JP7091235B2 - Multi-layer culture vessel operation system, multi-layer culture vessel operation device, and multi-layer culture vessel operation method - Google Patents
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Description
本発明は、複数のトレイを内蔵する多層培養容器のハンドリング操作を行うための多層培養容器操作システム、多層培養容器操作装置、および多層培養容器操作方法に関する。 The present invention relates to a multi-layer culture container operation system for handling a multi-layer culture container containing a plurality of trays, a multi-layer culture container operation device, and a multi-layer culture container operation method.
近年、細胞を大量に培養するために、培養液に播種した細胞を、複数のトレイを内蔵する多層培養容器を用いて培養する細胞培養技術が知られている。このような細胞培養技術において、作業者の負担を軽減するために、細胞を播種した培養液などを多層培養容器に導入または多層培養容器から回収するために、多層培養容器を保持し回転させるなどのハンドリング操作を行う多層培養容器操作装置が利用されている(特許文献1参照)。 In recent years, in order to culture a large amount of cells, a cell culture technique for culturing cells seeded in a culture medium using a multi-layer culture vessel containing a plurality of trays has been known. In such a cell culture technique, in order to reduce the burden on the operator, the culture medium in which the cells are seeded is introduced into the multi-layer culture container, or the multi-layer culture container is held and rotated in order to recover from the multi-layer culture container. A multi-layer culture vessel operating device that performs the handling operation of the above is used (see Patent Document 1).
一般的な細胞培養においては、培養した細胞は多層培養容器の壁面に付着するため、培養液を多層培養容器から回収し、その後、トリプシン液を多層培養容器内に導入し、多層培養容器を振盪することで、細胞を壁面から剥離させ、剥離した細胞ごとトリプシン液を回収する処理が行われる。従来では、トリプシン液を多層培養容器に導入した後に、剥離処理を行うために多層培養容器を多層培養容器操作装置から手作業で一度降ろし、専用の振盪装置に載せて多層培養容器を振盪させ、その後トリプシン液を回収するために、再度、多層培養容器を多層培養容器操作装置に搭載するという作業が行われており、作業者の負担が増大し、作業性の向上が求められていた。 In general cell culture, since the cultured cells adhere to the wall surface of the multi-layer culture container, the culture solution is collected from the multi-layer culture container, then the trypsin solution is introduced into the multi-layer culture container, and the multi-layer culture container is shaken. By doing so, the cells are detached from the wall surface, and the tripsin solution is collected together with the detached cells. Conventionally, after introducing the trypsin solution into the multi-layer culture container, the multi-layer culture container is manually removed once from the multi-layer culture container operating device for peeling treatment, placed on a dedicated shaking device, and the multi-layer culture container is shaken. After that, in order to recover the trypsin solution, the work of mounting the multi-layer culture container on the multi-layer culture container operating device is performed again, which increases the burden on the operator and is required to improve the workability.
本発明は、細胞培養における作業、特に、トリプシン液の導入、細胞剥離、およびトリプシン液の回収の一連の処理を、多層培養容器を多層培養容器操作装置に搭載したまま行うことが可能な多層培養容器操作システム、多層培養容器操作装置、および多層培養容器操作方法に関する。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, a series of operations in cell culture, particularly introduction of tripsin solution, cell detachment, and recovery of trypsin solution can be performed while the multi-layer culture container is mounted on the multi-layer culture container operating device. The present invention relates to a container operation system, a multi-layer culture container operation device, and a multi-layer culture container operation method.
本発明の第1の観点に係る多層培養容器操作システムは、複数のトレイを内蔵する多層培養容器を搭載して移動可能な台車装置と、前記多層培養容器を保持して回転させることが可能な操作装置と、を有する多層培養容器操作システムであって、前記操作装置は、第1軸および前記第1軸と略直交する第2軸を中心として前記多層培養容器を回転可能であり、前記第1軸を中心とした前記多層培養容器の回転と同時に、前記第2軸を中心とした前記多層培養容器の回転を行うことにより、前記第1軸および前記第2軸を中心として往復回転させる往復揺動をすることが可能である。
本発明の第2の観点に係る多層培養容器操作システムは、複数のトレイを内蔵する多層培養容器を搭載して移動可能な台車装置と、前記多層培養容器を保持して回転させることが可能な操作装置と、を有する多層培養容器操作システムであって、前記操作装置は、互いに略直交する第1平面、第2平面、および第3平面に沿って、前記多層培養容器を往復回転させる往復揺動することが可能であり、第1軸で前記多層培養容器を往復揺動することで前記多層培養容器を前記第1平面に沿って往復回転させる往復揺動を行い、前記第1軸と略直交する第2軸で前記多層培養容器を往復揺動することで前記多層培養容器を前記第2平面に沿って往復回転させる往復揺動を行う。
上記第1の観点に係る多層培養容器操作システムにおいて、前記操作装置は、前記第1平面および前記第2平面に沿う往復揺動を行う第1操作部と、前記第1操作部とは異なる、前記第3平面に沿う往復揺動を行う第2操作部と、を有するように構成することができる。
上記第2の観点に係る多層培養容器操作システムにおいて、前記第1操作部と、第2操作部とは、上下方向に配置されるように構成することができる。
上記第2の観点に係る多層培養容器操作システムにおいて、前記第2操作部は、操作装置本体内に収容可能となっており、前記第3平面に沿う往復揺動を行う場合に、前記第2操作部を前記操作装置本体から突出させるように構成することができる。
The multi-layer culture container operation system according to the first aspect of the present invention can hold and rotate a movable trolley device equipped with a multi-layer culture container having a plurality of trays and the multi-layer culture container. A multi-layer culture vessel operating system comprising an operating device, wherein the operating device is rotatable about the first axis and a second axis substantially orthogonal to the first axis, and the multi-layer culture vessel can be rotated around the first axis. By rotating the multi-layer culture container around the second axis at the same time as rotating the multi-layer culture container around one axis, the reciprocating rotation is performed around the first axis and the second axis. It is possible to swing.
The multi-layer culture container operation system according to the second aspect of the present invention is capable of holding and rotating a movable trolley device equipped with a multi-layer culture container having a plurality of trays and the multi-layer culture container. A multi-layer culture vessel operating system comprising an operating device, wherein the operating device reciprocates to reciprocate the multilayer culture vessel along a first plane, a second plane, and a third plane that are substantially orthogonal to each other. It is possible to move, and by reciprocating the multi-layer culture vessel on the first axis, the multi-layer culture vessel is reciprocally rotated along the first plane, and the reciprocating swing is performed with the first axis. By reciprocating and reciprocating the multi-layer culture vessel on a second axis that is substantially orthogonal to each other, the reciprocating and reciprocating rotation of the multi-layer culture vessel along the second plane is performed .
In the multi-layer culture vessel operation system according to the first aspect, the operation device is different from the first operation unit that reciprocates along the first plane and the second plane, and the first operation unit. It can be configured to have a second operation unit that swings back and forth along the third plane.
In the multi-layer culture vessel operation system according to the second aspect, the first operation unit and the second operation unit can be configured to be arranged in the vertical direction.
In the multi-layer culture vessel operation system according to the second aspect, the second operation unit can be accommodated in the operation device main body, and when the reciprocating swing along the third plane is performed, the second operation unit is performed. The operation unit can be configured to protrude from the operation device main body.
本発明の第3の観点に係る多層培養容器操作システムは、複数のトレイを内蔵する多層培養容器を搭載して移動可能な台車と、前記多層培養容器をアームで保持して回転させることが可能な操作装置と、を有する多層培養容器操作システムであって、前記台車は、前記操作装置の前記アームが挿通される挿通孔を有し、前記操作装置は、前記多層培養容器を保持し、前記多層培養容器を第1回転軸および/または第2回転軸で回転させる回転動作を行う回転部と、前記多層培養容器を水平方向に振盪させる振盪動作を行う振盪部と、前記回転部および前記振盪部の動作を制御する制御部と、を有し、前記アームを前記多層培養容器の挿通孔に挿通して前記多層培養容器を保持し、前記制御部は、前記多層培養容器を前記アームで保持して前記回転部による前記回転動作を行い、前記アームを前記挿通孔に挿通保持した状態のまま前記振盪部に前記振盪動作を行わせる。
上記第3の観点に係る多層培養容器操作システムにおいて、前記振盪部は、操作装置本体内に収容可能となっており、前記制御部は、前記振盪動作を行う場合に、前記振盪部を前記操作装置本体から突出させるように構成することができる。
In the multi-layer culture container operation system according to the third aspect of the present invention, a movable trolley equipped with a multi-layer culture container having a plurality of trays and the multi-layer culture container can be held and rotated by an arm. A multi-layer culture container operation system, wherein the trolley has an insertion hole through which the arm of the operation device is inserted, and the operation device holds the multi-layer culture container. A rotating portion that rotates the multilayer culture vessel on the first rotation axis and / or the second rotation axis, a shaking portion that shakes the multilayer culture vessel in the horizontal direction, and the rotating portion and the shaking. It has a control unit for controlling the operation of the unit, the arm is inserted into the insertion hole of the multi-layer culture container to hold the multi-layer culture container, and the control unit holds the multi-layer culture container with the arm. Then, the rotating operation is performed by the rotating portion, and the shaking portion is made to perform the shaking operation while the arm is inserted and held in the insertion hole.
