JP2022011167A

JP2022011167A - 液体吸引排出装置

Info

Publication number: JP2022011167A
Application number: JP2020112137A
Authority: JP
Inventors: 典朗西村; Noriaki Nishimura
Original assignee: Shibuya Kogyo Co Ltd
Current assignee: Shibuya Corp
Priority date: 2020-06-29
Filing date: 2020-06-29
Publication date: 2022-01-17
Also published as: EP3933025A1; US11939208B2; US20210403313A1; TW202204599A

Abstract

【課題】液体を収容する複数の収容部が整列して形成された容器に対して、複数のノズルによって液体の吸引や排出を効率的に行う。【解決手段】複数の収容部１ａが整列して形成された培養容器１を支持する容器支持手段３と、複数のノズル４を先端を下方に向けた状態で支持するノズル支持手段５とを備えた液体吸引排出装置２に関する。上記ノズル支持手段５は、上記複数のノズル４の所要の部分を支点として揺動可能に支持するノズル支持部材２１を備え、さらに、上記各ノズル４を上記ノズル支持部材２１に対して傾斜させるノズル傾斜手段６を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は液体吸引排出装置に関し、詳しくは液体を収容する複数の収容部が整列して形成された容器に対して、複数のノズルによって液体の吸引や排出を行う液体吸引排出装置に関する。

従来、細胞の培養を行う際には、液体を収容する複数の収容部が整列して形成された容器が使用されており、例えば細胞と培養液が収容された収容部から培養液を吸引し、また吸引した培養液を再び収容部に排出する作業が行われている。
このような培養の際の容器に対する液体の吸引や排出の作業は、作業者がピペット等の器具を用いて手作業によって行っているが、昨今の再生医療において培養した細胞等を治療のために用いる場合には、より大量の細胞を培養することが必要であり、これらの培養作業を自動的に行う自動培養装置においては効率的な液体吸引排出装置が求められている。
上記液体を吸引または排出する装置として、複数のウェル（収容部）が形成されたウェルプレートなどの容器に対し、複数のノズルを用いて複数のウェルから同時に液体の吸引または排出を行うように構成されたものが知られている（特許文献１～３）。
このうち特許文献１の装置は、先端が下方を向いた複数のノズルを１列備え、当該整列したノズルの下方には容器を傾斜させる容器傾斜手段が設けられており、容器を傾斜させた状態で１列分の収容部から液体を吸引している。
また特許文献２の装置は、先端が下方を向いた複数のノズルを１列備えるとともに、当該１列のノズルを整列方向と直交する方向に一体的に傾斜させるノズル傾斜手段を備えており、上記１列分のノズルを傾斜させた状態で上記容器における１列分の収容部に対して液体を排出している。
そして特許文献３の装置は、先端が下方を向いた複数のノズルを複数列備えるとともに、傾斜させて支持した容器の列方向の収容部の高低差に合わせて、列方向におけるノズルの長さを異ならせることで、容器を傾斜させた状態で複数列分の収容部から液体を吸引している。

特許第３４１３４１８号公報特許第４９６２２１３号公報特開２００３－３０２４１１号公報

ここで特許文献１、３の装置は、いずれも複数の収容部が整列して形成された容器に対して、複数のノズルによって複数の収容部から液体を吸引するよう構成され、容器を傾けることにより液体を余すことなく吸引することを目的としたものとなっている。
しかしながら、特許文献１の装置はノズルを１列分しか備えておらず、収容部が複数列形成された容器に対しては、列数に応じて複数回に分けて吸引動作を行わなければならず、効率的ではない。
また特許文献３の装置は複数列で整列した収容部から一度に液体を吸引することができるが、吸引の開始時から容器を傾斜させて支持しており、液体の収容量によってはノズルを挿入させた際に液体がこぼれることがある。さらには、容器の傾斜角度は固定されており、列方向で異なるノズルの長さは容器の傾斜角度に合わせて固定されていることから、収容部内におけるノズル移動の自由度は低く、汎用性に欠けるものである。
一方、特許文献２の装置は、複数の収容部が整列して形成された容器に対して、複数のノズルによって複数の収容部に液体を排出するよう構成されたものであるが、特許文献１と同様、ノズルを１列分しか備えておらず効率的ではない。
このような問題に鑑み、本発明は液体を収容する複数の収容部が整列して形成された容器に対して、複数のノズルによって液体の吸引や排出を効率的に行うことを可能とした液体吸引排出装置を提供するものである。

