JP5076893B2 - 培養容器用搬送装置、培養装置および培養容器用ホルダー - Google Patents

Description

本発明は、細胞を培養する培養容器を搬送する培養容器用搬送装置、この培養容器用搬送装置を備えた培養装置、および培養容器を保持する培養容器用ホルダーに関する。

従来、所定の雰囲気に維持されるチャンバー内に、多数の棚を備えたスタッカーを配置し、各棚に収容される培養容器内の細胞を培養する培養装置が知られている。そして、このような培養装置では、各棚への培養容器の搬入および搬出がチャンバー内に配置される搬送装置により行われている。すなわち、例えば、棚に培養容器を搬入する時には、チャンバーに形成される搬出入口に置かれた培養容器が搬送装置により所定の棚まで搬送される。また、培養容器を搬出する時には、所定の棚の培養容器が搬送装置により搬出入口まで搬送される。
特開２００４−１８０６７５号公報 特開２００４−３４４１２６号公報

しかしながら、このような従来の搬送装置は、培養容器の一つであるウェルプレートを搬出入口まで迅速に運ぶことを目的としており、例えば、ウェルプレート以外の培養容器を搬送する場合には、培養容器内の培養液の揺れにより細胞に多大な負荷が作用し、培養容器内の細胞が底面から剥がれ死滅するおそれがあるという問題がある。そして、培養容器内の細胞が死滅するおそれは、培養容器で培養される細胞の種類あるいは状態によっても大きく変化する。また、培養容器内の培養液の揺れにより培養液が漏洩し培養装置内を汚染するおそれがあるという問題がある。

本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、細胞を培養する培養容器を最適な速度で搬送することができる培養容器用搬送装置および培養装置を提供することを目的とする。
また、培養容器の種類および大きさにかかわらず培養容器の内側底面までの高さを所定の高さにすることができる培養容器用ホルダーを提供することを目的とする。

第１の発明の培養容器用搬送装置は、恒温及び恒湿の雰囲気に維持されるチャンバーと、細胞を培養する培養容器を前記チャンバー内で搬送する搬送手段と、形状・大きさの異なる前記培養容器の種類を示す情報を入力する入力手段と、前記入力手段から入力される前記培養容器の種類の情報に基づいて前記搬送手段が前記培養容器を搬送する時の搬送速度を設定する速度設定手段と、前記速度設定手段により設定された搬送速度で前記培養容器を搬送させるように前記搬送手段の搬送速度を制御する速度制御手段と、を有することを特徴とする。

第２の発明の培養容器用搬送装置では、前記速度設定手段が、前記培養容器の種類に関する過去の履歴情報に基づいて前記搬送速度を設定するようにしたものである。

第３の発明の培養容器用搬送装置では、前記速度設定手段が、前記培養容器の種類の情報、又は前記過去の履歴情報に基づいて、前記搬送手段が搬送中に前記培養容器に与える振動により前記細胞にストレスを生じさせない搬送速度、又は前記培養容器から培養液が漏洩しない搬送速度を設定するようにしたものである。

第４の発明の培養容器用搬送装置では、前記搬送手段が培養容器を搬送する搬送速度のうちの最高速度を前記速度設定手段が設定するとともに、前記速度制御手段が前記最高速度を超えないように前記搬送手段の搬送速度を制御するようにしたものである。

第５の発明の培養容器用搬送装置では、前記培養容器の種類がウェルプレート、フラスコまたはディッシュであることを特徴とする。

第６の発明の培養容器用搬送装置では、恒温及び恒湿の雰囲気に維持されるチャンバーと、細胞を培養する培養容器を前記チャンバー内で搬送する搬送手段と、前記培養容器内で培養される前記細胞の種類、又は前記細胞の培養状態を示す情報を入力する入力手段と、前記入力手段により入力される前記情報に基づいて前記搬送手段が前記培養容器を搬送する時の搬送速度を設定する速度設定手段と、前記速度設定手段により設定された搬送速度で前記培養容器を搬送させるように前記搬送手段の搬送速度を制御する速度制御手段と、を備えたものである。

第７の発明の培養容器用搬送装置では、前記速度設定手段は、前記細胞の種類、又は前記細胞の培養状態に関する過去の履歴情報に基づいて前記搬送速度を設定するようにしたものである。

第８の発明の培養容器用搬送装置では、前記速度設定手段は、前記細胞の種類、前記細胞の培養状態を示す情報、及び前記過去の履歴情報のいずれかに基づいて、前記搬送手段が搬送中に前記培養容器に与える振動により前記細胞にストレスを生じさせない搬送速度、又は前記培養容器から培養液が漏洩しない搬送速度を設定するようにしたものである。

第９の発明の培養容器用搬送装置では、前記搬送手段が培養容器を搬送する搬送速度のうちの最高速度を前記速度設定手段が設定するとともに、前記速度制御手段が前記最高速度を超えないように前記搬送手段の搬送速度を制御するようにしたものである。

本発明の培養容器用搬送装置では、培養容器の種類の情報に基づいて培養容器の搬送速度を設定するようにしたので、培養容器を最適な速度で搬送することができる。また、異なる培養の種類、又は細胞の培養状態を示す情報に基づいて培養容器の搬送速度を設定するようにしたので、培養容器を最適な速度で搬送することができる。

