JP2020000169A - 細胞処理装置および細胞のレーザ処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記細胞を観察可能な観察ユニットと、
前記細胞に対して、レーザ画像を投射可能なレーザ投射ユニットと、
前記レーザ投射ユニットを移動可能なレーザ移動ユニットと、
制御ユニットとを含み、
前記レーザ投射ユニットは、レーザ光源と、前記レーザ光源から発振されたレーザ光から前記細胞に投射するレーザ画像を生成するレーザ画像生成部を含み、
前記制御ユニットは、前記レーザ画像生成部によるレーザ画像の生成を制御し、
前記レーザ移動ユニットが、前記細胞培養容器の一端のレーザ画像の投射開始位置から、前記細胞培養容器の他端のレーザ画像の投射終了位置まで移動することにより、
前記レーザ投射ユニットは、前記細胞培養容器の一端のレーザ画像の投射開始位置から、前記細胞培養容器の他端のレーザ画像の投射終了位置まで、前記レーザ画像を投射する。
前記処理工程において、前記細胞培養容器の一端のレーザ画像の投射開始位置から、前記細胞培養容器の他端のレーザ画像投射終了位置まで、前記レーザ画像を投射することにより、レーザ処理を実施する。
本実施形態は、細胞処理装置の一例である。図1は、実施形態1の細胞処理装置100の構成を示す模式断面図である。図1に示すように、細胞処理装置100は、細胞処理室1、観察ユニット2、観察移動ユニット3、レーザ投射ユニット4、レーザ移動ユニット5、および制御ユニット6を主要な構成として有する。細胞処理室1は、細胞培養容器11を配置する細胞培養容器配置部12を有する。細胞培養容器配置部12は、細胞処理室1内において、底面(図1において、レーザ投射ユニット4側)の凹部として形成されている。細胞培養容器配置部12の底面は、レーザ光が透光可能な透光部材で形成されている。細胞培養容器11は、細胞13を含み、細胞培養容器配置部12に配置されている。細胞13は、処理対象の細胞13aおよび非処理対象の細胞13bを含む。観察ユニット2は、3つの対物レンズ21a、21b、21cを有する。レーザ投射ユニット4は、レーザ光源41、レーザ画像生成部42、投射光学系43、および筐体44を有する。レーザ光源41、レーザ画像生成部42、および投射光学系43は、筐体44内に収容されている。筐体44は、上部(図1において、細胞処理室1側)に開口45を有する。投射光学系43は、レンズ43a、43bを有する。制御ユニット6は、観察ユニット2、観察移動ユニット3、レーザ画像生成部42、およびレーザ移動ユニット5と接続されている。細胞処理装置100は、細胞13を含む細胞培養容器11、細胞培養容器配置部12、観察移動ユニット3、投射光学系43、筐体44、およびレーザ移動ユニット5を含むが、いずれも任意の構成であり、あってもよいし、なくてもよい。
本実施形態は、細胞処理装置の一例である。図6〜図15に、本実施形態の細胞処理装置の構成の一例を示す。図6は、本実施形態の細胞処理装置の構成の一例を示す斜視図であり、図7は、本実施形態の細胞処理装置における第1領域、第2領域、および第3領域の構成を示す模式断面図であり、図8は、本実施形態の細胞処理装置の第1領域の構成の一例を示す斜視図であり、図9は、図6におけるI−I方向からみた第1領域の断面図であり、図10において、(a)は、本実施形態の細胞処理装置における培養容器配置部の一例を示す分解斜視図であり、(b)は、図10(a)におけるIII-III方向からみた断面図であり、図11は、前記第1領域の外壁を外した場合における第1領域および循環手段の斜視図であり、図12は、図6におけるII-II方向からみた前記第1領域の上部および前記循環手段の断面図であり、図13において、(a)は、本実施形態の細胞処理装置の第2領域の構成の一例を示す斜視図であり、(b)は、前記第2領域の構成の他の例を示す斜視図であり、図14は、本実施形態の細胞処理装置における制御ユニットの一例を示すブロック図であり、図15は、本実施形態の細胞処理装置の構成の他の例を示す斜視図である。
本実施形態は、処理方法の一例である。図16は、本実施形態の処理方法の工程を示すフローチャートである。図16に示すように、本実施形態の処理方法は、S4工程(取得)、S5工程(生成)、およびS6工程(処理)を含む。ただし、S4工程およびS5工程は、任意の工程であり、あってもよいし、なくてもよい。
