JPWO2018070447A1

JPWO2018070447A1 - 培養容器連結装置、培養システムおよびニードルの洗浄方法

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Publication number: JPWO2018070447A1
Application number: JP2018545036A
Authority: JP
Inventors: 聡文北原; 邦忠畑林; 森　淳; 淳森; 裕嗣白岩
Original assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Current assignee: Sinfonia Technology Co Ltd
Priority date: 2016-10-13
Filing date: 2017-10-11
Publication date: 2019-07-25
Anticipated expiration: 2037-10-11
Also published as: EP3527654A1; EP3527654A4; CN110023483A; US20190241860A1; US11377631B2; JP6941785B2; WO2018070447A1

Abstract

本発明による培養容器連結装置は、ニードル３２を進退させる第１アクチュエータと、フレームに回動可能に設けられ、第１アクチュエータを保持するアクチュエータ保持部と、第２アクチュエータと、ニードルを洗浄する洗浄部と、を備えている。このうち第２アクチュエータは、アクチュエータ保持部を介してニードルを回動させる。ニードルは、第２アクチュエータによって、ニードルが培養容器に対向する容器対向位置と、ニードルが洗浄部に対向する洗浄対向位置と、に位置づけ可能になっている。

Description

本発明は、培養容器連結装置、培養システムおよびニードルの洗浄方法に関する。

近年、細胞培養により、目的とする組織や臓器を人工的に作成する再生医療の研究開発が進められている。細胞の培養操作等を行うためには、所定の基準、例えばＧＭＰ（ＧｏｏｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＰｒａｃｔｉｃｅ）を充足した培養システムが用いられている。

培養システムでは、通常、培養容器内の培養環境が徐々に悪化することを防止するために、培養容器内の液体の培地（培養液とも言う）を定期的に交換する。この際、新しい培地を培養容器に供給することで、培養容器内の古い培地を培養容器から押し出して排出している（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−１０９８７７号公報

閉鎖系の培養容器を使用する場合には、培養容器の流入口を閉塞しているゴム栓と流出口を閉塞しているゴム栓とを２つのニードルが貫通して、培養容器内に差し込まれ、培地の交換が行われる。培地交換時には、一方のニードルを介して新しい培地が培養容器に供給されるとともに、他方のニードルを介して古い培地が培養容器から排出される。ニードルは、培地の汚染を防止するために、使い捨てのニードルを使用することが一般的である。

しかしながら、使い捨てのニードルを使用する場合、培地交換後にニードルの交換が行われる。このため、培地交換作業の手間がかかるという問題がある。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、培地交換作業の効率を向上させることができる培養容器連結装置、培養システムおよびニードルの洗浄方法を提供する。

本発明は、培地の交換時に培養容器が連結される培養容器連結装置であって、フレームと、前記フレームに設けられ、前記培養容器を保持する容器保持部と、前記容器保持部に保持される前記培養容器に進退可能なニードルであって、ニードル保持部に保持され、前記培養容器内の前記培地を交換する２つのニードルと、前記ニードルを進退させる第１アクチュエータと、前記フレームに回動可能に設けられ、前記第１アクチュエータを保持するアクチュエータ保持部と、前記アクチュエータ保持部を介して前記ニードルを回動させる第２アクチュエータと、前記ニードルが進退可能に設けられ、前記ニードルを洗浄する洗浄部と、を備え、前記容器保持部と前記洗浄部は、前記ニードルの回動方向に互いに異なる位置に配置され、前記ニードルは、前記第２アクチュエータによって、前記ニードルが前記容器保持部に保持される前記培養容器に対向する容器対向位置と、前記ニードルが前記洗浄部に対向する洗浄対向位置とに、位置づけ可能である、培養容器連結装置、を提供する。

上述した培養容器連結装置において、前記アクチュエータ保持部に係合する係合部を更に備え、前記第２アクチュエータは、前記係合部を保持するとともに進退させ、前記アクチュエータ保持部は、前記係合部が係合した、前記係合部の進退運動を前記ニードルの回動運動に変換する変換部を有している、ようにしてもよい。

上述した培養容器連結装置において、前記第２アクチュエータは、前記アクチュエータ保持部に保持され、前記第２アクチュエータは、前記フレームに回動不能に固定された回動軸を有し、前記アクチュエータ保持部を前記フレームに対する反力で回動することにより、前記アクチュエータ保持部を介して前記ニードルを回動可能に構成されている、ようにしてもよい。

上述した培養容器連結装置において、前記洗浄部は、前記ニードルが進退可能に設けられるとともに前記ニードルの内部洗浄を行う内部洗浄孔と、前記ニードルが進退可能に設けられるとともに前記ニードルの外部洗浄を行う外部洗浄孔と、を有し、前記内部洗浄孔と前記外部洗浄孔は、前記ニードルの回動方向に互いに異なる位置に配置され、前記洗浄対向位置は、前記ニードルが前記内部洗浄孔に対向する内部洗浄対向位置と、前記ニードルが前記外部洗浄孔に対向する外部洗浄対向位置と、を有し、前記ニードルは、前記第２アクチュエータによって、前記内部洗浄対向位置と前記外部洗浄対向位置とに、位置づけ可能である、ようにしてもよい。

上述した培養容器連結装置において、前記ニードルが進退可能に設けられ、２つの前記ニードルを連通させるバイパス部を更に備え、前記バイパス部は、前記容器保持部および前記洗浄部に対して前記ニードルの回動方向に異なる位置に配置され、前記ニードルは、前記第２アクチュエータによって、前記ニードルが前記バイパス部に対向するバイパス対向位置に、位置づけ可能である、ようにしてもよい。

上述した培養容器連結装置において、前記ニードルが進退可能に設けられ、前記ニードルを滅菌する滅菌部を更に備え、前記滅菌部は、前記容器保持部および前記洗浄部に対して前記ニードルの回動方向に異なる位置に配置され、前記ニードルは、前記第２アクチュエータによって、前記ニードルが前記滅菌部に対向する滅菌対向位置に、位置づけ可能である、ようにしてもよい。

また、本発明は、上述した前記培養容器連結装置と、新しい前記培地を貯留するバッファタンクと、前記培養容器連結装置の前記容器保持部に保持される前記培養容器から前記培地を排出する培地排出駆動部と、を備え、前記培養容器連結装置の一方の前記ニードルは、前記バッファタンクに連結され、他方の前記ニードルは、前記培地排出駆動部に連結されている、培養システム、を提供する。

また、本発明は、培地の交換時に培養容器に連結される培養容器連結装置の２つのニードルの洗浄方法であって、前記ニードルを前記培養容器に差し込んで、前記培養容器内の前記培地を交換する工程と、前記ニードルを前記培養容器から後退させて、前記培養容器に対向する容器対向位置に位置づける工程と、前記容器対向位置から前記ニードルを回動して、前記ニードルを洗浄する洗浄部に対向する洗浄対向位置に前記ニードルを位置づけ、前記洗浄対向位置から前進させて、前記洗浄部において前記ニードルを洗浄する工程と、を備えた、ニードルの洗浄方法を提供する。

上述したニードルの洗浄方法において、前記培養容器連結装置は、第１アクチュエータと、前記第１アクチュエータを保持するアクチュエータ保持部と、前記アクチュエータ保持部を回動させる第２アクチュエータと、を備えており、前記ニードルの前進および後退は、前記第１アクチュエータによって行われ、前記ニードルの回動は、前記第２アクチュエータによって行われる、ようにしてもよい。

上述したニードルの洗浄方法において、前記培養容器連結装置は、前記アクチュエータ保持部に係合する係合部を更に備えており、前記第２アクチュエータは、前記係合部を保持するとともに進退させ、前記アクチュエータ保持部は、前記係合部が係合した、前記係合部の進退運動を前記ニードルの回動運動に変換する変換部を有している、ようにしてもよい。

