JP2015144580A - 密閉容器及び細胞搬送システム - Google Patents

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Abstract

【課題】蓋体着脱時の動作の自動化が容易であって、蓋体着脱時に容器内に塵が発生することを防止できる密閉容器および細胞搬送システムを提供する。
【解決手段】開口を含む容器本体と、前記容器本体の開口に挿脱可能に設けられた蓋体と、前記容器本体と前記蓋体との間の隙間をシールするように設けられたシール部材と、を備え、前記容器本体は、前記蓋体の容器本体側の端部の縁と対向可能な段部と、当該段部に設けられた金属体と、を有し、前記蓋体は、前記段部の前記金属体に対応するように設けられた磁石と、当該磁石と前記金属体との間に磁気回路を形成させる磁気回路形成位置と当該磁気回路を遮断する磁気回路遮断位置との間で移動可能であるヨーク部材と、を有することを特徴とする密閉容器である。
【選択図】図1

Description

本発明は、細胞を密閉状態で収容するための密閉容器、及び、このような密閉容器を用いる細胞搬送システムに関する。
近年、細胞培養により目的とする組織や臓器を人工的に作成する再生医療の研究開発が進められている。細胞の培養操作等は、所定の基準、例えばGMP(Good Manufacturing Practice)を充足した細胞培養施設内で行われる。このような細胞培養施設では無菌的管理・無菌的操作が必要となる。このような施設としては、例えばCPC(Cell Processing Center)が知られている。
一方、細胞培養は、ある程度、自動化することが試みられている。特許文献1では、培養容器内の細胞を培養する培養装置と、培養装置とクリーンベンチとの間で培養容器を搬送するために使用されるキャリアケースと、を備えた態様が開示されている。そして、キャリアケースの開口と培養装置の搬入口とが互いに向かい合うような向きで配置された状態で、搬入口を密閉していたドアが開かれ、次いで、培養装置内の搬送アームが操作されることで、キャリアケースから培養装置へと培養容器が搬入されるようになっている。
しかしながら、特許文献1では、キャリアケースの開口を密閉するための蓋体のような構造については何も記載されていない。また、培養装置のドアが開かれる際に培養装置とキャリアケースとの間の隙間をシールする構造についても何も記載されていない。そのため、培養容器搬入時にキャリアケース内及び培養装置内の無菌状態を維持するためには、培養装置及びキャリアケースの外部空間をも無菌的に管理する必要がある。iPS細胞のように最終的に人体等に戻すことを想定している細胞を取り扱う現場では、無菌的管理には非常にナーバスであり、設備費用、維持費用等が高額なものとなってしまう。
ところで、特許文献2及び特許文献3には、放射性物質や毒性物質等の危険物を密閉状態で収容するコンテナと、外部への危険物の漏出を防止しながらコンテナから危険物を安全に搬入できる隔室と、を備えた態様が開示されている。この態様では、コンテナの蓋体はコンテナ本体に対してバヨネット方式で着脱可能になっている。また、コンテナ本体と蓋体との間の隙間がコンテナ側シール部材によりシールされており、隔室本体と隔室の扉体との間の隙間が隔室側シール部材によりシールされている。そして、コンテナと隔室とが各々の開口が互いに向かい合うような向きで配置される時、コンテナ側シール部材は隔室本体に密着されてコンテナ本体と隔室本体との間の隙間をシールすると共に、隔室側シール部材は蓋体に密着されて扉体と蓋体との間の隙間をシールするようになっている。これにより、コンテナ本体から蓋体が取り外されて、コンテナから隔室へと危険物が搬入される際に、危険物が外部に漏出することが防止されるようになっている。
しかしながら、特許文献2及び特許文献3では、蓋体の着脱機構としてバヨネット方式を採用していることから、蓋体とコンテナ本体との間には摺動部が存在する。蓋体着脱時に摺動部から発塵があるため、コンテナ内の清浄度を高いレベルに維持することができない。また、蓋体の着脱機構としてバヨネット方式を採用していることから、蓋体着脱時に蓋体を容器本体に対して回転させる動作が必要であり、自動化が困難である。
特開2008−206495号公報 実公昭51−49520号公報 特開平6−193323号公報
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、蓋体着脱時の動作の自動化が容易であって、蓋体着脱時に容器内に塵が発生することを防止できる密閉容器および細胞搬送システムを提供することにある。
本発明は、開口を含む容器本体と、前記容器本体の開口に挿脱可能に設けられた蓋体と、前記容器本体と前記蓋体との間の隙間をシールするように設けられたシール部材と、を備え、前記容器本体は、前記蓋体の容器本体側の端部の縁と対向可能な段部と、当該段部に設けられた金属体と、を有し、前記蓋体は、前記段部の前記金属体に対応するように設けられた磁石と、当該磁石と前記金属体との間に磁気回路が形成される状態と当該磁気回路が遮断される状態との間で当該磁石に対して相対移動可能であるヨーク部材と、を有することを特徴とする密閉容器である。
本発明の密閉容器は、通常は細胞を密閉状態で収容するために用いられる。本発明によれば、磁石と金属体との間に磁気回路が形成される時、蓋体は容器本体に磁力により固定され、当該磁気回路が遮断される時、蓋体は容器本体から取外し可能となる。このように磁気回路のオン/オフが蓋体の着脱機構として採用されているため、蓋体と容器本体との間には摺動部が不要であり、蓋体着脱時に容器内に塵が発生することを防止できる。また、蓋体着脱時にバヨネット方式のように蓋体を容器本体に対して回転させる動作が不要であり、動作の自動化が容易である。また、バヨネット方式に比べて蓋体着脱時の振動が小さい。そのため、例えば培養後の細胞のような振動に弱い細胞を損傷させずに収容することが可能である。
