JP6890389B2 - 送液装置、及びそれを用いた細胞培養装置 - Google Patents
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Description
図1は、第1の実施例における送液装置の一構成を示す図である。送液装置1において、液体を保持する第1液体保持部である第1液体ボトル2は、そのふた(蓋)により内部を気密に保持できる。ふたに設けた気圧調整のための気圧調整管路3は、その開口端に設けられたメッシュサイズ0.22μmのフィルタ4で外気に開放されている。ふたに設けられた供給管5は、第1液体ボトル2の内部に開口端を持ち、液体ボトル2内の液体に接して液体排出口となる。ポンプ6の一端は供給管5の他端に接続され、もう一端は供給管7に接続される。なお、ポンプ6がローラーポンプなどの場合、供給管5と供給管7は例えば一つのゴムチューブで構成され、その流路がポンプ6の流体駆動部に接続される。この供給管7の送液の送液先は、受容器8へ液体を供給する液体供給管21である。供給管5と供給管7を総称して第1供給管と呼ぶ場合がある。
図5は、実施例1の送液装置1を用いた自動細胞培養装置31の一構成例を示す図である。本実施例の細胞培養装置は、恒温槽と、恒温槽内に配置される培養容器と、培養容器への液体の送液と排液を行う送液装置と、恒温槽と送液装置を制御する制御部とを備え、送液装置は、第1液体を保持する第1液体保持部と、第2液体を保持する第2液体保持部と、第1液体保持部と第2液体保持部との間に接続されるポンプと、第1液体をポンプ経由で培養容器に供給する第1供給管と、第2液体を培養容器に供給する第2供給管と、第2液体保持部に気体を導入する気体導入弁を有する構成の細胞培養装置、及びそれを用いた細胞培養方法の実施例である。
図6は、図5に示した制御部であるコントローラ103で制御される細胞培養装置31における細胞培養の全体的な操作のフローチャートを示す図である。「START」についで、恒温槽32に流路を設置したのち(S01)、別途準備した細胞懸濁液を保持する細胞ボトル61と、播種用培地を保持した培地ボトル34、および交換用培地を保持した交換用培地ボトル69を流路に接続する(S02)。次いで自動制御により気体バッグ74にガスを充填する(S03)。第1培養容器80および第2培養容器81にガスを送気したのち、細胞ボトル61より細胞懸濁液を送液する(S04)。直ぐに播種用培地ボトル34より播種用培地を培養容器に送液する(S05)。図示しない揺動機構により各培養容器内の細胞懸濁液を攪拌した後、培養容器に加湿されたガスを送気して、細胞に対し恒温維持して静置する(S06)。細胞培養の進行状態によって、液体培地の交換を開始するかの判定を行う(S07)。液体培地の交換に当たっては、補充用培地ボトル69より第2培地ボトル43に所定量充填後(S08)、培養容器における古い培地を排出したのち(S09)、第2培地ボトル43より新しい液体培地を送液する(S10)。引き続き加湿ガスの送気と静置を行い(S11)、細胞培養の進行状態によって、培養の継続判定を行い(S12)、必要時に培地交換を再実行する。細胞培養の終了時には、自動培養を終了し、手作業で培養容器より培養した細胞の取り出しを行い(S13)、細菌増殖の有無を確認するため排液バッグ97を回収して(S14)、使用済みの流路を恒温槽32より取り外して終了(END)する。
2 第1液体ボトル
3 気圧調整管路
4、11、14、22、36、50、62、70、73、94 フィルタ
5、7、18、37、44、57、63、67 供給管
6 ポンプ
8 受容器
9、16、20、39、46、56、65、66 分岐点
10 第1気体導入弁
12 第2液体ボトル
13 気体管路
15 第2気体導入弁
17、122 第1供給弁
19 第2供給弁
21 液体供給管
23、103 コントローラ
31 自動細胞培養装置
32 恒温槽
33 冷蔵庫
34 第1培地ボトル
35、71、72 気圧調整管
38 第1制御弁
42 共通管
43 第2培地ボトル
45 第2制御弁
76 第1気圧調整弁
47 ガス共通管
40 第1ガス導入弁
48 加湿ボトル
49 第2気圧調整弁
51 圧力制御弁
52 混合ガスボンベ
53 第1接続
54 第2接続
55 第2ガス導入弁
58 第3ガス導入弁
59 送気管
60 送気弁
61 細胞ボトル
64 第3制御弁
68 第4制御弁
69 補充用ボトル
74 気体バッグ
75、131、132 逆止弁
78、92、100 多分岐部
80 第1培養容器
82、83 容器開閉弁
81 第2培養容器
84 本体部
85 ふた部
86 細胞懸濁液
87 容器
88 送液ポート
89 排出ポート
90 気圧調整ポート
91 第4気圧調整弁
92、100 多分岐部
93 トラップボトル
96 排液ポンプ
97 排液ボトル
98 排液管
99 排出弁
101 第1容器排出弁
102 第1容器排出弁
111 第1重量センサ
112、114、115 固定治具
113 第2重量センサ
121 滞留管
Claims (12)
- 第1液体を保持する第1液体保持部と、
細胞を含む第2液体を保持する第2液体保持部と、
前記第1液体保持部と前記第2液体保持部との間に接続されるポンプと、
前記第2液体保持部の下流に接続される受容器と、
前記受容器に液体を供給する液体供給管と、
前記第1液体を前記ポンプ経由で前記液体供給管に供給する第1供給管と、
前記第2液体保持部からの加圧送液で前記第2液体を前記液体供給管に供給する第2供給管と、