上述したニードルの洗浄方法において、前記培養容器連結装置は、前記アクチュエータ保持部が回動可能に設けられたフレームを更に備えており、前記第２アクチュエータは、前記アクチュエータ保持部に保持され、前記第２アクチュエータは、前記フレームに回動不能に固定された回動軸を有し、前記アクチュエータ保持部を前記フレームに対する反力で回動することにより、前記アクチュエータ保持部を介して前記ニードルを回動可能に構成されている、ようにしてもよい。

上述したニードルの洗浄方法において、前記洗浄部は、前記ニードルの内部洗浄を行う内部洗浄孔と、前記ニードルの外部洗浄を行う外部洗浄孔と、を有し、前記洗浄対向位置は、前記ニードルが前記内部洗浄孔に対向する内部洗浄対向位置と、前記ニードルが前記外部洗浄孔に対向する外部洗浄対向位置と、を有し、前記ニードルを洗浄する工程は、前記ニードルを前記内部洗浄対向位置に位置づける工程と、前記内部洗浄対向位置から前記ニードルを前進させて、前記内部洗浄孔において前記ニードルを内部洗浄する工程と、前記内部洗浄孔から後退させて前記内部洗浄対向位置に位置づける工程と、前記内部洗浄対向位置から前記ニードルを回動して、前記外部洗浄対向位置に位置づける工程と、前記外部洗浄対向位置から前記ニードルを前進させて、前記外部洗浄孔において前記ニードルを外部洗浄する工程と、を有している、ようにしてもよい。

上述したニードルの洗浄方法において、前記ニードルを前記洗浄部から後退させて前記洗浄対向位置に位置づける工程と、前記洗浄対向位置から前記ニードルを回動して、２つの前記ニードルを連通させるバイパス部に対向するバイパス対向位置に前記ニードルを位置づける工程と、前記バイパス対向位置から前記ニードルを前進させて、前記バイパス部において２つの前記ニードルを連通させる工程と、を更に備える、ようにしてもよい。

上述したニードルの洗浄方法において、前記ニードルを前記洗浄部から後退させて前記洗浄対向位置に位置づける工程と、前記洗浄対向位置から前記ニードルを回動して、前記ニードルを滅菌する滅菌部に対向する滅菌対向位置に前記ニードルを位置づける工程と、前記滅菌対向位置から前記ニードルを前進させて、前記滅菌部において前記ニードルを滅菌する工程と、を更に備えた、ようにしてもよい。

上述したニードルの洗浄方法において、前記ニードルを前記滅菌部から後退させて前記滅菌対向位置に位置づける工程と、前記滅菌対向位置から前記ニードルを回動して、２つの前記ニードルを連通させるバイパス部に対向するバイパス対向位置に前記ニードルを位置づける工程と、前記バイパス対向位置から前記ニードルを前進させて、前記バイパス部において２つの前記ニードルを連通させる工程と、を更に備える、ようにしてもよい。

本発明によれば、培地交換作業の効率を向上させることができる。

図１は、第１の実施の形態における培養システムの概略構成を示す図である。図２は、図１に示す培養容器を示す平面図である。図３は、図２に示す培養容器を示す断面図である。図４は、図１に示す培養容器連結装置を示す概略構成図である。図５は、図４に示す培養容器連結装置を示す概略平面図である。図６は、図４の培養容器連結装置の洗浄ブロックを示す断面図である。図７は、図４の培養容器連結装置のニードルの洗浄方法において、内部洗浄時のニードルを示す断面図である。図８は、図４の培養容器連結装置のニードルの洗浄方法において、外部洗浄時のニードルを示す断面図である。図９は、図４の培養容器連結装置のニードルの洗浄方法において、滅菌時のニードルを示す断面図である。図１０は、図４の培養容器連結装置のニードルの洗浄方法において、バイパス時のニードルを示す断面図である。図１１は、第２の実施の形態における培養容器連結装置を示す概略構成図である。図１２は、図１１に示す培養容器連結装置を示す概略平面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、本明細書に添付する図面においては、図示の理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。

各実施の形態による培養システムは、あらゆる細胞を培養するために用いることができ、（ヒト）ｉＰＳ細胞、（ヒト）ＥＳ細胞等の多能性幹細胞、骨髄間質細胞（ＭＳＣ）等の軟骨細胞、樹状細胞等の様々な細胞を培養する際に用いることができる。各実施の形態では、以下、ｉＰＳ細胞を培養する用途を主に想定して説明するが、これはあくまでも一例である。

（第１の実施の形態）
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る培養システムの概略構成を説明する。

図１に示すように、培養システム１は、新しい培地を供給する培地供給源２と、培地交換時に細胞を培養するための培養容器１００が連結される培養容器連結装置３と、培養容器連結装置３に連結された培養容器１００から排出される培地の成分を分析する培地分析部４と、を備えている。

培地供給源２は、培養容器１００に供給するための細胞培養用の新しい培地を保管する。培地供給源２は、例えば保冷庫内に設けられており、保管時には、培地は低温（例えば約４℃）で保管され、成分の劣化を防止している。

培地供給源２と培養容器連結装置３との間に、インレットヒータ５および新液用バッファタンク６がこの順に設けられている。

インレットヒータ５は、培地供給源２から培養容器１００に供給される培地を加熱して、培地の温度を高温（例えば、約３７℃）にする。加熱された培地は、インレットヒータ５から排出されて、新液用バッファタンク６に供給される。なお、培地供給源２とインレットヒータ５との間には、培地供給源２からインレットヒータ５を介して新液用バッファタンク６に培地を供給するためのインレットポンプ７が設けられている。

新液用バッファタンク６は、インレットヒータ５により加熱された培地を貯留し、培地中の気泡を除去する。新液用バッファタンク６は、培地を貯留する内部空間と、ベント部（いずれも図示せず）と、を有しており、新液用バッファタンク６内の内部空間は新液用バッファタンク６の周囲雰囲気（新液用バッファタンク６が収容されたチャンバ内の清浄な雰囲気）とベント部を介して連通している。このことにより、新液用バッファタンク６に貯留されている培地に気泡が混入している場合には、その気泡が浮き上がって培地から除去される。すなわち、新しい培地に含まれる気泡は、高温になったことによって膨張するため、内部空間に貯留された培地から気泡を効率良く除去することができる。また、ベント部を有していることにより、新液用バッファタンク６に対する培地の供給および排出をスムースにさせることができる。なお、ベント部にはベントフィルター（図示せず）が設けられており、新液用バッファタンク６の内部空間への異物の混入防止を図っている。

新液用バッファタンク６の内部空間における培地の貯留容量は、培養容器１００内の培地を交換する際に培養容器１００内の古い培地を押し出すための培地を供給できるように、培養容器１００の容量よりも大きくすることが好適である。例えば、新液用バッファタンク６の培地の貯留容量は、培養容器１００の容量が１８ｍＬである場合には、これよりも大きい３０ｍＬとすることが一例として挙げられる。

インレットポンプ７とインレットヒータ５との間には、第１インレット開閉弁８が設けられている。この第１インレット開閉弁８は、培地供給源２から新液用バッファタンク６への培地の供給を制御している。新液用バッファタンク６と培養容器連結装置３との間には、第２インレット開閉弁９が設けられており、新液用バッファタンク６から培養容器１００への培地の供給を制御している。新液用バッファタンク６は、培養容器連結装置３よりも高い位置に配置されており、新液用バッファタンク６から培養容器連結装置３に連結された培養容器１００への培地の供給が容易に供給可能になっている。

培養容器連結装置３は、培養容器１００を保持して連結するように構成されている。培養容器連結装置３は、滅菌チャンバ１０に収容されている。滅菌チャンバ１０は、連結された培養容器１００の温度、湿度および気体濃度の少なくとも一つが調整されるように構成されており、例えば、培養容器１００の温度が約３７℃になるように雰囲気の温度を調整する。この滅菌チャンバ１０内は滅菌空間となっている。培養容器１００の詳細は後述する。