本発明の培養装置の実施形態を示す説明図である。 図１の培養装置に収容される培養容器の種類を示す説明図である。 図１の培養装置の培養容器の搬入時の制御動作を示す説明図である。 図１の培養装置の培養容器の搬出時の制御動作を示す説明図である。 本発明の培養容器用ホルダーの実施形態が使用される培養装置を示す説明図である。 図５のホルダーに保持される培養容器の種類を示す説明図である。 図５のホルダーの詳細を示す分解斜視図である。 図７のホルダーを示す説明図である。 図５のホルダーの観察ステージへの位置決め構造を示す説明図である。 図５のホルダーの他の例の詳細を示す分解斜視図である。 図１０のホルダーの観察ステージへの位置決め構造を示す説明図である。 本発明のホルダーの他の実施形態を示す分解斜視図である。 図１２のホルダーを示す説明図である。 ホルダーに保持されるウェルプレートを示す説明図である。 ホルダーに保持されるフラスコ示す説明図である。 ホルダーに保持されるディッシュを示す説明図である。 ホルダーに大きさの異なるディッシュを保持した時の脚部の長さを示す説明図である。 ホルダーに載置される培養容器を観察装置で観察している状態を示す説明図である。 ホルダー本体に配置される脚部の他の例を示す説明図である。 ホルダー本体の他の例を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
(第１の実施形態)
図１は、本発明の培養装置の一実施形態を示している。
この培養装置は、恒温および恒湿の雰囲気に維持されるチャンバー１１を有している。
チャンバー１１内には、スタッカー１３、搬送装置１５および観察装置１７が配置されている。

スタッカー１３は、基台１９上に配置され、棚１３ａにより上下方向に仕切られている。棚１３ａの上面には、ホルダー２１が載置されている。各ホルダー２１には、細胞を培養する培養容器２３が保持されている。この実施形態では、培養容器２３は、図２の(ａ)、(ｂ)、(ｃ)に示すように、ウェルプレート２３Ａ、フラスコ２３Ｂ、ディシュ２３Ｃの３種類とされている。そして、各培養容器２３は、同一の形状および大きさをしたホルダー２１に保持部材(不図示)を介して保持されている。

搬送装置１５は、基台１９上に配置されるフレーム２５を有している。フレーム２５の中心には、上下方向に螺子軸２７が配置されている。螺子軸２７には移動部材２９が螺合されており、第１のモータ３１により螺子軸２７を回転すると上下方向に移動可能とされている。移動部材２９の下側には、移動部材２９とともに上下に移動する搬送アーム３３が配置されている。この搬送アーム３３は第２のモータ３５により作動される駆動機構(不図示)により水平方向に移動可能とされている。

観察装置１７は、基台３７上に配置される顕微鏡３９を有している。この顕微鏡３９は、比較的倍率の低い簡易型の顕微鏡とされている。基台３７上には、搬送アーム３３により搬送されたホルダー２１を載置する試料台４１が配置されている。この試料台４１は水平方向(ＸおよびＹ方向)に移動可能とされている。この試料台４１に培養容器２３をホルダー２１とともに載置することにより培養容器２３内の細胞が観察される。

チャンバー１１の側面の顕微鏡３９の上方となる位置には、搬出入口４３が形成されている。この搬出入口４３の奥側には、第３のモータ４５により開閉されるドア４７が配置されている。搬出入口４３の内側には、ホルダー２１を載置する載置部４９が配置されている。この載置部４９には、ホルダー２１の有無を検出するセンサ５１が配置されている。このセンサ５１は載置部４９にホルダー２１が載置されると検出信号を出力する。

チャンバー１１の側面の外側には、搬出入口４３から搬入される培養容器２３の種類、および、培養容器２３で培養される細胞の種類、状態等を入力する情報入力部５３が設けられている。この情報入力部５３は、液晶表示部５５およびタッチセンサ(不図示)を有している。また、情報入力部５３の下側には、搬送アーム３３の搬送速度を制御する制御部５７が設けられている。この制御部５７は、第１および第２のモータ３１，３５の回転数を制御することにより搬送アーム３３の搬送速度を制御する。また、第３のモータ４５を駆動してドア４７の開閉を行う。

図３は、この実施形態の培養装置における培養容器２３の搬入時の制御部５７の動作を説明するフローチャートである。
先ず、ステップＳ１では、搬出入口４３の載置部４９にホルダー２１が載置されたか否かを判断する。この判断はセンサ５１からの検出信号の有無により行われ、センサ５１から検出信号が出力されている時に載置部４９にホルダー２１が載置されていると判断する。

次に、ステップＳ２では、ユーザに培養情報の入力を要求する。この入力の要求は情報入力部５３の液晶表示部５５に入力事項を表示することにより行う。この実施形態では、(１)培養容器２３の種類、(２)培養細胞の種類、(３)培養の状態、(４)過去の履歴の有無、(５)保管すべき棚１３ａを表示する。この表示に対応してユーザは液晶表示部５５のタッチセンサ(不図示)をタッチすることにより所定の入力を行う。

ここで(１)培養容器２３の種類の入力とは、培養容器２３がウェルプレート２３Ａ、フラスコ２３Ｂ、ディシュ２３Ｃのどれに該当するかを入力すること、および、培養容器２３の大きさを入力することをいう。
(２)培養細胞の種類の入力とは、Ｈｅｌａ細胞等の細胞の種類を入力することをいう。
(３)培養の状態の入力とは、継代直後、実験操作直後等の培養の状態を入力することをいう。

(４)過去の履歴の有無の入力とは、培養容器２３が過去にチャンバー１１内で培養されたものである場合にその旨を入力することをいう。この実施形態では、各培養容器２３に管理番号が付されており、この管理番号を入力する。
(５)保管すべき棚１３ａの入力とは、保管すべき棚１３ａを指定することをいう。
次に、ステップＳ３では、ステップＳ２で入力された培養情報を入力する。