上記の実施形態および実施例の一部または全部は、以下の付記のように記載されうるが、以下には限られない。
(付記1)
細胞培養容器内の細胞が処理される細胞処理室と、
前記細胞を観察可能な観察ユニットと、
前記細胞に対して、レーザ画像を投射可能なレーザ投射ユニットと、
前記レーザ投射ユニットを移動可能なレーザ移動ユニットと、
制御ユニットとを含み、
前記レーザ投射ユニットは、レーザ光源と、前記レーザ光源から発振されたレーザ光から前記細胞に投射するレーザ画像を生成するレーザ画像生成部を含み、
前記制御ユニットは、前記レーザ画像生成部によるレーザ画像の生成を制御し、
前記レーザ移動ユニットが、前記細胞培養容器の一端のレーザ画像の投射開始位置から、前記細胞培養容器の他端のレーザ画像の投射終了位置まで移動することにより、
前記レーザ投射ユニットは、前記細胞培養容器の一端のレーザ画像の投射開始位置から、前記細胞培養容器の他端のレーザ画像の投射終了位置まで、前記レーザ画像を投射する、細胞処理装置。
(付記2)
前記制御ユニットは、
前記レーザ投射ユニットの位置であるレーザ位置情報と、前記レーザ投射ユニットの位置において前記細胞に投射するレーザ画像とを関連付けたレーザ画像情報を記憶し、
前記レーザ位置情報を取得し、
前記レーザ位置情報および前記レーザ画像情報に基づき、前記レーザ位置情報と関連付けたレーザ画像を生成するように、前記レーザ画像生成部を制御する、付記1記載の細胞処理装置。
(付記3)
前記レーザ投射ユニットは、前記投射開始位置から前記投射終了位置まで略等速度で移動する、付記1または2記載の細胞処理装置。
(付記4)
前記観察ユニットは、前記細胞を撮像可能であり、
前記観察ユニットを移動可能な観察移動ユニットを含む、付記1から3のいずれかに記載の細胞処理装置。
(付記5)
前記制御ユニットは、前記観察ユニットの位置である観察位置情報および前記観察ユニットにより得られた画像を取得し、前記観察位置情報および前記画像に基づき、前記レーザ画像情報を作成し、記憶する、付記4記載の細胞処理装置。
(付記6)
前記観察ユニットは、前記細胞培養容器内の全面を撮像し、
前記制御ユニットは、
得られた細胞培養容器の全面の画像に基づき、前記レーザ画像を作成し、
前記レーザ投射ユニットの位置であるレーザ位置情報と、前記レーザ投射ユニットの位置において前記細胞に投射するレーザ画像とを関連付けたレーザ画像情報を作成し、記憶する、付記4または5記載の細胞処理装置。
(付記7)
前記観察ユニットは、前記細胞培養容器を複数の区分に分割し、各区分を撮像することにより、前記細胞培養容器の全面の細胞を撮像する、付記4から6のいずれかに記載の細胞処理装置。
(付記8)
前記制御ユニットは、各区分の画像を統合し、前記細胞培養容器の全面の画像を取得する、付記7記載の細胞処理装置。
(付記9)
前記制御ユニットは、
前記レーザ画像を所定幅の分割画像に分割し、
前記レーザ投射ユニットの位置であるレーザ位置情報と、前記レーザ投射ユニットの位置において前記細胞に投射する分割画像とを関連付けた分割画像情報を前記レーザ画像情報として作成後、記憶し、
前記レーザ投射ユニットは、前記細胞に対して、前記レーザ画像として前記分割画像を投射する、付記1から8のいずれかに記載の細胞処理装置。
(付記10)
前記観察ユニットは、前記細胞培養容器内の全面を撮像し、
前記制御ユニットは、
得られた細胞培養容器の全面の画像に基づき、前記レーザ画像を作成し、
前記レーザ画像を所定幅の分割画像に分割し、
前記レーザ投射ユニットの位置であるレーザ位置情報と、前記レーザ投射ユニットの位置において前記細胞に投射する分割画像とを関連付けた分割画像情報を前記レーザ画像情報として作成後、記憶し、
前記レーザ移動ユニットは、前記細胞培養容器の一端の分割画像の投射開始位置から、前記細胞培養容器の他端の分割画像の投射終了位置まで移動後、前記細胞培養容器の他端の新たな分割画像の投射開始位置から、前記細胞培養容器の一端の新たな分割画像投射終了位置まで移動することにより、
前記レーザ投射ユニットは、前記細胞培養容器の一端の分割画像の投射開始位置から、前記細胞培養容器の他端の分割画像の投射終了位置まで前記分割画像を投射し、前記細胞培養容器の他端の新たな分割画像の投射開始位置から、前記細胞培養容器の一端の新たな分割画像投射終了位置まで前記分割画像を投射し、