すなわち、請求項１の発明にかかる液体吸引排出装置は、液体を収容する複数の収容部が整列して形成された容器を支持する容器支持手段と、上記複数の収容部に対応して整列された複数のノズルを先端を下方に向けた状態で支持するノズル支持手段とを備えた液体吸引排出装置において、
上記ノズル支持手段は、上記複数のノズルを各ノズルの所要の部分を支点として揺動可能に支持するノズル支持部材を備え、さらに、上記各ノズルを上記ノズル支持部材に対して傾斜させるノズル傾斜手段を備えたことを特徴としている。

上記発明によれば、複数のノズルを各ノズルの所要の部分を支点として揺動可能に支持するノズル支持部材と、上記各ノズルを上記ノズル支持部材に対して傾斜させるノズル傾斜手段を備えていることから、液体の吸引または排出の際に各ノズル自体を所要の向きに傾けることが可能であり、またノズルを複数列設けて各々に傾斜させるよう構成することも容易であるため、複数列分の収容部に対して効率的に液体の吸引または排出を行うことも可能となる。

本実施例にかかる液体吸引排出装置の側面図液体吸引排出装置の要部の正面図ノズル傾斜手段を説明するための拡大図ノズルを傾斜させた状態の側面図ノズルを傾斜させた状態の正面図ノズル支持部材および培養容器を傾斜させた状態の正面図

以下図示実施例について説明すると、図１は容器としての培養容器１に対して液体の吸引や排出を行うための液体吸引排出装置２を示している。
今日、細胞を培養するためには様々な作業が必要とされており、例えば培養液を交換する培養液交換作業、培養中の細胞を他の多数の培養容器１に移し替える継代作業、培養後の細胞を回収する回収作業といった作業では、培養容器１から液体を吸引し、また吸引した液体を排出する操作を伴うものとなっている。
従来、このような液体の吸引や排出を伴う作業は作業者による手作業によって行われており、作業者がピペットやシャーレを保持しながら、ピペットの先端をシャーレの所要の位置に位置させて、液体の吸引や排出を行っていた。
一方、近年では治療等を目的として大量の細胞を培養する必要が生じており、効率的な培養を行うために本実施例のような液体吸引排出装置２を用いることで、培養容器１に対して液体の吸引や排出を自動的に行うことが求められている。
本実施例の液体吸引排出装置２は、無菌環境下において培養容器１への液体の吸引や排出を行うことが可能となっており、さらに無菌環境においては、液体吸引排出装置２に隣接した部分においてその他の培養作業を行うことが可能となっている。

上記液体吸引排出装置２は、上記培養容器１を支持する容器支持手段３と、複数のノズル４を先端を下方に向けた状態で支持するノズル支持手段５と、上記ノズル支持手段５のノズル４を傾斜させるノズル傾斜手段６と、上記ノズル支持手段５を傾斜させる全体傾斜手段７と、上記ノズル支持手段５を昇降させる全体昇降手段８とを備え、これらは図示しない制御手段によって制御されるようになっている。ここで、図１、図２は上記ノズル４が鉛直下方を向いた状態の側面図および正面図を示し、図３は上記ノズル支持手段５および上記ノズル傾斜手段６を説明するための拡大図を示し、図４、図５は上記ノズル傾斜手段６によってノズル４が傾斜した状態の側面図および正面図を示し、図６は上記全体傾斜手段７によってノズル４を支持するノズル支持部材２１および培養容器１が傾斜した状態の正面図を示している。

また本実施例で使用する培養容器１は従来公知のウェルプレートであって、一つの培養容器１には複数の収容部１ａが複数列に整列して形成されている。本実施例の培養容器１は１列に３個の収容部１ａが形成されて２列で計６個、もしくは１列に２個の収容部１ａが形成されて３列で計６個の収容部１ａを備えたものとなっている。
上記培養容器１に形成された収容部１ａの底面は平坦となっており、当該平坦な底面を囲繞するように垂直な内壁面が形成されたものとなっている。このような形状を有する収容部１ａは、平坦面に密着した状態で増殖する性質を有した細胞の培養に好適なものとなっている。
なお上記培養容器１としては、その他の構成を有したものを使用することができ、より多くの収容部１ａが形成された培養容器１や、収容部１ａの底面が球面状に形成された培養容器１であってもよい。

