JP2009189362A

JP2009189362A - 細胞培養装置

Info

Publication number: JP2009189362A
Application number: JP2008214757A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Taniguchi; 昌弘谷口; Kanji Hata; 寛二秦; Masayuki Seno; 眞透瀬野
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2008-01-15
Filing date: 2008-08-25
Publication date: 2009-08-27

Abstract

【課題】培養方法や培養条件等に応じて設備を容易に変更することができる細胞培養装置を提供する。
【解決手段】細胞培養に係る各作業工程に用いる設備が分散されて装備された複数台の作業ユニット２が連接しており、各作業ユニット２は、それぞれの内部空間を互いに連通させる第１開口部を有し、それらの作業ユニット２のうちの少なくとも１台は、その内部空間を外部と連通させる第２開口部３ａを有しており、連接されている作業ユニット間で培養容器等を自由に搬送可能な構成となっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、細胞の培養を自動化できる細胞培養装置に関する。

細胞を培養する場合、培養容器内の培地の交換操作や、培養容器内で所定の増殖状態になった細胞を複数の他の培養容器へ分配する継代操作といった煩雑な操作が必要であり、従来は、熟練した作業者が手作業で行っていた。そのため、従来の細胞培養は、時間がかかり、また容易には実施することができなかった。所定の増殖状態とは、培養容器内で増殖した細胞が、例えば培養容器の底面の６０％から８０％程度の面積まで増殖した状態になっていることや、目的とする形態（例えば、コロニー内の細胞が中央に密集しており、周囲は散在している形態や、コロニー内の細胞が密集している形態等）になっていることをいう。

そこで、近年では、細胞培養を自動化できる細胞培養装置が開発されてきている。例えば、特許文献１には、培地の交換操作や細胞の継代操作を自動的に行う細胞培養装置が提案されている。この細胞培養装置は、液体を吸い出すアスピレータユニットと、培地、剥離液、洗浄液等を供給する薬液供給ユニットと、液体を定量的に吸入及び吐出するピペッティングユニットと、遠沈管内の細胞懸濁液から細胞を分離する遠心分離ユニットと、培養容器及び遠沈管を各ユニットに移動するハンドリングユニットとを備え、全ユニットがクリーンベンチ内に収納可能に構成されていることを特徴とするものである。

しかしながら、上記従来の細胞培養装置は、全てのユニットを１台のクリーンベンチ内に搭載しているため、例えば培養方法（接着、浮遊、包埋等）に応じて設備を変更したり、遠心分離を行わずに継代操作を行う等、培養条件に応じて設備を変更することができなかった。
特開２００５−２１８４１３号公報

本発明は、上記問題点に鑑み、培養方法や培養条件等に応じて設備を容易に変更することができる細胞培養装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１記載の細胞培養装置は、培養容器に入れた細胞を培養する細胞培養装置であって、細胞培養に係る各作業工程に用いる設備が分散されて装備された複数台の作業ユニットが連接しており、前記各作業ユニットは、それぞれの内部空間を互いに連通させる第１開口部と、それぞれの内部空間において少なくとも培養容器を搬送し、且つ隣接する作業ユニット間で、前記第１開口部を介して少なくとも培養容器を搬送する搬送手段と、を有し、前記複数台の作業ユニットのうちの少なくとも１台は、その内部空間を外部と連通させる第２開口部を有することを特徴とする。

また、本発明の請求項２記載の細胞培養装置は、請求項１記載の細胞培養装置であって、隣接する作業ユニットのうちの少なくとも一方は、それぞれの内部空間を互いに連通させる前記第１開口部を開閉する第１扉を有し、前記第２開口部を有する作業ユニットは、前記第２開口部を開閉する第２扉を有し、前記第１扉を閉じると前記各作業ユニットの内部空間が密閉され、前記第２扉を閉じると当該細胞培養装置の内部空間が密閉されることを特徴とする。

また、本発明の請求項３記載の細胞培養装置は、請求項１もしくは２のいずれかに記載の細胞培養装置であって、作業ユニットとして、培養容器に入れた細胞を所定の環境で培養する培養室を有する細胞培養ユニットと、所定数の細胞ずつ分配されるように細胞懸濁液を複数個の培養容器に分配する細胞分配ユニットと、少なくとも培養容器の中の細胞を観察する細胞観察ユニットと、培養容器を消毒する消毒ユニットと、少なくとも細胞剥離液を培養容器に注入する細胞処理ユニットのうちから選択したユニットが連接していることを特徴とする。

また、本発明の請求項４記載の細胞培養装置は、請求項３記載の細胞培養装置であって、前記細胞分配ユニットは、細胞懸濁液から細胞を分離する分離手段を有することを特徴とする。

また、本発明の請求項５記載の細胞培養装置は、請求項３もしくは４のいずれかに記載の細胞培養装置であって、前記細胞分配ユニットは、培地を注入する培地注入手段を有することを特徴とする。

また、本発明の請求項６記載の細胞培養装置は、請求項３ないし５のいずれかに記載の細胞培養装置であって、前記細胞分配ユニットは、細胞懸濁液を定量的に吸入もしくは吐出するピペッティング手段を有することを特徴とする。

また、本発明の請求項７記載の細胞培養装置は、請求項１ないし６のいずれかに記載の細胞培養装置であって、少なくとも培養容器または培養容器と遠沈管に、通信機能を備えた記憶手段が設けられており、前記各作業ユニットは、前記記憶手段と通信を行う通信手段を有することを特徴とする。

また、本発明の請求項８記載の細胞培養装置は、請求項７記載の細胞培養装置であって、前記記憶手段に記憶されている情報に従い前記各作業ユニットに装備されている設備が動作することを特徴とする。

また、本発明の請求項９記載の細胞培養装置は、培養容器に入れた細胞を培養する細胞培養装置であって、細胞培養に係る各作業工程に用いる設備が分散されて装備された複数台の作業ユニットが連接しており、前記各作業ユニットは、それぞれの内部空間を互いに連通させる第１開口部と、それぞれの内部空間において当該作業ユニットが実行する作業に使用する容器を搬送し、且つ隣接する作業ユニット間で、前記第１開口部を介して他の作業ユニットで使用する容器を搬送する搬送手段と、を有し、前記複数台の作業ユニットのうちの少なくとも１台は、その内部空間を外部と連通させる第２開口部を有することを特徴とする。

また、本発明の請求項１０記載の細胞培養装置は、請求項９記載の細胞培養装置であって、隣接する作業ユニットのうちの少なくとも一方は、それぞれの内部空間を互いに連通させる前記第１開口部を開閉する第１扉を有し、前記第２開口部を有する作業ユニットは、前記第２開口部を開閉する第２扉を有し、前記第１扉を閉じると前記各作業ユニットの内部空間が密閉され、前記第２扉を閉じると当該細胞培養装置の内部空間が密閉されることを特徴とする。

また、本発明の請求項１１記載の細胞培養装置は、請求項９もしくは１０のいずれかに記載の細胞培養装置であって、作業ユニットとして、培養容器に入れた細胞を所定の環境で培養する培養室を有する細胞培養ユニットと、所定数の細胞ずつ分配されるように細胞懸濁液を複数個の培養容器に分配する細胞分配ユニットと、少なくとも培養容器の中の細胞を観察する細胞観察ユニットと、少なくとも細胞剥離液を培養容器に注入する細胞処理ユニットのうちから選択したユニットが連接していることを特徴とする。

また、本発明の請求項１２記載の細胞培養装置は、請求項１１記載の細胞培養装置であって、前記細胞分配ユニットは、細胞懸濁液から細胞を分離する分離手段を有することを特徴とする。

また、本発明の請求項１３記載の細胞培養装置は、請求項９もしくは１０のいずれかに記載の細胞培養装置であって、作業ユニットとして、培養容器に入れた細胞を所定の環境で培養する培養室を有する細胞培養ユニットと、所定数の細胞ずつ分配されるように細胞懸濁液を複数個の培養容器に分配する細胞分配ユニットと、少なくとも培養容器の中の細胞を観察する細胞観察ユニットと、少なくとも細胞剥離液を培養容器に注入する細胞処理ユニットと、細胞懸濁液から細胞を分離する細胞分離ユニットのうちから選択したユニットが連接していることを特徴とする。

また、本発明の請求項１４記載の細胞培養装置は、請求項１１ないし１３のいずれかに記載の細胞培養装置であって、前記細胞分配ユニットは、培地を注入する培地注入手段を有することを特徴とする。

また、本発明の請求項１５記載の細胞培養装置は、請求項１１ないし１４のいずれかに記載の細胞培養装置であって、前記細胞分配ユニットは、細胞懸濁液を定量的に吸入もしくは吐出するピペッティング手段を有することを特徴とする。

また、本発明の請求項１６記載の細胞培養装置は、請求項９もしくは１０のいずれかに記載の細胞培養装置であって、作業ユニットとして、培養容器に入れた細胞を所定の環境で培養する培養室を有する細胞培養ユニットと、細胞培養に係る各種液体操作の作業工程に用いる設備が装備された液体操作ユニットと、細胞懸濁液から細胞を分離する細胞分離ユニットのうちから選択したユニットが連接していることを特徴とする。

また、本発明の請求項１７記載の細胞培養装置は、請求項１６記載の細胞培養装置であって、前記液体操作ユニットは、培地を注入する培地注入手段を有することを特徴とする。

また、本発明の請求項１８記載の細胞培養装置は、請求項１６もしくは１７のいずれかに記載の細胞培養装置であって、前記液体操作ユニットは、細胞懸濁液を定量的に吸入もしくは吐出するピペッティング手段を有することを特徴とする。

また、本発明の請求項１９記載の細胞培養装置は、請求項１６ないし１８のいずれかに記載の細胞培養装置であって、前記液体操作ユニットは、細胞剥離液を培養容器に注入する細胞剥離液注入手段を有することを特徴とする。

また、本発明の請求項２０記載の細胞培養装置は、請求項１６ないし１９のいずれかに記載の細胞培養装置であって、前記液体操作ユニットは、少なくとも培養容器の中の細胞を撮影する撮影手段を有することを特徴とする。

また、本発明の請求項２１記載の細胞培養装置は、請求項１６ないし１９のいずれかに記載の細胞培養装置であって、作業ユニットとして、少なくとも培養容器の中の細胞を観察する細胞観察ユニットが連接していることを特徴とする。

また、本発明の請求項２２記載の細胞培養装置は、請求項１１ないし２１のいずれかに記載の細胞培養装置であって、作業ユニットして、前記第２開口部を有する搬入搬出ユニットが連接しており、前記搬入排出ユニットの前記第２開口部を介して、細胞が入れられた培養容器が当該細胞培養装置の外部から搬入されることを特徴とする。

また、本発明の請求項２３記載の細胞培養装置は、請求項２２記載の細胞培養装置であって、前記搬入搬出ユニットは、培養容器を消毒する消毒手段を有することを特徴とする。

また、本発明の請求項２４記載の細胞培養装置は、請求項２２もしくは２３のいずれかに記載の細胞培養装置であって、前記搬入搬出ユニットは、当該細胞培養装置の一端に配置されることを特徴とする。

また、本発明の請求項２５記載の細胞培養装置は、請求項９ないし２４のいずれかに記載の細胞培養装置であって、培養容器に通信機能を備えた記憶手段が設けられており、前記複数台の作業ユニットのうちの少なくとも１台は、前記記憶手段と通信を行う通信手段を有することを特徴とする。

また、本発明の請求項２６記載の細胞培養装置は、請求項１１ないし２１のいずれかに記載の細胞培養装置であって、作業ユニットとして、前記第２開口部を有する搬入搬出ユニットと、隣接する作業ユニットから搬送された凍結用容器内の凍結された細胞を解凍する解凍ユニットと、が連接しており、前記搬入排出ユニットの前記第２開口部を介して、凍結された細胞が入れられた凍結用容器が当該細胞培養装置の外部から搬入されることを特徴とする。

また、本発明の請求項２７記載の細胞培養装置は、請求項２６記載の細胞培養装置であって、前記解凍ユニットは当該細胞培養装置の一端に配置され、前記搬入搬出ユニットは前記解凍ユニットに連接していることを特徴とする。

また、本発明の請求項２８記載の細胞培養装置は、請求項２６もしくは２７のいずれかに記載の細胞培養装置であって、凍結用容器と培養容器に通信機能を備えた記憶手段が設けられており、前記複数台の作業ユニットのうちの少なくとも１台は、前記記憶手段と通信を行う通信手段を有することを特徴とする。

また、本発明の請求項２９記載の細胞培養装置は、請求項９ないし２８のいずれかに記載の細胞培養装置であって、前記各作業ユニットが実行する作業に使用する容器に、通信機能を備えた記憶手段が設けられており、前記各作業ユニットは、前記記憶手段と通信を行う通信手段を有することを特徴とする。

また、本発明の請求項３０記載の細胞培養装置は、請求項２５、２８、２９のいずれかに記載の細胞培養装置であって、前記記憶手段に記憶されている情報に従い前記各作業ユニットに装備されている設備が動作することを特徴とする。

また、本発明の請求項３１記載の細胞培養装置は、請求項１ないし３０のいずれかに記載の細胞培養装置であって、前記複数台の作業ユニットのうちの少なくとも１台は、当該細胞培養装置の内部空間に充填されている気体を清浄化する清浄化手段または滅菌する手段を有することを特徴とする。

また、本発明の請求項３２記載の細胞培養装置は、請求項１ないし３１のいずれかに記載の細胞培養装置であって、前記各作業ユニットは、互いに整数倍の幅を有することを特徴とする。

本発明の好ましい形態によれば、連接されている作業ユニット間で培養容器等を自由に搬送することができるので、連接されている作業ユニットの一部の他の作業ユニットへの入れ替え、連接されている作業ユニットの配置変換、作業ユニットの追加、不要な設備が装備されている作業ユニットの取り外し等が可能となり、培養方法や培養条件等に応じて設備を容易に変更することができ、所望の作業工程の仕様に合わせた様々な態様の細胞培養装置に変更することが可能となる。また、ＥＳ細胞やｉＰＳ細胞、間葉系幹細胞、体性幹細胞等の様々な細胞を培養対象とすることが可能となる。また、単層（接着）培養や浮遊培養、包埋培養等の様々な培養方法に用いることができる。また、実験レベルの小規模な細胞培養から、工業的な大量培養まで対応させることができる。

（実施の形態１）
以下、本発明の細胞培養装置の実施の形態１について、図面を交えて説明する。図１は、本発明の実施の形態１における細胞培養装置の一例を示す斜視図である。図１に示すように、細胞培養装置１は、複数台（図１においては５台）の作業ユニット２が互いの側壁の外面を当接させて連接されており、細胞培養に係る各作業工程に用いる設備がそれらの作業ユニット２に分散されて装備されている。また、後述するように、各作業ユニットの筐体には、隣接する作業ユニットに当接する側壁に開口部が形成されており、各作業ユニット２の内部空間がそれらの開口部により互いに連通している。

また、ここでは、細胞培養装置１の両端に配置される各作業ユニットの筐体に、細胞培養装置１の内部空間を外部と連通させる開口部（第２開口部）３ａが形成されている。また、それらの作業ユニットには開口部３ａを開閉する遮断扉（第２扉）４ａが設けられており、それらの遮断扉４ａを閉じると、細胞培養装置１の内部空間が密閉される構造となっている。このように細胞培養装置を密閉可能とすることで、コンタミネーションの防止を図ることができる。

