JP2014064476A - 気泡除去方法、及び気泡除去装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 気泡の混在する液体が封入された軟包材からなる容器の内部を観察する際に、観察範囲から気泡を除去する。
【解決手段】 気泡の混在する液体が封入された軟包材からなる容器の内部を観察する際に、容器内の一部を観察範囲とし、観察範囲から気泡を除去する方法であって、観察範囲の上方に位置する容器上面の一部を、上から押圧部材で押さえ込み、押圧部材を移動させることによって、気泡を観察範囲外に押し出す。このとき、押圧部材が板状部材であり、押圧部材を容器上面の一部に対して水平に押し当て、繰り返し上下動させることで、又は、押圧部材を容器上面の一部に対して角度を持たせて押し当て、容器上面に対して水平になるまで移動若しくは揺動させることで、又は、押圧部材を一又は二以上用い、少なくとも一つの押圧部材が棒状部材であり、押圧部材を容器上面に対して水平に押し当て、水平方向に移動させることにより、気泡を観察範囲外に押し出す。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液体中の気泡の除去方法に関し、特に軟包材からなる容器に気泡を含む液体が封入され、該容器の一部の領域から気泡を除去するための気泡除去方法、及び気泡除去装置に関する。

近年、医薬品の生産や、遺伝子治療、再生医療、免疫療法等の分野において、細胞や組織、微生物などを人工的な環境下で効率良く大量に培養することが求められている。
このような状況において、ガス透過性の培養バッグを用いて、閉鎖系で自動的に細胞を大量培養することが行われている。
細胞を長期間にわたり培養するにあたっては、一定時間毎に培養バッグ内の細胞を自動的に撮影して、培養された細胞の数やその状態を定期的に観察することが求められ、その際に常に安定した撮影画像を得ることが必要不可欠である。

ところが、培養バッグ内の培養液は、まるで石けん水のように泡立つものもあるため、細胞を撮影する場合に気泡が写り込み、適切に計数や観察が行えないという問題があった。
培養バッグ内に気泡が生じる理由は、主として２つ考えられる。一つは、培養バッグには酸素と二酸化炭素を予め溶解させた培養液が封入されているためである。それ故に、使用前に冷蔵保管されている培養液が使用に際して暖められると、溶けていたこれらの気体が気泡として発生する場合がある。もう一つは、培養バッグを形成するフィルムは酸素と二酸化炭素を透過することができるためである。それ故に、培養液を均一化するためなどを目的として、培養バッグを振とうすることなどにより、培養バッグ内の培養液を攪拌すると、外部からフィルムを透過して培養バッグ内に入った気体により培養液が泡立ち、気泡が発生する。
したがって、このようにして発生した気泡を観察範囲から追い出さなければ、容器内を撮影したときに気泡が写り込み、安定した画像を得ることができず、観察が失敗する場合があった。

このような問題のある従来の培養バッグ観察装置の構成と、これを用いて細胞の観察を行うようすを図１２及び図１３に示す。
図１２に示すように、従来の培養バッグ観察装置では、気泡１’を含む培養液２’が封入された培養容器３’が積載台４’に載置されている。そして、培養容器３’の観察範囲を照明９’により照らし、撮影手段８’によって容器内の細胞の写真を撮る構成となっている。

上記の通り、培養液には予め酸素や二酸化炭素が溶存しているため、図１３（ａ）に示すように、これらが気泡として発生することがある。このような気泡は、比較的小さい場合が多い。しかしながら、顕微鏡とカメラを備えた撮影手段８’によって細胞の拡大写真を撮る場合、小さい気泡でも大きく写り込むため、その影響は大きい。このため、小さい気泡が発生した場合でも、細胞の観察を適切に行うことができなかった。
また、細胞培養においては、培養バッグ内の培養液を攪拌するが、このような攪拌を行うと、図１３（ｂ）に示すように、培養バッグを形成するフィルムを透過してきた気体が攪拌により泡立って、容器内に気泡が発生する。このような気泡は比較的大きく、また凝集していることが多い。このような状態で撮影手段８’により細胞を自動的に撮影しても、細胞の観察は、ほとんど行うことができなかった。

ここで、液体中から気泡を除去する方法としては、例えば、特許文献１に記載されているように、容器内における液体の流路に圧力差を設けることにより、液体内の気泡の移動を制御して、これを除去する方法がある。また、特許文献２，３に記載されているように、超音波振動を付与することによって、液体中の気泡を除去する方法がある。さらに、特許文献４には、流れ制御アクチュエータを制御することにより、細胞培養室に追加の培養液を供給し、これによって気泡を追い出す方法が開示されている。

ＷＯ２００７／０７７６０７号 特開２００４−１９８３５６号 特開２００９−３１１７３号 特表平１１−５０７２２９号

しかしながら、特許文献１に記載の方法は、液体を流しながら気泡を除去するものであるため、培養バッグを用いた細胞培養に適するものではなく、この方法では培養バッグ内の細胞の観察を適切に行うことができない。また、特許文献２，３に記載のように超音波を用いる場合、細胞に悪影響を与えるおそれがある。さらに、特許文献４に記載のように、追加する培養液で気泡を除去すると、同時に細胞も観察範囲から除去されるため、細胞の観察のために適用することはできない。

