JP7422564B2 - 細胞回収装置 - Google Patents

Description

本発明は、細胞を自動的に回収する細胞回収装置に関する。

近年、人体の様々な部位の組織、細胞、受精卵等の細胞培養を行い、培養された細胞を再生医療等に使用することが実用化されている。接着性細胞の細胞培養の一つとして、細胞をシャーレ、培養フラスコ等の培養容器に播種して、インキュベータ内に静置して細胞を培養容器に接着させ、単層の状態で培養する静置培養（単層培養）がある。接着細胞の継代は、培養容器から培地を取り除いた後に、ＰＢＳ等で細胞表面を洗い酵素（例えばトリプシン）等により、細胞を培養容器から剥がし、培地を入れた新しい培養容器に必要量の細胞を移すことによって行われる。

従来、細胞の継代作業は人による手作業で行われていた。特に、再生医療等で用いる細胞は、安全で良質な細胞を培養する必要があるため、細胞培養士によって細胞の継代作業が行われる必要がある。しかしながら、細胞培養士の育成に時間がかかり、また細胞培養士への作業負担も大きかった。

一方、細胞培養を自動化した装置が存在する（例えば特許文献１に記載）。しかし、このような装置は、培地交換や継代の操作を一連の動作として自動化した装置であるから、大がかりなものとなってしまい、設置場所が限定されるものであった。

また、病院、クリニック等で細胞の培養を行い、患者に投与を行う事が希望されているが、病院、クリニック等では設置場所の制限から、自動化した装置の導入が難しいとの実情があった。そのため、病院、クリニック等にも設置可能な、コンパクトな継代装置の開発が望まれていた。

特開２００８－５４６９０号公報

そこで本発明は、前記事情を考慮し、細胞継代における細胞回収のみに特化した装置であって、しかもコンパクトな細胞回収装置を提供することを課題とする。

本発明は、上下移動により開閉されるシャッター部を前面に有し、内部を清浄環境とできる外構部と、前記外構部の内部に設けられたロボットアームと、細胞を培養した培養容器が置かれる培養容器置台と、前記培養容器から細胞を取り出すために用いられる試薬を入れる試薬容器が置かれる試薬容器置台と、前記培養容器から取り出された細胞を回収する細胞回収容器が置かれる細胞回収容器置台と、を備え、各置台は、前記外構部の内部に、前記ロボットアームの移動範囲内で各容器を把持可能なように設けられ、前記培養容器置台は、前記外構部の左右中央寄りで、かつ、前記シャッター部と前記ロボットアームとの間の位置に設けられ、前記試薬容器置台及び前記細胞回収容器置台は、前記培養容器置台の側方かつ後方に設けられた、細胞回収装置である。

これによれば、培養容器置台が、外構部の左右中央寄りで、かつ、シャッター部とロボットアームとの間の位置に設けられたことで、培養容器置台に対し、作業者が培養容器を置いたり取ったりすることが容易であり、試薬容器置台及び細胞回収容器置台が培養容器置台の側方かつ後方に設けられたことで、各置台を、外構部の内部にコンパクトに配置できる。

また、前記試薬容器置台は、前記外構部の内部で前後に移動可能とされていてもよい。

これによれば、試薬容器置台を前後に移動させることによって、作業者が試薬容器を置きやすく、かつ、ロボットアームが試薬容器を持ちやすい。

また、前記外構部における前方であって、前記シャッター部の後方には、上方に開口した前方吸気部が設けられ、前記培養容器置台は、上下方向に通気性を有する前方パネルに設けられており、前記前方パネルの一部は、前記前方吸気部のうち一部を上方から覆うように設けられていてもよい。

これによれば、前方パネルが前方吸気部を覆う位置関係であっても、前方吸気部での気流の吸い込みが阻害されにくい。そして、前方吸気部上方の空間を、少なくとも培養容器置台として有効に利用できる。

本発明によると、培養容器置台に対し、作業者が培養容器を置いたり取ったりすることが容易であり、かつ、各置台を、外構部の内部にコンパクトに配置できる。よって、容器の出し入れのみを作業者が行えばよく、細胞回収のための動作は自動化されていて、しかもコンパクトな細胞回収装置を提供できる。

本発明の一実施形態に係る細胞回収装置の構成を概略的に示す正面図である。 前記細胞回収装置の構成のうち内部構成を概略的に示すため、外構部における天部を省略して示す平面図である。 前記細胞回収装置の構成のうち内部構成を概略的に示すため、外構部における側部を図示省略して示す右側面図である。 前記細胞回収装置のロボットアームにおけるハンド部（または把持部）を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は（ｂ）のｃ－ｃ矢視図である。 前記ハンド部（または把持部）のうち左右片側部分を示し、（ａ）は正面及び右側面側の斜視図であり、（ｂ）は正面図である。 前記ハンド部（または把持部）のうち左右片側部分を示し、（ａ）は背面図であり、（ｂ）は平面図である。 前記ハンド部（または把持部）のうち左右片側部分を示し、（ａ）は底面図であり、（ｂ）は右側面図である。 前記ハンド部（または把持部）のうち左右片側部分を示し、（ａ）は左側面図であり、（ｂ）は背面及び左側面側の斜視図である。 前記細胞回収装置で用いられる培養容器をホルダと共に示し、（ａ）は正面図、（ｂ）はキャップを外した状態の平面図である。 前記細胞回収装置で用いられる培養容器用のホルダを示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）は左側面図である。 （ａ）は前記細胞回収装置で用いられる細胞回収容器をホルダと共に示した正面図、（ｂ）はホルダ単体の平面図である。 前記細胞回収装置で用いられる試薬容器をホルダと共に示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は背面図である。 （ａ）は前記細胞回収装置で用いられる培地回収容器をホルダと共に示した正面図、（ｂ）はホルダ単体の平面図である。 前記細胞回収装置のロボットアームが、ホルダが装着された培養容器を持った状態であって、（ａ）は第１状態、（ｂ）は第２状態を示す。 前記細胞回収装置のキャップ開閉装置１４のうち、回転把持部とキャップ（大きいキャップの例を実線表示、小さいキャップの例を二点鎖線表示）との関係を示す縦断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る細胞回収装置１について説明する。なお、以下における方向の表現は、「上下」に関しては、図１に示す方向に対応している。また、「前後」に関しては、図２に示す下方（図３に示すシャッター部１０２のある側）を前方とし、同上方（図３に示すシャッター部１０２の反対側）を後方とする。また、「左右」に関しては、図１及び図２に示す方向に対応している。

