JP2019000026A - Cell culture monitoring system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、細胞培養モニタリングシステムに関するものである。 The present invention relates to a cell culture monitoring system.
従来、細胞が培養容器の底面に付着した後からその容器底面上での細胞の伸展が停止するまでの細胞接着期において、観察測定されている個々の細胞の培養容器底面に対する投影面積の時間変化を表す細胞の伸展速度により培養容器内の細胞集団の増殖能力を評価する細胞増殖能評価方法が知られている(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, during the cell adhesion period from the time when cells adhere to the bottom surface of the culture vessel until the cell stops spreading on the bottom surface of the culture vessel, the time change of the projected area of each cell being observed and measured on the bottom surface of the culture vessel A cell growth ability evaluation method is known in which the growth ability of a cell population in a culture vessel is evaluated based on the cell extension rate (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、細胞の培養は複数回の継代を経て実施されるものであり、特許文献1には、継代毎の培養状態を評価することについては何ら開示されていない。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、培養状態を継代毎に適切であるか否かを判定することができる細胞培養モニタリングシステムを提供することを目的としている。
However, cell culture is performed after multiple passages, and Patent Document 1 does not disclose anything about evaluating the culture state for each passage.
This invention is made | formed in view of the situation mentioned above, Comprising: It aims at providing the cell culture monitoring system which can determine whether a culture state is appropriate for every subculture.
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、細胞の状態を示す情報を経時的に取得する細胞状態取得部と、該細胞状態取得部により取得された前記細胞の状態を示す情報を解析して、培養状態を示す情報を算出する解析部と、該解析部により算出された培養状態を示す情報を継代毎に区分する情報分割部と、該情報分割部により区分された情報の時間軸を合わせて比較可能に表示する表示部とを備える細胞培養モニタリングシステムを提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
In one embodiment of the present invention, a cell state acquisition unit that acquires information indicating a cell state over time, and information indicating the state of the cell acquired by the cell state acquisition unit is analyzed to indicate a culture state An analysis unit that calculates information, an information division unit that classifies information indicating the culture state calculated by the analysis unit for each passage, and a time axis of information divided by the information division unit can be compared together A cell culture monitoring system including a display unit for displaying is provided.
本態様によれば、細胞状態取得部により、細胞の状態が経時的に取得されると、解析部により細胞の状態を示す情報が解析されて培養状態を示す情報が算出される。算出された培養状態を示す情報は情報分割部により継代毎に区分され、区分された情報が時間軸を合わせて比較可能に表示部に表示される。これにより、表示部に表示された培養状態の時間変化を継代毎に操作者に一目で比較させることができ、培養状態が継代毎に適切であったか否かを容易に判定することができる。 According to this aspect, when the cell state is acquired by the cell state acquisition unit over time, the information indicating the cell state is analyzed by the analysis unit and the information indicating the culture state is calculated. Information indicating the calculated culture state is divided for each passage by the information dividing unit, and the divided information is displayed on the display unit so as to be comparable with the time axis. Thereby, the time change of the culture state displayed on the display unit can be compared at a glance for each passage, and it can be easily determined whether the culture state is appropriate for each passage. .
上記態様においては、培養の開始時を示す信号を入力する入力部と、該入力部により信号が入力された時刻に、前記細胞状態取得部により経時的に取得された前記細胞の状態を示す情報に、タグを付加して記録する記録部とを備え、前記情報分割部が、前記細胞の状態の経時的な情報に付加された前記タグに基づいて前記培養状態を示す情報を区分してもよい。 In the above aspect, an input unit that inputs a signal indicating the start of culture, and information that indicates the state of the cells acquired over time by the cell state acquisition unit at the time when the signal is input by the input unit And a recording unit for adding a tag for recording, wherein the information dividing unit classifies the information indicating the culture state based on the tag added to the information on the state of the cell over time. Good.
