JP2022127334A - 細胞回収装置、細胞回収方法、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】浮遊培養された細胞を分取する。【解決手段】細胞回収装置は、培養容器１１０と回収チャンネルとを有する培養装置１００と、制御装置を備えている。培養装置１００は、培養容器１１０に収容した液体培地ＣＭ内に浮遊した状態で細胞を培養する。制御装置は、対象細胞が液体培地ＣＭ内に浮遊する高さである浮遊高さが、回収チャンネルのインレット１２１であって培養容器１１０内からの細胞回収に用いられるインレット１２１の高さである回収高さに近づくように、培養装置１００を制御する。【選択図】図２

Description

本明細書の開示は、浮遊培養で培養された細胞を回収する細胞回収装置、細胞回収方法、プログラムに関する。

多能性幹細胞を用いた創薬や再生医療の普及に当たっては、大量の細胞を一定以上の品質を維持しながら安定的に供給する培養技術が欠かせない。このため、近年、単層培養よりも一度に大量の細胞を培養可能な浮遊培養が注目されている。

また、培養した細胞を臨床応用する場合、培養した細胞を分取すること（ｓｏｒｔｉｎｇ）が必要となる。例えば、幹細胞を培養する場合であれば、幹細胞から目的の細胞に分化した細胞を選択的に回収することが求められる。このような浮遊培養における分取技術は、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載の技術によれば、細胞塊を構成する分化前の幹細胞から分化後の血球系細胞を分離して回収することができる。

特開２０１９-１６２０９３号公報

特許文献１では、細胞（又は細胞塊）の大きさの違いに起因した浮遊位置の違いを利用して、目的の細胞を回収する。ただし、培養容器からオーバーフローさせた液体培地から目的の細胞を回収する構成が採用されているため、目的の細胞がそれ以外の細胞よりも高い位置に浮遊することが回収の前提となる。このため、特許文献１に記載の技術を用いたとしても任意の細胞を他の細胞から分離して回収できるわけではなく、回収可能な細胞は実質的に制限されている。

また、特定の細胞だけを回収可能か否かは細胞そのものによって決定されず、培養容器内の他の細胞との関係に依存してしまう。このため、培養環境に未知の細胞が含まれる場合には、目的の細胞だけを適切に回収できるとは限らない。

以上のような実情を踏まえ、本発明の一側面に係る目的は、浮遊培養された細胞を分取する技術を提供することである。

本発明の一態様に係る細胞回収装置は、培養容器と回収チャンネルとを有し、前記培養容器に収容した液体培地内に浮遊した状態で細胞を培養する培養装置と、前記細胞のうち回収対象である対象細胞が前記液体培地内に浮遊する高さである浮遊高さが、前記回収チャンネルのインレットであって前記培養容器内からの細胞回収に用いられるインレットの高さである回収高さに近づくように、前記培養装置を制御する制御装置と、を備える。

本発明の一態様に係る細胞回収方法は、培養装置が、培養容器に収容した液体培地内に浮遊した状態で細胞を培養し、制御装置が、前記細胞のうち回収対象である対象細胞が前記液体培地内に浮遊する高さである浮遊高さが、回収チャンネルのインレットであって前記培養容器内からの細胞回収に用いられるインレットの高さである回収高さに近づくように、前記培養装置を制御する。

本発明の一態様に係るプログラムは、コンピュータに、培養容器に収容した液体培地内に浮遊した状態で細胞を培養する培養装置を、前記細胞のうち回収対象である対象細胞が前記液体培地内に浮遊する高さである浮遊高さが、回収チャンネルのインレットであって前記培養容器内からの細胞回収に用いられるインレットの高さである回収高さに近づくように、制御する処理を実行させる。

上記の態様によれば、浮遊培養された細胞を分取することができる。

第１の実施形態に係る細胞回収装置１の全体構成を説明する概略構成図である。 第１の実施形態に係る培養装置１００の構成を例示した図である。 第１の実施形態に係る制御装置１０の構成を例示した図である。 第１の実施形態に係る細胞回収処理の一例を示すフローチャートである。 流速制御処理の一例を示すフローチャートである。 流速制御処理の別の例を示すフローチャートである。 流速制御処理の更に別の例を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る培養装置２００の構成を例示した図である。 回収チャンネルのインレット２２１を動かす構造について説明するための図である。 第２の実施形態に係る細胞回収処理の一例を示すフローチャートである。 第３の実施形態に係る培養装置３００の構成を例示した図である。 第３の実施形態に係る細胞回収処理の一例を示すフローチャートである。 第４の実施形態に係る培養装置４００の構成を例示した図である。 第５の実施形態に係る培養装置５００の構成を例示した図である。 第６の実施形態に係る培養装置６００の構成を例示した図である。 細胞の浮遊位置を確認する方法について説明するための図である。 第６の実施形態に係る細胞回収処理の一例を示すフローチャートである。 第７の実施形態に係る培養装置７００の構成を例示した図である。 第７の実施形態に係る細胞回収処理の一例を示すフローチャートである。 第８の実施形態に係る培養装置８００の構成を例示した図である。 第８の実施形態に係る細胞回収処理の一例を示すフローチャートである。

図１は、本実施形態に係る細胞回収装置１の全体構成を説明する概略構成図である。図２は、本実施形態に係る培養装置１００の構成を例示した図である。図３は、本実施形態に係る制御装置１０の構成を例示した図である。以下、図１から図３を参照しながら、本実施形態に係る細胞回収装置１の構成について説明する。

細胞回収装置１は、液体培地内を浮遊する細胞から回収対象の細胞（以降、対象細胞と記す。）を分離して回収する装置、即ち、液体培地内を浮遊する細胞を分取する装置である。対象細胞は、特に限定しないが、例えば、幹細胞から特殊化した細胞タイプに分化した所定の細胞であってもよい。細胞回収装置１は、図１に示すように、細胞を培養する培養装置１００と、培養装置１００を制御する制御装置１０を含んでいる。

なお、細胞回収装置１は、利用者端末２と通信してもよく、利用者端末２からの指示に従って細胞回収を行ってもよい。また、細胞回収装置１は、回収経過や回収結果などを利用者端末２へ通知してもよい。また、細胞回収装置１は、サーバ３と通信してもよく、細胞の回収に際して必要な情報をサーバ３から取得してもよい。

培養装置１００は、細胞（例えば、細胞Ｃ１、細胞Ｃ２、細胞Ｃ３）を培養容器１１０に収容した液体培地ＣＭ内に浮遊した状態で培養し、培養容器１１０内から回収ノズル１２０に形成された回収チャンネルを経由して回収容器１３０へ対象細胞（例えば、細胞Ｃ２）を回収する装置である。より詳細には、培養装置１００は、図２に示すように、培養容器１１０と、回収ノズル１２０と、回収容器１３０と、吸引装置１４０と、浮遊装置１５０と、カメラ１６０を備えている。

培養容器１１０は、細胞が浮遊する液体培地ＣＭを収容する。培養容器１１０内では、後述する浮遊装置１５０の働きによって液体培地ＣＭに上昇流が生じている。この上昇流により、細胞は、培養容器１１０内において液体培地ＣＭに浮遊した状態で培養される。培養容器１１０は、例えば、バイオリアクターであってもよく、液体培地の交換（培地の回収と供給）のためのチャンネルや、ｐＨや温度などを測定する各種センサが設けられてもよい。