In the multi-layer culture vessel operation system according to the third aspect, the shaking unit can be accommodated in the main body of the operating device, and the control unit operates the shaking unit when performing the shaking operation. It can be configured to protrude from the main body of the device.
本発明の第1の観点に係る多層培養容器操作装置は、側面を有する複数のトレイを内蔵する多層培養容器を上下動可能に支持する支持部材と、前記支持部材と協働して前記多層培養容器を固定する係止部材と、前記支持部材を第1回転軸および第2回転軸で回転させる回転動作を行う回転部と、前記支持部材および前記回転部の動作を制御する制御部と、を有し、前記制御部が、前記回転部に、前記第1回転軸または前記第2回転軸を中心として、第1の方向および第2の方向に前記多層培養容器を往復揺動して細胞剥離処理を実行する細胞剥離機能と、細胞剥離機能を実行する間、第1の方向への回転動作から第2の方向への回転動作へ切り替わる際および第2の方向への回転動作から第1の方向への回転動作へ切り替わる際に、指定された時間、前記多層培養容器の移動を停止させる停止モードを有する。 The multi-layer culture container operating device according to the first aspect of the present invention has a support member that supports a multi-layer culture container having a plurality of trays having side surfaces so as to be movable up and down, and the multi-layer culture in cooperation with the support member. A locking member for fixing the container, a rotating portion for rotating the support member on the first rotation shaft and the second rotation shaft, and a control unit for controlling the operation of the support member and the rotation portion. The control unit reciprocates and reciprocates the multilayer culture vessel in the first direction and the second direction around the first rotation axis or the second rotation axis to the rotation unit to detach cells. The cell detachment function that executes the treatment, and when switching from the rotation motion in the first direction to the rotation motion in the second direction and from the rotation motion in the second direction to the first while performing the cell detachment function. It has a stop mode in which the movement of the multilayer culture vessel is stopped for a specified time when switching to the rotation operation in the direction.
本発明の第1の観点に係る多層培養容器操作方法は、側面を有する複数のトレイを内蔵する多層培養容器を上下動可能に支持する支持部材と、前記支持部材と協働して前記多層培養容器を固定する係止部材と、前記支持部材を第1回転軸および第2回転軸で回転させる回転動作を行う回転部と、前記支持部材および前記回転部の動作を制御する制御部と、を有する操作装置を用いて、トリプシン液が導入された前記多層培養容器を操作する多層培養器操作方法であって、前記回転部に、前記第1回転軸または前記第2回転軸を中心として、第1の方向および第2の方向に前記多層培養容器を往復揺動して細胞剥離処理をする間、第1の方向への回転動作から第2の方向への回転動作へ切り替わる際および第2の方向への回転動作から第1の方向への回転動作へ切り替わる際に、指定された時間、前記多層培養容器の移動を停止させる。 The method for operating a multi-layer culture vessel according to the first aspect of the present invention includes a support member that supports a multi-layer culture container having a plurality of trays having side surfaces so as to be movable up and down, and the multi-layer culture in cooperation with the support member. A locking member for fixing the container, a rotating portion for rotating the support member on the first rotation shaft and the second rotation shaft, and a control unit for controlling the operation of the support member and the rotation portion. It is a method of operating a multi-layer incubator that operates the multi-layer culture container into which a tripsin solution has been introduced by using an operating device having the same. During the cell detachment treatment by reciprocating the multi-layer culture vessel in the first direction and the second direction, when switching from the rotation operation in the first direction to the rotation operation in the second direction and in the second direction. When switching from the rotation operation in the direction to the rotation operation in the first direction, the movement of the multilayer culture vessel is stopped for a specified time.
本発明の第4の観点に係る多層培養容器操作システムは、複数のトレイを内蔵する多層培養容器を搭載して移動可能な台車装置と、前記多層培養容器を保持して回転させることが可能な操作装置と、を有する多層培養容器操作システムであって、前記台車装置は、車輪を有する台車と、前記台車の上に前記台車と着脱自在に搭載され、前記多層培養容器を前記台車に固定する固定部材と、を有し、前記操作装置は、前記固定部材ごと前記多層培養容器を保持し、前記多層培養容器を第1回転軸および/または第2回転軸で回転させる回転動作を行う回転部と、前記固定部材ごと前記多層培養容器を保持し、前記多層培養容器を水平方向に振盪させる振盪動作を行う振盪部と、前記回転部および前記振盪部の動作を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記多層培養容器を前記台車に戻すことなく、前記回転部による前記回転動作に続けて、前記振盪部に前記振盪動作を行わせる。
上記第4の観点に係る多層培養容器操作システムにおいて、前記制御部は、前記回転部に、前記第1回転軸または前記第2回転軸を中心として、前記多層培養容器を往復揺動させることができるように構成することができる。
上記第4の観点に係る多層培養容器操作システムにおいて、前記振盪部は、前記操作装置本体内に収容可能となっており、前記制御部は、前記振盪動作を行う場合に、前記振盪部を前記操作装置本体から突出させるように構成することができる。
上記第4の観点に係る多層培養容器操作システムにおいて、前記制御部は、前記振盪動作を行う場合に、前記振盪部に、前記回転部から前記多層培養容器を前記固定部材ごと直接受け取らせるように構成することができる。
上記第4の観点に係る多層培養容器操作システムにおいて、前記回転部および前記振盪部は、電力モーターを備えており、電力により駆動するように構成することができる。
The multi-layer culture container operation system according to the fourth aspect of the present invention can hold and rotate a movable trolley device equipped with a multi-layer culture container having a plurality of trays and the multi-layer culture container. A multi-layer culture container operation system having an operating device, wherein the trolley device is detachably mounted on a trolley having wheels and the trolley, and fixes the multi-layer culture container to the trolley. The operating device has a fixing member, and the operating device holds the multi-layer culture container together with the fixing member, and rotates the multi-layer culture container on a first rotation axis and / or a second rotation axis. A shaking unit that holds the multi-layer culture container together with the fixing member and shakes the multi-layer culture container in the horizontal direction, and a control unit that controls the operation of the rotating unit and the shaking unit. Then, the control unit causes the shaking unit to perform the shaking operation following the rotation operation by the rotating unit without returning the multilayer culture container to the trolley.
In the multi-layer culture vessel operation system according to the fourth aspect, the control unit may reciprocate and reciprocate the multi-layer culture vessel around the first rotation axis or the second rotation axis to the rotation unit. It can be configured to be possible.
In the multi-layer culture vessel operation system according to the fourth aspect, the shaking unit can be accommodated in the operating device main body, and the control unit can use the shaking unit when performing the shaking operation. It can be configured to protrude from the main body of the operating device.
In the multi-layer culture container operation system according to the fourth aspect, the control unit causes the shaking unit to directly receive the multi-layer culture container together with the fixing member from the rotating unit when the shaking operation is performed. Can be configured.
In the multi-layer culture vessel operation system according to the fourth aspect, the rotating portion and the shaking portion include a power motor and can be configured to be driven by electric power.
