分離機11上に移動させ、続いてヘッド10cを降下させてチップ14を遠心分離機11内の骨髄細胞に接触させ、チップ14内に骨髄細胞を吸引する。骨髄細胞を吸引したら、ヘッド10cを上昇させ、続いてヘッド10cを旋回させて電動ピペット12を載置台21上に移動させ、チップ14内に吸引された骨髄細胞を、載置台21上の培養容器3内に移す。骨髄細胞を移し終えたら、電動ピペット12から使用済みのチップ14を取り外し、ダクト40を通じて図示しない廃棄容器に投入し、廃棄する。
After the
使用済みのチップ14を廃棄したら、再び容器15aの中から未使用のチップ14をひとつ受け取り、電動ピペット12の先端に取り付ける。以降は上記と同様に給排ロボット10を作動させ、貯留タンク18内のDMEMやPBS(リン酸緩衝化食塩水)を培養容器3内に供給する。
When the used
次に、水平移動機構19を作動させ、骨髄細胞を入れた培養容器3を載置台21ごと各分注ロボット13の動作範囲に移動させる。培養容器3を移動させたら、各分注ロボット13を作動させて容器15aの中から未使用のチップ14をひとつ受け取り、電動ピペット10aの先端に取り付ける。チップ14を受け渡したら、容器15aは即座に蓋体15bの下方に戻す。電動ピペット10aの先端にチップ14を取り付けたら、チップ14を試薬供給装置16の容器16b内の血清や各種試薬に接触させ、チップ14内に吸引する。血清や各種試薬を吸引したら、アーム13aを回転させて電動ピペット12を載置台21上に移動させ、チップ14内に吸引された血清や各種試薬を、載置台21上の培養容器3内に供給する。なお、骨髄細胞の投入、血清や各種試薬の吸引、供給の順序は適宜変更しても構わないが、チップ14は一度使用したら必ず交換する。
血清や各種試薬の供給の供給を行うことにより、培養容器3内では適正な培地に骨髄細胞が混合された状態となるが、必要があれば、培地内に骨髄細胞を均一に分布させるために培養容器3を載置台21ごと加振してもよい。
Next, the
By supplying the supply of serum and various reagents, the bone marrow cells are mixed in an appropriate medium in the
培養容器3内が、適正な培地に骨髄細胞が混合された状態となったら、水平移動機構19を作動させて培養容器3をコンベア9の近傍まで移動させ、培養容器開閉装置を作動させて培養容器3に蓋体3bを被着して培養容器3を閉じ、続いて容器搬送ロボット200を作動させ、トレイ7上から載置台21上に培養容器3を移載したときと同様の手順で、載置台21上からトレイ7上に培養容器3を移載する。
When the inside of the
トレイ7上の10個の培養容器3に対して上記の処理を行ったら、コンベア9を作動させ、トレイ7に載せた10個の培養容器3を第2空間S2から第1空間S1に移動させる。トレイ7に載せた培養容器3を第1空間S1に移動させたら、トレイ搬送ロボット5を作動させてトレイ7を持ち上げ、トレイ7を収めるべき培養室4の前に搬送する。培養室4の扉4aを開いたら、培養室4内にトレイ7を挿入し、空いているトレイ保持部材4c上に載置する。トレイ搬送ロボット5を退避させたら扉4aを閉じ、細胞の培養が適切に行われるように培養室4内の培養条件を一定に保持する。
When the above processing is performed on the ten
培地の交換や容器の交換を行う際も、上記と同様にトレイ搬送ロボット5を作動させて培養室4内の培養容器3を取り出し、コンベア9を作動させて第1空間S1から第2空間S2にトレイ7に載せた培養容器3を移動させる。そして、第2空間S2に移された培養容器3にトリプシンを注入し、培養容器3内の細胞を容器本体3aから剥離する。続いて給排ロボット10を作動させ、剥離された細胞を遠心分離容器に入れ、遠心分離機11にかけて間葉系幹細胞等の必要なもののみが集められる。その他の処理工程は上記と同様である。このとき、トレイ7上には、同一検体の培養容器3を載置してもよいし、異なる検体の培養容器3を載置してもよい。また、載置台21上にも、同一検体の培養容器3を載置してもよいし、異なる検体の培養容器3を載置してもよい。
When exchanging the culture medium or the container, the tray transfer robot 5 is operated to take out the
培地の交換や容器の交換を複数回行って所定期間にわたる培養工程を経ることにより、培養容器3内では間葉系幹細胞が十分な数に増殖する。間葉系幹細胞が十分な数にまで増殖しているか否かは、給排ロボット10を作動させて培養容器3を顕微鏡17まで搬送し、培養容器3内を観察したり細胞数を測定したりして判断する。
By performing the culture process over a predetermined period by exchanging the medium and the container a plurality of times, a sufficient number of mesenchymal stem cells proliferate in the
