KR102220125B1 - 세포배양 자동화 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 저장부, 주작업부, 항온배양부 및 제어부를 포함하여 구성되는 시스템에서, 상기 제어부의 제어에 의해 세포를 배양하는 자동화 세포 배양 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은, 냉동상태의 세포가 담긴 바이알을 해동하고, 제1배양용기에 분주하여 상기 항온배양부에서 배양하고, 상기 항온배양부에서 배양된 제1배양용기를 상기 주작업부로 이동시켜, 배양액을 교환하고, 상기 항온배양부에서 배양하고, 상기 제1배양용기의 배양면으로부터 세포를 분리하고, 제2배양용기에 분주하고, 상기 항온배양부에서 배양하고, 상기 제2배양용기의 배양면으로부터 세포를 분리하고, 세포를 포집한다.

Description

세포배양 자동화 장치 및 방법{AUTOMATED CELL CULTURING DEVICE AND METHOD THEREOF}

본 발명은 세포배양을 자동화하는 장치 및 방법에 대한 것으로서, 보다 상세하게는 세포치료제의 생산에 사용되는 세포를 생산하는 것을 자동화하여 보다 대량의 세포를 얻기 위한, 세포배양 자동화 장치 및 방법에 대한 것이다.

일반적으로 세포치료제는 세포와 조직의 기능을 복원하기 위하여 살아 있는 자가(autologous), 동종(allogenic), 이종(xenogenic) 세포를 체외에서 증식, 선별하거나 여타 방법으로 세포의 생물학적 특성을 변화시키는 등 일련의 행위를 통하여 치료, 진단, 예방 목적으로 사용되는 의약품을 말한다.

종래의 경우 이러한 세포치료제를 수동으로 생산하고 있으나, 수동생산에 의해 얻을 수 있는 세포치료제의 수가 한정되어 있고 작업자에 따라 배양성적과 세포의 품질에 차이가 발생하는 등의 문제가 따른다. 최적화된 배양 조건을 자동화 공정으로 구현하여 균일한 고품질의 세포를 대량생산하는 장치는 세포치료제 생산과정의 산업화와 표준화에 중요한 역할을 한다.

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등록특허 10-0946643(세포배양장치 및 이를 구비한 대용량 자동화 세포배양기, 2010년 3월 3일 등록)