本実施形態の細胞回収装置１は、培養した細胞を回収するためのみの装置である。このため、一連の細胞培養を行う装置とは異なり、大量に培養した細胞を回収することは、基本的に想定外である。ただし、本発明の技術的範囲から、大量に培養した細胞を回収することを排除しているわけではない。

本実施形態の細胞回収装置１は、図１～図３に示すように構成されていて、主に、外構部１０、ロボットアーム１１、培養容器置台１２１、試薬容器置台１３、細胞回収容器置台１２２を備える。またこれらの他、培地回収容器置台１２３、キャップ開閉装置１４、キャップセンサ１５、キャップ置台１６、傾斜台１７、振動台１８、ピペット装置１９、仮置台２０、操作パネル２１を備える。細胞回収装置１のうちで、物理的に動く部分（ロボットアーム１１、試薬容器置台１３、キャップ開閉装置１４、傾斜台１７、振動台１８、ピペット装置１９）は制御部（図示しない）により動きが制御される。

外構部１０は箱状であって、内部に空間を有しており、この空間に細胞回収のために必要な種々の構造物が配置されている。これらの構造物は、外構部１０の内部における、上向きで左右に長い長方形状の平面を有するテーブル部１０１に対し、一部はテーブル部１０１上に設置され、他の一部はテーブル部１０１を下方から上方に貫通するように設置されている。各構造物とテーブル部１０１は、少なくとも外面が、除染のための薬剤（例えば、エタノール、過酸化水素、次亜塩素酸ナトリウム水溶液）に対する耐薬品性を有する材料で形成されている。本実施形態ではステンレス合金製とされている。外構部１０の基本構造は、市販されている安全キャビネットの構造と同じである（このため、外構部１０に関しては、本発明に直接関係しない部分の説明を省略する）。本実施形態の外構部１０は、前面部の下方領域につき上下移動により開閉されるシャッター部１０２を前面に有するが、シャッター部１０２を開放しても（具体的には、外構部１０における前面部の下方領域を開放した状態であっても）、内部を清浄環境とできるように構成されている。清浄度は、例えばPIC/S GMP 規定のグレードＡに設定される。シャッター部１０２は、例えば無色透明強化ガラスから形成された平板状のものであって、例えば作業者の手により開閉される。シャッター部１０２の開放時には、シャッター部１０２の下縁の下方に開口部が形成される。従って、外構部１０における前面部の下方領域が開放される。この開口部を用いて資材（各容器５１～５４等）の搬入出が可能である。また、外構部１０の前部には図示しないシャッター開放センサが設けられており、所定開度を超えてシャッター部１０２が開放されると、操作パネル２１への表示等によって警告がされるようになっている。

外構部１０における前方であって、シャッター部１０２の後方（直後）には、上方に開口した前方吸気部１０３が設けられており、作業者がシャッター部１０２を上方に移動させたことにより、少なくとも開口部が形成された場合に、外構部１０の内部（テーブル部１０１の上方の空間）を下方に向かう気流の吸い込みがなされる。前方吸気部１０３は多孔板や金網により、上下方向で通気可能に覆われている。本実施形態の前方吸気部１０３は帯状で、シャッター部１０２の正面視における幅方向に沿い、左右に連続して設けられている。

作業者が外構部１０に対して資材を搬入出する際、シャッター部１０２を開けることで、外構部１０における前面部の下方領域が開放されて開口部が形成された場合であっても、前方吸気部１０３での気流の吸い込みにより、開口部を内方から外方に通り抜ける気流が生じないようにされている。このため、外構部１０の内部空間の清浄度が保たれる。

細胞回収のために必要な構造物は、外構部１０における前方吸気部１０３よりも後方（前方吸気部１０３の上方に一部が重なる場合も含む）に設けられている。

培養容器置台１２１及び培地回収容器置台１２３は、前方パネル１２上に形成されている。前方パネル１２は上下方向に通気性を有する材料、例えば多孔板から形成されており、テーブル部１０１の上方に浮かして設けられている。本実施形態では一枚の多孔板に、培養容器５１、細胞回収容器５２、培地回収容器５４の各々がホルダ６１，６２，６４に装着された状態で位置保持するブロック状のストッパが取り付けられることにより区画されることで、培養容器置台１２１、細胞回収容器置台１２２、培地回収容器置台１２３が同一平面上に形成されている。一枚の前方パネル１２において、同一平面上に複数の容器置台１２１～１２３が設けられているので、例えば清掃作業が容易である。前方パネル１２の一部は、前方吸気部１０３のうち一部を上方から覆うようにしてテーブル部１０１上に配置されている。前方パネル１２が多孔板から形成されているため、前方吸気部１０３を覆う位置関係であっても、前方吸気部１０３での気流の吸い込みが阻害されにくい。なお、本実施形態では、前方パネル１２の多孔板の穴径が、前方吸気部１０３の多孔板の穴径よりも大きく形成されていて、上下方向の通気性が確保されている。また、このような位置関係によって、前方吸気部１０３上方の空間を、培養容器置台１２１及び培地回収容器置台１２３として有効に利用できる点で有利である。