前記レーザ移動ユニットおよび前記レーザ投射ユニットは、前記細胞培養容器の全面の細胞に対して、前記移動および分割画像の投射を実施する、付記4から9のいずれかに記載の細胞処理装置
(付記11)
前記レーザ画像生成部は、空間変調素子を含む、付記1から10のいずれかに記載の細胞処理装置。
(付記12)
前記空間変調素子は、デジタルマイクロミラーデバイスを含む、付記11記載の細胞処理装置。
(付記13)
細胞培養容器内の細胞に対して、レーザ画像を投射することにより、レーザ処理を実施する処理工程を含み、
前記処理工程において、前記細胞培養容器の一端のレーザ画像の投射開始位置から、前記細胞培養容器の他端のレーザ画像投射終了位置まで、前記レーザ画像を投射することにより、レーザ処理を実施する、細胞のレーザ処理方法。
(付記14)
前記細胞培養容器内の細胞を含む画像に基づき、前記細胞に投射するレーザ画像を生成する生成工程を含む、付記13記載のレーザ処理方法。
(付記15)
前記細胞培養容器内の細胞を含む画像を取得する取得工程を含む、付記14記載のレーザ処理方法。
(付記16)
前記取得工程において、前記細胞培養容器内の細胞を撮像することにより、前記画像を取得する、付記15記載のレーザ処理方法。
(付記17)
前記取得工程において、前記細胞培養容器の全面について細胞を含む全面画像を取得し、
前記生成工程において、得られた全面画像に基づき、前記細胞に投射するレーザ画像を生成する、付記15または16記載のレーザ処理方法。
(付記18)
前記取得工程において、前記細胞培養容器を複数の区分に分割し、各区分を撮像することにより、前記細胞培養容器全面の細胞を撮像する、付記17記載のレーザ処理方法。
(付記19)
前記取得工程において、得られた各区分の画像を統合し、前記細胞培養容器の全面の画像を取得する、付記18記載のレーザ処理方法。
(付記20)
前記レーザ画像を所定幅の分割画像に分割する分割工程を含み、
前記処理工程において、前記細胞培養容器内の細胞に対して、前記レーザ画像として前記分割画像を投射することにより、レーザ処理を実施する、付記13から19のいずれかに記載のレーザ処理方法。
(付記21)
前記レーザ画像を所定幅の分割画像に分割する分割工程を含み、
前記処理工程は、
前記細胞培養容器の一端の分割画像の投射開始位置から、前記細胞培養容器の他端の分割画像投射終了位置まで、前記分割画像を投射する第1の処理工程と、
前記細胞培養容器の他端の新たな分割画像の投射開始位置から、前記細胞培養容器の一端の新たな分割画像投射終了位置まで、前記分割画像を投射する第2の処理工程とを含み、
前記取得工程において、前記細胞培養容器の全面について細胞を含む全面画像を取得し、
前記生成工程において、得られた全面画像に基づき、前記細胞に投射するレーザ画像を生成し、
前記処理工程において、前記細胞培養容器の全面の細胞に対して、前記第1の処理工程および前記第2の処理工程を実施する、付記13から20のいずれかに記載のレーザ処理方法。
(付記22)
前記処理工程は、レーザ投射装置を用いて実施され、
前記レーザ投射装置は、レーザ光源と、前記レーザ光源から発振されたレーザ光から前記細胞に投射するレーザ画像を生成するレーザ画像生成部とを含み、
前記処理工程において、前記レーザ画像生成部に生成されたレーザ画像を前記細胞に対して投射することにより、レーザ処理を実施する、付記13から21のいずれかに記載のレーザ処理方法。
(付記23)
前記レーザ画像生成部は、空間変調素子を含む、付記22記載のレーザ処理方法。
(付記24)
前記空間変調素子は、デジタルマイクロミラーデバイスを含む、付記23記載のレーザ処理方法。
(付記25)
前記レーザ投射装置は、付記1から12のいずれかに記載の細胞処理装置である、付記22から24のいずれかに記載のレーザ処理方法。
11 細胞培養容器
12 細胞培養容器配置ユニット
121 上蓋
122 底部
123 透光領域
124 底壁
125 底板
126 凹部
127 突出部
13、13a、13b 細胞
2 観察ユニット
21、21a、21b、21c 対物レンズ
3 観察移動ユニット
31 光源移動ユニット
31a、32a XYステージ
31b、32b 台車
4 レーザ投射ユニット
41 レーザ光源
42 レーザ画像生成部
43 投射光学系
43a、43b レンズ
44 筐体
45 開口
5 レーザ移動ユニット
51a、51c 台車
51b XYステージ
6 制御ユニット
61 CPU