次に、ステップＳ４では、過去の履歴があるか否かを判断する。
履歴がある場合には、ステップＳ５において、入力された管理番号から過去の履歴を検索する。この実施形態では、制御部５７には、管理番号に対応する培養容器２３の履歴情報、すなわち、上述した(１)培養容器２３の種類、(２)培養細胞の種類、(３)培養の状態が記憶されている。

次に、ステップＳ６では、履歴情報と今回入力された情報に基づいて搬送アーム３３の最適な搬送速度を設定する。例えば履歴情報から培養を開始してからの経過時間および生育状況を求める。そして、今回入力された情報において例えば実験操作等が行われていない場合には、履歴情報に基づいて搬送速度を設定する。
一方、ステップＳ４において過去の履歴がない場合には、ステップＳ７において(１)培養容器２３の種類、(２)培養細胞の種類、(３)培養の状態を入力する。そして、ステップＳ８では、これ等の入力情報に基づいて搬送アーム３３の最適な搬送速度を設定する。

設定される最適な搬送速度Ｔ１は例えば以下の式によって表される。
Ｔ０＝ｆ(Ａ０，Ａ１) …(１)
Ｔ１＝ｆ(Ｔ０，Ａ２) …(２)
Ａ０：培養容器２３の種類における培養液がこぼれない最高速度（ｍｍ／ｓｅｃ）
Ａ１：細胞の種類における振動ストレスによる影響因子
Ａ２：培養装置に導入前の細胞の状態による影響因子
具体的には、例えば培養容器２３をΦ３５ｍｍのディッシュとし、このディッシュのリミットまで培養液（培地）を入れた時、搬送の振動によって液面がディッシュの蓋に付かずにいられる最高速度Ｔ０＝２０ｍｍ／ｓｅｃであったとする。この時、例えば培養容器２３内のＨｅｌａ細胞が振動によるストレスの影響を殆ど受けない細胞であるとすると、因子Ａ１の影響は無視できるものとし、培養装置内での最高速度は２０ｍｍ／ｓｅｃのままとなる。そして、この最高速度を超えないように最適な搬送速度が設定される。

一方、ユーザからの入力情報により、培養装置への導入前に継代操作をしていたとすると、細胞は培養液中に浮遊した状態にあるので、接着した状態に比べ搬送時のストレスの影響が強くなる。従って、この影響の割合を因子Ａ２に代入することで、最高速度Ｔ１は例えばＴ１＝１６ｍｍ／ｓｅｃ程度に減じられ、この速度を超えないように最適な搬送速度が設定される。

次に、ステップＳ９において、ステップＳ６またはステップＳ８で求めた最適な搬送速度を記憶する。
次に、ステップＳ１０において、搬送アーム３３を搬出入口４３のドア４７の手前まで搬送装置１５の最高速度で移動する。
次に、ステップＳ１１において、搬出入口４３のドア４７を開く。

次に、ステップＳ１２において、搬送アーム３３を移動し載置部４９上に載置されるホルダー２１を保持する。
次に、ステップＳ１３において、搬送アーム３３をステップＳ６またはステップＳ９で設定された搬送速度で移動し、ステップＳ２で指定された棚１３ａに収容する。
図４は、この実施形態の培養装置における培養容器２３の搬出時の制御部５７の動作を説明するフローチャートである。

先ず、ステップＳ１では、ユーザからホルダー２１を搬出する指示が入力されたか否かを判断する。この実施形態では、ユーザが情報入力部５３に、搬出するホルダー２１の管理番号を入力することによりホルダー２１を搬出する指示が入力されたと判断する。
次に、ステップＳ２では、入力された管理番号から搬出する指示のあったホルダー２１の培養容器２３の過去の履歴を検索する。

次に、ステップＳ３では、過去の履歴を入力する。
次に、ステップＳ４では、過去の履歴情報から経過時間および生育状況を求める。
次に、ステップＳ５では、これ等の情報に基づいて搬送アーム３３の最適な搬送速度を設定する。
例えば培養容器２３が培養装置内に保管され一定時間ｔ２が経過した場合を考える。このとき正常な培養が進行していれぱ、培養容器２３内では培養容器２３の底面に細胞が沈下し、底面に接着した状態となる。

この一定時間経過後の速度Ｔ２は以下の式によって示される。
Ｔ２＝ｆ(Ｔ１，ｔ２，Ａ３) …（３）
Ｔ１：培養容器２３の搬入時に定められた最適速度（ｍｍ／ｓｅｃ）
ｔ２：培養装置への搬入からの経過時間
Ａ３：細胞の生育状況因子
例えば搬入時の最適速度Ｔ１＝１６ｍｍ／ｓｅｃであったとし、培養容器２３の搬入から１０時間程度が経過し、細胞が問題なく培養容器２３の底面に接着しつつあるものと推定できるものとする。この時、経過時間ｔ２の経過に伴って細胞は培養容器２３の底面に接着しているので、細胞の搬送時のストレスに対する影響は減じられているものと判断できる。従って、例えば経過時間および生育状況の因子をｔ２およびＡ３に代入することにより、一定時間経過後の最適速度Ｔ２は、例えばＴ２＝１８ｍｍ／ｓｅｃ程度にまで復元される。ただし、最高速度Ｔ０＝２０ｍｍ／ｓｅｃ以上になることはない。

