JP2018148846A - 培養容器運搬装置 - Google Patents

Abstract

【課題】例えば殺菌・除染等に使用された薬剤、ガス等の影響を確実に排除でき、培養容器ひいては培養細胞を好適に取り扱って運搬することを可能にする培養容器運搬装置を提供する。【解決手段】本体部１と、本体部１を搬送するための搬送手段２とを備えるとともに、本体部１が、培養容器を収納する培養細胞収納部４と、機器を収納する機器収納部１３とを互いに密閉可能に区画して備え、且つ、機器収納部１３に、機器収納部１３内に取り込んだ空気を機器収納部１３内で清浄化して培養細胞収納部４に給気するためのフィルタ１７を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、培養容器ひいては培養細胞を好適に運搬するための培養容器運搬装置に関する。

医薬品などの薬剤や化粧品、食品、培養・研究等に用いる生物、生体組織等（固体状、紛体状、半固体状、液体状）は細菌やカビなどの微生物や、ウイルスなどの混入に加えて空気中の諸成分による酸化あるいは空気中の酸性ガス（窒素酸化物、硫黄酸化物、酢酸、ギ酸など）や塩基性ガス（アンモニア、アミン類など）による酸塩基反応（中和反応）によって生物、生体組織等（固体状、紛体状、半固体状、液体状）に影響を及ぼすことがある。

このため、細胞培養などを行う際には、その一連の操作をクリーンルーム内で、さらに専用の細胞培養容器を用いて行うようにしている。

細胞培養容器は、容器内にメンブレンブレンフィルタなどでろ過した供給ガスを供給することで、インキュベータ内おけるコンタミネーション（微生物、ウイルス、ＤＮＡ断片、ＲＮＡ断片、酵素作用物質などの混入）が発生しないように構成されている。

さらに、細胞培養容器内の培養細胞を手で操作する場合には、所定の対コンタミネーション機能を備えたクリーンベンチやアイソレータの内部でその操作を行い、コンタミネーションの発生を防止するようにしている。

一方、インキュベータとクリーンブースあるいはアイソレータの間で細胞培養容器ひいては培養細胞を運搬する際には、クリーンルーム内の作業環境中を経由することになる。このため、この運搬操作がコンタミネーションの発生原因になってしまうおそれがあった。

特に再生医療では細胞の分化やその組織化のために人が手で様々な操作を行うことが必要になることから細胞培養容器を運搬する頻度も多く、この運搬時のコンタミネーションを防止する対策が非常に重要になる。

ここで、再生医療の実用化に向けた細胞培養のスケールアップを進めた場合には、細胞培養容器移動時のコンタミネーションを防止するため、例えば半導体工場の工程内ウエハー搬送容器フープ（ＦＯＵＰ）のように、アイソレータやクリーンベンチと密閉性を備えた接続機構を持ち、細胞培養容器を収納する空間内部の清浄性を維持でき、また、耐衝撃性を兼ね備えるなどした運搬装置を使用することが考えられる。

このとき、半導体産業の運搬装置は当然培養細胞への悪影響を抑えることを想定していないため、培養細胞容器の収納部に対象とする細胞に適した培養条件を維持する手段を付加することが必要になる。すなわち、温度、湿度、内部充填ガスの成分割合、特に炭酸ガス（二酸化炭素ガス）や酸素の濃度などを制御することが望ましく、必要に応じた環境制御機能を付加することが必要になる（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。

また、内部充填ガス組成の制御方法としては、供給空気と運搬装置に搭載した炭酸ガスボンベからの炭酸ガスとを混合して供給する方法、培養細胞収納部内空気の循環系に炭酸ガスガスボンベから炭酸ガスを供給する方法、培養細胞収納部内に炭酸ガスを直接供給する方法などが考えられる。