このようにすることで、入力部により培養の開始時を示す信号が入力されると、時系列の細胞の状態を示す情報の、入力された時刻にタグが付加された形態で記録部に記録される。そして、情報分割部がタグに基づいて培養状態を示す情報を区分する。これにより、培養の最初の開始時および継代終了後の再開時を示すタグにより、培養の開始時を基準として情報が区分けされるので、継代毎に時間軸を容易に揃えることができ、一目で比較できる情報を表示部に表示することができる。 In this way, when a signal indicating the start of culture is input from the input unit, information indicating the time-series cell state is recorded in the recording unit in a form in which a tag is added at the input time. Is done. And an information division part classifies the information which shows a culture state based on a tag. By this, because the information is divided on the basis of the start time of the culture by the tag indicating the start time of the culture and the restart time after the end of the passage, the time axis can be easily aligned for each passage, Information that can be compared at a glance can be displayed on the display unit.
また、上記態様においては、前記入力部が、前記記録部による記録を一時的に停止し再開する際に操作される操作入力部であってもよい。
このようにすることで、継代を開始する際に操作者が操作入力部を操作して記録部による記録を停止することにより、継代の際に必ず行われる停止動作を利用して情報を区分するためのタグを付加することができ、操作者の手間を省くことができる。再開時の操作により付されるタグにより区分することで、容易に時間軸を合わせた情報の比較表示を行うことができる。
In the above aspect, the input unit may be an operation input unit that is operated when recording by the recording unit is temporarily stopped and restarted.
In this way, when the subculture is started, the operator operates the operation input unit to stop the recording by the recording unit, so that the information is obtained using the stop operation that is always performed during the subculture. A tag for classification can be added, and the labor of the operator can be saved. By distinguishing by tags attached by the operation at the time of resumption, it is possible to easily perform comparison display of information on the time axis.
また、上記態様においては、前記表示部が、前記解析部により区分された情報を並列して表示してもよい。
このようにすることで、同じ時間軸に沿って解析部により区分された情報を一目で比較可能に表示することができる。
Moreover, in the said aspect, the said display part may display the information divided by the said analysis part in parallel.
By doing in this way, the information divided by the analysis unit along the same time axis can be displayed so that it can be compared at a glance.
また、上記態様においては、前記表示部が、前記解析部により区分された情報を重ねて表示してもよい。
このようにすることで、同じ時間軸に沿って解析部により区分された情報を一目で比較可能に表示することができる。
Moreover, in the said aspect, the said display part may superimpose and display the information divided by the said analysis part.
By doing in this way, the information divided by the analysis unit along the same time axis can be displayed so that it can be compared at a glance.
また、上記態様においては、前記記録部に記録された前記細胞の状態を示す情報に付された前記タグを編集する情報編集部を備えていてもよい。
このようにすることで、操作者が誤って入力部または操作入力部によりタグを付加してしまった場合においても、事後的にタグの位置を修正、タグの追加あるいは削除を情報編集部により編集することができる。
Moreover, in the said aspect, you may provide the information editing part which edits the said tag attached | subjected to the information which shows the state of the said cell recorded on the said recording part.
In this way, even if an operator accidentally adds a tag using the input unit or the operation input unit, the position of the tag is corrected later, and the addition or deletion of the tag is edited by the information editing unit. can do.
また、上記態様においては、前記細胞状態取得部が、計測ユニットに備えられ、前記解析部、前記情報分割部および前記表示部が、前記計測ユニットと通信可能かつ前記計測ユニットから離隔した位置に配置される管理ユニットに備えられ、前記操作入力部が、前記計測ユニットに設けられていてもよい。
このようにすることで、計測ユニットに備えられた細胞状態取得部により細胞の状態が経時的に取得され、取得された情報が計測ユニットから通信により管理ユニットに送られて、解析部による解析および情報分割部による情報の区分が行われて、区分された情報が時間軸を合わせて比較可能に表示部に表示される。
Moreover, in the said aspect, the said cell state acquisition part is provided in the measurement unit, and the said analysis part, the said information division part, and the said display part are arrange | positioned in the position which can communicate with the said measurement unit, and was separated from the said measurement unit. The operation input unit may be provided in the measurement unit.