ロボットアーム１１は、外構部１０の内部に設けられている。ロボットアーム１１は、外構部１０のテーブル部１０１における前後左右で中央付近に設けられている。このため、ロボットアーム１１の届く範囲内に、細胞回収のために必要な構造物をバランス良く配置できるので、細胞回収装置１を全体としてコンパクト化し、占有面積を小さくすることに貢献できる。

ロボットアーム１１は、図４（ａ）～（ｃ）及び図５～図８に示すように（なお、図４と図５～図８とは、図示の関係により若干の形状差異がある）、先端において各容器５１～５４を持つことのできるハンド部（または把持部）１１１を備える。ハンド部１１１は、接近・離反する一対の把持片１１２，１１２を備える。接近・離反の際の移動は、一対の把持片１１２，１１２が平行状態を保つような直線移動である。各把持片１１２は、容器を支持するのに適した形状とされている。各把持片１１２は、接近・離反方向に複数の凸部１１３～１１３がハンド部１１１における内方に突出して設けられている。このように構成されたハンド部１１１により、各容器５１～５４（具体的には、各容器５１～５４に装着された各ホルダ６１～６４）を単に挟むだけではなく、凹凸嵌合の状態で持てるため、ロボットアーム１１が、内容物の撹拌や排出のために各容器５１～５４を様々な姿勢（例えば上下逆向きや横向き）としても、各容器５１～５４の確実な支持が可能である。

各把持片１１２に設けられる複数の凸部１１３～１１３は２個で一組とされていて、直交する関係にある二方向に各組が設けられている。具体的には、図４（ｂ）に示す状態で、２個が縦方向に並ぶ組と２個が横方向に並ぶ組となっている。これにより、ハンド部１１１を基準で各容器５１～５４を縦向きにも横向きにも支持できる。しかも、縦向きの場合上下逆方向、横向きの場合左右逆方向にも支持できる。よって、液状の内容物を他の容器に移し替える際に、最も移しやすい方向で、移し元の容器を支持できる。従って、効率良い移し替え作業が可能である。

ホルダ６１が装着された培養容器５１をロボットアーム１１が持った状態につき、図１４（ａ）が第１状態、図１４（ｂ）が第２状態である。基本的な把持状態は第１状態であるが、内容物を他の容器に移す際、ロボットアーム１１が持った培養容器５１を、口部が下方を向くまで倒す場合、及び、培養容器５１を空中で振る場合には、ロボットアーム１１が培養容器５１を持ち替えて第２状態とされる。培養容器５１以外の各容器５２～５４についても同様である。第１状態と第２状態の持ち替えは、例えば、培養容器５１または試薬容器５３が仮置台２０に一旦置かれてから行われる。

また、異常発生時の復帰作業を容易にするため、ロボットアーム１１は、個々の動作において、原点位置（ハンド部１１１が前方を向いた位置）で一旦停止するように制御される。

本実施形態の細胞回収装置１では、例えば手培養において用いられる市販の容器５１～５４が、ホルダ６１～６４を装着した状態で用いられる。こうすることで、専用の特殊形状の容器を用いなくてよく、有利である。各容器５１～５４において筒状に突出して形成された口部にはスクリュー式（回転式）のキャップが取り付けられる。

ホルダ６１～６４は、市販の容器５１～５４をロボットアーム１１が持ちやすくするためのものである。例えば培養容器５１用のホルダ６１は、図１０（ａ）～（ｄ）に示す形状とされており、容器に装着されると図９（ａ）（ｂ）に示すような形状となる。他の容器用のホルダ６２～６４に関しては、各容器５２～５４に装着された状態または単体の状態を図１１～図１３に示す。

各ホルダ６１～６４の側方には突出部６１１～６４１が設けられている。各突出部６１１～６４１は、ロボットアーム１１の一対の把持片１１２，１１２により挟まれる。そして各突出部６１１～６４１には、ロボットアーム１１の各把持片１１２に設けられた凸部１１３と一致する凹部６１２～６４２が形成されている。ロボットアーム１１が各容器５１～５４を直接持つと、各容器５１～５４の側部が撓んだり、ロボットアーム１１のハンド部１１１から滑り落ちたりする可能性がある。これに対し、本実施形態のような各ホルダ６１～６４を用いることで、ロボットアーム１１が各ホルダ６１～６４を介して各容器５１～５４を確実に持つことができる。なお、試薬容器５３用のホルダ６３における突出部６３１は、図１２に示すようにホルダ６３の本体にあって突出した形態とはなっておらず、ホルダ６３の本体における側部に直接凹部６３２が形成されている。

図１０（ｃ）に示すように、培養容器５１用のホルダ６１の底部には底凹部６１３が形成されている。他の容器用の各ホルダ６２～６４も同様、底部に底凹部６２３～６４３が形成されている。各ホルダ６１～６４に形成された底凹部６１３～６４３は、線対称（１８０度）及び回転対称（９０度、２７０度）で非対称となる位置に形成されている。本実施形態では底凹部が複数形成されていて、各底凹部６１３～６４３の底部における位置及び／または大きさは、容器５１～５４の種類ごとに異なった組み合わせとされている。試薬容器５３に関しては、図示していないが、洗浄液（ＰＢＳ）容器５３１と酵素（トリプシン）容器５３２とで、各底凹部６３３の底部における位置が異なっている。