自動培養装置1によれば、患者から採取した骨髄液から、上記のようにして十分な細胞数の間葉系幹細胞を自動的に培養することが可能となる。なお、十分な間葉系幹細胞が得られた後、培養容器3内にリン酸カルシウム等の生体組織補填材およびデキサメタゾンのような分化誘導因子を投入して培養工程を継続することにより、生体の欠損部に補填可能な、生体組織補填体を製造することが可能である。
According to the
以上説明したように、培養容器3は、いくつかを密に並べて配置した場合でも、隣り合う培養容器3のうち一方の培養容器3に設けられた突起105a,105bと、他方の培養容器3に設けられた突起105c,105dとが互いに干渉し合わないので、2つの培養容器3をより密接に配置することが可能であり、培養室4という非常に限られたスペースにより多くの培養容器を収容して細胞培養の生産性を向上させることができる。
As described above, even when
また、自動培養装置1は、複数の培養容器3を密に並べて配置した場合でも、容器搬送ロボット200に具備される爪部204a〜204dを、隣り合う培養容器3の間に差し込むようにして突起105a〜105dにそれぞれ係合させることが可能であり、これによって培養容器を搬送する際の機械による作業性が向上するので、個々の培養容器を培養室から取り出し易くすることができる。
Further, even when the plurality of
3 培養容器
7 トレイ
100 容器本体
110 蓋体
105a,105b 突起(第1の突起)
105c,105d 突起(第2の突起)
200 容器搬送ロボット(搬送装置)
201 第1のバー
202 第2のバー
203 スライダ
204a,204b 爪部(第1の爪部)
204c,204d 爪部(第2の爪部)
3 Culture container 7
105c, 105d Protrusion (second protrusion)
200 Container transfer robot (transfer device)
201
204a, 204b Claw part (first claw part)
204c, 204d Claw part (second claw part)
Claims (7)
前記搬送装置が、前記一方の壁部に沿って移動して前記第1の突起に係合する第1の爪部と、前記他方の壁部に沿って移動して前記第2の突起に係合する第2の爪部とを備え、前記第1の爪部および前記第2の爪部を同期して作動させることにより前記培養容器を保持することを特徴とする自動培養装置。
An automatic culture apparatus comprising a transport device for transporting the culture container according to claim 1,
The transport device moves along the one wall portion and engages with the first projection, and moves along the other wall portion and engages with the second projection. An automatic culture apparatus comprising: a second claw portion that is joined, and holding the culture vessel by operating the first claw portion and the second claw portion in synchronization.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3260527A4 (en) * | 2015-02-20 | 2018-10-31 | Sinfonia Technology Co., Ltd. | Cell culture device, cartridge for culture medium replacement use, and method for replacing culture medium |
CN109863240A (en) * | 2016-10-31 | 2019-06-07 | 通用电气公司 | Biological respinse device assembly |
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2003
- 2003-12-10 JP JP2003412343A patent/JP2005168384A/en active Pending
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