JP5167375B2

JP5167375B2 - 細胞培養装置及びその制御方法

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Publication number: JP5167375B2
Application number: JP2011028242A
Authority: JP
Inventors: 豊茂小林; 和俊菅
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2011-02-14
Filing date: 2011-02-14
Publication date: 2013-03-21
Anticipated expiration: 2029-01-06
Also published as: JP2011092212A

Description

本発明は、流路洗浄機構を有した細胞培養装置及びその制御方法にかかり、特に、細胞播種や培地交換などで細胞懸濁液や培地を培養容器へ供給する細胞培養装置の流路洗浄機構及びその制御方法に関する。

再生医療や細胞を利用したスクリーニングや薬物代謝試験などにおいて、ターゲット細胞の細胞培養技術が重要な役割を担っている。従来から、細胞培養の作業は限りなく除菌されたクリーンルームの中で、熟練された作業者の手により行われてきた。そのため産業化に向けて細胞を大量に培養する場合、作業者の負担の増加と作業者への教育・育成に必要な時間とコスト、人為的なミスや検体の取り違え、さらに菌などを保有している人によるコンタミネーション等が生じてしまう可能性がある。それらの対策のためにプロセス管理技術、空気清浄化技術を中心にして多くのコストを要する。そのことが産業化において大きな壁となってしまう。そこで、一連の培養作業を自動化することにより、それら問題点を解決させることを可能にする。

そこで、培養作業の自動化では、如何に無菌的に培養容器のハンドリングを実施するかが課題となっており、とりわけ細胞播種や培地交換といった培養容器内への無菌的な培地注入技術の開発が重要となっている。そこで、マニピュレータを用いて培養容器への細胞播種や培地交換を処理する例が特許文献１に記載されている。この公報に記載のマニピュレータにおいては、培養容器を継ぎ手が挟み込み、それらが一体となって回転して、培養容器を立てた状態で、細胞懸濁液ないしは培地を培養容器内部の細胞培養空間へ供給している。

さらに、細胞培養液や培地を供給した後に、それらが流路内に残存しているとタンパク質や糖類が固化して、汚れやつまりの原因になってしまう。そこで、培養容器を含めて流路の洗浄に関する例が特許文献２に記載されている。この公報においては、洗浄作業や充填作業など培養容器に対する作業を可能な限り人手を解することなく処理し試験を行う手段を備えている。

特開２００８−１４８６０２号公報特開２００１−９５５５７号公報

細胞培養処理を機械により自動的におこなう自動培養装置において、一個の培養容器または複数個の培養容器がセットになった容器へ細胞懸濁液や培地を供給することは重要な工程となっている。しかし、細胞播種や培地交換などで細胞懸濁液や培地を培養容器へ供給する流路において流路内を通った細胞懸濁液や培地は培養容器への供給後などにそのまま流路にとどめておくと、流路内で残存した細胞懸抱液や培地の中の細胞やタンパク質、糖類が固化し、流路内部のつまりの原因になってしまう。そこで、洗浄液で流路内部をすべて洗浄し、流路内の残留液を完全に排除する機構を設け、その流路洗浄方法を確立することが課題となっている。

前記課題を解決するために、本発明では以下の手段を提供する。すなわち、本発明の細胞培養装置は、培養容器を用いて細胞を培養する細胞培養装置であって、前記培養容器に着脱可能に接続される複数の流路と、前記培養容器を載置させる載置台と、前記載置台に載置された前記培養容器との間に空間部を形成するように、前記載置台の下方に設けられ、液体を回収する廃液受けと、前記培養容器に接続され、前記培養容器から前記廃液受けに液体を送出する流路先端部と、前記廃液受けに回収された液体を排出する排液口と、前記空間部に形成され、前記流路先端部から前記廃液受けに送出された液体を前記廃液口へ導く傾斜部と、を有する。

本発明によれば、廃液受けを設けることで、流路から直接、流路内残留液や洗浄液を一方通行で流すことが可能になり、それによりモータの逆回転処理を減らすことができるため流路内洗浄が効率化する。これより、洗浄時間の低減及び培地が固化する前に洗浄することが可能になる。本発明により、流路内に菌などの汚染がなく、排出した培地や洗浄液を速やかに回収できるので、高いクリーン性を保持する効果を得た。