培養容器連結装置３と培地分析部４の間には、アウトレットポンプ１１（培地排出駆動部）、培地フィルター１２およびアウトレット開閉弁１３が、この順に設けられている。このうちアウトレットポンプ１１は、培養容器１００から細胞培養後の培地を引き出して培地を排出し、培地分析部４に培地を供給する。この際、培養容器１００からの培地の引き出しと同時に、新液用バッファタンク６から培養容器１００への新しい培地の供給が促される。このことにより、培養容器１００に新しい培地が供給され、培地交換がなされる。培地フィルター１２は、培養容器１００から排出される培地に含まれる固形物（例えば、培養していた細胞など）を培地から除去するように構成されている。アウトレット開閉弁１３は、培養容器１００から培地分析部４への培地の供給を制御するように構成されている。

本実施の形態による培養システム１は、インレット洗浄液供給源１４とアウトレット洗浄液供給源１５とを更に備えている。このうちインレット洗浄液供給源１４は、第１ニードル３２ａ（後述）を洗浄するために、インレットヒータ５および新液用バッファタンク６を介して第１ニードル３２ａに洗浄液（例えば、純水）を供給する。インレット洗浄液供給源１４とインレットヒータ５との間には、インレット洗浄ポンプ１６およびインレット洗浄開閉弁１７がこの順に設けられており、インレット洗浄液供給源１４から第１ニードル３２ａへの洗浄液の供給を制御している。アウトレット洗浄液供給源１５は、第２ニードル３２ｂ（後述）を洗浄するために、アウトレットポンプ１１を介して第２ニードル３２ｂに洗浄液（例えば、純水）を供給する。アウトレット洗浄液供給源１５とアウトレットポンプ１１との間には、アウトレット洗浄ポンプ１８およびアウトレット洗浄開閉弁１９がこの順に設けられており、アウトレット洗浄液供給源１５から第２ニードル３２ｂへの洗浄液の供給を制御している。

図１に示すように、培養システム１は、制御部２０を更に備えている。この制御部２０は、上述した各開閉弁やポンプを制御するように構成されている。

次に、図２および図３を用いて、本実施の形態による培養容器１００について説明する。ここでは、カルチャープレート型の培養容器１００を例にとって説明する。

図２および図３に示すように、培養容器１００は、容器本体１０１と、容器本体１０１の一面に貼り付けられた平板１０２と、を備えている。容器本体１０１は、培地（培地以外にも細胞が分散された懸濁液、剥離剤、リン酸緩衝生理食塩水（ＰＢＳ）など）が流入される流入口１０３と、流入口１０３から流入した培地が通過する通路１０４と、通路１０４を通過した培地が流出される流出口１０５と、を有している。このうち流入口１０３は、上述した新液用バッファタンク６に連結され、流出口１０５は、培地分析部４に連結されている。

容器本体１０１の通路１０４は、容器本体１０１の平板１０２が貼り付けられた一面側に溝状に形成されている。通路１０４の口径（すなわち溝の深さ及び幅）は、一例として、２ｍｍ〜４ｍｍである。また、容器本体１０１の通路１０４は、平面視において蛇行する部分、すなわち直線部と折り返し部とが交互に接続された部分を有している。これにより、容器本体１０１を大型化させることなく、通路１０４の全長を延伸させて、細長状の通路１０４が形成されている。

図２および図３に示すように、通路１０４の通路底面１０４ａには、通路１０４を通過する細胞が播種される複数の細胞播種領域１０６が、当該通路１０４に沿って並んで設けられている。本実施の形態では、通路１０４の通路底面１０４ａには、細胞播種領域１０６と同心状に窪み１０７が凹設されている。

流入口１０３に流入口ゴム栓１０８が挿入され、流出口１０５に流出口ゴム栓１０９が挿入されており、流入口１０３および流出口１０５が閉塞されている。流入口ゴム栓１０８および流出口ゴム栓１０９には、後述するニードル３２が貫通可能になっている。

このような培養容器１００内の培地を交換する際には、流入口ゴム栓１０８および流出口ゴム栓１０９にそれぞれ後述するニードルが接続された状態でアウトレットポンプ１１が駆動され、通路１０４内の古い培地が引き出されて流出口１０５から流出される。これに伴い、新液用バッファタンク６から供給される新しい培地が流入口１０３から通路１０４に流入される。この間、通路１０４内の古い培地は、新しい培地により押し出されるようにして流出口１０５から流出される。この場合、新しい培地と古い培地は、通路１０４に沿って流れるため、新しい培地と古い培地とが混ざることを防止できるとともに、古い培地を新しい培地に容易に交換することができる。

次に、図４乃至図６を用いて、本発明の第１の実施の形態による培養容器連結装置３について説明する。培養容器連結装置３は、上述した滅菌チャンバ１０内に設けられている。

図４および図５に示すように、培養容器連結装置３は、一対のフレーム３０と、一対のフレーム３０に設けられ、培養容器１００を保持する容器保持部３１と、容器保持部３１に保持された培養容器１００内の培地を交換する２つのニードル３２と、第１アクチュエータ３３と、を備えている。このうちフレーム３０は起立して互いに平行に設けられており、図示しない連結部材によって一体化されている。容器保持部３１は、図５に示すように、一対のフレーム３０の間に配置されており、各フレーム３０によって支持されている。

ニードル３２は、容器保持部３１に保持された培養容器１００に進退可能になっている。２つのニードル３２のうちの一方（第１ニードル３２ａ）は、上述した新液用バッファタンク６に連結され、他方（第２ニードル３２ｂ）は、上述した培地分析部４に連結されている。２つのニードル３２は、ニードル保持部３２Ｈに保持されている。容器保持部３１に保持された培養容器１００の流入口１０３および流出口１０５は、アクチュエータ保持部３４の回動シャフト３６（いずれも後述）の軸方向に並んで離間して配置されている。同様にして、２つのニードル３２は、回動シャフト３６の軸方向に並んで配置されており、培養容器１００の流入口１０３および流出口１０５と同様の間隔で配置されている。このことにより、培地交換時には、２つのニードル３２が培養容器１００に差し込まれる。より具体的には、第１ニードル３２ａが、培養容器１００の流入口１０３に挿入された流入口ゴム栓１０８を貫通して流入口１０３に差し込まれ、新液用バッファタンク６から第１ニードル３２ａを通って培養容器１００に新しい培地が供給される。一方、第２ニードル３２ｂが、流出口１０５に挿入された流出口ゴム栓１０９を貫通して流出口１０５に差し込まれ、培養容器１００内の培地は、第２ニードル３２ｂを通って排出される。

第１アクチュエータ３３は、一対のフレーム３０の間に配置されており、２つのニードル３２を進退（前進および後退）させる。より具体的には、第１アクチュエータ３３は、ニードル保持部３２Ｈを保持するとともに、ニードル３２の長手方向（図４における左右方向）に沿ってニードル保持部３２Ｈを直線移動させ、２つのニードル３２を同時に直線移動させる。

第１アクチュエータ３３は、アクチュエータ保持部３４によって保持されている。このアクチュエータ保持部３４は、第１アクチュエータ３３を進退不能かつ回動不能に保持しており、後述する第２アクチュエータ３７によって、ニードル３２および第１アクチュエータ３３と共に回動するように構成されている。

アクチュエータ保持部３４は、上方から見た場合に一対のフレーム３０の間に配置されており、各フレーム３０に回動可能に設けられている。より具体的には、図５に示すように、アクチュエータ保持部３４は、第１アクチュエータ３３とフレーム３０との間に設けられた一対の保持プレート３５と、各保持プレート３５から対応するフレーム３０に延びる回動シャフト３６と、を有している。一方の回動シャフト３６が一方のフレーム３０に回動可能に支持され、他方の回動シャフト３６が他方のフレーム３０に回動可能に支持されている。一対の保持プレート３５は、図示しない連結部材によって連結されており、一対の保持プレート３５、一対の回動シャフト３６は、一体に形成されている。

図４に示すように、２つのニードル３２は、フレーム３０に固定された第２アクチュエータ３７によって回動する。この第２アクチュエータ３７は、アクチュエータ保持部３４を介してニードル保持部３２Ｈを回動させる。これにより、ニードル３２が同時に回動するように構成されている。