本発明の第2の観点に係る多層培養容器操作装置は、複数のトレイを内蔵する多層培養容器を搭載して移動可能な台車から前記多層培養容器を受け取り、前記多層培養容器を保持して回転させることが可能な多層培養容器操作装置であって、前記多層培養容器を保持し、前記多層培養容器を第1回転軸および/または第2回転軸で回転させる回転動作を行う回転部と、前記回転部の下方に配置され、非使用時は本体内部に収容され、使用時に本体外部に突出して前記多層培養容器を保持し、前記培養容器を水平方向に振盪させる振盪動作を行う振盪部と、前記回転部および前記振盪部の動作を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記多層培養容器を前記台車に戻すことなく、前記回転部による前記回転動作に続けて、前記振盪部に前記振盪動作を行わせる。
上記第2の観点に係る多層培養容器操作装置において、前記制御部は、前記振盪動作を行う場合に、前記振盪部に、前記回転部から前記多層培養容器を前記固定部材ごと直接受け取らせるように構成することができる。
本発明の第3の観点に係る多層培養容器操作装置は、複数のトレイを内蔵する多層培養容器を上下動可能に支持する支持部材と、前記支持部材と協働して前記多層培養容器を固定する係止部材と、前記支持部材を第1回転軸および第2回転軸で回転させる回転動作を行う回転部と、前記支持部材および前記回転部の動作を制御する制御部と、を有し、前記制御部が、前記回転部に、前記第1回転軸または前記第2回転軸を中心として、第1の方向および第2の方向に前記多層培養容器を往復揺動して細胞剥離処理を実行する細胞剥離機能と、細胞剥離機能を実行する間、第1の方向への回転動作から第2の方向への回転動作へ切り替わる際および第2の方向への回転動作から第1の方向への回転動作へ切り替わる際に、指定された時間、前記多層培養容器の移動を停止させる停止モードを有する。
上記第3の観点に係る多層培養容器操作装置において、前記トレイが、第1の側面と、第1の側面と隣接する第2の側面と、第2の側面と隣接する第3の側面と、第3の側面と隣接する第4の側面とを備え、前記制御部が、第1の側面、第2の側面、第3の側面および第4の側面の順に、トリプシン液がぶつかるように前記回転部を操作する側面付着細胞回収機能を備えるように構成することができる。
上記第2または第3の観点に係る多層培養容器操作装置において、前記回転部は、電力モーターを備えており、電力により駆動するように構成することができる。
The multi-layer culture container operating device according to the second aspect of the present invention receives the multi-layer culture container from a movable trolley equipped with a multi-layer culture container containing a plurality of trays, holds the multi-layer culture container, and rotates. A rotating unit that holds the multi-layered culture container and rotates the multi-layered culture container on the first rotation axis and / or the second rotation axis, and a rotating portion that is capable of rotating the multi-layer culture container. A shaking part that is arranged below the rotating part, is housed inside the main body when not in use, protrudes to the outside of the main body when in use, holds the multilayer culture container, and shakes the culture container in the horizontal direction. It has a rotating unit and a control unit that controls the operation of the shaking unit, and the control unit has the shaking operation following the rotation operation by the rotating unit without returning the multilayer culture container to the trolley. Have the unit perform the shaking operation.
In the multi-layer culture container operating device according to the second aspect, the control unit causes the shaking unit to directly receive the multi-layer culture container together with the fixing member from the rotating unit when the shaking operation is performed. Can be configured.
The multi-layer culture vessel operating device according to the third aspect of the present invention has a support member that supports a multi-layer culture vessel containing a plurality of trays so as to be movable up and down, and a support member that cooperates with the support member to fix the multi-layer culture vessel. It has a locking member, a rotating portion that rotates the support member on the first rotation shaft and the second rotation shaft, and a control unit that controls the operation of the support member and the rotation portion. The control unit reciprocates the multilayer culture vessel in the first direction and the second direction around the first rotation axis or the second rotation axis to execute the cell detachment treatment on the rotation unit. When switching from the rotation motion in the first direction to the rotation motion in the second direction and from the rotation motion in the second direction to the first direction while performing the cell detachment function and the cell detachment function. It has a stop mode in which the movement of the multilayer culture vessel is stopped for a specified time when switching to the rotation operation.
In the multilayer culture vessel operating device according to the third aspect, the tray has a first side surface, a second side surface adjacent to the first side surface, and a third side surface adjacent to the second side surface. The control unit is provided with a third side surface and an adjacent fourth side surface, and the control unit rotates so that the trypsin solution collides with the first side surface, the second side surface, the third side surface, and the fourth side surface in this order. It can be configured to have a side-attached cell recovery function for manipulating the portion.
In the multi-layer culture vessel operating device according to the second or third aspect, the rotating portion includes a power motor and can be configured to be driven by electric power.
本発明の第2の観点に係る多層培養容器操作方法は、複数のトレイを内蔵する多層培養容器を保持して前記多層培養容器を回転させる回転動作を行う回転部と、前記回転部の下方に配置され、非使用時は本体内部に収容され、使用時に本体外部に突出して前記多層培養容器を保持して前記多層培養容器を水平方向に振盪させる振盪動作を行う振盪部とを有する操作装置を用いて、前記多層培養容器を操作する多層培養器操作方法であって、前記回転部による前記回転動作に続けて、前記振盪部に前記振盪動作を行う。
本発明の第3の観点に係る多層培養容器操作方法は、複数のトレイを内蔵する多層培養容器を上下動可能に支持する支持部材と、支持部材と協働して前記多層培養容器を固定する係止部材と、前記支持部材を第1回転軸および第2回転軸で回転させる回転動作を行う回転部と、前記支持部材および前記回転部の動作を制御する制御部と、を有する操作装置を用いて、トリプシン液が導入された前記多層培養容器を操作する多層培養器操作方法であって、前記回転部に、前記第1回転軸または前記第2回転軸を中心として、第1の方向および第2の方向に前記多層培養容器を往復揺動して細胞剥離処理をする間、第1の方向への回転動作から第2の方向への回転動作へ切り替わる際および第2の方向への回転動作から第1の方向への回転動作へ切り替わる際に、指定された時間、前記多層培養容器の移動を停止させる。
上記第3の観点に係る多層培養容器操作方法において、前記トレイが、第1の側面と、第1の側面と隣接する第2の側面と、第2の側面と隣接する第3の側面と、第3の側面と隣接する第4の側面とを備え、前記細胞剥離処理の後に、第1の側面、第2の側面、第3の側面および第4の側面の順に、前記トリプシン液がぶつかるように前記回転部を操作するように構成することができる。
The method for operating a multi-layer culture vessel according to a second aspect of the present invention includes a rotating portion that holds a multi-layer culture vessel containing a plurality of trays and rotates the multi-layer culture vessel, and a rotating portion below the rotating portion. An operating device having a shaking unit that is arranged, is housed inside the main body when not in use, protrudes to the outside of the main body, holds the multi-layer culture container, and shakes the multi-layer culture container in the horizontal direction. It is a method of operating a multi-layer incubator for operating the multi-layer culture container, wherein the shaking operation is performed on the shaking unit following the rotation operation by the rotating unit.
In the method for operating a multi-layer culture vessel according to a third aspect of the present invention, a support member that supports a multi-layer culture vessel containing a plurality of trays so as to be movable up and down, and the multi-layer culture vessel are fixed in cooperation with the support member. An operating device having a locking member, a rotating portion that rotates the support member on the first rotating shaft and the second rotating shaft, and a control unit that controls the operation of the support member and the rotating portion. It is a method of operating a multi-layer incubator for operating the multi-layer culture vessel into which a tripsin solution is introduced, in a first direction and in the rotating portion about the first rotation axis or the second rotation axis. During the cell detachment process by reciprocating the multilayer culture vessel in the second direction, when switching from the rotation operation in the first direction to the rotation operation in the second direction and rotation in the second direction. When switching from the operation to the rotation operation in the first direction, the movement of the multi-layer culture vessel is stopped for a specified time.
In the method for operating a multi-layer culture vessel according to the third aspect, the tray has a first side surface, a second side surface adjacent to the first side surface, and a third side surface adjacent to the second side surface. A third side surface and an adjacent fourth side surface are provided so that the trypsin solution collides with the first side surface, the second side surface, the third side surface, and the fourth side surface in this order after the cell detachment treatment. It can be configured to operate the rotating portion.
本発明によれば、多層培養容器を多層培養容器操作装置に搭載したまま、トリプシン液の導入、細胞剥離、およびトリプシン液の回収の一連の処理を行うことができるため、細胞培養における作業性を向上させることができる。 According to the present invention, a series of processes of introduction of trypsin solution, cell detachment, and recovery of trypsin solution can be performed while the multi-layer culture container is mounted on the multi-layer culture container operating device, so that workability in cell culture can be improved. Can be improved.
