JP2006006261A - 細胞培養容器、細胞培養装置、および細胞培養容器データ読み書き装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 細胞培養容器内の細胞に関する情報を、容易に管理すること。
【解決手段】 細胞培養容器の外部にＩＣタグ５を取り付けて、ＩＣタグ５には、細胞培養容器１内の細胞３に関する情報、細胞を培養するための環境条件、および胞３の培養開始日などの情報を記憶する。ＩＣタグ５へのデータの書き込み、およびＩＣタグ５からのデータの読み込みは、ＩＣリーダ／ライタ６を使用して行う。
【選択図】 図２

Description

本発明は、細胞を培養するための細胞培養容器、細胞培養装置、および細胞培養容器に取り付けられた記憶素子へのデータの読み書きをする細胞培養容器データ読み書き装置に関する。

細胞を培養するための細胞培養容器が特許文献１によって知られている。

特開平６−３８７３４号公報

しかしながら、従来の細胞培養容器においては、各培養容器内の細胞の種類、培養開始日、継代時期、および培地交換時期などの細胞の培養に必要な種々の情報を使用者が把握しておく必要があった。

請求項１に記載の細胞培養容器は、細胞を培養するための細胞培養容器本体部と、細胞培養容器本体部に取り付けられ、細胞の培養に必要な種々の情報を無線通信により記憶する記憶手段とを有することを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の細胞培養容器において、記憶手段には、細胞培養容器本体部内で培養する細胞に関する情報、細胞を培養するための環境条件、および細胞の培養開始日を記憶することを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の細胞培養容器を格納して、細胞を培養するための細胞培養装置において、細胞培養容器に取り付けられた記憶手段へのデータの書き込み、および細胞培養容器に取り付けられた記憶手段からのデータの読み込みを行うデータ読み書き手段と、データ読み書き手段によって読み込まれた細胞培養容器内の細胞を培養するための環境条件に基づいて、細胞培養装置内の培養環境を変化させる培養環境調整手段とを有することを特徴とする。
請求項４に記載の細胞培養容器データ読み書き装置は、請求項１または２に記載の第１の細胞培養容器に取り付けられた記憶手段からデータを読み込み、請求項１または２に記載の第２の細胞培養容器に取り付けられた記憶手段へデータを書き込むことを特徴とする。

本発明によれば、細胞の培養に必要な種々の情報を無線通信により記憶する記憶手段を細胞培養容器本体部に備えることとしたため、使用者が細胞の培養に必要な種々の情報を個別に管理する必要がなくなり、使用者の作業を大幅に軽減することができる。

図１により、一般的な細胞培養容器、および細胞培養装置を用いた細胞培養方法について説明する。一般的な細胞培養容器（シャーレ）においては、通常、細胞培養容器１に培地２を満たし、その中に細胞３を加える。その後、細胞培養容器１をＣＯ２インキュベーダー、すなわち細胞培養装置４の中に入れて細胞３の培養を行う。細胞培養容器１内では細胞３は細胞分裂を繰り返す。細胞３が細胞分裂を繰り返した結果、細胞容器内でそれ以上分裂できない程度の数になった時点で、継代の必要が生じる。また、細胞培養の過程で培地２が古くなってＰＨ値等が変化した場合は、培地交換も必要となる。

なお、細胞培養を開始してから継代、および培地交換が必要になるまでの時間は、細胞培養容器１に載せた細胞３の種類、細胞３の数、細胞培養容器１に張った培地２の種類、培地２の量、培地のＰＨ値、細胞培養装置４内の温度、および細胞培養装置４内のＣＯ２濃度などの諸条件により変化する。

本実施の形態における細胞培養容器１、および細胞培養装置４においては、これらの情報を各細胞培養容器１に取り付けたＩＣタグに記憶し、情報の管理を行う。以下、詳細に説明する。

図２は本実施の形態における細胞培養容器１の一実施の形態の構成を示す図である。細胞培養容器１の外部にはＩＣチップ（集積回路）を埋め込んだＩＣタグ５が取り付けられている。ＩＣタグ５には、細胞培養容器１内の細胞３に関する情報、すなわち細胞３の種類、細胞３の数、細胞３の分裂速度、細胞３の購入時に把握可能な細胞３の予定分裂回数と、細胞を培養するための環境条件、すなわち細胞培養容器１に張った培地２の種類、培地２の量、細胞培養装置４内の温度、および細胞培養装置４内のＣＯ２濃度と、細胞３の培養開始日などの細胞の培養に必要な種々の情報（以下、「細胞培養情報」と呼ぶ）を記憶する。