本発明の一実施例を示す、廃液受けが設置された継ぎ手機構の構成の全体図。本発明の一実施例を示す、廃液処理システムに関する構成図。本発明の一実施例による制御回路の概略構成を示すブロック図。図３Ａの制御部の機能しめしたブロック図。本実施例の制御装置による制御方法を示すフローチャート。本発明の一実施例における、継ぎ手機構に培養容器セットを設置したときの機構に関する構成図。図５Ａを一部拡大した構成図。本発明の一実施例における、継ぎ手と培養容器セットが接続したときの構成図。図６Ａを一部拡大した構成図。本発明の一実施例における、一体となった継ぎ手と培養容器セットが回転したときの構成図。図７Ａを一部拡大した構成図。本発明の一実施例における、廃液処理をする前の構成図。本発明の一実施例における、廃液処理をしたときのその廃液の流れに関する概念図。本発明の一実施例における、廃液処理をしたときのその廃液の流れに関する拡大した概念図。

本発明の代表的な実施例によれば、一つもしくは複数の培養容器へ培養液を供給する流路と継ぎ手が接続した継ぎ手機構の下部に受け皿状の廃液受けを設ける。細胞播種や培地交換などで細胞懸濁液や培地を培養容器へ供給した後の残存培地や洗浄液はその廃液受けで回収して、外部にある廃液入れへ送る。ただし、廃液受けへ液を送る際には流路先端部から先は開放系となっているため、万が一外部から菌やホコリ、洗浄できなかった培地などが内部に入り込んで流路を汚染することのないよう、すべての液は廃液受けに向かう一方向にしか流れない構成とした。これにより、流路内においては閉鎖系の状況を保ちつつ、液を排出することが可能となる。この廃液受けを設けることで外部への液の飛散を防止して、確実に廃液を回収することが可能になる。その際、廃液受けには廃液出口に向けて傾きをもたせ、廃液出口に廃液が集まりやすいようにした。さらに廃液出口のチューブに液センサを設けて、廃液の抜けをセンシングして、制御系にフィードバックすることで、確実で効率よい廃液処理を実施することを可能にする。その上、廃液受け自身を洗浄するため、洗浄液を供給して、廃液受けをモータで数回回転させることで、その清潔度を保持する。それにより、廃液受けからの菌などの発生を極力抑えることができ、一層のクリーン化を図ることができる。以上により課題を解決することが可能となる。

以下、本発明の一実施例になる流路洗浄機構を有した細胞培養装置について図面を用いて説明する。本実施例の細胞培養装置は、細胞播種と培地交換処理から廃液処理と流路内の洗浄までの一連の処理を行う機能を備えている。図１は、本実施例における継ぎ手機構システム、流路洗浄システムに関する全体概略図、図２は、本実施例における廃液処理システムに関する構成図である。

図１に示すように、本実施例の細胞培養装置は、一つもしくは複数の培養容器１１を保持する培養容器セット１０と、培養容器セット１０を載置するための載置台２２と、培養容器１１へ注液するための継ぎ手機構２０を備えている。継ぎ手機構２０は、継ぎ手２１及び載置台２２を有する。本実施例では、継ぎ手機構２０の載置台２２の下部周辺に一体に受け皿状の廃液受け４０が設置されている。

継ぎ手機構２０は、継ぎ手２１に設けられ液体供給源１００から培養容器に液体を供給する流路２３を有する少なくとも１つの液体供給手段、及び載置台２２の下方の廃液受け４０に設けられ、培養容器から液体を排出する少なくとも１つの液体回収手段を備えている。継ぎ手機構２０は、培養容器セット１０を継ぎ手２１と載置台２２の間に挟みこんだ状態で、液体供給手段である流路２３と培養容器１１とを接続し、細胞懸濁液や培地を培養容器１１内へ供給する。細胞培養装置は、さらに、継ぎ手２１を移動し、培養容器セットを継ぎ手と載置台との間に挟みこみ、液体供給手段及び液体回収手段を連結手段で複数の培養容器に接続するためのマニピュレータ７１を備えている。

載置台２２には、培養容器セット１０を保持する支持部５５が設けられている。また、廃液受け４０は、底部５６と側部５７、及びこれらに囲まれた空間としての液受け部５８を備えている。また、廃液受け４０には最奥部に廃液出口４４と洗浄液入口４７があり、そこにそれぞれチューブ４１、４５がつながっている。これらのチューブ４１、４５には液センサ４８、４９が設置されており、チューブ４１、４５に液があると検出する。廃液出口４４に液が集まりやすくするため、この廃液受け４０は底部５６の面が傾きを有している。なお、洗浄液入口４７は、傾斜している底部５６の上端付近すなわち廃液受け４０の入口近くに設けても良い。