[第1実施形態]
以下に、第1実施形態に係る多層培養容器操作システム1について説明する。本実施形態に係る多層培養容器操作システム1は、細胞培養等に利用される多層培養容器30を操作(ハンドリング)するためのシステムである。そこで、まず、本実施形態に係る多層培養容器30について説明する。図1は、本実施形態に係る多層培養容器30を説明するための図であり、多層培養容器30を示す断面図である。多層培養容器30は、細胞を大量に培養するために、図1に示すように、複数のトレイ31が積層された構成となっている。多層培養容器30で細胞を培養する場合、たとえば図2(A)に示すように、ベントキャップ32が下側となるように多層培養容器30を90°ほど傾ける。そして、ベントキャップ32とポンプとを接続し、ポンプにより多層培養容器30内に細胞を播種した培養液を導入する。次いで、図2(B)に示すように、多層培養容器30を直立に戻すと、多層培養容器30の各トレイ31に培養液が分配され、各トレイ31で細胞培養が行われることとなる。
[First Embodiment]
The multi-layer culture
また、細胞培養後には、培養液を多層培養容器30から回収する培養液回収処理、多層培養容器30の壁面に付着した細胞を剥離するためにトリプシン液を多層培養容器30に導入するトリプシン液導入処理、および剥離した細胞を含むトリプシン液を多層培養容器30から回収するトリプシン液回収処理が行われる。これらの処理においても、多層培養容器30を傾けるなどして培養液やトリプシン液を導入または回収する作業が必要となる。しかしながら、作業者が、手作業で多層培養容器30を操作する場合、培養液やトリプシン液を含む多層培養容器30は重く、作業者の負担が増大してしまう。また、手作業のために、作業にばらつきが生じてしまう場合や、不必要に作業者が多層培養容器30に触れることで多層培養容器を破損してしまい汚染が生じてしまう場合もある。そこで、本実施形態に係る多層培養容器操作システム1のように、多層培養容器30を操作するためのシステムが必要とされている。
In addition, after cell culture, a culture solution recovery process for collecting the culture solution from the
図3は、本実施形態に係る多層培養容器操作システム1を示す斜視図である。図3に示すように、本実施形態に係る多層培養容器操作システム1は、多層培養容器操作装置10と、台車装置20とから構成される。以下に、各構成について説明する。
FIG. 3 is a perspective view showing the multilayer culture
図4は、本実施形態に係る台車装置20を説明するための斜視図である。台車装置20は、図4(A)に示すように、車輪22を有する台車21と、多層培養容器30を台車21に固定する固定部材23とから構成される。また、台車装置20において、台車21と固定部材23とは着脱自在になっている。具体的には、台車21に対して固定部材23を上に(Z軸正方向)持ち上げることで、図4(B)に示すように、固定部材23を台車21から取り外すことができる。また、反対に、固定部材23を台車21の上に置くことで、固定部材23を台車21に取り付けることができる。なお、台車21と固定部材23とは互いに嵌合する嵌合部(不図示)をそれぞれ有しており、これにより、台車21と固定部材23とは上下方向(Z軸方向)のみに着脱自在となっており、水平方向(XY軸方向)においては固定されている。その結果、台車装置20の移動中に、固定部材23が台車21から落下することを防止することができる。
FIG. 4 is a perspective view for explaining the
固定部材23は、図4に示すように、複数の多層培養容器30を並列に配置した状態で、当該複数の多層培養容器30を同時に固定可能となっている。なお、本実施形態では、最大で4つの多層培養容器30が搭載できるように台車装置20が構成されているが、この構成に限定されず、最大で1~3の多層培養容器30を搭載できるに台車装置20を構成してもよいし、あるいは5以上の多層培養容器30を搭載できるように台車装置20を構成することもできる。
As shown in FIG. 4, the fixing
固定部材23は、図4に示すように、多層培養容器30が載置される台座24と、多層培養容器30が水平方向(XY軸方向)にずれないように多層培養容器30の4つの長辺をガードする枠部材25と、枠部材25に係止し、多層培養容器30を回転させた場合に、多層培養容器30が上方向(Z軸方向)から飛び出ないようにガードする留め部材26とを有している。たとえば、作業者は、台座24の上であり、かつ、枠部材25の枠内に多層培養容器30を置き、その後、多層培養容器30の上側を留め部材26で押さえるようにして、留め部材26と枠部材25とを係止させることで、多層培養容器30を固定部材23に固定させることができる。
As shown in FIG. 4, the fixing
また、固定部材23は、後述するように、多層培養容器操作装置10の係止部材111と係止する被係止部28を有する。本実施形態において、被係止部28は、枠部材25のうち多層培養容器30の側面を多層培養容器30の配列方向に延伸する部分に連続して形成されており、図4に示すように、長さW1を有する薄板状の部材となっている。
Further, as will be described later, the fixing
次に、本実施形態に係る多層培養容器操作装置10について説明する。図5は、本実施形態に係る多層培養容器操作装置10を示すブロック図である。図5に示すように、多層培養容器操作装置10は、回転部11と、回転駆動部12と、振盪部13と、振盪駆動部14と、駆動制御部15と、操作部16と、アーム駆動部17と、一対のアーム18と、本体19とを備える。駆動制御部15は、多層培養容器30に細胞を播種した培養液を導入する培養液導入処理、多層培養容器30から培養液を回収する培養液回収処理、多層培養容器30にトリプシン液を導入するトリプシン導入処理、多層培養容器30を振盪させる細胞剥離処理、多層培養容器30からトリプシン液を回収するトリプシン液回収処理など、多層培養容器30を操作するための操作プログラムを予め記憶している。本実施形態では、駆動制御部15が、当該操作プログラムに基づいて、回転駆動部12および振盪駆動部14の動作を制御することで、回転駆動部12に回転部11を回転動作させるとともに、振盪駆動部14の動作を制御することで、振盪駆動部14に振盪部13を振盪動作させる。なお、本実施形態において、回転駆動部12および振盪駆動部14は、電力モーターを有しており、電力の供給を受けて、回転部11および振盪部13を駆動させる。
Next, the multilayer culture
図3および図5に示すように、回転部11は、多層培養容器30の保持部材として機能する一対の係止部材111を有する。係止部材111は、回転部11の両側面に固定されており、図5および図6(A)~(C)に示すように、凹部112を備えている。また、凹部112は、テーパ部113と溝部114とを有し、後述するように、固定部材23がアーム18により上方に移動された場合に、図6(B)に示すように、固定部材23の被係止部28に係止し、アーム18とともに、固定部材23を挟持して回転部11に固定することができる。なお、図6(A),(B)は、被係止部28と係止部材111との関係を説明するための図であり、図6(C)は係止部材111の拡大図である。
As shown in FIGS. 3 and 5, the rotating
また、多層培養容器操作装置10は、多層培養容器30の支持部材として機能する一対のアーム18を備える。一対のアーム18は、図7に示すように、固定部材23に設けられた2つの挿通孔27にそれぞれ挿通可能となっている。図7は、多層培養容器30をアーム18に仮固定した状態を示す斜視図である。一対のアーム18はアーム駆動部17により上下方向(Z軸方向)に移動可能となっており、アーム駆動部17は、駆動制御部15の指示に基づいて、2本のアーム18が固定部材23の挿通孔27に挿通できる高さ位置まで、アーム18をZ軸方向に駆動させる。これにより、作業者は、台車装置20を本体19に向けて移動させて、固定部材23の2つの挿通孔27に、2本のアーム18を挿通させることができる。また、アーム18の先端部の側面にはクランプ181が収納されており、アーム18が挿通孔27を挿通すると、挿通孔27を通過したアーム18の先端部の側面からクランプ181が突出する。そして、駆動制御部15は、固定部材23の2つの挿通孔27に2本のアーム18が挿通された状態で、アーム駆動部17にアーム18を上方(Z軸正方向)に駆動させることで、多層培養容器30を回転部11の位置まで持ち上げる。これにより、図6(B)に示すように、回転部11の係止部材111と固定部材23の被係止部28とが係止し、固定部材23が一対の係止部材111および一対のアーム18により回転部11に挟持されることで、多層培養容器30が固定部材23ごと回転部11に固定される。なお、本実施形態において、アーム駆動部17は、電力モーターまたはエアシリンダーにより一対のアーム18を駆動させることができる。
Further, the multi-layer culture
そして、駆動制御部15は、図3の符号RおよびPに示すように、回転駆動部12に、回転軸X1,X2の2軸を中心として、回転部11を回転させる回転動作を行わせる。回転軸X1は、図3に示すように、X軸方向に延伸する回転軸であり、これにより、回転部11および回転部11に保持された多層培養容器30をロール方向Rに回転させることができる。また、回転軸X2は、Y軸方向に延伸する回転軸であり、これにより、回転部11および回転部11に保持された多層培養容器30をピッチ方向Pに回転させることができる。なお、回転動作において、ロール方向Rの回転は、±180°未満の範囲で可能であり、本実施形態においては、±120°の範囲で回転部11をロール方向Rに回転させることができる。また、ピッチ方向Pの回転も、±180°未満の範囲で可能であり、本実施形態においては、±30°の範囲で回転部11をロール方向Rに回転させることができる。なお、本実施形態において、回転駆動部12は、回転部11を回転軸X1で回転させる電力モーターおよび/またはエアシリンダーと、回転部11を回転軸X2で回転させる電力モーターおよび/またはエアシリンダーとを備えており、これにより、回転部11を2軸で回転させることができる。
