JP2005204545A - 培養処理装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 培養容器内への細菌や微生物等の混入を極力抑える。
【解決手段】 検体を収容した培養容器3の蓋3bを開けて培養容器3内部の検体に対して所定の処理を施す処理装置13,15を収容した処理室S21,S22を備え、該処理室S21に、内部に前記培養容器3が存在していないときに作動させられる殺菌手段50が設けられている培養処理装置30を提供する。
【選択図】 図8
【解決手段】 検体を収容した培養容器3の蓋3bを開けて培養容器3内部の検体に対して所定の処理を施す処理装置13,15を収容した処理室S21,S22を備え、該処理室S21に、内部に前記培養容器3が存在していないときに作動させられる殺菌手段50が設けられている培養処理装置30を提供する。
【選択図】 図8
Description
この発明は、培養処理装置に関するものである。
従来、自動培養装置として、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。
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。
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。
特開2002−262856号公報(図1等)
この場合において、一旦使用された使用済みのチップは、チップ除去部においてニードルから取り外された後には、所定の廃棄容器に回収されて保管される。しかしながら、保管期間が長くなると、チップに付着した培地等の液体が乾燥して塵埃となって浮遊することが考えられる。この場合には、浮遊した塵埃が培養容器内に付着したり、自動培養装置内の各部に付着したり、内部を浮遊し続けたりする不都合がある。
特に、何らかの原因により塵埃に細菌や微生物が付着した場合には、それらの細菌や微生物が培養容器内に混入する不都合が考えられる。
特に、何らかの原因により塵埃に細菌や微生物が付着した場合には、それらの細菌や微生物が培養容器内に混入する不都合が考えられる。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、培養容器内への細菌や微生物等の混入を極力抑えることが可能な培養処理装置を提供することを目的としている。
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明は、検体を収容した培養容器の蓋を開けて培養容器内部の検体に対して所定の処理を施す処理装置を収容した処理室を備え、該処理室に、内部に前記培養容器が存在していないときに作動させられる殺菌手段が設けられている培養処理装置を提供する。
本発明は、検体を収容した培養容器の蓋を開けて培養容器内部の検体に対して所定の処理を施す処理装置を収容した処理室を備え、該処理室に、内部に前記培養容器が存在していないときに作動させられる殺菌手段が設けられている培養処理装置を提供する。
この発明によれば、検体を収容した培養容器が処理室内に投入されると、培養容器の蓋が開けられて、内部の検体に対し所定の処理が施される。処理室には殺菌手段が設けられているので、殺菌手段の作動により、処理室内が殺菌される。この場合に、殺菌手段は、処理室内に培養容器が存在していないときに作動させられるので、培養容器内の検体に悪影響を与えることなく、検体の培養に不要な細菌のみを殺菌することが可能となる。
上記発明においては、前記殺菌手段が、紫外線殺菌灯であることが好ましい。
この発明によれば、紫外線殺菌灯の作動により、処理室内部の紫外線が照射されている部位が殺菌される。また、紫外線殺菌灯の作動停止により、迅速に殺菌効果を停止することができる。したがって、殺菌の必要なときに迅速に殺菌を行い、不要なときには迅速に停止することが可能となる。
この発明によれば、紫外線殺菌灯の作動により、処理室内部の紫外線が照射されている部位が殺菌される。また、紫外線殺菌灯の作動停止により、迅速に殺菌効果を停止することができる。したがって、殺菌の必要なときに迅速に殺菌を行い、不要なときには迅速に停止することが可能となる。
上記発明においては、前記処理室が、外部から透視可能な光学的に透明な壁体を備え、前記殺菌手段が、前記壁体を透して外部から直視不能な位置に配置されていることが好ましい。
この発明によれば、処理室が光学的に透明な壁体により構成されているので、壁体を通して外部から内部の処理の状況を観察することができる。この場合において、処理室内に培養容器が配置されていないときには、紫外線殺菌灯からなる殺菌手段が作動させられるが、殺菌手段は、壁体を通して外部から直視不能な位置に配置されているので、処理室外部の作業者に紫外光が照射されることがなく、処理室内部のみを殺菌することが可能となる。
この発明によれば、処理室が光学的に透明な壁体により構成されているので、壁体を通して外部から内部の処理の状況を観察することができる。この場合において、処理室内に培養容器が配置されていないときには、紫外線殺菌灯からなる殺菌手段が作動させられるが、殺菌手段は、壁体を通して外部から直視不能な位置に配置されているので、処理室外部の作業者に紫外光が照射されることがなく、処理室内部のみを殺菌することが可能となる。
上記発明においては、前記処理室に、前記殺菌手段により紫外光が照射される位置に、処理室内の空気を流通させる通風手段が備えられていることが好ましい。