継ぎ手２１は、マニピュレータ７１によりその上下位置が制御される。このマニピュレータは、培養容器セット１０を継ぎ手２１と載置台２２との間に挟みこみ、液体供給手段２３及び液体回収手段４１を、連結手段を介して複数の培養容器に接続する機能を有する。すなわち、載置台２２は、第１の回転軸（図示略）で支柱３８に回転可能に保持される。載置台２２は、第２の回転軸をガイド３３に収容してこれを載置台の回転軸（第１の回転軸＝図示略）と一体化するアーム（継ぎ手回転軸収容手段：軸受け部）８０を有している。載置台２２の第１の回転軸は、この載置台の中心線上に設けられ、継ぎ手２１を回転させるための回転軸（第２の回転軸）３２は、継ぎ手２１の中心線上に設けられている。一体化された第１の回転軸と第２の回転軸は、モータ２６により回転される。マニピュレータ７１は、さらに、継ぎ手２１を上下動（図５Ａの矢印２５）させるためのモータ２４を有している。

マニピュレータ７１は、継ぎ手２１と載置台２２の間に培養容器セット１０を挟みこみ、同一軸線上にある第１の回転軸と第２の回転軸３２をモータ２６により回転させることで、それらの全体を水平方向ないしは垂直方向へ回転させる。すなわち、継ぎ手２１と培養容器セット１０と載置台２２と廃液受け４０は、一体の状態で、水平位置から垂直位置へモータ２６により回転される。この際、エンコーダー２９などのセンサで垂直状態を検出して、この検知結果に基づいて、細胞培養装置全体を制御するための制御部６０がモータ２６の動作を停止させる。

また、継ぎ手２１が載置台２２、培養容器セット１０、及び廃液受けと一体となっていないときに、この継ぎ手２１を固定するストッパ３５を備えている。さらに、継ぎ手機構２０には位置センサ３０、３４、３６、エンコーダー３１などの回転角センサ、液感知センサ４８、４９などの検出系を有している。継ぎ手２１がつながっているモータ２４をエンコーダー３１で検出しながら動作させ、継ぎ手２１を上下２５に移動させる。継ぎ手２１に設けてある回転軸３２が載置台２２のガイド３３に入り、センサ３４が感知するとモータ２４が停止する。

各センサの信号は制御部６０に送られ、その情報に基いて制御部６０がモータ２４、２６の制御を行っている。なお、マニピュレータのその他の構成に関しては、特許文献１の記載を援用する。

次に、廃液処理システム６７について説明する。図２は、本発明の一実施例における廃液処理システムの構成を示す図である。図２では、分かりやすくするために、廃液受け４０の上側に位置する載置台２２については、図示を省略してある。廃液受け４０には廃液出口４４と洗浄液入口４７があり、それぞれにチューブ４１、４５が接続されており、また廃液出口４４及び洗浄液入口４７の近傍には液センサ４８、４９が設置されている。さらに、廃液出口４４からのチューブ４１はポンプ４２に繋がっており、それにより廃液を廃液入れ４３に移動することができる。同様に、洗浄液入口４７からのチューブ４５はポンプ４６に繋がっており、洗浄液入れ５４の洗浄液を廃液受け４０に送ることができる。

この廃液受け４０は、流路２３内の洗浄で出る廃液や洗浄液を液受け部５８で受け、そのままチューブ４１を経て廃液入れ４３へ移動させ、流路２３、継ぎ手機構２０のクリーン度を保持する。さらに、洗浄液入れ５４から洗浄液を廃液受け４０に供給し、廃液受け４０自身を洗浄することができる。廃液処理システム６７は、廃液の移動や廃液受けの洗浄の制御を行う。すなわち、液センサ４８、４９の信号は制御部６０に送られ、その情報に基いて制御部６０がポンプ４２、４６の制御を行っている。制御部６０は、マニピュレータ７１の継ぎ手機構システム及び流路洗浄システムと廃液処理システム６７とを一体的に制御する。