By doing in this way, the cell state is acquired over time by the cell state acquisition unit provided in the measurement unit, and the acquired information is sent from the measurement unit to the management unit by communication. The information is divided by the information dividing unit, and the divided information is displayed on the display unit so as to be comparable with the time axis.
表示部における表示を確認した操作者が、計測ユニットに備えられている細胞に対して継代あるいは培地交換等の処理を行う場合には、必ず計測ユニットにアクセスするので、その際に、計測ユニットに備えられている操作入力部を操作して記録部による記録を一時的に停止する。また、処理を終了した後に再度操作入力部を操作して記録部による記録を再開する。この際に経時的に取得された細胞の状態を示す情報に、タグが付加されて記録部に記録されるので、後の情報分割部による情報の区分を簡易かつ精度よく行うことが可能となる。 The operator who confirms the display on the display unit always accesses the measurement unit when performing processing such as passage or medium exchange on the cells provided in the measurement unit. Is temporarily stopped by operating the operation input unit provided in the recording unit. In addition, after the processing is finished, the operation input unit is operated again to resume recording by the recording unit. At this time, since the tag is added to the information indicating the state of the cells acquired over time and recorded in the recording unit, it is possible to easily and accurately classify the information by the subsequent information dividing unit. .
本発明によれば、培養状態を継代毎に適切であるか否かを判定することができるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to determine whether or not the culture state is appropriate for each passage.
本発明の一実施形態に係る細胞培養モニタリングシステム1について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る細胞培養モニタリングシステム1は、図1に示されるように、培養する細胞Xを培地とともに収容する培養皿あるいはフラスコ等の培養容器2を搭載する計測ユニット3と、該計測ユニット3とは離隔した位置に配置される管理ユニット4とを備えている。
A cell culture monitoring system 1 according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the cell culture monitoring system 1 according to the present embodiment includes a
計測ユニット3は、図2に示されるように、培養容器2を搭載して、培養容器2の底面に接着して成長している細胞Xの状態を示す情報を取得する箱状の筐体を備えている。
計測ユニット3は、インキュベータ20内に収容されて、所定の温度および湿度に保たれた状態で培養容器2内において培養されている細胞Xの状態を示す情報を経時的に取得するセンサ(細胞状態取得部)5と、該センサ5により取得された情報を記録する記録部6と、記録部6に記録された情報を管理ユニット4に向けて送信する送信部7と、操作者により操作される操作入力部8と、記録部6を制御する制御部9とを備えている。
As shown in FIG. 2, the
The
センサ5としては、例えば、細胞Xの画像を取得するカメラ、細胞Xからの光の光量を取得する光量センサ等の光学的センサであることが好ましいが、細胞Xの状態を示す情報を取得可能な任意のセンサを用いることができる。例えば、カメラからなるセンサ5は、所定の時間間隔をあけて細胞Xを撮影し、取得された画像情報を制御部9に送るようになっている。
The
操作入力部8は、観察の開始、一時的に停止あるいは再開するための入力部であって、操作ボタン等任意の入力部を採用することができる。