この発明によれば、通風手段の作動により、処理室内の空気が流動させられて、殺菌手段により紫外光が照射される位置に空気が流通させられる。その結果、殺菌された空気が処理室内を流動させられ、未殺菌の空気が紫外光の照射位置に順次流通させられるので処理室内全体の空気を殺菌することが可能となる。
この発明によれば、通風手段の作動により、処理室内の空気が流動させられて、殺菌手段により紫外光が照射される位置に空気が流通させられる。その結果、殺菌された空気が処理室内を流動させられ、未殺菌の空気が紫外光の照射位置に順次流通させられるので処理室内全体の空気を殺菌することが可能となる。
また、本発明は、検体を収容した培養容器の蓋を開けて培養容器内部の検体に対して所定の処理を施す処理装置を収容した処理室を備え、該処理室が、外部から透視不能な光学的に不透明な壁体を備えるとともに、該壁体に、開閉可能な扉が設けられ、前記不透明な壁体に取り囲まれる位置に、紫外線殺菌灯が配置されるとともに、該紫外線殺菌灯を前記扉が閉じられたときに作動させ、開かれたときに作動停止するように切り替える切り替え手段を備える培養処理装置を提供する。
この発明によれば、処理室内に紫外線殺菌灯が配置されているので、壁体の扉が閉じられた状態で、紫外線殺菌灯が作動されると処理室内部が殺菌される。このとき、壁体の扉が閉じられた状態では、壁体が光学的に不透明な壁体であるため、培養処理装置の外部の作業者に紫外線殺菌灯からの紫外光が照射されることない。また、保守点検等のために作業者が壁体に設けた扉を開けるときには、切り替え手段の作動により紫外線殺菌灯が作動停止させられるので、この場合にも、作業者に紫外光が照射されることがない。
本発明によれば、殺菌手段の作動により、処理室内が清浄な状態に維持されるので、培養容器内の検体への細菌の感染をより確実に防止することができるという効果がある。
この発明の一実施形態に係る培養処理装置について、図1〜図9を参照して説明する。
本実施形態に係る培養処理装置30は、図1〜図9に示される自動培養装置1に適用する。
この自動培養装置1は、図1に示されるように、シャッタ2を介して相互に連絡する第1空間S1と第2空間S2とを備えている。
本実施形態に係る培養処理装置30は、図1〜図9に示される自動培養装置1に適用する。
この自動培養装置1は、図1に示されるように、シャッタ2を介して相互に連絡する第1空間S1と第2空間S2とを備えている。
第1空間S1の両側空間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個配置され、中央空間S12には、培養容器3を移動するための搬送ロボット(搬送機構)5が備えられている。中央空間S12の上部には、中央空間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。
4個の培養室4は、それぞれ中央空間S12に向けて扉4aを配置することにより、横に並んだ2個ずつが相互に扉4aを対向させて、間隔をあけて配置されている。
4個の培養室4は、それぞれ中央空間S12に向けて扉4aを配置することにより、横に並んだ2個ずつが相互に扉4aを対向させて、間隔をあけて配置されている。
前記各培養室4は、図2および図3に示されるように、一側面に開口部4bを有し、該開口部4bを開閉可能な扉4aを備えている。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、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を上下方向に複数段収容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。また、各培養室4内は、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%等に維持されている。
各トレイ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。各培養容器3は、図4に示されるように、容器本体3aと、該容器本体3aの上面に設けられた蓋体3bとからなり、容器本体3aの左右の側面には、後述する第2空間内のハンドにより引っかけられる突起3cが設けられている。
各培養室4の下方には、図1に示されるように、未使用の培養容器3をトレイ7に搭載した状態で複数収容するストッカ8が配置されている。ストッカ8は、前記培養室4の扉とは反対側の第1空間S1の外部に向かう側面に開閉可能なドアを有している。該ドアは、ストッカ8の一側面全体を開放する大きさに形成されている。
前記搬送ロボット5は、4個の培養室4の間隔位置のほぼ中央に配置されている。該搬送ロボット5は、水平回転可能な第1アーム5aと、該第1アーム5aの先端に鉛直軸回りに回転可能に連結された第2アーム5bと、該第2アーム5bの先端に鉛直軸回りに回転可能に取り付けられ、それ自身は駆動部、伝導機構などの培養室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を昇降可能な昇降機構5dとを備えている。これにより、搬送ロボット5は、4個の培養室4内の全てのトレイ7にアクセスするとともに、前記シャッタ2を跨いで第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を引き渡すことができる水平方向の動作範囲を有している。
前記コンベア9は、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本の無端ベルト9aを備え、これら無端ベルト9aに掛け渡してトレイ7を載置できるようになっている。また、搬送ロボット5は、培養室4内の全てのトレイ7にアクセスするとともに、前記ストッカ8内の少なくとも最上段のトレイ7にアクセスできる垂直方向の動作範囲を有している。