62 メインメモリ
63 補助記憶デバイス
64 ビデオコーデック
65 I/Oインターフェイス
66 コントローラ
211a、211b 開口部
212a、212b 扉
213 吸引吐出ユニット
214a 排液容器配置部
214b 排液容器
214c 先端部材脱離手段
215a 収容容器配置部
215b 収容容器
216a 回収容器
216b 回収容器配置部
217 カメラ
218a、218b 照明灯
219 殺菌灯
71 第1室
72 第2室
73 第3室
24 循環手段
24a 吸気部
24b 循環流路
24c 気体供給部
24d 排気部
26 光源
27 電源ユニット
100、200 細胞処理装置
Claims (25)
- 細胞培養容器内の細胞を処理する細胞処理室と、
前記細胞を観察可能な観察ユニットと、
前記細胞に対して、レーザ画像を投射可能なレーザ投射ユニットと、
前記レーザ投射ユニットを移動可能なレーザ移動ユニットと、
制御ユニットとを含み、
前記レーザ投射ユニットは、レーザ光源と、前記レーザ光源から発振されたレーザ光から前記細胞に投射するレーザ画像を生成するレーザ画像生成部を含み、
前記制御ユニットは、前記レーザ画像生成部によるレーザ画像の生成を制御し、
前記レーザ移動ユニットが、前記細胞培養容器の一端のレーザ画像の投射開始位置から、前記細胞培養容器の他端のレーザ画像の投射終了位置まで移動することにより、
前記レーザ投射ユニットは、前記細胞培養容器の一端のレーザ画像の投射開始位置から、前記細胞培養容器の他端のレーザ画像の投射終了位置まで、前記レーザ画像を投射する、細胞処理装置。 - 前記制御ユニットは、
前記レーザ投射ユニットの位置であるレーザ位置情報と、前記レーザ投射ユニットの位置において前記細胞に投射するレーザ画像とを関連付けたレーザ画像情報を記憶し、
前記レーザ位置情報を取得し、
前記レーザ位置情報および前記レーザ画像情報に基づき、前記レーザ位置情報と関連付けたレーザ画像を生成するように、前記レーザ画像生成部を制御する、請求項1記載の細胞処理装置。 - 前記レーザ投射ユニットは、前記投射開始位置から前記投射終了位置まで略等速度で移動する、請求項1または2記載の細胞処理装置。
- 前記観察ユニットは、前記細胞を撮像可能であり、
前記観察ユニットを移動可能な観察移動ユニットを含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の細胞処理装置。 - 前記制御ユニットは、前記観察ユニットの位置である観察位置情報および前記観察ユニットにより得られた画像を取得し、前記観察位置情報および前記画像に基づき、前記レーザ画像情報を作成し、記憶する、請求項4記載の細胞処理装置。
- 前記観察ユニットは、前記細胞培養容器内の全面を撮像し、
前記制御ユニットは、
得られた細胞培養容器の全面の画像に基づき、前記レーザ画像を作成し、
前記レーザ投射ユニットの位置であるレーザ位置情報と、前記レーザ投射ユニットの位置において前記細胞に投射するレーザ画像とを関連付けたレーザ画像情報を作成し、記憶する、請求項4または5記載の細胞処理装置。 - 前記観察ユニットは、前記細胞培養容器を複数の区分に分割し、各区分を撮像することにより、前記細胞培養容器の全面の細胞を撮像する、請求項4から6のいずれか一項に記載の細胞処理装置。
- 前記制御ユニットは、各区分の画像を統合し、前記細胞培養容器の全面の画像を取得する、請求項7記載の細胞処理装置。
- 前記制御ユニットは、
前記レーザ画像を所定幅の分割画像に分割し、
前記レーザ投射ユニットの位置であるレーザ位置情報と、前記レーザ投射ユニットの位置において前記細胞に投射する分割画像とを関連付けた分割画像情報を前記レーザ画像情報として作成後、記憶し、
前記レーザ投射ユニットは、前記細胞に対して、前記レーザ画像として前記分割画像を投射する、請求項1から8のいずれか一項に記載の細胞処理装置。 - 前記観察ユニットは、前記細胞培養容器内の全面を撮像し、
前記制御ユニットは、
得られた細胞培養容器の全面の画像に基づき、前記レーザ画像を作成し、
前記レーザ画像を所定幅の分割画像に分割し、
前記レーザ投射ユニットの位置であるレーザ位置情報と、前記レーザ投射ユニットの位置において前記細胞に投射する分割画像とを関連付けた分割画像情報を前記レーザ画像情報として作成後、記憶し、