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 자동화 공정을 통해 다량의 세포를 일정하게 배양할 수 있는 세포배양 자동화 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일측면에 따른 세포배양 자동화 장치는, 배양용기를 지지하는 배양용기 지지대를 포함하며, 배양온도를 유지하는 항온배양부와, 배양용기를 적재하는 선반을 구비하는 저장부와, 냉동상태의 세포를 해동 및 세척하고, 상기 해동 및 세척된 세포를 상기 저장부의 배양용기에 담아 상기 항온배양부로 제공하는 주작업부와, 로봇장치를 제어하여 상기 주작업부 내에서의 처리 및 이동을 처리하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 주작업부는, 냉동상태의 세포를 해동하는 가열부와, 세척액이 담긴 튜브에 상기 가열부에서 해동된 세포를 첨가하여 세척함과 아울러 세척된 세포에 배양액을 공급하는 튜브 거치대와, 상기 튜브 거치대에서 세척된 세포와 세척액을 분리하는 원심분리기를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 주작업부는, 배양액이 혼합된 세포를 배양용기에 투입할 수 있도록 상기 저장부의 선반으로부터 배양용기를 공급받아 거치하는 배양용기 거치대와, 배양액이 혼합된 세포를 수용하는 배양용기를 자동으로 흔드는 배양용기 핸들러를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 주작업부는, 둘레를 따라 배치되는 이동레일을 포함하여, 상기 로봇장치에 의해 상기 배양용기 및 튜브를 이동시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 주작업부는, 상기 항온배양부에서 이동된 배양용기에서 세포의 사진을 촬영하여 상기 제어부로 제공하여, 배양상태를 확인할 수 있도록 하는 현미경을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 제어부는, 상기 현미경으로 촬영된 사진을 확인하여, 배양이 완료된 것으로 판단되면, 배양용기를 상기 배양용기 핸들러로 이동시켜 배양액을 제거하고, 배양된 세포를 상기 튜브거치대에서 튜브에 분주하고, 상기 원심분리기를 통해 분리하고, 팁거치대의 팁을 이용하여 상등액을 제거한 후, 상기 튜브거치대에서 새로운 튜브에 담아 거치대로 이동시키도록 로봇장치를 제어할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따른 세포배양 자동화 방법은, 저장부, 주작업부, 항온배양부 및 제어부를 포함하여 구성되는 시스템에서, 상기 제어부의 제어에 의해 세포를 배양하는 본 발명의 일실시예의 방법은, (a) 냉동상태의 세포가 담긴 바이알을 해동하고, 제1배양용기에 분주하여 상기 항온배양부에서 배양하는 단계; (b) 상기 항온배양부에서 배양된 제1배양용기를 상기 주작업부로 이동시켜, 배양액을 교환하고, 상기 항온배양부에서 배양하는 단계; (c) 상기 제1배양용기의 배양면으로부터 세포를 분리하고, 제2배양용기에 분주하고, 상기 항온배양부에서 배양하는 단계; 및 (d) 상기 제2배양용기의 배양면으로부터 세포를 분리하고, 세포를 포집하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 (a) 단계는, (a-1) 냉동상태의 세포가 담긴 바이알을 상기 주작업부의 가열부에 배치하는 단계; (a-2) 제1튜브에 세척액을 튜빙을 통해 첨가하고, 상기 바이알에서 해동된 세포를 상기 제1튜브에 팁을 이용하여 첨가하는 단계; (a-3) 상기 제1튜브를 원심분리기에 배치하고, 상기 원심분리기를 구동하여 스핀다운하고 팁을 이용하여 상등액을 제거하는 단계; (a-4) 상기 제1튜브에 배양액을 팁을 통해 첨가하여, 세포펠렛과 배양액을 혼합하여 세포액을 제조하는 단계; (a-5) 상기 제1배양용기에 배양액을 튜빙을 통해 분주하는 단계; (a-6) 상기 세포액을 상기 제1배양용기에 분주하는 단계; (a-7) 상기 제1배양용기의 배양면이 상기 주작업부의 바닥면과 수직을 이룬 상태로 배치하고 핸들링하도록 배양용기 핸들러를 구동하는 단계; (a-8) 상기 제1배양용기의 배양면이 상기 주작업부의 바닥면과 평행을 이룬 상태로 배치하고 핸들링하도록 상기 배양용기 핸들러를 구동하는 단계; 및 (a-9) 상기 제1배양용기를 상기 항온배양부로 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 배양액은 상기 저장부에서 소정 용기에 저장되며, 상기 소정 용기로부터 튜브를 통해 상기 주작업부의 상기 제1튜브 또는 상기 제1배양용기로 제공될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 (b) 단계는, (b-1) 상기 배양용기 핸들러를 구동하여 상기 제1배양용기 내부의 배양액을 제거하는 단계; (b-2) 상기 제1배양용기로 튜빙을 통해 새로운 배양액을 분주하는 단계; 및 (b-3) 상기 제1배양용기의 배양면이 상기 주작업부의 바닥면과 평행을 이룬 상태로 배치하고 핸들링하도록 상기 배양용기 핸들러를 구동하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, (b-4) 현미경으로부터 상기 제1배양용기의 배양면의 영상을 수신하여 세포의 세포의 밀도 및 형태를 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 세포의 밀도 및 형태는, 기준영상과 상기 현미경으로부터 수신되는 영상을 비교하여 판단하거나, 또는 세포가 차지하는 면적의 비율을 계산하여 결정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 (c) 단계는, (c-1) 상기 배양용기 핸들러를 구동하여 상기 제1배양용기 내부의 배양액을 제거하는 단계; (c-2) 상기 제1배양용기에 세척액을 튜빙을 통해 첨가하는 단계; (c-3) 상기 제1배양용기의 배양면이 상기 주작업부의 바닥면과 평행하도록 배치하고 핸들링하도록 상기 배양용기 핸들러를 구동하는 단계; (c-4) 상기 배양용기 핸들러를 구동하여 상기 제1배양용기 내부의 세척액을 제거하는 단계; (c-5) 상기 제1배양용기에 세포분리제를 첨가하고, 상기 제1배양용기의 배양면이 상기 주작업부의 바닥면과 평행하도록 배치하고 핸들링하도록 상기 배양용기 핸들러를 구동하는 단계; (c-6) 상기 제1배양용기를 상기 항온배양부에 소정 시간동안 배치하는 단계; (c-7) 상기 제1배양용기에 배양액을 첨가한 후 상기 제1배양용기의 배양면이 상기 주작업부의 바닥면과 평행하도록 배치하고 핸들링하도록 상기 배양용기 핸들러를 구동하는 단계; (c-8) 상기 제1배양용기에 남아있는 세포를 제2튜브에 분주하는 단계; (c-9) 상기 제2튜브를 원심분리기에 배치하고, 상기 원심분리기를 구동하여 스핀다운하고 팁을 이용하여 상등액을 제거하고, 남은 세포펠렛을 배양액으로 부유하여 세포혼탁액을 제조하는 단계; (c-10) 혼합용기에 배양액을 튜빙을 통해 첨가하고, 상기 제1배양용기의 상기 세포혼탁액을 상기 혼합용기에 팁을 이용하여 추가하여 부유액을 제조하는 단계; (c-11) 상기 혼합용기의 배양면이 바닥과 수직을 이루도록 배치하고 핸들링하도록 상기 배양용기 핸들러를 구동하는 단계; 및 (c-12) 상기 혼합용기의 부유액을 제2배양용기로 분주하고 상기 항온배양부로 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 (c) 단계는, (c-13) 상기 (c-5) 단계 이후 소정 시간이 경과한 후, 상기 제1배양용기의 배양면이 상기 주작업부의 바닥면과 평행하도록 배치한 상태에서, 상기 배양면의 좌우에 물리적 충격을 가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 (d) 단계는, (d-1) 상기 배양용기 핸들러를 구동하여 상기 제2배양용기 내부의 배양액을 제거하는 단계; (d-2) 상기 제2배양용기에 세척액을 튜빙을 통해 첨가하는 단계; (d-3) 상기 제2배양용기의 배양면이 상기 주작업부의 바닥면과 평행하도록 배치하고 핸들링하도록 상기 배양용기 핸들러를 구동하는 단계; (d-4) 상기 배양용기 핸들러를 구동하여 상기 제2배양용기 내부의 세척액을 제거하는 단계; (d-5) 상기 제2배양용기에 세포분리제를 첨가한 후 상기 제2배양용기의 배양면이 상기 주작업부의 바닥면과 평행하도록 배치하고 핸들링하도록 상기 배양용기 핸들러를 구동하는 단계; (d-6) 상기 제2배양용기를 상기 항온배양부에 소정 시간동안 배치하는 단계; (d-7) 상기 제2배양용기에 배양액을 첨가한 후 상기 제2배양용기의 배양면이 상기 주작업부의 바닥면과 평행하도록 배치하고 핸들링하도록 상기 배양용기 핸들러를 구동하는 단계; (d-8) 상기 제2배양용기에 남아있는 세포를 제3튜브에 분주하도록 제어하는 단계; (d-9) 상기 제3튜브를 원심분리기에 배치하고, 상기 원심분리기를 구동하여 스핀다운하고 팁을 이용하여 상등액을 제거하는 단계; 및 (d-10) 상기 제3튜브의 뚜껑이 닫힌 상태에서 상기 주작업부의 거치부로 이동시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 (d) 단계는, (d-11) 상기 (d-5) 단계 이후 소정 시간이 경과한 후, 상기 제2배양용기의 배양면이 상기 주작업부의 바닥면과 평행하도록 배치한 상태에서, 상기 배양면의 좌우에 물리적 충격을 가하는 단계를 더 포함할 수 있다.