好ましくは、前記蓋体が前記容器本体の開口に挿入される時、当該蓋体の容器本体側の端部と前記段部との間には隙間が形成されるようになっている。このような態様によれば、蓋体の容器本体側の端部と段部とが接触して発塵することを防止できる。
また、好ましくは、前記容器本体は下向きに開口されている。このような態様によれば、例えば、細胞を培養する培養プレートを複数積み重ねられた状態で密閉容器に収容する場合、容器本体が下向きに開口されていることで、横向きに開口された態様に比べて、より小さい開口面積で培養プレートを収容することができる。
また、本発明は、細胞を密閉状態で収容する密閉容器を搬送する搬送部と、前記搬送部により搬送された前記密閉容器を受け取る受取部と、を備え、前記密閉容器は、開口を含む容器本体と、前記容器本体の開口に挿脱可能に設けられた蓋体と、前記容器本体と前記蓋体との間の隙間をシールするように当該容器本体に設けられた容器側シール部材と、を有し、前記受取部は、開口を含む受取部本体と、前記受取部本体の開口に挿脱可能に設けられた扉体と、前記受取部本体と前記扉体との間の隙間をシールするように当該受取部本体に設けられた受取部側シール部材と、を有し、前記密閉容器と前記受取部とが各々の開口が互いに向かい合うような向きで配置される時、前記容器側シール部材は前記受取部本体に密着されて前記容器本体と前記受取部本体との間の隙間をシールすると共に、前記受取部側シール部材は前記蓋体に密着されて前記扉体と前記蓋体との間の隙間をシールするようになっており、前記容器本体は、前記蓋体の容器本体側の端部の縁と対向可能な段部と、当該段部に設けられた金属体と、を有し、前記蓋体は、前記段部の前記金属体に対応するように設けられた磁石と、当該磁石と前記金属体との間に磁気回路が形成される状態と当該磁気回路が遮断される状態との間で当該磁石に対して相対移動可能であるヨーク部材と、を有することを特徴とする細胞搬送システムである。
本発明によれば、密閉容器において、磁石と金属体との間に磁気回路が形成される時、蓋体は容器本体に磁力により固定され、当該磁気回路が遮断される時、蓋体は容器本体から取外し可能となる。このように磁気回路のオン/オフが蓋体の着脱機構として採用されているため、蓋体と容器本体との間には摺動部が不要であり、蓋体着脱時に容器内に塵が発生することを防止できる。また、蓋体着脱時にバヨネット方式のように蓋体を容器本体に対して回転させる動作が不要であり、動作の自動化が容易である。また、バヨネット方式に比べて蓋体着脱時の振動が小さい。そのため、例えば培養後の細胞のような振動に弱い細胞を損傷させずに収容することが可能である。
好ましくは、前記密閉容器の前記蓋体が前記容器本体の開口に挿入される時、当該蓋体の容器本体側の端部と前記段部との間には隙間が形成されるようになっている。このような態様によれば、蓋体の容器本体側の端部と段部とが接触して発塵することを防止できる。
また、好ましくは、前記密閉容器の前記容器本体は下向きに開口されており、前記受取部の前記受取部本体は上向きに開口されている。このような態様によれば、例えば、細胞を培養する培養プレートを複数積み重ねられた状態で密閉容器に収容する場合、容器本体が下向きに開口されると共に受取部本体が上向きに開口されていることで、各々が横向きに開口された態様に比べて、より小さい開口面積で培養プレートを収容することができる。
具体的には、例えば、前記受取部は、前記密閉容器から前記細胞を取り出し、取り出した前記細胞を培養する自動培養装置の受取部である。
あるいは、前記受取部は、前記細胞を収容した前記密閉容器内を滅菌する滅菌装置の受取部であってもよい。
本発明の密閉容器によれば、蓋体着脱時の動作の自動化が容易であって、蓋体着脱時に容器内に塵が発生することを防止できる密閉容器および細胞搬送システムを提供することができる。
図1は、本発明の一実施の形態による密閉容器を示す概略正面視断面図である。 図2は、図1の密閉容器において容器本体から蓋体が取り外された状態を示す概略正面視断面図である。 図3は、図1の密閉容器に収容される培養プレートの一例を示す概略平面図である。 図4(a)は、図1の密閉容器において蓋体が容器本体に固定された状態を示す概略平面図である。図4(b)は、図1の密閉容器において蓋体が容器本体から取り外し可能な状態を示す概略平面図である。 図5(a)は、図4(a)の状態の磁気回路を説明するための概略図である。図5(b)は、図4(b)の状態の磁気回路を説明するための概略図である。 図6は、容器本体が横向きに開口された態様を示す概略正面視断面図である。 図7は、容器本体内に収容された培養容器を取り出すような構成を説明するための概略正面視断面図である。 図8(a)及び図8(b)は、図1の密閉容器における磁気回路の別例を説明するための概略図である。 図9は、図1の密閉容器を用いる細胞搬送システムの構成を示す概略平面図である。 図10は、図9の細胞搬送システムにおける搬送部及び自動培養装置を拡大して示す概略側面図である。 図11(a)〜図11(d)は、図10の自動培養装置が搬送部から密閉容器を受け取る工程を説明するための概略図である。 図12は、図10の自動培養装置の制御態様を示す制御ブロック図である。 図13は、図9の細胞搬送システムにおける殺菌装置を拡大して示す概略側面図である。
以下に、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施の形態による密閉容器を示す概略正面視断面図である。図2は、図1の密閉容器において容器本体から蓋体が取り外された状態を示す概略正面視断面図である。
本実施の形態の密閉容器は、iPS細胞、ES細胞等の多能性幹細胞、骨髄間質細胞(MSC)等の軟骨細胞、樹状細胞等の様々な細胞を自動で培養するための施設において細胞を培養するための培養容器等を密閉状態で収容するために用いられる密閉容器である。本実施の形態では、以下、主として、iPS細胞を用いた態様により説明するが、これはあくまでも一例であることには留意が必要である。
図1及び図2に示すように、本実施の形態による密閉容器50は、開口59を含む容器本体51と、容器本体51の開口59に挿脱可能に設けられた蓋体52と、容器本体51と蓋体52との間の隙間をシールするように設けられたシール部材53と、を備えている。