Then, as shown by reference numerals R and P in FIG. 3, the
ここで、図8は、回転軸X1を中心とした回転部11(多層培養容器30)の回転動作の一例を示す図であり、図8(A)では、回転部11が多層培養容器30を持ち上げた状態(基準位置)を示している。本実施形態において、回転駆動部12は、回転部11(多層培養容器30)を、図8(A)に示す基準位置から、たとえば図8(B)に示すように、回転軸X1を中心として左方向に90°回転させることができる。また、回転駆動部12は、回転部11(多層培養容器30)を、図8(C)に示すように、回転軸X1を中心として基準位置から左方向に100°回転させることもできるし、図8(D)に示すように、回転軸X1を中心として基準位置から左方向に120°回転させることもできる。また、回転駆動部12は、回転部11(多層培養容器30)を基準位置から右方向に0~120°の範囲で回転させることもできる。このように、回転駆動部12は、回転部11(多層培養容器30)を、回転軸X1を中心として基準位置から±0~120°の範囲でロール方向Rに回転させることができる。
Here, FIG. 8 is a diagram showing an example of the rotational operation of the rotating portion 11 (multilayer culture vessel 30) about the rotation axis X1, and in FIG. 8A, the rotating
また、図9は、回転軸X2を中心とした回転部11(多層培養容器30)の回転動作、および、回転軸X1およびX2の2軸での回転部11(多層培養容器30)の回転動作の一例を示す図である。回転駆動部12は、図9(A)に示す基準位置から、回転部11(多層培養容器30)を回転軸X2を中心としてピッチ方向Pに回転させることができる。たとえば、図9(B)に示す例では、回転部11(多層培養容器30)の上方が前方(X軸負方向)に傾くように、回転部11(多層培養容器30)を回転軸X2を中心として20°回転させている。また、回転駆動部12は、回転部11(多層培養容器30)の下方が前方(X軸負方向)に傾くように、回転部11(多層培養容器30)を回転軸X2を中心として回転させることもできる。このように、回転駆動部12は、回転部11(多層培養容器30)を、回転軸X2を中心として基準位置から±0~30°の範囲でピッチ方向Pに回転させることができる。
Further, FIG. 9 shows a rotation operation of the rotating portion 11 (multilayer culture container 30) about the rotation axis X2 and a rotation operation of the rotation unit 11 (multilayer culture container 30) on the two axes of the rotation axes X1 and X2. It is a figure which shows an example. The
また、回転駆動部12は、図9(C),(D)に示すように、回転部11(多層培養容器30)を、回転軸X1を中心としてロール方向Rに回転させるとともに、回転軸X2を中心としてピッチ方向Pに回転させることができる。たとえば、図9(C)に示す図では、回転部11(多層培養容器30)を、回転軸X1を中心として左方向に100°回転させるとともに、回転部11(多層培養容器30)の上方が前方(X軸負方向)に傾くように、回転軸X2を中心として20°回転させている。さらに、図9(D)に示す例では、回転部11(多層培養容器30)を、回転軸X1を中心として左方向に120°回転させるとともに、回転部11(多層培養容器30)の上方が前方(X軸負方向)に傾くように、回転軸X2を中心として20°回転させている。
Further, as shown in FIGS. 9C and 9D, the
さらに、回転駆動部12は、回転部11(多層培養容器30)を回転軸X1または回転軸X2を中心として往復回転させる揺動動作を行うこともできる。たとえば、回転駆動部12は、回転部11(多層培養容器30)を回転軸X1を中心としてロール方向Rに±120°の範囲で往復回転させることで、回転軸X1を中心とした揺動動作を行うことができる。また、回転駆動部12は、回転部11(多層培養容器30)を回転軸X2を中心として、回転部11(多層培養容器30)の上方を前方(X軸負方向)に傾けた後に、回転部11(多層培養容器30)の下方を前方(X軸負方向)に傾くように、ピッチ方向Pに±20°の範囲で往復回転させることで、回転軸X2を中心とした揺動動作を行うこともできる。
Further, the
振盪部13は、後述する振盪動作を行わない場合には、多層培養容器操作装置10の本体19内部に収容されており、振盪動作を行う場合に、図10に示すように、前記駆動制御部15の制御に基づいて、振盪駆動部14により、本体19の外側へと突出される。なお、図10は、多層培養容器操作装置10において振盪部13を突出させた状態を示す斜視図である。振盪部13は、固定部材23ごと多層培養容器30を載置可能な広さの上面131を有しており、固定部材23ごと多層培養容器30を上面131に置いて水平方向の振盪動作を行うことができる。また、振盪部13は、台車21と同様に、固定部材23と嵌合するための嵌合部(不図示)を有しており、これにより、固定部材23と上下方向(Z軸方向)において着脱自在となっているが、水平方向(XY軸方向)においては固定部材23の動きを制限し、固定部材23が振盪部13から落下してしまうことを防止している。なお、振盪駆動部14は、水平方向(XY軸方向)への振盪動作であれば振盪部13にどのような振盪動作も行わせることができる。たとえば、振盪駆動部14は、左右方向の振盪動作(Y軸方向での往復動作)、前後方向の振盪動作(X軸方向での往復動作)、あるいは8の字方向の振盪動作(X軸方向およびY軸方向とを組み合わせた動作)などの種々の振盪動作を振盪部13に行わせることができる。
The shaking
本実施形態において、駆動制御部15は、回転部11による回転動作に続けて、振盪部13による振盪動作を行わせることができる。この場合、駆動制御部15は、回転部11による回転動作が終了すると、アーム駆動部17を制御して一対のアーム18を下方(Z軸負方向)に駆動させ、固定部材23ごと多層培養容器30が振盪部13の上面131に置かれるように動作させる。そして、駆動制御部15は、振盪駆動部14を制御して、振盪部13に多層培養容器30を振盪させる振盪動作を行わせる。なお、本実施形態において、アーム18は本体19に収納されることなく突出したままで振盪動作が行われる。本実施形態では、図11に示すように、挿通孔27の内幅W3が、アーム18の外幅W2と振盪部13の振盪幅との合計よりも広く設計されているため、アーム18を挿通孔27に挿通した状態で振盪動作を行うことができる。なお、振盪動作時においてクランプ181はアーム18内に収納される。また、図11は、振盪動作におけるアーム18と挿通孔27との関係を説明するための図である。
In the present embodiment, the
また、駆動制御部15は、振盪部13による振盪動作に続けて、回転部11による回転動作を行わせることができる。この場合、駆動制御部15は、振盪部13による振盪動作が終了すると、アーム駆動部17を制御して一対のアーム18を上方(Z軸正方向)に駆動させ、固定部材23ごと多層培養容器30を上に持ち上げるように動作させる。そして、駆動制御部15は、振盪駆動部14を制御して振盪部13を本体19の内部に収容した後、回転駆動部12を制御して、回転部11に回転動作を行わせる。
Further, the
操作部16は、作業者が指示を入力するための装置であり、たとえばタッチパネルを備える構成とすることができる。作業者は、操作部16を操作することで、駆動制御部15が予め記憶している操作プログラムの開始、一時停止、終了などの指示を駆動制御部15に伝達し、回転部11や振盪部13の動作を開始、一時停止、終了などさせることができる。また、作業者は、操作部16を操作することで、駆動制御部15に新たなプログラムを記憶させたり、記憶している操作プログラムを一部変更させたりすることもできる。たとえば、作業者は、操作部16を操作することで、培養液を多層培養容器30から回収する培養液回収処理において、回転部11の回転軸X1の傾斜角度を100°から120°に変更することなどができる。
The
次いで、本実施形態に係る多層培養容器操作システム1における細胞培養処理について説明する。図12は、本実施形態に係る多層培養容器操作システム1における細胞培養処理を示すフローチャートである。なお、多層培養容器操作装置10により行われる各処理は、作業者が操作部16の処理開始ボタンを押下することで開始され、当該処理が終わると多層培養容器操作装置10の動作が終了される。そのため、作業者は、多層培養容器操作装置10を動作させる場合には、処理ごとに、操作部16の処理開始ボタンを押下して処理を進めていくこととなる。なお、各処理における多層培養容器操作装置10の動作は、駆動制御部15の操作プログラムに予め記憶しており、作業者は同一の処理開始ボタンを押すだけで、駆動制御部15が各処理に応じた動作を回転駆動部12または振盪駆動部14に指示し、回転部11または振盪部13を動作させる。
Next, the cell culture treatment in the multi-layer culture
ステップS1では、細胞を播種した培養液を多層培養容器30に導入する培養液導入処理が行われる。ここで、図13は、ステップS1の培養液導入処理を示すフローチャートである。まずステップS101では、作業者により、空の多層培養容器30を搭載した台車装置20が、多層培養容器操作装置10の固定位置にセットされる。なお、固定位置とは、一対のアーム18が台車装置20の挿通孔27の高さと同じ高さにあり、台車装置20を固定位置にセットした場合に、2本のアーム18が固定部材23の2つの挿通孔27を挿通し、かつ、アーム18の先端部が挿通孔27から突出する位置である。そして、作業者が操作部16を操作することで、ステップS102の処理が行われる。