細胞培養装置１の内部空間を外部と連通させる開口部（第２開口部）３ａは、細胞培養装置１の外部から内部へ、細胞が播種された培地が入った培養容器を搬入したり、細胞培養装置１の内部から外部へ、細胞が播種された培地が入った培養容器を搬出するためのものであり、ここでは細胞培養装置１の両端に配置される作業ユニットに設けたが、これに限定されるものではなく、細胞培養装置１を構成する作業ユニットのうちの少なくとも１台に少なくとも１つ設ければよい。また、遮断扉（第２扉）４ａは、開口部３ａを閉じたときに細胞培養装置１の内部空間を密閉するためのものであり、ここでは作業ユニットの筐体内面側に設けたが、作業ユニットの筐体外面側に設けてもよい。

なお、開口部３ａの大きさを、当該開口部３ａを通過させる培養容器が通過可能な最小の大きさとしたり、当該開口部３ａを通過させる培養容器が通過可能な最小の大きさの開口領域が形成されるように遮断扉４ａを動作させることで、コンタミネーションの防止を促進させることができる。

また、本実施の形態１では、作業ユニットの側壁に開口部３ａが形成されている場合について説明するが、これに限らず、例えば開口部３ａを作業ユニットの前壁に設ける構成としてもよい。

各作業ユニット２は、図２に示すように、丈の高い架台５ａを有する設置台５上に設置可能なように構成してもよい。なお、図２には、２台の作業ユニットを設置可能な設置台と、３台の作業ユニットを設置可能な設置台を連接ないし連結させた例を示しているが、無論、これに限定されるものではない。例えば１台の作業ユニットを設置可能な設置台を連接ないし連結させたり、５台の作業ユニットを設置可能な設置台を用いたりしてもよく、設置台の大きさは任意である。

また、作業ユニット２の筐体外面に電源コネクタを設けておき、作業ユニット２を設置台５上に設置したときに、図２に示すように、作業ユニット２の電源コネクタ（図示せず）が設置台の電源コネクタ６に接続して作業ユニット２に電源が供給される構成としてもよい。また、作業ユニット２の筐体背面に位置決めピン（図示せず）を設けておき、作業ユニット２を設置台５上に設置したときに、図２に示すように、設置台５の背板部に形成した挿入穴７に作業ユニット２の位置決めピンを嵌入して、作業ユニットを位置決めする構成としてもよい。

なお、例えば図３（ａ）の斜視図並びに図３（ｂ）の正面図に示すように、作業ユニット２の筐体下面に、断面形状が先細り形状の突起部材８を延設し、設置台の架台５ｂに形成した略Ｖ字形状の溝９に沿って突起部材８が嵌入するように作業ユニット２を配置してもよい。

図４は作業ユニット２の一例を示す斜視図である。図４に示すように、作業ユニット２の側壁には、隣接する作業ユニットの開口部に繋がる開口部（第１開口部）３ｂが形成されている。この開口部３ｂは、隣接する作業ユニットから当該作業ユニット２の内部に培養容器等を搬入したり、当該作業ユニット２の内部から隣接する作業ユニットへ培養容器等を搬出するためのものであり、複数台の作業ユニットを連接したときに、各作業ユニットの内部空間がそれらの開口部３ｂにより互いに連通される。

またここでは、開口部３ｂを開閉する遮断扉（第１扉）４ｂが設けられており、遮断扉４ｂを閉じると、作業ユニット２の内部空間が密閉される構造となっている。このように作業ユニット単位で密閉可能にすれば、コンタミネーションの防止をより向上できる。

なお、遮断扉（第１扉）４ｂは、開口部３ｂを閉じたときに作業ユニット２の内部空間を密閉するためのものであり、ここでは作業ユニット２の筐体内面側に設けたが、作業ユニット２の筐体外面側に設けてもよいし、また、隣接する作業ユニットの一方にのみ、それぞれの内部空間同士を互いに連通させる開口部３ｂを開閉する遮断扉４ｂを設けてもよい。但し、複数台の作業ユニット２が連接されている状態において、開口部３ｂを開けて隣接する作業ユニットの開口部同士を互いに連通させたときに、細胞培養装置の内部空間が密閉される構造にする。

また、ここでは、作業ユニット２の前壁に開口部（図示せず）が形成さており、その開口部を開閉する遮断扉１０が設けられている。このようにすれば、遮断扉１０を開けて、開口部から、作業ユニット２の内部に装備されている設備のメンテナンスを行うことができる。但し、遮断扉１０で開口部を塞いでいる状態において開口部３ｂを閉じたときに、作業ユニット２の内部空間が密閉される構造にする。なお、細胞培養装置の内部空間を外部と連通させる開口部３ａを作業ユニット２の前壁に設ける場合には、遮断扉１０により開閉される開口領域とは異なる領域に設けてもよいし、遮断扉１０に設けてもよい。

また、作業ユニット２には、その内部空間に充填される気体を清浄化する清浄化手段としてＨＥＰＡフィルタ１１が設けられており、清浄化された空気が作業ユニット２の内部空間に供給される構成となっている。図示しないが、具体的には、作業ユニットの内部に、ＨＥＰＡフィルタが介装された空気供給チューブに接続する空気供給ノズルを配置して、空気供給チューブに接続するエアポンプから送気された空気がＨＥＰＡフィルタを介して空気供給ノズルへ送られ、清浄化された空気が作業ユニットの内部空間に供給される構成等にすればよい。ここでは、ＨＥＰＡフィルタ１１は作業ユニット２の外面に設置されているが、無論、作業ユニット２の内部に設置させてもよい。

なお、例えば図５に示すように、作業ユニット２の筐体下面にころ（キャスタとも呼ぶ）１２を設けて、作業ユニットの搬送性を向上させてもよい。また、図示しないが、作業ユニット２の筐体下面に足を設けてもよい。

続いて、細胞培養装置の内部で培養容器等を搬送する構成について説明する。作業ユニットの内部空間において培養容器等を搬送し、且つ隣接する作業ユニット間で培養容器等を搬送する搬送手段としては、例えばコンベアを用いることができる。例えば図６（ａ）の縦断面図並びに図６（ｂ）の横断面図に示すように、作業ユニット２の開口部３、３間で培養容器等を搬送したり、隣接する作業ユニット間で培養容器等を搬送したりするための第１コンベア１３ａを開口部３、３間に延設する。第１コンベア１３ａの分流コンベア部（破線で囲んだ部分）１３ｂは、上昇および回動可能に構成されており、細胞培養に係る作業工程に用いる設備が設置されている作業エリア１４へ搬送する培養容器等が分流コンベア部１３ｂに到達すると、分流コンベア部１３ｂは上昇し、９０度回転して方向転換し、第１コンベア１３ａよりも上方に設置した第２コンベア１３ｃに連接する。第２コンベア１３ｃは、作業エリア１４と分流コンベア部１３ｂとの間で培養容器等を搬送する。また分流コンベア部１３ｂは、第２コンベア１３ｃから培養容器等が搬送されると９０度回転して元の方向に戻り、下降して、元の位置に戻る。なお、作業ユニット内での作業が多岐にわたる場合には、作業ユニット内の各作業エリア間で培養容器等を搬送するコンベアを設置してもよい。

また、搬送手段として、例えば図７（ａ）の縦断面図並びに図７（ｂ）の横断面図に示すように、隣接する作業ユニット間で培養容器等を搬送するためのコンベア１３を開口部３の近傍に設けるとともに、作業ユニット２の内部空間において培養容器等を搬送するための搬送ロボットを設けてもよい。

搬送ロボットは、把持部１５を有する。また、詳しくは説明しないが、把持部１５をＸ−Ｙ−Ｚ方向へ移動させる機構、把持部１５をＺ軸を中心に回動させる機構を有する。さらに、把持している培養容器等を傾けたり、把持している培養容器を揺動させる機構を有する。図７には、把持部１５をＸ軸方向へ移動させるためのＸ軸レール１６、把持部１５をＹ軸方向へ移動させるためのＹ軸レール１７を示している。

なお、コンベア１３を開口部３近傍に設ける場合に限らず、例えばコンベア１３を開口部３、３間で延設させる等してもよい。また、コンベアを用いずに、開口部３近傍に載置台を設け、搬送ロボットが、把持している培養容器等を載置台に載置したり、載置台に載置されている培養容器等を把持して搬送する構成としてもよい。また、載置台も設けずに、搬送ロボット同士が培養容器等を渡し合う構成としてもよい。また、１台の作業ユニットに複数台の搬送ロボットを装備させてもよい。

図８は、本発明の実施の形態１における細胞培養装置の制御ブロックの一例を示すブロック図である。図８に示すように、作業ユニット２は制御部１８を備える。この制御部１８は、作業ユニットが装備する設備の動作を制御する。また、細胞培養装置は、各作業ユニットの制御部１８に接続し当該装置全体の動作を管理・制御する上位制御部１９を備える。すなわち、上位制御部１９は、当該装置の現在の状況を把握して、各作業ユニットの制御部１８へ指令を送る。各作業ユニットの制御部１８は、上位制御部１９からの指令に基づき、作業ユニットが装備する設備の動作を制御する。

なお、作業ユニットが装備する設備のうち、作業ユニット内部のメンテナンスを行うために設けた開口部の遮断扉や、細胞培養装置の外部から内部へ培養容器を搬入したり、細胞培養装置の内部から外部へ培養容器を搬出したりするために設けた開口部の遮断扉については、手動で開閉する構成としてもよい。

以上のように作業ユニットを構成することにより、連接されている作業ユニット間で培養容器等を自由に搬送することができるので、連接されている作業ユニットの一部の他の作業ユニットへの入れ替え、連接されている作業ユニットの配置変換、作業ユニットの追加、不要な設備が装備されている作業ユニットの取り外し等が可能な細胞培養装置を提供することができる。よって、細胞培養装置を、所望の作業工程の仕様に合わせた様々な態様に変更することが可能となる。また、ＥＳ細胞やｉＰＳ細胞、間葉系幹細胞、体性幹細胞等の様々な細胞を培養対象とすることが可能となる。また、単層（接着）培養や浮遊培養、包埋培養等の様々な培養方法に用いることができる。また、実験レベルの小規模な細胞培養から、工業的な大量培養まで対応させることができる。

なお、無論、作業ユニットの入れ替え等を行うのにあわせて、動作プログラムの変更を行う必要がある。また、各作業ユニットの制御部と上位制御部は図８に示すように有線で接続してもよいが、作業ユニットの入れ替え等を容易に実行できるように、上位制御部と各作業ユニットの制御部とを無線で接続する構成とするのが好適である。

また、本実施の形態１では、作業ユニットの両側壁に形成された開口部を、隣接する作業ユニットの内部空間を互いに連通させる第１開口部３ｂか、または細胞培養装置の内部空間を外部と連通させる第２開口部３ａとして使用する場合について説明するが、例えば、作業ユニットの前壁に第２開口部３ａを形成してもよい。このようにすれば、細胞培養装置の端に配置される作業ユニット以外の作業ユニットにおいて、細胞培養装置の外部から内部への培養容器の搬入および細胞培養装置の内部から外部への培養容器の搬出が可能となる。また、この場合、細胞培養装置の両端に配置される各作業ユニットの両側壁のうちの他の作業ユニットと隣接する方の側壁にのみ開口部３ｂを設けてもよい。

また、第２開口部３ａを有する作業ユニットに、当該作業ユニットの内部空間よりも狭い内部空間を形成する筐体を備えた搬入搬出モジュールを設けて、細胞培養装置へ外部から培養容器を搬入する際には、まず搬入搬出モジュールに培養容器を格納して当該搬入搬出モジュールの内部空間を密閉した後に、当該搬入搬出モジュールから細胞培養装置の内部空間へ培養容器を搬出し、細胞培養装置から外部へ培養容器を搬出する際には、まず搬入搬出モジュールに培養容器を格納して当該搬入搬出モジュールの内部空間を密閉した後に、当該搬入搬出モジュールから細胞培養装置の外部へ培養容器を搬出する構成としてもよい。この場合、搬入搬出モジュールは、作業ユニットの内部に固定設置してもよいし、搬送可能に設置してもよい。また、搬入搬出モジュールは、作業ユニットの外部に固定設置してもよいし、搬送可能に設置してもよい。また、作業ユニットの第２開口部３ａを介して、細胞培養装置の内部と外部との間で搬入搬出モジュールを出し入れ可能に構成してもよい。但し、搬入搬出モジュールを設ける場合には、細胞培養装置の内部空間が外部と直接連通しないように構成する。

このように搬入搬出モジュールを設けることにより、コンタミネーションの防止を促進させることができる。また、搬入搬出モジュールの開口部の大きさを、当該開口部を通過させる培養容器が通過可能な最小の大きさとしたり、当該開口部を通過させる培養容器が通過可能な最小の大きさの開口領域が形成されるように、当該開口部を開閉する遮断扉を動作させることで、コンタミネーションの防止をより促進させることができる。また、搬入搬出モジュールの内部空間の大きさを、当該内部空間に格納させる培養容器の格納が可能な最小の大きさとすることで、コンタミネーションの防止をより促進させることができる。

続いて、本実施の形態１における細胞培養装置の一具体例として、当該装置を単層培養の継代操作に用いる場合の一例について説明する。なお、ここでは、作業ユニットとして、容器消毒ユニットＡ、細胞観察ユニットＢ、細胞処理ユニットＣ、細胞分配ユニットＤ、細胞培養ユニットＥがこの順に連接され、図１に示すように両端の作業ユニットに細胞培養装置の外部と内部を連通させる開口部が形成されており、図７に示すように各作業ユニットにコンベアと搬送ロボットが設置されている場合を例に説明するが、無論、本発明の細胞培養装置はこれに限定されるものではない。

まず、容器消毒ユニット（培養容器を消毒する消毒液噴射手段（消毒手段）を装備した搬入搬出ユニット）Ａについて説明する。図９は、容器消毒ユニットＡの構成の一例を説明するための説明図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図である。容器消毒ユニットＡは、細胞培養装置の外部から、細胞が播種された培地が入った蓋付きの培養容器２０が搬入されたときに、その搬入された培養容器２０の表面全体を、例えばエタノール（エチルアルコール）等の消毒液により消毒するためのユニットであり、消毒液を培養溶器の上側や下側方向から噴射する消毒液噴射モジュール等が装備されている。図１０に蓋付き培養容器の一例を示す。

なお、ここでは、消毒液噴射手段（消毒手段）を装備した作業ユニット（搬入搬出ユニット）へ細胞培養装置の外部から培養容器を搬入する場合について説明するが、消毒手段を装備しない搬入搬出ユニットを連接させてもよい。このように、消毒手段を装備しない搬入搬出ユニットを連接させた場合でも、継代操作に係る各作業を実行する作業ユニットの内部空間へ細胞培養装置の外部から培養容器を直接搬入しないで済むので、コンタミネーションの防止の促進を図ることができる。