なお、正常な培養が起きていなかった場合には、細胞は底面に接着せず、培養液上に浮遊したままとなるため、この状況を例えば観察装置１７で観察することにより搬送速度をより的確に設定することができる。
次に、ステップＳ６において、設定された搬送速度を記憶する。
次に、ステップＳ７において、搬送アーム３３を指示されたホルダー２１の棚１３ａまで搬送装置１５の最高速度で移動し、ホルダー２１を保持する。

次に、ステップＳ８において、ステップＳ５で設定された搬送速度で、搬送アーム３３を搬出入口４３のドア４７の手前まで移動する。
次に、ステップＳ９において、搬出入口４３のドア４７を開く。
次に、ステップＳ１０において、搬送アーム３３を移動し載置部４９上にホルダー２１を載置する。

上述した培養装置では、培養容器２３の種類に基づいて培養容器２３の搬送速度を設定するようにしたので、培養容器２３内の培養液の揺れにより培養液が漏洩し培養装置内を汚染することを解消することができる。また、培養容器２３内の培養液の揺れにより細胞に多大な負荷が作用し、培養容器２３内の細胞が底面から剥がれ死滅するおそれを解消することができる。

また、上述した培養装置では、細胞の情報に基づいて培養容器２３の搬送速度を設定するようにしたので、培養容器２３内の培養液の揺れにより細胞に多大な負荷が作用し、培養容器２３内の細胞が底面から剥がれ死滅するおそれを解消することができる。
(第２の実施形態)
以下、本発明の培養容器用ホルダーの実施形態を説明する。

図５は、本発明の培養容器用ホルダーの実施形態が使用される培養装置を示している。なお、この実施形態において第１の実施形態と同一の部材には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
この培養装置は、恒温および恒湿の雰囲気に維持されるチャンバー１１を有している。チャンバー１１内には、スタッカー１３、搬送装置１５および観察装置１７が配置されている。スタッカー１３は、基台１９上に配置され、棚１３ａにより上下方向に仕切られている。棚１３ａの上面には、ホルダー２１が載置されている。各ホルダー２１には、細胞を培養する培養容器２３が保持されている。

搬送装置１５は、基台１９上に配置されるフレーム２５を有している。フレーム２５の中心には、上下方向に螺子軸２７が配置されている。螺子軸２７には移動部材２９が螺合されており、第１のモータ３１により螺子軸２７を回転すると上下方向に移動可能とされている。移動部材２９の下側には、移動部材２９とともに上下に移動する搬送アーム３３が配置されている。この搬送アーム３３は第２のモータ３５により作動される駆動機構(不図示)により水平方向に移動可能とされている。

観察装置１７は、観察部３６と観察ステージ３８とを有している。観察部３６には、顕微鏡４２が配置されている。この顕微鏡４２は、倒立型の顕微鏡とされている。観察部３６上には、搬送アーム３３により搬送されたホルダー２１を載置する観察ステージ３８が配置されている。観察ステージ３８は、ベース部材４０と試料台４１を有している。この試料台４１に培養容器２３をホルダー２１とともに載置することにより培養容器２３内の細胞が観察される。

チャンバー１１の側面の顕微鏡４２の上方となる位置には、搬出入口４３が形成されている。この搬出入口４３の奥側には、第３のモータ４５により開閉されるドア４７が配置されている。搬出入口４３の内側には、ホルダー２１を載置する載置部４９が配置されている。この載置部４９には、ホルダー２１の有無を検出するセンサ５１が配置されている。このセンサ５１は載置部４９にホルダー２１が載置されると検出信号を出力する。

チャンバー１１の側面の外側には、各種情報を入力する情報入力部５３が設けられている。この情報入力部５３は、液晶表示部５５およびタッチセンサ(不図示)を有している。
情報入力部５３の下側には、搬送アーム３３を移動するための制御部５７が設けられている。この制御部５７は、第１および第２のモータ３１，３５を制御することにより搬送アーム３３の移動を行う。また、第３のモータ４５を駆動してドア４７の開閉を行う。

そして、情報入力部５３に、観察装置１７により観察すべきホルダー２１の管理番号が入力されると、搬送アーム３３を移動して、管理番号に対応するホルダー２１を、スタッカー１３の棚１３ａから観察装置１７の試料台４１上に搬送する。
図６の(ａ)、(ｂ)、(ｃ)は、ホルダー２１に保持される培養容器２３を示している。この実施形態では、培養容器２３としてウェルプレート２３Ａ、フラスコ２３Ｂ、ディッシュ２３Ｃの３種類の培養容器２３が使用される。そして、ウェルプレート２３Ａ、フラスコ２３Ｂ、ディッシュ２３Ｃの底部の肉厚が、それぞれｔ１，ｔ２，ｔ３とされている。

図７は、培養容器２３を保持するホルダー２１を示している。このホルダー２１はホルダー本体６１を有している。ホルダー本体６１は、白色透明の樹脂により形成されている。ホルダー本体６１の底部６１ａの両側には、上方に突出して壁部６１ｂが形成されている。壁部６１ｂの上端には、搬送アーム１３３(詳細は後述する)を係止するための係止部６１ｃが外側に突出して形成されている。ホルダー本体６１の底部６１ａの一側には、突出部６１ｄが形成され、他側には、反射部６１ｅが形成されている。そして、ホルダー本体６１の底部６１ａの反射部６１ｅの両側となる位置には、矩形状および三角状の凹部６１ｆ，６１ｈが形成されている。