培養容器１１０の形状は、円錐台形状である。より詳細には、上底の径が下底の径よりも大きい円錐台形状、いわゆる逆円錐台形状である。ただし、培養容器１１０の形状は、逆円錐台形状に限らない。培養容器１１０は、浮遊装置１５０との組み合わせで、培養容器１１０内に、高さ方向に流速差のある上昇流を発生することができればよい。即ち、培養容器１１０の形状は、高さ方向に上昇流の流速差を設けることができればよく、高さ方向に断面積が異なる形状であることが望ましい。逆円錐台形状のように、高さが高いほど断面積が大きくなる形状、つまり、高さが高いほど流速を遅くできる形状であることが特に望ましい。ただし、例えば、特開２０１８－２０１４２３号公報に記載されるように培養容器１１０の形状が設計されてもよく、培地内において上昇流が高さ方向に沿って不連続な速度を有してもよい。

回収ノズル１２０は、培養容器１１０から回収した細胞を回収容器１３０へ導くためのチャンネル（回収チャンネル）が形成されたノズルである。回収チャンネルのインレット１２１は、培養容器１１０内からの細胞回収に用いられる。インレット１２１は、培養容器１１０側面の既知の位置又は高さに形成されている。以降では、このインレット１２１の高さを、培養容器１１０内の細胞が培養容器１１０外へ回収されるときの高さという意味で、回収高さと記す。

なお、図２では、１つの回収ノズル１２０を図示したが、回収ノズル１２０の数は必ずしも１つに限らない。例えば、回収高さが同じ複数の回収ノズル１２０が培養容器１１０の側面から延びてもよい。即ち、複数の回収チャンネルのインレット１２１が、培養容器１１０の側面において、周方向に整列してもよい。

回収容器１３０は、培養容器１１０から回収した細胞を貯留する容器である。回収容器１３０には、培養容器１１０から選択的に回収した細胞を、細胞のサイズやその他の特徴によってさらに峻別するフィルタが設けられてもよい。即ち、細胞回収装置１は、後述する制御装置１０による培養装置１００の制御に加えて、回収容器１３０に設けられたフィルタの物理構造によって、対象細胞を他の物体から分離して回収してもよい。フィルタは、メッシュフィルタや中空糸フィルタなど、対象細胞とそれ以外の物体をサイズやその他の特徴によって峻別可能なものを用いればよい。

吸引装置１４０は、回収チャンネルのインレット１２１に吸引力を発生させるための装置である。吸引装置１４０は、細胞を回収容器１３０から回収ノズル１２０へ引き込むのに十分な吸引力を発生させることができればよい。吸引装置１４０は、例えば、回収容器１３０内の空気を吸引することで回収容器１３０に負圧を加える吸引ポンプであってもよい。また、吸引装置１４０は、例えば、ペリスタルティックポンプのような送液ポンプであってもよく、回収ノズル１２０の両端をそれぞれ培養容器１１０と回収容器１３０に収容された液体（培地）に浸した状態で培養容器１１０と回収容器１３０の間で回収ノズル１２０に作用してもよい。

吸引装置１４０は、制御装置１０によって制御される。吸引装置１４０は、例えば、制御装置１０からの信号を受信することで、動作を開始してもよく、さらに、制御装置１０からの信号を受信することで、動作を停止してもよい。吸引装置１４０が動作することで、回収チャンネルのインレット１２１に吸引力が発生する。吸引装置１４０、インレット１２１に発生した吸引力で液体培地ＣＭに浮遊している細胞を培養容器１１０から吸引し、吸引した細胞を、回収チャンネルを介して回収容器１３０へ出力する。

浮遊装置１５０は、培養容器１１０内の液体培地ＣＭに上昇流を発生させて細胞を浮遊させる装置である。より詳細には、浮遊装置１５０は、例えば、特許文献１に記載されるような、培養容器１１０の下方から上方に向かって液体培地ＣＭの螺旋流を噴出する装置である。ただし、浮遊装置１５０は、螺旋流を噴出する装置に限らず、浮遊装置１５０による上昇流の発生方法は特に限定しない。

浮遊装置１５０は、制御装置１０によって制御される。浮遊装置１５０は、例えば、制御装置１０からの信号を受信することで、動作を開始してもよく、さらに、制御装置１０からの信号を受信することで、動作を停止してもよい。さらに、浮遊装置１５０は、例えば、制御装置１０からの信号を受信することで、螺旋流の噴出量を変更してもよい。浮遊装置１５０が動作することで、培養容器１１０内の液体培地ＣＭに上昇流が発生し、液体培地ＣＭに細胞が浮遊する。

浮遊装置１５０は、高さが高いほど断面積が大きくなる逆円錐台形状の培養容器１１０と組み合わせて用いることで、培養容器１１０内の液体培地ＣＭに、高さ方向に流速差のある上昇流を発生させる。より詳細には、高さが高いほど小さな流速を有する上昇流を発生させる。

培養容器１１０内において、細胞は、浮遊装置１５０によって生じる上昇流の流速とその細胞の沈降速度とが釣り合う位置に浮遊する。培養容器１１０内の上昇流の流速は、上述したように、高さ方向に異なり、高さが高いほど小さくなる。このため、細胞は、沈降速度に応じた高さに浮遊し、沈降速度が遅いほど高い位置に浮遊することになる。

細胞の終端沈降速度は、ストークスの式によって推定することが可能である。ストークスの式によれば、終端沈降速度は、細胞の直径や密度、液体培地ＣＭの密度や粘度に依存する。特に、終端沈降速度は、細胞の直径の二乗に比例することから、細胞のサイズに支配的な影響を受ける。従って、培養装置１００では、細胞は、培養容器１１０と浮遊装置１５０の組み合わせによって、細胞のサイズに応じた高さに浮遊し、細胞のサイズが小さいほど高い位置に浮遊することになる。

カメラ１６０は、対象細胞を撮影する撮影装置であり、撮像素子を含んでいる。撮像素子は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサなどの二次元イメージセンサである。なお、カメラ１６０は、培養容器１１０内で液体培地ＣＭに浮遊する細胞を識別できる程度の解像力があればよく、培養容器１１０内に存在する様々な細胞（細胞Ｃ１、細胞Ｃ２、細胞Ｃ３）の種類、細胞の変異、分化状態などを識別可能な解像力を有していることが望ましい。また、カメラ１６０は、撮影位置を適宜変更することができる。これにより様々な高さに浮遊する細胞を撮影することができる。

カメラ１６０は、制御装置１０によって制御される。カメラ１６０は、例えば、制御装置１０からの信号を受信することで、撮影動作を開始してもよい。カメラ１６０が取得した画像は、制御装置１０へ出力される。

制御装置１０は、対象細胞を回収するために培養装置１００を制御する装置である。制御装置１０は、対象細胞が液体培地ＣＭ内に浮遊する高さ（以降、浮遊高さと記す）が、回収チャンネルのインレット１２１の高さ（回収高さ）に近づくように、培養装置１００を制御する。具体的には、制御装置１０は、カメラ１６０で取得した画像に対する物体検出の結果に基づいて、浮遊高さが回収高さに近づくように、培養装置１００を制御する。

上記の制御を実行するために、制御装置１０は、さらに、カメラ１６０で取得した画像に対して物体検出を行ってもよい。物体検出には、深層学習によって得られた学習済みモデルを用いてもよく、その場合、学習済みモデルは少なくとも対象細胞を学習することが望ましい。学習済みモデルは、さらに、対象細胞以外の細胞や細胞以外の物体を学習することが望ましい。また、深層学習以外の機械学習によって得られた学習済みモデルを用いて物体検出が行われてもよく、対象細胞の形状などの既知の特徴量に基づいて対象細胞を検出するアルゴリズムが物体検出のために用いられてもよい。