In step S1, a culture medium introduction process is performed in which the culture medium in which the cells are seeded is introduced into the
ステップS102では、回転駆動部12により、アーム18の先端部からクランプ181が突出され、固定部材23により固定されている多層培養容器30が、固定部材23ごとアーム18に仮固定される。さらに、ステップS103では、アーム駆動部17により、多層培養容器30を固定している一対のアーム18が上方(Z軸正方向)に駆動される。これにより、台車装置20の台車21から固定部材23が取り外されて、固定部材23ごと多層培養容器30がアーム18により回転部11の係止部材111に当接するまで上方(Z軸正方向)持ち上げられる。その結果、係止部材111とアーム18とで固定部材23が挟持され、回転部11により多層培養容器30が固定部材23ごと保持されることとなる。
In step S102, the
ステップS104では、作業者により、台車21が固定位置から外される。そして、作業者が操作部16を操作することで、ステップS105の処理が行われる。ステップS105では、回転駆動部12により、回転部11を回転させる処理が行われる。たとえば、駆動制御部15は、回転部11が回転軸X1を中心に基準位置から左方向に90°回転するように、回転部11を制御することで、図8(B)に示すように、多層培養容器30を左方向に90°回転させることができる。
In step S104, the
ステップS106では、作業者により、多層培養容器30内に細胞を播種した培養液が導入される。たとえば、作業者は、多層培養容器30のベントキャップ32を開き、ベントキャップ32にポンプ(不図示)を接続し、ポンプを用いて培養液を多層培養容器30に導入することができる。これにより、図2(A)に示すように、90°回転させた多層培養容器30の下側に培養液が溜まる。なお、培養液の導入が完了した場合には、作業者により、ベントキャップ32が閉じられる。そして、作業者が操作部16を操作することで、ステップS107の処理が行われる。
In step S106, the worker introduces the culture medium in which the cells are seeded into the
ステップS107では、回転駆動部12により、多層培養容器30が図9(A)に示すように基準位置に戻される。これにより、図2(B)に示すように、多層培養容器30の各トレイ31に培養液が分配されることとなる。続くステップS108では、作業者により、台車21が固定位置にセットされる。そして、作業者が操作部16を操作することで、ステップS109の処理が行われる。ステップS109では、アーム駆動部17により、一対のアーム18が下方(Z軸負方向)に駆動され、多層培養容器30を固定した固定部材23が台車21に搭載される。これにより、作業者は、培養液を分配した多層培養容器30を培養室や培養器まで台車装置20で移動させることができる。
In step S107, the
次いで、図12に戻り、ステップS2では、培養室や培養器において、一定時間、細胞培養が行われる。そして、ステップS3では、細胞培養後の培養液を多層培養容器30から回収する培養液回収処理が行われる。図14は、ステップS3の培養液回収処理を示すフローチャートである。
Then, returning to FIG. 12, in step S2, cell culture is performed for a certain period of time in the culture room or the incubator. Then, in step S3, a culture solution recovery process for recovering the culture solution after cell culture from the
図14に示すように、ステップS301~S305では、ステップS101~S105と同様に、台車装置20が固定位置にセットされ(ステップS301)、固定部材23ごと多層培養容器30がアーム18に仮固定され(ステップS302)、多層培養容器30が上方に持ち上げられて係止部材111およびアーム18に挟持されることで回転部11に保持され(ステップS303)、作業者により台車21が固定位置から外され(ステップS304)、多層培養容器30の回転動作が行われる(ステップS305)。
As shown in FIG. 14, in steps S301 to S305, the
なお、ステップS305においては、図9(C),(D)に示すように、多層培養容器30を、回転軸X1を中心としてロール方向Rに回転させるとともに、回転軸X2を中心としてピッチ方向Pに回転させてもよい。また、ステップS305において回転動作を行う前に、水切り処理を行う構成としてもよい。水切り処理とは、多層培養容器30の各トレイ31の側面などに付着した液滴を取り除くように、回転部11を回転させる処理である。具体的には、駆動制御部15は、図8(B)に示すように、ロール方向Rに多層培養容器30を90°回転させている状態で、多層培養容器30をピッチ方向Pに+30°回転させ(上方が前方に倒れるようにピッチ方向Pに30°傾けて)、その後、多層培養容器30をピッチ方向Pに-30°回転させる(上方が後方に倒れるようにピッチ方向Pに30°傾ける)。これにより、培養液により、多層培養容器30のトレイ31の側面に飛散している液滴を取り除くことができる。
In step S305, as shown in FIGS. 9C and 9D, the
そして、ステップS306では、作業者により、培養液を多層培養容器30から回収する作業が行われる。たとえば、作業者は、多層培養容器30のベントキャップ32にポンプを連結し、ベントキャップ32を開き、ポンプにより培養液を吸引することで、培養液を多層培養容器30から回収することができる。
Then, in step S306, the operator performs the work of collecting the culture broth from the
次いで、図12に戻り、ステップS4では、多層培養容器30の各トレイ31の壁面に付着する培養細胞を剥離するためにトリプシン液を多層培養容器30内に導入するトリプシン液導入処理が行われる。図15は、ステップS4のトリプシン液導入処理を示すフローチャートである。
Next, returning to FIG. 12, in step S4, a trypsin solution introduction process is performed in which the trypsin solution is introduced into the
まずステップS401では、ステップS105と同様に、多層培養容器30の回転が行われる。たとえば、図9(B)に示すように、多層培養容器30を90°回転させた状態とすることができる。そして、ステップS402では、作業者により、多層培養容器30にトリプシン液が導入される。たとえば、ステップS106と同様に、作業者は、多層培養容器30のベントキャップ32を開き、ベントキャップ32にポンプを接続し、ポンプを用いてトリプシン液を多層培養容器30に導入することができる。これにより、図2(A)に示すように、90°回転させた多層培養容器30の下側にトリプシン液が溜まることとなる。なお、トリプシン液の導入が完了した場合には、作業者により、ベントキャップ32は閉じられる。そして、ステップS403では、ステップS107と同様に、回転駆動部12により、多層培養容器30が図9(A)に示すように基準位置に戻される。これにより、図2(B)に示すように、多層培養容器30の各トレイ31にトリプシン液が分配されることとなる。
First, in step S401, the rotation of the
次いで、図12に戻り、ステップS5では、多層培養容器30の各トレイ31の壁面に付着する培養細胞を剥離するための細胞剥離処理が行われる。図16は、ステップS5の細胞剥離処理を示すフローチャートである。本実施形態では、作業者が操作部16を操作することで、ステップS501の処理が開始される。
Then, returning to FIG. 12, in step S5, a cell exfoliation process for exfoliating the cultured cells adhering to the wall surface of each
ステップS501では、多層培養容器操作装置10の内部に収納されている振盪部13が、本体19の外側に突出される。そして、ステップS502では、アーム駆動部17により一対のアーム18が下方(Z軸負方向)に駆動され、回転部11が保持する多層培養容器30が固定部材23ごと振盪部13の上面131に載せられる。
In step S501, the shaking
ステップS503では、振盪駆動部14により、振盪部13の振盪動作が行われる。振盪駆動部14は、左右方向(Y軸方向)、前後方向(X軸方向)、あるいは8の字方向(XY軸方向)に、振盪部13を振盪させることで、多層培養容器30を振盪させる。これにより、各トレイ31の壁面に付着する培養細胞が剥離される。ステップS504では、ステップS103と同様に、多層培養容器30が一対のアーム18により上に持ち上げられ、回転部11に保持される。そして、ステップS505では、振盪駆動部14により、振盪部13が多層培養容器操作装置10の内部に収納される。
In step S503, the shaking driving
次いで、図12に戻り、ステップS6では、剥離された培養細胞を含むトリプシン液を回収するためのトリプシン液回収処理が行われる。図17は、ステップS6のトリプシン液回収処理を示すフローチャートである。 Then, returning to FIG. 12, in step S6, a trypsin solution recovery process for recovering the trypsin solution containing the detached cultured cells is performed. FIG. 17 is a flowchart showing the trypsin solution recovery process in step S6.