上記容器支持手段３は、上記培養容器１を支持する板状の容器支持部材１１と、所要の設置面に固定されたベース部１２と、上記容器支持部材１１を移動させる容器移動手段１３と、上記容器支持部材１１を傾斜させる容器傾斜手段１４とを備えている。
上記容器支持部材１１には培養容器１を所定の位置に位置決めする位置決め部材１５が設けられており、図示しないロボットや、作業者によって培養容器１が設置されるようになっている。
上記容器移動手段１３は従来公知のＸ－Ｙテーブルによって構成されており、上記容器支持部材１１に支持された培養容器１を水平方向に移動させることが可能となっている。なお、容器移動手段１３としてはＸ－Ｙテーブルに限らず、傾斜機能を備えた搬送装置であってもよい。

上記容器傾斜手段１４は、図２に示すように上記容器移動手段１３に固定される固定板１１Ａと容器支持部材１１との端部同士を回転可能に連結するヒンジ１６と、進退するロッドの先端にカムフォロア１７ａを備えたエアシリンダ１７と、上記エアシリンダ１７のカムフォロア１７ａと係合するカム溝が形成されたカム１８とから構成されている。
図２において、上記ヒンジ１６は上記固定板１１Ａおよび容器支持部材１１の一端側である図示左端部に設けられており、これにより容器支持部材１１が他端側である図示右端部を揺動端として、ヒンジ１６を中心に固定板１１Ａに対して上下に回動可能となっている。
容器支持部材１１は平面視で矩形に形成されており、上記一端側となる矩形の一辺にヒンジ１６が設けられて回転中心となり、この辺と平行に３個の収容部１ａからなる列が配置されるよう、培養容器１が支持されている。
上記エアシリンダ１７は、容器支持部材１１のヒンジ１６を設けた一端側の辺と直交する方向を向くように上記固定板１１Ａに固定され、当該一端側から離れる方向にロッドを伸長させることで、上記カムフォロア１７ａを水平方向に往復動させるようになっている。
上記カム１８は板状に形成されて、上記容器支持部材１１の下面にエアシリンダ１７のロッドの進退方向と平行に垂下して固定されており、エアシリンダ１７のロッドの進退方向に沿って上記カムフォロア１７ａが係合するカム溝が形成されている。当該カム溝は、エアシリンダ１７のロッドの伸長する方向へと下降する傾斜を有している。
このような構成により、上記エアシリンダ１７がロッドを後退させて、上記カムフォロア１７ａを図２や図５に示すように容器支持部材１１のヒンジ１６を設けた一端側に引き寄せた状態では、上記容器支持部材１１が水平となって培養容器１が水平に維持されるようになっている。
この水平状態から、図６に示すように上記エアシリンダ１７のロッドを伸長させて、上記カムフォロア１７ａを容器支持部材１１のヒンジ１６を設けた一端側から離れるように位置させると、カムフォロア１７ａの移動に伴ってカム１８を介して上記容器支持部材１１が押し上げられて上記ヒンジ１６を中心に上方に回動し、培養容器１の容器支持部材１１のヒンジ１６を設けた一端側が低く他端側が高くなるよう傾斜するようになっている。

上記ノズル４は、上記ノズル支持手段５によって支持される筒状部材４ａと、当該筒状部材４ａの下端部に設けられた先端が円錐状のチップ４ｂとから構成されており、使用後には上記チップ４ｂを交換することが可能となっている。
また本実施例において、上記ノズル４は上記培養容器１に形成された複数の収容部１ａの配列に対応させて、１列に３本で２列分もしくは１列に２本で３列分の計６本設けられている。なお、上記ノズル４の本数や整列態様は培養容器１の収容部１ａの個数や整列状態に応じて適宜変更可能であり、複数列とせずにノズル４を１列に整列させることも可能である。
ここで上記説明では、直線上に複数の収容部１ａやノズル４が並んだ状態を列とし、当該直線の前後方向を列方向としているが、必要に応じて、図１の側面図において断面で示した３個の収容部１ａが整列した方向（図１の左右方向）を「列方向」とし、図２の正面図において断面で示した２個の収容部１ａが整列した方向（図２の左右方向）を「列方向に直交する方向」として説明する場合があり、また各収容部１ａに対応するノズル４の整列方向についても同様に説明する場合がある。
上記ノズル４はそれぞれポンプ等によって構成された吸引手段１９に接続されており、当該吸引手段１９が作動することで、各ノズル４にそれぞれ同量の液体を吸引し、吸引を解除することでノズル４内の液体を排出することが可能となっている。