物体検出により、対象細胞が検出された画像が特定され、さらに、その画像内における対象細胞の位置と大きさが特定される。その結果、対象細胞の位置と大きさが特定される。即ち、物体検出の結果には、少なくとも、対象細胞の位置情報と、対象細胞のサイズ情報とが含まれている。

ただし、物体検出は、制御装置１０以外の装置、例えば、サーバ３で行われてもよい。制御装置１０は、カメラ１６０で取得した画像をサーバ３に送信し、サーバ３からサーバ３で実行した物体検出の結果を受信してもよい。

細胞回収装置１では、制御装置１０は、物体検出の結果に基づいて、浮遊高さが回収高さに近づくように、上昇流の流速を制御する。即ち、浮遊高さを制御する。浮遊高さが回収高さに十分に近づくと、制御装置１０は、吸引装置１４０を作動して、インレット１２１の近くに浮遊している対象細胞を回収する。

なお、制御装置１０は、１つ以上のプロセッサと、１つ以上の非一時的なコンピュータ読取可能媒体と、を含んでいればよい。より具体的には、制御装置１０は、例えば、図３に示すように、例えば、１つ以上のプロセッサ１１と、１つ以上の記憶装置１２と、入力装置１３と、表示装置１４と、通信装置１５を備えていてもよく、それがバス１６を通じて接続されていてもよい。

１つ以上のプロセッサ１１のそれぞれは、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）などを含むハードウェアであり、１つ以上の記憶装置１２に記憶されているプログラム１２ａを実行することで、プログラムされた処理を行う。また、１つ以上のプロセッサ１１は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などを含んでもよい。

１つ以上の記憶装置１２のそれぞれは、非一時的なコンピュータ読取可能媒体であり、例えば、１つ又は複数の任意の半導体メモリを含み、さらに、１つ又は複数のその他の記憶装置を含んでもよい。半導体メモリは、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などの揮発性メモリ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、プログラマブルＲＯＭ、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリを含んでいる。ＲＡＭには、例えば、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などが含まれてもよい。その他の記憶装置には、例えば、磁気ディスクを含む磁気記憶装置、光ディスクを含む光学記憶装置などが含まれてもよい。

入力装置１３は、利用者が直接操作する装置であり、例えば、キーボード、マウス、タッチパネルなどである。表示装置１４は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）ディスプレイなどである。ディスプレイには、タッチパネルが内蔵されてもよい。通信装置１５は、有線通信モジュールであっても、無線通信モジュールであってもよい。

なお、図３に示す構成は、制御装置１０のハードウェア構成の一例であり、制御装置１０はこの構成に限定されるものではない。制御装置１０は、汎用装置であっても、専用装置であってもよい。

図４は、本実施形態に係る細胞回収処理の一例を示すフローチャートである。図５は、流速制御処理の一例を示すフローチャートである。以下、図４及び図５を参照しながら、細胞回収装置１を用いて行われる細胞回収方法について具体的に説明する。

図４に示す細胞回収処理は、制御装置１０のプロセッサ１１が記憶装置１２に格納されている細胞回収プログラムを実行することで、例えば、ユーザの開始指示や設定されたスケジュールに従って開始される。

細胞回収処理が開始されると、細胞回収装置１は、対象細胞を撮影し、画像を取得する（ステップＳ１）。ステップＳ１では、制御装置１０がカメラ１６０を制御することで、カメラ１６０が、例えば、高さ方向に位置を変更しながら複数回画像を取得することで、対象細胞を撮影する。なお、対象細胞は、予め決められていてもよく、又は、取得した画像を用いて利用者が選択してもよい。

次に、細胞回収装置１は、ステップＳ１で取得した画像に対して物体検出を行う（ステップＳ２）。ステップＳ２では、制御装置１０は、対象細胞を学習した学習済みモデルを用いて、物体検出を行う。これにより、対象細胞の位置と大きさが特定される。

その後、細胞回収装置１は、浮遊高さが回収高さに十分に近いか否かを判定する（ステップＳ３）。細胞回収装置１では、回収高さは予め既知である。このため、ステップＳ３では、制御装置１０は、ステップＳ２の物体検出の結果に含まれる対象細胞の位置情報から浮遊高さを特定し、特定した浮遊高さと既知の回収高さとを比較して、その差が閾値以内か否かを判定する。

ステップＳ３で浮遊高さが回収高さに十分に近いと判定されると（ステップＳ３ＹＥＳ）、細胞回収装置１は、対象細胞を吸引する（ステップＳ４）。ステップＳ４では、制御装置１０は、吸引装置１４０を制御することで、インレット１２１に吸引力を生じさせて、インレット１２１付近を浮遊する対象細胞を回収チャンネル内へ吸引する。

一方、ステップＳ３で浮遊高さが回収高さに十分に近くないと判定されると（ステップＳ３ＮＯ）、細胞回収装置１は、図５に示す流速制御処理を行う（ステップＳ５）。ステップＳ５では、制御装置１０は、まず、ステップＳ２における物体検出の結果に基づいて沈降速度を推定する（ステップＳ１１）。

ステップＳ１１では、制御装置１０は、ストークスの式を用いて沈降速度を推定してもよい。具体的には、制御装置１０は、ステップＳ２で得られた対象細胞の大きさから対象細胞の直径を推定して、推定した直径を用いて沈降速度を推定してもよい。なお、ストークスの式に含まれるその他のパラメータ（例えば、細胞の密度、液体培地ＣＭの密度、粘度）については、予め決められた値が用いられてもよい。

なお、ステップＳ１１では、ステップＳ２で得られた対象細胞の大きさの代わりに対象細胞の位置を用いて沈降速度を推定してもよい。対象細胞は、沈降速度と上昇流の流速が釣り合った位置に浮遊することから、上昇流の各位置における流速が既知であれば、対象細胞の位置（浮遊位置）から沈降速度を推定可能である。

沈降速度が推定されると、制御装置１０は、推定した沈降速度に応じて、上昇流の流速を調整する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２では、制御装置１０は、インレット１２１の高さ（回収高さ）における上昇流の流速が推定した沈降速度に近づくように、望ましくは、等しくなるように、浮遊装置１５０を制御する。

その後、細胞回収装置１は、流速制御により浮遊高さが回収高さに十分に近づくまで、ステップＳ１からステップＳ３及びステップＳ５の処理を繰り返す。そして、浮遊高さが回収高さに十分に近づくと、ステップＳ４の吸引処理を実行して、図４に示す細胞回収処理を終了する。

細胞回収装置１によれば、図４に示す細胞回収処理を実行することで、液体培地内に浮遊している複数の物体から対象細胞を自動的に選択して回収することができる。即ち、細胞を分取することができる。特に、細胞回収装置１では、培養容器１１０の側面に設けられた回収チャンネルのインレット１２１から対象細胞を回収する構成が採用され、さらに、上昇流の流速を変更することでインレット１２１付近に浮遊する細胞を選択することができる。従って、細胞回収装置１によれば、他の細胞よりも高い位置に浮遊する場合にのみ対象細胞を回収可能な特許文献１に記載される装置とは異なり、液体培地ＣＭに存在する他の物体との関係によらず、任意の細胞を回収可能である。また、液体培地ＣＭに未知の物体が浮遊している場合であっても、対象細胞だけを自動的に回収することができる。