具体的には、ステップS601において、ステップS305と同様に、多層培養容器30の回転動作が行われる。たとえば、図9(C),(D)に示すように、多層培養容器30を、回転軸X1を中心としてロール方向Rに回転させるとともに、回転軸X2を中心としてピッチ方向Pに回転させてもよい。また、ステップS601において、ステップS305と同様に、回転動作の前に、水切り処理を行う構成としてもよい。そして、ステップS602では、ステップS306と同様に、作業者により、ポンプなどを用いて、トリプシン液を多層培養容器30から回収する作業が行われる。そして、ステップS603では、回転駆動部12により、多層培養容器30を基準位置に戻す処理が行われる。
Specifically, in step S601, the rotation operation of the
以上のように、本実施形態に係る多層培養容器操作装置10は、多層培養容器30の回転動作を行う回転部11と多層培養容器30の振盪動作を行う振盪部13とを一体的に備え、多層培養容器30を台車21に戻すことなく、回転部11による回転動作に続けて、振盪部13に振盪動作を行わせることができる。これにより、本実施形態に係る多層培養容器操作装置10では、多層培養容器30を多層培養容器操作装置10で保持した状態のまま、培養液の回収処理、トリプシン液の導入処理、細胞剥離処理、および剥離した培養細胞を含むトリプシン液の回収処理までの一連の処理を、作業者が多層培養容器30に触れることなく行うことができる。
As described above, the multi-layer culture
特に、従来では、多層培養容器30にトリプシン液を導入した後に、作業者が手動で多層培養容器30を多層培養容器操作装置から一度降ろして、専用の振盪器に載せ替え、専用の振盪器で多層培養容器30を振盪させた後に、さらに作業者が手作業で多層培養容器30を再度、多層培養容器操作装置に載せて、トリプシン液の回収処理を行っていた。そのため、細胞培養処理における作業者の労力が増大してしまうという問題があった。また、作業者が手作業を行うことにより、作業にばらつきが生じる場合や、作業者が不必要に多層培養容器30に触れることで多層培養容器30が破損等してしまい培地を汚染してしまう場合もあった。これに対して、本実施形態では、上記一連の処理を、作業者が多層培養容器30に触れることなく行うことができるため、上記のような問題を解決することができる。
In particular, conventionally, after introducing the trypsin solution into the
さらに、本実施形態では、回転駆動部12および振盪駆動部14が電力モーターを有し、電力の供給を受けて動作する。従来、回転駆動部を有する多層培養容器操作装置が知られていたが、このような多層培養容器操作装置では油圧駆動を用いていた。しかしながら、油圧駆動ではクリーンルームを汚染する可能性があるため、一部のクリーンルームでは使用できない場合があった。これに対して、本実施形態に係る多層培養容器操作装置10では、回転駆動部12および振盪駆動部14に電力モーターを用いており、クリーンルームに関係なく使用することが可能である。
Further, in the present embodiment, the
[第2実施形態]
第2実施形態に係る多層培養容器操作装置10aは、振盪部13および振盪駆動部14を備えていない点で、第1実施形態に係る多層培養容器操作装置10と主に相違する。以下では、第1実施形態と同様の構成については、同じ符号を付し、説明を省略する。
図18は、本実施形態に係る多層培養容器操作装置10aを示すブロック図である。図18に示すように、多層培養容器操作装置10aは、回転部11と、回転駆動部12と、駆動制御部15と、操作部16と、アーム駆動部17と、一対のアーム18と、本体19とを備える。駆動制御部15は、多層培養容器30に細胞を播種した培養液を導入する培養液導入処理、多層培養容器30から培養液を回収する培養液回収処理、多層培養容器30にトリプシン液を導入するトリプシン導入処理、多層培養容器30を振盪させる細胞剥離処理、多層培養容器30からトリプシン液を回収するトリプシン液回収処理など、多層培養容器30を操作するための操作プログラムを予め記憶している。
回転駆動部12は、回転部11を回転軸X1を中心に回転させる第1の電力モーターと、回転部11を回転軸X2を中心に回転させる第2の電力モーターとを備えている。
[Second Embodiment]
The multi-layer culture
FIG. 18 is a block diagram showing a multilayer culture
The
細胞剥離処理は、回転部11により多層培養容器30を第1回転軸または第2回転軸を中心として第1の方向(たとえば右方向)および第2の方向(たとえば左方向)に多層培養容器30を往復揺動させることにより行うよう、操作プログラムにプログラムされている。操作プログラムは、第1の方向への回転動作から第2の方向への回転動作へ切り替わる際および第2の方向への回転動作から第1の方向への回転動作へ切り替わる際に、指定された時間、多層培養容器30の移動を停止させる停止モードを備えている。
停止モードを備えることにより、容器内の液体の移動よりも早い速度で揺動動作を行っても、回転動作の方向切り換え時に揺動動作を指定時間だけ停止させることで、容器内の液体を容器の側面(側壁)に確実に衝突させることが可能となる。細胞剥離処理を効果的に行うためには、容器を高速に揺動させることが重要であるが、容器を高速に揺動させた際に生じる液体の移動の遅れ(タイムラグ)の課題を解消することが可能である。
In the cell detachment treatment, the
By providing a stop mode, even if the swinging motion is performed at a speed faster than the movement of the liquid in the container, the swinging motion is stopped for a specified time when the direction of the rotation motion is switched, so that the liquid in the container can be stored in the container. It is possible to reliably collide with the side surface (side wall) of the. In order to effectively perform the cell detachment treatment, it is important to shake the container at high speed, but the problem of liquid movement delay (time lag) that occurs when the container is shaken at high speed is solved. It is possible.
操作プログラムは、トリプシン液回収処理の前に、トレイ31の側面に付着した細胞を回収する動作を実行する。トレイ31が第1~第4の側面を備えた長方形のトレイである場合、第1の側面、第2の側面、第3の側面および第4の側面の順に、前記トリプシン液がぶつかるように回転部11を操作する。このような操作をすることにより、トレイ31の側面に付着した細胞をトリプシン液内に回収してからトリプシン液回収処理を行うことが可能となる。
The operation program executes an operation of collecting cells attached to the side surface of the
以上で説明した第2実施形態に係る多層培養容器操作装置10aによっても、第1実施形態と同様の効果が奏される。
また、第2実施形態は、振盪部13を備えずとも細胞剥離処理を行うことが可能であり、装置構成が簡易であることから製造コストを下げることができる。
さらには、停止モードを備えることにより、容器を高速に揺動させた際に生じる液体の移動の遅れ(タイムラグ)の課題を解消することが可能である。
The multi-layer culture
Further, in the second embodiment, the cell detachment treatment can be performed without the shaking
Furthermore, by providing the stop mode, it is possible to solve the problem of the delay in the movement of the liquid (time lag) that occurs when the container is shaken at high speed.
以上、本発明の好ましい実施形態例について説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態の記載に限定されるものではない。上記実施形態例には様々な変更・改良を加えることが可能であり、そのような変更または改良を加えた形態のものも本発明の技術的範囲に含まれる。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the technical scope of the present invention is not limited to the description of the above embodiment. Various changes and improvements can be added to the above-described embodiments, and those in which such changes or improvements have been made are also included in the technical scope of the present invention.