本実施の形態では、図2に示すように、容器本体51は断面逆「U」字状に形成された樹脂からなり、下向きに開口されている。より詳しくは、容器本体51の開口59は、蓋体52の挿脱を容易にするために、下端部側ほど開口面積が大きいテーパ形状を有するように形成されている。同様に、蓋体52の側面は、蓋体52の挿脱を容易にするために、上端部側ほど断面積が小さいテーパ形状を有するように形成されている。
本実施の形態では、図2に示すように、シール部材53は平面視環形状を有する弾性部材からなり、容器本体51の開口59を規定する内周部の縁に密着固定されている。図2に示すように、シール部材53の断面形状は、三角形(好ましくは、鈍角三角形)である。より詳しくは、図2に示すように、シール部材53は、第1面53a(内周面)と第1面53aに対して所定の鈍角だけ傾斜した第2面53b(底面)とを有しており、シール部材53の第1面53aは、容器本体51の開口59を規定する内周面より径方向内側に突き出すように位置しており、シール部材53の第2面53bは、容器本体51の蓋体52側の端部(下端部)より蓋体52側(下方)に突き出すように位置している。
そして、図1に示すように、蓋体52が容器本体51の開口59に挿入される時、蓋体52の側面は、容器本体51の内面には接触せずに、シール部材53の第1面53a(内周面)に密着され、これにより、蓋体52と容器本体51との間の隙間がシール部材53によりシールされるようになっている。
本実施の形態では、図1及び図2に示すように、蓋体52の容器本体52側の端部(上端部)上には、枠体72が垂直に立設されており、当該枠体72には複数の棚71が垂直方向に間隔を空けて設けられている。そして、各棚71には、それぞれ、細胞を培養するための閉鎖系の培養プレート75が一枚ずつ収容されるようになっている。
図3は、培養プレート75の一例を示す概略平面図である。図3に示すように、培養プレート75には、流入口75aと、流出口75cと、一端が流入口75aに連通され、他端が流出口75cに連通された通路75bと、を有している。図3において矢印で示されるように、流入口75aから流入される液体培地等の液体は、通路75bを通過した後で、流出口75cから流出されるようになっている。なお、培養プレート75は、閉鎖系に限らず、ディッシュやシャーレと言われる開放系の培養プレートでもよい。
図1及び図2に戻って、容器本体51は、蓋体52の容器本体51側の端部(上端部)の縁と対向可能な段部57と、当該段部57に設けられた金属体54と、を有している。
本実施の形態では、図1に示すように、蓋体52が容器本体51の開口59に挿入される時、当該蓋体52の容器本体51側の端部と段部57との間には隙間が形成されるようになっている。これにより、蓋体52の容器本体51側の端部と段部57とが接触して、そこから発塵することが防止されるようになっている。
一方、蓋体52は、段部57の金属体54に対応するように設けられた磁石55と、当該磁石55と金属体54との間に磁気回路が形成される状態と当該磁気回路が遮断される状態との間で当該磁石55に対して相対移動可能であるヨーク部材56と、を有している。
図4(a)は、図1の密閉容器50において蓋体52が容器本体51に固定された状態を蓋体52側から見た時の概略平面図である。図4(b)は、図1の密閉容器50において蓋体52が容器本体51から取り外し可能な状態を蓋体52側から見た時の概略平面図である。なお、図4(a)及び図4(b)では、シール部材53の図示が省略されている。
本実施の形態では、図4(a)及び図4(b)に示すように、複数(図示された例では、4つ)の金属体54が、容器本体51の段部57において周方向に等間隔に配置されている。また、複数組(図示された例では、4組)の磁石55と複数(図示された例では、4つ)のヨーク部材56とが、それぞれ、蓋体52の縁部において周方向に等間隔に配置されている。なお、各ヨーク部材56は、それぞれ、磁石55と金属体54との間の高さ位置に位置されている(図1及び図2参照)。
本実施の形態では、図4(a)及び図4(b)に示すように、各ヨーク部材56は、平面視「十」字形状を有するヨーク支持部材58の4本の腕部の先端にそれぞれ固定支持されている。そして、各磁石55と金属体54とが互いに向かい合うように配置された状態で、ヨーク支持部材58が鉛直な中心軸線回りに回転されることで、各ヨーク部材56は、それぞれ、磁石55と金属体54との間の空間に出入りされるようになっている。
図5(a)は、図4(a)の状態における磁石55と金属体54との間の磁気回路を説明するための概略図である。図5(b)は、図4(b)の状態における磁石55と金属体54との間の磁気回路を説明するための概略図である。
本実施の形態では、図5(a)及び図5(b)に示すように、各磁石55は、それぞれ、互いに向かい合う面に同極性の磁極(図示された例ではN極)が形成された第1磁石要素551及び第2磁石要素552を有している。第1磁石要素551及び第2磁石要素552の互いに向かい合う面の間には、第1ヨーク要素553が配置されている。また、第1磁石要素551の第1ヨーク要素553とは逆側の面と向かい合うように、第2ヨーク要素554が配置されており、第2磁石要素552の第1ヨーク要素553とは逆側の面と向かい合うように、第3ヨーク要素555が配置されている。
図5(a)に示すように、磁石55と金属体54との間の空間にヨーク部材56が位置しない時、第1磁石要素551のN極から出た磁力線は、第1ヨーク要素553の内部と金属体54の内部と第2ヨーク要素554の内部とを順に通過した後、当該第1磁石要素551のS極に入る。また、第2磁石要素552のN極から出た磁力線は、第1ヨーク要素553の内部と金属体54の内部と第3ヨーク要素554の内部とを順に通過した後、当該第2磁石要素552のS極に入る。すなわち、金属体54と磁石55との間に磁気回路が形成される。これにより、金属体54が磁化され、金属体54と磁石55との間に生じる磁力により、蓋体52は容器本体51に対して固定される。