上記ノズル支持手段５は、複数のノズル４を先端を下方に向けた状態で所要の部分を支点として揺動可能に支持することにより、当該ノズル４の先端が凹面状の範囲内で移動可能となるように構成されたものとなっている。
図１、図２および図３に示すように、上記ノズル支持手段５は、整列されたノズル４の位置に合わせて複数の貫通孔が穿設された板状のノズル支持部材２１と、当該ノズル支持部材２１の貫通孔に設けられて各ノズル４の所要の部分を支点として揺動可能に軸支する支点用球面軸受２２とを備えている。
本実施例のノズル支持部材２１は２枚の板状部材によって構成され、このうち下方の板状部材２１ａと連結することでノズル支持部材２１が上記全体傾斜手段７に支持されており、図２や図５に示すように、通常状態ではノズル支持部材２１は上記全体傾斜手段７によって水平に保持されるとともに、必要に応じて図６に示すように、全体的に揺動されて傾斜されるようになっている。
上記ノズル支持部材２１に穿設された６つの貫通孔の中心は、上記容器支持部材１１に支持された培養容器１の収容部１ａの中心と一致するように設けられ、ノズル支持部材２１によって垂直に支持された各ノズル４の中心軸が培養容器１の各収容部１ａの中心と一致するようになっている。

上記支点用球面軸受２２は上記ノズル支持部材２１の上方の板状部材２１ｂに形成された貫通孔のそれぞれに設けられており、ノズル支持部材２１において同一平面に備えられている。
各支点用球面軸受２２は、上記ノズル４の筒状部材４ａの外周に固定用の筒体を介して装着された内輪２２ａと、上記上方の板状部材２１ｂの貫通孔に嵌着された外輪２２ｂとから構成され、上記内輪２２ａは上記外輪２２ｂの内側であらゆる方向に回動自在となっている。
このような構成により、上記ノズル４は内輪２２ａの中心の位置を支点として揺動可能となっており、これによりノズル４が傾斜して当該支点より離隔したノズル４の先端部は凹面状の範囲内を移動するようになっている。

上記ノズル傾斜手段６は、上記ノズル支持部材２１の下方の板状部材２１ａの上面に移動可能に設けられた移動フレーム２３と、当該移動フレーム２３の上面に移動可能に設けられた板状のノズル傾斜部材２４と、各ノズル４を摺動可能に支持する滑り軸受２５と、上記滑り軸受２５を揺動可能に軸支する傾斜用球面軸受２６と、上記ノズル傾斜部材２４を移動させる平行移動手段２７とから構成されている。
上記移動フレーム２３は、図３に示すように上下に設けられた下枠２３ａおよび上枠２３ｂと、これら下枠２３ａと上枠２３ｂとの間に設けられた脚部２３ｃとによって構成され、上記下枠２３ａと上枠２３ｂとは平行に設けられている。
また上記下枠２３ａは上記上方の板状部材２１ｂを取り囲んで配置され、上枠２３ｂは上記ノズル支持部材２１に支持された全てのノズル４を取り囲んで、干渉しないように配置されている。

そして上記ノズル支持部材２１の下方の板状部材２１ａの上面には、３本のノズル４からなる列方向に第１レール２８が設けられ、上記上枠２３ｂの上面には第１レール２８と直交する方向に第２レール２９が設けられている。
上記第１レール２８は上記上方の板状部材２１ｂの周囲４か所に配置されて、上記移動フレーム２３をノズル支持部材２１に対して移動可能に支持し、上記第２レール２９はノズル４の列方向前後に配置されて、上記ノズル傾斜部材２４をノズル支持部材２１および移動フレーム２３に対して移動可能に支持している。
このような構成により、上記移動フレーム２３および当該移動フレーム２３に支持された上記ノズル傾斜部材２４は上記第１レール２８に沿ってノズル４の列方向に移動可能となっており、またノズル傾斜部材２４は上記第２レール２９に沿ってノズル４の列方向と直交する方向に移動可能となっている。
また上記構成により、上記ノズル支持部材２１の上方の板状部材２１ｂに支持される複数の支点用球面軸受２２の配置平面と平行に、上記ノズル傾斜部材２４を移動させることが可能となっている。