一方、各置台１２１，１２２，１２３，１３には、各ホルダ６１～６４の底凹部６１３～６４３に対応した凸部が、例えば前方パネル１２に固定されたピンにより形成されており、各置台１２１，１２２，１２３，１３に各容器５１～５４が正しく装着されると凹凸嵌合がなされる。この凹凸の組み合わせにより、各置台１２１，１２２，１２３，１３に対する各容器５１～５４の正しい位置での位置決めが可能である。そして、誤装着（同じ容器での方向違い、及び、別容器の装着）が防止される。

なお、本実施形態では、試薬容器５３である洗浄液（ＰＢＳ）容器５３１と酵素（トリプシン）容器５３２は同一形状であって、各容器５３１，５３２に装着されるホルダ６３も、底凹部６３３を除いた外形は同一である。ただし、底凹部６３３は別個の位置に形成されているため、試薬容器置台１３への装着時に、相互の区別がなされる。

培養容器５１については図９（ａ）（ｂ）に、試薬容器５３については、図１２（ａ）～（ｃ）に示すように、輪状の弾性体（シリコンゴム等）で構成された留めリング７１，７３が、作業者の手によりあらかじめ（細胞回収装置１への搬入前に）掛け渡されている。具体的には、培養容器５１用のホルダ６１では、厚み方向で対向する一対の面からそれぞれ外側に突出するようにフック部６１４，６１４が設けられている。試薬容器５３用のホルダ６３では、一つの面から外側に突出するようにフック部６３４が設けられている。各フック部６１４，６３４は、先端の径寸法が拡大した形状とされている。培養容器５１用のホルダ６１では、図９（ａ）（ｂ）に示すように、留めリング７１は一対のフック部６１４，６１４と培養容器５１の口部（首部）とに図示のような輪状、または８の字状に掛け渡される。試薬容器５３用のホルダ６３では、図１２（ａ）～（ｃ）に示すように、留めリング７３は１個のフック部６３４と試薬容器５３の口部（首部）とに、口部を留めリング７３が周回するようにして掛け渡される。培養容器５１及び試薬容器５３が各ホルダ６１，６３に対して留めリング７１，７３で保持されるため、ロボットアーム１１が各ホルダ６１，６３を持って上下逆向きにしたり振り回しても、各ホルダ６１，６３から各容器５１，５３が落下することなく、ロボットアーム１１を用いて各容器５１，５３から内容物を円滑に排出できる。

培養容器置台１２１は、細胞を培養する培養容器５１が、ホルダ６１を装着した状態で置かれる台である。この培養容器置台１２１は、外構部１０の左右中央寄りで、かつ、シャッター部１０２とロボットアーム１１との間の位置に設けられている。本実施形態では、培養容器置台１２１は、シャッター部１０２の幅中心に略一致して設けられている。

本実施形態の培養容器５１としては、市販の「ハイパーフラスコ^TM」（コーニングインターナショナル株式会社製）が用いられ、図９（ａ）（ｂ）に示すようにホルダ６１が取り付けられて使用される。培養容器５１は、底面形状が長方形である略直方体形状であり、内部が厚み方向で多層に区切られている。この培養容器５１は、厚み方向における口部の位置が非対称とされている。培養容器置台１２１における各培養容器５１の置かれる区画には、培養容器５１が置かれていることを検知するセンサが設けられている。このセンサは本実施形態では、光線の遮蔽により検知する光学式センサが用いられている。センサは培養容器置台１２１の底部に設けられていて、光線の照射方向は上向きである。なお、試薬容器置台１３、細胞回収容器置台１２２、培地回収容器置台１２３にも同様のセンサが設けられている。

本実施形態の培養容器置台１２１には複数（具体的には３個）の培養容器５１を縦置きできる。なお、培養容器置台１２１には任意の個数の培養容器５１を置くことができる。本実施形態では、１個～３個の範囲で任意個数の培養容器５１を培養容器置台１２１に置くことができる。３個の培養容器５１～５１は、培養容器置台１２１に左右方向（直線方向）に横並びに配置される。つまり、培養容器置台１２１は左右方向（直線方向）に沿って設けられる。このため、３個の培養容器５１～５１は、シャッター部１０２からの距離が等距離になる。したがって、作業者が培養容器置台１２１に各培養容器５１を置く際の置きやすさにばらつきが生じないので、例えば一部の培養容器５１を後方に置かなければならない構成に比べ、作業性が良い。また、細胞回収装置１への培養容器５１の出し入れを速やかに行うことができるので、培養容器５１の出し入れに伴い、細胞回収装置１の内部における清浄度が低下することを避けられる。培養容器置台１２１には各培養容器５１が、厚み方向が前後に沿い、厚み方向で非対称である口部が前方に位置するように並べられる。

インキュベータ処理を行う等の理由により、培養容器５１は作業者によって、処理途中（第１工程終了後）で一旦装置外へ出され、処理終了後（第２工程開始前）に再度装置内へ入れられる。この出し入れの便宜のため、培養容器置台１２１は、細胞回収装置１における略中央部で、かつ、最も前方に設けられている。このような位置関係によって、細胞回収装置１の内部を汚染することなく、培養容器５１の容易な出し入れが可能である。

細胞回収容器置台１２２は、培養容器５１から取り出された細胞を回収する細胞回収容器５２が、ホルダ６２を装着した状態で置かれる台である。細胞回収容器５２には、細胞のほか、培養容器５１の内部において培養した細胞が接着する表面（細胞接着面）から細胞を剥がすために加えられる酵素（トリプシン）、及び、培養容器５１の内部を洗浄する洗浄液（ＰＢＳ）も移される。細胞回収容器置台１２２は、培養容器置台１２１より右後方（細胞回収装置１の平面視における方向、以下同じ）、ロボットアーム１１より右前方（ロボットアーム１１の平面視における回転中心基準、以下同じ）に設けられている。細胞回収容器置台１２２は、培養容器置台１２１と培地回収容器置台１２３と共に一枚の前方パネル１２に一緒に設けられている。