液体から気泡を除去する方法としては、その他に、気泡の発生した状態に対して、相対的に温度を下げる、圧力を上げる、湿度を上げるという方法も考えられる。また、消泡剤を用いることも考えられる。
しかしながら、培養バッグを用いた細胞培養において、培養バッグ内の気泡を除去する場合、温度を下げることは、細胞増殖効率を低下させるため、好ましくない。また、圧力を上げる方法は、培養開始時などにおける、比較的小さい培養バッグを用いる場合には好ましいが、大きい培養バッグを用いる場合には装置が大型化するため、好ましくない。さらに、湿度を上げる方法では、小さい気泡が比較的発生しにくく、培養バッグの外から透過する気体の量も減らすことができるため、培養液を攪拌することによって発生する大きい気泡も減少させることができるが、カビが発生しやすくなるなど衛生上の問題があった。また、消泡剤は細胞の生存や増殖に対して悪影響を与える可能性があるため、培養液に添加するには適さない。

そこで、本発明者らは鋭意研究して、押圧部材を用いて容器の上面の一部を上から押さえ込み、押圧部材を移動させることによって、気泡を観察範囲外に押し出すことに成功し、本発明を完成させた。このような方法によれば、細胞に害を与えることなく、観察範囲から気泡を自動的に除去することが可能となり、培養バッグ内の細胞を自動的に撮影する場合に、気泡の写り込みのない画像を安定して得ることができる。また、このような方法は、細胞培養においてのみならず、液体が封入された軟包材からなる容器の一部の領域から気泡を除去する場合に、広く適用することが可能である。
すなわち、本発明は、気泡の混在する液体が封入された軟包材からなる容器の内部を観察する際に、観察範囲から気泡を除去する気泡除去方法、及び気泡除去装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の気泡除去方法は、気泡の混在する液体が封入された軟包材からなる容器の内部を観察する際に、容器内の一部を観察範囲とし、観察範囲から気泡を除去する方法であって、観察範囲の上方に位置する容器上面の一部を、上から押圧部材で押さえ込み、押圧部材を移動させることによって、気泡を観察範囲外に押し出す方法としてある。

また、本発明の気泡除去装置は、気泡の混在する液体が封入された軟包材からなる容器の内部を観察する際に、容器内の一部の観察範囲から気泡を除去する気泡除去装置であって、透明部材又は孔からなる観察領域を備え、容器を載置して、観察領域の上方の容器内の一部を観察範囲として規定する積載台と、観察範囲の上方に位置する容器上面の一部を上から押圧する押圧部材と、押圧部材を移動させる駆動装置とを備え、駆動装置が、押圧部材を移動させ、気泡を観察範囲外に押し出す構成としてある。

本発明によれば、気泡の混在する液体が封入された軟包材からなる容器の内部を観察する際に、観察範囲から気泡を除去することが可能となる。
また、培養バッグを用いて細胞培養を行う場合には、細胞に害を与えることなく、観察範囲から気泡を自動的に除去することが可能となり、培養バッグ内の細胞を自動的に撮影して、気泡の写り込みのない画像を安定して得ることが可能となる。

本発明の気泡除去方法の概要を示す図である。 本発明の気泡除去装置の第一実施形態を示す図である。 本発明の気泡除去方法における方法１の工程を示す図である。 本発明の気泡除去装置の第二実施形態を示す図である。 本発明の気泡除去方法における方法２の工程を示す図である。 本発明の気泡除去方法における方法２’の工程を示す図である。 本発明の気泡除去装置の第四実施形態を示す図である。 本発明の気泡除去方法における方法３の工程を示す図である。 本発明の気泡除去装置の第五実施形態を示す図である。 本発明の気泡除去装置の第六実施形態を示す図である。 本発明の実施例による結果を示す写真図である。 従来の培養バッグ観察装置を示す図である。 従来の培養バッグ観察装置を用いた細胞の観察のようすを示す図である。

以下、本発明の実施形態について具体的に説明する。
まず、本発明の気泡除去方法の概要について、図１を参照して説明する。
本発明の気泡除去方法は、気泡の混在する液体が封入された軟包材からなる容器の内部を観察する際に、容器内の一部を観察範囲とし、観察範囲から気泡を除去する方法であって、観察範囲の上方に位置する容器上面の一部を、上から押圧部材で押さえ込み、押圧部材を移動させることによって、気泡を観察範囲外に押し出すことを特徴とする。
具体的には、次の３つの方法があり、これらを組み合わせることもできる。

（方法１：水平押し出し法）
方法１は、棒状押圧部材６−１を水平にして容器の上面に対して押し当て、水平方向に移動させて、観察孔５の上方、すなわち容器３内における観察範囲の上方に位置する容器上面の一部を通過させることにより、気泡を観察範囲外に押し出す方法である。

（方法２：斜め押し出し法）
方法２は、板状押圧部材６−２を用いて、観察孔５の上方、すなわち容器３内における観察範囲の上方に位置する容器上面の一部に対して角度を持たせて押圧し、容器の上面に対して水平になるまで板状押圧部材６−２を回転移動させることで、気泡を観察範囲外に押し出す方法である。

（方法２’：斜め押し出し揺動法）
方法２’は、板状押圧部材６−２を用いて、観察孔５の上方、すなわち容器３内における観察範囲の上方に位置する容器上面の一部に対して角度を持たせて押圧し、当該角度を持たせた位置と、容器の上面に対して水平になる位置との間で板状押圧部材６−２を揺動させることで、気泡を観察範囲外に押し出す方法である。