一方、図5(b)に示すように、磁石55と金属体54との間の空間にヨーク部材56が位置する時、第1磁石要素551のN極から出た磁力線は、第1ヨーク要素553の内部とヨーク部材56の内部とを順に通過した後、金属体54の内部を通過せずに第2ヨーク要素554の内部を通過して、当該第1磁石要素551のS極に入る。また、第2磁石要素552のN極から出た磁力線は、第1ヨーク要素553の内部とヨーク部材56の内部とを順に通過した後、金属体54の内部を通過せずに第3ヨーク要素555の内部を通過して、当該第2磁石要素552のS極に入る。すなわち、金属体54と磁石55との間の磁気回路がヨーク部材56により遮断される。これにより、金属体54と磁石55との間の磁力が消失され、蓋体52は容器本体51に対して取外し可能となる。
なお、本実施の形態では、前述のように蓋体52上に枠体72と複数の棚71と複数の培養プレート75とが支持されるため、金属体54と磁石55との間に生じる磁力は十分大きいことが好ましく、具体的には、例えば10kgf以上であることが好ましい。
次に、本実施の形態の密閉容器50の作用について説明する。
まず、図2に示すように、蓋体52上に支持された棚71に複数の培養プレート75が収容される。ここで、図4(b)に示すように、蓋体52のヨーク部材56は、磁石55と金属体54との間の空間に挿入されており、図5(b)に示すように、磁石55と金属体54との間の磁気回路はヨーク部材56により遮断されている。
次に、蓋体52が複数の培養プレート75と一緒に上昇され、容器本体51の開口59に挿入される。容器本体51の開口59と蓋体52とはそれぞれテーパ形状を有しているため、蓋体52は開口59にスムーズに挿入される。そして、蓋体52の側面は、容器本体51の内面には接触せずに、シール部材53の内周面に密着され、これにより、蓋体52と容器本体51との間の隙間がシール部材53によりシールされる。
次に、図4(a)に示すように、蓋体52のヨーク支持部材58に不図示のロボットアームが係合される。そして、ロボットアームの操作により、蓋体52のヨーク支持部材58がヨーク部材56と一緒に鉛直な中心軸線回りに回転され、磁石55と金属体54との間の空間からヨーク部材56が脱出される。これにより、図5(a)に示すように、磁石55と金属体54との間に磁気回路が形成され、蓋体52は容器本体51に対して磁力により固定される。このようにして、密閉容器50の内部に複数の培養プレート75が密閉状態で収容される。
また、以上の工程が、逆の順序で行われることにより、容器本体51から蓋体52が取り外され、複数の培養プレート75が開口59を通って密閉容器50から取り出される。
以上のような本実施の形態によれば、磁気回路のオン/オフが蓋体52の着脱機構として採用されているため、蓋体52と容器本体51との間には摺動部が不要である。そのため、蓋体52の着脱時に容器50内に塵が発生することが防止され得る。
また、本実施の形態の密閉容器50によれば、蓋体52の着脱時にヨーク部材56がヨーク支持部材58と一緒に回転されるが、蓋体52は容器本体51に対して静止され続ける。すなわち、バヨネット方式のように蓋体52を容器本体51に対して回転させる動作は不要である。そのため、複雑な機構を設ける必要がなく装置からの発塵を防止することができる。また、蓋体52の着脱動作に要する駆動力が小さく、自動化が容易である。
ここで、iPS細胞を培養する場合、iPS細胞は、振動等の刺激を受けると分化してしまうおそれがある。本実施の形態によれば、蓋体52と容器本体51との間に摺動部が不要であると共に、蓋体52は容器本体51に対して静止され続けるため、蓋体52の着脱時に生じる振動が著しく小さい。よって、振動に敏感な細胞を安静に収容することが可能である。
また、本実施の形態によれば、図1に示すように、蓋体52が容器本体51の開口59に挿入される時、当該蓋体52の容器本体51側の端部と段部57との間には隙間が形成されるようになっているため、蓋体52の容器本体51側の端部と段部57とが接触して発塵することを防止できる。
また、本実施の形態によれば、図1及び図2に示すように、容器本体51は下向きに開口されているため、横向きに開口された態様に比べて、複数積み重ねられた状態の培養プレート75を、より小さい開口面積で収容することができる。また、培養装置内へ一度の複数の培養容器を供給できる。よって、容器本体51内へ汚染物を取り込む可能性を低くすることができる。
なお、本実施の形態では、図1及び図2に示すように、容器本体51は下向きに開口されていたが、これに限定されず、例えば図6に示すように横向きに開口されていてもよいし、上向きに開口されていてもよい。また、図7に示すように容器本体51内に収容された培養容器を取り出すような構成としてもよい。複数積み重ねられた状態の培養プレート75を収容する際の利便性に鑑みると、下向きまたは上向きに開口されていることが、より好ましい。
また、本実施の形態では、図5(a)及び図5(b)に示すように、磁石55は金属体54に対して静止されており、ヨーク部材56が磁石55と金属体54との間に磁気回路が形成される状態と当該磁気回路が遮断される状態との間で当該磁石55に対して移動されるように構成されていたが、これに限定されず、例えば図8(a)及び図8(b)に示すように、第1、第2ヨーク部材561、562が金属体54に対して静止されており、磁石55’が当該磁石55’と金属体54との間に磁気回路が形成される状態と当該磁気回路が遮断される状態との間で第1、第2ヨーク部材561、562に対して移動(回転)されるように構成されていてもよい。
図8(a)及び図8(b)に示す形態をより詳しく説明すると、磁石55’は円形状の断面を有し、中心軸線回りに回転可能になっている。一方、第1ヨーク部材561は磁石55’の左側側面の所定の角度範囲と向かい合うように配置され、第2ヨーク部材562は磁石55’の右側側面の所定の角度範囲と向かい合うように配置されている。また、第1ヨーク部材561と第2ヨーク部材562との間には、それらの間の磁気的な接続を遮断するように非磁性部材571、572が配置されている。