培地回収容器置台１２３は、培養容器５１から取り出された培地を、回収する培地回収容器５４が、ホルダ６４を装着した状態で置かれる台である。培地回収容器置台１２３は、培養容器置台１２１より右後方（培養容器置台１２１と細胞回収容器置台１２２との間）、ロボットアーム１１より右前方に設けられている。培地回収容器置台１２３は、培養容器置台１２１と細胞回収容器置台１２２と共に一枚の前方パネル１２に一緒に設けられている。

試薬容器置台１３は、培養容器５１から細胞を取り出すために用いられる試薬を入れる試薬容器５３が、ホルダ６３を装着した状態で置かれる台である。なお、試薬容器５３（特に洗浄液容器５３１）は、培養容器５１に一度入れた試薬（具体的には洗浄液（ＰＢＳ））を取り出して、回収する用途でも用いられる。試薬容器置台１３は、培養容器置台１２１より左後方、ロボットアーム１１より左前方に設けられている。

本実施形態の試薬容器置台１３は２段式であり、上段部１３１は洗浄液（本実施形態ではＰＢＳ）の入った洗浄液容器５３１が置かれる台であり、下段部１３２は酵素（本実施形態ではトリプシン）の入った酵素容器５３２が置かれる台である。上段部１３１と下段部１３２は上下方向に延びる支持軸により支持されている。上段部１３１と下段部１３２とは別個に、支持軸１３３を中心に回転動作可能である。回転範囲は、図２に実線と二点鎖線で示した状態との間で、図示矢印で示した範囲である。実線表示の状態は、ロボットアーム１１が試薬容器５３を持つ際の後方位置にある状態である。二点鎖線表示の状態は、作業者が試薬容器５３を搬入して上段部１３１または下段部１３２に試薬容器５３を置く際の前方位置にある状態である。回転によって試薬容器置台１３の上段部１３１、下段部１３２を前方位置に移動できるため、作業者が試薬容器５３を置きやすく、かつ、ロボットアーム１１が試薬容器５３を持ちやすい。

試薬容器置台１３（上段部１３１及び下段部１３２）には、垂直方向に延びる平板状の背面板１３４が設けられている。背面板１３４の上端縁には下方に延びるように切り欠かれた切欠部１３５が形成されている。この切欠部１３５には、試薬容器５３に装着されたホルダ６３の、先端の径寸法が拡大したフック部６３４が挟まる。これにより、上段部１３１または下段部１３２が回転しても落下しないように、試薬容器５３が支持される。

なお本実施形態では、試薬容器５３のうち、洗浄液容器５３１の数量、及び、酵素容器５３２の数量は培養容器５１の数量（任意の数量であって、本実施形態では１個～３個）と一致するように設定されている。このため、細胞回収に必要な試薬容器５３の数量が統一されているので、作業者が試薬容器５３の数量を把握しやすく、試薬容器置台１３に置く試薬容器５３の数量をまちがえることを抑制できる。

キャップ開閉装置１４は、各容器５１～５４のキャップを開閉する。キャップ開閉装置１４は、ロボットアーム１１より左後方に設けられている。キャップ開閉装置１４は、キャップを径外方向から挟んだ状態で上下方向に延びる中心軸周りに回転することで、各容器５１～５４の本体に対してキャップを回転させる回転把持部１４１を有している。回転把持部１４１は、下側が広がったり狭まったりする複数の拡開片が組み合わされており、キャップ開閉装置１４の下部に設けられた容器置台１４２に置かれた各容器５１～５４に対して上下動する。この回転把持部１４１により、スクリューキャップが取り付けられた市販の容器を用いることができるので、開閉を容易にするための特殊構造のキャップを備えた特別な容器を用意しなくてもよい。図１５に示すように、回転把持部１４１は、上下２段で構成されていて、上部把持部１４１１の内径は小さく、下部把持部１４１２の内径は大きい。本実施形態で用いられる各容器５１～５４には、外径の異なる２種のキャップが用いられている。相対的に外径の小さなキャップＣ１が培養容器５１と試薬容器５３に用いられ、相対的に外径の大きなキャップＣ２が細胞回収容器５２と培地回収容器５４に用いられる。このため、相対的に外径の小さなキャップＣ１は回転把持部１４１における上部把持部１４１１によって挟まれ、相対的に外径の大きなキャップＣ２は下部把持部１４１２によって挟まれる。容器置台１４２には容器挟持装置１４２１が設けられている。一部の容器は容器挟持装置により水平方向に挟まれた状態で回転把持部１４１によってキャップの開閉がされる。これにより、安定的にキャップを開閉できる。

キャップセンサ１５は、各容器５１～５４におけるキャップの有無を検知するためのセンサであって、本実施形態では、光線の照射方向が下方に設定された光学センサが用いられている。キャップ開閉装置１４は、ロボットアーム１１より右後方に設けられている。キャップ開閉装置１４による開閉操作が行われた後、各容器５１～５４は必ずキャップセンサ１５の位置に移動させられる。これにより、各容器５１～５４におけるキャップの有無が確実に検知され、各容器５１～５４の開閉が実際にされていることが確認される。

キャップ置台１６は、各容器５１～５４から取り外したキャップを一時的に置いておくための台である。キャップ置台１６は、ロボットアーム１１より右後方で、キャップセンサ１５よりも前方に設けられている。キャップ置台１６は、テーブル部１０１の上方で不動である固定台１６１と、固定台１６１に対して着脱される移動台１６２とを有している。各容器５１～５４から取り外したキャップは移動台１６２に載せられる。移動台１６２は、各ホルダ６１～６４の突出部６１１～６４１と同様の部分が設けられていて、当該部分がロボットアーム１１のハンド部１１１に持たれることで、キャップ置台１６とキャップ開閉装置１４との間で移動する。

