JP2012217435A - 細胞培養装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 閉鎖系流路40は、タンク25を中心とし、細胞液や培地、洗浄液や廃液等による培地モジュール36、ポンプで送液するポンプモジュール37、細胞液や培地をタンクから培養空間へ送り培養処理を行う培養容器モジュール35のモジュールで構成される。独立した全てのモジュールはタンク25に接続している。各モジュールは培地ベース32、駆動ベース27、培養容器ベース21に設置され、これらベースを脱着可能な搬送治具により、閉鎖系流路は一体で細胞培養装置内部から出入できる。その結果、モジュール単位での流路製造や設置が可能となり、また流路の整理とそれに伴う誤接続防止や省スペース化が可能となる。
【選択図】図5
Description
図6は流路40の構成部品の一つであるタンク25に関する概略図である。図7A、7B、7C、7D、及び7Eは流路40の構成部品の一つであるポンプ23に関する概略図である。図8A,及び8Bは流路40内へ無菌的な細胞液や培地の供給に関する概略図である。図9は自動培養装置10を動作させるための回路を示すブロック図である。
図1、図2、図3及び図4A、図4Bを用いて、自動培養装置10の全体構成について説明する。自動培養装置10は基本的な構成要素として、細胞培養室13、冷蔵庫14、制御部15、中間室16によって構成されている。以下、それぞれの基本構成について説明する。
図5、図6、及び図7A−7Eを用いて、本実施例の細胞培養装置における流路40の構成とその駆動方法について説明する。図5は流路40とタンク25と駆動ベース27の全体構成を示した概略図である。図6はタンク25の構成を示した正面図である。図7Aはシリンジ43とポンプ23が分離した状態の上面図を示し、図7Bはシリンジ43とポンプ23が一体になった状態の上面図を示し、図7Cはシリンジ43とポンプ23が分離した状態の側面図を示し、図7Dはシリンジ43をポンプ23にセットしている状態の側面図を示し、図7Eはシリンジ43とポンプ23が一体でシリンジポンプ44となった状態の側面図を示している。シリンジ43は同一軸上を並進することができる。なお、本実施例において、駆動用のポンプとしてシリンジポンプを用いて説明するが、駆動用のポンプとして、チューブポンプなどの他のポンプを用いることもできる。
<培養容器への細胞懸濁液もしくは培地の注入に関する一連の動作>
以上の各部の構成に基づき、本実施例の自動培養装置の一連の細胞培養動作の一例について説明する。細胞懸濁液もしくは培地をシリンジポンプ44でタンク25の注入タンク65側へ送液する。所定量入ったらフィルタ45から気体を通してチューブ41内の液体を排除したり、また逆向きに送り液体を原点位置まで戻す処理を施して、次回も正確に送液を可能とする。注入タンク65で細胞懸濁液もしくは培地を温める。弁24を介して、シリンジポンプ44で培養容器20へ送液する。その際、培養容器20内の気体や廃液はタンク25内の廃液タンク66側に送られる。ポンプモジュール37の弁24を切り替え、廃液を廃液バッグ63もしくは回収バック64に送る。ポンプモジュール37の弁24を切り替え、洗浄バッグ62内の洗浄液をタンク25の注入タンク65側へ送液する。所定量入ったらフィルタ45から気体を通してチューブ41内の液体を排除したり、また逆向きに送り液体を原点位置まで戻す処理を施して、次回も正確に送液を可能とする。弁24を介して、培養容器20へ洗浄液を送液しないようタンク25内の廃液タンク66側に送る。ポンプモジュール37の弁24を切り替え、廃液を廃液バッグ66に送る。以上の動作を培養期間中、所定の回数繰り返す。流路40内部特に培養容器モジュール35では一方通行で液が流れる。それにより、廃液が培養容器20内の培養空間と培地バッグ61類の回路に戻らずに細胞には常に清潔で新鮮な培地が供給されるため、菌等が入らず清浄環境を保持することを可能にする。
<閉鎖系流路内部への液体注入>
図8A,8Bにおいて、本実施例における閉鎖系構造を有した流路40内へ細胞懸濁液48の無菌的な注入方法について説明する。図8Aは流路40内部に細胞懸濁液48を注入していない駆動ベース27と培地ベース32の状態を示し、図8Bは流路40の細胞バッグ60内部に細胞懸濁液48を注入している状態を示す。
図9は、本実施例における自動培養装置10における内部機器を制御するための制御系回路の構成を示すブロック図である。
11 細胞培養室扉
12 冷蔵庫扉
13 細胞培養室
14 冷蔵庫
15 制御部
16 中間室
17 中間室扉
18 冷却器
19 搬送治具
20 培養容器
21 培養容器ベース
22 回転機構
23 ポンプ
24 弁
25 タンク
27 駆動ベース
28 顕微鏡
29 ステージ
30 コネクタボード
31 コネクタ
32 培地ベース
33 シール
34 ツメ
35 培養容器モジュール(第2のモジュール)
36 培地モジュール(第1のモジュール)
37 ポンプモジュール(第3のモジュール)
40 流路
41 チューブ
42 溝
43 シリンジ
44 シリンジポンプ