特開２０１２−２１７４３６号公報 特開２０１５−１５６８２２号公報 特開２０１６−４７０１８号公報

ここで、バイオ施設室内や作業装置内の殺菌・除染にはホルムアルデヒトが多用されていたが、近年は過酸化水素や過酢酸、オゾンなどへの移行が進んでいる。これらの薬剤、ガスはホルムアルデヒドより残留性が低いとされているが、やはりその残留濃度によっては培養細胞の生育や品質安定性に影響を与えるおそれがある。このため、これら殺菌・除染等に使用された薬剤、ガス等の影響を確実に排除できる専用の培養容器運搬装置の開発が強く望まれていた。

上記事情に鑑み、本発明は、例えば殺菌・除染等に使用された薬剤、ガス等の影響を確実に排除でき、培養容器ひいては培養細胞を好適に取り扱って運搬することを可能にする培養容器運搬装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。

本発明の培養容器運搬装置は、培養容器を運搬するための装置であって、本体部と、前記本体部を搬送するための搬送手段とを備えるとともに、前記本体部が、培養容器を収納する培養細胞収納部と、機器を収納する機器収納部とを互いに密閉可能に区画して備え、且つ、前記機器収納部に、前記機器収納部内に取り込んだ空気を前記機器収納部内で清浄化して前記培養細胞収納部に給気するためのフィルタが具備されていることを特徴とする。

本発明の培養容器運搬装置においては、例えば、殺菌・除染等に使用された薬剤、ガス等の影響を確実に排除でき、インキュベータとクリーンブースあるいはアイソレータの間で細胞培養容器を運搬する際に、培養容器ひいては培養細胞を好適に取り扱ってその運搬を行うことが可能になる。

本発明の一実施形態に係る培養容器運搬装置を示す図である。 本発明の一実施形態に係る培養容器運搬装置の変更例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る培養容器運搬装置の変更例を示す図である。

以下、図１から図３を参照し、本発明の一実施形態に係る培養容器運搬装置について説明する。

はじめに、本実施形態は、例えば、医薬品などの薬剤や化粧品、食品、培養・研究等に用いる生物、生体組織等の対象物を取り扱う際に用いられ、培養容器を収容する培養細胞収納部内の空気中の微量汚染成分濃度を低く維持し、好適に培養容器ひいては培養細胞を運搬するための培養容器運搬装置に関するものである。

本実施形態の培養容器運搬装置Ａは、図１に示すように、培養細胞収納部に、吸着剤や除去剤で微量汚染成分を除去した清浄化空気を供給する手段と、培養細胞収納部内の空気を吸着剤や除去剤で循環処理し、微量汚染成分濃度を低減する手段を備え、これら両手段を組み合わせて培養細胞収納部の空気中の微量汚染成分を除去しつつ微量汚染成分濃度を低く維持するように構成されている。

具体的に、本実施形態の培養容器運搬装置Ａは、例えば、図１に示すように、矩形箱状に形成された本体部１と、本体部１の下方に一体に設けられたキャスター等の搬送手段２とを備えて構成されている。

また、本体部１は、その内部を上部空間Ｓ１と下部空間Ｓ２とにそれぞれ密閉可能に区画する仕切板３を備えている。

上部空間Ｓ１には、上面から下面に貫通する複数の貫通孔を備え、上部空間Ｓ１をさらに上方の培養細胞収納部４と、下方の加湿パン収納部５とに連通状態で区画する有孔板６が設けられている。さらに、加湿パン収納部５は、水を貯留する加湿パン（湿度調整手段）７と、加湿パン７ひいては加湿パン７に貯留した水を加熱して有孔板６で区画された上方の培養細胞収納部４の温湿度を適度に保つための加温湿ヒーター（温湿度調整手段）８とを有孔板６下に設置して備えている。

培養細胞収納部４を形成する部分の本体部１の側面には、培養細胞収納部４と外部を連通する開口部が設けられ、開口部を開閉する開閉扉９が取り付けられている。開閉扉９には、開口部を閉じた状態で確実に培養細胞収納部４を密閉するための密閉接続機構１０が具備されている。