第２アクチュエータ３７は、アクチュエータ保持部３４に係合するピン３８（係合部）を進退させる。より具体的には、ピン３８は、ピン保持部３８Ｈに保持されており、第２アクチュエータ３７は、ピン保持部３８Ｈを介してピン３８を保持するとともに進退させる。ピン３８の進退運動の軌跡を図４においてＬ１で示す。他方、アクチュエータ保持部３４は、ピン３８が係合した変換部３９を有している。この変換部３９は、ピン３８の進退運動をニードル３２の回動運動に変換するためのものである。変換部３９は、一方の保持プレート３５から上方に延びるように形成されており、当該保持プレート３５に一体に形成されている。

本実施の形態では、変換部３９は、ピン３８が係合するとともに摺動可能な長孔４０を含んでいる。この長孔４０の長手方向は、ニードル３２の長手方向に直交しており、図４に示す形態では、上下方向に延びている。図５では、ピン３８が長孔４０に係合している状態を、変換部３９の断面で示している。

アクチュエータ保持部３４の回動シャフト３６の軸方向で見たときに、第２アクチュエータ３７によるピン３８の進退運動の軌跡Ｌ１は、回動シャフト３６の回動中心Ｏを通ることはなく、回動中心Ｏに対して所定の距離離れている。このことにより、ピン３８が前進または後退すると、アクチュエータ保持部３４の変換部３９が、回動シャフト３６の回動中心Ｏを中心とするモーメントをピン３８から受ける。このため、アクチュエータ保持部３４が、ニードル３２および第１アクチュエータ３３と共に当該回動中心Ｏを中心として回動する。この間、ピン３８は、アクチュエータ保持部３４の長孔４０内を摺動し、回動シャフト３６の回動中心Ｏからの距離が変化する。ニードル３２の先端の回動軌跡を図４においてＬ２で示す。なお、図４に示す形態では、長孔４０の長手方向の延長上に回動シャフト３６の回動中心Ｏが配置されている例が示されているが、ピン３８の進退によってアクチュエータ保持部３４がスムースに回動可能であれば、これに限られることはない。

図４に示すように、本実施の形態による培養容器連結装置３は、ニードル３２を洗浄する洗浄ブロック５０（洗浄部）と、ニードル３２を滅菌する滅菌ブロック７０（滅菌部）と、を更に備えている。洗浄ブロック５０および滅菌ブロック７０には、ニードル３２がそれぞれ進退可能になっている。洗浄ブロック５０および滅菌ブロック７０は、いずれもフレーム３０に取り付けられている。

図６に示すように、洗浄ブロック５０は、ニードル３２の内部洗浄を行う２つの内部洗浄孔５１と、ニードル３２の外部洗浄を行う２つの外部洗浄孔５２と、を有している。内部洗浄孔５１および外部洗浄孔５２は、ニードル３２が進退可能に形成されており、ニードル３２の少なくとも一部が挿入される。このうち外部洗浄孔５２は、垂直方向に延びるように形成されている。

２つの内部洗浄孔５１には、第１排出ライン５３が連結されており、２つの内部洗浄孔５１内の洗浄液は、第１排出ライン５３に排出されるようになっている。２つの外部洗浄孔５２には、第２排出ライン５４が連結されており、２つの外部洗浄孔５２内の洗浄液は、第２排出ライン５４に排出されるようになっている。第１排出ライン５３には第１排出弁５５が設けられ、第２排出ライン５４には第２排出弁５６が設けられている。第１排出ライン５３および第２排出ライン５４は、下流側で第３排出ライン５７に合流している。第３排出ライン５７には、排出ポンプ５８（例えば、真空ポンプ）が設けられており、排出ポンプ５８が駆動されることにより、洗浄液が排出可能になっている。

２つの内部洗浄孔５１は、アクチュエータ保持部３４の回動シャフト３６の軸方向に並んで配置されており、培養容器１００の流入口１０３および流出口１０５と同様の間隔で配置されている。２つの外部洗浄孔５２の配置も同様である。このことにより、２つのニードル３２が、２つの内部洗浄孔５１に同時に挿入可能であるとともに、２つの外部洗浄孔５２に同時に挿入可能になっている。図６においては、２つの内部洗浄孔５１のうちの一方の内部洗浄孔５１を示すとともに、２つの外部洗浄孔５２のうちの一方の外部洗浄孔５２を示しており、他方の内部洗浄孔５１および他方の外部洗浄孔５２の図示は省略している。

洗浄ブロック５０の上面には、２つの凹状の連通路５９が設けられている。各連通路５９は、一方の内部洗浄孔５１と、これに対応する（内部洗浄孔５１に挿入されるニードル３２が挿入される）外部洗浄孔５２とを連通しており、外部洗浄孔５２からオーバーフローする洗浄液を内部洗浄孔５１に案内する。

図６に示すように、洗浄ブロック５０は、互いに連通された２つのバイパス孔６０（バイパス部）を更に有している。このバイパス孔６０は、ニードル３２が進退可能に形成されており、ニードル３２の少なくとも一部が挿入される。２つのバイパス孔６０の配置は、上述した２つの内部洗浄孔５１の配置と同様になっており、２つのニードル３２が、２つのバイパス孔６０に同時に挿入可能になっている。なお、図６においては、一方のバイパス孔６０の図示は省略している。

２つのバイパス孔６０は、バイパスライン６１を介して互いに連通されている。すなわち、上述した第１ニードル３２ａに対応するバイパス孔６０と、第２ニードル３２ｂに対応するバイパス孔６０とが、バイパスライン６１を介して連通されている。このことにより、各ニードル３２ａ、３２ｂが対応するバイパス孔６０に挿入されると、第１ニードル３２ａおよび第２ニードル３２ｂは、２つのバイパス孔６０およびバイパスライン６１を介して互いに連通される。このため、第１ニードル３２ａに供給された培地は、第１ニードル３２ａに対応するバイパス孔６０、バイパスライン６１、および第２ニードル３２ｂに対応するバイパス孔６０を介して、第２ニードル３２ｂに供給可能になっている。第２ニードル３２ｂに供給された培地は、培地分析部４（図１参照）に回収される。なお、第１ニードル３２ａに対応するバイパス孔６０は、バイパスライン６１とは異なる他のライン（図示せず）に連通し、当該他のラインが、培地分析部４に直接的または間接的に連結されていてもよい。この場合においても、第１ニードル３２ａに供給された新しい培地を、培地分析部４に回収することができる。

ところで、バイパス孔６０に挿入されたニードル３２の先端は、バイパス孔６０の壁面に当接可能になっている。より具体的には、バイパス孔６０は、ニードル３２の側に設けられた大径孔部６０ａと、バイパスライン６１の側に設けられた小径孔部６０ｂと、大径孔部６０ａと小径孔部６０ｂとの間に設けられたテーパー孔部６０ｃと、を含んでいる。このうち、小径孔部６０ｂは、大径孔部６０ａよりも小さい径を有している。大径孔部６０ａおよびテーパー孔部６０ｃは、バイパス孔６０に挿入されたニードル３２の長手方向に沿うように形成されている。小径孔部６０ｂのうちテーパー孔部６０ｃの側の部分は、ニードル３２の長手方向に沿うように形成されているが、バイパスライン６１の側の部分は、上下方向に沿うように形成されている。すなわち、小径孔部６０ｂは、折れ曲がるように形成されている。一方、ニードル３２は、その先端部に設けられたテーパー部３２Ｔ（図１０参照）を含んでいる。このことにより、バイパス孔６０にニードル３２が挿入されると、ニードル３２のテーパー部３２Ｔが、第１アクチュエータ３３の駆動力を受けて、バイパス孔６０のテーパー孔部６０ｃの壁面に当接して押圧される。このことにより、第１ニードル３２ａの先端から吐出された培地が、大径孔部６０ａの側に流出することを抑制している。また、バイパスライン６１から供給された培地が、第２ニードル３２ｂ内にスムースに流入することができ、当該培地が、大径孔部６０ａの側に流出することを抑制している。なお、培地の流出を効果的に抑制するために、洗浄ブロック５０は樹脂（例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ））で形成され、ニードル３２はステンレス（例えば、ＳＵＳ３１６Ｌ）で形成されることが好適である。