傾斜台１７は、上面を、水平状態と、上面が斜め前方を向くように傾斜した状態とにできる。図１は傾斜した状態を示している。傾斜台１７は、ロボットアーム１１の右側方に設けられている。傾斜台１７の上面に乗せた各容器（具体的には培養容器５１、試薬容器５３、培地回収容器５４）を傾斜させることで、当該各容器５１，５３，５４に対して、ロボットアーム１１に持たれた他の容器の液状の内容物をこぼさず、効率的に移すことができる。

振動台１８は、テーブル部１０１に対して左右に往復動（揺動）する台である。振動台１８は、ロボットアーム１１の右前方で、細胞回収容器置台１２２よりも後方右寄りに設けられている。振動台１８には、培養容器５１が、厚み方向が上下となるように横倒しに載せられる。培養容器５１を載せた状態で振動台１８が左右に往復動することにより、培養容器５１に衝撃を与えることができる。この衝撃により、洗浄液（ＰＢＳ）、酵素（トリプシン）のいずれか、または、両方が入れられた状態の培養容器５１の内部において培養した細胞が接着する表面（細胞接着面）から細胞を剥がすことができる。本実施形態では、後述の第２工程で、洗浄液が入れられた培養容器５１が振動台１８上で振動させられる。

ピペット装置１９は、細胞回収容器５２の、細胞を含んだ内容物を懸濁させるのに用いられる。ピペット装置１９は振動台１８の右側方に設けられている。ピペット装置１９は、主に、ピペット部１９１、連結チューブ１９２、シリンダ部１９３、しずく受け皿１９４を備える。ピペット部１９１は上下方向に延びる筒状（具体的には円筒状）で下端が絞られた形状である。ピペット部１９１は、上端が支持された旋回アーム１９５が旋回及び上下動することにより、旋回中心に対して平面視で回転し、かつ、上下動する。なお、ピペット部１９１は、一回の細胞回収作業ごとに交換される。連結チューブ１９２は、ピペット部１９１の上端とシリンダ部１９３とを通気可能に連結する。シリンダ部１９３は上下方向に延び、内部に往復動するシリンダが設けられており、シリンダ部１９３の往復動に伴い、ピペット部１９１の下端を介して、ピペット部１９１の内部空間に液体を吸引したり、ピペット部１９１の内部空間から液体を排出したりするように構成されている。しずく受け皿１９４は、ピペット部１９１の回転範囲のうち、前方パネル１２と重ならない部分（前方パネル１２の右方）に設けられており、ピペット部１９１から落下したしずくを受ける。

仮置台２０は、主に、各容器５１～５４をロボットアーム１１が持ち替える際に、各容器５１～５４が一時的に置かれる、上面が平面である台である。本実施形態では、テーブル部１０１よりも高い位置に設けられている。

操作パネル２１はタッチパネルであって、リアルタイムの運転状態が表示され、各動作の内容を作業者が設定できる。また、異常発生時には警告表示がなされる。本実施形態の細胞回収装置１にはこの他に、メンテナンス時等にロボットアーム１１を操作するための有線コントローラ２２が設けられている。

細胞回収作業において用いられる、外構部１０の内部に設けられる各構造物（各置台１２１，１２２，１２３，１３を含む）は、ロボットアーム１１の移動範囲（ロボットアーム１１が届く範囲）内で各容器５１～５４を把持可能であり、各容器５１～５４に対して処理可能に設けられている。ロボットアーム１１の移動範囲は円弧状の範囲である。特に、各置台の位置関係は図２に示す通りであり、ロボットアーム１１の回動中心からほぼ同じ距離に配置されている。従って、ロボットアーム１１を用いた作業が、把持対象物がばらばらの位置にあることに比べて容易である。

また特に、試薬容器置台１３及び細胞回収容器置台１２２は、培養容器置台１２１の側方かつ後方に設けられている。ここで、細胞回収容器５２、試薬容器５３、培地回収容器５４は、細胞回収作業の開始前に搬入され、細胞回収作業の終了後に搬出される。このため、細胞回収作業の途中での出し入れがある培養容器５１（最前位置にあることが好ましい）との関係で、細胞回収装置１における中央部に対して離れた位置で、しかも、培養容器置台１２１よりも後方に設けられている。

作業者が各容器５１～５４を置く各置台１２１～１２３，１３は、高さ方向でテーブル部１０１に近い位置に設けられている。このため、作業者が背の低い人であっても困難なく手が届き、各容器５１～５４を各置台１２１～１２３，１３に置く作業に支障をきたしにくい。

次に、本実施形態の細胞回収装置１を用いた細胞回収作業（第１工程、第２工程）における一連の動作の一例について説明する。なお、第１工程では、培養を経て細胞が内部に入っている培養容器５１（３個）、試薬容器５３（洗浄液（ＰＢＳ）容器５３１が３個、酵素（トリプシン）容器５３２が３個）、培地回収容器５４（１個）が装置内に搬入され、各置台１２１，１２３，１３に置かれた状態とされた以降について説明する。また、第２工程では、第１工程を経た培養容器５１（３個）、試薬容器５３（洗浄液（ＰＢＳ）容器５３１が３個）、細胞回収容器５２（１個）が装置内に搬入され、各置台１２１，１２２，１３に置かれた状態とされた以降について説明する。各工程における以下の説明は、時間経過順に記載している。