（方法３：上下動反復法）
方法３は、板状押圧部材６−３を水平にして用い、観察孔５の上方、すなわち容器３内における観察範囲の上方に位置する容器上面の一部を押圧し、板状押圧部材６−３を上下に繰り返し移動させることで、気泡を観察範囲外に押し出す方法である。

上述したように、培養液に溶けていた気体が気泡として発生する場合は、小さな気泡が発生することが多い。また、外部からフィルムを透過して培養バッグ内に入った気体が、培養液を攪拌する際に泡立って気泡が発生する場合は、比較的大きな気泡が発生することが多い。なお、本明細書において、小さな気泡とは、直径が約０．１ｍｍ以下の大きさのものを意味し、大きな気泡とは、直径が約０．１ｍｍより大きいものを意味する。

大きな気泡は、方法１，２，２’，３のいずれの方法でも効率的に除去することができる。
小さな気泡、特に数十μｍ程度のものは、培養バッグの内面に張り付いて、移動させにくい場合がある。通常、細胞の観察は、顕微鏡写真を撮影することにより行われるが、上述したように、小さい気泡でも細胞よりもサイズが大きいため拡大されるとその影響は大きい。方法１又は方法２によって気泡の除去を行う場合、培養バッグの内面に張り付いていない小さい気泡は除去できる。しかし、培養バッグの内面に張り付いている小さい気泡は除去が難しい。これに対して、方法２’又は方法３による場合は、小さい気泡をも効率的に移動させることが可能である。また、これらの方法を組み合わせて用いることで、より一層効率的に気泡を観察範囲から除去することが可能となる。

［第一実施形態］
次に、本発明の第一実施形態の気泡除去方法及び気泡除去装置の構成について、図２及び図３を参照して説明する。本実施形態の気泡除去装置は、上記方法１の気泡除去方法を行う場合に好適に用いることができる。
すなわち、本実施形態の気泡除去装置は、これらの図に示すように、気泡１を含む液体２が封入された容器３と、この容器３を積載した積載台４と、容器３の上面を押圧する棒状押圧部材６−１と、この棒状押圧部材６−１を水平移動させる駆動装置７−１を備えている。

容器３は、軟包材を材料として、袋状（バック型）に形成した容器であり、液体を封入することが可能な軟包材からなる容器であれば良く、特に限定されないが、液体内の気泡を移動させて観察範囲から除去するものであるため、透明な材料から形成することが好ましい。また、容器３の材料として軟包材を用いることで、容器３に可撓性・柔軟性を付与することができる。このため、押圧部材を用いて容器３を押圧することにより、容器３内の気泡を移動させることが可能となっている。

容器３を、細胞培養容器として細胞培養のために用いる場合、細胞培養に必要なガス透過性を有し、かつ内容物を確認できるように、一部又は全部が透明性を有しているものとすることが好ましい。このような条件を満たす容器の材料としては、例えばポリオレフィン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン系エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、シリコーン系熱可塑性エラストマー、シリコーンゴム等を挙げることができる。

また、容器３に封入される液体２は、特に限定されず、気泡が発生するものであれば良い。本実施形態の気泡除去方法を細胞培養において用いる場合は、液体２として細胞の培養液が用いられるが、培養液は非常に気泡が発生しやすい。すなわち、培養液には酸素と二酸化炭素が溶解されているためにこれらが気泡として発生し易く、また容器３の材料としてガス透過性を有するものが用いられるため、外部から容器３内に透過する気体により気泡が生じ易くなっている。

積載台４は、その上面に容器３を載置する平面の台である。積載台４は、観察領域としての観察孔５を備え、観察領域の上方の容器３内の一部を観察範囲として規定する。この観察孔５を介して、容器３の内部を、観察装置８などにより観察することができるようになっている。また、積載台４の観察領域を、観察孔５に変えて、透明部材により構成しても良い。積載台４には、例えば容器３を積載台４に固定するための固定具など、容器３を定置させるための各種構成を設けることができる。

棒状押圧部材６−１は、長手方向が水平になる配置で容器３の上面の一部を上から押圧しつつ、水平方向に移動する押圧部材である。棒状押圧部材６−１は、このような動作によって、気泡を観察範囲外に押し出すものであれば特に限定されないが、例えば図２及び図３に示すように、ローラを用いることが好ましい。
すなわち、これらの図において、棒状押圧部材６−１は、円柱状に形成されており、軸方向が容器３の幅方向と平行になるように容器３の上面に配設され、容器３の長手方向に沿って水平に回転移動できるようになっている。棒状押圧部材６−１の軸方向の長さは、容器３の幅よりも長くなるように構成されている。
棒状押圧部材６−１は、積載台４の観察孔５の上方、すなわち容器３における観察範囲の上方の領域を、容器３の上面を押圧しつつ通過する。これにより、棒状押圧部材６−１の移動に伴って、容器３内で気泡を移動させ、観察範囲外に除去することできる。

駆動装置７−１は、棒状押圧部材６−１を連結し、水平方向に移動させるものであり、棒状部材の水平移動手段である。駆動装置７−１は、棒状押圧部材６−１を容器３に押圧した状態で水平方向に移動できるものであれば特に限定されないが、例えば図２に示すように、電動式の駆動部７−１ａと、棒状押圧部材６−１に連結されて駆動部７−１ａにより移動される支持部７−１ｂを備えたものとすることができる。