細胞培養装置の一端に設置される容器消毒ユニットＡには、一方の開口部３を通じて細胞培養装置の外部から培養容器２０が搬入される。この外部からの培養容器の搬入は、例えば操作者が手動で行うようにしてもよい。この場合、細胞培養装置の外部から培養容器が搬入される開口部３の近傍に設けたコンベア１３は稼動する必要はない。そこで、細胞培養装置の外部から培養容器が搬入される開口部３近傍には、コンベアではなく載置台を設けてもよい。また、操作者が開口部３からコンベア１３上に培養容器を載置し、そのコンベア１３が所定の位置まで培養容器を搬送する構成としてもよい。なお、細胞培養装置の外部から培養容器を搬入するための開口部３の遮断扉４は、培養容器を搬入するときにのみ開け、搬入完了後、閉じる。また、細胞培養装置の外部から培養容器が搬入される際に、容器消毒ユニットＡの内部空間が隣接する作業ユニットの内部空間と連通しないように遮断扉を閉じておけば、コンタミネーションの防止をより向上させることができる。

容器消毒ユニットＡの搬送ロボットは、細胞培養装置の外部から搬入された培養容器２０を把持部１５により把持し、その把持した培養容器２０を消毒ステージ２３上に載置して、退避する。

容器消毒ユニットＡに装備された消毒液噴射モジュール（消毒液噴射手段）は、図９に示すように、網目状の消毒ステージ２３上に載置された培養容器２０に対して消毒液を斜め下方から噴射する対向配置された２個の第１消毒液噴射ノズル２１ａと、第１消毒液噴射ノズル２１ａを保持する第１ノズル保持部２２ａを有する。また、消毒ステージ２３上に載置された培養容器２０に対して消毒液を上方から噴射する第２消毒液噴射ノズル２１ｂと、第２消毒液噴射ノズル２１ｂを保持する第２ノズル保持部２２ｂを有する。また、図示しないが、第１、第２消毒液噴射ノズル２１ａ、２１ｂの後端には、消毒液が貯留されている消毒液貯留タンクと消毒液噴射ノズルとを接続する消毒液供給チューブの一端が接続しており、それらの消毒液供給チューブには電磁バルブおよび消毒液供給ポンプが介装されている。なお、消毒液供給ポンプや消毒液貯留タンクは、容器消毒ユニットＡの外部に設置してもよい。

また、図示しないが、消毒液噴射モジュールは、第１ノズル保持部２２ａを昇降させる昇降部を有する。この昇降部は、培養容器２０の底面および側面全体に消毒液が噴射されるように第１消毒液噴射ノズル２１ａを昇降させる。また、消毒液噴射モジュールは、第２ノズル保持部２２ｂを昇降させる昇降部を有する。この昇降部は、培養容器２０の上面全体に消毒液が噴射されるように第２消毒液噴射ノズル２１ｂを昇降させる。

以上説明した構成により、消毒液供給ポンプを稼動して、消毒液貯留タンクに貯留されている消毒液を消毒液噴射ノズル２１ａ、２１ｂから蓋付きの培養容器２０へ噴射することができる。なお、消毒液は、第１消毒液噴射ノズル２１ａと第２消毒液噴射ノズル２１ｂから同時に噴射してもよいし、それぞれから異なるタイミングで噴射してもよい。また、第１消毒液噴射ノズル２１ａと第２消毒液噴射ノズル２１ｂを昇降させる昇降部に代えて、または昇降部に加えて、消毒ステージ２３を昇降させる機構を設けてもよい。また、ここでは、培養容器２０に対して斜め下方から消毒液を噴射する第１消毒液噴射ノズル２１ａを２個用いる場合を例に説明したが、第１消毒液噴射ノズル２１ａは２個に限定されるものではなく、消毒ステージ２３上に載置された培養容器２０の底面および側面全体に消毒液を噴射可能に配置すればよい。

消毒作業が完了すると、搬送ロボットは、消毒ステージ２３上の培養容器２０を再び把持し、その把持した培養容器２０を次ぎの作業を実施するユニットに近い側の開口部３の近傍に設けたコンベア１３上に載置して、退避する。培養容器２０が載置されたコンベア１３は、次ぎの作業を実施するユニットが設置されている方向へ培養容器２０を搬送する。

なお、各ユニットＡ〜Ｅにおいて、隣接するユニットの開口部に繋がる開口部３の遮断扉４は、細胞培養中、常に開けておいてもよいし、隣接する作業ユニット間で培養容器等を搬送するタイミングで開閉してコンタミネーションの防止を促進させることもできる。また、細胞培養装置の外部から培養容器が搬入される作業ユニットや細胞培養装置の外部へ培養容器を搬出する作業ユニットにおいて、細胞培養装置の外部から培養容器が搬入される際や、細胞培養装置の外部へ培養容器を搬出する際に、当該作業ユニットの内部空間が隣接する作業ユニットの内部空間と連通しないように遮断扉を閉じておけば、コンタミネーションの防止を促進させることができる。

続いて、細胞観察ユニットＢについて説明する。図１１は、細胞観察ユニットＢの構成の一例を説明するための説明図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図である。細胞観察ユニットＢは、培養容器内や試料容器内の細胞を観察するためのユニットであり、撮影モジュール等が装備されている。ここでは、細胞観察ユニットＢにおいて、細胞が所定の増殖状態か否かの判定処理、細胞が培養容器の底面から剥離しているか否かの判定処理、培養容器中に細胞懸濁液が残存しているか否かの判定処理、一定量の細胞懸濁液中の細胞数をカウントする処理、および培養容器中に細胞が均一に播種されているか否かの判定処理等を実施する。

細胞観察ユニットＢの搬送ロボットは、一方の開口部３から搬入され、その開口部３近傍に設けたコンベア１３により所定の位置に搬送された培養容器等（図１１には、代表して培養容器２０を示している。）を把持部１５により把持し、その把持した培養容器等を観察ステージ２６上に載置して、退避する。観察ステージ２６は、培養容器等を下側から観察できるように、少なくとも培養容器等を載置する領域２６ａが透明な部材で構成されている。なお、培養容器等を下側から観察するために、培養容器を載置する領域や試料容器を載置する領域に切り抜き部を形成してもよい。但し、この場合、培養容器や試料容器が落ちないように切り抜き部を形成する必要がある。

また、隣接する一方のユニットから他方のユニットへ培養容器等を搬送するときには、搬送ロボットは、一方の開口部３から搬入された培養容器等を把持し、その把持した培養容器等を他方の開口部３近傍に設けたコンベア１３上へ載置して、退避する。

細胞観察ユニットＢに装備された撮影モジュール（撮影手段）は、図１１に示すように、顕微鏡２４ａと撮像素子２４ｂを備えた顕微鏡付きカメラと、顕微鏡付きカメラを保持するカメラ保持部２５を有する。また、図示しないが、顕微鏡付きカメラは細胞観察ユニットＢの制御部に接続しており、細胞観察ユニットＢの制御部は、顕微鏡付きカメラで撮像された画像を画像処理して、上記した細胞が所定の増殖状態か否かの判定処理等を実行し、その判定結果等の情報を上位制御部へ送る。なお、上位制御部において、細胞が所定の増殖状態か否かの判定処理等を実行してもよい。また、撮像した画像を表示装置に表示して、操作者が、細胞が所定の増殖状態か否かの判定等を行い、その判定結果等の情報を上位制御部に入力する構成としてもよい。

また、図示しないが、撮影モジュールは、カメラ保持部２５を昇降させる昇降部を有する。昇降部は、観察ステージ２６上に培養容器等が載置されると、観察ステージ２６の下方に待機している顕微鏡付きカメラを昇降させて焦点合わせを行う。

以上説明した構成により、細胞が所定の増殖状態か否かの判定処理等を実施することができる。なお、カメラ保持部２５を昇降させる昇降部に代えて、または昇降部に加えて、観察ステージ２６を昇降させる機構を設けてもよい。

細胞が所定の増殖状態か否かの判定処理等の作業が完了すると、搬送ロボットは、細胞観察ステージ２６上の培養容器等を再び把持し、その把持した培養容器等を次ぎの作業を実施するユニットに近い側の開口部３の近傍に設けたコンベア１３上に載置して、退避する。

なお、搬送ロボットにより培養容器等が載置されたコンベア１３は、次ぎの作業を実施するユニットが設置されている方向へ培養容器等を搬送する。

また、図示しないが、細胞観察ユニットＢには、培養容器等を細胞培養装置の外部へ排出するための排出機構が装備されている。例えば、搬送ロボットは、細胞懸濁液が残存しないと判定された培養容器を把持し、その把持した培養容器を排出機構へ搬送する。

続いて、細胞処理ユニットＣについて説明する。図１２は、細胞処理ユニットＣの構成の一例を説明するための説明図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図である。単層培養の継代操作を行う場合、培養容器の底面から細胞を剥離したり、細胞同士の接着を切る必要がある。細胞処理ユニットＣは、培養容器の底面から細胞を剥離したり、細胞同士の接着を切るための細胞剥離液を培養容器に注入するためのユニットであり、培地吸引モジュール、細胞洗浄液注入モジュール、細胞洗浄液吸引モジュール、細胞剥離液注入モジュール等が装備されている。ここでは、細胞処理ユニットＣにおいて、培養容器内の古い培地（ＦＢＳ）を吸引除去する作業、細胞洗浄液（例えばＰＢＳ）を培養容器内に注入する作業、培養容器内から細胞洗浄液を吸引除去する作業、培養容器内へ細胞剥離液（例えばトリプシン）を注入する作業を実施する。

細胞処理ユニットＣに装備された培地吸引モジュール（培地吸引手段）は、図１２に示すように、ピペット２７と、ピペット２７を保持するピペット保持部２８を有する。また、図示しないが、ピペット２７の後端には、廃棄タンクとピペット２７とを接続するチューブの一端が接続しており、そのチューブには電磁バルブおよび吸引ポンプが介装されている。なお、吸引ポンプや廃棄タンクは細胞処理ユニットＣの外部に設置してもよい。

以上説明した構成により、搬送ロボットに把持されている蓋が外された培養容器２０内にピペット２７を差し込み、吸引ポンプを稼動して培養容器２０から古い培地を吸い出し、廃棄タンクに廃棄することができる。図１３に蓋を外した培養容器の一例を示す。培養容器２０内へのピペット２７の差し込み動作は、搬送ロボットにより実行してもよいし、培地吸引モジュールにピペット保持部２８を昇降させる昇降部を設けて、培地吸引モジュール側で実行してもよいし、搬送ロボットおよび培地吸引モジュールの両方によって実行してもよい。なお、ピペットで培地を吸い出すときには、搬送ロボットにより培養容器２０を斜めに傾けるのが好適である。

細胞処理ユニットＣに装備された細胞洗浄液注入モジュール（細胞洗浄液注入手段）は、図１２に示すように、ピペット２９と、ピペット２９を保持するピペット保持部３０を有する。また、図示しないが、ピペット２９の後端には、細胞洗浄液が貯留されている細胞洗浄液貯留タンクとピペット２９とを接続する細胞洗浄液供給チューブの一端が接続しており、その細胞洗浄液供給チューブには電磁バルブおよび細胞洗浄液供給ポンプが介装されている。なお、細胞洗浄液供給ポンプや細胞洗浄液貯留タンクは細胞処理ユニットＣの外部に設置してもよい。

以上説明した構成により、搬送ロボットに把持されている蓋が外された培養容器２０内にピペット２９を差し込み、細胞洗浄液供給ポンプを稼動して、細胞洗浄液貯留タンクに貯留されている細胞洗浄液を培養容器２０へ注入することができる。培養容器２０内へのピペット２９の差し込み動作は、搬送ロボットにより実行してもよいし、細胞洗浄液注入モジュールにピペット保持部３０を昇降させる昇降部を設けて、細胞洗浄液注入モジュール側で実行してもよいし、搬送ロボットと細胞洗浄液注入モジュールの両方によって実行してもよい。なお、細胞洗浄液の注入後、搬送ロボットにより培養容器２０を揺動させ、培養容器２０の底面全面に細胞洗浄液が均一に行き渡るようにするのが好適である。

細胞処理ユニットＣに装備された細胞洗浄液吸引モジュール（細胞洗浄液吸引手段）は、図１２に示すように、ピペット３１と、ピペット３１を保持するピペット保持部３２を有する。また、図示しないが、ピペット３１の後端には、廃棄タンクとピペット３１とを接続するチューブの一端が接続しており、そのチューブには電磁バルブおよび吸引ポンプが介装されている。なお、吸引ポンプや廃棄タンクは細胞処理ユニットＣの外部に設置してもよい。

以上説明した構成により、搬送ロボットに把持されている蓋が外された培養容器２０内にピペット３１を差し込み、吸引ポンプを稼動して培養容器２０から細胞洗浄液を吸い出し、廃棄タンクに廃棄することができる。培養容器２０内へのピペット３１の差し込み動作は、搬送ロボットにより実行してもよいし、細胞洗浄液吸引モジュールにピペット保持部３２を昇降させる昇降部を設けて、細胞洗浄液吸引モジュール側で実行してもよいし、搬送ロボットと細胞洗浄液吸引モジュールの両方によって実行してもよい。なお、ピペットで細胞洗浄液を吸い出すときには、搬送ロボットにより培養容器２０を斜めに傾けるのが好適である。

細胞処理ユニットＣに装備された細胞剥離液注入モジュール（細胞剥離液注入手段）は、図１２に示すように、ピペット３３と、ピペット３３を保持するピペット保持部３４を有する。また、図示しないが、ピペット３３の後端には、細部剥離液が貯留されている細胞剥離液貯留タンクとピペット３３とを接続する細胞剥離液供給チューブの一端が接続しており、その細胞剥離液供給チューブには電磁バルブおよび細胞剥離液供給ポンプが介装されている。なお、細胞剥離液供給ポンプや細胞剥離液貯留タンクは細胞処理ユニットＣの外部に設置してもよい。

以上説明した構成により、搬送ロボットに把持されている蓋が外された培養容器２０内にピペット３３を差し込み、細胞剥離液供給ポンプを稼動して、細胞剥離液貯留タンクに貯留されている細胞剥離液を培養容器２０へ注入することができる。培養容器２０内へのピペット３３の差し込み動作は、搬送ロボットにより実行してもよいし、細胞剥離液注入モジュールにピペット保持部３４を昇降させる昇降部を設けて、細胞剥離液注入モジュール側で実行してもよいし、搬送ロボットと細胞剥離液注入モジュールの両方によって実行してもよい。なお、細胞剥離液の注入後、搬送ロボットにより培養容器２０を揺動させ、培養容器２０の底面全面に細胞剥離液が均一に行き渡るようにするのが好適である。

続いて、細胞処理ユニットＣの搬送ロボットの動作について説明する。搬送ロボットは、一方の開口部３から搬入され、その開口部３近傍に設けたコンベア１３により所定の位置に搬送された培養容器２０の蓋を把持して、その把持した蓋を図示しない蓋載置台上に載置した後、蓋を外した培養容器２０を把持して、その把持した培養容器２０を、培地吸引モジュールの作業エリア、細胞洗浄液注入モジュールの作業エリア、細胞洗浄液吸引モジュールの作業エリア、細胞剥離液注入モジュールの作業エリアへこの順に搬送する。そして、細胞剥離液注入作業が完了すると、次ぎの作業を実施するユニットに近い側の開口部３の近傍に設けたコンベア１３上に培養容器２０を載置し、蓋載置台上の蓋を把持して、その把持した蓋をコンベア１３上の培養容器２０に被せた後、退避する。