さらに、培養細胞収納部４には、培養細胞収納部４の温度、湿度を計測するための温湿度センサー（温湿度計測手段）１１、培養細胞収納部４内の空気の炭酸ガス濃度を測定する炭酸ガス濃度センサー（炭酸ガス濃度計測手段）１２が設けられている。

一方、下部空間Ｓ２は、機器収納部１３とされており、この機器収納部１３を形成する本体部１の側面には、外部空気を清浄化して機器収納部１３に供給するためのＨＥＰＡフィルタ（外部空気清浄化手段）１４が設置されている。

また、本実施形態では、ＨＥＰＡフィルタ１４と仕切板３に接続されて、ＨＥＰＡフィルタ１４で清浄化した給気を上部空間Ｓ１の加湿パン収納部５に供給する第１配管（給気手段）１５が設けられている。第１配管１５には、その駆動によって空気を流通させるためのエアポンプ（給気手段）１６と、空気中の微量汚染成分を除去してさらなる清浄化を図るための吸着材などのフィルタ（空気清浄化手段）１７と、空気の温度を調節するための温調ヒーター（温調手段）１８とが接続して設けられている。

ここで、図２、図３に示すように、第１配管１５にフィルタ１７、温調ヒーター１８を設けずに構成してもよい。この場合には、例えば、下部空間Ｓ２の機器収納部１３に、一端と他端をそれぞれ仕切板３に接続し、上部空間Ｓ１の空気を循環させる第２配管（給気手段）２０が設け、この第２配管２０に、空気を流通させるためのエアポンプ２１と、吸着材などのフィルタ１７と、温調ヒーター１８とを設け、一端側から上部空間Ｓ１の空気を引き抜き、フィルタ１７で清浄化処理するとともに温調ヒーター１８で適度な温度に調整して再度上部空間Ｓ１に供給して循環させるように構成すればよい。

また、機器収納部１３には、炭酸ガスボンベ（炭酸ガス供給手段）２２が設けられており、流量調整弁（炭酸ガス供給手段）２３等を通じて直接仕切板３に接続したり、第１配管１５や第２配管２０に接続して、適量の炭酸ガスを上部空間Ｓ１に供給できるように構成されている。

機器収納部１３には、電源ケーブルや信号ケーブルで各ポンプ１６、２１や温調ヒーター１８等に接続してバッテリー（電力供給手段）２４や制御装置（制御手段）２５が設けられ、各ポンプ１６、２１や温調ヒーター１８等に電力を供給し、また、その駆動を制御できるように構成されている。

そして、上記構成からなる本実施形態の培養容器運搬装置Ａにおいては、外部空気をＨＥＰＡフィルタ１４で清浄化し、さらに、フィルタ１７で微量汚染成分を除去した清浄化空気を、培養細胞収納部４に供給することができる。これにより、培養細胞収納部４に収納して培養容器ひいては培養細胞を運搬する際に、培養容器、培養細胞に対し、外部の殺菌・除染等に使用された薬剤、ガス等の影響を確実に排除することが可能になる。

また、加湿パン収納部５に、水を貯留する加湿パン（湿度調整手段）７と、加温湿ヒーター（温湿度調整手段）を備えていることにより、運搬中、培養細胞収納部４の温湿度を適度に保つことができる。

さらに、培養細胞収納部４を形成する部分に、密閉接続機構１０を備えた開閉扉９が設けられていることにより、培養細胞収納部４に培養容器ひいては培養細胞を容易に出し入れすることができるとともに、運搬中、培養細胞収納部４に設けられた開口部を確実に密閉することができる。

さらに、培養細胞収納部４の温度、湿度を計測するための温湿度センサー（温湿度計測手段）１１、培養細胞収納部４内の空気の炭酸ガス濃度を測定する炭酸ガス濃度センサー（炭酸ガス濃度計測手段）１２、温調ヒーター（温調手段）１８、炭酸ガスボンベ（炭酸ガス供給手段）２２、制御装置（制御手段）２５が設けられていることにより、運搬中、培養細胞収納部４内の温度、湿度、炭酸ガス濃度を好適な状態で確実に維持することができる。