図３（図３Ａ、図３Ｂ）で、細胞播種と培地交換処理から廃液処理までの制御を実施する制御系回路について説明する。図３Ａは、本実施例における制御系回路の全体の概略構成を示すブロック図である。制御系回路７２は、マニピュレータ７１（継ぎ手機構システムとその流路洗浄システム）、廃液処理システム６７を制御するための制御系回路７２を備えている。すなわち、制御系回路７２は、流路洗浄の各動作を制御する制御部６０と、データや指示を入力するための入力部（キーボード、マウス等）６１と、キャッシュ等の動作を行うためのメモリ６２と、ブログラムやパラメータ等を格納するＲＯＭ６３と、一時的にデータや処理結果を格納するＲＡＭ６４と、マニピュレータ（継ぎ手機構システムとその流路洗浄システム）７１と、廃液処理システム６７と、を備えている。

ユーザが入力部６１から処理すべき培養容器１１を指示すると、制御部６０は、ＲＯＭ６３に格納された細胞播種・培地交換プログラムに従って、継ぎ手機構システム７１の上下動機構６８、回転機構６９、及び流路制御７０で所定の処理を実施して、培養容器１１への細胞懸濁液、培地の供給を実施する。その後、制御部６０は、ＲＯＭ６３に格納された流路洗浄プログラムに従って、継ぎ手機構システム７１を動作させ、廃液受け４０へ廃液を出して洗浄を実施する。そして、最後に、廃液処理システム６７（図２）により、センサ４８、４９、ポンプ６６を動作させて廃液を処理後に廃液受け４０の洗浄を実施して、一連の動作を終了する。

制御装置の制御部６０を動作させるプログラムは、図３Ｂに示した機能、すなわち、培地供給処理ユニット７４１、継ぎ手流路洗浄処理ユニット７４２、載置台の廃液受け洗浄処理ユニット７４３の各機能を備えている。

すなわち、プログラムコードを記録した記憶媒体をシステム或は装置に提供し、そのシステム或は装置のコンピュータの制御部（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出す。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が図３Ｂに示した機能を実現する。このようなプログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピィ（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどが用いられる。

次に、本実施例の装置の制御方法について、図４のフローチャートに基いて説明する。制御装置による制御として、まず、継ぎ手機構２０へ培養容器セット１０を設置して、細胞懸濁液や培地を供給する培地供給処理を行い、その後に、廃液受け４０を用いた流路洗浄処理を行い、最後に、廃液受け４０からの廃液処理を行う。

まず、培地供給処理における継ぎ手２１と培養容器セット１０の動作方法について説明する。載置台２２及び継ぎ手機構２０を初期状態、すなわち、水平位置で、かつ、継ぎ手２１がモータ２４により駆動され中間位置まで上昇したオープンの状態に設定する（Ｓ４０２）。

図５（図５Ａ、図５Ｂ）は、培養容器セット１０が継ぎ手機構２０の載置台２２に置かれた初期状態の概略図であり、図５Ａはその継ぎ手機構２０の全体構成図、図５Ｂは、継ぎ手２１と載置台２２周辺の機構の拡大断面図を示している。

次に、載置台２２の上に培養容器セット１０を設置する。なお、この設置時に、廃液受け４０は培養容器セット１０と干渉しないように支持部５５の位置が設定されている。載置台２２の奥には位置センサ３０が設置されており、この位置センサ３０が培養容器セット１０の設置を感知すると、制御部６０が次の動作に進むことを指示する（Ｓ４０４）。もし、動作プロトコール通りにプログラムが進み、かつ、この位置センサ３０が感知しなければ、表示手段にエラーコードが表示され、制御装置はエラープログラムへ移行する。

次に、オープンの状態の継ぎ手２１をモータ２４により矢印２５方向に下降させ、培養容器セット１０を継ぎ手２１と載置台２２との間に挟み込む（Ｓ４０６）。さらに、液体供給手段としての流路２３及び液体回収手段としての廃液受け４０を培養容器セット１０の各培養容器に接続する（Ｓ４０８）。一方、廃液受け４０はチューブ４１を経て廃液入れ４３に接続する。

図６（図６Ａ、図６Ｂ）は継ぎ手２１が下方に移動し、培養容器セット１０と載置台２２の間に挟まれて、液体供給手段としての流路２３と培養容器１１とが接続され、さらに、培養容器セット１０の各培養容器が廃液受け４０に保持された状態の概略図である。図６Ａはその継ぎ手機構２０の全体構成図、図６Ｂは継ぎ手２１と載置台２２周辺の機構の拡大断面図を示している。