また、隣接する一方のユニットから他方のユニットへ培養容器等を搬送するときには、搬送ロボットは、一方の開口部３から搬入された培養容器等を把持し、その把持した培養容器等を他方の開口部３近傍に設けたコンベア１３上に載置して、退避する。

続いて、細胞分配ユニットＤについて説明する。図１４は、細胞分配ユニットＤの構成の一例を説明するための縦断面図であり、細胞分配ユニットＤの一部を示している。細胞分配ユニットＤは、培養容器の底面から剥離した細胞を所定数ずつ複数個の培養容器へ分配するためのユニットであり、培地注入モジュール、ピペッティングモジュール、遠沈管ストック部、遠沈管蓋開閉モジュール、遠心分離モジュール、上清液吸引モジュール、試料採取モジュール、培養容器ストック部、細胞分配モジュール等が装備されている。

細胞分配ユニットＤに装備された培地注入モジュール（培地注入手段）は、図１４に示すように、ピペット３５と、ピペット３５を保持するピペット保持部３６を有する。また図示しないが、ピペット３５の後端には、培地が貯留されている培地貯留タンクとピペット３５とを接続する培地供給チューブの一端が接続しており、その培地供給チューブには電磁バルブおよび培地供給ポンプが介装されている。なお、培地供給ポンプや培地貯留タンクは細胞分配ユニットＤの外部に設置してもよい。

以上説明した構成により、搬送ロボットに把持されている蓋が外された培養容器２０や遠沈管３７内にピペット３５を差し込み、培地供給ポンプを稼動して、培地貯留タンクに貯留されている培地を培養容器２０や遠沈管３７へ注入することができる。培養容器２０や遠沈管３７内へのピペット３５の差し込み動作は、搬送ロボットにより実行してもよいし、培地注入モジュールにピペット保持部３６を昇降させる昇降部を設けて、培地注入モジュール側で実行してもよいし、搬送ロボットと培地注入モジュールの両方によって実行してもよい。図１５（ａ）に培養容器２０内にピペット３５が差し込まれている状態の一例を示す。また、図１５（ｂ）に遠沈管３７内にピペット３５が差し込まれている状態の一例を示す。なお、図１５には、搬送ロボットの把持部１５については図示していない。また、図１６に、搬送ロボットの把持部１５が、蓋が外された遠沈管３７を把持している状態の一例を示す。

細胞分配ユニットＤに装備されたピペッティングモジュール（ピペッティング手段）は、図１４に示すように、駒込ピペット３８と、駒込ピペット３８を保持するピペット保持部３９を有する。また、図示しないが、駒込ピペット３８の後端はチューブを介してポンプに接続しており、そのチューブには電磁バルブが介装されている。なお、ポンプは細胞分配ユニットＤの外部に設置してもよい。図１７に、ピペット保持部３９が駒込ピペット３８を保持している状態の一例を示す。

以上説明した構成により、搬送ロボットに把持されている蓋が外された培養容器２０や遠沈管３７内に駒込ピペット３８を差し込み、ポンプを稼動して、培養容器２０や遠沈管３７内の細胞懸濁液を駒込ピペット３８に吸入したり、駒込ピペット３８内の細胞懸濁液を培養容器２０や遠沈管３７へ吐出したり、また、搬送ロボットに把持されている蓋が外された遠沈管３７内に駒込ピペット３８を差し込み、ポンプを稼動して、遠沈管３７内の細胞懸濁液の定量的な吸入および吐出を繰り返して、遠沈管３７内の細胞懸濁液を攪拌することができる。培養容器２０や遠沈管３７内への駒込ピペット３８の差し込み動作は、搬送ロボットにより実行してもよいし、ピペッティングモジュールにピペット保持部３９を昇降させる昇降部を設けて、ピペッティングモジュール側で実行してもよいし、搬送ロボットとピペッティングモジュールの両方によって実行してもよい。

なお、細胞懸濁液の吸引時や攪拌時には、搬送ロボットにより培養容器２０や遠沈管３７を斜めに傾けるのが好適である。また、遠沈管３７を傾ける場合、ピペッティングモジュールに駒込ピペット３８を傾ける機構を設けて、遠沈管３７の傾きに応じて駒込ピペット３８を傾けるようにするのが好適である。

細胞分配ユニットＤに装備された遠沈管ストック部４０は、複数本の遠沈管３７を立てた状態でストックする台であり、遠沈管ストック部４０には、継代操作前に複数本の空の遠沈管３７がストックされる。

細胞分配ユニットＤに装備された遠沈管蓋開閉モジュール（遠沈管蓋開閉手段）４１は、搬送ロボットにより把持されている遠沈管３７の蓋の開閉を行うモジュールであり、例えば、遠沈管の蓋を狭持する狭持部と、狭持部を回動および昇降させる駆動部を有し、遠沈管の蓋を狭持している狭持部を駆動部により回動および上昇させて遠沈管の蓋を開け、また遠沈管の蓋を狭持している狭持部を駆動部により回動および下降させて遠沈管の蓋を閉める構成となっている。図１８に、搬送ロボットの把持部１５が、蓋３７ａが閉められた遠沈管３７を把持している状態の一例を示す。また、図１９に、搬送ロボットにより把持されている遠沈管の蓋３７ａを、遠沈管蓋開閉モジュール４１の狭持部４１ａが狭持している状態の一例を示す。

細胞分配ユニットＤに装備された遠心分離モジュール（遠心分離手段）４２は、搬送ロボットによりセットされた蓋付きの遠沈管を回転して、遠心力により細胞懸濁液から細胞を分離するモジュールであり、この遠心分離モジュール４２の遠心分離作業により、遠沈管の底部に細胞塊を形成する。

細胞分配ユニットＤに装備された上清液吸引モジュール（上清液吸引手段）は、図１４に示すように、ピペット４３と、ピペット４３を保持するピペット保持部４４を有する。また、図示しないが、ピペット４３の後端には、廃棄タンクとピペット４３とを接続するチューブの一端が接続しており、そのチューブには電磁バルブおよび吸引ポンプが介装されている。なお、吸引ポンプや廃棄タンクは細胞分配ユニットＤの外部に設置してもよい。

以上説明した構成により、搬送ロボットに把持されている蓋が外された遠沈管３７内にピペット４３を差し込み、吸引ポンプを稼動して、遠心分離作業後の遠沈管３７から上清液を吸い出し、廃棄タンクに廃棄することができる。遠沈管３７内へのピペット４３の差し込み動作は、搬送ロボットにより実行してもよいし、上清液吸引モジュールにピペット保持部４４を昇降させる昇降部を設けて、上清液吸引モジュール側で実行してもよいし、搬送ロボットと上清液吸引モジュールの両方によって実行してもよい。

なお、ピペットで上清液を吸い出すときには、搬送ロボットにより遠沈管３７を斜めに傾けるのが好適である。また、この場合、上清液吸引モジュールにピペット４３を傾ける機構を設けて、遠沈管３７の傾きに応じてピペット４３を傾けるようにするのが好適である。

細胞分配ユニットＤに装備された試料採取モジュール（試料採取手段）は、遠沈管３７内の細胞懸濁液のうちの一定量を駒込ピペットに吸入して、その吸入した駒込ピペット内の細胞懸濁液を試料容器へ吐出したり、試料容器内の細胞懸濁液を駒込ピペットに吸入して、その吸入した駒込ピペット内の細胞懸濁液を遠沈管へ吐出するモジュールであり、図１４に示すように、駒込ピペット４５と、駒込ピペット４５を保持するピペット保持部４６を有する。また、図示しないが、駒込ピペット４５の後端はチューブを介してポンプに接続しており、そのチューブには電磁バルブが介装されている。なお、ポンプは細胞分配ユニットＤの外部に設置してもよい。

また、試料採取モジュールは、ピペット保持部４６を横方向（Ｘ方向）へ移動させるピペット移動機構（図示せず）と、試料容器４８を把持する把持部４７を有する。図示しないピペット移動機構は、遠沈管内の細胞懸濁液の吸入等を実施する作業エリアと、試料容器への細胞懸濁液の吐出等を実施する作業エリアとの間で、ピペット保持部４６を搬送する機構である。また、把持部４７は、例えば４本のアーム４７ａで、試料容器４８の両端部を縦方向に把持する構成等にすればよい。

図２０に試料採取モジュールの構成の一例を示す。図２０に示すように、図示しないピペット移動機構は、搬送ロボットの把持部１５に把持されている遠沈管３７の上方、および試料採取モジュールの把持部４７に把持されている試料容器４８の上方へ駒込ピペット４５を移動させる。

図２１に試料容器の一例を示す。試料容器４８は、基台４９と、基台４９に形成された凹部５０と、凹部５０を開閉するスライド自在なスライド部材５１を有す。基台４９は、細胞観察ユニットＢにおいて凹部５０内の細胞の観察が可能なように、凹部５０の底面部分が透明な部材で構成されている。スライド部材５１には被把持部５１ａが接合している。搬送ロボットの把持部１５は、試料採取モジュールの把持部４７に把持されている試料容器４８のスライド部材５１の被把持部５１ａを把持して、スライド部材５１をスライドさせる。

以上説明した構成により、搬送ロボットに把持されている蓋が外された遠沈管３７内に駒込ピペット４５を差し込み、ポンプを稼動して、遠沈管３７内の細胞懸濁液のうちの一定量を駒込ピペット４５に吸入したり、駒込ピペット４５内の細胞懸濁液を遠沈管３７へ吐出することができる。遠沈管３７内への駒込ピペット４５の差し込み動作は、搬送ロボットにより実行してもよいし、試料採取モジュールにピペット保持部４６を昇降させる昇降部を設けて、試料採取モジュール側で実行してもよいし、搬送ロボットと試料採取モジュールの両方によって実行してもよい。

なお、細胞懸濁液の吸引時には、搬送ロボットにより遠沈管３７を斜めに傾けるのが好適である。また、この場合、試料採取モジュールに駒込ピペット４５を傾ける機構を設けて、遠沈管３７の傾きに応じて駒込ピペット４５を傾けるようにするのが好適である。

また、把持部４７に把持されている試料容器の凹部５０内に駒込ピペット４５を差し込み、ポンプを稼動して、駒込ピペット４５内の細胞懸濁液を試料容器の凹部５０へ吐出したり、試料容器の凹部５０内の細胞懸濁液を駒込ピペット４５に吸入したりすることができる。なお、試料容器の凹部５０内への駒込ピペット４５の差し込み動作は、試料採取モジュールに、ピペット保持部４６と把持部４７の少なくとも一方を昇降させる昇降部を設けることで実現できる。

細胞分配ユニットＤに装備された培養容器ストック部５２は、複数個の蓋付きの培養容器２０を積み重ねた状態でストックする台であり、培養容器ストック部５２には、継代操作前に複数個の空の培養容器２０がストックされる。

細胞分配ユニットＤに装備された細胞分配モジュール（細胞分配手段）は、図１４に示すように、駒込ピペット５３と、駒込ピペット５３を保持するピペット保持部５４を有する。また、図示しないが、駒込ピペット５３の後端はチューブを介してポンプに接続しており、そのチューブには電磁バルブが介装されている。なお、ポンプは細胞分配ユニットＤの外部に設置してもよい。

以上説明した構成により、搬送ロボットに把持されている蓋が外された遠沈管３７内に駒込ピペット５３を差し込み、ポンプを稼動して、遠沈管３７内の細胞懸濁液を駒込ピペット５３に吸入したり、搬送ロボットに把持されている蓋が外された培養容器２０内に駒込ピペット５３を差し込み、ポンプを稼動して、駒込ピペット５７内の細胞懸濁液のうちの所定量を培養容器２０へ吐出したり、また、搬送ロボットに把持されている蓋が外された遠沈管３７内に駒込ピペット５３を差し込み、ポンプを稼動して、遠沈管３７内の細胞懸濁液の定量的な吸入および吐出を繰り返して、遠沈管３７内の細胞懸濁液を攪拌することができる。培養容器２０や遠沈管３７内への駒込ピペット５３の差し込み動作は、搬送ロボットにより実行してもよいし、細胞分配モジュールにピペット保持部５４を昇降させる昇降部を設けて、細胞分配モジュール側で実行してもよいし、搬送ロボットと細胞分配モジュールの両方によって実行してもよい。

なお、細胞懸濁液の吸入時や攪拌時には、搬送ロボットにより遠沈管３７を斜めに傾けるのが好適である。また、この場合、細胞分配モジュールに駒込ピペット５３を傾ける機構を設けて、遠沈管３７の傾きに応じて駒込ピペット５３を傾けるようにするのが好適である。

また、図示しないが、細胞分配ユニットＤには、遠沈管等を細胞培養装置の外部へ排出するための排出機構が装備されている。搬送ロボットは、使用済みの遠沈管や試料容器を排出機構へ搬送する。

続いて、細胞分配ユニットＤの搬送ロボットの動作について説明する。搬送ロボットは、一方の開口部３から搬入され、その開口部３近傍に設けたコンベア１３により所定の位置に搬送された培養容器２０の蓋を把持して、その把持した蓋を図示しない蓋載置台上に載置した後、蓋を外した培養容器２０を把持して、その把持した培養容器２０を、培地注入モジュールの作業エリアへ搬送する。なお、隣接する一方のユニットから他方のユニットへ培養容器等を搬送するときには、搬送ロボットは、一方の開口部３から搬入された培養容器等を把持し、その把持した培養容器等を他方の開口部３近傍に設けたコンベア１３上へ載置して、退避する。また、培養容器等が載置されたコンベア１３は、次ぎの作業を実施するユニットが設置されている方向へ培養容器等を搬送する。

培地注入モジュールにより培養容器２０内に培地が注入されると、搬送ロボットは、その培地が注入された培養容器２０をピペッティングモジュールの作業エリアへ搬送し、ピペッティングモジュールにより培養容器２０内の細胞懸濁液が駒込ピペット３８に吸入されると、次ぎの作業を実施するユニットに近い側の開口部３の近傍に設けたコンベア１３上に培養容器２０を載置した後、蓋載置台に載置した蓋を把持し、その把持した蓋をコンベア１３上の培養容器２０に被せる。

なお、培養容器２０が載置されたコンベア１３は、次ぎの作業を実施するユニットが設置されている方向へ培養容器２０を搬送する。具体的には、この培養容器２０は、細胞観察ユニットＢへ搬送される。そして、培養容器２０内に細胞懸濁液が残存しないと判定されると、培養容器２０は細胞観察ユニットＢの排出機構へ搬送される。

次に、搬送ロボットは、遠沈管ストック部４０にストックされている遠沈管３７を把持し、その把持した遠沈管３７を遠沈管蓋開閉モジュール４１の作業エリアへ搬送する。遠沈管蓋開閉モジュール４１により遠沈管３７の蓋が外されると、搬送ロボットは、その蓋が外された遠沈管３７をピペッティングモジュールの作業エリアへ搬送し、ピペッティングモジュールにより、培養容器２０から吸入した駒込ピペット３８内の細胞懸濁液が遠沈管３７へ吐出されると、遠沈管蓋開閉モジュール４１の作業エリアへ遠沈管３７を搬送する。そして、遠沈管蓋開閉モジュール４１により遠沈管３７の蓋が閉められると、搬送ロボットは、その蓋付きの遠沈管３７を遠心分離モジュール４２にセットして、退避する。