前記第2液体保持部に気体を導入するための、前記第1液体保持部と前記ポンプの間の前記第1供給管に接続される第1気体導入弁と、前記ポンプと前記受容器の間の前記第1供給管と前記第2液体保持部の間に接続される第2気体導入弁からなる気体導入弁と、
前記ポンプと前記受容器の間の前記第1供給管を開閉する第1供給弁と、
前記第2液体保持部と前記受容器の間の前記第2供給管を開閉する第2供給弁と、
前記ポンプと、前記第1供給弁と、前記第2供給弁と、前記第1気体導入弁と、前記第2気体導入弁を制御する制御部を、を備え、
前記制御部は、前記第1供給弁を閉じ、前記第1気体導入弁と、前記第2気体導入弁と、前記第2供給弁とを開放して前記ポンプを動作させることにより、前記第2液体保持部内の前記第2液体に加圧を行い、任意の送液がなされたとき前記ポンプを逆の吸引条件で稼働させることにより前記第2液体を撹拌させる、
ことを特徴とする送液装置。 - 請求項1記載の送液装置であって、
前記制御部は、前記第1供給弁を開放して前記ポンプを動作させることにより、前記第1液体保持部から前記第1供給管を介して前記第1液体を前記液体供給管に送液し、
前記第1気体導入弁を開放して前記ポンプを動作させることにより、前記液体供給管の所定量の前記第1液体を前記受容器に送液する
ことを特徴とする送液装置。 - 請求項1記載の送液装置であって、
前記制御部は、前記第2供給弁と、前記第1気体導入弁と、前記第2気体導入弁を開放して前記ポンプを動作させることにより、前記第2液体保持部から前記第2供給管を介して前記第2液体を前記液体供給管に送液し、
前記第2供給弁と前記第2気体導入弁を閉止した後、前記第1供給弁を開放して、前記ポンプを動作させることにより、前記液体供給管の所定量の前記第2液体を前記受容器に送液する
ことを特徴とする送液装置。 - 請求項3記載の送液装置であって、
前記第1供給管と前記第2供給管を分岐する分岐点と、前記液体供給管の開口部は、前記第2液体保持部の前記第2液体の液面より上方に設置される
ことを特徴とする送液装置。 - 請求項3記載の送液装置であって、
前記制御部は、前記第2供給弁と、前記第1気体導入弁と、前記第2気体導入弁を開放して前記ポンプを正逆動作させることにより、前記第2液体保持部の前記第2液体を撹拌する
ことを特徴とする送液装置。 - 請求項1記載の送液装置であって、
前記第1液体保持部と前記第2液体保持部はそれぞれ液体ボトルで構成され、前記液体ボトルの径と、前記液体ボトルから前記第1液体と前記第2液体を排出する前記第1供給管と前記第2供給管の径の比は10倍以下である
ことを特徴とする送液装置。 - 請求項1記載の送液装置であって、
前記第1液体保持部と前記第2液体保持部はそれぞれ液体ボトルで構成され、前記液体ボトルの底面部分は三角錐の形状を有する
ことを特徴とする送液装置。 - 請求項1記載の送液装置であって、
前記第1液体保持部の前記第1液体と、前記第2液体保持部の前記第2液体の重量をそれぞれ検知する重量センサを備え、
前記制御部は、前記重量センサの出力に従い前記ポンプを制御する
ことを特徴とする送液装置。 - 細胞培養装置であって、
恒温槽と、前記恒温槽内に配置される培養容器と、前記培養容器への液体の送液と排液を行う送液装置と、前記恒温槽と前記送液装置を制御する制御部とを備え、
前記送液装置は、
第1液体を保持する第1液体保持部と、細胞を含む第2液体を保持する第2液体保持部と、前記第1液体保持部と前記第2液体保持部との間に接続されるポンプと、前記培養容器に液体を供給する液体供給管と、前記第1液体を前記ポンプ経由で前記液体供給管に供給する第1供給管と、前記第2液体保持部からの加圧送液で前記第2液体を前記液体供給管に供給する第2供給管を有し、
前記制御部は前記ポンプを加圧送液とは逆の吸引条件で稼働させることにより前記第2液体を撹拌させる、
こと特徴とする細胞培養装置。 - 請求項9記載の細胞培養装置であって、
前記第2液体保持部に気体を導入する気体導入弁を有し、
前記気体導入弁は、前記第1液体保持部と前記ポンプの間の前記第1供給管に接続される第1気体導入弁と、前記ポンプと前記培養容器の間の前記第1供給管と前記第2液体保持部の間に接続される第2気体導入弁からなる、
ことを特徴とする細胞培養装置。 - 請求項10記載の細胞培養装置であって、
前記ポンプと前記培養容器の間の前記第1供給管を開閉する第1供給弁と、
前記第2液体保持部と前記培養容器の間の前記第2供給管を開閉する第2供給弁と、を備え、
前記制御部は、前記ポンプと、前記第1供給弁と、前記第2供給弁と、前記第1気体導入弁と、前記第2気体導入弁を制御する
ことを特徴とする細胞培養装置。 - 請求項11記載の細胞培養装置であって、
前記制御部は、
前記第1供給弁を開放して前記ポンプを動作させることにより、前記第1液体保持部から前記第1供給管を介して前記第1液体を前記液体供給管に送液し、前記第1気体導入弁を開放して前記ポンプを動作させることにより、前記液体供給管の所定量の前記第1液体を前記培養容器に送液し、
前記第2供給弁と、前記第1気体導入弁と、前記第2気体導入弁を開放して前記ポンプを動作させることにより、前記第2液体保持部から前記第2供給管を介して前記第2液体を前記液体供給管に送液し、前記第2供給弁と前記第2気体導入弁を閉止した後、前記第1供給弁を開放して、前記ポンプを動作させることにより、前記液体供給管の所定量の前記第2液体を前記培養容器に送液する
ことを特徴とする細胞培養装置。
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