JP2006238707A - 細胞培養装置、器具及びそのシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 少なくとも1枚の平板160に配置されて平板の表面温度を制御する表面温度制御手段であって、少なくとも1つのヒータ121と、ヒータと対をなす温度計測手段123と、温度計測手段により検出された温度によりヒータの温度を自立的に制御する温度コントローラとを有する表面温度制御手段と、平板の裏面を冷却する冷却手段と、表面温度制御手段の上面に形成された、温度によって親水性と疎水性とが切り替わる薄膜状ポリマ層125と、表面温度制御手段及び薄膜状ポリマを含む領域に細胞培養液126を貯留させる貯留手段127,128とを備える。
【選択図】 図3
Description
図1は、本実施形態の細胞培養システムの構成例を示す外観斜視図である。
図2は、培養チャンバ及び冷却手段の構成例を示す2方向からの外観斜視図である。図2の(a)は、排熱用ファン130が見える角度から見た外観斜視図であり、図2の(b)は、排熱用ファン130の反対側に有る排熱用フィン150が見える角度から見た外観斜視図である。
図3は、細胞培養容器120の切断面を模式的に示す図である。図3は、図2に図示した1つの細胞培養容器を図示している。
以下に、本実施形態のヒータ/サーミスタのパターン例を示す、尚、パターン例は以下の例に限定されず、本発明の培養液温度の制御が可能なパターンであればよく、それらも本発明に含まれる。
図4に、本実施形態におけるヒータ/サーミスタのパターンの一例を示す。尚、以下の図面及び明細書の説明での参照番号は、ヒータ(サーミスタ)に対応していおり、いずれの要素もヒータが121,サーミスタが123で表わされている。。
図5に、本実施形態におけるヒータ/サーミスタのパターンの他例を示す。
図6は、本実施形態の細胞培養容器(シャーレ)の外観斜視図で、上述の図5のヒータ/サーミスタを用いた細胞培養容器(シャーレ)の一例である。
図7は、本実施形態の細胞培養システムの制御ブロックの例を示す図である。尚、図7には、本実施形態に関連のある部分のみを示し、パソコン600のOSなどや温度コントローラ400の温度コントロール部などの既知で汎用的な要素は図示していない。
温度コントロール・モニタ用パソコン600は、演算制御用のCPU610、固定プログラム及びパラメータを格納するROM620、CPU610のプログラム実行時に一時記憶として使用されるRAM630、ディスクやCDなどの画部記憶部640を有する。
温度コントローラ400は、既存の温度制御、すなわちサーミスタからの測定温度に基づいてヒータを制御して設定された目標温度に制御する温度制御(かかる温度制御はハードウエアであってもソフトウエアであっても良い)を実現するために、温度コントロール・モニタ用パソコン600により設定された、あるいはサーミスタからの測定温度を記憶する制御パラメータの記憶部410を有する。尚、制御パラメータ410はハードウエア制御であればレジスタに、ソフトウエア制御であればメモリに記憶される。
培養チャンバ100内には、細胞培養容器aには渦巻きパターンのヒータ121a、サーミスタ123aがあり、一方、細胞培養容器bには5×5ドットパターンのヒータb1、ヒータb2、…と、サーミスタb1、サーミスタb2、…があり、サーミスタの測定温度を温度コントローラ400に送り、温度コントローラ400によりヒータが制御される。
図8は、本実施形態における温度コントロール・モニタ用パソコン600の制御手順例を示すフローチャートである。尚、かかる制御手順における各ステップの動作は、汎用のコンピュータで実現可能である。
110 冷却手段
120 細胞培養容器
121 ヒータ・パターン
121a ヒータ用配線及び入出力端子・パターン
122 絶縁層
123 サーミスタ・パターン
123a サーミスタ用配線及び入出力端子・パターン
124 ポリスチレン層
125 イソプロピル・アクリルアミド層
126 細胞培養液
127 囲い
128 シリコーン樹脂
130 排熱用ファン
140 ペルチェ素子とヒートシンク
150 排熱用フィン
160 基板(シリコンまたはガラス)
200 滅菌蓋
300 培養用ガス
400 加熱手段制御装置
500 冷却手段制御装置