同図において、支持部７−１ｂは積載台４の片側に上方に向かって立設され、棒状押圧部材６−１の端部に連結されて棒状押圧部材６−１を支えている。この支持部７−１ｂを積載台４の両側に備えた構成とすることもできる。また、支持部７−１ｂは駆動部７−１ａに連結されている。そして、この支持部７−１ｂを駆動部７−１ａにより水平方向に移動させることで、支持部７−１ｂに連結された棒状押圧部材６−１を、容器３を押圧する水平位置において水平移動させ、容器３内の気泡を移動させることが可能となっている。また、支持部７−１ｂを上下に移動させる駆動部を駆動装置７−１にさらに備えて、容器３を押圧する水平位置を容易に変更可能にすることも好ましい。

これらの駆動部としては、電動シリンダ（水平方向動作用アクチュエータ、又は垂直方向動作用アクチュエータ）を用いることができ、また電動アクチュエータにかえて、空気圧や油圧、電磁力を利用したアクチュエータを使用したり、モータやカムを用いた構成にしたりすることもできる。
なお、上記の例では、容器３上で押圧部材を移動させる構成としているが、押圧部材を固定して、容器３を移動させるようにしてもかまわない。これは、以下の実施形態においても同様である。

さらに、本実施形態の気泡除去装置を細胞培養に用いる場合には、積載台４に設けられた観察領域（観察孔５又は透明部材）を介して容器３内の細胞を撮影するための観察装置８と、容器３の観察範囲を照らす照明９を備えた構成とすることが好ましい。
観察装置８は、カメラ機能を備えた顕微鏡であり、一定時間毎に観察領域を介して容器３内の細胞を自動的に撮影する。また、図示しないが、撮影により得られた画像のデータは、情報処理装置に入力され、その画像における細胞数がカウントされる。このような観察装置８や、自動撮影方法、及び細胞数のカウント方法は、現在一般的に使用されているものを用いることができる。なお、カメラ機能は顕微鏡本体と別個に設けても良い。
照明９は、積載台４に対して観察装置８と反対側に備えられ、積載台４の観察領域上にある容器３の観察範囲に光を照射して、観察装置８による撮影のための光量を供給する。

本実施形態の気泡除去方法は、このような気泡除去装置などを用いることで、図３に示すように、容器３内の気泡を観察範囲から除去する方法である。すなわち、棒状押圧部材６−１によって、容器３の上面を押圧しつつ、棒状押圧部材６−１を水平移動させ、積載台４の観察孔５の上方を通過させる。これにより、容器３内の気泡を、積載台４の観察孔５の上方に位置する観察範囲から除去することができ、観察装置８による容器３内の撮影を安定して行うことが可能になっている。

このように、本実施形態の気泡除去方法及び気泡除去装置によれば、容器３内の気泡を移動させて、観察範囲から除去することができる。このため、特に気泡が比較的大きい場合に、気泡を観察範囲から効率的に除去することが可能となっている。

［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態の気泡除去方法及び気泡除去装置の構成について、図４及び図５を参照して説明する。本実施形態の気泡除去装置は、上記方法２の気泡除去方法を行う場合に好適に用いることができる。
すなわち、本実施形態の気泡除去装置は、これらの図に示すように、気泡１を含む液体２が封入された容器３と、この容器３を積載した積載台４と、容器３の上面を押圧する板状押圧部材６−２と、この板状押圧部材６−２を回転移動させる駆動装置７−２を備えている。

容器３と積載台４は、第一実施形態におけるものと同様のものを用いることができる。これは、以下の実施形態においても同様である。
板状押圧部材６−２は、容器３の上面を水平面に対して角度を持って押圧しつつ、水平になるまで回転移動する、傾斜押圧部材である。板状押圧部材６−２は、このような動作によって、気泡を観察範囲外に押し出すものであれば特に限定されず、例えば図４及び図５に示すような水平面が矩形のものの他、各種形状のものを使用することができる。図４には、比較的小さい板状押圧部材６−２が示され、図５には、容器３の幅よりも長い長辺を備えた透明の板状押圧部材６−２が示されている。
板状押圧部材６−２は、容器３の上面における観察範囲の真上の領域に対して角度を持って押し当てられ、水平になる状態において、当該領域上を覆うように配置される。

これらの図に示されるように、板状押圧部材６−２を容器３の水平面に対して斜めにした状態で、板状押圧部材６−２により容器３の上面を押圧しつつ、板状押圧部材６−２を水平になるまで回転移動させると、気泡は板状押圧部材６−２に沿って容器３内を上方に移動する。これにより、気泡を観察範囲外に移動させることができる。

駆動装置７−２は、板状押圧部材６−２を連結し、回転移動させるものであり、板状部材の回転移動手段である。駆動装置７−２は、板状押圧部材６−２を回転移動させることにより、容器３の上面を斜めに押圧できるものであれば特に限定されないが、例えば図４に示すように、電動式の駆動部７−２ａと、板状押圧部材６−２に連結されて駆動部７−２ａにより移動される支持部７−２ｂを備えたものとすることができる。