モータ２４をエンコーダー３１で位置検出しながら動作させ、継ぎ手２１を上下２５に移動させる。継ぎ手２１についてある回転軸３２が載置台２２のガイド３３に入り、センサ３４が感知するとモータ２４が停止する。このとき、図６Ａの状態となる。流路２３は培養容器１１それぞれにすべて接続された状態にあり、継ぎ手２１と培養容器セット１０と載置台２２と廃液受け４０が一体になっている。

ここで、図６Ｂに示したように、継ぎ手２１に保持された培養容器１１はその下面が廃液受け４０の底部５６との間に空間があり、相互に干渉しない構成となっている。また、廃液受け４０の底部５６と側部５７に囲まれた液受け部５８の高さＨ２は、流路洗浄処理や廃液処理時に液受け部５８に流入する液体を余裕をもって収容できる体積を確保でき、かつ、培養容器１１との間に空間が残る高さである。また、廃液受け４０はその底部５６の面に傾きθを有し、側部５７も傾斜部（角度α）を有しているので、廃液出口４４に液が集まりやすくなっている。なお、底部５６の奥部における高さＨ１は、垂直状態において万一、細胞懸濁液や培地が漏れ出ても外に流出しないよう、少なくともセットされた培養容器の使用量分の液体を余裕をもって収容できる体積を確保でき、かつ、培養容器１１との間に空間が残る高さである。

次に、培養容器セット１０を挟み込んだ継ぎ手２１と載置台２２の姿勢を、モータ２６により水平状態から垂直状態に変更する（Ｓ４１０）。

図７（図７Ａ、図７Ｂ）は、継ぎ手２１と培養容器セット１０と載置台２２と廃液受け４０が一体で回転し、水平から垂直へ回転２７した状態の概略図である。図７Ａはその継ぎ手機構２０の全体構成図、図７Ｂは継ぎ手２１と載置台２２周辺の機構の断面図を示している。

水平状態から垂直状態にするために、継ぎ手２１にあるストッパ３５を外し、次に、エンコーダー２９で位置を検出しながらモータ２６で一体となった継ぎ手２１を回転２７させる。一体となった継ぎ手２１は水平方向から垂直方向へ回転２７したとき、位置センサ３６で検出してモータ２６を止め、ストッパ３５をかけて固定する。このとき、図７の状態となる。この状態で、細胞懸濁液や培地を液体供給源１００から流路２３を介して培養容器１１内部へ供給することができる（Ｓ４１２）。

継ぎ手２１と培養容器セット１０の接続面が廃液受け４０の中、すなわち、底部５６と側部５７に囲まれた液受け部５８内にあることで、載置台２２を垂直に立てたときにその接続面からの液漏れを廃液受け４０で受け、外部に漏れるのを防止することができる。

培地の供給完了したら（Ｓ４１４）、次に、継ぎ手と載置台の姿勢を、モータ２６により垂直状態から水平状態、さらに、モータ２４によりオープンの状態に変更する（Ｓ４１６）。すなわち、図７の状態から、図６、→、図５、→、図１の状態にすることで、培養容器セット１０を載置台２２から取り出すことができる（Ｓ４１８）。

この一連の処理により、培養容器１１への培地供給処理が完了する。

次に、流路洗浄処理を行う。
まず、培養容器セット１０が取り外された継ぎ手２１を洗浄位置（水平、閉じ）に設定する（Ｓ４２０）。そして、継ぎ手の流路２３内の残留培地を排除し、洗浄する流路内の残留培地等の洗浄と洗浄液の回収を行う（Ｓ４２２）。継ぎ手の流路内の洗浄は、例えば、所定の時間行ったり、所定の洗浄液量を流して終了とする（Ｓ４２４）。

図８、図９により、流路２３の洗浄のため、廃液受け４０へ廃液を処理する方法を説明する。

図８（図８Ａ、図８Ｂ）は廃液処理をしたときのその廃液の流れに関する断面図である。図８Ａは、廃液処理をする前の状態を示した構成図、図８Ｂは、廃液処理をしたときのその廃液の流れを示す概念図である。また、図９は図８Ｂで流路２３から出る液の動きを拡大して示した断面図である。

まず、図８Ａに示したように、モータ２４を動作させて、継ぎ手２１を上下方向２５に動かして廃液受け４０に近づける。このとき動作をエンコーダー３１などの位置センサで検知する。この動作が終了すると図８Ｂ、図９の状態となる。この状態で流路２３内の洗浄を実施する。