なお、ベルト9aは無端ベルトに限られない。
なお、ベルト9aは無端ベルトに限られない。
前記ハンド5cは、トレイ7を載置可能に水平方向に延びる平坦な形状に形成されており、培養室4に収容されているトレイ7間の隙間に挿入可能な厚さ寸法に形成されている。そして、ハンド5cは、トレイ7間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を安定して保持できるようになっている。
前記第2空間S2には、図1に示されるように、培養処理装置30が構成されている。
培養処理装置30は、図1に示されるように、シャッタ2が開かれた状態で第1空間S1からコンベア9によって搬送されてきたトレイ7上の培養容器3に対し、外部から投入された細胞を供給し、あるいは、培地を供給、回収する給排ロボット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ための電動ピペット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、これら給排ロボット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を複数収容していて給排ロボット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、前記コンベア9と各ロボット10,13との間で培養容器3を受け渡し可能とするように培養容器3を移動させる水平移動機構19と、該水平移動機構19のスライダ20に取り付けられ、受け取った培養容器3を載置する載置台21とを備えている。
なお、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(通風手段)32が設けられている。
培養処理装置30は、図1に示されるように、シャッタ2が開かれた状態で第1空間S1からコンベア9によって搬送されてきたトレイ7上の培養容器3に対し、外部から投入された細胞を供給し、あるいは、培地を供給、回収する給排ロボット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ための電動ピペット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、これら給排ロボット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を複数収容していて給排ロボット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、前記コンベア9と各ロボット10,13との間で培養容器3を受け渡し可能とするように培養容器3を移動させる水平移動機構19と、該水平移動機構19のスライダ20に取り付けられ、受け取った培養容器3を載置する載置台21とを備えている。
なお、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(通風手段)32が設けられている。
前記第2空間S2に構成された培養処理装置30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。
上部空間S21は、図8に示されるように、外部から内部を透視可能な光学的に透明な材質の側壁30a,30b(壁体)により、密閉状態に取り囲まれている。下部空間S22は、外部から内部を透視不可能な光学的に不透明な材質の壁体30c,30dにより、密閉状態に取り囲まれている。下部空間S22を上部空間S21から仕切る第1の区画壁33も光学的に不透明な材質からなっている。したがって、下部空間S22は、全体として外部から内部を透視することができない空間となっている。
第1の区画壁33は、前記コンベア9の高さに配置され、その上方の上部空間S21内に、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以上の機構部等を配置している。これらの装置は、培養容器3の移動に必要な装置、および培養容器3の上部開口からアクセスすることが必要な装置だからである。なお、試薬等供給装置16の上面も第1の区画壁33の上面に露出しているが、これはチップ14の挿入口16cを上部空間S21に開口させるためである。
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)。
第1の区画壁33と第2の区画壁34との間の空間S221には、図5に示されるように、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以下の部分、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40が備えられている。前記ダクト40は、図7に示されるように、例えば、その上端にフランジ部40aを備える構造とされ、第1の区画壁33の下部に設けたフック44に引っかけることで、第1の区画壁33と第2の区画壁34との間に着脱可能に設ければよい。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)。
さらに、第2の区画壁34の下方の空間S222には、図6に示されるように、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HEPAフィルタのようなフィルタ42が設けられ、排気される空気を清浄にするようになっている。