この実施形態では、ホルダー本体６１の底部６１ａには、肉厚調節用シート６３を介してテンプレート６５が配置されている。肉厚調節用シート６３およびテンプレート６５には、ホルダー本体６１の底部６１ａに形成される凹部６１ｆに対応する位置に凹部６３ａ，６５ａが形成されている。また、凹部６１ｈに対応する位置に凹部６３ｂ，６５ｂが形成されている。肉厚調節用シート６３は、白色透明の樹脂により形成されている。この肉厚調節用シート６３は、ホルダー本体６１に載置される培養容器２３の底面の肉厚(例えば図６のｔ１，ｔ２，ｔ３)に応じて異なる肉厚とされている。テンプレート６５は、樹脂，金属等により形成されている。

テンプレート６５には、培養容器２３を位置決めするための穴部６５ｃが形成されている。図７では、図６に示したディッシュ２３Ｃの底部が挿入される円形状の穴部６５ｃが２箇所に形成されている。なお、テンプレート６５に形成される穴部６５ｃの形状および大きさは、ホルダー２１に保持される培養容器２３の種類および大きさに応じて決定される。例えば、培養容器２３としてウェルプレート２３Ａまたはフラスコ２３Ｂが使用される場合には、ウェルプレート２３Ａまたはフラスコ２３Ｂの底部の形状および大きさに対応して穴部が形成され、この穴部にウェルプレート２３Ａまたはフラスコ２３Ｂの底部が挿入され位置決めが行われる。

このホルダー２１では、図８に示すように、ホルダー本体６１の底部６１ａの上面に肉厚調節用シート６３が載置され、この肉厚調節用シート６３の上面にテンプレート６５が載置される。そして、テンプレート６５に形成される穴部６５ｃに、ディッシュ２３Ｃの底部が挿入される。これにより、ホルダー本体６１の所定の位置にディッシュ２３Ｃが位置決めされる。

図９は、観察ステージ３８の詳細を示している。
観察ステージ３８のベース部材４０上には、試料台４１が配置されている。この試料台４１は、ベース部材４０に対して水平方向(ＸおよびＹ方向)に移動可能とされている。試料台４１には、付勢部材６７が配置されている。この付勢部材６７は、トグルバネ(不図示)により支点６９を中心にして回動可能に付勢されている。試料台４１の付勢部材６７と反対側には、位置決めピン７１，７３が配置されている。試料台４１には、顕微鏡４２により下方から観察するための窓部４１ａが形成されている。また、試料台４１の位置決めピン７１，７３の間には、赤外線センサ７５が配置されている。

ベース部材４０には、試料台４１に配置される付勢部材６７の回動を阻止する回動阻止部材７７が配置されている。この回動阻止部材７７は、図９の(ａ)に示すように、試料台４１がベース部材４０の左側に移動している時には、試料台４１の付勢部材６７に当接し付勢部材６７の回動を阻止する。
この観察ステージ３８では、図９の(ａ)に示すように、ホルダー本体６１の係止部６１ｃの下側に、搬送装置１５の搬送アーム３３を係止した状態で、ホルダー２１が培養容器２３とともに搬送される。この状態では、試料台４１がベース部材４０の左側の位置に位置されている。これにより、試料台４１の付勢部材６７が回動阻止部材７７に当接し付勢部材６７の回動が阻止されている。

そして、この状態で、図９の(ｂ)に示すように、搬送アーム３３により搬送されて来たホルダー２１が試料台４１上の所定位置に載置される。ホルダー２１が試料台４１上に載置されたか否かは、赤外線センサ７５により検出される。すなわち、ホルダー２１が試料台４１上の所定位置に載置されている場合には、赤外線センサ７５からの赤外光がホルダー本体６１の反射部６１ｅで反射されるため、この反射光を赤外線センサ７５により検出することにより、ホルダー２１の有無を検出することができる。

そして、図９の(ｃ)に示すように、試料台４１をベース部材４０の右側に移動すると、試料台４１の付勢部材６７が回動阻止部材７７から離間する。これにより、付勢部材６７が支点６９を中心にして回動し、付勢部材６７がホルダー本体６１の突出部６１ｄを押圧する。この押圧によりホルダー２１が試料台４１上を右側に移動され、ホルダー本体６１の凹部６１ｆ，６１ｈに位置決めピン７１，７３が嵌合する。これにより、ホルダー本体６１が付勢部材６７と位置決めピン７１，７３との間に固定され、試料台４１の所定の位置に位置決めされる。

図１０は、この実施形態において、図６に示したフラスコ２３Ｂの搬送に使用されるホルダー２１を示している。このホルダー２１では、図９に示したテンプレート６５に、フラスコ２３Ｂの底部の形状に対応する形状の矩形状の穴部６５ｄが形成されている。また、肉厚調節用シート６３の肉厚が、フラスコ２３Ｂの底部の肉厚に対応して変更されている。ホルダー本体６１は、図７に示したホルダー２１と同一である。

図１１は、このホルダー２１を観察ステージ３８に搬送して試料台４１上に位置決めしている状態を示しており、図７に示したホルダー２１と同様にして試料台４１上への位置決めが行われる。
上述した培養容器用ホルダーでは、搬送装置１５に保持されて搬送されるホルダー本体６１に、観察ステージ３８の試料台４１上でホルダー本体６１の位置決めを行う凹部６１ｆ，６１ｈを形成したので、観察ステージ３８の試料台４１の所定の位置にホルダー２１を容易，確実に位置決めすることができる。

また、ホルダー本体６１に、ホルダー本体６１に載置される培養容器２３の位置を決めるテンプレート６５を配置したので、テンプレート６５に形成する穴部６５ｃの形状および大きさを変えることにより、培養容器２３の種類および大きさにかかわらず同一の搬送装置１５により容易，確実に搬送することができる。
そして、上述した培養容器用ホルダーでは、ホルダー本体６１に、ホルダー本体６１に載置される培養容器２３の底面の肉厚に応じて異なる肉厚の透明の肉厚調節用シート６３を載置し、肉厚調節用シート６３上に培養容器２３を載置するようにしたので、培養容器２３の種類に係わらず、顕微鏡４２の対物レンズと培養容器２３内の試料までの光路長を同一にすることが可能になり、顕微鏡４２の焦点調節を容易なものにすることができる。