すなわち、細胞播種や培地交換などで、流路２３内には細胞懸抱液や培地が残存している。そのまま放置しておくと、液内の細胞やタンパク質、糖類が固化し、流路２３内部のつまりの原因になってしまう。そこで、洗浄液で流路２３内部をすべて洗浄し、流路２３内の残留液を完全に排除する必要がある。そこで、本発明では、洗浄手段により、液体供給源１００から流路２３の内部に洗浄液を供給し、流路２３内の残留液や洗浄液をすべて廃液受け４０に出す方式とした。

本発明の培地供給方式において、流路２３の先端部３７から先は、廃液受け４０の底部５６との間の空間内に開放になっているため、万が一、外部から菌やホコリ、洗浄できなかった培地などが内部に入り込んで、流路２３を汚染してしまう可能性がある。そこで、図８Ｂの矢印（１）５０のように、すべての液は、一方向（下向き）にしか流れない構成とした。また、流路先端部３７付近には常に空間が確保され、先端部が廃液受け４０内の液体に直接接触し汚染されることがないように、上記廃液受け４０の底部５６が構成されている。なお、流路２３の先端部３７に逆止弁を設置しても良い。これにより、流路２３内部の汚染を防ぐことができる。また、これによりモータの逆回転処理がなくなり、流路内動作が効率化する。

流路先端部３７から出てきた廃液は、空間を経て、矢印（２）５１に示すように、廃液受け４０へ出される。廃液受け４０には傾きθがあるので、矢印（３）５２へ移動し、廃液出口４４へ送られる。廃液出口４４に集まった廃液はポンプ４２により矢印（４）５３で廃液入れ４３に移動される。ここで、センサ４８により液の流れを検知する。すなわち、センサ４８で液を検知し、廃液受け４０に廃液が残らないようにポンプ４２を制御する。

この方式を使用し、培地（DMEM,型番D6429,Sigma）を流路２３内に流した後、流路２３内に残ったすべての残留培地を廃液受け４０へ流し、そこに液体供給源１００から洗浄液（PBS,型番10010-23,Invitrogen）を一度流路２３内に流して、廃液受け４０に出たその廃液を回収し、センサ（オンラインバイオセンサ,型番BF-510,王子計測機器）にてグルコース濃度を測定した。その結果、99.95％以上のグルコース量を排除できることが確認できた。

継ぎ手の流路内の洗浄に関して、すべての工程が終了したら、継ぎ手２１を上下２５に移動させ、図８Ａの状態にして、流路２３の洗浄を終了させる（Ｓ４２６）。すなわち、継ぎ手の流路内の洗浄が完了したら、継ぎ手を上昇させ、載置台から離した（水平・廃液受け洗浄）位置に設定する。

次に、廃液受け４０に出てきた廃液を廃液入れ４３に移動させ、また、廃液受け４０自身を洗浄する廃液受け洗浄とその制御構成について説明する。
まず、載置台の廃液受けにポンプで洗浄液を供給する（Ｓ４２８）。そして、載置台を揺動させ（Ｓ４３０）、さらに、廃液回収を行う（Ｓ４３２）。

廃液受け洗浄に際しては、廃液受け４０を洗浄するために、ポンプ４６を動かして洗浄液入れ５４から洗浄液を廃液受け４０へ移動させる。その際にセンサ４９で液を検知し、液が供給されていることを確認しながら制御する。その後、図８Ａの回転方向２７へモータ２６にて洗浄液が廃液受け４０からこぼれないように載置台２２の回転（揺動）２７を繰り返し、廃液受け４０を洗浄する。廃液受け４０に排出した廃液はポンプ４２により廃液入れ４３に移動させる。

そして、所定時間経過後（Ｓ４３４）、モータ２６で載置台２２を水平に戻し（Ｓ４３６）、その後、前述の廃液を廃液受け４０に移動させる動作を実施し、廃液処理を終了する（Ｓ４３８）。

これにより、流路２３全体と廃液受け４０すべてが洗浄でき、継ぎ手機構２０のクリーン度を高いまま保持することを可能にする。特に、廃液受けそのものも洗浄液を流して洗浄できるので、廃液受けからの菌などの発生を極力抑えることができ、一層のクリーン化を図ることを可能にする。

本実施例によれば、載置台の下部に一体に廃液受けを設けることで、培地供給用の流路から直接、流路内残留液や洗浄液を一方通行で流すことが可能になり、それによりモータの逆回転処理を減らすことができるため流路内洗浄が効率化する。これより、洗浄時間の低減及び培地が固化する前に洗浄することが可能になる。