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상기와 같은 본 발명에 의해, 종래 세포배양에 많은 작업자가 필요하고 작업자간 발생하는 오차를 제어하기 어려운 문제점을 해결하고, 세포치료제의 수요증가에 의해 요구되는 다량의 세포수를 최소한의 인원으로 동일한 품질로 배양하게 하는 효과가 있다.

나아가 본 발명은, 적은 인원으로 공정 전체를 통제하고 관리할 수 있으며, 작업자에 의한 세포의 오염으로부터 자유롭기 때문에 더욱 효율적인 품질관리를 제공하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 세포배양 자동화 장치의 배치 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예의 세포배양 자동화 방법을 개략적으로 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3a은 도 2의 세포해동 공정을 상세하게 설명하기 위한 흐름도이고, 도 3b는 도 3a의 과정이 수행되는 세포배양 자동화 장치 내의 흐름 설명도이다.
도 4a는 도 2의 배지교환 및 배양공정을 상세하게 설명하기 위한 흐름도이고, 도 4b는 도 4a의 과정이 수행되는 세포배양 자동화 장치 내의 흐름 설명도이다.
도 5a는 도 2의 계대배양 공정을 설명하기 위한 상세 흐름도이고, 도 5b는 도 5a의 과정이 수행되는 세포배양 자동화 장치 내의 흐름 설명도이다.
도 6a는 도 2의 세포수집 공정을 설명하기 위한 상세 흐름도이고, 도 6b는 도 6a의 과정이 수행되는 세포배양 자동화 장치 내의 흐름 설명도이다.

본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라, 여러가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예에 대한 설명은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 구성요소는 설명의 편의를 위하여 그 크기를 실제보다 확대하여 도시한 것이며, 각 구성요소의 비율은 과장되거나 축소될 수 있다.