図2に示す例では、一時的な停止および再開を行うための入力部としては、継代時に操作される一時停止ボタン81と、培地交換時に操作される再開ボタン82とが用意されている。
The
In the example shown in FIG. 2, a
制御部9は、タイマー(図示略)およびプロセッサ(図示略)を備え、センサ5から送られてきた画像情報を時刻と対応づけて記録部6に送るようになっている。
また、制御部9は、操作入力部8に入力された場合には、記録部6に送る時系列の画像情報の入力が行われた時刻にタグを付加するようになっている。タグとしては、培地交換のための一時停止時と再開時、継代のための一時停止時と再開時にそれぞれ別個のタグが付されるようになっている。
The
In addition, when input to the
そして、制御部9は、観察の開始または再開の入力が操作入力部8に対して行われたときには、記録部6による記録を開始させ、観察の一時停止入力が操作入力部8に対して行われたときには、記録部6による記録を次の再開の入力が行われるまで一時的に停止するよう制御する。
送信部7は、例えば、無線送信によって、記録部6に記録された情報を定期的に送信するようになっている。
Then, when an input for starting or resuming observation is input to the
The
管理ユニット4は、計測ユニット3から送信されてきた情報を受信する受信部10と、受信された画像情報を解析する解析部11と、解析部11から出力された情報を区分する情報分割部12と、区分された情報を表示する表示部13とを備えている。解析部11および情報分割部12はプロセッサにより構成され、表示部13はモニタにより構成されている。
The
解析部11は、受信した情報のうちの画像情報を解析することにより、細胞数、細胞密度等の培養の状態を示す情報を時系列に算出するようになっている。解析部11は、算出した培養の状態を示す時系列の情報と、受信部10により受信された画像情報に含まれていたタグとを含む情報を情報分割部12に出力するようになっている。
The
情報分割部12は、解析部11から送られてきた培養の状態を示す時系列の情報を継代時に付されたタグによって複数の情報セットに区分するようになっている。
そして、表示部13は、情報分割部12により区分された培養の状態を示す複数の情報セットの時間軸を合わせて表示するようになっている。時間軸を合わせた情報セットの表示は、例えば、図3に示されるように、同じ座標上に重ねて表示することが行われる。
The
The
このように構成された本実施形態に係る細胞培養モニタリングシステム1の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る細胞培養モニタリングシステム1を用いて細胞Xの培養状態をモニタリングするには、培養容器内に細胞Xと培地とを収容して、計測ユニット3に搭載したものをインキュベータ20内に配置して、操作入力部8を操作することにより、観察を開始する。
The operation of the cell culture monitoring system 1 according to this embodiment configured as described above will be described below.
In order to monitor the culture state of the cell X using the cell culture monitoring system 1 according to the present embodiment, the cell X and the medium are accommodated in the culture container, and the one mounted on the
観察の開始を示す入力が操作入力部8において行われると、制御部9が記録部6を制御して記録を開始させるとともに、開始時刻にタグが付加される。そして、定期的に細胞Xの画像が取得されることにより、取得された画像情報が、経時的に記録部6に記録されていく。
操作者が、培地交換のための一時停止入力を行った場合には、制御部9はその時刻にタグTC1,TC2,…を付加するとともに、記録部6による記録を一時的に停止する。培地交換後に操作者が再開入力を行った場合には、制御部9はその時刻にタグTD1,TD2,…を付加するとともに、記録部6による記録を再開する。
When an input indicating the start of observation is performed in the
When the operator performs a pause input for medium replacement, the
継代が行われるまでの間に複数回の培地交換作業が行われる。
作業者が、継代のための一時停止入力を行った場合にも、制御部9はその時刻にタグTA1,TA2,…を付加するとともに、記録部6による記録を一時的に停止する。培地交換後に操作者が再開入力を行った場合には、制御部9はその時刻にタグTB1,TB2,…を付加するとともに、記録部6による記録を再開する。
A plurality of medium exchange operations are performed before the passage is performed.