すなわち、例えば、ウェルプレート２３Ａ、フラスコ２３Ｂ、ディッシュ２３Ｃの３種類の培養容器２３では、培養容器２３の底面の肉厚(例えば図６のｔ１，ｔ２，ｔ３)がそれぞれ異なるため、肉厚調節用シート６３を配置しない場合には、顕微鏡４２の対物レンズと培養容器２３内の試料までの光路長がそれぞれ異なり、顕微鏡４２の焦点調節が煩雑になる。しかしながら、培養容器２３の底面の肉厚が薄い場合には肉厚調節用シート６３の肉厚を厚くし、培養容器２３の底面の肉厚が厚い場合には肉厚調節用シート６３の肉厚を薄くすることにより、培養容器２３の種類に係わらず、顕微鏡４２の対物レンズと培養容器２３内の試料までの光路長を同一にすることが可能になり、顕微鏡４２の焦点調節を容易なものにすることができる。

そして、肉厚調節用シート６３の材質を、ホルダー本体６１に載置される培養容器２３と同一の材質にすることにより、光路長の調整がより容易になる。
(第３の実施形態)
図１２および図１３は、本発明の培養容器用ホルダーの他の実施形態を示している。なお、この実施形態において第２の実施形態と同一の部分には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

この実施形態では、ホルダー本体６１は、白色透明の樹脂により形成されている。そして、ホルダー本体６１の底部６１ａには、培養容器２３を位置決めするための凹陥部６１ｊが形成されている。図１２では、ディッシュ２３Ｃの底部が挿入される円形状の凹陥部６１ｊが２箇所に形成されている。
なお、ホルダー本体６１の底部６１ａに形成される凹陥部６１ｊの形状および大きさは、ホルダー本体６１に保持される培養容器２３の種類および大きさに応じて決定される。例えば、培養容器２３としてウェルプレート２３Ａまたはフラスコ２３Ｂが使用される場合には、ウェルプレート２３Ａまたはフラスコ２３Ｂの底部の形状および大きさに対応して凹陥部６１ｊが形成され、この凹陥部６１ｊにウェルプレート２３Ａまたはフラスコ２３Ｂの底部が挿入され位置決めが行われる。

そして、この実施形態では、ホルダー本体６１に載置される外形形状の異なる複数種類の培養容器２３、例えば、ウェルプレート２３Ａ、フラスコ２３Ｂ、ディッシュ２３Ｃの３種類の培養容器２３に対して、ホルダー本体６１の外形形状が同一の形状とされている。ここで、外形形状が同一の形状とは、少なくともホルダー本体６１の高さＨ、長さＬ、および、幅Ｗが同一なことをいう。

この実施形態の培養容器用ホルダーでは、搬送装置１５に保持されて搬送されるホルダー本体６１に、観察ステージ３８の試料台４１上でホルダー本体６１の位置決めを行う凹部６１ｆ，６１ｈを形成したので、観察ステージ３８の試料台４１の所定の位置にホルダー２１を容易，確実に位置決めすることができる。
また、ホルダー本体６１に、ホルダー本体６１に載置される培養容器２３の位置を決める凹陥部６１ｊを形成したので、凹陥部６１ｊの形状および大きさを変えることにより、培養容器２３の種類および大きさにかかわらず同一の搬送装置１５により容易，確実に搬送することができる。

なお、この実施形態において、ホルダー本体６１の凹陥部６１ｊの底面からホルダー本体６１の底面までの肉厚ｔ４を、ホルダー本体６１に載置される培養容器２３の底面の肉厚(例えば図６のｔ１，ｔ２，ｔ３)に応じて異なる肉厚にすることにより、培養容器２３の種類に係わらず、顕微鏡４２の対物レンズと培養容器２３内の試料までの光路長を同一にすることが可能になる。そして、この場合には、図７に示した肉厚調節用シート６３を無くすことが可能になりコストの低減を図ることができる。
(第４の実施形態)
図１４は、本発明の培養容器用ホルダーの他の実施形態を示している。なお、この実施形態において第２の実施形態と同一の部材には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

図１４の(ａ)は、ウェルプレート２３Ａを保持するホルダー２１Ａを示している。このホルダー２１Ａはホルダー本体１６１を有している。ホルダー本体１６１の上端の両側には、搬送アーム３３を係止するための係止部１６１ａが形成されている。ホルダー本体１６１の底部１６１ｂには開口部１６１ｃが形成されている。また、ホルダー本体１６１の底部１６１ｂの上面には、ウェルプレート２３Ａを保持するための位置決め部材１６３およびバネ部材１６５が固定されている。そして、底部１６１ｂの下面には脚部１６７Ａが固定されている。

このホルダー２１Ａでは、図１４の(ｂ)に示すように、ウェルプレート２３Ａがホルダー本体１６１の底部１６１ｂに載置され、位置決め部材１６３およびバネ部材１６５によりホルダー本体１６１に保持される。また、脚部１６７Ａの長さは、ウェルプレート２３Ａのウェル２３ａの内側底面２３ｂの高さが脚部１６７Ａの下端から高さＨの位置になるようにされている。