図６及び図７は、それぞれ流速制御処理の別の例を示すフローチャートである。以上では、制御装置１０が図５に示す流速制御を行う例を示したが、制御装置１０は、図５に示す流速制御の代わりに、図６又は図７に示す流速制御を行ってもよい。

制御装置１０は、図６に示すように、ステップＳ５の流速制御において、まず、浮遊高さと回収高さを比較してもよい（ステップＳ２１）。そして、制御装置１０は、浮遊高さが回収高さよりも低いと判定した場合には（ステップＳ２１ＹＥＳ）、上昇流の流速を上げ（ステップＳ２２）、浮遊高さが回収高さよりも低くないと判定した場合には（ステップＳ２１ＮＯ）、上昇流の流速を下げてもよい（ステップＳ２３）。即ち、制御装置１０は、図５に示す流速制御とは異なり、浮遊高さと回収高さとの比較結果に基づいて、上昇流の流速を増減するように浮遊装置１５０を制御してもよい。

細胞回収装置１では、制御装置１０が図６に示す流速制御を繰り返すことで、浮遊位置が回収位置に近づくようにフィードバック制御が行われてもよい。図６に示す流速制御によれば、浮遊位置と回収位置の間に実際に生じる高さの差に基づいて流速が制御されるため、沈降速度を推定することなく、浮遊位置と回収位置を合わせ込むことが可能である。従って、細胞回収装置１は、図６に示す流速制御を行うことによっても、図５に示す流速制御を行う場合と同様に、任意の細胞を回収可能であり、対象細胞だけを回収することができる。

制御装置１０は、図７に示すように、浮遊高さと回収高さを比較する前に、浮遊高さと回収高さの間の距離を算出してもよい（ステップＳ３１）。その後、制御装置１０は、浮遊高さと回収高さを比較し（ステップＳ３２）、浮遊高さが回収高さよりも低いと判定した場合には（ステップＳ３２ＹＥＳ）、ステップＳ３１で算出した距離に応じて上昇流の流速を上げ（ステップＳ３３）、浮遊高さが回収高さよりも低くないと判定した場合には（ステップＳ３２ＮＯ）、ステップＳ３１で算出した距離に応じて上昇流の流速を下げてもよい（ステップＳ３４）。即ち、制御装置１０は、浮遊高さと回収高さとの比較結果に基づいて、浮遊高さと回収高さの間の距離に応じて上昇流の流速を増減するように浮遊装置１５０を制御してもよい。より具体的には、距離が大きいほど、上昇流の流速の増減量を大きくしてもよい。

細胞回収装置１では、制御装置１０が図７に示す流速制御を繰り返すことで、浮遊位置が回収位置に近づくようにフィードバック制御が行われてもよい。図７に示す流速制御によれば、浮遊位置と回収位置の間に実際に生じる高さの差に基づいて流速が制御されるため、沈降速度を推定することなく、浮遊位置と回収位置を合わせ込むことが可能である。また、図７に示す流速制御では、高さの差（つまり、距離）の大きさに応じて流速の増減量が調整されるため、図６に示す流速制御を行う場合よりも、短時間で浮遊位置と回収位置を合わせ込むことができる。

なお、以上では、浮遊高さが回収高さに十分に近いと判定すると（図４のステップＳ３ＹＥＳ）、直ちに吸引が行われる例を示したが、吸引前に人間による確認工程を設けてもよい。例えば、制御装置１０は、ステップＳ３で浮遊高さが回収高さに十分に近いと判定すると、利用者による情報の入力を監視し、入力があるまで待機してもよい。この場合、利用者が、培養容器を目視で確認し浮遊高さと回収高さの関係を判断し、流速の増減についての指示を制御装置１０へ入力することで、制御装置１０が、浮遊装置１５０を制御して流速を微調整してもよい。制御装置１０は、流速が微調整された後に、吸引装置１４０を制御して、対象細胞を回収してもよい。

［第２の実施形態］
図８は、本実施形態に係る培養装置２００の構成を例示した図である。図９は、回収チャンネルのインレット２２１を動かす構造について説明するための図である。以下、図８及び図９を参照しながら、本実施形態に係る細胞回収装置（以降、単に、細胞回収装置と記す。）の構成について説明する。

細胞回収装置は、培養装置１００の代わりに図８に示す培養装置２００を備える点が、第１の実施形態に係る細胞回収装置１とは異なっている。細胞回収装置は、制御装置１０を含む点については、細胞回収装置１と同様である。

培養装置２００は、図８に示すように回収ノズル２２０が伸縮構造を有する点と、図９に示すように培養容器２１０の側面に回収ノズル２２０のインレット２２１を高さ方向に動かす構造であるスライダ２２２が設けられている点が、培養装置１００とは異なっている。なお、スライダ２２２は、回収高さを調整する高さ調整装置の一例であり、スライダ２２２の位置は、制御装置１０によって制御される。

図１０は、本実施形態に係る細胞回収処理の一例を示すフローチャートである。以下、図１０を参照しながら、本実施形態に係る細胞回収装置を用いて行われる細胞回収方法について具体的に説明する。

図１０に示す細胞回収処理は、制御装置１０のプロセッサ１１が記憶装置１２に格納されている細胞回収プログラムを実行することで、例えば、ユーザの開始指示や設定されたスケジュールに従って開始される。

細胞回収処理が開始されると、細胞回収装置は、対象細胞を撮影して画像を取得し（ステップＳ４１）、ステップＳ４１で取得した画像に対して物体検出を行う（ステップＳ４２）。ステップＳ４１及びステップＳ４２の処理は、図４のステップＳ１及びステップＳ２の処理と同様である。

その後、細胞回収装置は、浮遊高さが回収高さに十分に近いか否かを判定する（ステップＳ４３）。細胞回収装置では、回収高さはスライダ２２２の位置によって定まるため、既知である。このため、ステップＳ４３では、制御装置１０は、ステップＳ４２の物体検出の結果に含まれる対象細胞の位置情報から浮遊高さを特定し、特定した浮遊高さと既知の回収高さとを比較して、その差が閾値以内か否かを判定する。

ステップＳ４３で浮遊高さが回収高さに十分に近いと判定されると（ステップＳ４３ＹＥＳ）、細胞回収装置は、対象細胞を吸引する（ステップＳ４４）。ステップＳ４４の処理は、図４のステップＳ４の処理と同様である。

一方、ステップＳ４３で浮遊高さが回収高さに十分に近くないと判定されると（ステップＳ４３ＮＯ）、細胞回収装置は、インレット２２１の高さを制御する（ステップＳ４５）。ステップＳ４５では、制御装置１０は、スライダ２２２を高さ方向に移動させて、回収高さを物体検出の結果に基づいて特定された浮遊高さに近づける。より望ましくは、制御装置１０は、回収高さを浮遊高さに一致させる。インレット２２１の高さ制御が終了すると、細胞回収装置は、対象細胞を吸引する（ステップＳ４４）。ステップＳ４４の処理は、図４のステップＳ４の処理と同様である。