よって、本実施形態の培養容器運搬装置Ａによれば、例えば、殺菌・除染等に使用された薬剤、ガス等の影響を確実に排除でき、インキュベータとクリーンブースあるいはアイソレータの間で細胞培養容器を運搬する際に、培養容器ひいては培養細胞を好適に取り扱ってその運搬を行うことが可能になる。

以上、本発明に係る培養容器運搬装置の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、空気中の粉塵を除くＨＥＰＡフィルタ１４の設置位置を本実施形態のように限定する必要はない。ＨＥＰＡフィルタ１４は、培養細胞収納部４に供給する空気から粉塵を除去可能であれば、例えばエアポンプ１６、２１とフィルタ１７の間、あるいはフィルタ１７より後段（空気流通方向後方）に設置してもよい。また、ＨＥＰＡフィルタ１４ではなく、除塵性能を有するメンブレンフィルタなどの他のフィルタを用いてもよい。

空気中の微量汚染成分を除くフィルタ１７の設置位置においても、本実施形態のように限定する必要はない。このフィルタ１７は、装置の構成に応じ、培養細胞収納部４に供給する空気あるいは培養細胞収納部４の空気の循環系の微量汚染成分を除去できる位置に設置すればよい。また、必要に応じて炭酸ガス供給系や循環処理系にＨＥＰＡフィルタや除塵用フィルタを配置してもよい。

また、炭酸ガス濃度以外に酸素ガス濃度を制御する必要がある場合は、必要に応じて酸素ガスボンベや窒素ガスボンベなどと、その供給系・制御系を追加してもよい。

さらに、加湿方法は加湿ヒーターと加湿パンによる方法に限らず、例えば超音波式加湿器や、水蒸気透過性膜を使った加湿方法などでもよい。温調ヒーターや加湿ヒーターは電気ヒーターに限らず、ヒートポンプやペルチェ素子などを用いてもよい。電源はバッテリー（一次電池や二次電池）に限らず、外部から有線あるいは無線による給電でもよい。

また、培養細胞収納部４に外部空気を清浄化して給気する装置が具備されていてもよい。さらに、この装置は、培養細胞収納部４に外部空気に必要なガス（例えば炭酸ガスなど）を混合した上で清浄化して給気するように構成されていてもよい。さらに、培養細胞収納部４にボンベで供給されるガスを、必要に応じて混合した上で清浄化して給気するように構成してもよい。

１ 本体部
２ 搬送手段
３ 仕切板
４ 培養細胞収納部
５ 加湿パン収納部
６ 有孔板
７ 加湿パン（湿度調整手段）
８ 加温湿ヒーター（温湿度調整手段）
９ 開閉扉
１０ 密閉接続機構
１１ 温湿度センサー（温湿度計測手段）
１２ 炭酸ガス濃度センサー（炭酸ガス濃度計測手段）
１３ 機器収納部
１４ ＨＥＰＡフィルタ（外部空気清浄化手段）
１５ 第１配管（給気手段）
１６ エアポンプ（給気手段）
１７ フィルタ（空気清浄化手段）
１８ 温調ヒーター（温調手段）
２０ 第２配管（給気手段）
２１ エアポンプ（給気手段）
２２ 炭酸ガスボンベ（炭酸ガス供給手段）
２３ 流量調整弁（炭酸ガス供給手段）
２４ バッテリー（電力供給手段）
２５ 制御装置（制御手段）
Ａ 培養容器運搬装置
Ｓ１ 上部空間
Ｓ２ 下部空間

Claims (1)

1. 培養容器を運搬するための装置であって、
   本体部と、前記本体部を搬送するための搬送手段とを備えるとともに、
   前記本体部が、培養容器を収納する培養細胞収納部と、機器を収納する機器収納部とを互いに密閉可能に区画して備え、
   且つ、前記機器収納部に、前記機器収納部内に取り込んだ空気を前記機器収納部内で清浄化して前記培養細胞収納部に給気するためのフィルタが具備されていることを特徴とする培養容器運搬装置。

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