前記給排ロボット10は、水平多関節型ロボットであって、例えば、図1に示す例では、2種類の電動ピペット10a,10bを備えるヘッド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。電動ピペット10aは、貯留タンク18からダクト10gを介して導かれた培地を供給し、あるいはピペッティング動作を行うようになっている。電動ピペット10bは、培養容器3内あるいは遠心容器内の不要な培地を吸引し、ダクト10gを介して他の貯留タンク18へ廃液として排出するようになっている。
電動ピペット10aによるピペッティング動作は、電動ピペット10aの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、細胞と培地との混合液に対し、吸引および放出を10回〜20回繰り返す。これにより、混合液を均一に攪拌するようになっている。
また、給排ロボット10は、ピペッティング動作の後に、電動ピペット10aによって、遠心分離機11により分離された細胞と培地との混合液を吸引し、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、給排ロボット10は、ピペッティング動作の後に、電動ピペット10aによって、遠心分離機11により分離された細胞と培地との混合液を吸引し、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。
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。
前記遠心分離機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。
前記分注ロボット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。
前記チップ供給装置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が備えられている。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。
前記チップ回収部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に設けられたアクセス扉54(図8参照)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。
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に設けられたアクセス扉54(図8参照)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。
前記試薬等供給装置16は、例えば、図5に示されるように、円筒状のケーシング内部に、水平回転可能なテーブル16aを収容し、該テーブル16a上に、扇型の底面形状を有する筒状の試薬等容器16bを周方向に複数配列して搭載している。ケーシング内部は一定の温度に保冷されている。各試薬等容器16bには、種々の試薬等が貯留されている。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。
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。
試薬等供給装置16のケーシングの上面には、分注ロボット13が電動ピペット12先端のチップ14を挿入する挿入口16cが設けられている。この挿入口16cは、前記分注ロボット13の動作範囲内に配置されている。また、各試薬等容器16bは、その上面に、前記挿入口16cに一致する位置に配置される開口部(図示略)を備えている。これにより、テーブル16aを回転させて試薬等容器16bの開口部をケーシングの挿入口16cの鉛直下方に配置することで、分注ロボット13が、電動ピペット12先端のチップ14を上方から試薬等容器16b内へ挿入して、内部に貯留されている試薬等を吸引することができるようになっている。試薬等供給装置16を2台設けているのは、検体に共通のトリプシンのような薬液と、検体に固有の血清のような液体とを分離して取り扱うようにしているためである。
前記顕微鏡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。
前記貯留タンク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。
前記水平移動機構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。
前記載置台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)を備えている。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。
本実施形態に係る自動培養装置1の各種装置には、図示しない制御装置が接続されている。制御装置は、各工程の順序や動作タイミング等を制御するとともに、動作履歴等を記録保存するようになっている。
本実施形態に係る自動培養装置1の各種装置には、図示しない制御装置が接続されている。制御装置は、各工程の順序や動作タイミング等を制御するとともに、動作履歴等を記録保存するようになっている。
本実施形態に係る培養処理装置30には、図8に示されるように、第1の区画壁33により区画された上部空間S21および下部空間S22にそれぞれ紫外線殺菌灯50,51(殺菌手段)が設けられている。