図４に示すように、滅菌ブロック７０は、ニードル３２の滅菌を行う２つの滅菌孔７１を有している。滅菌孔７１は、ニードル３２が進退可能に形成されており、ニードル３２の少なくとも一部が挿入される。滅菌ブロック７０は、滅菌孔７１に挿入されたニードル３２を加熱するヒータ（図示せず）を有している。滅菌時には、ニードル３２は２００℃程度まで加熱される。２つの滅菌孔７１の配置は、上述した２つの内部洗浄孔５１の配置と同様になっており、２つのニードル３２が２つの滅菌孔７１に同時に挿入可能になっている。図６においては、一方の滅菌孔７１の図示は省略している。

図４に示すように、上述した容器保持部３１、洗浄ブロック５０および滅菌ブロック７０は、回動中心Ｏに対してニードル３２の回動軌跡Ｌ２よりも外周側であって、ニードル３２の回動方向に互いに異なる位置に配置されている。本実施の形態では、容器保持部３１、滅菌ブロック７０および洗浄ブロック５０が、この順に、フレーム３０への取り付け高さが低くなるように配置されている。

洗浄ブロック５０においては、内部洗浄孔５１、外部洗浄孔５２およびバイパス孔６０が、ニードル３２の回動方向に互いに異なる位置に配置されている。本実施の形態では、バイパス孔６０、内部洗浄孔５１および外部洗浄孔５２が、この順に、容器保持部３１および滅菌ブロック７０から遠ざかるように配置されている。

ニードル３２は、第２アクチュエータ３７によって、容器保持部３１に保持された培養容器１００の流入口１０３および流出口１０５に対向する容器対向位置Ｐ１と、洗浄ブロック５０に対向する洗浄対向位置（Ｐ２、Ｐ３）と、に位置づけ可能になっている。ニードル３２が容器対向位置Ｐ１に位置づけられた場合、２つのニードル３２は、その長手方向において、培養容器１００の流入口１０３および流出口１０５にそれぞれ整列される。図４に示す形態では、容器対向位置Ｐ１においてニードル３２は水平に配置される。そして、第１アクチュエータ３３によって前進して（流入口１０３および流出口１０５に向かって直線移動して）、２つのニードル３２は、流入口ゴム栓１０８および流出口ゴム栓１０９を同時に貫通して、培養容器１００内に差し込まれる。

洗浄対向位置は、ニードル３２が内部洗浄孔５１に対向する内部洗浄対向位置Ｐ２と、ニードル３２が外部洗浄孔５２に対向する外部洗浄対向位置Ｐ３と、を有している。すなわち、ニードル３２は、内部洗浄対向位置Ｐ２と、外部洗浄対向位置Ｐ３と、位置づけ可能になっている。ニードル３２が内部洗浄対向位置Ｐ２に位置づけられた場合、２つのニードル３２は、その長手方向において、対応する内部洗浄孔５１にそれぞれ整列される。そして、第１アクチュエータ３３によって前進して、２つのニードル３２は、２つの内部洗浄孔５１に同時に挿入される。ニードル３２が外部洗浄対向位置Ｐ３に位置づけられた場合、２つのニードル３２は、その長手方向において、対応する外部洗浄孔５２にそれぞれ整列される。図４に示す形態では、外部洗浄対向位置Ｐ３においてニードル３２の長手方向は垂直になる。そして、第１アクチュエータ３３によって前進して、２つのニードル３２は、２つの外部洗浄孔５２に同時に挿入される。

また、ニードル３２は、第２アクチュエータ３７によって、洗浄ブロック５０のバイパス孔６０に対向するバイパス対向位置Ｐ４に位置づけ可能になっている。ニードル３２がバイパス対向位置Ｐ４に位置づけられた場合、２つのニードル３２は、その長手方向において、対応するバイパス孔６０にそれぞれ整列される。そして、第１アクチュエータ３３によって前進して、２つのニードル３２は、２つのバイパス孔６０に同時に挿入される。

さらに、ニードル３２は、第２アクチュエータ３７によって、滅菌ブロック７０の滅菌孔７１に対向する滅菌対向位置Ｐ５に位置づけ可能になっている。ニードル３２が滅菌対向位置Ｐ５に位置づけられた場合、２つのニードル３２は、その長手方向において、滅菌ブロック７０の対応する滅菌孔７１にそれぞれ整列される。そして、第１アクチュエータ３３によって前進して、２つのニードル３２は、２つの滅菌孔７１に同時に挿入される。

第１アクチュエータ３３および第２アクチュエータ３７は、上述した制御部２０に接続されている。制御部２０は、第１アクチュエータ３３および第２アクチュエータ３７を制御するように構成されている。

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用（ニードルの洗浄方法）について説明する。

培地交換時には、図４に示すように、まず、ニードル３２は、第２アクチュエータ３７によって回動して、容器対向位置Ｐ１に位置づけられる。このことにより、２つのニードル３２は、容器保持部３１に保持された培養容器１００（図２参照）の流入口１０３および流出口１０５にそれぞれ整列される。

続いて、ニードル３２は、容器対向位置Ｐ１から第１アクチュエータ３３によって流入口１０３および流出口１０５に向かって前進し、流入口ゴム栓１０８および流出口ゴム栓１０９に突き刺さり、貫通する。このことにより、ニードル３２が流入口１０３および流出口１０５に同時に差し込まれ、新液用バッファタンク６（図１参照）と流入口１０３が連結されるとともに、流出口１０５と培地分析部４とが連結される。

その後、アウトレットポンプ１１が駆動されて、培養容器１００の通路１０４から古い培地が第２ニードル３２ｂを介して引き出されて、培地分析部４に供給される。この際、新液用バッファタンク６内に貯留されている新しい培地が、第１ニードル３２ａおよび培養容器１００の流入口１０３を介して通路１０４に流入し、通路１０４内の古い培地が、新しい培地に押し出されるように排出される。このようにして、培養容器１００内の培地が交換される。

培地交換の後、ニードル３２は、第１アクチュエータ３３によって、流入口ゴム栓１０８および流出口ゴム栓１０９から後退して抜き出される。ニードル３２が後退後の各ゴム栓１０８、１０９は、その材料の弾性特性によって、再び流入口１０３および流出口１０５を閉塞する。後退したニードル３２は、再び容器対向位置Ｐ１に位置づけられる。

容器対向位置Ｐ１に位置づけられた後、ニードル３２は、第２アクチュエータ３７によって回動し、洗浄ブロック５０において内部洗浄される。

この場合、まず、図４に示すように、２つのニードル３２は、容器対向位置Ｐ１から回動して内部洗浄対向位置Ｐ２に位置づけられ、洗浄ブロック５０の対応する内部洗浄孔５１にそれぞれ整列される。

続いて、ニードル３２は、内部洗浄対向位置Ｐ２から第１アクチュエータ３３によって対応する内部洗浄孔５１に向かって前進し、図７に示すように、内部洗浄孔５１に挿入される。

次に、インレット洗浄ポンプ１６が駆動されるとともにインレット洗浄開閉弁１７が開き、インレット洗浄液供給源１４からインレットヒータ５および新液用バッファタンク６を介して第１ニードル３２ａに洗浄液が供給される。一方、アウトレット洗浄ポンプ１８が駆動されるとともにアウトレット洗浄開閉弁１９が開き、アウトレット開閉弁１３を閉じる。このことにより、アウトレット洗浄液供給源１５からアウトレットポンプ１１を介して第２ニードル３２ｂに供給される。この場合、洗浄液は、アウトレットポンプ１１において、培地交換時に培地が流れる方向とは反対方向に流れる。