上記ノズル傾斜部材２４には、上記ノズル支持部材２１に支持されるノズル４の配置に合わせて、１列に３個の貫通孔を２列分の計６個の貫通孔が形成されている。
これにより、上記移動フレーム２３が上記第１レール２８による移動範囲の中間に位置し、かつノズル傾斜部材２４が上記第２レール２９による移動範囲の中間に位置している状態では、上記ノズル支持部材２１に支持される各ノズル４が、それぞれ上記ノズル傾斜部材２４の対応する貫通孔の中心に位置して垂直に維持されるようになっている。
上記ノズル傾斜部材２４の各貫通孔には、上記傾斜用球面軸受２６を介して滑り軸受２５が設けられており、各貫通孔の位置に対応する上記ノズル支持部材２１に支持された各ノズル４の筒状部材４ａが、対応する滑り軸受２５に摺動自在に支持されている。
上記傾斜用球面軸受２６は、上記滑り軸受２５の外周に装着された内輪２６ａと、上記ノズル傾斜部材２４の貫通孔の内側に嵌着された外輪２６ｂとから構成され、上記内輪２６ａは上記外輪２６ｂの内側であらゆる方向に回動自在となっている。

このような構成により、上記各傾斜用球面軸受２６および各滑り軸受２５は上記ノズル傾斜部材２４に支持されることで同一平面に配置され、上記ノズル傾斜部材２４を上記ノズル支持部材２１に対して平行移動させることで、図３（ｂ）に示すように、上記各ノズル４を上記滑り軸受２５を介して水平方向に押圧する。
ノズル４がノズル支持部材２１と平行に押圧されると、当該押圧された部分が作用点となり、上記ノズル４における上記ノズル支持部材２１によって支持されている支点用球面軸受２２の回動中心部分が支点となって、ノズル４の先端が上記ノズル傾斜部材２４の移動方向とは逆方向に揺動し、各ノズル４は同じ方向に傾斜した状態となる。
ここで、支点用球面軸受２２を中心に揺動するノズル４に対して、上記ノズル傾斜部材２４は当該ノズル４の上記作用点となる部分を接線方向に押圧するが、各ノズル４を滑り軸受２５を介して支持したことにより、ノズル４を滑り軸受２５との間で摺動させつつスムーズに傾斜させることができる。
また、ノズル傾斜部材２４の複数の各貫通孔の位置関係、およびノズル支持部材２１の複数の各貫通孔の位置関係は変化しないため、ノズル支持手段５に支持された全てのノズル４をノズル傾斜手段６によって、一斉に同じ方向に傾斜させることが可能となっている。

上記平行移動手段２７は、上記ノズル支持部材２１の下方の板状部材２１ａに設けられて、上記移動フレーム２３の移動を案内する上記第１レール２８と、当該第１レール２８に沿って上記移動フレーム２３を移動させる第１モータ３０と、上記移動フレーム２３の上枠２３ｂに設けられて、上記ノズル傾斜部材２４の移動を案内する上記第２レール２９と、当該第２レールに沿って上記ノズル傾斜部材２４を移動させる第２モータ３１とから構成されている。
上記第１モータ３０は上記ノズル支持部材２１の下方の板状部材２１ａの上面に固定され、上記第１レール２８と平行に配置されたねじ軸３０ａを回転駆動し、上記移動フレーム２３の下枠２３ａには上記ねじ軸３０ａと螺合するナット部材３０ｂが設けられている。
一方、上記第２モータ３１は上記移動フレーム２３の上枠２３ｂの上面に固定され、上記第２レール２９と平行に配置されたねじ軸３１ａを回転駆動し、上記ノズル傾斜部材２４には上記ねじ軸３１ａと螺合するナット部材３１ｂが設けられている。
このような構成により、上記第１モータ３０により上記移動フレーム２３を進退動させることにより、上記ノズル傾斜部材２４をノズル４の列方向前後に移動させることができ、第２モータ３１によって上記ノズル傾斜部材２４を進退動させることにより、上記ノズル傾斜部材２４を上記ノズル４の列方向に対する直交方向前後に移動させることができる。これにより、各ノズル４をそれぞれ整列した列方向や列方向に直交する方向に向けて一斉に傾斜させることができる。
また第１モータ３０および第２モータ３１を連動させることで、上記ノズル傾斜部材２４を二次元的な複合方向に移動させることが可能であり、これにより各ノズル４の先端を直線的な移動に限らず、円形や曲線の軌跡で移動させることができる。