上部空間S21に設けられた紫外線殺菌灯50は、図8に示されるように、上部空間S21の上部に天井面に対して隙間をあけて配置されている。紫外線殺菌灯50の周囲には、これを覆うカバー52が設けられている。カバー52は、図9に示されるように、紫外線殺菌灯50の側部全周および下部を覆う形状を有し、天井面に向かって漸次広がるように開口している。これにより、紫外線殺菌灯50から発せられた紫外光は、天井面のみに向かって照射され、光学的に透明な壁体30a,30bを透過して外部に漏れないようになっている。
上部空間S21に設けられた紫外線殺菌灯50は、前記制御装置に接続されており、培養容器3に対して所定の処理、例えば、培地交換や容器交換等が行われていない状態、すなわち、培養容器3が上部空間S21内に存在していないときに、制御装置からの指令により作動させられるようになっている。そして、培養容器3が上部空間S21内に導入される前に、制御装置からの指令により、紫外線殺菌灯50の作動が停止されるようになっている。
また、下部空間S22に設けられた紫外線殺菌灯51は、空間S221,S222の両方にそれぞれ配置されている。下部空間S22を構成する光学的に不透明な壁体30c,30dには、内部へのアクセス用のアクセス扉53,54が設けられている。培養処理装置30外部の作業者は、このアクセス扉53,54を開いて内部に配置されている各種装置15等や廃棄容器39等に対し保守作業を行うことができるようになっている。このため、各アクセス扉53,54には、その開閉状態を検出する開閉センサ55が備えられている。
前記紫外線殺菌灯51および開閉センサ55は、制御装置に接続され、開閉センサ55がアクセス扉53,54の開状態を検出したときには、制御装置から紫外線殺菌灯51に対して作動停止指令が発せられ、紫外線殺菌灯51は消灯させられるようになっている。一方、開閉センサ55がアクセス扉53,54の閉状態を検出しているときには、制御装置から紫外線殺菌灯51に対して作動指令が発せられ、紫外線殺菌灯51が点灯させられて、空間S221,S222内部に紫外光が照射されるようになっている。
このように構成された本実施形態に係る培養処理装置30および自動培養装置1の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係る自動培養装置1を用いて、骨髄間葉系幹細胞を培養するには、まず、患者から採取された骨髄液を遠心分離容器(図示略)に入れた状態で遠心分離機11に投入する。この工程は、作業者が行ってもよく、また、給排ロボット10に行わせてもよい。これにより、遠心分離機11の作動により、骨髄液中から比重の重い骨髄細胞が集められる。
本実施形態に係る自動培養装置1を用いて、骨髄間葉系幹細胞を培養するには、まず、患者から採取された骨髄液を遠心分離容器(図示略)に入れた状態で遠心分離機11に投入する。この工程は、作業者が行ってもよく、また、給排ロボット10に行わせてもよい。これにより、遠心分離機11の作動により、骨髄液中から比重の重い骨髄細胞が集められる。
集められた骨髄細胞は、給排ロボット10により、培養容器3に投入される。このとき、コンベア9の作動により、トレイ7に載せた10個の空の培養容器3が、第1空間S1から第2空間S2に差し出されている。トレイ7上の培養容器3の内の2個の培養容器3が、図示しない移載装置のハンドによりトレイ7上から取り上げられて、載置台21上に載置される。そして、図示しない蓋体開閉装置の作動により、載置台21上の培養容器3の蓋体3bが開けられる。
チップ供給装置15が移動機構15bを作動させることにより、未使用のチップ14を給排ロボット10の動作範囲内に配すると、給排ロボット10は、昇降機構10fを作動させることにより、ヘッド10cを下降させて、第1の区画壁33下方のチップ供給装置15から未使用のチップ14を受け取り、電動ピペット10aの先端に取り付ける。
この状態で、給排ロボット10を作動させて、電動ピペット10a先端のチップ14を遠心分離機11内に集められた骨髄細胞懸濁液に接触させる。そして、電動ピペット10aを作動させることにより、チップ14内に骨髄細胞を吸引する。吸引された骨髄細胞は給排ロボット10を作動させることにより、載置台21上の培養容器3内に上部開口から投入される。
この状態で、給排ロボット10を作動させて、電動ピペット10a先端のチップ14を遠心分離機11内に集められた骨髄細胞懸濁液に接触させる。そして、電動ピペット10aを作動させることにより、チップ14内に骨髄細胞を吸引する。吸引された骨髄細胞は給排ロボット10を作動させることにより、載置台21上の培養容器3内に上部開口から投入される。
骨髄細胞を培養容器3内に投入し終わると、給排ロボット10は、第1の区画壁33に形成された廃棄口37にチップ14を挿入して取り外し、チップ回収部31に回収させる。廃棄口37において取り外されたチップ14は、ダクト40を介して、最下位の空間S222に配置されている廃棄容器内に投入される。
この状態で、給排ロボット10は、昇降機構10fを作動させることにより、ヘッド10cを下降させて、第1の区画壁33下方のチップ供給装置15から未使用のチップ14を受け取り、電動ピペット10bの先端に取り付ける。この状態で、給排ロボット10を作動させて、電動ピペット10b先端のチップ14を介して、貯留タンク18に貯留されているDMEMやPBS(リン酸緩衝化食塩水)を培養容器3内に供給する。