図8(a)に示すように、磁石55’のS極が第1ヨーク部材561と対向し、N極が第2ヨーク部材562と対向する時、磁石55’のN極から出た磁力線は、第2ヨーク部材562の内部と金属体54の内部と第1ヨーク部材561の内部とを順に通過した後、磁石55’のS極に入る。すなわち、金属体54と磁石55’との間に第1、第2ヨーク部材561、562を介して磁気回路が形成される。これにより、金属体54と第1、第2ヨーク部材561、562とがそれぞれ磁化され、金属体54と第1、第2ヨーク部材561、562との間に生じる磁力により、蓋体52は容器本体51に対して固定される。
一方、図8(b)に示すように、磁石55’が第1、第2ヨーク部材561、562に対して移動(回転)されて、磁石55’のN極及びS極が、それぞれ非磁性部材571、572と対向する時、磁石55’のN極から出た磁力線は、第1ヨーク部材561の内部または第2ヨーク部材562の内部を通過した後、金属体54の内部を通過せずに、磁石55’のS極に入る。すなわち、金属体54と磁石55’との間の磁気回路が第1、第2ヨーク部材561、562により遮断される。これにより、金属体54に作用する磁力が消失され、蓋体52は容器本体51に対して取外し可能となる。
次に、以上のような密閉容器50を用いる細胞搬送システム(本発明の一実施の形態による細胞搬送システム)について説明する。
図9は、本実施の形態の細胞搬送システム1の構成を示す概略平面図である。
図9に示すように、本実施の形態の細胞搬送システム1は、細胞を培養するための培養容器等を密閉状態で収容する密閉容器50を搬送する搬送部60と、密閉容器50内を殺菌する殺菌装置10と、密閉容器50から培養容器を取り出し、内部で培養する複数(図示された例では、4つ)の自動培養装置20と、を備えている。なお、密閉容器50は、培養すべき細胞が搭載された培養容器、空の培養容器、培養が完了した細胞が搭載された培養容器、未使用の細胞培養に用いる資材、使用済みの細胞培養に用いる資材等を搭載可能である。本実施の形態では、前述したようにiPS細胞を用いた態様で説明することから、自動培養装置20は、iPS細胞を自動で培養するiPS細胞自動培養装置である。なお、自動培養装置20は、分化細胞自動培養装置であってもよい。
図10は、搬送部60及びiPS細胞自動培養装置20を拡大して示す概略側面図である。
図10に示すように、本実施の形態の搬送部60は、密閉容器50を下方にぶら下げるようにして保持する保持部61を有しており、天井に設けられたレール65に沿って移動するようになっている。また、搬送部60は、保持部61に保持された密閉容器50を鉛直方向に昇降可能となっている。
一方、本実施の形態のiPS細胞自動培養装置20は、レール65の下方に設けられ、搬送部60から密閉容器50を受け取る受取部21と、受取部21に連結された筐体22と、を有している。筐体22内には、搬送アーム68が設けられている。
図10に示すように、受取部21は、開口を含む受取部本体11aと、受取部本体11aの開口に挿脱可能に設けられた扉体12と、受取部本体11aと扉体12との間の隙間をシールするように受取部本体11aに設けられた受取部側シール部材13と、を有している。
本実施の形態では、図10に示すように、受取部本体11aは上向きに開口されている。より詳しくは、受取部本体11aの開口は、扉体12の挿脱を容易にするために、下方側ほど開口面積が大きいテーパ形状を有するように形成されている。同様に、扉体12の側面は、扉体12の挿脱を容易にするために、上方側ほど断面積が小さいテーパ形状を有するように形成されている。
図10に示すように、本実施の形態の受取部側シール部材13は平面視環形状を有する弾性部材からなり、受取部本体11aの開口を規定する内周部の縁に密着固定されている。図10に示すように、受取部側シール部材13の断面形状は、三角形(好ましくは、鈍角三角形)である。より詳しくは、受取部側シール部材13は、第1面(外周面)と第1面に対して所定の鈍角だけ傾斜した第2面(上面)とを有しており、受取部側シール部材13の第1面は、受取部本体11aの開口を規定する内周面より径方向内側に突き出すように位置しており、受取部側シール部材13の第2面は、受取部本体11aの上端部より上方に突き出すように位置している。
そして、図10に示すように、扉体12が受取部本体11aの開口に挿入される時、扉体12の側面は、受取部本体11aの内面とは接触せずに、受取部側シール部材13の第1面(外周面)に密着され、これにより、扉体12と受取部本体11aとの間の隙間が受取部側シール部材13によりシールされるようになっている。
本実施の形態では、図10に示すように、扉体12の下端部には、昇降装置15が接続されており、扉体12は昇降装置15によって所望の高さ位置に支持されるようになっている。そして、受取部本体11aの開口に挿入された扉体12が昇降装置15によって下方に移動されることで、受取部本体11aの開口が開かれるようになっている。
また、本実施の形態では、密閉容器50と受取部21とが各々の開口が互いに向かい合うような向きで配置される時、容器側シール部材53は受取部本体11aに密着されて容器本体51と受取部本体11aとの間の隙間をシールすると共に、受取部側シール部材13は蓋体52に密着されて扉体12と蓋体52との間の隙間をシールするようになっている。
ここで、図11(a)〜図11(d)を参照して、iPS細胞自動培養装置20の受取部21が搬送部60から密閉容器50を受け取る工程を詳しく説明する。
まず、図11(a)に示すように、密閉容器50は搬送部60により搬送されて、密閉容器50の開口が受取部21の開口と向かい合うような位置に位置決めされる。ここで、容器本体51の開口には蓋体52が挿入されており、容器本体51と蓋体52との間の隙間は容器側シール部材53によりシールされている。また、受取部本体11aの開口には扉体12が挿入されており、受取部本体11aと扉体12との間の隙間は受取部側シール部材13によりシールされている。