また、本実施例によれば、培地供給用の流路内が菌などで汚染される可能性が極めて低くなり、排出した培地や洗浄液を速やかに回収することで、高いクリーン性を保持する効果を得た。

なお、制御装置が装置全体を制御する実施例１の構成に代えて、本発明の他の実施例として、プログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現されるようにしてもよい。さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータ上のメモリに書きこまれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータのＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施の形態の機能が実現されるようにしてもよい。

また、本発明の実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードがネットワークを介して配信されることにより、システム又は装置のハードディスクやメモリ等の記憶手段又はＣＤ-ＲＷ、ＣＤ-Ｒ等の記憶媒体に格納され、そのシステム又は装置のコンピュータ(又はＣＰＵやＭＰＵ)が当該記憶手段や当該記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行することによっても、達成されるようにしてもよい。

本実施例でも、載置台の下部に一体に廃液受けを設けることで、培地供給用の流路から直接、流路内残留液や洗浄液を一方通行で流すことが可能になり、それによりモータの逆回転処理を減らすことができるため流路内洗浄が効率化する。これより、洗浄時間の低減及び培地が固化する前に洗浄することが可能になる。

１０培養容器セット
１１培養容器
２０継ぎ手機構
２１継ぎ手
２２載置台
２３流路
２４モータ
２５上下動
２６モータ
２７回転
２９エンコーダー
３０センサ
３１エンコーダー
３２（第２の）回転軸
３３ガイド
３４センサ
３５ストッパ
３６センサ
３７流路先端部
３８支柱
３９支柱
４０廃液受け
４１チューブ
４２ポンプ
４３廃液入れ
４４廃液出口
４５チューブ
４６ポンプ
４７洗浄液入口
４８液感知センサ
４９液感知センサ
５０矢印
５１矢印
５２矢印
５３矢印
５４洗浄液入れ
５５支持部
５６底部
５７側部
５８液受け部
６０制御部
６１入力部
６２メモリ
６３ＲＯＭ
６４ＲＡＭ
６７廃液処理システム
６８上下動機構
６９回転機構
７０流路制御
７１マニピュレータ（継ぎ手機構システム）
７２制御系回路
８０アーム（継ぎ手回転軸収容手段：軸受け部）
８２継ぎ手アーム
１００液体供給源
７４１培地供給処理ユニット
７４２継ぎ手流路洗浄処理ユニット
７４３廃液受け洗浄処理ユニット。