次に、骨髄細胞が投入された培養容器3は、水平移動機構19を作動させることにより、載置台21ごと水平移動させられ、各分注ロボット13の動作範囲内に配置される。分注ロボット13は、チップ供給装置15から受け取った未使用のチップ14を先端に取り付けた電動ピペット12を作動させることにより、試薬等供給装置16の試薬等容器16b内からDMEMや血清、あるいは各種試薬を適量吸引した後に、培養容器3の上方まで搬送して培養容器3内に注入する。血清や各試薬の吸引は、各試薬等の吸引毎にチップ供給装置15から未使用のチップ14に交換して行われる。これにより、培養容器3内においては、適正な培地内に骨髄細胞が混合された状態で存在することになる。なお、培地内において骨髄細胞を均一に分布させるために、載置台21を作動させて、培養容器3ごと加振することにしてもよい。
そして、全ての処理を終えた培養容器3は水平移動機構19の作動により、コンベア9の近傍まで移動させられ、そこで、再度、蓋体開閉装置および移載装置の作動により、蓋体3bにより上部開口を閉じられた状態で、トレイ7に戻される。
トレイ7上の全ての培養容器3に対して所定の処理が行われた後に、コンベア9を作動させることにより、トレイ7に載せられた培養容器3が第2空間S2から第1空間S1の中央空間S12内に挿入される。
トレイ7上の全ての培養容器3に対して所定の処理が行われた後に、コンベア9を作動させることにより、トレイ7に載せられた培養容器3が第2空間S2から第1空間S1の中央空間S12内に挿入される。
この状態で、搬送ロボット5を作動させることにより、ハンド5cによってトレイ7を持ち上げる。そして、トレイ7を収容する培養室4の前まで搬送したところで、当該培養室4の扉4aを開き、搬送ロボット5によって、空いているトレイ保持部材4c上にトレイ7を挿入する。そして、再度、扉4aを閉じることにより、培養室4内の培養条件を一定に保持して細胞の培養が行われることになる。なお、骨髄細胞投入や、DMEM、血清、各種試薬の投入や吸引の順序は適宜変更してもよいのは言うまでもない。
また、培地交換や容器交換の際にも、上記と同様にして、培養室4外に配置されている搬送ロボット5の作動により、培養室4内の培養容器3がトレイ7ごと取り出され、第1空間S1から第2空間S2へ受け渡される。第2空間S2では、培養容器3内にトリプシンが注入されて、培養容器3内の細胞が剥離させられた状態で、給排ロボット10の作動によって遠心分離機11内に投入され、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。
そして、複数回の培地交換や容器交換を介した所定期間にわたる培養工程を行うことにより、間葉系幹細胞が十分な細胞数まで増殖させられることになる。十分な細胞数に達したか否かは、給排ロボット10の作動により、間葉系幹細胞が底面に付着した培養容器3を顕微鏡17まで搬送することにより、観察あるいは測定され、細胞の増殖の程度が判断される。なお、トレイ7上には、同一検体の培養容器3が載置されていてもよいし、異なる検体の培養容器3が混在していてもよい。また、載置台21上には同一検体の培養容器3が載置されてもよいし、異なる検体の培養容器3が混在していてもよい。
また、細胞の増殖の程度を自動的に判断して次の工程に移るのか、もう1サイクル培養工程を行うのかを自動判断するようにしてもよい。
また、細胞の増殖の程度を自動的に判断して次の工程に移るのか、もう1サイクル培養工程を行うのかを自動判断するようにしてもよい。
このようにして、本実施形態に係る自動培養装置1により、患者から採取した骨髄液から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には、培養容器3内にリン酸カルシウムのような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、再度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にしてもよい。
この場合において、本実施形態に係る自動培養装置1によれば、培養室4内に、培養容器3を取り出すための機構部が存在しない。すなわち、培養室4内には、トレイ7を載置した状態に支持するトレイ保持部材4cが設けられているのみであり、培養容器3を取り出すための機構部は全て培養室4外に配置された搬送ロボット5に集約されている。そして、搬送ロボット5は、トレイ7の出し入れ作業が行われた後には、培養室4の扉4aの外側に完全に退避することができるようになっている。
したがって、扉4aが閉じられた状態では、培養室4内に機構部が存在せず、機構部の作動によって発生するような塵埃の発生は全く存在しない。また、培養室4内は、温度37±0.5℃、湿度100%およびCO2濃度5%等に維持されるが、機構部が存在しないために、このような環境下においても、腐食等の問題が生ずることがない。また、扉4aが開かれた状態においても、培養室4内に挿入されるのは搬送ロボット5のハンド5c先端のみであり、実質的に回転機構や摺動機構が培養室4内に入ることはない。その結果、培養室4内への塵埃の侵入が抑制され、培養室4内部の清浄度を高めることができる。
なお、培養室4は、CO2インキュベータ、マルチガスインキュベータ、インキュベータ、または保冷庫等のように、培養に利用されるものあるいはその組合せで構成されていてもよい。
なお、培養室4は、CO2インキュベータ、マルチガスインキュベータ、インキュベータ、または保冷庫等のように、培養に利用されるものあるいはその組合せで構成されていてもよい。