次に、搬送ロボットは、遠心分離作業後、遠心分離モジュールにセットされている蓋付きの遠沈管３７を把持し、その把持した遠沈管３７を遠沈管蓋開閉モジュール４１の作業エリアへ搬送する。遠沈管蓋開閉モジュール４１により遠沈管３７の蓋が外されると、搬送ロボットは、その蓋が外された遠沈管３７を上清液吸引モジュールの作業エリアへ搬送し、上清液吸引モジュールにより遠沈管３７内の上清液が吸引除去されると、培地注入モジュールの作業エリアへ遠沈管３７を搬送する。

次に、搬送ロボットは、培地注入モジュールにより遠沈管３７内に培地が注入されると、その培地が注入された遠沈管３７をピペッティングモジュールの作業エリアへ搬送し、ピペッティングモジュールにより遠沈管３７内の細胞懸濁液が攪拌されると、試料採取モジュールの作業エリアへ遠沈管３７を搬送する。

次に、搬送ロボットは、試料採取モジュールにより遠沈管３７内の細胞懸濁液のうちの一定量が駒込ピペット４５に吸入されると、遠沈管蓋開閉モジュール４１の作業エリアへ遠沈管３７を搬送し、遠沈管蓋開閉モジュール４１により遠沈管３７の蓋が閉められると、その蓋付きの遠沈管３７を遠沈管ストック部４０に立てる。

次に、搬送ロボットは、図示しない試料容器ストック部にストックされている試料容器４８を把持し、その把持した試料容器４８を試料採取モジュールの把持部４７に渡す。次に、搬送ロボットは、試料採取モジュールの把持部４７に把持されている試料容器４８のスライド部材５１をスライドさせて凹部５０を開ける。次に、搬送ロボットは、試料採取モジュールにより、遠沈管３７から吸入した駒込ピペット４５内の細胞懸濁液が試料容器の凹部５０へ吐出されると、試料容器４８のスライド部材５１をスライドさせて凹部５０を閉じる。

次に、搬送ロボットは、試料採取モジュールの把持部４７に把持されている試料容器４８を把持し、試料採取モジュールの把持部４７が試料容器４８を解放すると、その把持した試料容器４８を、次ぎの作業を実施するユニットに近い側の開口部３の近傍に設けたコンベア１３上に載置して、退避する。

なお、試料容器４８が載置されたコンベア１３は、次ぎの作業を実施するユニットが設置されている方向へ試料容器４８を搬送する。具体的には、この試料容器４８は、細胞観察ユニットＢへ搬送され、細胞懸濁液中の細胞数がカウントされた後、再度、細胞分配ユニットＤへ搬送される。また、細胞観察ユニットＢにおいてカウントされた細胞数の情報は上位制御部に送られる。上位制御部は、その細胞数に基づき、所定数の細胞ずつ分配されるように、細胞懸濁液を分配する量を決定する。そして、その決定した分配量の情報を、細胞分配ユニットＤの制御部へ送る。

次に、搬送ロボットは、搬入された試料容器４８を把持して、その把持した試料容器４８を試料採取モジュールの把持部４７に渡す。次に、搬送ロボットは、試料採取モジュールの把持部４７に把持されている試料容器４８のスライド部材５１をスライドさせて凹部５０を開ける。次に、搬送ロボットは、試料採取モジュールにより試料容器の凹部５０内の細胞懸濁液が駒込ピペット４５に吸入されると、試料容器４８のスライド部材５１をスライドさせて凹部５０を閉じる。次に、搬送ロボットは、試料採取モジュールの把持部４７に把持されている試料容器４８を把持し、試料採取モジュールの把持部４７が試料容器４８を解放すると、その把持した試料容器４８を排出機構へ搬送する。

次に、搬送ロボットは、遠沈管ストック部４０にストックした、細胞懸濁液が入っている遠沈管３７を把持し、その把持した遠沈管３７を遠沈管蓋開閉モジュール４１の作業エリアへ搬送する。遠沈管蓋開閉モジュール４１により遠沈管３７の蓋が外されると、搬送ロボットは、その蓋が外された遠沈管３７を試料採取モジュールの作業エリアへ搬送し、試料採取モジュールにより、試料容器４８から回収された駒込ピペット４５内の細胞懸濁液が遠沈管３７へ吐出されると、ピペッティングモジュールの作業エリアへ遠沈管３７を搬送する。

次に、搬送ロボットは、ピペッティングモジュールにより遠沈管３７内の細胞懸濁液が駒込ピペット３８に吸入されると、遠沈管蓋開閉モジュール４１の作業エリアへ遠沈管３７を搬送する。遠沈管蓋開閉モジュール４１により遠沈管３７の蓋が閉められると、搬送ロボットは、その蓋が閉められた遠沈管３７を排出機構へ搬送する。

次に、搬送ロボットは、ピペッティングモジュールの駒込ピペット４５に吸入した細胞懸濁液中の細胞が所定数ずつ複数個の培養容器２０に播種されるように、以下の動作を繰り返す。

すなわち、搬送ロボットは、まず遠沈管ストック部４０にストックされている空の遠沈管３７を把持し、その把持した遠沈管３７を遠沈管蓋開閉モジュール４１の作業エリアへ搬送する。遠沈管蓋開閉モジュール４１により遠沈管３７の蓋が外されると、搬送ロボットは、その蓋が外された遠沈管３７をピペッティングモジュールの作業エリアへ搬送し、ピペッティングモジュールにより、駒込ピペット３８から所定数の細胞を含む量の細胞懸濁液が遠沈管３７へ吐出されると、培地注入モジュールの作業エリアへ遠沈管３７を搬送する。なお、細胞分配ユニットＤの制御部は、上位制御部により決定された細胞懸濁液の分配量に基づき、所定数の細胞を含む量の細胞懸濁液が吐出されるように、ピペッティングモジュールのポンプや電磁バルブを制御する。

次に、搬送ロボットは、培地注入モジュールにより遠沈管３７内に培地が注入されると、その培地が注入された遠沈管３７を細胞分配モジュールの作業エリアへ搬送し、細胞分配モジュールにより遠沈管３７内の細胞懸濁液が攪拌され、その攪拌された細胞懸濁液が駒込ピペット５３に吸入されると、遠沈管蓋開閉モジュール４１の作業エリアへ遠沈管３７を搬送する。遠沈管蓋開閉モジュール４１により遠沈管３７の蓋が閉められると、搬送ロボットは、その蓋が閉められた遠沈管３７を排出機構へ搬送する。

次に、搬送ロボットは、培養容器ストック部２０にストックされている培養容器２０の蓋を把持し、その把持した蓋を図示しない蓋載置台に載置した後、蓋が外された培養容器２０を把持し、その把持した培養容器２０を細胞分配モジュールの作業エリアへ搬送する。細胞分配モジュールにより駒込ピペット５３内の細胞懸濁液が培養容器２０へ吐出されると、搬送ロボットは、その細胞懸濁液が吐出された培養容器２０を次ぎの作業を実施するユニットに近い側の開口部３近傍に設けたコンベア１３上に載置した後、蓋載置台に載置した蓋を把持して、その把持した蓋をコンベア１３上の培養容器２０に被せる。そして、搬送ロボットは、遠沈管ストック部４０にストックされている空の遠沈管３７を把持するために、遠沈管ストック部４０へ移動する。

なお、培養容器２０が載置されたコンベア１３は、次ぎの作業を実施するユニットが設置されている方向へ培養容器２０を搬送する。具体的には、この培養容器２０は、細胞観察ユニットＢへ搬送される。そして、培養容器２０内に細胞が均一に播種されていると判定されると、培養容器２０は、次ぎの作業を実施するユニットへ搬送される。一方、培養容器２０内に細胞が均一に播種されていない場合には、搬送ロボットにその培養容器２０を把持させ、その把持した培養容器を前後左右に揺動させ、再度観察を実施する。

続いて、細胞培養ユニットＥについて説明する。図２２は、細胞培養ユニットＥの構成の一例を説明するための縦断面図である。細胞培養ユニットＥには、培養容器に播種されている細胞を所定の環境で培養する細胞培養モジュール（培養室）５５が装備されている。

図２３は細胞培養モジュール５５の一例を説明するための図である。図２３に示すように、細胞培養モジュール５５の筐体には、培養容器２０を搬入および搬出するための開口部５６が形成されている。また、開口部５６を開閉する遮断扉５７が設けられており、遮断扉５７を閉じると、細胞培養モジュール５５の内部空間が密閉される構造となっている。また、遮断扉５７は、開口部５６から培養容器２０を搬入および搬出するときに開閉する。このように細胞培養モジュール５５を密閉可能とすることで、培養環境の維持を図ることができる。

なお、ここでは開口部５６を１つ設けたが、複数の開口部を設けてもよい。また、遮断扉５７は、開口部５６を閉じたときに細胞培養モジュール５５の内部空間を密閉するためのものであり、遮断扉５７の配置位置は、細胞培養モジュール５５の筐体の外面側であっても内面側であってもよい。

また、図示しないが、細胞培養モジュール５５の内部には、二酸化炭素濃度センサと、二酸化炭素供給ノズルが設置されている。また、二酸化炭素供給ノズルの後端には、二酸化炭素タンクと二酸化炭素供給ノズルとを接続する二酸化炭素供給チューブの一端が接続しており、その二酸化炭素供給チューブには電磁バルブおよび二酸化炭素供給ポンプが介装されている。なお、二酸化炭素タンクと二酸化炭素供給ポンプは、細胞培養モジュール５５あるいは細胞培養ユニットＥの外部に設置してもよい。細胞培養ユニットＥの制御部は、二酸化炭素濃度センサの検出結果を基に、細胞培養モジュール５５の内部空間の二酸化炭素濃度が一定に維持されるように二酸化炭素供給ポンプと電磁バルブを制御する。

また、細胞培養モジュール５５の内部には、温度センサと加熱器が設置されており、細胞培養ユニットＥの制御部は、温度センサの検出結果を基に、細胞培養モジュール５５の内部空間の温度が一定に維持されるように加熱器を制御する。

また、細胞培養モジュール５５の内部には、湿度センサと加湿器が設置されており、細胞培養ユニットＥの制御部は、湿度センサの検出結果を基に、細胞培養モジュール５５の内部空間の湿度が一定に維持されるように加湿器を制御する。

以上説明した構成により、細胞培養モジュール５５の内部環境（培養環境）を細胞培養に適した状態（例えば、温度３７℃、湿度９５％、二酸化炭素濃度５％）に維持することができる。

また、細胞培養モジュール５５は、複数個の培養容器２０が載置される載置台５８と、この載置台５８を開口部５６から搬入および搬出する機構（図示せず）を備える。すなわち、載置台５８は、細胞培養モジュール５５の内部へ培養容器２０を搬入するとき、および細胞培養モジュール５５の内部から培養容器２０を搬出するときに、開口部５６から搬入および搬出される。

なお、培養容器２０が載置される載置台５８は多段に設けてもよい。多段に設ける場合、各段ごとに開口部を設けてもよいし、載置台を細胞培養モジュール５５の内部で搬送する機構を設けて、１つの開口部から搬入および搬出する構成としてもよい。

細胞培養ユニットＥの搬送ロボットは、一方の開口部３から搬入され、その開口部３近傍に設けたコンベア１３により所定の位置に搬送された培養容器２０を把持部１５により把持し、その把持した培養容器２０を、細胞培養モジュール５５から突出している載置台５８上に載置して、退避する。載置台５８は、搬送ロボットにより培養容器２０が載置されると、細胞培養モジュール５５の内部へ移動する。載置台５８が細胞培養モジュール５５の内部へ移動すると、遮断扉５７は閉じる。

また、搬送ロボットは、細胞培養モジュール５５から突出した載置台５８上の培養容器２０を把持し、その把持した培養容器２０を次ぎの作業を実施するユニットに近い側の開口部３の近傍に設けたコンベア１３上に載置して、退避する。載置台５８は、搬送ロボットにより培養容器２０が搬送されると、細胞培養モジュール５５の内部へ移動する。載置台５８が細胞培養モジュール５５の内部へ移動すると、遮断扉５７は閉じる。培養容器２０が載置されたコンベア１３は、次ぎの作業を実施するユニットが設置されている方向へ培養容器２０を搬送する。

また、細胞培養装置の他端に設置される細胞培養ユニットＥには、細胞培養装置の外部へ培養容器２０を搬出するための開口部３が形成されており、搬送ロボットは、細胞培養装置の外部に培養容器を搬出するときには、細胞培養装置の外部へ連通する開口部３の近傍に設けたコンベア１３上に培養容器２０を載置して、退避する。

細胞培養装置の外部への培養容器の搬出は、例えば操作者が手動で行うようにしてもよい。この場合、細胞培養装置の外部に連通する開口部３の近傍に設けたコンベア１３は稼動する必要はない。そこで、細胞培養装置の外部へ培養容器を搬出するための開口部の近傍には、コンベアではなく載置台を設けてもよい。また、所定の位置に載置された培養容器をコンベアが開口部近傍まで搬送する構成としてもよい。なお、細胞培養装置の外部へ培養容器を搬出するための開口部３の遮断扉４は、培養容器を搬出するときのみ開け、搬出完了後、閉じる。また、細胞培養装置の外部へ培養容器を搬出する際には、細胞培養ユニットＥの内部空間が隣接する作業ユニットの内部空間と連通しないように遮断扉を閉じておくのが好適である。

以上説明した容器消毒ユニットＡ、細胞観察ユニットＢ、細胞処理ユニットＣ、細胞分配ユニットＤ、細胞培養ユニットＥを連接することにより、単層培養の継代操作を実施することができる。続いて、この細胞培養装置による継代操作の一例について、図２４〜図２６を用いて説明する。

所定の培養環境に維持されたインキュベータから、細胞が播種された培地が入った培養容器が取り出され、その取り出された培養容器が容器消毒ユニットＡへ搬入されると（ステップＳ１）、容器消毒ユニットＡにより培養容器（蓋付き）の表面を消毒した後（ステップＳ２）、その消毒された培養容器を細胞観察ユニットＢへ搬送する。細胞観察ユニットＢは、培養容器の中を下側に設けた顕微鏡付きカメラにより撮影し、その撮影した画像を画像処理して、培養容器内の細胞が所定の増殖状態か否かの判定を行う（ステップＳ３）。

ステップＳ３における判定処理の結果、細胞が所定の増殖状態ではない場合（ステップＳ３のＮｏ）、培養容器を細胞培養ユニットＥへ搬送し、細胞培養ユニットＥの細胞培養モジュール５５の内部（培養室）に、所定時間、保管して細胞を培養した後（ステップＳ４）、細胞観察ユニットＢへ搬送して、細胞観察ユニットＢにより、再度、細胞が所定の増殖状態か否かの判定を行う（ステップＳ３）。