なお、各容器５１～５４及びキャップの細胞回収装置１内での移動は全てロボットアーム１１によりなされる。また、各容器５１～５４が備えるキャップの開閉は、キャップ開閉装置１４に対して各容器５１～５４が移動されてなされる。キャップ開閉装置１４とキャップ置台１６との間でのキャップの移動は、キャップ置台１６のうち移動台１６２をロボットアーム１１が移動させることでなされる。また、キャップ開閉装置１４によるキャップの開閉の後、ロボットアーム１１により各容器５１～５４の口部はキャップセンサ１５の下方にかざされ、キャップの開閉状況が検知される。また、以下の動作説明では省略したが、ロボットアーム１１が各容器５１～５４を持ち替える際、各容器５１～５４は一旦仮置台２０に置かれる。

まず第１工程について説明する。最初に、培地回収容器５４のキャップを外す。キャップが外された状態の培地回収容器５４は培地回収容器置台１２３に置かれる（移動前の位置に戻される）。外されたキャップはキャップ置台１６へ移動させる。次に、洗浄液（ＰＢＳ）容器５３１のキャップを外し、試薬容器置台１３における上段部１３１の所定位置（移動前に置かれていた位置のこと、以下同じ）へ置く。外されたキャップはキャップ置台１６へ移動させる。次に、酵素（トリプシン）容器５３２のキャップを外し、試薬容器置台１３における下段部１３２の所定位置へ置く。外されたキャップはキャップ置台１６へ移動させる。次に、培養容器５１のキャップを外し、培養容器５１を仮置台２０へ置く。外されたキャップはキャップ開閉装置１４が保持したままとしておく。

次に、培地回収容器５４を傾斜台１７に移動させ、傾斜台１７を、培地回収容器５４の口部が斜め前方を向くように傾斜させる。培養容器５１をロボットアーム１１が持ち、培養容器５１を傾けることで、培養容器５１内の培地の半分程度を培地回収容器５４に移す。培養容器５１をロボットアーム１１が持ち替えた上で、培養容器５１内の培地の残りを培地回収容器５４に移す。培養容器５１を仮置台２０に置く。次に、傾斜台１７を水平状態に戻した上で、培地回収容器５４を培地回収容器置台１２３に移動させる。

なお、各容器５１～５４の内容物を他の容器に移す際、本実施形態では、内容物の移動自体は検知しておらず、内容物を移す動作を行う時間を一定の時間確保するように、制御部が制御している。

次に、培養容器５１を傾斜台１７に移動させ、傾斜台１７を、培養容器５１の口部が斜め前方を向くように傾斜させる。洗浄液（ＰＢＳ）容器５３１をロボットアーム１１が持ち、洗浄液（ＰＢＳ）を培養容器５１に移す。洗浄液容器５３１を試薬容器置台１３における上段部１３１の所定位置へ置く。次に、傾斜台１７を水平状態に戻した上で、培養容器５１のキャップを閉じる。次に、培養容器５１をロボットアーム１１が持ち、空中で振る。そして、培養容器５１のキャップを開けて、培養容器置台１２１の所定位置に置く。次に、空の洗浄液容器５３１を傾斜台１７に置く（ただし傾斜はさせない）。次に、培養容器５１内の洗浄液を洗浄液容器５３１に移す。この動作により、培養容器５１に移されていた洗浄液は、元の洗浄液容器５３１に戻されたことになる。培養容器５１を培養容器置台１２１の所定位置に置く。洗浄液容器５３１を試薬容器置台１３における上段部１３１の所定位置へ置く。

次に、培養容器５１を傾斜台１７に移動させ、傾斜台１７を、培養容器５１の口部が斜め前方を向くように傾斜させる。酵素（トリプシン）容器５３２をロボットアーム１１が持ち、酵素（トリプシン）を培養容器５１に移す。酵素容器５３２を試薬容器置台１３における下段部１３２の所定位置へ置く。次に、傾斜台１７を水平状態に戻した上で、培養容器５１のキャップを閉じる。次に、培養容器５１をロボットアーム１１が持ち、空中で振る。そして、培養容器５１を培養容器置台１２１の所定位置に置く。次に、作業者がシャッター部１０２を開けて培養容器５１を取り出し、その後シャッター部１０２を閉じる。細胞回収装置１から一旦取り出された培養容器５１は、別に設けられたインキュベータに作業者により移動させられて処理される。

次に、培地回収容器５４、洗浄液容器５３１、空の酵素容器５３２の順でキャップを閉じる。キャップを閉じる際は、キャップ置台１６から移動台１６２ごとキャップをキャップ開閉装置１４における回転把持部１４１に移動させ、各容器５１～５４をキャップ開閉装置１４における容器置台１４２に移動させる。そして、回転把持部１４１が把持したキャップを各容器５１～５４に取り付ける。これで第１工程は終了である。

次に第２工程について説明する。第２工程の開始前に、作業者がシャッター部１０２を開けて、インキュベータで処理された培養容器５１を培養容器置台１２１の所定位置（第１工程で置かれていた位置）へ置き、その後シャッター部１０２を閉じる。第２工程では、まず、細胞回収容器５２のキャップを外す。外されたキャップはキャップ置台１６へ移動させる。次に、洗浄液（ＰＢＳ）容器５３１のキャップを外し、試薬容器置台１３における上段部１３１の所定位置へ置く。外されたキャップはキャップ置台１６へ移動させる。次に、培養容器５１を空中で振り、その後振動台１８へ置いて振動台１８を作動させる（タッピング）。そして、培養容器５１を再び空中で振る。次に、培養容器５１のキャップを外し、内容物を細胞回収容器５２に移す。外されたキャップはキャップ開閉装置１４が保持したままとしておく。