上述した実施形態では、多層培養容器操作システム1または多層培養容器操作装置10,10aを細胞培養に用いる構成を例示したが、この構成に限定されず、多層培養容器操作システム1または多層培養容器操作装置10,10aを微生物の培養に用いる構成とすることもできる。
In the above-described embodiment, the configuration in which the multilayer culture
また、上述した実施形態に加えて、多層培養容器操作装置10,10aは、下記の構成を備えることもできる。
すなわち、多層培養容器操作装置10,10aは、回転駆動部12およびアーム駆動部17がエアシリンダーにより構成されている場合には、当該エアシリンダーの圧力を監視する圧力センサを備える構成とすることができる。そして、圧力センサによりエアシリンダーのエア圧力を監視することで、エアシリンダーの故障を検知することができる。
また、多層培養容器操作装置10,10aは、エリアセンサを備える構成とすることもできる。そして、エリアセンサにより多層培養容器操作装置10,10aの周辺、特に、回転部11の周辺への人の立ち入りを常時監視することで、安全性を向上させることができる。
さらに、駆動制御部15は、回転部11、振盪部13、またはアーム18の動作回数をカウントする構成とすることもできる。そして、駆動制御部15は、回転部11、振盪部13、またはアーム18の動作回数に基づいて、回転駆動部12、振盪駆動部14、アーム駆動部17を構成する電力モーターやエアシリンダーの交換時期を予測する構成とすることができる。
加えて、駆動制御部15は、回転部11、振盪部13、またはアーム18の動作時間を積算する構成とすることもできる。そして、駆動制御部15は、回転部11、振盪部13、またはアーム18の動作時間に基づいて、AC/DC電源やバッテリー、ファンなどの交換時期を予測する構成とすることもできる。
Further, in addition to the above-described embodiment, the multi-layer culture
That is, when the
Further, the multilayer culture
Further, the
In addition, the
1…多層培養容器操作システム
10,10a…多層培養容器操作装置
11…回転部
111…係止部材
112…凹部
113…テーパ部
114…溝部
12…回転駆動部
17…アーム駆動部
13…振盪部
131…上面
14…振盪駆動部
15…駆動制御部
16…操作部
18…アーム
181…クランプ
19…本体
20…台車装置
21…台車
22…車輪
23…固定部材
24…台座
25…枠部材
26…留め部材
27…挿通孔
28…被係止部
30…多層培養容器
31…トレイ
32…ベントキャップ
1 ... Multi-layer culture
112 ... Recess
113 ... Tapered part
114 ...
Claims (9)
前記操作装置は、
第1軸および前記第1軸と略直交する第2軸を中心として前記多層培養容器を回転可能であり、
前記第1軸を中心とした前記多層培養容器の回転と同時に、前記第2軸を中心とした前記多層培養容器の回転を行うことにより、前記第1軸および前記第2軸を中心として往復回転させる往復揺動をすることが可能である、多層培養容器操作システム。 It is a multi-layer culture container operation system having a trolley device that can be moved by mounting a multi-layer culture container having a plurality of trays, and an operation device that can hold and rotate the multi-layer culture container.
The operating device is
The multi-layer culture vessel can be rotated around the first axis and the second axis substantially orthogonal to the first axis.
By rotating the multi-layer culture container around the second axis at the same time as rotating the multi-layer culture container around the first axis, reciprocating rotation around the first axis and the second axis. A multi-layer culture vessel operation system that can swing back and forth.
前記操作装置は、互いに略直交する第1平面と、第2平面、および第3平面に沿って、前記多層培養容器を往復回転させる往復揺動することが可能であり、第1軸で前記多層培養容器を往復揺動することで前記多層培養容器を前記第1平面に沿って往復回転させる往復揺動を行い、前記第1軸と略直交する第2軸で前記多層培養容器を往復揺動することで前記多層培養容器を前記第2平面に沿って往復回転させる往復揺動を行う、多層培養容器操作システム。 It is a multi-layer culture container operation system having a trolley device that can be moved by mounting a multi-layer culture container having a plurality of trays, and an operation device that can hold and rotate the multi-layer culture container.
The operating device can reciprocate and reciprocate to rotate the multilayer culture vessel along the first plane, the second plane, and the third plane that are substantially orthogonal to each other, and the operation device can reciprocate and swing along the first axis. By reciprocating the multi-layered culture vessel, the multi-layered culture vessel is reciprocally rotated along the first plane, and the multi-layered culture vessel is reciprocated on the second axis substantially orthogonal to the first axis. A multi-layer culture vessel operation system that reciprocates to rotate the multi-layer culture vessel reciprocating along the second plane by moving .
前記第1平面および前記第2平面に沿う往復揺動を行う第1操作部と、
前記第1操作部とは異なる、前記第3平面に沿う往復揺動を行う第2操作部と、を有する、請求項2に記載の多層培養容器操作システム。 The operating device is
A first operation unit that swings back and forth along the first plane and the second plane, and
The multi-layer culture vessel operation system according to claim 2, further comprising a second operation unit that swings back and forth along the third plane, which is different from the first operation unit.
前記台車は、前記操作装置の前記アームが挿通される挿通孔を有し、
前記操作装置は、
前記多層培養容器を保持し、前記多層培養容器を第1回転軸および/または第2回転軸で回転させる回転動作を行う回転部と、
前記多層培養容器を水平方向に振盪させる振盪動作を行う振盪部と、
前記回転部および前記振盪部の動作を制御する制御部と、を有し、
前記アームを前記多層培養容器の挿通孔に挿通して前記多層培養容器を保持し、前記制御部は、前記多層培養容器を前記アームで保持して前記回転部による前記回転動作を行い、前記アームを前記挿通孔に挿通保持した状態のまま前記振盪部に前記振盪動作を行わせる、多層培養容器操作システム。 A multi-layer culture container operation system having a movable trolley equipped with a multi-layer culture container containing a plurality of trays and an operating device capable of holding and rotating the multi-layer culture container with an arm.
The dolly has an insertion hole through which the arm of the operating device is inserted.
The operating device is
A rotating unit that holds the multi-layer culture container and rotates the multi-layer culture container on the first rotation axis and / or the second rotation axis.
A shaking unit that shakes the multi-layer culture vessel in the horizontal direction, and a shaking portion.
It has a control unit that controls the operation of the rotating unit and the shaking unit, and has.
The arm is inserted into the insertion hole of the multi-layer culture container to hold the multi-layer culture container, and the control unit holds the multi-layer culture container with the arm and performs the rotation operation by the rotating unit, and the arm is used. A multi-layer culture vessel operation system that allows the shaking portion to perform the shaking operation while being inserted and held in the insertion hole.
前記振盪部は、操作装置本体内に収容可能となっており、
前記制御部は、前記振盪動作を行う場合に、前記振盪部を前記操作装置本体から突出させる多層培養容器操作システム。 In the multi-layer culture vessel operation system according to claim 6 ,
The shaking part can be housed in the main body of the operating device.
The control unit is a multi-layer culture vessel operation system that projects the shaking unit from the main body of the operating device when the shaking operation is performed.
前記支持部材と協働して前記多層培養容器を固定する係止部材と、
前記支持部材を第1回転軸および第2回転軸で回転させる回転動作を行う回転部と、
前記支持部材および前記回転部の動作を制御する制御部と、を有し、
前記制御部が、前記回転部に、前記第1回転軸または前記第2回転軸を中心として、第1の方向および第2の方向に前記多層培養容器を往復揺動して細胞剥離処理を実行する細胞剥離機能と、
細胞剥離機能を実行する間、第1の方向への回転動作から第2の方向への回転動作へ切り替わる際および第2の方向への回転動作から第1の方向への回転動作へ切り替わる際に、指定された時間、前記多層培養容器の移動を停止させる停止モードを有する、多層培養容器操作装置。 A support member that vertically supports a multi-layer culture container containing multiple trays with side surfaces,
A locking member that cooperates with the support member to fix the multilayer culture vessel, and
A rotating portion that rotates the support member on the first rotation shaft and the second rotation shaft, and a rotating portion.
It has a support member and a control unit that controls the operation of the rotating unit.
The control unit reciprocates the multilayer culture vessel in the first direction and the second direction around the first rotation axis or the second rotation axis to execute the cell detachment treatment on the rotation unit. Cell detachment function and
When switching from the rotation motion in the first direction to the rotation motion in the second direction and when switching from the rotation motion in the second direction to the rotation motion in the first direction while performing the cell detachment function. , A multilayer culture vessel operating device having a stop mode for stopping the movement of the multilayer culture vessel for a specified time.
前記回転部に、前記第1回転軸または前記第2回転軸を中心として、第1の方向および第2の方向に前記多層培養容器を往復揺動して細胞剥離処理をする間、第1の方向への回転動作から第2の方向への回転動作へ切り替わる際および第2の方向への回転動作から第1の方向への回転動作へ切り替わる際に、指定された時間、前記多層培養容器の移動を停止させる、多層培養容器操作方法。
A support member that movably supports a multi-layer culture container containing a plurality of trays having side surfaces, a locking member that cooperates with the support member to fix the multi-layer culture container, and a first rotation of the support member. The multi-layer culture into which a tripsin solution was introduced was introduced using an operating device having a rotating portion that rotates on a shaft and a second rotating shaft, and a control unit that controls the operation of the support member and the rotating portion. It is a method of operating a multi-layer incubator that operates a container.
During the cell detachment treatment, the multilayer culture vessel is reciprocally swung around the first rotation axis or the second rotation axis in the first direction and the second direction in the rotating portion. When switching from the rotation operation in the direction to the rotation operation in the second direction and when switching from the rotation operation in the second direction to the rotation operation in the first direction, the multi-layer culture container is used for a specified time. Multilayer culture container operation method to stop the movement.
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