これら細胞培養情報の読み込み、および書き込みは、ＩＣリーダ／ライタ６を使用して行う。ＩＣリーダ／ライタ６は、使用者が情報を入力するための入力部と、ＩＣタグ５から読み込んだ細胞培養情報を表示する表示部とを有している。なお、本実施の形態におけるＩＣタグ５は非接触型のＩＣタグとなっている。すなわち、ＩＣタグ５にはＩＣリーダ／ライタ６との関で電波を受発信するアンテナが埋め込まれており、ＩＣリーダ／ライタ６にＩＣタグ５をかざすと同時に、ＩＣリーダ／ライタ６が発する微弱な電磁波をとらえて起電力とし、データの送受信を行う。

したがって、使用者はＩＣリーダ／ライタ６を使用して細胞培養情報の入力を行い、細胞培養容器１をＩＣリーダ／ライタ６にかざすだけで、入力した細胞培養情報をＩＣタグ５へ書き込むことができる。同様にＩＣリーダ／ライタ６に細胞培養容器１をかざすことによって、ＩＣタグ５から細胞培養情報を読み込むことができ、使用者はＩＣタグ５に記憶されている細胞培養情報を確認することができる。

また、使用者が継代を行って、新たな細胞培養容器１で培養する場合には、細胞培養情報の一部の情報、すなわち、細胞培養容器１内の細胞３の種類、細胞３の分裂スピード、細胞３の購入時に把握可能な細胞３の予定分裂回数、細胞培養容器１に張った培地２の種類、および培地２の量は、一般的に継代前の細胞培養容器１における細胞培養情報と同一である。したがって、このような場合には、継代前の細胞培養容器１のＩＣタグ５に記憶されている細胞培養情報をＩＣリーダ／ライタ６で読み込んだ後、新たな細胞培養容器１のＩＣタグ５に書き込むことにより、共通する細胞培養情報をコピーして引き継ぐことが可能となる。

次に、本実施の形態における細胞培養装置４について説明する。図３は本実施の形態における細胞培養装置４の一実施の形態の構成を示す図である。細胞培養装置４は、その内部に複数段の棚４ａ〜４ｇが設けられ、各棚に図２に示したＩＣタグ５付きの細胞培養容器１が載置される。各棚に載置された細胞培養容器１は、その載置位置に対応した載置位置番号によって識別される。細胞培養装置４は、細胞培養容器１のＩＣタグ５の情報を読み込むための各細胞培養容器１の収納棚４ａ〜４ｇの上部に設置されたＩＣリーダ／ライタ７と、ＩＣリーダ／ライタ７で読み込んだ細胞培養情報等を表示するモニタ８と、制御部９とを備えている。

ＩＣリーダ／ライタ７は、上述したＩＣリーダ／ライタ６と同様に、非接触の状態でＩＣタグ５に記憶されたデータを読み書きすることが可能である。したがって、ＩＣリーダ／ライタ７は、制御部９にあらかじめ格納したプログラムの処理により、所定時間間隔、例えば６時間に１回の頻度で定期的にデータ送受信を自動実行して、各ＩＣリーダ／ライタ７の真下に置かれた細胞培養容器１のＩＣタグ５との間でデータの送受信を行う。細胞培養装置４がＩＣタグ５から読み込んだ細胞培養情報は、モニタ８に各細胞培養容器１ごとに表示され、使用者はその内容を確認できる。

制御部９は、ＩＣタグ５から取得した細胞培養情報に基づいて、その内部環境、すなわち細胞培養装置４内の温度、およびＣＯ２濃度を培養する細胞３に適した環境に自動的に調整する。また、細胞培養情報、および細胞培養装置４の内部環境に基づいて、細胞培養装置４内の各細胞培養容器１の継代の時期、および培地交換の時期をあらかじめ予測する。そして、予測した継代の時期、および培地交換の時期を各細胞培養容器１ごとにモニタ８に表示して使用者があらかじめこれらの時期を確認できるようにする。

以下、全く同一の細胞と培地が収納された複数の細胞培養容器１を細胞培養装置４に収容して、全て同一条件で細胞を培養する場合の処理手順を説明する。図４は、制御部９で実行するプログラムにより処理される手順を示すフローチャートである。

ステップＳ１０において、細胞培養装置４内の棚４ａ〜４ｇのいずれかに少なくとも１つの細胞培養容器１が存在するか否かを判断し、存在すると判断した場合にはステップＳ２０へ進む。ステップＳ２０では、ＩＣリーダ／ライタ７によって、細胞培養容器１のＩＣタグから細胞培養情報を受信する。その後、ステップＳ３０へ進み、ＩＣタグ５から受信した細胞培養情報をモニタ８に表示して、ステップＳ４０へ進む。