ニードル３２の内部洗浄の間、排出ポンプ５８が駆動され、第１排出ライン５３に設けられた第１排出弁５５は開く。このことにより、各ニードル３２に供給された洗浄液は、ニードル３２の内部流路を通って、各ニードル３２の先端から吐出される。吐出された洗浄液は、第１排出ライン５３を介して第３排出ライン５７に排出される。この間、洗浄液は、各ニードル３２の内部流路を通り、内部流路が洗浄液で洗浄される（ニードル３２が内部洗浄される）。

内部洗浄の後、インレット洗浄ポンプ１６およびアウトレット洗浄ポンプ１８を停止するとともに、インレット洗浄開閉弁１７およびアウトレット洗浄開閉弁１９を閉じる。そして、ニードル３２は、内部洗浄孔５１から第１アクチュエータ３３によって後退し、内部洗浄孔５１から引き出され、再び内部洗浄対向位置Ｐ２に位置づけられる。

内部洗浄対向位置Ｐ２に位置づけられた後、ニードル３２は、第２アクチュエータ３７によって回動し、洗浄ブロック５０において外部洗浄される。

この場合、まず、図４に示すように、２つのニードル３２は、内部洗浄対向位置Ｐ２から回動して外部洗浄対向位置Ｐ３に位置づけられ、洗浄ブロック５０の対応する外部洗浄孔５２にそれぞれ整列される。

続いて、ニードル３２は、外部洗浄対向位置Ｐ３から第１アクチュエータ３３によって対応する外部洗浄孔５２に向かって前進し、図８に示すように、外部洗浄孔５２に挿入される。この際、外部洗浄孔５２へのニードル３２の挿入深さは、内部洗浄孔５１への挿入深さよりも深いことが好ましい。また、外部洗浄孔５２へのニードル３２の挿入深さは、培地交換時に培養容器１００の流入口１０３および流出口１０５に差し込まれるニードル３２の差込深さよりも深いことが好ましい。

次に、内部洗浄時と同様にして、各ポンプ１６、１８を駆動するとともに、各洗浄開閉弁１７、１９を開く。また、アウトレット開閉弁１３を閉じる。このことにより、インレット洗浄液供給源１４から第１ニードル３２ａに洗浄液が供給されるとともに、アウトレット洗浄液供給源１５から第２ニードル３２ｂに洗浄液が供給される。

ニードル３２の外部洗浄の間、排出ポンプ５８が駆動され、第１排出弁５５は開くとともに第２排出弁５６を閉じる。このことにより、各ニードル３２に供給された洗浄液は、先端から吐出されて外部洗浄孔５２に溜まり、外部洗浄孔５２が洗浄液で満たされて、各ニードル３２の外面が洗浄液で洗浄される（ニードル３２が外部洗浄される）。

外部洗浄孔５２からオーバーフローした洗浄液は、洗浄ブロック５０の上面に設けられた連通路５９を通って対応する内部洗浄孔５１に流れる。内部洗浄孔５１に達した洗浄液は、第１排出ライン５３を介して第３排出ライン５７に排出される。外部洗浄の間、第２排出弁５６が閉じられているため、外部洗浄孔５２内に、下流側から（排出ポンプ５８の側から）菌が進入することを防止でき、外部洗浄孔５２の清潔性を向上させることができる。また、外部洗浄の間、外部洗浄孔５２自体を洗浄することにもなる。一方、第１排出弁５５を閉じるとともに第２排出弁５６を開いて、排出ポンプ５８を駆動して内部洗浄孔５１にニードル３２を挿入して洗浄液を吐出させると、内部洗浄孔５１から洗浄液をオーバーフローさせることができ、内部洗浄孔５１自体を洗浄することもできる。

外部洗浄の後、各ポンプ１６、１８を停止するとともに、各洗浄開閉弁１７、１９を閉じる。また、第２排出弁５６が開き、外部洗浄孔５２に溜められた洗浄液が、第２排出ライン５４に排出される。そして、ニードル３２は、外部洗浄孔５２から第１アクチュエータ３３によって後退し、外部洗浄孔５２から引き出され、再び外部洗浄対向位置Ｐ３に位置づけられる。

外部洗浄対向位置Ｐ３に位置づけられた後、ニードル３２は、第２アクチュエータ３７によって回動し、滅菌ブロック７０において滅菌される。

この場合、まず、図４に示すように、２つのニードル３２は、外部洗浄対向位置Ｐ３から回動して滅菌対向位置Ｐ５に位置づけられ、滅菌ブロック７０の対応する滅菌孔７１にそれぞれ整列される。

続いて、ニードル３２は、滅菌対向位置Ｐ５から第１アクチュエータ３３によって対応する滅菌孔７１に向かって前進し、図９に示すように、滅菌孔７１に挿入される。この際、滅菌孔７１へのニードル３２の挿入深さは、培地交換時に培養容器１００の流入口１０３および流出口１０５に差し込まれるニードル３２の差込深さよりも深いことが好ましい。

次に、滅菌ブロック７０のヒータが駆動されて、滅菌孔７１に挿入されたニードル３２が加熱され、滅菌される。

滅菌の後、ヒータを停止し、ニードル３２は、滅菌孔７１から第１アクチュエータ３３によって後退し、滅菌孔７１から引き出され、再び滅菌対向位置Ｐ５に位置づけられる。

滅菌後に新しい培地の成分分析を行う場合には、ニードル３２は、滅菌対向位置Ｐ５から第２アクチュエータ３７によって回動して、図４に示すように、バイパス対向位置Ｐ４に位置づけられる。このことにより、２つのニードル３２は、洗浄ブロック５０の対応するバイパス孔６０にそれぞれ整列される。

続いて、第１アクチュエータ３３によって、ニードル３２は、バイパス対向位置Ｐ４から対応するバイパス孔６０に向かって前進し、図１０に示すように、バイパス孔６０に挿入される。この場合、第１ニードル３２ａおよび第２ニードル３２ｂは、対応するバイパス孔６０にそれぞれ挿入され、第１ニードル３２ａおよび第２ニードル３２ｂは、２つのバイパス孔６０およびバイパスライン６１を介して互いに連通される。

次に、第２インレット開閉弁９が開き、新液用バッファタンク６から新しい培地が第１ニードル３２ａに供給される。供給された培地は、第１ニードル３２ａの先端から吐出され、吐出された培地が、第１ニードル３２ａが挿入されたバイパス孔６０、バイパスライン６１、および第２ニードル３２ｂが挿入されたバイパス孔６０を介して第２ニードル３２ｂに供給される。第２ニードル３２ｂに供給された培地は、培地分析部４に回収される。すなわち、新しい培地は、培養容器１００を通過することなく培地分析部４に回収される。回収された培地は、培地分析部４において成分分析される。

分析用の培地の回収の後、第２インレット開閉弁９を閉じる。そして、２つのニードル３２は、バイパス孔６０から第１アクチュエータ３３によって後退し、バイパス孔６０から引き出され、再びバイパス対向位置Ｐ４に位置づけられる。

このように本実施の形態によれば、培養容器１００内の培地を交換するニードル３２が、第２アクチュエータ３７によって、洗浄ブロック５０に対向する洗浄対向位置Ｐ２、Ｐ３に位置づけられ、第１アクチュエータ３３によって、洗浄ブロック５０に前進することができる。このことにより、培地交換後のニードル３２を、洗浄ブロック５０に前進させて洗浄させることができ、ニードル３２の交換を不要にすることができる。このため、培地交換作業の効率を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、第２アクチュエータ３７が進退させるピン３８が、アクチュエータ保持部３４の変換部３９に係合し、ピン３８の進退運動がニードル３２の回動運動に変換される。このことにより、ニードル３２を回動させるための構成をコンパクト化させることができる。このため、滅菌チャンバ１０内に占める培養容器連結装置３のスペースを小さくすることができる。また、培地交換後のニードル３２を洗浄させるための機構を２つのアクチュエータ３３、３７で実現することができ、構造が複雑化することを防止できる。このため、培養容器連結装置３を簡素化させることができる。