次に、図11(b)に示すように、密閉容器50は搬送部60により鉛直下方に移動される。これにより、容器側シール部材53の底面は受取部本体11aの上面に密着されて容器本体51と受取部本体11aとの間の隙間をシールすると共に、受取部側シール部材13の上面は蓋体52の底面に密着されて扉体12と蓋体52との間の隙間をシールする。この時、容器側シール部材53の内周面と底面との間に形成される角部分は受取部側シール部材13の外周面と上面との間に形成される角部分に対して密着される。
次に、図11(c)に示すように、不図示のロボットアームの操作により、ヨーク部材56が磁石55に対して相対移動され、磁石55と金属体54との間の磁気回路がヨーク部材56により遮断される。これにより、蓋体52が容器本体51に対して取外し可能な状態となる。
次に、図11(d)に示すように、昇降装置15によって扉体12が蓋体52と一緒に下方に移動される。これにより、受取部本体11aの開口と容器本体51の開口とが互いに連通される。この時、容器本体51と受取部本体11aとの間の隙間が容器側シール部材53によりシールされているため、容器本体51及び受取部本体11aの外部空間に存在する塵やウイルス等が内部空間に侵入することが防止される。また、扉体12と蓋体52との間の隙間が装置側シール部材13によりシールされているため、扉体12の上端部または蓋体52の下端部に付着していた塵やウイルス等が容器本体51及び受取部本体11aの内部空間に侵入することが防止される。
図12は、iPS細胞自動培養装置20の制御態様を示す制御ブロック図である。
図12に示すように、iPS細胞自動培養装置20は、iPS細胞の培養に伴って変化する液体培地成分を分析する培地分析部24と、iPS細胞を検査すると共に状態の悪いiPS細胞の除去を行う細胞検査除去部25と、液体培地やタンパク質分解酵素を含む液体等を保管すると共に供給する液体保管供給部26と、培養プレート75を保持し、温度、湿度及びガス濃度のいずれか1つまたは2つ以上を自動で調整するインキュベータ部27と、iPS細胞自動培養装置20内で用いられた使用済み液体培地、使用済み洗浄液、使用済み試薬等を含む廃液を筐体22から下方に排出するための排出部28と、を有している。
次に、このようなiPS細胞自動培養装置20の動作について説明する。
まず、液体保管供給部26は、液体培地を培養プレート75の流入口75aから培養プレート75内に適宜供給することで、培養プレート75内の古い液体培地を新しい液体培地に自動で入れ替える。細胞検査除去部25は、取得されたiPS細胞の情報に基づいて、培養プレート75の底面に設けられたECM(Extracellular matrix)から不良iPS細胞を選択的に剥離させる。その後、液体保管供給部26は、液体培地を培養プレート75の流入口75aから培養プレート75内に供給することで、浮遊した不良iPS細胞を培養プレート75から押し出させる。また、液体保管供給部26は、タンパク質分解酵素を培養プレート75の流入口75aから培養プレート75内に適宜供給することで培養プレート75の底面に設けられたECMからiPS細胞を剥離させる。その後、液体保管供給部26は、液体培地を培養プレート75の流入口75aから密閉プレート75内に供給することで、浮遊したiPS細胞を培養プレート75から押し出させる。押し出されたiPS細胞は、薄められて懸濁液とされた後で、複数の別の培養プレート75内に収容される(播種される)。このようにして、iPS細胞自動培養装置20は、iPS細胞の継代を自動で行う。なお、培養プレート75内のiPS細胞を選択的に剥離させる手法としては、iPS細胞に超音波や光を照射する方法、培養プレート75の外部から物理的な力を与える手法等を採用することができる。また、このような手法を用いる際には、タンパク質分解酵素を併用してもよい。
iPS細胞自動培養装置20内の温度は、インキュベータ部27によって、例えば温度が約37℃となるように調整される。また、iPS細胞自動培養装置20内のガス濃度は、インキュベータ部27によって、空気にCOを適宜加えることで調整される。また、必要に応じて、インキュベータ部27によって湿度が約100%となるように調整されてもよい。
図12に示すように、iPS細胞自動培養装置20は、培地分析部24、細胞検査除去部25、液体保管供給部26、インキュベータ部27、排出部28の各々に通信接続され、これらを制御する制御部29を有している。制御部29は、具体的には、例えばパソコン等の外部装置90に設置されている。
図13は、殺菌装置10を拡大して示す概略側面図である。
図13に示すように、殺菌装置10は、入荷エリア81(図9参照)内に設けられ、作業員から密閉容器70を受け取る受取部11と、受取部11で受け取られた密閉容器50内に過酸化水素ガスや高温ガス等の殺菌ガスを供給して殺菌する殺菌ガス供給部17と、を有している。なお、殺菌装置10の別の例としては、殺菌ガス供給部17の代わりに、受取部11で受け取られた密閉容器50内にγ線や紫外線を照射して殺菌する照射装置を有する態様を挙げることができる。液体培地等がγ線や紫外線で破損してしまうタンパク質等を含有している場合には、過酸化水素ガスや高温ガス等の殺菌ガスで殺菌することが望ましい。殺菌装置10における受取部11の構成は、それが入荷エリア81内に設けられていて作業員から密閉容器70を受け取る点以外は前述のiPS細胞自動培養装置20における受取部21の構成と略同様であり、詳細な説明は省略する。
なお、本実施の形態において、殺菌装置10の受取部11は、図9に示すように入荷エリア81内に設けられているが、これに限定されず、iPS細胞自動培養装置20の受取部21と同様に、搬送エリア81内においてレール65の下方に設けられていてもよい。この場合、受取部11は、搬送部60から密閉容器50を受け取るようになっている。
本実施の形態の細胞搬送システム1は、自動培養装置20で培養された細胞を所定のタイミングで受け取り、検査する分析装置30と、自動培養装置20で培養されたiPS細胞を冷凍保存する冷凍保存装置40と、を更に備えている。