ステップＳ４０では、制御部９は、ＩＣタグ５から受信した細胞培養情報に基づいて、培養する細胞３に適した細胞培養装置４内の環境を算出して、ステップＳ５０へ進む。ステップＳ５０では、算出した環境に基づいて、細胞培養装置４内の培養環境を自動的に調整して、ステップＳ６０へ進む。ステップＳ６０では、前回ＩＣタグから細胞培養情報を受信してから、所定時間、例えば６時間が経過したか否かを判断する。前回細胞培養情報を受信してから、所定時間経過したと判断した場合は、ステップＳ７０へ進む。

ステップＳ７０では、ＩＣリーダ／ライタ７によって、細胞培養容器１のＩＣタグから細胞培養情報を受信して、ステップＳ８０へ進む。ステップＳ８０では、受信した細胞培養情報に基づいて、細胞培養装置４内に載置された細胞培養容器１の中に継代が必要なものが存在するか否かを判断する。継代が必要な細胞培養容器１が存在する場合には、ステップＳ１００へ進む。ステップＳ１００では、継代が必要な細胞培養容器１の載置位置番号をモニタ８に表示して使用者に通知した後、ステップＳ１１０へ進む。

継代が必要な細胞培養容器１が存在しない場合には、ステップＳ９０へ進む。ステップＳ９０では、受信した細胞培養情報に基づいて、細胞培養装置４内に載置された細胞培養容器１の中に培地交換が必要なものが存在するか否かを判断する。培地交換が必要な細胞培養容器１が存在する場合には、ステップＳ１００へ進む。ステップＳ１００では、培地交換が必要な細胞培養容器１の載置位置番号をモニタ８に表示して使用者に通知した後、ステップＳ１１０へ進む。培地交換が必要な細胞培養容器１が存在しない場合には、ステップＳ６０へ戻り、上述した処理を繰り返す。

ステップＳ１１０では、細胞培養装置４内の棚４ａ〜４ｇのいずれかに少なくとも１つの細胞培養容器１が存在するか否かを判断する。存在すると判断した場合には、ステップＳ６０へ戻り、上述した処理を繰り返す。細胞培養装置４内に細胞培養容器１が存在しない場合には、当該細胞の培養は終了したと判断して、処理を終了する。

以上説明した本実施の形態によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
（１）培養する細胞に関する細胞培養情報をＩＣタグ５に記憶することとし、必要なときに細胞培養情報を読み出して確認できるようにした。これによって、使用者が細胞培養情報を個別に管理する必要がなくなり、使用者の作業を大幅に軽減することができる。
（２）細胞培養装置４内の各細胞培養容器１の収納場所の上部にＩＣリーダ／ライタ７を設置して、各細胞培養容器１のＩＣタグ５に記憶された情報をＩＣリーダ／ライタ７で読み込んでモニタ８に表示することにした。これによって、使用者は細胞培養装置４から細胞培養容器１を取り出さなくても細胞培養情報を確認することができ、使用者の利便性を向上することができる。さらに、細胞培養容器１を細胞培養装置４内に格納したまま細胞培養情報を確認することにより、無菌状態を保ったまま細胞培養容器１の管理を行うことができる。
（３）細胞培養情報、および細胞培養装置４の内部環境に基づいて、細胞培養装置４内の各細胞培養容器１の継代の時期、および培地交換の時期をあらかじめ予測して、予測した継代の時期、および培地交換の時期を各細胞培養容器１ごとにモニタ８に表示することとした。これによって、使用者に対して継代の時期、および培地交換の時期を的確に通知することができる。

―変形例―
上述した実施の形態において、細胞培養装置４は、ＩＣタグ５とのデータの送受信時にさらに以下の情報をＩＣタグ５に書き込むことも可能である。すなわち、細胞培養装置４内に温度センサ、およびＣＯ２濃度センサを設け、所定時間単位、例えば１時間単位に細胞培養装置４内の温度、およびＣＯ２濃度を計測する。そして、計測した細胞培養装置４内の温度変化、およびＣＯ２濃度変化の履歴をＩＣタグ５に書き込む。さらに、使用者によって行われた継代、および培地交換の履歴を書き込む。これによって、使用者はこれらの履歴情報に基づいて、培養条件が定まっていない細胞３の培養条件を検討することが可能となり、また、培養した細胞を実験に使用する際に、実験データに細胞培養時の状況を取り込むことが可能となる。