また、本実施の形態によれば、アクチュエータ保持部３４の変換部３９の長孔４０に、ピン３８が係合するとともに摺動する。このことにより、ピン３８の進退運動をスムースにニードル３２の回動運動に変換することができる。このため、第２アクチュエータ３７の動力の損失を低減することができ、ニードル３２をスムースに回動させることができる。

また、本実施の形態によれば、洗浄ブロック５０は、内部洗浄孔５１と外部洗浄孔５２とを有し、内部洗浄対向位置Ｐ２に位置づけられたニードル３２を内部洗浄孔５１に挿入することができ、外部洗浄対向位置Ｐ３に位置づけられたニードル３２を外部洗浄孔５２に挿入することができる。このことにより、内部洗浄孔５１においてニードル３２の内部洗浄を行うことができるとともに、外部洗浄孔５２においてニードル３２の外部洗浄を行うことができる。このため、ニードル３２の洗浄効果をより一層高めることができる。

また、本実施の形態によれば、洗浄ブロック５０は、バイパス孔６０を有し、バイパス対向位置Ｐ４に位置づけられたニードル３２をバイパス孔６０に挿入することができる。このことにより、第１ニードル３２ａから吐出された新しい培地をバイパスライン６１および第２ニードル３２ｂを介して培地分析部４に回収することができ、回収された新しい培地の成分分析を効率良く行うことができる。

さらに、本実施の形態によれば、培養容器１００内の培地を交換するニードル３２が、第２アクチュエータ３７によって、滅菌ブロック７０に対向する滅菌対向位置Ｐ５に位置づけられ、第１アクチュエータ３３によって、滅菌ブロック７０に前進することができる。このことにより、洗浄後のニードル３２を、滅菌ブロック７０において滅菌させることができる。このため、ニードル３２に菌が付着することを防止し、ニードル３２をより一層除菌することができる。

なお、上述した本実施の形態においては、培養容器連結装置３が、滅菌ブロック７０を備えている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、滅菌ブロック７０を備えていなくてもよい。

また、上述した本実施の形態においては、洗浄ブロック５０が、成分分析用の培地を回収するバイパス孔６０（バイパス部）を有している例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、バイパス孔６０は、洗浄ブロック５０および滅菌ブロックに対してニードル３２の回動方向に互いに異なる位置に配置されていれば、洗浄ブロック５０とは別体のブロックに設けられていてもよい。

（第２の実施の形態）
次に、図１１および図１２を用いて、本発明の第２の実施の形態における培養容器連結装置およびニードルの洗浄方法について説明する。

図１１および図１２に示す第２の実施の形態においては、第２アクチュエータが、アクチュエータ保持部に保持されており、アクチュエータ保持部をフレームに対する反力で回動することによりニードルを回動可能に構成されている点が主に異なり、他の構成は、図１乃至図１０に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図１１および図１２において、図１乃至図１０に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図１１および図１２に示すように、本実施の形態では、２つのニードル３２は、第１アクチュエータ８０によって進退可能になっている。この第１アクチュエータ８０は、フレーム３０のサポート部３０ａに回動可能に設けられたアクチュエータ保持部８１に保持されている。ニードル３２は、アクチュエータ保持部８１を介して、第２アクチュエータ８２によって回動可能になっている。

本実施の形態では、第２アクチュエータ８２は、アクチュエータ保持部８１に保持されている。すなわち、本実施の形態によるアクチュエータ保持部８１は、ケース状に形成されており、第１アクチュエータ８０および第２アクチュエータ８２を収容して保持している。ニードル保持部３２Ｈは、アクチュエータ保持部８１に直線移動可能に取り付けられている。

図１２に示すように、第１アクチュエータ８０は、回転軸８３を有しており、この回転軸８３を回転駆動するように構成されている。第１アクチュエータ８０には、例えば、ステッピングモータを好適に用いることができる。一方、ニードル保持部３２Ｈには、ナット８４が連結されている。このナット８４は、外周面におねじが形成されたねじ軸８５（例えば、すべりねじ、ボールねじなど）に螺合している。ねじ軸８５は、アクチュエータ保持部８１内に回転可能に保持されている。第１アクチュエータ８０の回転軸８３とねじ軸８５は、互いに平行に配置されている。また、ねじ軸８５の両側には、ねじ軸８５に平行に延びるガイドロッド８６が設けられている。これらのガイドロッド８６は、ナット８４の直線移動を案内し、ねじ軸８５の回転によってナット８４が直線移動可能になっている。

回転軸８３の端部には、第１プーリ８７が設けられている。一方、ねじ軸８５の端部には、第２プーリ８８が設けられている。第１プーリ８７と第２プーリ８８に、タイミングベルト８９が巻き掛けられており、第１プーリ８７の回転は、タイミングベルト８９を介して第２プーリ８８に伝達される。このようにして、第１アクチュエータ８０の回転駆動力が、ねじ軸８５に伝達され、ニードル保持部３２Ｈに保持されたニードル３２が、直線移動するように構成されている。

第２アクチュエータ８２は、フレーム３０に回動不能に固定された回動軸９０を有している。回動軸９０は、第２アクチュエータ８２の本体を貫通するように形成されている。第２アクチュエータ８２には、例えば、ステッピングモータを好適に用いることができる。

第２アクチュエータ８２は、アクチュエータ保持部８１をフレーム３０に対する反力で回動することにより、アクチュエータ保持部８１を介してニードル３２を回動可能に構成されている。すなわち、回動軸９０がフレーム３０に回動不能に固定されているため、第２アクチュエータ８２が駆動されると、回動軸９０が回動するのではなく、第２アクチュエータ８２自体が回動軸９０に対して反力で回動する。この場合、第２アクチュエータ８２を保持しているアクチュエータ保持部８１がフレーム３０に対して回動し、これにより、ニードル３２が回動するようになる。

このような第１アクチュエータ８０および第２アクチュエータ８２は、第１の実施の形態における第１アクチュエータ３３および第２アクチュエータ３７と同様に、上述した制御部２０よって制御される。すなわち、２つのニードル３２は、第２アクチュエータ８２によって、容器対向位置Ｐ１、洗浄対向位置Ｐ２、Ｐ３、バイパス対向位置Ｐ４、滅菌対向位置Ｐ５に位置付け可能になっている。ニードル３２は、容器対向位置Ｐ１に位置付けられた場合、第１アクチュエータ８０によって培養容器１００に対して進退可能になる。ニードル３２は、内部洗浄対向位置Ｐ２に位置付けられた場合、第１アクチュエータ８０によって内部洗浄孔５１に対して進退可能になり、外部洗浄対向位置Ｐ３に位置付けられた場合、第１アクチュエータ８０によって外部洗浄孔５２に対して進退可能になる。ニードル３２は、バイパス対向位置Ｐ４に位置付けられた場合、第１アクチュエータ８０によってバイパス孔６０に対して進退可能になり、滅菌対向位置Ｐ５に位置付けられた場合、第１アクチュエータ８０によって滅菌孔７１に対して進退可能になる。

このように本実施の形態によれば、アクチュエータ保持部８１に保持された第２アクチュエータ８２が、アクチュエータ保持部８１をフレーム３０に対する反力で回動することができ、アクチュエータ保持部８１を介してニードル３２を回動することができる。このことにより、ニードル３２を回動させるための構成をコンパクト化させることができる。このため、滅菌チャンバ１０内に占める培養容器連結装置３のスペースを小さくすることができる。また、培地交換後のニードル３２を洗浄させるための機構を２つのアクチュエータ８０、８２で実現することができ、構造が複雑化することを防止できる。とりわけ、第２アクチュエータ８２からニードル３２への回動駆動力の伝達機構を簡素化することができる。このため、培養容器連結装置３を簡素化させることができる。また、アクチュエータ保持部８１が、第１アクチュエータ８０および第２アクチュエータ８２を収容していることにより、ニードル３２を回動させるための構成をより一層コンパクト化させることが可能である。

本発明は上記実施の形態および変形例そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施の形態および変形例に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。実施の形態および変形例に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態および変形例にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