上述したように、制御装置１０は、本実施形態においても第１の実施形態と同様に、カメラ１６０で取得した画像に対する物体検出の結果に基づいて、浮遊高さが回収高さに近づくように、培養装置２００を制御する。ただし、本実施形態は、物体検出の結果に基づいて浮遊高さが回収高さに近づくように、制御装置１０が高さ調整装置であるスライダ２２２を制御する点が、第１の実施形態とは異なっている。即ち、第１の実施形態では、浮遊高さを調整することで浮遊高さを回収高さに近づけるのに対して、第２の実施形態では、回収高さを調整することで浮遊高さを回収高さに近づける。より具体的には、制御装置１０は、物体検出の結果に基づいて、スライダ２２２が浮遊高さに近づく方向にインレット２２１を動かすように、スライダ２２２を制御する。

本実施形態に係る細胞回収装置によっても、図１０に示す細胞回収処理を実行することで、第１の実施形態に係る細胞回収装置１と同様に、液体培地内に浮遊している複数の物体から対象細胞を自動的に選択して回収することができる。また、任意の細胞を回収可能である点、対象細胞だけを回収することができる点も同様である。

第１の実施形態では、浮遊高さを調整することで浮遊高さを回収高さに近づける例を、第２の実施形態では、回収高さを調整することで浮遊高さを回収高さに近づける例を、記載したが、これらを組み合わせて実行してもよい。即ち、浮遊高さと回収高さの両方を調整することで浮遊高さを回収高さに近づけてもよい。

［第３の実施形態］
図１１は、本実施形態に係る培養装置３００の構成を例示した図である。以下、図１１を参照しながら、本実施形態に係る細胞回収装置（以降、単に、細胞回収装置と記す。）の構成について説明する。

細胞回収装置は、培養装置１００の代わりに図１１に示す培養装置３００を備える点が、第１の実施形態に係る細胞回収装置１とは異なっている。細胞回収装置は、制御装置１０を含む点については、細胞回収装置１と同様である。

培養装置３００は、図１１に示すように、回収ノズル３２０が培養容器３１０に向けられた高さの異なる複数のインレット（インレット３２１、インレット３２２、インレット３２３）を有する点と、複数のインレットの間で細胞回収に用いるインレットを切り替える切替弁３２４を有する点が、培養装置１００とは異なっている。なお、切替弁３２４は、回収高さを調整する高さ調整装置の一例であり、切替弁３２４の開閉は、制御装置１０によって制御される。

図１２は、本実施形態に係る細胞回収処理の一例を示すフローチャートである。以下、図１２を参照しながら、本実施形態に係る細胞回収装置を用いて行われる細胞回収方法について具体的に説明する。

図１２に示す細胞回収処理は、制御装置１０のプロセッサ１１が記憶装置１２に格納されている細胞回収プログラムを実行することで、例えば、ユーザの開始指示や設定されたスケジュールに従って開始される。

細胞回収処理が開始されると、細胞回収装置は、対象細胞を撮影して画像を取得し（ステップＳ５１）、ステップＳ５１で取得した画像に対して物体検出を行い（ステップＳ５２）、浮遊高さが回収高さに十分に近いか否かを判定する（ステップＳ５３）。ステップＳ５１からステップＳ５３の処理は、図１０のステップＳ４１からステップＳ４３の処理と同様である。

ステップＳ５３で浮遊高さが回収高さに十分に近いと判定されると（ステップＳ５３ＹＥＳ）、細胞回収装置は、対象細胞を吸引する（ステップＳ５４）。ステップＳ５４の処理は、図１０のステップＳ４４の処理と同様である。

一方、ステップＳ５３で浮遊高さが回収高さに十分に近くないと判定されると（ステップＳ５３ＮＯ）、細胞回収装置は、細胞回収に用いるインレットの切替を制御する（ステップＳ５５）。ステップＳ５５では、制御装置１０は、ステップＳ５２の物体検出の結果に基づいて、切替弁３２４が複数のインレットのうちの浮遊高さに最も近いインレット（例えば、インレット３２１）に細胞回収に用いるインレットを切り替えるように、切替弁３２４を制御する。インレットの切替制御が終了すると、細胞回収装置は、対象細胞を吸引する（ステップＳ５４）。ステップＳ５４の処理は、図１０のステップＳ４４の処理と同様である。

上述したように、制御装置１０は、本実施形態においても第２の実施形態と同様に、カメラ１６０で取得した画像に対する物体検出の結果に基づいて、浮遊高さが回収高さに近づくように、培養装置３００を制御する。また、制御装置１０は、第２の実施形態と同様に、物体検出の結果に基づいて浮遊高さが回収高さに近づくように、制御装置１０が高さ調整装置を制御する。即ち、回収高さを調整することで浮遊高さを回収高さに近づける。ただし、本実施形態は、物体検出の結果に基づいて浮遊高さが回収高さに近づくように、制御装置１０が高さ調整装置である切替弁３２４を制御する点が、第２の実施形態とは異なっている。より具体的には、制御装置１０は、物体検出の結果に基づいて、切替弁３２４が複数のインレットのうちの浮遊高さに最も近いインレットに細胞回収に用いるインレットを切り替えるように、切替弁３２４を制御する。

本実施形態に係る細胞回収装置によっても、図１２に示す細胞回収処理を実行することで、第１の実施形態に係る細胞回収装置１及び第２の実施形態に係る細胞回収装置と同様に、液体培地内に浮遊している複数の物体から対象細胞を自動的に選択して回収することができる。また、任意の細胞を回収可能である点、対象細胞だけを回収することができる点も同様である。

本実施形態においても、浮遊高さと回収高さの両方を調整することで浮遊高さを回収高さに近づけてもよい。この点は、第２の実施形態と同様である。

［第４の実施形態］
図１３は、本実施形態に係る培養装置４００の構成を例示した図である。以下、図１３を参照しながら、本実施形態に係る細胞回収装置（以降、単に、細胞回収装置と記す。）の構成について説明する。

細胞回収装置は、培養装置１００の代わりに図１３に示す培養装置４００を備える点が、第１の実施形態に係る細胞回収装置１とは異なっている。細胞回収装置は、制御装置１０を含む点については、細胞回収装置１と同様である。

培養装置４００は、図１３に示すように、カメラ１６０の代わりに顕微鏡１７０を備える点と、培養容器１１０に取り付ける再帰性反射部材１８０とを備える点が、培養装置１００とは異なる。顕微鏡１７０は、培養容器１１０の外側から培養容器１１０内を撮影する撮影装置であり、例えば、対物レンズ１７１の先端が培養容器１１０の側面に向けて配置されている。なお、顕微鏡１７０は、位相差観察法で対象物を撮影する位相差顕微鏡である。ただし、顕微鏡１７０は、位相差顕微鏡に限らず、例えば、明視野観察法で対象物を撮影してもよい。

再帰性反射部材１８０は、顕微鏡１７０から出射した光が培養容器１１０の側面で受けるレンズ効果をキャンセルするために用いられる。再帰性反射部材１８０は、水平方向に沿って多数の微小な反射要素１８１が配列されたアレイを有している。反射要素１８１は、例えば、プリズムまたは球状のガラスビーズなどである。再帰性反射部材１８０は、入射した光を反射要素１８１で反射し、入射時と同じ光路を反対向きに進行させる。

培養容器１１０外から培養容器１１０内を撮影する場合、一般に、培養容器１１０の形状に画質が依存するが、顕微鏡１７０を再帰性反射部材１８０とともに利用することで、例えば、国際公開第２０１９／１６３１６７号などに記載されるように、培養容器１１０側面で生じるレンズ効果をキャンセルすることができる。従って、培養容器１１０外から安定した性能で培養容器１１０内の対象細胞を撮影することができる。