When the worker inputs a pause for passage, the
送信部7は、記録部6に記録された情報を定期的に、あるいは、管理ユニット4からの要求に応じて送信する。
受信部10は、送信部7から情報が送られてきたときにはこれを受信し、解析部11に送る。解析部11においては、受信された細胞Xの状態を示す情報に基づいて細胞数や細胞密度等の培養状態を示す情報を算出する。
The
The
これにより、解析部11においては、図4に示されるように、培養の開始時、培地交換のための一時停止時、再開時および継代のための一時停止時、再開時にそれぞれタグTA1〜TD6が付された時系列の培養状態を示す情報が生成され、情報分割部12に出力される。一時停止と再開との間の期間は、制御部9により記録部6による記録が停止させられているので、情報は存在しないが、制御部9のタイマーによる計時は継続しているので、図4に示されるような空白期間が存在する。
解析部11においては、図5に示されるように、培地交換のための一時停止と再開との間の空白期間について、直線補間等の任意の方法によって補間することにしてもよい。
Thereby, in the
As shown in FIG. 5, the
情報分割部12においては、解析部11から出力された情報が観察の開始時、継代のための一時停止時および再開時に付加されたタグTA1,TA2,…を用いて複数の培養期間S1,S2,S3毎の情報セットに区分され、表示部13に送られる。解析部11から出力された情報に培養途中の情報が含まれている場合には、継代後の再開時のタグTB1,TB2,…から最後の画像が取得された時刻までの途中のデータが1つの情報セットとして区分される。
表示部13においては、図3に示されるように、送られてきた複数の情報セットが、同一の座標軸に重ね合わせたグラフとして表示される。
In the
In the
このように、本実施形態に係る細胞培養モニタリングシステム1によれば、継代によって区切られる培養期間S1,S2,S3毎の培養状態を示す情報が、時間軸を合わせて重ねられたグラフによって表示されるので、培養期間S1,S2,S3毎の培養状態の相違を一目で確認することができるという利点がある。
特に、培養途中の情報を含むグラフが重ね合わせられることにより、現在の培養状態が適切であるのか否かを、過去の他のグラフと比較して簡単に判定することができるという利点がある。
As described above, according to the cell culture monitoring system 1 according to the present embodiment, the information indicating the culture state for each of the culture periods S1, S2, and S3 divided by the passage is displayed by the graph superimposed on the time axis. Therefore, there is an advantage that the difference in the culture state for each of the culture periods S1, S2, and S3 can be confirmed at a glance.
In particular, there is an advantage that it is possible to easily determine whether or not the current culture state is appropriate by comparing graphs including information during the culture in comparison with other graphs in the past.
また、本実施形態に係る細胞培養モニタリングシステム1によれば、計測ユニット3に設けられた操作入力部8により、観察の開始、一時停止および再開の操作入力を行うことができる。これにより、培地交換や継代のために、培養容器2をインキュベータ20内から取り出す際に、操作入力を行うことができ、その際に、タグTA1〜TD6が付加されるので、タグ付けのための特別な操作を行う必要がなく、簡易に培養状態の適否を判定可能なグラフを生成することができるという利点がある。
Further, according to the cell culture monitoring system 1 according to the present embodiment, the
なお、本実施形態においては、表示部13がGUIを有し、図6に示されるように、表示されたグラフにおける特定の時刻を指定することができ、指定された時刻における培養状態を示す情報を図7に示されるように対比可能にグラフ化することにしてもよい。
In the present embodiment, the
また、図8に示されるように、表示されたグラフにおいて特定の区間の始点Pと終点Qとを指定することができることとし、当該区間における他の統計情報、例えば、増殖率、倍加時間あるいは倍加時間の逆数等を算出して図9に示されるように対比可能にグラフ化することにしてもよい。 In addition, as shown in FIG. 8, the start point P and end point Q of a specific section can be specified in the displayed graph, and other statistical information in the section, for example, the growth rate, doubling time or doubling The reciprocal of time or the like may be calculated and graphed so as to be comparable as shown in FIG.