図１５の(ａ)は、フラスコ２３Ｂを保持するホルダー２１Ｂを示している。このホルダー２１Ｂはホルダー本体１６１を有している。このホルダー本体１６１は図１４に示したホルダー本体１６１と同一の外形形状および大きさを有している。ホルダー本体１６１の上端の両側には、搬送アーム３３を係止するための係止部１６１ａが形成されている。ホルダー本体１６１の底部１６１ｂには開口部１６１ｄが形成されている。また、ホルダー本体１６１の底部１６１ｂの上面には、フラスコ２３Ｂを保持するための位置決め部材１６３、ピン部材１６９およびバネ部材１６５が固定されている。そして、底部１６１ｂの下面には脚部１６７Ｂが固定されている。

このホルダー２１Ｂでは、図１５の(ｂ)に示すように、フラスコ２３Ｂがホルダー本体１６１の底部１６１ｂに載置され、位置決め部材１６３、ピン部材１６９およびバネ部材１６５によりホルダー本体１６１に保持される。また、脚部１６７Ｂの長さは、フラスコ２３Ｂの内側底面２３ｄの高さが脚部１６７Ｂの下端から高さＨの位置になるようにされている。

図１６の(ａ)は、ディッシュ２３Ｃを保持するホルダー２１Ｃを示している。このホルダー２１Ｃはホルダー本体１６１を有している。このホルダー本体１６１は図１４に示したホルダー本体１６１と同一の外形形状および大きさを有している。ホルダー本体１６１の上端の両側には、搬送アーム３３を係止するための係止部１６１ａが形成されている。ホルダー本体１６１の底部１６１ｂには開口部１６１ｅが形成されている。また、ホルダー本体１６１の底部１６１ｂの上面には、ディッシュ２３Ｃを保持するためのピン部材１７１およびバネ部材１７３が固定されている。そして、底部１６１ｂの下面には脚部１６７Ｃが固定されている。

このホルダー２１Ｃでは、図１６の(ｂ)に示すように、ディッシュ２３Ｃがホルダー本体１６１の底部１６１ｂに載置され、ピン部材１７１およびバネ部材１７３によりホルダー本体１６１に保持される。また、脚部１６７Ｃの長さは、ディッシュ２３Ｃの内側底面２３ｅの高さが脚部１６７Ｃの下端から高さＨの位置になるようにされている。
図１７は図１６に示したホルダー本体１６１に、異なる大きさのディッシュ２３Ｃ，２３Ｃ’を保持した時の脚部１６７Ｃ，１６７Ｃ’の長さを対比して示している。図１７の(ａ)では、ディッシュ２３Ｃの底部２３ｆの肉厚と、ディッシュ２３Ｃの座部２３ｈの高さと、ホルダー本体１６１の底部１６１ｂの肉厚と、脚部１６７Ｃの長さとを加えた値が所定の高さＨになるように脚部１６７Ｃの長さが設定されている。図１７の(ｂ)では、ディッシュ２３Ｃ’の底部２３ｆ’の肉厚と、ディッシュ２３Ｃ’の座部２３ｈ’の高さと、ホルダー本体１６１の底部１６１ｂの肉厚と、脚部１６７Ｃ’の長さとを加えた値が所定の高さＨになるように脚部１６７Ｃ’の長さが設定されている。

上述したホルダー２１(２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ)は、図１８に示すように試料台４１上に脚部１６７(１６７Ａ，１６７Ｂ，１６７Ｃ，１６７Ｃ’)を載置される。そして、顕微鏡４２により培養容器２３(２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｃ’)の内側底面１７５(２３ｂ，２３ｄ，２３ｅ)に付着した細胞１７７の観察が行われる。しかしながら、試料台４１にホルダー２１(２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ)を載置すると、培養容器２３(２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｃ’)の種類および大きさに関係なく、試料台４１から培養容器２３(２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｃ’)の内側底面１７５(２３ｂ，２３ｄ，２３ｅ)までの高さＨが同じになる。従って、顕微鏡４２の焦点調節を一度行うと、種類あるいは大きさが異なる培養容器２３(２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｃ’)毎に焦点調節を行うことなく、培養容器２３(２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｃ’)の内側底面１７５(２３ｂ，２３ｄ，２３ｅ)に付着している細胞１７７を観察することができる。
(実施形態の補足事項)
以上、本発明を上述した実施形態によって説明してきたが、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のような形態でも良い。

(１)上述した第１の実施形態では、本発明の培養容器用搬送装置の一実施形態を培養装置内に配置した例について説明したが、例えば、培養装置内の培養容器を外部の精密顕微鏡あるいはクリーンベンチ等に自動的に搬送する搬送装置に適用しても良い。
(２)上述した第１の実施形態では、培養情報を情報入力部５３に手動で入力した例について説明したが、例えば、ホルダー２１あるいは培養容器２３等にＩＣチップを貼着して自動的に入力するようにしても良い。

(３)上述した第２および第３の実施形態では、ホルダー本体６１を白色透明の樹脂により形成した例について説明したが、例えば、アルミニウム等の金属により形成するようにしても良い。
(４)上述した第２および第３の実施形態では、顕微鏡４２の上方に試料台４１を設け下方から細胞を観察した例について説明したが、顕微鏡の下方に試料台を設け上方から細胞を観察するようにしても良い。

(５)上述した第２および第３の実施形態では、テンプレート６５に形成される穴部６５ｃ、あるいは、ホルダー本体６１に形成される凹陥部６１ｊにより培養容器２３の位置決めをした例について説明したが、例えば、テンプレート６５あるいはホルダー本体６１に位置決めマークを印刷して培養容器２３の位置決めを行っても良い。また、テンプレート６５あるいはホルダー本体６１に複数の突起を形成して培養容器２３の位置決めを行っても良い。