本実施形態に係る細胞回収装置によっても、図４に示す細胞回収処理を実行することで、第１の実施形態から第３の実施形態に係る細胞回収装置と同様に、液体培地内に浮遊している複数の物体から対象細胞を自動的に選択して回収することができる。また、任意の細胞を回収可能である点、対象細胞だけを回収することができる点も同様である。

［第５の実施形態］
図１４は、本実施形態に係る培養装置５００の構成を例示した図である。以下、図１４を参照しながら、本実施形態に係る細胞回収装置（以降、単に、細胞回収装置と記す。）の構成について説明する。

細胞回収装置は、培養装置１００の代わりに図１４に示す培養装置５００を備える点が、第１の実施形態に係る細胞回収装置１とは異なっている。細胞回収装置は、制御装置１０を含む点については、細胞回収装置１と同様である。

培養装置５００は、図１４に示すように、カメラ１６０の代わりに、培養容器１１０の内側から培養容器１１０内を撮影する撮影装置の一例である、内視鏡５１０とビデオプロセッサ５２０と照明装置５３０を備える点が、培養装置１００とは異なる。

培養装置５００は、内視鏡５１０の先端部分が液体培地ＣＭ内に挿入された状態で培養容器１１０内の対象細胞を撮影する。より具体的には、培養装置５００は、照明装置５３０で発生した照明光を内視鏡５１０の先端部分から液体培地ＣＭ内に向けて出射し、液体培地ＣＭ内の領域を照明する。さらに、培養装置５００は、照明光で照明された領域からの光を内視鏡５１０に取り込み、内視鏡５１０に取り込まれた光を撮像素子で撮像信号に変換し、さらに、ビデオプロセッサ５２０で所定の信号処理を施す。これにより、培養装置５００は、液体培地ＣＭ内の画像を取得する。

本実施形態に係る細胞回収装置によっても、図４に示す細胞回収処理を実行することで、第１の実施形態から第４の実施形態に係る細胞回収装置と同様に、液体培地内に浮遊している複数の物体から対象細胞を自動的に選択して回収することができる。また、任意の細胞を回収可能である点、対象細胞だけを回収することができる点も同様である。

［第６の実施形態］
図１５は、本実施形態に係る培養装置６００の構成を例示した図である。図１６は、細胞の浮遊位置を確認する方法について説明するための図である。以下、図１５及び図１６を参照しながら、本実施形態に係る細胞回収装置（以降、単に、細胞回収装置と記す。）の構成について説明する。

細胞回収装置は、培養装置１００の代わりに図１５に示す培養装置６００を備える点が、第１の実施形態に係る細胞回収装置１とは異なっている。細胞回収装置は、制御装置１０を含む点については、細胞回収装置１と同様である。培養装置６００は、図１５に示すように、カメラ１６０を含まない点が、培養装置１００とは異なっている。

第１の実施形態から第５の実施形態では、細胞回収装置は、撮影装置で取得した画像から対象細胞のサイズや浮遊高さなどの対象細胞の情報を取得した。これに対して、本実施形態では、細胞回収装置は、撮影装置を備えていないため、画像から対象細胞の情報を取得する代わりに、利用者から対象細胞の情報を取得する。

本実施形態では、利用者が入力装置１３を用いて制御装置１０に対象細胞の情報を入力すると、入力装置１３が対象細胞の情報に関する入力情報を受け付けて、制御装置１０は、入力装置１３で受け付けた入力情報に基づいて、浮遊高さが回収高さに近づくように、培養装置６００を制御する。なお、利用者が入力する対象細胞の情報に関する入力情報は、対象細胞のサイズ情報（例えば、対象細胞の直径）、対象細胞の位置情報（例えば、対象細胞の浮遊高さ）、浮遊高さと回収高さとの間の距離情報の少なくとも１つを含むことが望ましい。

培養容器１１０には、図１６に示すように、目盛り１１１が設けられていてもよく、利用者は、培養容器１１０に設けられた目盛り１１１を利用して、対象細胞の浮遊高さや浮遊高さと回収高さ（インレット１２１の高さ）との間の距離を読み取ってもよい。

図１７は、本実施形態に係る細胞回収処理の一例を示すフローチャートである。以下、図１７を参照しながら、本実施形態に係る細胞回収装置を用いて行われる細胞回収方法について具体的に説明する。

図１７に示す細胞回収処理は、制御装置１０のプロセッサ１１が記憶装置１２に格納されている細胞回収プログラムを実行することで、例えば、ユーザの開始指示や設定されたスケジュールに従って開始される。なお、図１７に示す細胞回収処理は、画像取得と物体検出の代わりに、ステップＳ６１において上述した入力情報を取得する点が、図４に示す細胞回収処理とは異なっている。

従って、制御装置１０は、ステップＳ６１で取得した入力情報に基づいて、ステップＳ６４において浮遊高さが回収高さに近づくように、上昇流の流速を制御してもよい。その際、制御装置１０は、入力情報に基づいて対象細胞の沈降速度を推定し、推定した沈降速度に応じて、上昇流の流速を制御してもよい。なお、沈降速度の推定には、入力情報に含まれる対象細胞のサイズ情報を用いてもよく、入力情報に含まれる対象細胞の位置情報を用いてもよい。また、制御装置１０は、フィードバック制御によって浮遊高さを回収高さに近づけてもよい。例えば、入力情報に含まれる対象細胞の位置情報を用いて浮遊高さと回収高さを比較してもよく、比較結果に応じて上昇流の流速を制御してもよい。

本実施形態に係る細胞回収装置によれば、図１７に示す細胞回収処理を実行することで、利用者が対象細胞に関する入力情報を入力するだけで、液体培地内に浮遊している複数の物体から対象細胞を選択して回収することができる。また、任意の細胞を回収可能である点、対象細胞だけを回収することができる点も上述した実施形態と同様である。

［第７の実施形態］
図１８は、本実施形態に係る培養装置７００の構成を例示した図である。以下、図１８を参照しながら、本実施形態に係る細胞回収装置（以降、単に、細胞回収装置と記す。）の構成について説明する。

細胞回収装置は、培養装置２００の代わりに図１８に示す培養装置７００を備える点が、第２の実施形態に係る細胞回収装置とは異なっている。細胞回収装置は、制御装置１０を含む点については、第２の実施形態に係る細胞回収装置と同様である。培養装置７００は、図１８に示すように、カメラ１６０を含まない点が、培養装置２００とは異なっている。

本実施形態でも第６の実施形態と同様に、細胞回収装置は、撮影装置を備えていないため、画像から対象細胞の情報を取得する代わりに、利用者から対象細胞の情報を取得する。また、利用者が入力装置１３を用いて制御装置１０に対象細胞の情報を入力すると、入力装置１３が対象細胞の情報に関する入力情報を受け付けて、制御装置１０は、入力装置１３で受け付けた入力情報に基づいて、浮遊高さが回収高さに近づくように、培養装置７００を制御する。

図１９は、本実施形態に係る細胞回収処理の一例を示すフローチャートである。以下、図１９を参照しながら、本実施形態に係る細胞回収装置を用いて行われる細胞回収方法について具体的に説明する。

図１９に示す細胞回収処理は、制御装置１０のプロセッサ１１が記憶装置１２に格納されている細胞回収プログラムを実行することで、例えば、ユーザの開始指示や設定されたスケジュールに従って開始される。なお、図１９に示す細胞回収処理は、画像取得と物体検出の代わりに、ステップＳ７１において上述した入力情報を取得する点が、図１０に示す細胞回収処理とは異なっている。