ステップＳ３における判定処理の結果、細胞が所定の増殖状態の場合には（ステップＳ３のＹｅｓ）、培養容器を細胞処理ユニットＣへ搬送する。細胞処理ユニットＣは、培養容器の蓋を外して、まず培地吸引モジュールにより培養容器内の古い培地を吸引して廃棄した後（ステップＳ５）、細胞洗浄液注入モジュールにより培養容器内に細胞洗浄液を所定量注入し（ステップＳ６）、搬送ロボットにより培養容器を揺動させて細胞洗浄液を培養容器の底面全面に行き渡らせ（ステップＳ７）、所定時間経過後、細胞洗浄液吸引モジュールにより培養容器内の細胞洗浄液を吸引して廃棄する（ステップＳ８）。このステップＳ６〜ステップＳ８の操作を所定回数繰り返す。

次に、細胞処理ユニットＣは、細胞剥離液注入モジュールにより培養容器内に所定量の細胞剥離液を注入し（ステップＳ９）、搬送ロボットにより培養容器を揺動させて細胞剥離液を培養容器の底面全面に行き渡らせる（ステップＳ１０）。

その後、蓋を被せた培養容器を細胞培養ユニットＥへ搬送して、所定時間、培養室に保管する（ステップＳ１１）。このように、細胞剥離液を注入した後、培養室で保温することで、培養容器の底面からの細胞の剥離、および細胞同士の接着の剥離を促進させることができる。なお、培養室で保温する代わりに、細胞剥離液を注入した後、その位置で所定の温度（例えば、約３７℃）で所定時間維持する構成としてもよい。

その後、培養容器を細胞観察ユニットＢへ搬送する。細胞観察ユニットＢは、培養容器の中を下側に設けた顕微鏡付きカメラにより撮影し、その撮影した画像を画像処理して、培養容器の底面から細胞が剥がれているか否か、細胞同士の接着が切れているか否かの判定を行う（ステップＳ１２）。

ステップＳ１２における判定処理の結果、培養容器の底面から細胞が剥がれていなかったり、細胞同士の接着が切れていない場合（ステップＳ１２のＮｏ）、培養容器を細胞培養ユニットＥへ搬送し、細胞培養ユニットＥの培養室に、所定時間、保管した後（ステップＳ１１）、細胞観察ユニットＢへ搬送して、再度、細胞観察ユニットＢにより、培養容器の底面から細胞が剥がれているか否か等の判定を行う（ステップＳ１２）。なお、培養室で保温する代わりに、細胞を観察した後、その位置で所定の温度（例えば、約３７℃）で所定時間維持する構成としてもよい。

ステップＳ１２における判定処理の結果、培養容器の底面から細胞が剥がれており、且つ細胞同士の接着が切れている場合には（ステップＳ１２のＹｅｓ）、培養容器を細胞分配ユニットＤへ搬送する。

細胞分配ユニットＤは、培養容器の蓋を外し、培地注入モジュールにより培養容器内に所定量の培地を注入して、細胞剥離液の反応を止めた後（ステップＳ１３）、ピペッティングモジュールにより培養容器内の細胞懸濁液を駒込ピペットに吸入する（ステップＳ１４）。

その後、蓋を被せた培養容器を細胞観察ユニットＢへ搬送する。細胞観察ユニットＢは、培養容器の中を下側に設けた顕微鏡付きカメラにより撮影し、その撮影した画像を画像処理して、培養容器内に細胞懸濁液が残存するか否かの判定を行う（ステップＳ１５）。

ステップＳ１５における判定処理の結果、培養容器内に細胞懸濁液が残存する場合（ステップＳ１５のＮｏ）、培養容器を細胞分配ユニットＤへ搬送し、細胞分配ユニットＤにより、再度、培養容器内の細胞懸濁液を駒込ピペットに吸入した後（ステップＳ１４）、培養容器を細胞観察ユニットＢへ搬送し、細胞観察ユニットＢにより、再度、細胞懸濁液が残存するか否かの判定を行う（ステップＳ１５）。

ステップＳ１５における判定処理の結果、培養容器内に細胞懸濁液が残存しない場合には（ステップＳ１５のＹｅｓ）、細胞分配ユニットＤは、遠沈管ストック部から遠沈管を取り出し、その取り出した遠沈管の蓋を開けて、ピペッティングモジュールにより駒込ピペット内の細胞懸濁液を遠沈管へ吐出して、遠沈管の蓋を閉める（ステップＳ１６）。なお、培養容器は、蓋を被せて、細胞観察ユニットＢの排出機構へ搬送する。

次に、細胞分配ユニットＤは、蓋を閉めた遠沈管を遠心分離モジュールにセットして、所定回転数で所定時間遠心分離を行い、細胞懸濁液から細胞を分離する（ステップＳ１７）。

遠心分離作業後、細胞分配ユニットＤは、遠心分離モジュールから遠沈管３７を取り出し、その取り出した遠沈管の蓋を開けて、上清液吸引モジュールにより遠沈管内から上清液を吸引して廃棄する（ステップＳ１８）。

次に、細胞分配ユニットＤは、培地注入モジュールにより遠沈管内に所定量の培地を注入した後（ステップＳ１９）、ピペッティングモジュールにより遠沈管内の細胞懸濁液を攪拌する（ステップＳ２０）。

次に、細胞分配ユニットＤは、試料採取モジュールにより、遠沈管内の攪拌された細胞懸濁液のうちの一定量を駒込ピペットに吸入し（ステップＳ２１）、その吸入した駒込ピペット内の細胞懸濁液を試料容器へ吐出する（ステップＳ２２）。

その後、細胞懸濁液が吐出された試料容器を細胞観察ユニットＢへ搬送する。細胞観察ユニットＢは、試料容器内の細胞懸濁液を撮影した画像を画像処理して、試料容器内の一定量の細胞懸濁液に含まれる細胞数をカウントする。上位制御部は、その細胞数に基づき、所定数の細胞ずつ分配されるように、細胞懸濁液を分配する量を決定する（ステップＳ２３）。

その後、試料容器を細胞分配ユニットＤへ搬送する。細胞分配ユニットＤは、試料採取モジュールにより試料容器内の細胞懸濁液を駒込ピペットに吸入し（ステップＳ２４）、その試料容器から回収した駒込ピペット内の細胞懸濁液を遠沈管へ吐出する（ステップＳ２５）。なお、細胞懸濁液が回収された試料容器は、細胞分配ユニットＤの排出機構へ搬送する。

次に、細胞分配ユニットＤは、ピペッティングモジュールにより遠沈管内の細胞懸濁液を駒込ピペットに吸入する（ステップＳ２６）。なお、遠沈管は、蓋を閉めて、細胞分配ユニットＤの排出機構へ搬送する。

次に、細胞分配ユニットＤは、遠沈管ストック部４０から空の遠沈管を取り出し、その取り出した遠沈管の蓋を開け、ピペッティングモジュールにより駒込ピペットから所定数の細胞を含む量の細胞懸濁液を遠沈管内へ吐出する（ステップＳ２７）。

次に、細胞分配ユニットＤは、培地注入モジュールにより遠沈管内に所定量の培地を注入して細胞懸濁液を希釈し（ステップＳ２８）、細胞分配モジュールにより遠沈管内の細胞懸濁液を攪拌して（ステップＳ２９）、その攪拌後の細胞懸濁液を駒込ピペットに吸入する（ステップＳ３０）。なお、遠沈管は、蓋を閉めて、細胞分配ユニットＤの排出機構へ搬送する。

次に、細胞分配ユニットＤは、培養容器ストック部にストックされている培養容器の蓋を外し、その蓋を外した培養容器を培養容器ストック部から取り出し、細胞分配モジュールにより駒込ピペット内の細胞懸濁液を培養容器へ吐出する（ステップＳ３１）。

以上のステップＳ２７〜Ｓ３１の処理を繰り返して、所定数の細胞を複数個の培養容器に播種する。

細胞が播種された培養容器は、蓋を被せて、細胞観察ユニットＢへ搬送する。細胞観察ユニットＢは、培養容器の中を下側に設けた顕微鏡付きカメラにより撮影し、その撮影した画像を画像処理して、培養容器内に細胞が均一に播種されているか否かを判定する（ステップＳ３２）。

ステップＳ３２における判定処理の結果、細胞が均一に播種されていない場合（ステップＳ３２のＮｏ）、搬送ロボットにその培養容器を把持させ、その把持した培養容器を前後左右に揺動させ、再度観察を実施する（ステップＳ３３）。

ステップＳ３２における判定処理の結果、細胞が均一に播種されている場合には（ステップＳ３２のＹｅｓ）、培養容器を細胞培養ユニットＥへ搬送し、培養室に保管して培養する（ステップＳ３４）。

上述したように、連接されている作業ユニットの一部の他の作業ユニットへの入れ替え等が可能であるので、例えば、培養する細胞の種類に応じた顕微鏡が装備されている細胞観察ユニットに入れ替えたり、培養方法に応じた処理を行う設備が装備されている細胞処理ユニットに入れ替えたり、培養する細胞の種類に応じた培養環境を提供する設備が装備されている細胞培養ユニットに入れ替えることができる。また、ここでは、遠心分離により細胞懸濁液から細胞を分離したが、例えば、温度応答性樹脂を用いて細胞を分離する設備や、電場や超音波を用いて細胞を分離する設備が装備された細胞分配ユニットに入れ替えることができる。また、遠心分離を行わずに継代操作を行うときには、遠心分離モジュールを装備しない細胞分配ユニットに入れ替えることができる。また、ユーザが有する既存の設備を利用するために、その既存の設備に対応する設備が装備されている作業ユニットを取り外すことができる。また、細胞培養ユニットを追加することができ、大量培養に対応することができる。また、消毒液噴射手段（消毒手段）を装備しない搬入搬出ユニットを追加してもよいし、消毒手段を装備した搬入搬出ユニットである容器消毒ユニットを、消毒手段を装備しない搬入搬出ユニットに入れ替えてもよいし、搬入搬出ユニットを設けない構成としてもよい。また、細胞懸濁液から細胞を分離する分離手段を装備しない細胞分配ユニットと、分離手段を装備した細胞分離ユニットを設けた構成としてもよい。

このように、作業ユニットの入れ替え等が可能であるので、ユーザが所望する設備が装備された細胞培養装置へ変更することができる。また、細胞懸濁液から細胞を分離する分離手段を装備しない細胞分配ユニットを使用する場合、細胞懸濁液から細胞を分離する方法を変更する際や、細胞培養装置から分離手段を取り外す際に、分離手段を装備した作業細胞分離ユニットを入れ替えたり、細胞分離ユニットを取り外すだけで済み、細胞分配ユニットを入れ替えずに済む。また、遠心分離モジュールを装備した細胞分配ユニットを用いて、遠心分離と並行して、培地注入作業や細胞懸濁液の定量的な吸入および吐出を繰り返すピペッティング作業等の各種液体操作を実行するには、遠心分離の振動による各種液体操作への影響を回避するために、振動を遮断する機構が必要となる。さらに、遠心分離を行う環境の適温と各種液体操作を行う環境の適温が異なる場合に、遠心分離と並行して各種液体操作を実行するには、遠心分離を実行する空間と各種液体操作を実行する空間を断熱する必要があり、また遠心分離と各種液体操作を並行して実行しない場合でも、細胞分配ユニットの内部空間の温度が遠心分離や各種液体操作に適した温度となるまで待機する必要がある。これに対して、細胞懸濁液から細胞を分離する分離手段を装備しない細胞分配ユニットと、分離手段を装備した細胞分離ユニットとを用いることにより、遠心分離による振動の他のユニットへの伝達を容易に遮断できるし、遠心分離を実行する空間と各種液体操作を実行する空間を容易に断熱できるので、遠心分離と並行して各種液体操作を実行することが容易となる。

また、ここでは、排出機構を細胞観察ユニットＢと細胞分配ユニットＤに設けたが、これに限らず、排出機構は、連接されている作業ユニットの少なくとも１台に設ければよい。

また、ここでは、細胞培養装置の内部空間において培養容器等を搬送する手段としてコンベアや搬送ロボットを使用する場合について説明したが、培養容器等を保持可能なステージを搬送させる構成としてもよいし、搬送ロボットやコンベアとステージを組み合わせた構成としてもよい。なお、コンベアやステージにより遠沈管を搬送する場合には、コンベアやステージにおいて遠沈管を立てた状態で保持する構成とするのが好適である。

また、各作業ユニット２の筐体は、互いに整数倍の幅を有するように形成するのが好適である。このようにすれば、連接されている作業ユニットの一部の他の作業ユニットへの入れ替え、連接されている作業ユニットの配置変換、作業ユニットの追加、不要な設備が装備されている作業ユニットの取り外し等が容易となる。特に、設置台上に作業ユニットを設置する構成や、作業ユニットを位置決めピンおよび位置決めピン用の挿入孔により位置決めする構成、作業ユニットを設置すると同時に、作業ユニットの電源コネクタに外部の電源コネクタが接続される構成等において有利となる。

また、培養容器に、ＩＣタグのような通信機能を備えた記憶装置（記憶手段）を設け、連接されている複数台の作業ユニットのうちの少なくとも１台に、その培養容器に設けた記憶装置と通信する通信装置（通信手段）を設けてもよい。このように構成すれば、例えば、細胞培養装置に外部から搬入する初代の細胞が播種された培養容器の記憶装置に、その細胞に関する情報を記憶させておき、継代操作により細胞が分配された各培養容器の記憶装置に、その初代の細胞に関する情報を記憶させることができ、細胞の管理が容易になる。また、例えば、細胞培養装置による作業の内容や、細胞観察ユニットで認識された細胞の状態等を培養容器の記憶装置に記憶させることにより、様々な条件で培養した細胞の比較が容易になる。また、培養室で保管を開始した時刻等の時間情報を記憶させることにより、各作業における時間管理が容易になる。

また、細胞培養装置に外部から搬入する培養容器に、ＩＣタグのような通信機能を備えた記憶装置（記憶手段）を設け、その記憶装置に予め全作業工程を記憶させておき、連接されている複数台の作業ユニットのうちの少なくとも１台に、その培養容器に設けた記憶装置と通信する通信装置（通信手段）を設けて、その培養容器の記憶装置から作業工程を読み出して上位制御部で管理して、各作業ユニットの設備を動作させる構成としてもよい。

また、継代操作に用いる培養容器や、遠沈管、試料容器に、ＩＣタグのような通信機能を備えた記憶装置（記憶手段）を設け、それらの記憶装置に予め作業工程を記憶させておき、連接されている複数台の作業ユニットのうちの少なくとも１台に、培養容器等に設けた記憶装置と通信する通信装置（通信手段）を設け、培養容器等の記憶装置から読み出した作業工程に従って各作業ユニットの設備を動作させる構成としてもよい。この場合、培養容器等の記憶装置から全工程を読み出して上位制御部で管理してもよいし、培養容器等が搬送される各作業ユニットに通信装置（通信手段）を設けて、それらの作業ユニットにおいて作業工程を順次読み出してもよい。なお、作業工程を順次読み出す場合は、終了した作業の情報を培養容器等の記憶装置に書き込むのが好適である。

このように培養容器等に設けた記憶装置に予め作業工程を記憶させることにより、細胞培養装置に装備されている各設備の動作を容易に変更することができ、培養の条件の変更が容易になる。また、連接されている作業ユニットの一部の他の作業ユニットへの入れ替え等を行ったときにも、培養容器等の記憶装置から読み出した作業工程に従って各設備を動作させることができ、容易に動作の内容を変更することができる。