図9に示すように、分析装置30及び冷凍保存装置40は、それぞれ、レール65の下方に設けられて搬送部60から密閉容器50を受け取る受取部31、41を有している。分析装置30における受取部31及び冷凍保存装置40における受取部41の構成は、それぞれ、前述の自動培養装置装置20における受取部21の構成と略同様であり、詳細な説明は省略する。
次に、本実施の形態の細胞搬送システム1の作用について説明する。
まず、図9に示すように、入荷エリア81において、iPS細胞を収容した1つまたは2つ以上の培養プレート75が、例えば作業員の手動処理により、密閉容器50内に収容される。
次に、培養プレート75を収容した密閉容器50が、例えば作業員の手動処理により、殺菌装置10の受取部11へと搬送される。
殺菌装置10の受取部11では、搬送部60による搬送処理が作業員による手動処理に置き換えられた図11(a)〜図11(d)の工程が、この順序で行われることにより、容器本体51及び受取部本体11aの内部空間への塵やウイルス等の侵入が防止されながら、受取部本体11aの開口と容器本体51の開口とが互いに連通される。続いて、殺菌ガス供給部17から受取部11内に殺菌ガスが供給され(図13参照)、受取部本体11a及び容器本体51の内部が殺菌される。
その後、搬送部60による搬送処理が作業員による手動処理に置き換えられた図11(a)〜図11(e)に示す工程が、逆の順序で行われることにより、容器本体51及び受取部本体11aの内部空間への塵やウイルス等の侵入が防止されながら、容器本体51の開口が蓋体52及び容器側シール部材53によって密閉されると共に、受取部本体11aの開口が扉体12及び受取部側シール部材13によって密閉される。
次に、図9に示すように、密閉状態の密閉容器50が、例えば作業員の手動処理により、搬送エリア83に通じる投入部84に載置される。投入部84は、例えば二重扉になっており、投入部84に密閉容器70が載置されると、入荷エリア81側に位置する一方の扉が開き(このとき搬送エリア83側に位置する扉は閉じられている。)、密閉容器70を他方の扉と一方の扉との間に導き入れ、一方の扉が閉じられる。ここで、必要に応じて、密閉容器50の外側表面が殺菌される。その後で、他方の扉を開き、搬送エリア83内の搬送部60によって密閉容器50が受け取られる。
続いて、図9に示すように、搬送部60により密閉容器50がiPS細胞自動培養装置20の受取部21へと搬送される。
iPS細胞自動培養装置20の受取部21では、前述した図11(a)〜図11(e)に示す工程がこの順序で行われることにより、容器本体51及び受取部本体11aの内部空間への塵やウイルス等の侵入が防止されながら、受取部本体11aの開口と容器本体51の開口とが互いに連通される。続いて、密閉容器50からiPS細胞培養装置20へと培養プレート75が取り出される。
このようにiPS細胞培養装置20へと取り出されたiPS細胞は、当該iPS細胞培養装置20内で培養される。培養される際には、液体培地の入れ替えが適宜自動で行われ、iPS細胞の継代が適宜自動で行われる。また、インキュベータ部27の温度、湿度及びガス濃度のいずれか1つまたは2つ以上が調整されてもよい。ちなみに、本実施の形態のiPS細胞自動培養装置20は、細胞の提供者毎に分けられており、あるiPS細胞自動培養装置20でAさんのiPS細胞が培養されている場合には、当該iPS細胞自動培養装置20でAさん以外の人、動物等のiPS細胞が培養されることはない。
なお、iPS細胞自動培養装置20で培養されているiPS細胞の一部は、適宜、iPS細胞自動培養装置20から密閉容器50へと取り出された後、搬送部60によって、iPS細胞分析装置30の受取部31へと搬送される。そして、iPS細胞分析装置30内において、培養の状態(例えば、DNAの状態)が分析される。なお、iPS細胞分析装置30における検査は、通常はiPS細胞自動培養装置20内での検査とは異なる破壊検査であり、分析に利用されたiPS細胞はiPS細胞自動培養装置20に戻されることなく廃棄されることとなる。
iPS細胞自動培養装置20でiPS細胞が培養されると、iPS細胞を収容した1つまたは2つ以上の培養プレート75が、密閉容器50の蓋体52上に支持された複数の棚71に収容される。続いて、図11(a)〜図11(e)に示す工程が、逆の順序で行われることにより、容器本体51及び受取部本体11aの内部空間への塵やウイルス等の侵入が防止されながら、容器本体51の開口が蓋体52及び容器側シール部材53によって密閉されると共に、受取部本体11aの開口が扉体12及び受取部側シール部材13によって密閉される。密閉状態の密閉容器50は、搬送部60に受け取られて吊り下げられる。
次に、培養したiPS細胞を冷凍保存する場合には、培養したiPS細胞を収容した密閉容器50が、搬送部60によって冷凍保存装置40の受取部41へと搬送される。そして、当該冷凍保存装置40において、密閉容器50内から培養プレート75が取り出され、当該冷凍保存装置40内で培養プレート75に収容された状態でiPS細胞が保存されることとなる。
冷凍保存装置40で保存されたiPS細胞を出荷する時には、iPS細胞を収容した培養プレート75が密閉容器50に収容され、当該密閉容器50が、搬送部60によって出荷エリア82へと搬送される。そして、出荷エリア82に密閉容器50が搬送されると、密閉容器50のまま、または、密閉容器50から取り出された培養プレート75の形態で、iPS細胞が出荷される。
ちなみに、iPS細胞の出荷先(例えば病院や工場等)が前述の細胞搬送システム1に隣接して設置されていたり近隣にあったりするような場合等では、iPS細胞を冷凍保存する必要がない。そのため、このような場合には、iPS細胞自動培養装置20から取り出されたiPS細胞を収容した培養プレート75が、密閉容器50に収容された後、冷凍保存されることなく、搬送部60によって出荷エリア82へと搬送される。その後、出荷エリア82から隣接するまたは近接する出荷先に、密閉容器50のまま、または、密閉容器50から取り出された培養プレート75の形態で、iPS細胞が出荷される。