なお、以下のように変形することもできる。
（１）上述した実施の形態、および変形例では、細胞培養情報、および細胞培養装置４内の温度変化とＣＯ２濃度変化の履歴を、細胞培養容器１の外部に取り付けたＩＣタグ５に記憶する例を示したが、これに限定されず、細胞培養容器１の外部にその他の記憶素子を取り付け、無線によりデータを授受するようにしてもよい。この場合、データの読み書きに使用するＩＣリーダ／ライタは、取り付けた記憶素子に対応するものを用いる。

（２）上述した実施の形態では、ＩＣリーダ／ライタ７は、所定時間間隔で定期的にデータ送受信を自動実行して、各ＩＣリーダ／ライタ７の真下に置かれた細胞培養容器１のＩＣタグ５との間でデータの送受信を行う例を示したが、これに限定されず、例えば、細胞培養装置４に「送受信開始ボタン」を設け、当該ボタンを使用者が押下することによって、一括して細胞培養装置４内のＩＣタグ５と細胞培養装置４との間のデータ送受信を実行するようにしてもよい。

（３）上述した実施の形態では、制御部９は、ＩＣタグ５から取得した細胞培養情報に基づいて、その内部環境を培養する細胞３に適した環境に自動的に調整する例を示したが、これに限定されず、例えば細胞培養装置４内を分割壁で複数の区画に区切り、当該分割壁で区切られた区画ごとに内部環境を変化させることができるようにして、培養環境が異なる複数種類の細胞を１台の細胞培養装置４で培養できるようにしてもよい。

（４）上述した実施の形態では、細胞培養装置４は、予測した継代の時期、および培地交換の時期をモニタ８に表示して使用者があらかじめこれらの時期を確認できるようにする例を示したが、これに限定されず、例えば、細胞培養装置４の細胞培養容器１の各収納位置に対応する表示装置を設けて、当該表示装置に予測した継代の時期、および培地交換の時期を表示して使用者に通知してもよい。また、細胞培養装置４に警告ランプを設け、継代の時期、および培地交換の時期が近づいたものは、警告ランプを点灯させて使用者に通知してもよい。さらに、細胞培養装置４に通信装置を搭載し、あらかじめ登録した使用者の携帯電話やメールアドレスに宛てて通知を行ってもよい。あるいはその他の方法により通知してもよい。

（５）上述した実施の形態では、細胞培養装置４には、内部の各細胞培養容器１の収納場所の上部にＩＣリーダ／ライタ７をそれぞれ設置する例を示したが、これに限定されず、細胞培養装置４内に１つのＩＣリーダ／ライタを設け、１つのＩＣリーダ／ライタで全ての細胞培養容器１のＩＣタグ５とデータの送受信を行ってもよい。

特許請求の範囲の構成要素と実施の形態との対応関係について説明する。ＩＣタグ５は記憶手段に、ＩＣリーダ／ライタ６および７はデータ読み書き手段に、制御部９は培養環境調整手段に相当する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態における構成に何ら限定されない。

一般的な細胞培養容器、および細胞培養装置の構成を示す図である。 本発明による細胞培養容器の一実施の形態の構成を示す図である。 本発明による細胞培養装置の一実施の形態の構成を示す図である。 制御部９で実行するプログラムにより処理される手順を示すフローチャート図である。

符号の説明

１ 細胞培養容器
２ 培地
３ 細胞
４ 細胞培養装置
５ ＩＣタグ
６、７ ＩＣリーダ／ライタ
８ モニタ
９ 制御部

Claims (4)

1. 細胞を培養するための細胞培養容器本体部と、
   前記細胞培養容器本体部に取り付けられ、細胞の培養に必要な種々の情報を無線通信により記憶する記憶手段とを有することを特徴とする細胞培養容器。
2. 請求項１に記載の細胞培養容器において、
   前記記憶手段には、前記細胞培養容器本体部内で培養する細胞に関する情報、細胞を培養するための環境条件、および細胞の培養開始日を記憶することを特徴とする細胞培養容器。
3. 請求項１または２に記載の細胞培養容器を格納して、細胞を培養するための細胞培養装置において、
   前記細胞培養容器に取り付けられた記憶手段へのデータの書き込み、および前記細胞培養容器に取り付けられた記憶手段からのデータの読み込みを行うデータ読み書き手段と、
   前記データ読み書き手段によって読み込まれた前記細胞培養容器内の細胞を培養するための環境条件に基づいて、前記細胞培養装置内の培養環境を変化させる培養環境調整手段とを有することを特徴とする細胞培養装置。
4. 請求項１または２に記載の第１の細胞培養容器に取り付けられた前記記憶手段からデータを読み込み、請求項１または２に記載の第２の細胞培養容器に取り付けられた前記記憶手段へデータを書き込むことを特徴とする細胞培養容器データ読み書き装置。

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