45 フィルタ
46 フィッティング
47 テーパー
48 細胞懸濁液
50 ファン(中間室)
51 フィルタ(中間室)
52 ファン(制御部)
53 吸気用フィルタ
54 排気用フィルタ
55 空気の流れ(中間室)
56 空気の流れ(制御部)
57 制御パネル(制御部)
60 細胞バッグ
61 培地バッグ
62 洗浄液バッグ
63 廃液バッグ
64 回収バッグ
65 注入タンク
66 廃液タンク
67 第1のフィッティング
68 第2のフィッティング
69 第3のフィッティング
70 モーター
71 ボールねじ
72 エンコーダ
73 駆動台
74 シリンジストッパ
75 留め具
76 弁
77 クラス10,000の空間
78 クラス100の空間
79 安全キャビネット
80 表示部
81 入力部
82 制御部
83 メモリ
84 通信部
85 ROM
86 RAM
87 環境保持装置
88 冷蔵庫制御
Claims (10)
- 培地を用いて細胞を培養する細胞培養装置であって、
前記培地及び細胞を有する複数のバッグと、前記複数のバッグの一部から前記培地及び細胞を供給し、前記複数のバッグの他の一部へ前記培地及び細胞を排出する第一の流路群を有する第一のモジュールと、
前記細胞を培養する培養容器と、前記培養容器に前記培地及び細胞を供給し、前記培養容器から前記培地及び細胞を排出する第二の流路群を有する第二のモジュールと、
前記第一の流路群内の流路から流入する前記培地及び細胞を保持し、保持した前記培地及び細胞を、前記培養容器へ供給するため、前記第二の流路群内の流路へ流出する注入タンクと、前記培養容器から排出され、前記第二の流路群内の流路から流入する前記培地及び細胞を保持し、保持した前記培地及び細胞を、前記複数のバッグの他の一部へ排出するため、前記第一の流路群内の流路へ流出する廃液タンクを有するタンク部と、
前記第一、第二の流路群内の流路の内部における前記培地及び細胞の送液の量と、前記タンク部の内部に保持される前記培地及び細胞の量を制御するポンプ部を有する第三のモジュールと、を備える
ことを特徴とする細胞培養装置。 - 請求項1に記載の自動培養装置であって、
前記第一のモジュールと、前記第二のモジュールと、前記第三のモジュールとを載置する保持ベースを有する
ことを特徴とする細胞培養装置。 - 請求項1に記載の自動培養装置であって、
前記第一のモジュールと、前記第二のモジュールと、前記第三のモジュールとが、前記細胞培養装置に着脱可能である
ことを特徴とする細胞培養装置。 - 請求項2に記載の自動培養装置であって、
前記保持ベースは、前記細胞培養装置に着脱可能である
ことを特徴とする細胞培養装置。 - 請求項2に記載の自動培養装置であって、
前記保持ベースは、前記複数のバッグ、前記培養容器、前記ポンプ部をそれぞれ保持する、培地ベース、培養容器ベース、駆動ベースからなり、前記駆動ベースは、前記第一、第二流路群内の前記培地及び細胞の流量と流れる方向とを切り替える弁を更に保持する
ことを特徴とする細胞培養装置。 - 請求項5に記載の自動培養装置であって、
前記ポンプ部及び前記弁を制御する制御部を更に有する
ことを特徴とする細胞培養装置。 - 培地を用いて細胞を培養する細胞培養装置であって、
前記培地及び細胞を有する複数のバッグと、前記複数のバッグの一部から前記培地及び細胞を供給し、前記複数のバッグの他の一部へ前記培地及び細胞を排出する第一の流路群を有し、保持ベースに保持される第一のモジュールと、
前記細胞を培養する培養容器と、前記培養容器に前記培地及び細胞を供給し、前記培養容器から前記培地及び細胞を排出する第二の流路群を有し、前記保持ベースに保持される第二のモジュールと、
前記第一の流路群内の流路から流入する前記培地及び細胞を保持し、保持した前記培地及び細胞を、前記培養容器へ供給するため、前記第二の流路群内の流路へ流出する注入タンクと、前記培養容器から排出され、前記第二の流路群内の流路から流入する前記培地及び細胞を保持し、保持した前記培地及び細胞を、前記複数のバッグの他の一部へ排出するため、前記第一の流路群内の流路へ流出する廃液タンクを有するタンク部と、
前記第一、第二の流路群内の流路の内部における前記培地及び細胞の送液の量と、前記タンク部の内部に保持される前記培地及び細胞の量を制御するポンプ部を有し、前記保持ベースに保持される第三のモジュールと、
を備えることを特徴とする細胞培養装置。 - 請求項7に記載の自動培養装置であって、
前記保持ベースは、前記複数のバッグ、前記培養容器、前記ポンプ部をそれぞれ保持する、培地ベース、培養容器ベース、駆動ベースからなり、前記培地ベース、前記培養容器ベース、及び前記駆動ベースは、前記細胞培養装置に着脱可能である
ことを特徴とする細胞培養装置。 - 請求項7に記載の自動培養装置であって、
前記第2の流路群は、前記培養容器に形成された供給口と排出口に接続される
ことを特徴とする細胞培養容器。 - 請求項7に記載の自動培養装置であって、
前記ポンプ部はシリンジポンプを備える
ことを特徴とする細胞培養装置。
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