また、本実施形態に係る培養処理装置30および自動培養装置1によれば、培養処理装置30の第2空間S2内が、第1の区画壁33により上部空間S21と下部空間S22とに区画されている。さらに、上部空間S21には清浄な下降気流を発生させる空気清浄機32が設けられている。そして、第1の区画壁33には、その側壁30a,30b近傍に通気口38が設けられている。第1の区画壁33には、通気口38の他に種々の装置を貫通させるための貫通孔36,37等が形成されているが、通気口38の流通断面積を他の貫通孔36,37等の流通断面積より十分に大きく確保しておくことにより、気流を通気口38に通過させることが可能となる。
したがって、上部空間S21内を下降してきた清浄な気流は、第1の区画壁33の近くで側壁30a,30bの方向に向かい、通気口38を介して下部空間S22へと流通させられる。その結果、上部空間S21内に浮遊していた塵埃を下方に向かって押し流してきた気流が、上部空間S21の側壁30a,30b近傍の角部に滞留することがなく、スムーズに下部空間S22へ流通させられることになる。
さらに、本実施形態に係る培養処理装置30および自動培養装置1によれば、蓋体3bを開かれた状態の培養容器3が移動させられる上部空間S21には、培養容器3の移動に必要な載置台21、顕微鏡17のXYテーブル17a、培養容器3の上部開口からアクセスすることが必要な給排ロボット10、分注ロボット13の電動ピペット12、顕微鏡17の光源部分等のみが配置され、その他の機構部は下部空間S22に配置されている。したがって、上部空間S21における塵埃の発生が最小限に抑えられ、培養容器3内への塵埃の混入の可能性が低減されることになる。
また、特に、塵埃を発生する可能性の高い装置、例えば、遠心分離機11、廃棄容器39、排気ファン41等は、下部空間S22の内、さらに第2の区画壁34によって区画された最下位の空間S222内に配置されているので、そこで発生した塵埃が上部空間S21に流入することはない。さらに、空間S222内の空気は排気ファン41によって吸引され、HEPAフィルタ42によって塵埃を除去された後に培養処理装置30の外部に放出される。したがって、上部空間S21の清浄度は、極めて高い清浄度に維持されることになる。
また、第2の区画壁34にも、側壁30a,30bに沿って通気口43が設けられているので、上部空間S21から流入した塵埃を含む気流が、空間S221内に広がることなく、スムーズに空間S222に向けて流通させられることになる。
さらに、培地や細胞が付着した使用済みのチップ14を収容した廃棄容器39は、着脱可能であり、必要によりまたは定期的に交換することで、下部空間S22の清浄度をも高い状態に回復することができる。さらに、廃棄容器39への廃棄の際に使用済みのチップ14を通過させるダクト40も、必要によりまたは定期的に取り外して、交換あるいは清掃することで、清浄度の向上に寄与することができる。
また、本実施形態に係る培養処理装置30によれば、上部空間S21に紫外線殺菌灯50が設けられているので、上部空間S21内部の空気が殺菌され、細菌等の繁殖が防止される。この場合において、紫外線殺菌灯50は、制御装置の作動により、培養容器3が上部空間S21内に配されていないときにのみ作動し、培養容器3が上部空間S21内に導入されるときには作動停止させられるようになっているので、紫外線殺菌灯50から発せられる紫外光の影響が培養している細胞に及ぶことはない。
また、上部空間S21を構成する壁体30a,30bは、外部の作業者が内部の処理状況を観察できるように光学的に透明な材質により構成されているが、図8および図9に示されるように、紫外線殺菌灯50は、天井面にのみ紫外光を照射するように、カバー52で覆われているため、外部の作業者に紫外光が照射されることが防止される。
さらに、上部空間S21内の空気は、空気清浄機32の作動によって下降空気流が発生されているが、その空気流の一部は上昇して、図8に矢印Aで示されるように、紫外線殺菌灯50の照射域に流通させられる。これにより、照射域を通過させられた空気は、十分に殺菌された状態で、下降空気流Bとなって上部空間S21を流動し、さらに下部空間S22へ流通させられるので、培養処理装置30内部を広域にわたって殺菌することが可能となる。
また、本実施形態に係る培養処理装置30によれば、下部空間S22を構成する壁体30c,30dは、光学的に不透明な材質により構成されているため、内部の紫外線殺菌灯51が作動していても、外部の作業者に紫外光があたることはない。したがって、アクセス扉53,54が閉じられている状態では、紫外線殺菌灯51の作動により、下部空間S221,S222内部に紫外光が照射され十分に殺菌される。
また、アクセス扉53,54が開かれたときには、開閉センサ55の作動により紫外線殺菌灯51が作動停止させられるので、アクセス扉53,54を介して内部の装置等にアクセスしようとする作業者にも、紫外線殺菌灯51からの紫外光が照射されることを確実に防止することができる。
さらに、本実施形態に係る自動培養装置1は、搬送ロボット5の設置されている中央空間S12の上部に、空気清浄部6を備えているので、搬送ロボット5の存在する中央空間S12内も常に清浄度が維持されている。したがって、培養室4の扉4aが開かれたときにも、培養室4内に塵埃が流入することを最小限に抑えることが可能となる。
したがって、本実施形態に係る自動培養装置1によれば、培養中の細胞が塵埃等によって汚染される可能性を低減し、健全な細胞を培養することができるという効果がある。
したがって、本実施形態に係る自動培養装置1によれば、培養中の細胞が塵埃等によって汚染される可能性を低減し、健全な細胞を培養することができるという効果がある。
なお、この発明は、上記実施形態に示した構成に限定されるものではない。すなわち、培養室4の形状や数、搬送ロボット5、給排ロボット10および分注ロボット13の形態や数、各種装置の形態や数等は、何ら限定されることなく、適用条件に合わせて任意に設定することができる。