従って、制御装置１０は、ステップＳ７１で取得した入力情報に基づいて、ステップＳ７４において浮遊高さが回収高さに近づくように、高さ調整装置であるスライダ２２２（図９参照）を制御してもよく、より具体的には、ステップＳ７４においてスライダ２２２が浮遊高さに近づく方向にインレット２２１を動かすように、スライダ２２２を制御してもよい。

本実施形態に係る細胞回収装置によれば、図１９に示す細胞回収処理を実行することで、第６の実施形態に係る細胞回収装置と同様に、利用者が対象細胞に関する入力情報を入力するだけで、液体培地内に浮遊している複数の物体から対象細胞を選択して回収することができる。また、任意の細胞を回収可能である点、対象細胞だけを回収することができる点も同様である。

本実施形態においても、浮遊高さと回収高さの両方を調整することで浮遊高さを回収高さに近づけてもよい。この点は、第２の実施形態及び第３の実施形態と同様である。

［第８の実施形態］
図２０は、本実施形態に係る培養装置８００の構成を例示した図である。以下、図２０を参照しながら、本実施形態に係る細胞回収装置（以降、単に、細胞回収装置と記す。）の構成について説明する。

細胞回収装置は、培養装置３００の代わりに図２０に示す培養装置８００を備える点が、第３の実施形態に係る細胞回収装置とは異なっている。細胞回収装置は、制御装置１０を含む点については、第３の実施形態に係る細胞回収装置と同様である。培養装置８００は、図２０に示すように、カメラ１６０を含まない点が、培養装置３００とは異なっている。

本実施形態でも第７の実施形態と同様に、細胞回収装置は、撮影装置を備えていないため、画像から対象細胞の情報を取得する代わりに、利用者から対象細胞の情報を取得する。また、利用者が入力装置１３を用いて制御装置１０に対象細胞の情報を入力すると、入力装置１３が対象細胞の情報に関する入力情報を受け付けて、制御装置１０は、入力装置１３で受け付けた入力情報に基づいて、浮遊高さが回収高さに近づくように、培養装置８００を制御する。

図２１は、本実施形態に係る細胞回収処理の一例を示すフローチャートである。以下、図２１を参照しながら、本実施形態に係る細胞回収装置を用いて行われる細胞回収方法について具体的に説明する。

図２１に示す細胞回収処理は、制御装置１０のプロセッサ１１が記憶装置１２に格納されている細胞回収プログラムを実行することで、例えば、ユーザの開始指示や設定されたスケジュールに従って開始される。なお、図２１に示す細胞回収処理は、画像取得と物体検出の代わりに、ステップＳ８１において上述した入力情報を取得する点が、図１２に示す細胞回収処理とは異なっている。

従って、制御装置１０は、ステップＳ８１で取得した入力情報に基づいて、ステップＳ８４において浮遊高さが回収高さに近づくように、高さ調整装置である切替弁３２４を制御してもよく、より具体的には、ステップＳ８４において切替弁３２４が複数のインレットのうちの浮遊高さに最も近いインレットに細胞回収に用いるインレットを切り替えるように、切替弁３２４を制御してもよい。

本実施形態に係る細胞回収装置によれば、図２１に示す細胞回収処理を実行することで、第６の実施形態及び第７の実施形態に係る細胞回収装置と同様に、利用者が対象細胞に関する入力情報を入力するだけで、液体培地内に浮遊している複数の物体から対象細胞を選択して回収することができる。また、任意の細胞を回収可能である点、対象細胞だけを回収することができる点も同様である。

本実施形態においても、浮遊高さと回収高さの両方を調整することで浮遊高さを回収高さに近づけてもよい。この点は、第２の実施形態、第３の実施形態、及び第７の実施形態と同様である。

上述した実施形態は、発明の理解を容易にするために具体例を示したものであり、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。上述の実施形態を変形した変形形態および上述した実施形態に代替する代替形態が包含され得る。つまり、各実施形態は、その趣旨および範囲を逸脱しない範囲で構成要素を変形することが可能である。また、１つ以上の実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより、新たな実施形態を実施することができる。また、各実施形態に示される構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよく、または実施形態に示される構成要素にいくつかの構成要素を追加してもよい。さらに、各実施形態に示す処理手順は、矛盾しない限り順序を入れ替えて行われてもよい。即ち、本発明の細胞回収装置、細胞回収方法、及び、プログラムは、特許請求の範囲の記載を逸脱しない範囲において、さまざまな変形、変更が可能である。

上述した実施形態では、制御装置１０が浮遊高さと回収高さが十分に近づいたと判断すると、細胞を回収する例を示したが、本格的な細胞回収前に、回収した細胞が対象細胞か否かを確認してもよい。例えば、制御装置１０が浮遊高さと回収高さが十分に近づいたと判断すると、回収ノズルを用いて少量の細胞を回収し、回収した細胞を分析してもよい。分析には撮影装置を用いてもよく、回収した細胞を撮影した画像が解析されてもよい。分析結果から回収した細胞が対象細胞であることが確認された後に、本格的な細胞回収を実施してもよい。これにより、対象細胞をより確実に回収することができる。

上述した実施形態では、制御装置１０が浮遊高さと回収高さが十分に近づいたと判断すると、細胞を回収する例を示したが、細胞回収装置は、回収時に対象細胞とは異なる細胞が回収チャンネル内に吸引されることを回避するための構造を有してもよく、回収開始前に、その構造を機能させてもよい。例えば、培養容器には容器内を仕切る可動構造が設けられていてもよく、回収開始前に、対象細胞が浮遊する高さ（≒回収高さ）と対象細胞以外の細胞が浮遊する高さの間に、可動構造を移動させてもよい。これにより、回収時に対象細胞以外の細胞が回収チャンネル内に意図せず吸引されてしまう可能性を低下させることができる。

上述した実施形態では、細胞又は細胞塊が上昇流によって浮遊する例を示したが、細胞又は細胞塊は、マイクロビーズなどの担体に接着した状態で担体とともに浮遊してもよい。即ち、培養装置は、細胞を浮遊した状態で培養するものであればよく、一般的な浮遊培養に限らず、担体浮遊培養で細胞を培養するものであってもよい。

上述した実施形態では、細胞の直径を唯一の変動要因として利用して沈降速度を推定する例を示したが、細胞の密度などのその他の情報を沈降速度の推定に利用してもよい。対象細胞の密度は、例えば、制御装置１０が対象細胞を識別する情報を予めデータベースが構築されているサーバ３へ送信することで、サーバ３から取得してもよい。

なお、本明細書において、「ＡがＢに近づく」とは、（１）Ａが移動した結果としてＡがＢに近づくこと、（２）Ｂが移動した結果としてＡがＢに近づくこと、（３）ＡとＢの両方が移動した結果としてＡがＢに近づくこと、の全てを意味している。即ち、ＡがＢに近づくとは、ＡとＢの間の距離が短くなるように状態が変化すればよく、「ＡとＢが（互いに）近づく」と言い換えることができる。

１ 細胞回収装置
１０ 制御装置
１１ プロセッサ
１２ 記憶装置
１２ａ プログラム
１３ 入力装置
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００ 培養装置
１１０、２１０、３１０ 培養容器
１２０、２２０、３２０、 回収ノズル
１２１、２２１、３２１、３２２、３２３ インレット
１５０ 浮遊装置
１６０ カメラ
１７０ 顕微鏡
２２２ スライダ
３２４ 切替弁
５１０ 内視鏡
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３ 細胞
ＣＭ 液体培地