同図において、支持部７−２ｂは一端に板状押圧部材６−２を連結し、他端に回転軸を介して駆動部７−２ａを連結している。そして、駆動部７−２ａが支持部７−２ｂを回転させることにより、板状押圧部材６−２を容器３に対して上方から斜めに押圧させつつ、回転移動させることができるようになっている。
駆動部７−２ａとしては、回転駆動用の電動アクチュエータを用いることができ、また電動アクチュエータにかえて、空気圧や油圧、電磁力を利用したアクチュエータ等を使用することもできる。

さらに、本実施形態の気泡除去装置を細胞培養に用いる場合には、第一実施形態と同様の観察装置８と、照明９を備えた構成とすることが好ましい。これは、以下の実施形態においても同様である。

本実施形態の気泡除去方法は、このような気泡除去装置などを用いることで、図５に示すように、容器３内の気泡を観察範囲から除去する方法である。すなわち、容器３の上面における観察範囲の真上の領域に対して、板状押圧部材６−２を角度を持たせて押し当て、容器３の上面に対して水平になるまで板状押圧部材６−２を回転移動させる。これにより、容器３内の気泡を、積載台４の観察孔５の上方に位置する観察範囲から除去することができ、観察装置８による容器３内の撮影を安定して行うことが可能になっている。
本実施形態の気泡除去方法及び気泡除去装置によれば、特に気泡が比較的大きい場合に、気泡を観察範囲から効率的に除去することが可能となっている。

［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態の気泡除去方法及び気泡除去装置の構成について、図６を参照して説明する。本実施形態の気泡除去方法は、上述した２’の方法であり、気泡除去装置としては、第二実施形態における装置と同様のものを用いることができる。

本実施形態の気泡除去方法は、図６に示すように、容器３の上面における観察範囲の真上の領域に対して、板状押圧部材６−２を角度を持たせて押し当て、当該角度を持たせた位置と、容器３の上面に対して水平になるまで板状押圧部材６−２を回転移動させた位置との間で、板状押圧部材６−２を揺動させる。このとき、揺動運動は、細かくて早い動作で容器３をタッピングするように行う。

板状押圧部材６−２を揺動運動させるときの速度としては、５０ｍｍ／ｓｅｃ〜５００ｍｍ／ｓｅｃ程度とすることが好ましい。５０ｍｍ／ｓｅｃよりも遅い場合には、気泡が十分に移動できず、５００ｍｍ／ｓｅｃよりも早い場合には、容器３の内部が激しく攪拌されて、細胞へのダメージが懸念され、装置側の負荷も大きくなるためである。

さらに、板状押圧部材６−２を揺動運動させる回数は、特に限定されず、容器３において発生する気泡の量に応じて適宜設定することができる。また、１往復毎に一定の時間静止させるようにすることもできる。
このように、本実施形態の気泡除去方法及び気泡除去装置によれば、板状押圧部材６−２を揺動運動させることで、板状押圧部材６−２の下方にある気泡を周囲に移動させることができる。このため、本実施形態によれば、気泡が小さい場合であっても、観察範囲から効率的に除去することが可能となっている。

［第四実施形態］
次に、本発明の第四実施形態の気泡除去方法及び気泡除去装置の構成について、図７及び図８を参照して説明する。本実施形態の気泡除去装置は、上記方法３の気泡除去方法を行う場合に好適に用いることができる。
すなわち、本実施形態の気泡除去装置は、これらの図に示すように、気泡１を含む液体２が封入された容器３と、この容器３を積載した積載台４と、容器３の上面を押圧する板状押圧部材６−３と、この板状押圧部材６−３を移動させる駆動装置７−３を備えている。

板状押圧部材６−３は、容器３の上面の一部に対して水平に押し当て、繰り返し上下に運動して容器３の上面を押圧する、タッピング部材である。板状押圧部材６−３は、このような動作によって、気泡を観察範囲外に押し出すものであれば特に限定されず、例えば図７に示すような水平面が矩形のものの他、各種形状のものを使用することができる。
板状押圧部材６−３は、積載台４の観察孔５の上方、すなわち容器３における観察範囲の上方に配置され、容器３の上面における観察範囲の真上を含む領域を押圧する。

駆動装置７−３は、板状押圧部材６−３を連結し、この板状押圧部材６−３を垂直方向に往復運動させるものであり、板状部材の上下移動手段である。駆動装置７−３は、板状押圧部材６−３を上下に往復運動させることによって、容器３内を攪拌することができるものであれば特に限定されないが、例えば図６に示すように、電動シリンダ（垂直方向動作用アクチュエータ）により、板状押圧部材６−３に連結された支持部７−３ｂを駆動させるものを用いることができる。また電動アクチュエータにかえて、空気圧や油圧、電磁力を利用したアクチュエータを使用したり、モータやカムを用いた構成にしたりすることもできる。

本実施形態の気泡除去方法では、このような気泡除去装置などを用いて、図８に示すような工程で、観察範囲から気泡を除去することができる。
すなわち、まず板状押圧部材６−３を、容器３の上方から下方へ移動させて、積載台４の観察孔５の上方の容器３の上面を押圧する。次いで、板状押圧部材６−３を上方へ移動させ、次いで板状押圧部材６−３を下方へ移動させる往復運動を、少なくとも１回以上繰り返し、板状押圧部材６−３を下方へ移動させた位置で停止させる。