また、図10に示されるように、解析部11から出力されたタグ付の時系列情報をそのまま表示部13に表示させ、タグTA1,TA2,…,TB1,TB2,…の位置の修正、タグTA1,TA2,…,TB1,TB2,…の追加およびタグTA1,TA2,…,TB1,TB2,…の削除等を操作者が行う情報編集部(図示略)を設けてもよい。図10に示す例では、最初の培養期間S1終了後の継代時に一時停止ボタン81および再開ボタン82の押下を忘却した等の理由によりタグが付されていない。
Further, as shown in FIG. 10, the time-series information with tags output from the
このような場合には、図11に示されるように、適正な位置にタグTA1,TA2,…,TB1,TB2,…を追加できることにしてもよい。これにより、操作者による一時停止および再開の操作入力忘れや誤操作によって、培養状態を示す情報が情報分割部12により正しく区分されない不都合の発生を防止することができる。
In such a case, as shown in FIG. 11, the tags TA1, TA2,..., TB1, TB2,. Accordingly, it is possible to prevent the occurrence of inconvenience that information indicating the culture state is not correctly classified by the
また、本実施形態においては、操作者が観察の開始時、一時停止時および再開時に付加したタグにより培養状態を示す情報を区分することとしたが、これに代えて、情報分割部12が、解析部11から出力されてくる時系列の情報の変化によって、情報を自動的に区分してもよい。
また、本実施形態においては、時間軸を合わせた情報セットの表示として、同じ座標上に重ねて表示するものを例示したが、これに代えて、図12に示されるように、時間軸を揃えて並列表示するものを採用してもよい。
In the present embodiment, the information indicating the culture state is classified by the tag added by the operator at the start of observation, at the time of suspension and at the time of resumption, but instead, the
Further, in the present embodiment, as the display of the information set in which the time axis is aligned, the information set displayed on the same coordinate is exemplified, but instead, the time axis is aligned as shown in FIG. You may adopt what is displayed in parallel.
1 細胞培養モニタリングシステム
3 計測ユニット
4 管理ユニット
5 センサ(細胞状態取得部)
6 記録部
8 操作入力部(入力部)
11 解析部
12 情報分割部
13 表示部
X 細胞
1 Cell
6
DESCRIPTION OF
Claims (7)
該細胞状態取得部により取得された前記細胞の状態を示す情報を解析して、培養状態を示す情報を算出する解析部と、
該解析部により算出された培養状態を示す情報を継代毎に区分する情報分割部と、
該情報分割部により区分された情報の時間軸を合わせて比較可能に表示する表示部とを備える細胞培養モニタリングシステム。 A cell state acquisition unit for acquiring information indicating a cell state over time;
Analyzing the cell state information acquired by the cell state acquisition unit, and calculating the culture state information;
An information dividing unit for dividing information indicating the culture state calculated by the analyzing unit for each passage;
A cell culture monitoring system comprising: a display unit configured to display the information divided by the information dividing unit so that the time axes of the information can be compared.
該入力部により信号が入力された時刻に、前記細胞状態取得部により経時的に取得された前記細胞の状態を示す情報に、タグを付加して記録する記録部とを備え、
前記情報分割部が、前記細胞の状態の経時的な情報に付加された前記タグに基づいて前記培養状態を示す情報を区分する請求項1に記載の細胞培養モニタリングシステム。 An input unit for inputting a signal indicating the start of culture;
A recording unit for adding a tag to the information indicating the state of the cell acquired over time by the cell state acquisition unit at a time when a signal is input by the input unit;
The cell culture monitoring system according to claim 1, wherein the information dividing unit classifies information indicating the culture state based on the tag added to the time-dependent information of the cell state.
前記解析部、前記情報分割部および前記表示部が、前記計測ユニットと通信可能かつ前記計測ユニットから離隔した位置に配置される管理ユニットに備えられ、
前記操作入力部が、前記計測ユニットに設けられている請求項3に記載の細胞培養モニタリングシステム。
The cell state acquisition unit is provided in a measurement unit,
The analysis unit, the information dividing unit, and the display unit are provided in a management unit that is communicable with the measurement unit and arranged at a position separated from the measurement unit,
The cell culture monitoring system according to claim 3, wherein the operation input unit is provided in the measurement unit.
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