Claims

培地の交換時に培養容器が連結される培養容器連結装置であって、
フレームと、
前記フレームに設けられ、前記培養容器を保持する容器保持部と、
前記容器保持部に保持される前記培養容器に進退可能なニードルであって、ニードル保持部に保持され、前記培養容器内の前記培地を交換する２つのニードルと、
前記ニードルを進退させる第１アクチュエータと、
前記フレームに回動可能に設けられ、前記第１アクチュエータを保持するアクチュエータ保持部と、
前記アクチュエータ保持部を介して前記ニードルを回動させる第２アクチュエータと、
前記ニードルが進退可能に設けられ、前記ニードルを洗浄する洗浄部と、を備え、
前記容器保持部と前記洗浄部は、前記ニードルの回動方向に互いに異なる位置に配置され、
前記ニードルは、前記第２アクチュエータによって、前記ニードルが前記容器保持部に保持される前記培養容器に対向する容器対向位置と、前記ニードルが前記洗浄部に対向する洗浄対向位置とに、位置づけ可能である、培養容器連結装置。
前記アクチュエータ保持部に係合する係合部を更に備え、
前記第２アクチュエータは、前記係合部を保持するとともに進退させ、
前記アクチュエータ保持部は、前記係合部が係合した、前記係合部の進退運動を前記ニードルの回動運動に変換する変換部を有している、請求項１に記載の培養容器連結装置。
前記第２アクチュエータは、前記アクチュエータ保持部に保持され、
前記第２アクチュエータは、前記フレームに回動不能に固定された回動軸を有し、前記アクチュエータ保持部を前記フレームに対する反力で回動することにより、前記アクチュエータ保持部を介して前記ニードルを回動可能に構成されている、請求項１に記載の培養容器連結装置。
前記洗浄部は、前記ニードルが進退可能に設けられるとともに前記ニードルの内部洗浄を行う内部洗浄孔と、前記ニードルが進退可能に設けられるとともに前記ニードルの外部洗浄を行う外部洗浄孔と、を有し、
前記内部洗浄孔と前記外部洗浄孔は、前記ニードルの回動方向に互いに異なる位置に配置され、
前記洗浄対向位置は、前記ニードルが前記内部洗浄孔に対向する内部洗浄対向位置と、前記ニードルが前記外部洗浄孔に対向する外部洗浄対向位置と、を有し、
前記ニードルは、前記第２アクチュエータによって、前記内部洗浄対向位置と前記外部洗浄対向位置とに、位置づけ可能である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の培養容器連結装置。
前記ニードルが進退可能に設けられ、２つの前記ニードルを連通させるバイパス部を更に備え、
前記バイパス部は、前記容器保持部および前記洗浄部に対して前記ニードルの回動方向に異なる位置に配置され、
前記ニードルは、前記第２アクチュエータによって、前記ニードルが前記バイパス部に対向するバイパス対向位置に、位置づけ可能である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の培養容器連結装置。
前記ニードルが進退可能に設けられ、前記ニードルを滅菌する滅菌部を更に備え、
前記滅菌部は、前記容器保持部および前記洗浄部に対して前記ニードルの回動方向に異なる位置に配置され、
前記ニードルは、前記第２アクチュエータによって、前記ニードルが前記滅菌部に対向する滅菌対向位置に、位置づけ可能である、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の培養容器連結装置。
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の前記培養容器連結装置と、
新しい前記培地を貯留するバッファタンクと、
前記培養容器連結装置の前記容器保持部に保持される前記培養容器から前記培地を排出する培地排出駆動部と、を備え、
前記培養容器連結装置の一方の前記ニードルは、前記バッファタンクに連結され、他方の前記ニードルは、前記培地排出駆動部に連結されている、培養システム。
培地の交換時に培養容器に連結される培養容器連結装置の２つのニードルの洗浄方法であって、
前記ニードルを前記培養容器に差し込んで、前記培養容器内の前記培地を交換する工程と、
前記ニードルを前記培養容器から後退させて、前記培養容器に対向する容器対向位置に位置づける工程と、
前記容器対向位置から前記ニードルを回動して、前記ニードルを洗浄する洗浄部に対向する洗浄対向位置に前記ニードルを位置づけ、前記洗浄対向位置から前進させて、前記洗浄部において前記ニードルを洗浄する工程と、を備えた、ニードルの洗浄方法。
前記培養容器連結装置は、第１アクチュエータと、前記第１アクチュエータを保持するアクチュエータ保持部と、前記アクチュエータ保持部を回動させる第２アクチュエータと、を備えており、
前記ニードルの前進および後退は、前記第１アクチュエータによって行われ、
前記ニードルの回動は、前記第２アクチュエータによって行われる、請求項８に記載のニードルの洗浄方法。
前記培養容器連結装置は、前記アクチュエータ保持部に係合する係合部を更に備えており、
前記第２アクチュエータは、前記係合部を保持するとともに進退させ、
前記アクチュエータ保持部は、前記係合部が係合した、前記係合部の進退運動を前記ニードルの回動運動に変換する変換部を有している、請求項９に記載のニードルの洗浄方法。
前記培養容器連結装置は、前記アクチュエータ保持部が回動可能に設けられたフレームを更に備えており、
前記第２アクチュエータは、前記アクチュエータ保持部に保持され、
前記第２アクチュエータは、前記フレームに回動不能に固定された回動軸を有し、前記アクチュエータ保持部を前記フレームに対する反力で回動することにより、前記アクチュエータ保持部を介して前記ニードルを回動可能に構成されている、請求項９に記載のニードルの洗浄方法。
前記洗浄部は、前記ニードルの内部洗浄を行う内部洗浄孔と、前記ニードルの外部洗浄を行う外部洗浄孔と、を有し、
前記洗浄対向位置は、前記ニードルが前記内部洗浄孔に対向する内部洗浄対向位置と、前記ニードルが前記外部洗浄孔に対向する外部洗浄対向位置と、を有し、
前記ニードルを洗浄する工程は、前記ニードルを前記内部洗浄対向位置に位置づける工程と、前記内部洗浄対向位置から前記ニードルを前進させて、前記内部洗浄孔において前記ニードルを内部洗浄する工程と、前記内部洗浄孔から後退させて前記内部洗浄対向位置に位置づける工程と、前記内部洗浄対向位置から前記ニードルを回動して、前記外部洗浄対向位置に位置づける工程と、前記外部洗浄対向位置から前記ニードルを前進させて、前記外部洗浄孔において前記ニードルを外部洗浄する工程と、を有している、請求項８乃至１１のいずれか一項に記載のニードルの洗浄方法。
前記ニードルを前記洗浄部から後退させて前記洗浄対向位置に位置づける工程と、
前記洗浄対向位置から前記ニードルを回動して、２つの前記ニードルを連通させるバイパス部に対向するバイパス対向位置に前記ニードルを位置づける工程と、
前記バイパス対向位置から前記ニードルを前進させて、前記バイパス部において２つの前記ニードルを連通させる工程と、を更に備えた、請求項８乃至１２のいずれか一項に記載のニードルの洗浄方法。
前記ニードルを前記洗浄部から後退させて前記洗浄対向位置に位置づける工程と、
前記洗浄対向位置から前記ニードルを回動して、前記ニードルを滅菌する滅菌部に対向する滅菌対向位置に前記ニードルを位置づける工程と、
前記滅菌対向位置から前記ニードルを前進させて、前記滅菌部において前記ニードルを滅菌する工程と、を更に備えた、請求項８乃至１２のいずれか一項に記載のニードルの洗浄方法。
前記ニードルを前記滅菌部から後退させて前記滅菌対向位置に位置づける工程と、
前記滅菌対向位置から前記ニードルを回動して、２つの前記ニードルを連通させるバイパス部に対向するバイパス対向位置に前記ニードルを位置づける工程と、
前記バイパス対向位置から前記ニードルを前進させて、前記バイパス部において２つの前記ニードルを連通させる工程と、を更に備えた、請求項１４に記載のニードルの洗浄方法。