Claims

培養容器を用いて細胞を培養する細胞培養装置の制御方法であって、
前記細胞培養装置は、
前記培養容器に対して着脱可能に接続される複数の流路と、
前記培養容器を載置する載置台と、
前記載置台に載置された前記培養容器との間に空間を形成するように、前記載置台の下方に一体的に設けられ、液体を回収する廃液受けと、
前記廃液受けに回収された液体を排出する排液口と、
制御装置と、
を備えており、
前記廃液受けは、回収された液体を前記廃液口へ導く傾斜路を有し、
前記培養容器に接続された少なくとも一つの流路先端部から、前記傾斜路を介して前記廃液口に向かう液体を排出することを特徴とする細胞培養装置の制御方法。
請求項１において、
前記細胞培養容器はさらに、
前記培養容器へ液体を供給する液体供給手段を有する継ぎ手と、
前記培養容器から前記液体を排出する液体回収手段と、
前記液体供給手段の内部に洗浄液を供給する洗浄手段と、
マニピュレータを備えることを特徴とする細胞培養装置の制御方法。
請求項１または２において、
前記制御装置は、前記継ぎ手、前記載置台、及び前記培養容器が一体の状態で、前記廃液受けと前記培養容器への培地供給処理を行い、
前記培地供給処理が完了した後、前記培養容器の流路の洗浄処理を行い、前記流路内の残留液や洗浄液を前記廃液受けに流して回収する処理を行い、
前記洗浄液の回収後、前記継ぎ手を前記載置台から離した状態で、前記廃液受けの洗浄処理洗浄を行うことを特徴とする細胞培養装置の制御方法。
請求項１または２において、
前記細胞培養装置は、前記培養容器が前記継ぎ手と前記載置台との間に挟み込まれて一体化したことを検知する検知手段と、前記一体化した培養容器と継ぎ手と載置台の姿勢を変更する状態変更手段とを備え、
前記検知手段の検知結果に基づいて、前記一体化した前記培養容器と前記継ぎ手と前記載置台とを水平状態から垂直状態にするように前記状態変更手段を制御し、
前記液体供給手段及び前記液体回収手段を、前記垂直状態で動作させることを特徴とする細胞培養装置の制御方法。
請求項４において、
前記状態変更手段は前記載置台に設けられ、前記一体となった培養容器と継ぎ手と載置台と受けを回転させるための駆動部と第１の回転軸を含み、
前記継ぎ手は前記第１の回転軸と一体化して回転する第２の回転軸を有し、
前記載置台は、前記第２の回転軸を収容して前記第１の回転軸と一体化する軸受け部を有し、
前記検知手段は、前記第２の回転軸が前記軸受け部に収容されたことを検知して、前記マニピュレータを移動させることを特徴とする細胞培養装置の制御方法。
請求項１または２において、
前記廃液受けは、底が入口から最奥部に向けて低くなるように傾斜しており、該最奥部に形成された廃液出口と、該廃液受けに設けられ自身を洗浄するための洗浄液を外部から供給できる洗浄液入口を有し、
洗浄回収手段により前記培養容器を洗浄し前記洗浄液を前記廃液出口から回収し、
その後、前記洗浄液入口から前記洗浄液を供給し前記廃液受け自身の洗浄を行うことを特徴とする細胞培養装置の制御方法。
培養容器を用いて細胞を培養する細胞培養装置であって、
前記培養容器に着脱可能に接続される複数の流路と、
前記培養容器を載置させる載置台と、
前記載置台に載置された前記培養容器との間に空間部を形成するように、前記載置台の下方に設けられ、液体を回収する廃液受けと、
前記培養容器に接続され、前記培養容器から前記廃液受けに液体を送出する流路先端部と、
前記廃液受けに回収された液体を排出する排液口と、
前記空間部に形成され、前記流路先端部から前記廃液受けに送出された液体を前記廃液口へ導く傾斜部と、
を有することを特徴とする細胞培養装置。
請求項７において、
前記細胞培養容器はさらに、
前記培養容器へ液体を供給する液体供給手段を有する継ぎ手と、
前記培養容器から前記液体を排出する液体回収手段と、
前記液体供給手段の内部に洗浄液を供給する洗浄手段と、
マニピュレータを備えることを特徴とする細胞培養装置。
請求項７または８において、
前記制御装置は、前記継ぎ手、前記載置台、及び前記培養容器が一体の状態で、前記廃液受けと前記培養容器への培地供給処理を行い、
前記培地供給処理が完了した後、前記培養容器の流路の洗浄処理を行い、前記流路内の残留液や洗浄液を前記廃液受けに流して回収する処理を行い、
前記洗浄液の回収後、前記継ぎ手を前記載置台から離した状態で、前記廃液受けの洗浄処理洗浄を行うことを特徴とする細胞培養装置。
請求項７または８において、
前記細胞培養装置は、前記培養容器が前記継ぎ手と前記載置台との間に挟み込まれて一体化したことを検知する検知手段と、前記一体化した培養容器と継ぎ手と載置台の姿勢を変更する状態変更手段とを備え、
前記検知手段の検知結果に基づいて、前記一体化した前記培養容器と前記継ぎ手と前記載置台とを水平状態から垂直状態にするように前記状態変更手段を制御し、
前記液体供給手段及び前記液体回収手段を、前記垂直状態で動作させることを特徴とする細胞培養装置。
請求項１０において、
前記状態変更手段は前記載置台に設けられ、前記一体となった培養容器と継ぎ手と載置台と受けを回転させるための駆動部と第１の回転軸を含み、
前記継ぎ手は前記第１の回転軸と一体化して回転する第２の回転軸を有し、
前記載置台は、前記第２の回転軸を収容して前記第１の回転軸と一体化する軸受け部を有し、
前記検知手段は、前記第２の回転軸が前記軸受け部に収容されたことを検知して、前記マニピュレータを移動させることを特徴とする細胞培養装置。
請求項７または８において、
前記廃液受けは、底が入口から最奥部に向けて低くなるように傾斜しており、該最奥部に形成された廃液出口と、該廃液受けに設けられ自身を洗浄するための洗浄液を外部から供給できる洗浄液入口を有し、
洗浄回収手段により前記培養容器を洗浄し前記洗浄液を前記廃液出口から回収し、
その後、前記洗浄液入口から前記洗浄液を供給し前記廃液受け自身の洗浄を行うことを特徴とする細胞培養装置。