板状押圧部材６−３により容器３を押圧しつつ下降させると、容器３内の液体２と一緒に気泡１が容器３内における板状押圧部材６−３の下方の範囲から周囲に流れ出し、これにより、気泡１が観察範囲から除去される。また、板状押圧部材６−３により容器３を押圧した状態で上昇させると、観察範囲に周囲の液体２が引き込まれ、これによって容器３の内面に張り付いた気泡１を剥がすことができる。
このように、本実施形態の気泡除去方法によれば、容器３内において気泡が移動する液体の流れを作り出すことができ、容器３の内面に張り付いた小さな気泡も効率的に除去することが可能になっている。

板状押圧部材６−３を容器３の上方から下方へ移動させたときの板状押圧部材６−３から容器３の底面までの距離や、板状押圧部材６−３を往復運動させる上下の幅は、容器３に封入する液体２の量や容器３の厚みなどに応じて適宜定めることができる。
例えば、２３０ｍｍ×３００ｍｍのサイズの細胞培養容器に培養液を２５０ｍｌ充填する場合、液の厚みが約５ｍｍ程度となり、板状押圧部材６−３から容器３の底面までの距離を１ｍｍ以下、板状押圧部材６−３を往復運動させる上下の幅を５ｍｍ以上とすることで、好適に気泡を除去することができる。

また、板状押圧部材６−３を往復運動させるときの速度としては、５０ｍｍ／ｓｅｃ〜５００ｍｍ／ｓｅｃ程度とすることが好ましい。５０ｍｍ／ｓｅｃよりも遅い場合には、気泡が十分に移動できず、５００ｍｍ／ｓｅｃよりも早い場合には、容器３の内部が激しく攪拌されて、細胞へのダメージが懸念され、装置側の負荷も大きくなるためである。
さらに、板状押圧部材６−３を往復運動させる回数は、特に限定されず、容器３において発生する気泡の量に応じて適宜設定することができる。また、１往復毎に一定の時間静止させるようにすることもできる。

このように、本実施形態の気泡除去方法及び気泡除去装置によれば、板状押圧部材６−３を繰り返し上下動させることで、板状押圧部材６−３の下方にある気泡を周囲に移動させることができる。このため、本実施形態によれば、気泡が小さい場合であっても、観察範囲から効率的に除去することが可能となっている。

［第五実施形態］
次に、本発明の第五実施形態の気泡除去方法及び気泡除去装置の構成について、図９を参照して説明する。本実施形態の気泡除去装置は、第一実施形態と第二実施形態を組み合わせた構成を備えており、上記方法１と方法２の両方を行って、気泡を除去する場合に好適に用いることができる。
本実施形態の気泡除去装置は、気泡１を含む液体２が封入された容器３と、この容器３を積載した積載台４と、容器３の上面を押圧する棒状押圧部材６−１と、この棒状押圧部材６−１を移動させる駆動装置７−１と、容器３の上面を押圧する板状押圧部材６−２と、この板状押圧部材６−２を移動させる駆動装置７−２とを備えている。これらの各構成としては、第一実施形態又は第二実施形態におけるものと同様のものを用いることができる。

本実施形態の気泡除去方法は、方法１と方法２の両方を行うものであれば、特に限定されないが、例えば本実施形態の気泡除去装置を用いて、次のような工程を有するものとすることができる。
まず、駆動装置７−１を駆動させて、棒状押圧部材６−１を水平方向に移動させ、容器３の上面における観察範囲の真上の領域を押圧しつつ通過させる。図９において、棒状押圧部材６−１の水平位置は、積載台４上の容器３を適切に押圧できる位置に予め調整されており、棒状押圧部材６−１を水平方向に移動させることで、容器３を上方から押圧しながら、移動させることができるようになっている。これにより、気泡を容器３における観察範囲外に除去することができる。

次に、駆動装置７−２を駆動させて、板状押圧部材６−２を水平方向に対して角度を持たせた状態で、容器の上面における観察範囲の真上を含む領域を上方から押圧しつつ、板状押圧部材６−２が水平になるまで回転運動させる。これにより、気泡を板状押圧部材６−２の底面に沿って、容器３内で上方に移動させ、板状押圧部材６−２の下方から追い出すことができ、容器３における観察範囲から除去することが可能となる。

このように、本実施形態の気泡除去方法及び気泡除去装置によれば、棒状押圧部材６−１により容器３を押圧しつつ、棒状押圧部材６−１を水平方向に移動させることによって、気泡を観察範囲から除去した後、さらに板状押圧部材６−２を水平方向に対して角度を持たせた状態で、容器３を上方から押圧しつつ、水平になるまで回転運動させることができる。これによって、棒状押圧部材６−１による気泡の除去の後に観察範囲に気泡が残っていたとしても、その残った気泡の除去を板状押圧部材６−２により行うことができる。
このため、本実施形態によれば、第一実施形態及び第二実施形態の各実施形態をそれぞれ単独で用いる場合より、気泡の除去をより精度高く行うことが可能となっている。

また、本実施形態の気泡除去装置を用いて、上記方法１と方法２’の両方を行うことにより、容器３における観察範囲から気泡を除去することも好ましい。この方法によれば、方法１と方法２の両方を行う場合に比較して、小さい気泡をより効率的に除去することができ、気泡の除去を一層精度高く行うことが可能となる。