前記レーザ移動ユニットは、前記細胞培養容器の一端の分割画像の投射開始位置から、前記細胞培養容器の他端の分割画像の投射終了位置まで移動後、前記細胞培養容器の他端の新たな分割画像の投射開始位置から、前記細胞培養容器の一端の新たな分割画像投射終了位置まで移動することにより、
前記レーザ投射ユニットは、前記細胞培養容器の一端の分割画像の投射開始位置から、前記細胞培養容器の他端の分割画像の投射終了位置まで前記分割画像を投射し、前記細胞培養容器の他端の新たな分割画像の投射開始位置から、前記細胞培養容器の一端の新たな分割画像投射終了位置まで前記分割画像を投射し、
前記レーザ移動ユニットおよび前記レーザ投射ユニットは、前記細胞培養容器の全面の細胞に対して、前記移動および分割画像の投射を実施する、請求項4から9のいずれか一項に記載の細胞処理装置 - 前記レーザ画像生成部は、空間変調素子を含む、請求項1から10のいずれか一項に記載の細胞処理装置。
- 前記空間変調素子は、デジタルマイクロミラーデバイスを含む、請求項11記載の細胞処理装置。
- 細胞培養容器内の細胞に対して、レーザ画像を投射することにより、レーザ処理を実施する処理工程を含み、
前記処理工程において、前記細胞培養容器の一端のレーザ画像の投射開始位置から、前記細胞培養容器の他端のレーザ画像投射終了位置まで、前記レーザ画像を投射することにより、レーザ処理を実施する、細胞のレーザ処理方法。 - 前記細胞培養容器内の細胞を含む画像に基づき、前記細胞に投射するレーザ画像を生成する生成工程を含む、請求項13記載のレーザ処理方法。
- 前記細胞培養容器内の細胞を含む画像を取得する取得工程を含む、請求項14記載のレーザ処理方法。
- 前記取得工程において、前記細胞培養容器内の細胞を撮像することにより、前記画像を取得する、請求項15記載のレーザ処理方法。
- 前記取得工程において、前記細胞培養容器の全面について細胞を含む全面画像を取得し、
前記生成工程において、得られた全面画像に基づき、前記細胞に投射するレーザ画像を生成する、請求項15または16記載のレーザ処理方法。 - 前記取得工程において、前記細胞培養容器を複数の区分に分割し、各区分を撮像することにより、前記細胞培養容器全面の細胞を撮像する、請求項17記載のレーザ処理方法。
- 前記取得工程において、得られた各区分の画像を統合し、前記細胞培養容器の全面の画像を取得する、請求項18記載のレーザ処理方法。
- 前記レーザ画像を所定幅の分割画像に分割する分割工程を含み、
前記処理工程において、前記細胞培養容器内の細胞に対して、前記レーザ画像として前記分割画像を投射することにより、レーザ処理を実施する、請求項13から19のいずれか一項に記載のレーザ処理方法。 - 前記レーザ画像を所定幅の分割画像に分割する分割工程を含み、
前記処理工程は、
前記細胞培養容器の一端の分割画像の投射開始位置から、前記細胞培養容器の他端の分割画像投射終了位置まで、前記分割画像を投射する第1の処理工程と、
前記細胞培養容器の他端の新たな分割画像の投射開始位置から、前記細胞培養容器の一端の新たな分割画像投射終了位置まで、前記分割画像を投射する第2の処理工程とを含み、
前記取得工程において、前記細胞培養容器の全面について細胞を含む全面画像を取得し、
前記生成工程において、得られた全面画像に基づき、前記細胞に投射するレーザ画像を生成し、
前記処理工程において、前記細胞培養容器の全面の細胞に対して、前記第1の処理工程および前記第2の処理工程を実施する、請求項13から20のいずれか一項に記載のレーザ処理方法。 - 前記処理工程は、レーザ投射装置を用いて実施され、
前記レーザ投射装置は、レーザ光源と、前記レーザ光源から発振されたレーザ光から前記細胞に投射するレーザ画像を生成するレーザ画像生成部とを含み、
前記処理工程において、前記レーザ画像生成部に生成されたレーザ画像を前記細胞に対して投射することにより、レーザ処理を実施する、請求項13から21のいずれか一項に記載のレーザ処理方法。 - 前記レーザ画像生成部は、空間変調素子を含む、請求項22記載のレーザ処理方法。
- 前記空間変調素子は、デジタルマイクロミラーデバイスを含む、請求項23記載のレーザ処理方法。
- 前記レーザ投射装置は、請求項1から12のいずれか一項に記載の細胞処理装置である、請求項22から24のいずれか一項に記載のレーザ処理方法。
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