また、殺菌手段として、紫外線殺菌灯50.51を例に挙げて説明したが、これに代えて、他の任意の殺菌手段を採用してもよい。
また、殺菌手段として、紫外線殺菌灯50.51を例に挙げて説明したが、これに代えて、他の任意の殺菌手段を採用してもよい。
また、成長因子としては、サイトカインの他に、例えば、濃縮血小板、BMP、EGF、FGF、TGF−β、IGF、PDGF、VEGF、HGFやこれらを複合させたもの等の成長に寄与する物質を採用することにしてもよい。また、抗生剤としては、ペニシリン系抗生物質の他、セフェム系、マクロライド系、テトラサイクリン系、ホスホマイシン系、アミノグリコシド系、ニューキノロン系等任意の抗生物質を採用することができる。
なお、本発明に係る自動培養装置は、骨髄の間葉系幹細胞の培養に限定されるものではない。生体の種々の組織から採取された細胞や、樹立された細胞ラインを培養してもよい。
なお、本発明に係る自動培養装置は、骨髄の間葉系幹細胞の培養に限定されるものではない。生体の種々の組織から採取された細胞や、樹立された細胞ラインを培養してもよい。
また、生体組織補填材としては、リン酸カルシウムに代えて、生体組織に親和性のある材料であれば任意のものでよく、生体吸収性の材料であればさらに好ましい。特に、生体適合性を有する多孔性のセラミックスや、コラーゲン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ヒアルロン酸、またはこれらの組合せを用いてもよい。また、チタンの様な金属であってもよい。また、生体組織補填材は、顆粒状でもブロック状でもよい。
3 培養容器
3b 蓋
10 給排ロボット(処理装置)
11 遠心分離機(処理装置)
13 分注ロボット(処理装置)
16 試薬等供給装置(処理装置)
17 顕微鏡(処理装置)
17a XYテーブル(処理装置)
19 水平移動機構(処理装置)
21 載置台(処理装置)
30 培養処理装置
30a,30b 側壁(壁体)
30c,30d 壁体
32 空気清浄機(通風手段)
50,51 紫外線殺菌灯(殺菌手段)
53,54 アクセス扉(扉)
S2 第2空間(処理室)
S21 上部空間(処理室)
S22 下部空間(処理室)
S221 空間(処理室)
S222 空間(処理室)
3b 蓋
10 給排ロボット(処理装置)
11 遠心分離機(処理装置)
13 分注ロボット(処理装置)
16 試薬等供給装置(処理装置)
17 顕微鏡(処理装置)
17a XYテーブル(処理装置)
19 水平移動機構(処理装置)
21 載置台(処理装置)
30 培養処理装置
30a,30b 側壁(壁体)
30c,30d 壁体
32 空気清浄機(通風手段)
50,51 紫外線殺菌灯(殺菌手段)
53,54 アクセス扉(扉)
S2 第2空間(処理室)
S21 上部空間(処理室)
S22 下部空間(処理室)
S221 空間(処理室)
S222 空間(処理室)
Claims (5)
- 検体を収容した培養容器の蓋を開けて培養容器内部の検体に対して所定の処理を施す処理装置を収容した処理室を備え、
該処理室に、内部に前記培養容器が存在していないときに作動させられる殺菌手段が設けられている培養処理装置。 - 前記殺菌手段が、紫外線殺菌灯である請求項1に記載の培養処理装置。
- 前記処理室が、外部から透視可能な光学的に透明な壁体を備え、
前記殺菌手段が、前記壁体を透して外部から直視不能な位置に配置されている請求項2に記載の培養処理装置。 - 前記処理室に、前記殺菌手段により紫外光が照射される位置に、処理室内の空気を流通させる通風手段が備えられている請求項2または請求項3に記載の培養処理装置。
- 検体を収容した培養容器の蓋を開けて培養容器内部の検体に対して所定の処理を施す処理装置を収容した処理室を備え、
該処理室が、外部から透視不能な光学的に不透明な壁体を備えるとともに、該壁体に、開閉可能な扉が設けられ、
前記不透明な壁体に取り囲まれる位置に、紫外線殺菌灯が配置されるとともに、
該紫外線殺菌灯を前記扉が閉じられたときに作動させ、開かれたときに作動停止するように切り替える切り替え手段を備える培養処理装置。
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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---|---|
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007209257A (ja) * | 2006-02-09 | 2007-08-23 | Nikon Corp | インキュベータ |
WO2014155500A1 (ja) * | 2013-03-25 | 2014-10-02 | 株式会社日立製作所 | 細胞培養装置、培養容器、及び保持容器 |
EP3702787A4 (en) * | 2017-10-25 | 2021-07-28 | Hitachi High-Tech Corporation | ANALYSIS DEVICE |
JP6941911B1 (ja) * | 2021-07-06 | 2021-09-29 | 明 李 | 携帯型培養用試験装置 |
-
2004
- 2004-01-21 JP JP2004013637A patent/JP2005204545A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070403 |