(６)上述した第４の実施形態では、ホルダー本体１６１の底部１６１ｂに固定される脚部１６７(１６７Ａ，１６７Ｂ，１６７Ｃ，１６７Ｃ’)により、ホルダー本体１６１に載置される培養容器２３(２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｃ’)の内側底面１７５(２３ｂ，２３ｄ，２３ｅ)の高さ位置を設定した例について説明したが、例えば、培養容器の底面とホルダー本体の底部との間に高さ調整部材を介在させて培養容器の内側底面の高さ位置を設定しても良い。

(７)上述した第４の実施形態では、顕微鏡４２の上方に試料台４１を設け下方から細胞１７７を観察した例について説明したが、顕微鏡の下方に試料台を設け上方から細胞を観察するようにしても良い。
(８)上述した第４の実施形態では、ホルダー本体１６１の底部１６１ｂに脚部１６７(６７Ａ，６７Ｂ，６７Ｃ，６７Ｃ’)を固着した例について説明したが、例えば、図１９に示すように、ホルダー本体１６１の底部１６１ｂに貫通穴１６１ｆを形成し、この貫通穴１６１ｆに樹脂製の脚部１６７Ｄの爪部１６７ａを挿入して、ホルダー本体１６１の底部１６１ｂに脚部１６７Ｄを着脱自在に固定するようにしても良い。

(９)上述した第４の実施形態では、ホルダー本体１６１に単なる開口部１６１ｃ，１６１ｄ，１６１ｅを形成した例について説明したが、例えば、図２０に示すように、ホルダー本体１６１の開口部１６１ｄをガラス板１７９等で密閉することにより、培養容器２３Ｂから漏洩した培養液がホルダー２１Ｂの外部に飛散することを防止することができる。
(１０)上述した第４の実施形態において、ホルダー２１(２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ)を耐熱性を有するポリカーボネイト等の材質にすることで、ホルダーのオートクレープが容易に可能になる。

(１１)上述した第４の実施形態において、ホルダー２１(２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ)にバーコード，ＩＣタグ等を貼着することで、ホルダー内の培養容器の情報、培養容器内の細胞の情報を容易に得ることが可能になる。

Claims (9)

1. 恒温及び恒湿の雰囲気に維持されるチャンバーと、
   細胞を培養する培養容器を前記チャンバー内で搬送する搬送手段と、
   形状・大きさの異なる前記培養容器の種類を示す情報を入力する入力手段と、
   前記入力手段から入力される前記培養容器の種類の情報に基づいて前記搬送手段が前記培養容器を搬送する時の搬送速度を設定する速度設定手段と、
   前記速度設定手段により設定された搬送速度で前記培養容器を搬送させるように前記搬送手段の搬送速度を制御する速度制御手段と、
   を備えたことを特徴とする培養容器用搬送装置。
2. 請求項１記載の培養容器用搬送装置において、
   前記速度設定手段は、前記培養容器の種類に関する過去の履歴情報に基づいて前記搬送速度を設定する、
   ことを特徴とする培養容器用搬送装置。
3. 請求項１又は２記載の培養容器用搬送装置において、
   前記速度設定手段は、前記搬送手段が搬送中に前記培養容器に与える振動により前記細胞にストレスを生じさせない搬送速度、又は前記培養容器から培養液が漏洩しない搬送速度を設定する、
   ことを特徴とする培養容器用搬送装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の培養容器用搬送装置において、
   前記速度設定手段は、前記搬送手段が前記培養容器を搬送する搬送速度のうちの最高速度を設定するとともに、
   前記速度制御手段は、前記最高速度を超えないように前記搬送手段の搬送速度を制御する
   ことを特徴とする培養容器用搬送装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の培養容器用搬送装置において、
   前記培養容器の種類は、ウェルプレート、フラスコまたはディッシュであることを特徴とする培養容器用搬送装置。
6. 恒温及び恒湿の雰囲気に維持されるチャンバーと、
   細胞を培養する培養容器を前記チャンバー内で搬送する搬送手段と、
   前記培養容器内で培養される前記細胞の種類、又は前記細胞の培養状態を示す情報を入力する入力手段と、
   前記入力手段により入力される前記情報に基づいて前記搬送手段が前記培養容器を搬送する時の搬送速度を設定する速度設定手段と、
   前記速度設定手段により設定された搬送速度で前記培養容器を搬送させるように前記搬送手段の搬送速度を制御する速度制御手段と、
   を備えたことを特徴とする培養容器用搬送装置。
7. 請求項６記載の培養容器用搬送装置において、
   前記速度設定手段は、前記細胞の種類、又は前記細胞の培養状態に関する過去の履歴情報に基づいて前記搬送速度を設定する、
   ことを特徴とする培養容器用搬送装置。
8. 請求項６又は７に記載の培養容器用搬送装置において、
   前記速度設定手段は、前記搬送手段が搬送中に前記培養容器に与える振動により前記細胞にストレスを生じさせない搬送速度、又は前記培養容器から培養液が漏洩しない搬送速度を設定する、
   ことを特徴とする培養容器用搬送装置。
9. 請求項６から８のいずれか１項に記載の培養容器用搬送装置において、
   前記速度設定手段は、前記搬送手段が前記培養容器を搬送する搬送速度のうちの最高速度を設定するとともに、
   前記速度制御手段は、前記最高速度を超えないように前記搬送手段の搬送速度を制御する
   ことを特徴とする培養容器用搬送装置。

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