次に、培養容器５１を傾斜台１７に移動させ、傾斜台１７を、培養容器５１の口部が斜め前方を向くように傾斜させる。次に、洗浄液（ＰＢＳ）容器５３１をロボットアーム１１が持ち、洗浄液（ＰＢＳ）を培養容器５１に移す。培養容器５１のキャップを閉じる。次に、培養容器５１を空中で振り、その後振動台１８へ置いて振動台１８を作動させる（タッピング）。そして、培養容器５１を再び空中で振る。次に、培養容器５１のキャップを外し、内容物を細胞回収容器５２に移す。培養容器５１のキャップを閉じ、培養容器置台１２１へ移動させる。次に、細胞回収容器５２の内容物にピペット装置１９のピペット部１９１を差し入れ、シリンダ部１９３を作動させて内容物の吸引と排出を行うことで分散させる（ピペッティング）。そして、ピペット部１９１の先端を細胞回収容器５２の内容物から引き上げてシリンダ部１９３を作動させる（空打ちを行う）ことで、ピペット部１９１内部の残存物（しずく）を細胞回収容器５２に入れる。次に、細胞回収容器５２のキャップを閉じ、洗浄液容器５３１のキャップを閉じる。細胞回収装置１における一連の動作はこれで終了である。

作業者がシャッター部１０２を開け、細胞回収容器５２とその他の容器が、細胞回収装置１から取り出されると、培養容器５１からの細胞回収作業は終了する。なお、複数（具体的に、本実施形態では３個）の培養容器５１から細胞回収を行う場合には、まず、全ての試薬容器５３のキャップを開けてから、個々の培養容器５１の処理を、前記一連の動作と同じようにして繰り返す。全ての培養容器５１の処理が終了したら、他の全ての細胞回収容器５２及び試薬容器５３のキャップを閉じる。

以上のように構成された、本実施形態の細胞回収装置１によれば、培養容器置台１２１が、外構部１０の左右中央寄りで、かつ、シャッター部１０２とロボットアーム１１との間の位置に設けられたことで、培養容器置台１２１に対し、作業者が培養容器５１を置いたり取ったりすることが容易であり、試薬容器置台１３及び細胞回収容器置台１２２が培養容器置台１２１の側方かつ後方に設けられたことで、少なくとも各置台１２１，１２２，１３を、外構部１０の内部にコンパクトに配置できる。よって、各容器５１～５４の出し入れのみを作業者が行えばよく、細胞回収のための動作は自動化されていて、しかもコンパクトな細胞回収装置１とできる。

また、本実施形態の細胞回収装置１では、試薬容器置台１３は、外構部１０の内部で前後に移動可能とされている。このため、作業者が試薬容器５３を置きやすく、かつ、ロボットアーム１１が試薬容器５３を持ちやすい。

以上、本発明の一実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、明示しなかった形態であっても、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

１…細胞回収装置、１０…外構部、１１…ロボットアーム、１２…前方パネル、１３…試薬容器置台、１４…キャップ開閉装置、１５…キャップセンサ、１６…キャップ置台、１７…傾斜台、１８…振動台、１９…ピペット装置、２０…仮置台、２１…操作パネル、２２…有線コントローラ、５１…培養容器、５２…細胞回収容器、５３…試薬容器、５４…培地回収容器、６１…培養容器用ホルダ、６２…細胞回収容器用ホルダ、６３…試薬容器用ホルダ、６４…培地回収容器用ホルダ、７１…留めリング（培養容器）、７３…留めリング（試薬容器）、１０１…テーブル部、１０２…シャッター部、１０３…前方吸気部、１１１…ハンド部、１１２…把持片、１１３…凸部、１２１…培養容器置台、１２２…細胞回収容器置台、１２３…培地回収容器置台、１３１…上段部（試薬容器置台）、１３２…下段部（試薬容器置台）、１３３…支持軸、１３４…背面板、１３５…切欠部、１４１…回転把持部、１４２…容器置台、１６１…固定台（キャップ置台）、１６２…移動台（キャップ置台）、１９１…ピペット部、１９２…連結チューブ、１９３…シリンダ部、１９４…しずく受け皿、１９５…旋回アーム、５３１…洗浄液（ＰＢＳ）容器、５３２…酵素（トリプシン）容器、６１３…底凹部（培養容器）、６２３…底凹部（細胞回収容器）、６３３…底凹部（試薬容器）、６４３…底凹部（培地回収容器）、６１４…フック部（培養容器）、６３４…フック部（試薬容器）、１４１１…上部把持部、１４１２…下部把持部

Claims (3)

1. 上下移動により開閉されるシャッター部を前面に有し、内部を清浄環境とできる外構部と、
   前記外構部の内部に設けられたロボットアームと、
   細胞を培養した培養容器が置かれる培養容器置台と、
   前記培養容器から細胞を取り出すために用いられる試薬を入れる試薬容器が置かれる試薬容器置台と、
   前記培養容器から取り出された細胞を回収する細胞回収容器が置かれる細胞回収容器置台と、を備え、
   各置台は、前記外構部の内部に、前記ロボットアームの移動範囲内で各容器を把持可能なように設けられ、
   前記培養容器置台は、前記外構部の左右中央寄りで、かつ、前記シャッター部と前記ロボットアームとの間の位置に設けられ、
   前記試薬容器置台及び前記細胞回収容器置台は、前記培養容器置台の側方かつ後方に設けられた、細胞回収装置。
2. 前記試薬容器置台は、前記外構部の内部で前後に移動可能とされている、請求項１に記載の細胞回収装置。
3. 前記外構部における前方であって、前記シャッター部の後方には、上方に開口した前方吸気部が設けられ、
   前記培養容器置台は、上下方向に通気性を有する前方パネルに設けられており、
   前記前方パネルの一部は、前記前方吸気部のうち一部を上方から覆うように設けられている、請求項１または２に記載の細胞回収装置。