本実施の形態の細胞搬送システム1では、密閉容器50内およびiPS細胞自動培養装置20内は、比較的清浄度が高く管理されている。このようにすると、細胞培養に影響の高い空間のみ清浄度を高く管理することができるため、管理コストを低く抑えることができる。また、それぞれの空間が比較的小さな空間に区画されていることから、殺菌作業が必要な空間のみを隔離して殺菌作業を行うことも可能となり、メンテナンス性よく細胞搬送システム1を運用することができる。
また、作業員が出入りする入荷エリア81や出荷エリア82は、搬送エリア83に比べて相対的に清浄度が低いものの、本実施の形態の密閉容器50を用いることで、清浄度を保ったまま、細胞を取り扱うことが可能となる。
なお、iPS細胞の培養に続き、同様の装置を用いて任意の細胞に分化させた細胞を培養してもよい。
なお、本明細書中の「無菌」という用語は、微生物が完全に殺菌された状態のみを指すのではなく、細胞の培養に悪影響を及ぼす可能性のある微生物が、適正な数以下にコントロールされた状態を指す。
1 細胞搬送システム
10 殺菌装置
11 受取部
11a 受取部本体
12 扉体
13 受取部側シール部材
15 昇降装置
17 殺菌ガス供給部
20 自動培養装置
21 受取部
22 筐体
24 培地分析部
25 細胞検査除去部
26 液体保管供給部
27 インキュベータ部
28 排出部
29 制御部
30 分析装置
31 受取部
40 冷凍保存装置
41 受取部
50 密封容器
51 容器本体
52 蓋体
53 容器側シール部材
53a 第1面
53b 第2面
54 金属体
55 磁石
55’ 磁石
551 第1磁石要素
552 第2磁石要素
553 第1ヨーク要素
554 第2ヨーク要素
555 第3ヨーク要素
56 ヨーク部材
561 第1ヨーク部材
562 第2ヨーク部材
571 非磁性部材
572 非磁性部材
57 段部
58 ヨーク支持部材
59 開口
60 搬送部
61 保持部
65 レール
68 搬送アーム
71 棚
72 枠体
75 培養プレート
75a 流入口
75b 通路
75c 流出口
81 入荷エリア
82 出荷エリア
83 搬送エリア
84 投入部
90 外部装置

Claims (10)

  1. 開口を含む容器本体と、
    前記容器本体の開口に挿脱可能に設けられた蓋体と、
    前記容器本体と前記蓋体との間の隙間をシールするように設けられたシール部材と、
    を備え、
    前記容器本体は、前記蓋体の容器本体側の端部の縁と対向可能な段部と、当該段部に設けられた金属体と、を有し、
    前記蓋体は、前記段部の前記金属体に対応するように設けられた磁石と、当該磁石と前記金属体との間に磁気回路が形成される状態と当該磁気回路が遮断される状態との間で当該磁石に対して相対移動可能であるヨーク部材と、を有する
    ことを特徴とする密閉容器。
  2. 前記シール部材は、前記容器本体の開口を規定する内周部の縁に設けられている
    ことを特徴とする請求項1に記載の密閉容器。
  3. 前記シール部材の断面形状は、三角形である
    ことを特徴とする請求項1または2に記載の密閉容器。
  4. 前記蓋体が前記容器本体の開口に挿入される時、当該蓋体の容器本体側の端部と前記段部との間には隙間が形成されるようになっている
    ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の密閉容器。
  5. 前記容器本体は下向きに開口されている
    ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の密閉容器。
  6. 細胞を密閉状態で収容する密閉容器を搬送する搬送部と、
    前記搬送部により搬送された前記密閉容器を受け取る受取部と、
    を備え、
    前記密閉容器は、
    開口を含む容器本体と、
    前記容器本体の開口に挿脱可能に設けられた蓋体と、
    前記容器本体と前記蓋体との間の隙間をシールするように当該容器本体に設けられた容器側シール部材と、
    を有し、
    前記受取部は、
    開口を含む受取部本体と、
    前記受取部本体の開口に挿脱可能に設けられた扉体と、
    前記受取部本体と前記扉体との間の隙間をシールするように当該受取部本体に設けられた受取部側シール部材と、
    を有し、
    前記密閉容器と前記受取部とが各々の開口が互いに向かい合うような向きで配置される時、前記容器側シール部材は前記受取部本体に密着されて前記容器本体と前記受取部本体との間の隙間をシールすると共に、前記受取部側シール部材は前記蓋体に密着されて前記扉体と前記蓋体との間の隙間をシールするようになっており、
    前記容器本体は、前記蓋体の容器本体側の端部の縁と対向可能な段部と、当該段部に設けられた金属体と、を有し、
    前記蓋体は、前記段部の前記金属体に対応するように設けられた磁石と、当該磁石と前記金属体との間に磁気回路が形成される状態と当該磁気回路が遮断される状態との間で当該磁石に対して相対移動可能であるヨーク部材と、を有する
    ことを特徴とする細胞搬送システム。
  7. 前記密閉容器の前記蓋体が前記容器本体の開口に挿入される時、当該蓋体の容器本体側の端部と前記段部との間には隙間が形成されるようになっている
    ことを特徴とする請求項6に記載の細胞搬送システム。
  8. 前記密閉容器の前記容器本体は下向きに開口されており、
    前記受取部の前記受取部本体は上向きに開口されている
    ことを特徴とする請求項6または7に記載の細胞搬送システム。
  9. 前記受取部は、前記密閉容器から前記細胞を取り出し、取り出した前記細胞を培養する自動培養装置の受取部である
    ことを特徴とする請求項6乃至8のいずれかに記載の細胞搬送システム。
  10. 前記受取部は、前記細胞を収容した前記密閉容器内を殺菌する殺菌装置の受取部である
    ことを特徴とする請求項6乃至8のいずれかに記載の細胞搬送システム。
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