また、各作業ユニットに、それぞれの内部空間に充填されている気体を清浄化する清浄化手段を設けたが、いずれか１台に清浄化手段を設けて、その清浄化手段により細胞培養装置の内部空間に充填されている気体を清浄化してもよい。また、清浄化手段に代えて、加熱や過酸化水素ガスにより細胞培養装置の内部空間（作業ユニットの内部空間）を滅菌する手段を設けてもよいし、清浄化手段と共に滅菌する手段を設けてもよい。

（実施の形態２）
以下、本発明の細胞培養装置の実施の形態２について、図面を交えて説明する。但し、前述の実施の形態１において説明した要素と同様の要素については同一符号を付して、説明を省略する。また、前述の実施の形態１において説明した構成および方法と同様の構成および方法についても、説明を省略する。

ここでは、本発明の細胞培養装置の実施の一形態として、凍結された細胞が入れられた凍結チューブ（凍結用容器）が搬入されると、その凍結された細胞を解凍し、その解凍した細胞を培養する細胞培養装置について説明する。

図２７は、本発明の実施の形態２における細胞培養装置の一例を示す斜視図である。図２７に示すように、この細胞培養装置は、作業ユニットとして、細胞解凍ユニット６０と、搬入搬出ユニット５９と、細胞継代ユニット６１と、細胞分離ユニット６２と、２台の細胞培養ユニット６３がこの順に連接されている。

なお、本実施の形態２では、搬入搬出ユニット５９の一方側に細胞解凍ユニット６０を配置し、他方側に細胞継代ユニット６１、細胞分離ユニット６２および細胞培養ユニット６３を配置したが、このようにすれば、高いクリーン度を要求されない細胞解凍ユニット６０と、高いクリーン度を要求される細胞継代ユニット６１、細胞分離ユニット６２および細胞培養ユニット６３とを搬入搬出ユニット５９を介して分離して、お互いの環境に対して影響を与え難くすることができる。

本実施の形態２では、細胞培養装置の内部空間を外部と連通させる第２開口部を有する作業ユニットとして、側壁ではなく前壁に第２開口部が形成された搬入搬出ユニット５９を用いる。搬入搬出ユニット５９は、細胞培養装置の端には配置されておらず、その両側壁には、隣接する作業ユニットの内部空間を互いに連通させる第１開口部が形成されている。但し、搬入搬出ユニット５９には、前述の実施の形態１で説明した消毒手段は装備されていない。

また、本実施の形態２では、搬入搬出ユニット５９の第２開口部を介して、凍結チューブの搬入、および培養容器の搬出を行う。したがって、前述の実施の形態１で説明したように、搬入搬出ユニット５９へ外部から凍結チューブが搬入される際や、搬入搬出ユニット５９から外部へ培養容器を搬出する際には、搬入搬出ユニット５９の内部空間が隣接する作業ユニットの内部空間と連通しないように遮断扉を閉じておくのが好適である。また、搬入搬出ユニット５９の第２開口部は、当該第２開口部を通過させる培養容器や凍結チューブが通過可能な最小の大きさとするのが好適である。または、第２開口部を通過させる培養容器や凍結チューブが通過可能な最小の大きさの開口領域が形成されるように遮断扉を動作させるのが好適である。または、この搬入搬出ユニット５９に、搬入搬出ユニット５９の内部空間よりも狭い内部空間を形成する筐体を備えた搬入搬出モジュールを設けるのが好適である。

細胞解凍ユニット６０には、搬送された凍結チューブ内の凍結された細胞を解凍させる設備や、その解凍された細胞を凍結チューブから遠沈管へ移す設備が装備されている。解凍された細胞を凍結チューブから遠沈管へ移す設備としては、例えば駒込ピペットにより凍結チューブ内の細胞懸濁液を吸引し、その駒込ピペット内に吸入された細胞懸濁液を遠沈管へ吐出する構成としてもよい。

また、本実施の形態２では、細胞培養に係る各種液体操作の作業工程に用いる設備が装備された液体操作ユニットとして、細胞継代ユニット６１が連接されている。本実施の形態２では、この細胞継代ユニット６１において、単層培養の継代操作に係る各種液体操作を実行する。具体的には、細胞継代ユニット６１には、前述の実施の形態１で説明した細胞観察ユニットＢが備える撮影モジュールや、細胞処理ユニットＣが備える細胞剥離液注入モジュール等、細胞分配ユニットＤが備える培地注入モジュール等の各設備が装備されている。但し、細胞継代ユニット６１には、細胞懸濁液から細胞を分離する設備は装備されておらず、細胞懸濁液から細胞を分離する設備は、細胞分離ユニット６２に装備されている。ここでは、細胞分離ユニット６２には、遠心分離により細胞懸濁液から細胞を分離する設備（遠心分離モジュール）が装備されている。

このように、細胞懸濁液から細胞を分離する設備を独立したユニットに装備させることで、前述の実施の形態１で説明したように、細胞懸濁液から細胞を分離する方法を変更する際や、細胞懸濁液から細胞を分離する装備を細胞培養装置から取り外す際に、細胞分離ユニットを入れ替えたり、細胞分離ユニットを取り外すだけで済む。また、遠心分離により細胞懸濁液から細胞を分離する場合、遠心分離による振動の他のユニットへの伝達を容易に遮断でき、かつ遠心分離を実行する空間と各種液体操作を実行する空間を容易に断熱できるので、遠心分離と並行して、培地吸引作業や培地注入作業等の各種液体操作を実行することが容易となる。

細胞培養ユニット６３は、前述の実施の形態１で説明した細胞培養ユニットＥと同様の構成であり、培養容器に播種されている細胞を所定の環境で培養する細胞培養モジュール（培養室）が装備されている。図２７には、細胞培養ユニットを２台使用する場合について例示しているが、無論、細胞培養ユニットの台数は２台に限定されるものではなく、細胞培養ユニットは１台以上連接させればよい。

なお、図２７には、各作業ユニットの制御部に接続し細胞培養装置全体の動作を管理・制御する上位制御部が装備されている制御装置６４と、加熱や過酸化水素ガスにより細胞培養装置の内部空間（作業ユニットの内部空間）を滅菌するための滅菌装置６５を図示している。

また、図２７には、細胞継代ユニット６１の幅が他の作業モジュールの幅よりも長い場合について例示している。このように、各作業モジュールの幅が異なる場合には、前述の実施の形態１で説明したように、各作業ユニットの筐体は、互いに整数倍の幅を有するように形成するのが好適である。

続いて、図２８を用いて、この細胞培養装置の動作の概要について説明する。図２８は、本発明の実施の形態２における細胞培養装置の動作の概略を示すブロック図である。図２８に示すように、この細胞培養装置には、搬入搬出ユニット５９の第２開口部を介して、外部から凍結チューブ６６が搬入される。凍結チューブ６６が搬入されると、搬入搬出ユニット５９は、隣接する細胞解凍ユニット６０へ凍結チューブ６６を搬送する。

細胞解凍ユニット６０は、例えば、搬送された凍結チューブ６６を温めた水等の液体に浸すことで、凍結チューブ６６内の細胞を解凍する。なお、無論、凍結された細胞の解凍方法はこれに限定されるものではなく、例えば、凍結チューブ６６内に温めた培地を注入した後に、ピペッティングを数回行う等してもよい。

細胞解凍ユニット６０は、解凍された細胞を遠沈管３７へ移し、その解凍された細胞が入れられた遠沈管３７に培地を注入した後、遠沈管３７に蓋をして、その蓋が閉められた遠沈管３７を搬入搬出ユニット５９へ搬送する。

なお、細胞解凍ユニット６０には、その内部空間において凍結チューブや遠沈管を搬送する設備や、温めた水等の液体に凍結チューブを浸漬させる設備、凍結チューブや遠沈管の蓋を開閉する設備、凍結チューブ内の細胞懸濁液を遠沈管へ移す設備、遠沈管ストック部、遠沈管に培地を注入する設備、使用済みの凍結チューブを細胞培養装置の外部へ排出するための排出機構等が装備されている。

解凍された細胞が入れられた遠沈管３７は、搬入搬出ユニット５９から、細胞継代ユニット６１を介して細胞分離ユニット６２へ搬送される。細胞分離ユニット６２は、遠心分離作業により遠沈管３７の底部に細胞塊を形成した後、この細胞塊が形成された遠沈管３７を細胞継代ユニット６１へ搬送する。

細胞塊が形成された遠沈管３７が搬送された細胞継代ユニット６１は、まず遠沈管３７内の上清液を吸引除去した後、遠沈管３７に培地を注入し、その新たな培地が注入された遠沈管３７内の細胞懸濁液を培養容器２０へ移し、その培養容器２０に蓋をして、その蓋をした培養容器２０を細胞分離ユニット６２へ搬送する。この培養容器２０は、細胞分離ユニット６２を介して細胞培養ユニット６３へ搬送される。細胞培養ユニット６３は、その培養容器２０内の細胞を培養室において培養する。培養容器２０内の細胞を培養した後の動作は、前述の実施の形態１で説明した継代操作の動作と同様であるので、ここでは説明を省略する。

なお、ここでは、細胞解凍ユニット６０において、解凍された細胞が入れられた遠沈管への培地の注入を行ったが、この遠沈管への培地の注入は、細胞継代ユニット６１において行ってもよい。また、ここでは、解凍された細胞を遠沈管へ移す場合について説明したが、一旦、培養容器へ移してもよい。

以上のように、細胞解凍ユニット６０と細胞継代ユニット６１との間に搬入搬出ユニット５９を介在させることで、細胞解凍ユニット６０と細胞継代ユニット６１とを離すことができるので、コンタミネーションの防止の促進を図ることができる。

なお、ここでは、作業ユニットとして、細胞解凍ユニット６０と、搬入搬出ユニット５９と、細胞継代ユニット６１と、細胞分離ユニット６２と、胞培養ユニット６３が連接されている構成について説明したが、例えば、凍結チューブ内の凍結された細胞を人手で解凍する場合には、図２９に示すように、細胞解凍ユニットを設けない構成としてもよい。なお、図２９には、培養容器を細胞培養装置へ搬入する場合について示している。この場合、前述の実施の形態１で説明したように、搬入搬出ユニット５９内に消毒手段（消毒液噴射手段）を設けてもよい。

また、ここでは、コンタミネーションの防止を促進させるために搬入搬出ユニットを連接させる場合について説明したが、例えば細胞培養装置の設置スペースの関係等から、図３０に示すように、搬入搬出ユニットを設けない構成としてもよい。なお、図３０には、培養容器を細胞培養装置へ搬入する場合について示している。この場合でも、安全キャビネット程度のクリーン度を維持することができる。また、この場合、前述の実施の形態１で説明したように、細胞培養装置の外部から培養容器が搬入される作業ユニット（図３０に示す例では、細胞継代ユニット６１）に、その作業ユニットの内部空間よりも狭い内部空間を形成する筐体を備えた搬入搬出モジュールを設けるのが好適である。

また、ここでは、遠心分離により細胞懸濁液から細胞を分離させる細胞分離ユニットを連接させる場合について説明したが、細胞懸濁液からの細胞の分離を行わずに継代操作を行うときには、図３１に示すように、細胞分離ユニットを設けない構成としてもよい。なお、図３１には、培養容器を細胞培養装置へ搬入する場合について示している。

また、ここでは、細胞継代ユニットに、培養容器等の中の細胞を観察するための撮影モジュールを装備させる場合について説明したが、細胞継代ユニットに撮影モジュールを装備させずに、撮影モジュールを装備させた作業モジュールを連接させた構成としてもよい。

また、ここでは、細胞継代に係る各種液体操作の作業工程に用いる設備が装備された細胞継代ユニット６１を使用する場合について説明したが、例えば前述の実施の形態１で説明したように、細胞観察ユニットＢと、細胞処理ユニットＣと、細胞懸濁液から細胞を分離する設備が装備されていない細胞分配ユニットＤを連接させてもよい。

また、前述の実施の形態１と同様に、凍結チューブと培養容器に、ＩＣタグのような通信機能を備えた記憶装置（記憶手段）を設け、連接されている複数台の作業ユニットのうちの少なくとも１台に、凍結チューブや培養容器の記憶装置と通信する通信装置（通信手段）を設けてもよい。このように構成すれば、例えば、細胞培養装置に外部から搬入された凍結チューブの記憶装置に、その凍結チューブ内の細胞に関する情報を記憶させておき、継代操作により細胞が分配された各培養容器の記憶装置に、その凍結チューブに入れられた細胞に関する情報を記憶させることができ、細胞の管理が容易になる。また、例えば、細胞培養装置による作業の内容や、撮影モジュールで認識された細胞の状態等を培養容器の記憶装置に記憶させることにより、様々な条件で培養した細胞の比較が容易になる。また、培養室で保管を開始した時刻等の時間情報を記憶させることにより、各作業における時間管理が容易になる。

また、前述の実施の形態１と同様に、細胞培養装置に外部から搬入する凍結チューブに、ＩＣタグのような通信機能を備えた記憶装置（記憶手段）を設け、その記憶装置に予め全作業工程を記憶させておき、連接されている複数台の作業ユニットのうちの少なくとも１台に、凍結チューブの記憶装置と通信する通信装置（通信手段）を設けて、凍結チューブの記憶装置から作業工程を読み出して上位制御部で管理して、各作業ユニットの設備を動作させる構成としてもよい。

また、前述の実施の形態１と同様に、当該細胞培養装置において実行する各種作業に用いる凍結チューブや、培養容器、遠沈管、試料容器に、ＩＣタグのような通信機能を備えた記憶装置（記憶手段）を設け、それらの記憶装置に予め作業工程を記憶させておき、連接されている複数台の作業ユニットのうちの少なくとも１台に、凍結チューブ等の記憶装置と通信する通信装置（通信手段）を設け、凍結チューブ等の記憶装置から読み出した作業工程に従って各作業ユニットの設備を動作させる構成としてもよい。この場合、凍結チューブ等の記憶装置から全工程を読み出して上位制御部で管理してもよいし、凍結チューブ等が搬送される各作業ユニットに通信装置（通信手段）を設けて、それらの作業ユニットにおいて作業工程を順次読み出してもよい。なお、作業工程を順次読み出す場合は、終了した作業の情報を凍結チューブ等の記憶装置に書き込むのが好適である。

このように凍結チューブ等に設けた記憶装置に予め作業工程を記憶させることにより、細胞培養装置に装備されている各設備の動作を容易に変更することができ、培養の条件の変更が容易になる。また、連接されている作業ユニットの一部の他の作業ユニットへの入れ替え等を行ったときにも、凍結チューブ等の記憶装置から読み出した作業工程に従って各設備を動作させることができ、容易に動作の内容を変更することができる。

なお、ここでは、細胞解凍ユニット６０を連接させたが、凍結チューブ内の凍結された細胞を解凍する設備に加えて、例えば遠心分離により底部に細胞塊が形成され、上清液が吸い出された遠沈管が他の作業ユニットから搬送されると、ＤＭＳＯ、グリセロール、セルバンガー等の凍結保護剤を注入して懸濁した後、遠沈管から凍結チューブへ細胞懸濁液を移して、その凍結チューブを凍結保存する設備が装備された細胞保存・解凍ユニットに入れ替えてもよい。