上記全体傾斜手段７は、図示しないサーボモータで回転駆動される水平に配置された駆動軸７ａと、当該駆動軸７ａに取り付けられた揺動部材７ｂとを備え、当該揺動部材７ｂに上記ノズル支持部材２１の下方の板状部材２１ａを水平に連結させて支持している。
これにより、上記駆動軸７ａを正逆に回動させることで、ノズル支持部材２１およびノズル傾斜部材２４を、上記駆動軸７ａを中心とするノズル４の列方向と直交する円弧軌道で往復移動させて、ノズル支持部材２１とともに複数のノズル４を一体的に傾斜させることが可能となっている。
上記全体昇降手段８は、モータや駆動シリンダ等の図示しないアクチュエータにより駆動されて、上記全体傾斜手段７を昇降させるようになっており、これによりノズル支持部材２１およびノズル傾斜部材２４を上下に移動させることができ、ノズル支持部材２１とともに複数のノズル４を一体的に昇降させるようになっている。

以下、上記構成を有する液体吸引排出装置２の動作について説明する。一例として培養容器１で培養した細胞を回収する際の動作を説明する。
上記細胞は上記収容部１ａの底に接着した状態で増殖しており、当該細胞を回収するためには、最初に接着した細胞の周囲に液体を排出して剥離させる作業と、剥離した細胞が浮遊している培養液を吸引して回収する作業とが必要となる。
まず、培養容器１の各収容部１ａの底に接着している細胞を剥離する際の動作を説明する。なお、以下の動作は制御手段に予め登録されており、自動的に行われるようになっている。
液体吸引排出装置２に細胞を収容した培養容器１をセットする際、上記ノズル支持部材２１は上記全体昇降手段８によって上方に退避しており、培養容器１が上記位置決め部材１５によって容器支持部材１１の所要の位置にセットされると、図１、図２に示すように全体昇降手段８が全体傾斜手段７を介してノズル支持部材２１を下降させて、各ノズル４の先端が培養容器１の各収容部１ａに挿入される。
このとき、収容部１ａに収容された細胞の損傷を防止するため、ノズル４の先端を収容部１ａの底面よりも上方に離隔し、かつ培養液に浸かる位置で停止させるよう、全体昇降手段８による下降量が調整される。

続いて、吸引手段１９を作動させて各ノズル４に所定量の培養液を吸引することで、各収容部１ａに収容されていた培養液のほぼ全量が各ノズル４に収容される。
その後、上記ノズル傾斜手段６の平行移動手段２７が作動し、第１モータ３０の駆動により上記移動フレーム２３およびノズル傾斜部材２４をノズル４の列方向に移動させて、図４に示すように、各ノズル４の先端が底面の周縁を向くよう、ノズル４を列方向に傾斜させる。
なお、図４の例においては、上記移動フレーム２３およびノズル傾斜部材２４を第１モータ３０に引き寄せるように所定量だけ移動させ、これにより各ノズル４の支点より上部を第１モータ３０側に傾斜させて、ノズル４の先端を上部とは逆方向に向けるようにしている。
さらにこの状態から、第１、第２モータ３０、３１を連動させて、第１モータ３０の駆動により上記移動フレーム２３をノズル４の列方向に所定距離だけ往復動させるとともに、第２モータ３１の駆動により上記ノズル傾斜部材２４をノズル４の列方向と直交する方向に所定距離だけ往復動させる。
このような複合動作によって、上記ノズル傾斜部材２４を円形の軌跡で移動させることができ、これに加えて容器移動手段１３が培養容器１を旋回させるように移動させることで、各ノズル４がノズル支持部材２１に支持された部分を支点として傾斜し、各ノズル４の先端が各収容部１ａの内周に沿った円形の軌跡で移動するようになる。
上記制御手段には、ノズル４の先端の円形の軌跡が上記培養容器１の収容部１ａの底面の外周縁に沿って円形に移動するよう、上記ノズル傾斜部材２４や容器支持部材１１の移動軌跡が登録されている。
このようにして各ノズル４の先端を収容部１ａの底面の外周縁に沿って移動させながら、上記吸引手段１９による吸引を解除することによってノズル４に吸引されていた培養液を排出させて、収容部１ａの底面に接着している細胞を剥離させる。
このようなノズル４を傾斜させながらノズル４の先端部を収容部１ａの底面の周縁に沿って移動させる操作は、作業者による実際の操作を再現したものとなっているが、作業者が行う場合は、収容部１ａを１個ずつ処理するところ、本発明の液体吸引排出装置２によれば複数列に整列された全ての収容部１ａに対して同時に処理することができる。