［第六実施形態］
次に、本発明の第六実施形態の気泡除去方法及び気泡除去装置の構成について、図１０を参照して説明する。本実施形態の気泡除去装置は、第一実施形態と第四実施形態を組み合わせた構成を備えており、上記方法１と方法３の両方を行って、気泡を除去する場合に好適に用いることができる。
本実施形態の気泡除去装置は、気泡１を含む液体２が封入された容器３と、この容器３を積載した積載台４と、容器３の上面を押圧する棒状押圧部材６−１と、この棒状押圧部材６−１を移動させる駆動装置７−１と、容器３の上面を押圧する板状押圧部材６−３と、この板状押圧部材６−３を移動させる駆動装置７−３とを備えている。これらの各構成としては、第一実施形態又は第四実施形態におけるものと同様のものを用いることができる。

本実施形態の気泡除去方法は、方法１と方法３の両方を行うものであれば、特に限定されないが、例えば本実施形態の気泡除去装置を用いて、次のような工程を有するものとすることができる。
まず、第五実施形態と同様に、駆動装置７−１を駆動させて、棒状押圧部材６−１を水平方向に移動させ、容器３の上面における観察範囲の真上の領域を押圧しつつ通過させる。これにより、容器３内に小さい気泡と比較的大きい気泡とが生じている場合、容器３の内面に張り付いていない小さい気泡と比較的大きい気泡を移動させて、容器３における観察範囲外に除去することができる。

次に、駆動装置７−３を駆動させて、板状押圧部材６−３を上下方向に繰り返し移動させる。例えば、板状押圧部材６−３を下方へ移動させて容器３の上面を押圧し、次いで容器３の上面を押圧した状態で、板状押圧部材６−３を上下に２回往復運動をさせることができる。なお、往復運動の回数は、容器３内で発生する気泡の量に応じて適宜設定することができ、１回又は３回以上としても良い。これにより、容器３の内面に張り付いている小さい気泡も板状押圧部材６−３の下方の外に移動させることができ、容器３における観察範囲外に除去することができる。

このように、本実施形態の気泡除去方法及び気泡除去装置によれば、まず比較的移動させやすい気泡を棒状押圧部材６−１により容器３を押圧しつつ水平方向に移動させることによって観察範囲から除去し、次いで板状押圧部材６−３により容器３を押圧しつつ板状押圧部材６−３を上下動させることで、容器３の内面に張り付いて移動させにくい小さい気泡も観察範囲から除去することができる。
このため、容器３内に大きい気泡と小さい気泡が生じている場合でも、これらを効率的に除去することが可能となっている。

（実施例１）
第四の実施形態の気泡除去方法及び気泡除去装置を用いて、気泡を含む液体が封入された容器から、気泡を除去する実験を行った。
容器としては、ＬＬＤＰＥ（直鎖状低密度ポリエチレン）製、サイズが２３０ｍｍ×３００ｍｍ、フィルム厚０．１ｍｍのバッグを使用した。液体としては、水２５０ｃｃと食器洗い用液体洗剤１ｃｃに、空気１０ｃｃを混入して容器に封入し、白く見えるまで泡立てた。液体を封入したときのバッグの厚みは、約５ｍｍであった。

板状押圧部材としては、サイズが４０ｍｍ×４０ｍｍのステンレス製でガラスの観察窓を備えたものを使用し、駆動装置としては、エアシリンダ（株式会社コガネイ製）を使用した。そして、板状押圧部材をその底面と容器の底面の距離が１ｍｍになるまで押圧し、５ｍｍの幅で上下に２回移動させた。このときの板状押圧部材の上下動の速度は、
およそ１００ｍｍ／ｓｅｃであった。その結果を図１１に示す。同図において、気泡の状態は、目視により確認できる。

まず、図１１（ａ）に示されるように、実験開始時において、容器内の石けん水は白く泡立ち、容器内全体に気泡が存在していることがわかる。
図１１（ｂ）は、押圧前の容器における観察範囲のようすを示しており、白くにごり、気泡が多数存在していることがわかる。
図１１（ｃ）は、板状押圧部材を下方に移動させて、容器を押圧した状態を示している。観察範囲における一部の気泡は除去されたが、板状押圧部材の下（間隙約０．５ｍｍ）に、気泡がまだ存在していることがわかる。
図１１（ｄ）は、板状押圧部材を上下に一回往復運動させた直後の状態を示している。気泡は少しだけ残っていることがわかる。
図１１（ｅ）は、板状押圧部材を上下に二回往復運動させた直後の状態を示している。気泡は観察範囲から除去されていることがわかる。

この実施例から、本発明の気泡除去方法及び気泡除去装置によれば、気泡の混在する液体が封入された軟包材からなる容器の内部を観察する際に、押圧部材を用いて、容器の上面における観察範囲の真上の領域を押圧しつつ、押圧部材を移動させることによって、気泡を観察範囲外に効率的に押し出すことができることがわかる。

本発明は、以上の実施形態や実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
例えば、本発明は細胞培養における課題を解決するべく案出されたものであるが、実施例からも明らかなように、細胞培養においてのみ効果を発揮するものではなく、軟包材からなる容器内に液体が封入され、容器の一部の領域から気泡を除去したい場合に、広く用いることが可能である。また、第二実施形態と第四実施形態を組み合わせて、板状押圧部材を水平方向に対して角度を持たせた状態で、容器を上方から押圧しつつ、回転運動させて水平にし、次いでこの板状押圧部材を上下動させることも可能である。さらに、第三実施形態と第四実施形態を組み合わせて、板状押圧部材を水平方向に対して角度を持たせた位置と、容器上面に対して水平になるまで板状押圧部材を回転移動させた位置との間で板状押圧部材を揺動させ、次いでこの板状押圧部材を上下動させるなど適宜変更することが可能である。