本発明にかかる細胞培養装置は、連接されている作業ユニットの一部の他の作業ユニットへの入れ替え、連接されている作業ユニットの配置変換、作業ユニットの追加、不要な設備が装備されている作業ユニットの取り外し等が可能となり、所望の作業工程の仕様に合わせた様々な態様の細胞培養装置に変更することができ、ＥＳ細胞やｉＰＳ細胞、間葉系幹細胞、体性幹細胞等の様々な細胞の培養の自動化に有用である。また、単層（接着）培養や浮遊培養、包埋培養等の様々な培養方法による細胞培養の自動化に有用である。また、実験レベルの小規模な細胞培養から、工業的な大量培養の自動化に有用である。

本発明の実施の形態１における細胞培養装置の一例を示す斜視図本発明の実施の形態１における細胞培養装置の作業ユニットの設置例を示す斜視図本発明の実施の形態１における細胞培養装置の作業ユニットの他の設置例を示す斜視図および正面図本発明の実施の形態１における細胞培養装置の作業ユニットの一例を示す斜視図本発明の実施の形態１における細胞培養装置の作業ユニットの他例を示す斜視図本発明の実施の形態１における細胞培養装置の搬送手段の一例を説明するための縦断面図および横断面図本発明の実施の形態１における細胞培養装置の搬送手段の他例を説明するための縦断面図および横断面図本発明の実施の形態１における細胞培養装置の制御ブロックの一例を示すブロック図本発明の実施の形態１における細胞培養装置の容器消毒ユニットＡの構成の一例を説明するための縦断面図および横断面図本発明の実施の形態１における細胞培養装置に用いる蓋付きの培養容器の一例を示す斜視図本発明の実施の形態１における細胞培養装置の細胞観察ユニットＢの構成の一例を説明するための縦断面図および横断面図本発明の実施の形態１における細胞培養装置の細胞処理ユニットＣの構成の一例を説明するための縦断面図および横断面図本発明の実施の形態１における細胞培養装置に用いる培養容器の蓋を外した状態の一例を示す斜視図本発明の実施の形態１における細胞培養装置の細胞分配ユニットＤの構成の一例を説明するための縦断面図本発明の実施の形態１における細胞培養装置の培地注入モジュールの一例を説明するための図本発明の実施の形態１における細胞培養装置の搬送ロボットが遠沈管を把持している状態の一例を示す図本発明の実施の形態１における細胞培養装置のピペッティングモジュールの一例を説明するための図本発明の実施の形態１における細胞培養装置の搬送ロボットが遠沈管を把持している状態の一例を示す図本発明の実施の形態１における細胞培養装置の遠沈管蓋開閉モジュールの一例を説明するための図本発明の実施の形態１における細胞培養装置の試料採取モジュールの一例を説明するための図本発明の実施の形態１における細胞培養装置に用いる試料容器の一例を説明するための斜視図本発明の実施の形態１における細胞培養装置の細胞培養ユニットＥの構成の一例を説明するための縦断面図本発明の実施の形態１における細胞培養装置の細胞培養モジュールの一例を説明するための図本発明の実施の形態１における細胞培養装置による継代操作を示す第１フロー図本発明の実施の形態１における細胞培養装置による継代操作を示す第２フロー図本発明の実施の形態１における細胞培養装置による継代操作を示す第３フロー図本発明の実施の形態２における細胞培養装置の一例を示す斜視図本発明の実施の形態２における細胞培養装置の動作の概略を示すブロック図本発明の実施の形態２における細胞培養装置の他例１を示すブロック図本発明の実施の形態２における細胞培養装置の他例２を示すブロック図本発明の実施の形態２における細胞培養装置の他例３を示すブロック図

符号の説明

１細胞培養装置
２作業ユニット
３、３ａ、３ｂ作業ユニットの開口部
４、４ａ、４ｂ作業ユニットの遮断扉
５設置台
５ａ、５ｂ設置台の架台
６設置台の電源コネクタ
７設置台の挿入穴
８作業ユニットの突起部材
９架台の溝
１０作業ユニットの前壁に設けた遮断扉
１１ＨＥＰＡフィルタ
１２ころ
１３コンベア
１３ａ第１コンベア
１３ｂ分流コンベア部
１３ｃ第２コンベア
１４作業エリア
１５搬送ロボットの把持部
１６搬送ロボットのＸ軸レール
１７搬送ロボットのＹ軸レール
１８作業ユニットの制御部
１９細胞培養装置の上位制御部
２０培養容器
２１ａ、２１ｂ消毒液噴射モジュールの消毒液噴射ノズル
２２ａ、２２ｂ消毒液噴射モジュールのノズル保持部
２３消毒ステージ
２４ａ顕微鏡付きカメラの顕微鏡
２４ｂ顕微鏡付きカメラの撮像素子
２５撮影モジュールのカメラ保持部
２６観察ステージ
２６ａ載置領域
２７培地吸引モジュールのピペット
２８培地吸引モジュールのピペット保持部
２９細胞洗浄液注入モジュールのピペット
３０細胞洗浄液注入モジュールのピペット保持部
３１細胞洗浄液吸引モジュールのピペット
３２細胞洗浄液吸引モジュールのピペット保持部
３３細胞剥離液注入モジュールのピペット
３４細胞剥離液注入モジュールのピペット保持部
３５培地注入モジュールのピペット
３６培地注入モジュールのピペット保持部
３７遠沈管
３８ピペッティングモジュールの駒込ピペット
３９ピペッティングモジュールのピペット保持部
４０遠沈管ストック部
４１遠沈管蓋開閉モジュール
４２遠心分離モジュール
４３上清液吸引モジュールのピペット
４４上清液吸引モジュールのピペット保持部
４５試料採取モジュールの駒込ピペット
４６試料採取モジュールのピペット保持部
４７試料採取モジュールの把持部
４７ａ把持部のアーム
４８試料容器
４９試料容器の基台
５０基台の凹部
５１試料容器のスライド部材
５１ａスライド部材の被把持部
５２培養容器ストック部
５３細胞分配モジュールの駒込ピペット
５４細胞分配モジュールのピペット保持部
５５細胞培養モジュール
５６細胞培養モジュールの開口部
５７細胞培養モジュールの遮断扉
５８細胞培養モジュールの載置台
５９搬入搬出ユニット
６０細胞解凍ユニット
６１細胞継代ユニット
６２細胞分離ユニット
６３細胞培養ユニット
６４制御装置
６５滅菌装置
６６凍結チューブ

Claims

培養容器に入れた細胞を培養する細胞培養装置であって、細胞培養に係る各作業工程に用いる設備が分散されて装備された複数台の作業ユニットが連接しており、
前記各作業ユニットは、それぞれの内部空間を互いに連通させる第１開口部と、それぞれの内部空間において少なくとも培養容器を搬送し、且つ隣接する作業ユニット間で、前記第１開口部を介して少なくとも培養容器を搬送する搬送手段と、を有し、
前記複数台の作業ユニットのうちの少なくとも１台は、その内部空間を外部と連通させる第２開口部を有する
ことを特徴とする細胞培養装置。
隣接する作業ユニットのうちの少なくとも一方は、それぞれの内部空間を互いに連通させる前記第１開口部を開閉する第１扉を有し、
前記第２開口部を有する作業ユニットは、前記第２開口部を開閉する第２扉を有し、
前記第１扉を閉じると前記各作業ユニットの内部空間が密閉され、前記第２扉を閉じると当該細胞培養装置の内部空間が密閉されることを特徴とする請求項１記載の細胞培養装置。
作業ユニットとして、培養容器に入れた細胞を所定の環境で培養する培養室を有する細胞培養ユニットと、所定数の細胞ずつ分配されるように細胞懸濁液を複数個の培養容器に分配する細胞分配ユニットと、少なくとも培養容器の中の細胞を観察する細胞観察ユニットと、培養容器を消毒する消毒ユニットと、少なくとも細胞剥離液を培養容器に注入する細胞処理ユニットのうちから選択したユニットが連接していることを特徴とする請求項１もしくは２のいずれかに記載の細胞培養装置。
前記細胞分配ユニットは、細胞懸濁液から細胞を分離する分離手段を有することを特徴とする請求項３記載の細胞培養装置。
前記細胞分配ユニットは、培地を注入する培地注入手段を有することを特徴とする請求項３もしくは４のいずれかに記載の細胞培養装置。
前記細胞分配ユニットは、細胞懸濁液を定量的に吸入もしくは吐出するピペッティング手段を有することを特徴とする請求項３ないし５のいずれかに記載の細胞培養装置。
少なくとも培養容器または培養容器と遠沈管に、通信機能を備えた記憶手段が設けられており、前記各作業ユニットは、前記記憶手段と通信を行う通信手段を有することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の細胞培養装置。
前記記憶手段に記憶されている情報に従い前記各作業ユニットに装備されている設備が動作することを特徴とする請求項７記載の細胞培養装置。
培養容器に入れた細胞を培養する細胞培養装置であって、細胞培養に係る各作業工程に用いる設備が分散されて装備された複数台の作業ユニットが連接しており、
前記各作業ユニットは、それぞれの内部空間を互いに連通させる第１開口部と、それぞれの内部空間において当該作業ユニットが実行する作業に使用する容器を搬送し、且つ隣接する作業ユニット間で、前記第１開口部を介して他の作業ユニットで使用する容器を搬送する搬送手段と、を有し、
前記複数台の作業ユニットのうちの少なくとも１台は、その内部空間を外部と連通させる第２開口部を有する
ことを特徴とする細胞培養装置。
隣接する作業ユニットのうちの少なくとも一方は、それぞれの内部空間を互いに連通させる前記第１開口部を開閉する第１扉を有し、
前記第２開口部を有する作業ユニットは、前記第２開口部を開閉する第２扉を有し、
前記第１扉を閉じると前記各作業ユニットの内部空間が密閉され、前記第２扉を閉じると当該細胞培養装置の内部空間が密閉されることを特徴とする請求項９記載の細胞培養装置。
作業ユニットとして、培養容器に入れた細胞を所定の環境で培養する培養室を有する細胞培養ユニットと、所定数の細胞ずつ分配されるように細胞懸濁液を複数個の培養容器に分配する細胞分配ユニットと、少なくとも培養容器の中の細胞を観察する細胞観察ユニットと、少なくとも細胞剥離液を培養容器に注入する細胞処理ユニットのうちから選択したユニットが連接していることを特徴とする請求項９もしくは１０のいずれかに記載の細胞培養装置。
前記細胞分配ユニットは、細胞懸濁液から細胞を分離する分離手段を有することを特徴とする請求項１１記載の細胞培養装置。
作業ユニットとして、培養容器に入れた細胞を所定の環境で培養する培養室を有する細胞培養ユニットと、所定数の細胞ずつ分配されるように細胞懸濁液を複数個の培養容器に分配する細胞分配ユニットと、少なくとも培養容器の中の細胞を観察する細胞観察ユニットと、少なくとも細胞剥離液を培養容器に注入する細胞処理ユニットと、細胞懸濁液から細胞を分離する細胞分離ユニットのうちから選択したユニットが連接していることを特徴とする請求項９もしくは１０のいずれかに記載の細胞培養装置。
前記細胞分配ユニットは、培地を注入する培地注入手段を有することを特徴とする請求項１１ないし１３のいずれかに記載の細胞培養装置。
前記細胞分配ユニットは、細胞懸濁液を定量的に吸入もしくは吐出するピペッティング手段を有することを特徴とする請求項１１ないし１４のいずれかに記載の細胞培養装置。
作業ユニットとして、培養容器に入れた細胞を所定の環境で培養する培養室を有する細胞培養ユニットと、細胞培養に係る各種液体操作の作業工程に用いる設備が装備された液体操作ユニットと、細胞懸濁液から細胞を分離する細胞分離ユニットのうちから選択したユニットが連接していることを特徴とする請求項９もしくは１０のいずれかに記載の細胞培養装置。
前記液体操作ユニットは、培地を注入する培地注入手段を有することを特徴とする請求項１６記載の細胞培養装置。
前記液体操作ユニットは、細胞懸濁液を定量的に吸入もしくは吐出するピペッティング手段を有することを特徴とする請求項１６もしくは１７のいずれかに記載の細胞培養装置。
前記液体操作ユニットは、細胞剥離液を培養容器に注入する細胞剥離液注入手段を有することを特徴とする請求項１６ないし１８のいずれかに記載の細胞培養装置。
前記液体操作ユニットは、少なくとも培養容器の中の細胞を撮影する撮影手段を有することを特徴とする請求項１６ないし１９のいずれかに記載の細胞培養装置。
作業ユニットとして、少なくとも培養容器の中の細胞を観察する細胞観察ユニットが連接していることを特徴とする請求項１６ないし１９のいずれかに記載の細胞培養装置。
作業ユニットして、前記第２開口部を有する搬入搬出ユニットが連接しており、前記搬入排出ユニットの前記第２開口部を介して、細胞が入れられた培養容器が当該細胞培養装置の外部から搬入されることを特徴とする請求項１１ないし２１のいずれかに記載の細胞培養装置。
前記搬入搬出ユニットは、培養容器を消毒する消毒手段を有することを特徴とする請求項２２記載の細胞培養装置。
前記搬入搬出ユニットは、当該細胞培養装置の一端に配置されることを特徴とする請求項２２もしくは２３のいずれかに記載の細胞培養装置。
培養容器に通信機能を備えた記憶手段が設けられており、前記複数台の作業ユニットのうちの少なくとも１台は、前記記憶手段と通信を行う通信手段を有することを特徴とする請求項９ないし２４のいずれかに記載の細胞培養装置。
作業ユニットとして、前記第２開口部を有する搬入搬出ユニットと、隣接する作業ユニットから搬送された凍結用容器内の凍結された細胞を解凍する解凍ユニットと、が連接しており、前記搬入排出ユニットの前記第２開口部を介して、凍結された細胞が入れられた凍結用容器が当該細胞培養装置の外部から搬入されることを特徴とする請求項１１ないし２１のいずれかに記載の細胞培養装置。
前記解凍ユニットは当該細胞培養装置の一端に配置され、前記搬入搬出ユニットは前記解凍ユニットに連接していることを特徴とする請求項２６記載の細胞培養装置。
凍結用容器または凍結用容器と培養容器に通信機能を備えた記憶手段が設けられており、前記複数台の作業ユニットのうちの少なくとも１台は、前記記憶手段と通信を行う通信手段を有することを特徴とする請求項２６もしくは２７のいずれかに記載の細胞培養装置。
前記各作業ユニットが実行する作業に使用する容器に、通信機能を備えた記憶手段が設けられており、前記各作業ユニットは、前記記憶手段と通信を行う通信手段を有することを特徴とする請求項９ないし２８のいずれかに記載の細胞培養装置。
前記記憶手段に記憶されている情報に従い前記各作業ユニットに装備されている設備が動作することを特徴とする請求項２５、２８、２９のいずれかに記載の細胞培養装置。
前記複数台の作業ユニットのうちの少なくとも１台は、当該細胞培養装置の内部空間に充填されている気体を清浄化する清浄化手段または滅菌する手段を有することを特徴とする請求項１ないし３０のいずれかに記載の細胞培養装置。
前記各作業ユニットは、互いに整数倍の幅を有することを特徴とする請求項１ないし３１のいずれかに記載の細胞培養装置。