Claims (20)

1. 培養容器と回収チャンネルとを有し、前記培養容器に収容した液体培地内に浮遊した状態で細胞を培養する培養装置と、
   前記細胞のうち回収対象である対象細胞が前記液体培地内に浮遊する高さである浮遊高さが、前記回収チャンネルのインレットであって前記培養容器内からの細胞回収に用いられるインレットの高さである回収高さに近づくように、前記培養装置を制御する制御装置と、を備える
   ことを特徴とする細胞回収装置。
2. 請求項１に記載の細胞回収装置において、
   前記培養装置は、さらに、前記対象細胞を撮影する撮影装置を備え、
   前記制御装置は、前記撮影装置で取得した画像に対する物体検出の結果に基づいて、前記浮遊高さが前記回収高さに近づくように、前記培養装置を制御する
   ことを特徴とする細胞回収装置。
3. 請求項２に記載の細胞回収装置において、
   前記培養装置は、さらに、前記液体培地に上昇流を発生させて前記細胞を浮遊させる浮遊装置を備え、
   前記制御装置は、前記物体検出の結果に基づいて、前記浮遊高さが前記回収高さに近づくように、前記上昇流の流速を制御する
   ことを特徴とする細胞回収装置。
4. 請求項３に記載の細胞回収装置において、
   前記制御装置は、
   前記物体検出の結果に基づいて前記対象細胞の沈降速度を推定し、
   推定した前記沈降速度に応じて、前記上昇流の流速を制御する
   ことを特徴とする細胞回収装置。
5. 請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の細胞回収装置において、
   前記物体検出の結果は、前記対象細胞のサイズ情報、又は、前記対象細胞の位置情報を含む
   ことを特徴とする細胞回収装置。
6. 請求項２に記載の細胞回収装置において、
   前記培養装置は、さらに、前記回収高さを調整する高さ調整装置を備え、
   前記制御装置は、前記物体検出の結果に基づいて、前記浮遊高さが前記回収高さに近づくように、前記高さ調整装置を制御する
   ことを特徴とする細胞回収装置。
7. 請求項６に記載の細胞回収装置において、
   前記高さ調整装置は、前記インレットを高さ方向に動かす構造を備え、
   前記制御装置は、前記物体検出の結果に基づいて、前記高さ調整装置が前記浮遊高さに近づく方向に前記インレットを動かすように、前記高さ調整装置を制御する
   ことを特徴とする細胞回収装置。
8. 請求項６に記載の細胞回収装置において、
   前記回収チャンネルは、前記培養容器に向けられた高さの異なる複数のインレットを有し、
   前記高さ調整装置は、前記複数のインレットの間で細胞回収に用いるインレットを切り替える構造を有し、
   前記制御装置は、前記物体検出の結果に基づいて、前記高さ調整装置が前記複数のインレットのうちの前記浮遊高さに最も近いインレットに細胞回収に用いるインレットを切り替えるように、前記高さ調整装置を制御する
   ことを特徴とする細胞回収装置。
9. 請求項２に記載の細胞回収装置において、
   前記培養装置は、さらに、
   前記液体培地に上昇流を発生させて前記細胞を浮遊させる浮遊装置と、
   前記回収高さを調整する高さ調整装置と、を備え、
   前記制御装置は、前記物体検出の結果に基づいて、前記浮遊高さが前記回収高さに近づくように、前記上昇流の流速と前記高さ調整装置とを制御する
   ことを特徴とする細胞回収装置。
10. 請求項１に記載の細胞回収装置において、
    前記制御装置は、
    前記対象細胞の情報に関する入力情報を受け付ける入力装置を備え、
    前記入力装置で受け付けた入力情報に基づいて、前記浮遊高さが前記回収高さに近づくように、前記培養装置を制御する
    ことを特徴とする細胞回収装置。
11. 請求項１０に記載の細胞回収装置において、
    前記培養装置は、さらに、前記液体培地に上昇流を発生させて前記細胞を浮遊させる浮遊装置を備え、
    前記制御装置は、前記入力情報に基づいて、前記浮遊高さが前記回収高さに近づくように、前記上昇流の流速を制御する
    ことを特徴とする細胞回収装置。
12. 請求項１１に記載の細胞回収装置において、
    前記制御装置は、
    前記入力情報に基づいて前記対象細胞の沈降速度を推定し、
    推定した前記沈降速度に応じて、前記上昇流の流速を制御する
    ことを特徴とする細胞回収装置。
13. 請求項１０乃至請求項１２のいずれか１項に記載の細胞回収装置において、
    前記入力情報は、前記対象細胞のサイズ情報、前記対象細胞の位置情報、前記浮遊高さと前記回収高さとの間の距離情報の少なくとも１つを含む
    ことを特徴とする細胞回収装置。
14. 請求項１０に記載の細胞回収装置において、
    前記培養装置は、さらに、前記回収高さを調整する高さ調整装置を備え、
    前記制御装置は、前記入力情報に基づいて、前記浮遊高さが前記回収高さに近づくように、前記高さ調整装置を制御する
    ことを特徴とする細胞回収装置。
15. 請求項１４に記載の細胞回収装置において、
    前記高さ調整装置は、前記インレットを高さ方向に動かす構造を備え、
    前記制御装置は、前記入力情報に基づいて、前記高さ調整装置が前記浮遊高さに近づく方向に前記インレットを動かすように、前記高さ調整装置を制御する
    ことを特徴とする細胞回収装置。
16. 請求項１４に記載の細胞回収装置において、
    前記回収チャンネルは、前記培養容器に向けられた複数のインレットを有し、
    前記高さ調整装置は、前記複数のインレットの間で細胞回収に用いるインレットを切り替える構造を有し、
    前記制御装置は、前記入力情報に基づいて、前記高さ調整装置が前記複数のインレットのうちの前記浮遊高さに最も近いインレットに細胞回収に用いるインレットを切り替えるように、前記高さ調整装置を制御する
    ことを特徴とする細胞回収装置。
17. 請求項１０に記載の細胞回収装置において、
    前記培養装置は、さらに、
    前記液体培地に上昇流を発生させて前記細胞を浮遊させる浮遊装置と、
    前記回収高さを調整する高さ調整装置と、を備え、
    前記制御装置は、前記入力情報に基づいて、前記浮遊高さが前記回収高さに近づくように、前記上昇流の流速と前記高さ調整装置とを制御する
    ことを特徴とする細胞回収装置。
18. 請求項１乃至請求項１７のいずれか１項に記載の細胞回収装置において、
    前記回収チャンネルのインレットは、前記培養容器の側面に形成されている
    ことを特徴とする細胞回収装置。
19. 培養装置が、培養容器に収容した液体培地内に浮遊した状態で細胞を培養し、
    制御装置が、前記細胞のうち回収対象である対象細胞が前記液体培地内に浮遊する高さである浮遊高さが、回収チャンネルのインレットであって前記培養容器内からの細胞回収に用いられるインレットの高さである回収高さに近づくように、前記培養装置を制御する
    ことを特徴とする細胞回収方法。
20. コンピュータに、
    培養容器に収容した液体培地内に浮遊した状態で細胞を培養する培養装置を、前記細胞のうち回収対象である対象細胞が前記液体培地内に浮遊する高さである浮遊高さが、回収チャンネルのインレットであって前記培養容器内からの細胞回収に用いられるインレットの高さである回収高さに近づくように、制御する
    処理を実行させることを特徴とするプログラム。

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