600 温度コントローラ・ミニタ用パソコン
Claims (17)
- 生物の細胞を培養する細胞培養器具であって、
少なくとも1枚の平板に配置されて前記平板の表面温度を制御するための少なくとも1つのヒータと、
前記ヒータと対をなす温度計測手段と、
前記温度計測手段により検出された温度により前記ヒータの温度を自立的に制御する制御回路との接続端子と、
前記平板の裏面を冷却する冷却手段と、
前記ヒータ及び温度計測手段の上面に形成された、温度によって親水性と疎水性とが切り替わる薄膜状ポリマ層と、
前記表面温度制御手段及び薄膜状ポリマを含む領域に細胞培養液を貯留させる貯留手段とを備えることを特徴とする細胞培養器具。 - 前記貯留手段の領域は、前記ヒータの存在しない領域を含むことを特徴とする請求項1記載の細胞培養器具。
- 前記ヒータは、前記貯留手段の領域内にうず巻き状に配置されることを特徴とする請求項1又は2記載の細胞培養器具。
- 前記ヒータは、前記貯留手段の領域内に碁盤目状に配置されることを特徴とする請求項1又は2記載の細胞培養器具。
- 前記ヒータは、半導体プロセス技術を用いてパターン化されていることを特徴とする請求項3又は4記載の細胞培養器具。
- 前記温度によって親水性と疎水性とが切り替わる薄膜状ポリマ層は、イソプロピル・アクリルアミドを含むことを特徴とする請求項1記載の細胞培養器具。
- 前記表面温度制御手段と薄膜状ポリマ層との間に、前記薄膜状ポリマ層の形成を促進するための第2のポリマ層を更に備えることを特徴とする請求項1記載の細胞培養器具。
- 前記第2のポリマ層は溶融塗布により形成されたポリスチレンを含むことを特徴とする請求項7記載の細胞培養器具。
- 生物の細胞を培養する細胞培養装置であって、
少なくとも1枚の平板に配置されて前記平板の表面温度を制御する少なくとも1つの表面温度制御手段であって、少なくとも1つのヒータと、前記ヒータと対をなす温度計測手段と、前記温度計測手段により検出された温度により前記ヒータの温度を自立的に制御する制御回路とを有する表面温度制御手段と、
前記平板の裏面を冷却する冷却手段と、
前記表面温度制御手段を覆い、ガス交換が可能なチャンバとを備え、
温度によって親水性と疎水性とが切り替わる薄膜状ポリマ層を底面に形成した培養容器を乗せて細胞培養を行なうことを特徴とする細胞培養装置。 - 前記培養容器の底面領域は、前記ヒータの存在しない領域を含むことを特徴とする請求項9記載の細胞培養装置。
- 前記ヒータは、前記培養容器の底面領域内にうず巻き状に配置されることを特徴とする請求項9又は10記載の細胞培養装置。
- 前記ヒータは、前記培養容器の底面領域内に碁盤目状に配置されることを特徴とする請求項9又は10記載の細胞培養装置。
- 前記ヒータは、半導体プロセス技術を用いてパターン化されていることを特徴とする請求項11又は12記載の細胞培養装置。
- 前記温度によって親水性と疎水性とが切り替わる薄膜状ポリマ層は、イソプロピル・アクリルアミドを含むことを特徴とする請求項9記載の細胞培養装置。
- 前記培養容器は、前記表面温度制御手段と薄膜状ポリマ層との間に、前記薄膜状ポリマ層の形成を促進するための第2のポリマ層を更に備えることを特徴とする請求項9記載の細胞培養装置。
- 前記第2のポリマ層は溶融塗布により形成されたポリスチレンを含むことを特徴とする請求項15記載の細胞培養装置。
- 生物の細胞培養を管理する細胞培養システムであって、
生物の細胞を培養する細胞培養装置と該細胞培養装置をモニタ及び管理するコンピュータとを有し、
前記細胞培養装置は、
少なくとも1枚の平板に配置されて前記平板の表面温度を制御する少なくとも1つの表面温度制御手段であって、少なくとも1つのヒータと、前記ヒータと対をなす温度計測手段と、前記温度計測手段により検出された温度により前記ヒータの温度を自立的に制御する制御回路とを有する表面温度制御手段と、
前記平板の裏面を冷却する冷却手段と、
前記表面温度制御手段を覆い、ガス交換が可能なチャンバとを備え、
温度によって親水性と疎水性とが切り替わる薄膜状ポリマ層を底面に形成した培養容器を乗せて、前記コンピュータによるモニタ及び管理に従って細胞培養を行なうことを特徴とする細胞培養システム。
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