次に、液体吸引排出装置２を用いて培養容器１から培養後の細胞を吸引する際の動作を説明する。このとき、培養容器１内で培養された細胞は、各収容部１ａの底面から剥離されて培養液中に浮遊している。
始めに、図２に示すように各ノズル４を垂直に維持した状態で、先端が収容部１ａの底面よりも上方でかつ培養液に浸かるようにし、その状態で吸引手段１９を作動させ、各ノズル４に所定量の細胞を含んだ培養液を吸引することで、ほぼ全量の細胞を含む培養液が各ノズル４に収容される。
しかしながら、各収容部１ａには依然として細胞を含む培養液が残存するため、この残存した培養液についても各ノズル４に吸引させる必要がある。
そこで、上記状態から図５に示すように、全体昇降手段８によりノズル支持部材２１を上昇させて、一旦各ノズル４を各収容部１ａの上方に位置させてから、上記ノズル傾斜手段６を構成する平行移動手段２７の第２モータ３１を作動させて、ノズル傾斜部材２４を第２モータ３１から離れる方向に所定量だけ移動させる。
これによって各ノズル４の支点より上部をノズル４の列方向と直交する方向であって第２モータ３１から離れる方向に傾斜させて、各ノズル４の先端を上部とは逆方向に向ける。
その後、図６に示すように、全体傾斜手段７によりノズル支持部材２１を先に各ノズル４を傾斜させた方向とは逆のノズル４の列方向と直交する方向に傾斜させて、支持している各ノズル４の姿勢を略垂直にする。

一方で培養容器１を支持している容器支持部材１１において、上記容器傾斜手段１４のエアシリンダ１７を作動させ、ピストンロッドを伸長させてカムフォロア１７ａをエアシリンダ１７から離れる方向に移動させて、容器支持部材１１とともに培養容器１を傾斜させる。
換言すると、この場合の容器支持部材１１の傾斜方向は、各ノズル４を垂直にするためにノズル支持部材２１を傾斜させた方向と同じ方向となる。
これにより、図６に示すように、培養容器１はヒンジ１６の方向に向けて下るように傾斜し、この状態では各収容部１ａは列方向と直交する方向に傾斜して、ヒンジ１６に近い側の列が低く、遠い側の列はそれよりも高く位置した状態となる。
その結果、傾斜した培養容器１の各収容部１ａでは、細胞を含んだ培養液が収容部１ａの最も低い部分に集まる。

また、容器支持部材１１を傾斜させるのと同時に容器移動手段１３を作動させて、全体傾斜手段７によりノズル支持部材２１を傾斜させて各ノズル４を垂直にした際の、各ノズル４の先端の移動方向と同じ方向に容器支持部材１１を移動させる。これにより培養容器１の上方で垂直姿勢となった各ノズル４の先端の直下に各収容部１ａの最も低い部分が位置し、各ノズル４の先端と対応する各収容部１ａの相対的な位置合わせが行われる。
このように位置合わせを行った状態で、全体昇降手段８を作動させて傾斜した状態のノズル支持部材２１とともに各ノズル４を下降させて、傾斜された培養容器１の各収容部１ａの最も低い部分に対応するノズル４の先端を接近させ、この状態で吸引手段１９を作動させて残りの細胞を含んだ培養液を吸引して各収容部１ａの液体を全て吸引する。
このように培養容器１を傾斜させるとともに、ノズル４の先端を収容部１ａの最も低い部分に位置させた状態で液体を吸引する操作も、作業者による実際の操作を再現したものとなっているが、作業者が行う場合は収容部１ａを１個ずつ処理するところ、本発明の液体吸引排出装置によれば複数列に整列された全ての収容部１ａを対象に処理することができる。