本発明は、細胞培養容器を用いて細胞を大量培養するにあたり、細胞を自動的に撮影して観察を行う場合に、好適に利用することが可能である。その他、軟包材からなる容器内に液体が封入され、容器の一部の領域から気泡を除去したい場合に、好適に利用することが可能である。

１ 気泡
２ 液体
３ 容器
４ 積載台
５ 観察孔
６−１ 棒状押圧部材
６−２ 板状押圧部材
６−３ 板状押圧部材
７−１，７−２，７−３ 駆動装置
７−１ａ，７−２ａ，７−３ａ 駆動部
７−１ｂ，７−２ｂ，７−３ｂ 支持部
８ 観察装置
９ 照明

Claims (11)

1. 気泡の混在する液体が封入された軟包材からなる容器の内部を観察する際に、前記容器内の一部を観察範囲とし、前記観察範囲から気泡を除去する方法であって、
   前記観察範囲の上方に位置する前記容器上面の一部を、上から押圧部材で押さえ込み、前記押圧部材を移動させることによって、
   気泡を前記観察範囲外に押し出すことを特徴とする気泡除去方法。
2. 前記押圧部材が板状部材であり、前記押圧部材を前記観察範囲の上方に位置する前記容器上面の一部に対して水平に押し当て、繰り返し上下動させることで、気泡を前記観察範囲外に押し出すことを特徴とする請求項１に記載の気泡除去方法。
3. 前記押圧部材が板状部材であり、前記押圧部材を前記観察範囲の上方に位置する前記容器上面の一部に対して角度を持たせて押し当て、前記容器上面に対して水平になるまで前記押圧部材を移動させることで、気泡を前記観察範囲外に押し出すことを特徴とする請求項１又は２に記載の気泡除去方法。
4. 前記押圧部材が板状部材であり、前記押圧部材を前記観察範囲の上方に位置する前記容器上面の一部に対して角度を持たせて押し当て、当該角度を持たせた位置と前記容器上面に対して水平になるまで前記押圧部材を移動させた位置との間で前記押圧部材を揺動させることで、気泡を前記観察範囲外に押し出すことを特徴とする請求項１又は２に記載の気泡除去方法。
5. 前記押圧部材を一又は二以上用い、少なくとも一つの前記押圧部材が棒状部材であり、前記押圧部材を前記容器の上面に対して水平に押し当て、水平方向に移動させて前記観察範囲の上方に位置する前記容器上面の一部を通過させることにより、気泡を前記観察範囲外に押し出すことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の気泡除去方法。
6. 気泡の混在する液体が封入された軟包材からなる容器の内部の一部の範囲から気泡を除去する方法であって、
   前記範囲の上方に位置する前記容器上面の一部を、上から押圧部材で押さえ込み、前記押圧部材を移動させることによって、
   気泡を前記範囲外に押し出すことを特徴とする気泡除去方法。
7. 気泡の混在する液体が封入された軟包材からなる容器の内部を観察する際に、前記容器内の一部の観察範囲から気泡を除去する気泡除去装置であって、
   透明部材又は孔からなる観察領域を備え、前記容器を載置して、前記観察領域の上方の前記容器内の一部を観察範囲として規定する積載台と、
   前記観察範囲の上方に位置する前記容器上面の一部を上から押さえ込む押圧部材と、
   前記押圧部材を移動させる駆動装置と、を備え、
   前記駆動装置が、前記押圧部材を移動させ、気泡を前記観察範囲外に押し出す
   ことを特徴とする気泡除去装置。
8. 前記押圧部材が板状部材であり、
   前記駆動装置が、前記押圧部材を前記観察範囲の上方に位置する前記容器上面の一部に対して水平に押し当て、繰り返し上下動させることで、気泡を前記観察範囲外に押し出す
   ことを特徴とする請求項７に記載の気泡除去装置。
9. 前記押圧部材が板状部材であり、
   前記駆動装置が、前記押圧部材を前記観察範囲の上方に位置する前記容器上面の一部に対して角度を持たせて押し当て、前記容器上面に対して水平になるまで前記押圧部材を移動させることで、気泡を前記観察範囲外に押し出す
   ことを特徴とする請求項７又は８に記載の気泡除去装置。
10. 前記押圧部材が板状部材であり、
    前記駆動装置が、前記押圧部材を前記観察範囲の上方に位置する前記容器上面の一部に対して角度を持たせて押し当て、当該角度を持たせた位置と前記容器上面に対して水平になるまで前記押圧部材を移動させた位置との間で前記押圧部材を揺動させることで、気泡を前記観察範囲外に押し出す
    ことを特徴とする請求項７又は８に記載の気泡除去装置。
11. 前記押圧部材が一又は二以上備えられ、
    少なくとも一つの前記押圧部材が棒状部材であり、
    前記駆動装置が、前記押圧部材を前記容器の上面に対して水平に押し当て、水平方向に移動させて前記観察範囲の上方に位置する前記容器上面の一部を通過させることにより、気泡を前記観察範囲外に押し出す
    ことを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載の気泡除去装置。