特に本発明においては、複数の各ノズル４をノズル支持部材２１に対して、揺動可能に支持させて傾斜可能としたので、例えば図４に示すように、水平な容器支持部材１１に支持された培養容器１の列方向に並んだ複数の収容部１ａに対して、各ノズル４を同じ方向に先端の高さを揃えた状態で傾斜させることができる。
これにより、複数列に整列された全てのノズル４において同様に先端の高さを揃えて傾斜させることが可能となり、全ての収容部１ａに対して同時に液体の排出を行うことができる。
さらには、図６に示すように、傾斜した容器支持部材１１に支持された培養容器１の傾斜した方向に並ぶ複数の収容部１ａに対して、列方向（本実施例では、列方向に直交する方向の列の方向）に並ぶ複数のノズル４を、先端が傾斜した容器支持部材１１の下る方向に向くようノズル支持部材２１に対して傾斜させ、さらに上記全体傾斜手段７によってノズル支持部材２１を容器支持部材１１と同じ方向に傾斜させることができる。
これにより、傾斜して列方向で高さの異なる各収容部１ａの底面の最も低い部分に、列方向に並んだ各対応するノズル４の先端を向けることができ、全ての収容部１ａより同時に液体の吸引を行うことができる。

以上のように、本実施例の液体吸引排出装置２によれば、ノズル支持手段５によって複数の各ノズル４を揺動可能に軸支しているため、各ノズル４の先端を凹面状の範囲で移動させることが可能となっており、作業者による複雑な作業を再現することが可能となっている。
ここで、上述した動作は一例であり、本実施例の液体吸引排出装置２によれば、予め制御手段に登録することで、様々な機関によって行われている様々な操作を再現することが可能である。
またノズル支持手段５には複数のノズル４が支持されていることから、上述した複雑な作業を培養容器１の複数の収容部１ａに対して同時に行うことが可能となっている。

なお、上記実施例では上記ノズル支持手段５によってノズル４の所要の部分を支点として揺動可能に支持し、上記ノズル傾斜手段６が当該支点より上方の部分を作用点として押圧することで、各ノズル４を傾斜させている。
これに対し、作用点として押圧するのは、上記支点よりも下方の部分であってもよく、さらには作用点を押圧せずに、例えば上記ノズル支持手段５における支点用球面軸受２２を、モータやエアシリンダ等のアクチュエータや磁力等の非接触的な動力による所要の駆動手段によって回転駆動させるようにしてもよい。
これにより、当該駆動手段を直接支点部分を回動させてノズル４を揺動させる上記ノズル傾斜手段６として構成することが可能である。

１培養容器１ａ収容部
２液体吸引排出装置３容器支持手段
４ノズル５ノズル支持手段
６ノズル傾斜手段７全体傾斜手段
８全体昇降手段１４容器傾斜手段
２１ノズル支持部材２２支点用球面軸受
２４ノズル傾斜部材２５滑り軸受
２６傾斜用球面軸受２７平行移動手段

Claims

液体を収容する複数の収容部が整列して形成された容器を支持する容器支持手段と、上記複数の収容部に対応して整列された複数のノズルを先端を下方に向けた状態で支持するノズル支持手段とを備えた液体吸引排出装置において、
上記ノズル支持手段は、上記複数のノズルを各ノズルの所要の部分を支点として揺動可能に支持するノズル支持部材を備え、さらに、上記各ノズルを上記ノズル支持部材に対して傾斜させるノズル傾斜手段を備えたことを特徴とする液体吸引排出装置。
上記ノズル支持部材は、複数の支点用球面軸受を同一平面に整列させて備え、当該支点用球面軸受により各ノズルの所要の部分を支点として支持し、
上記ノズル傾斜手段は、上記各ノズルにおける上記支点から所定距離離隔した所要の部分を摺動可能に支持するノズル傾斜部材と、当該ノズル傾斜部材を上記複数の支点用球面軸受を整列させた平面と平行に移動させる平行移動手段とを備え、
上記平行移動手段がノズル傾斜部材を移動させることで、各ノズルを一斉に傾斜させることを特徴とする請求項１に記載の液体吸引排出装置。
上記ノズル傾斜部材は、上記各ノズルを支持する滑り軸受を備えるとともに、当該滑り軸受を揺動可能に支持する複数の傾斜用球面軸受を同一平面に整列させて備えたことを特徴とする請求項２に記載の液体吸引排出装置。
上記ノズル支持手段を傾斜させる全体傾斜手段と、上記容器支持手段に支持された容器を傾斜させる容器傾斜手段とを備え、
上記全体傾斜手段は、上記ノズル支持手段を上記容器と同じ方向に傾斜させることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の液体吸引排出装置。