'제1', '제2' 등의 용어는 다양한 구성요소를 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소는 위 용어에 의해 한정되어서는 안 된다. 위 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 '제1구성요소'는 '제2구성요소'로 명명될 수 있고, 유사하게 '제2구성요소'도 '제1구성요소'로 명명될 수 있다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어는 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.
이하에서는, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일실시예의 세포배양 자동화 장치 및 방법에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 세포배양 자동화 장치의 평면 배치도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 세포배향 자동화 장치는, 항온배양부(1), 주작업부(2), 저장부(3) 및 제어부(4)를 포함한다.
주작업부(2)의 마주하는 두 측면에는 제1이동레일(42)과 제2이동레일(43)이 배치된다.
더 구체적으로 제1이동레일(42)은 주작업부(2)의 항온배양부(1)와 인접한 측면에 배치되며, 제2이동레일(43)은 저장부(3)와 인접한 측면에 배치된다.
이동레일(42,43)은 주작업부(2)의 상부 또는 하부에 배치되거나, 상부와 하부 모두에 배치될 수 있다.
또한, 상기 주작업부(2)의 다른 측면에는 제1이동레일(42)과 제2이동레일(43)을 상호 연결하도록 제1 및 제2이동레일(42,43)과는 직교하는 제3이동레일(44)을 포함한다.
따라서 이동대상물인 배양용기 등을 주작업부(2)의 둘레를 따라 이동시키면서, 주작업부(2)와 인접한 항온배양부(1) 및 저장부(3) 사이에서 이동대상물의 교환이 가능하다.
제3이동레일(44)은 각각 상부 이동레일과 하부 이동레일로 구성되며, 상부 이동레일과 하부 이동레일의 사이를 이동가능하게 연결된 수직 레일이 더 구비되고, 해당 수직 레일에 로봇장치가 연결되는 지지부가 연결되어 수직 레일을 따라 지지부가 상하이동이 가능하게 구성될 수 있을 것이다.
로봇장치는 두 개의 그립(grip) 부분에 센서가 부착되어 다양한 장치(튜브, 배양팩, 배양용기 등)를 들어올리거나 또는 들어올린 상태에서 이동시키거나, 또는 장치(튜브, 배양팩, 배양용기 등)의 뚜껑을 개폐하는 동작을 수행할 수 있는 구조이면, 그 구조에 무관하게 본 발명에 적용할 수 있다.
로봇장치는 제어부(4)의 제어에 의해 동작하는 것으로서, 그 구체적인 구성은 해당 기술분야에서 널리 알려진 바와 같으므로, 그 상세한 설명은 생략하기로 하겠다.
본 발명의 일실시예의 설명에서, 배양용기는 그 내부에서 세포를 배양할 수 있는 용기로써, 플라스틱, 유리 또는 금속재질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어 플라스크, 튜브, 6-웰 또는 디쉬일 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 종류의 배양용기가 사용될 수 있을 것이다.
로봇장치는 상하 또는 좌우 이동이 가능하게 조인트로 구성될 수 있으며, 수직 레일에 의해 챔버 내에서 상하이동이 가능하고, 제1 내지 제3이동레일(42, 43, 44)에 의해 챔버내에서 원하는 위치로 이동이 가능하다 할 것이다.
도면의 간략화를 위해 생략되어 있으나, 항온배양부(1) 및 저장부(3)에서 역시 수평이동 가능한 이동레일이 더 포함될 수 있음은 자명하며, 항온배양부(1)의 제1레일(41)과 저장부(3)의 제2레일(45)은 상하부 레일 및 그를 연결하는 수직레일을 포함하여, 수직레일상에 로봇장치가 연결되어 있을 수 있음은 자명하다.
로봇장치의 전면 또는 좌우면에는 식별코드를 인식할 수 있는 인식부가 구비될 수 있다. 이에 대응하여, 항온배양부(1)의 배양용기 지지대(10)의 각 안착부의 전면에는 식별코드가 제공될 수 있다. 즉, 항온배양부(1)의 배양용기 지지대(10)가 서재와 같이 복수의 안착부를 포함하고, 안착부의 전면에는 내부의 배양용기를 식별할 수 있는 식별코드(예를 들어 바코드 또는 QR코드)가 마련되어, 로봇장치의 인식부에 의해 해당 배양용기의 공정을 인식하고 배양용기를 이동시킬 수 있을 것이다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 주작업부(2)에서 각 순서에 의해 세포배양이 가능하며, 이를 항온배양부(1)에서 어떠한 공정에 의해 배양하고 있는 것인지 제어부(4)가 제어함으로써, 대량으로 세포배양이 가능할 수 있다.
항온배양부(1), 주작업부(2) 및 저장부(3)의 로봇장치는 각각 제어부(4)에 의해 제어되어 이동될 수 있다. 이를 위해 각 로봇장치는 제어부(4)와 무선 또는 유선 네트워크를 통해 연결될 수 있을 것이다.
본 발명의 일실시예에서는 제어부(4)가 항온배양부(1), 주작업부(2) 및 저장부(3)의 외부에 독립하여 배치되어 있는 것을 예를 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 항온배양부(1), 주작업부(2) 또는 저장부(3)의 어느 하나의 내부에 제어부(4)가 배치될 수 있을 것이다.
항온배양부(1)와, 주작업부(2) 및 저장부(3)는 각각 하나의 밀폐된 공간을 형성할 수도 있고, 하나의 공간에 항온배양부(1), 주작업부(2) 및 저장부(3)가 형성될 수도 있을 것이다. 항온배양부(1)와, 주작업부(2) 및 저장부(3)가 각각 하나의 밀폐된 공간을 형성하는 경우, 항온배양부(1)의 로봇장치가 주작업부(2)로 드나들 수 있는 개구부가 항온배양부(1)와 주작업부(2)에 각각 형성될 수 있고, 저장부(3)의 로봇장치가 주작업부(2)로 드나들 수 있는 개구부가 저장부(3) 및 주작업부(2)에 각각 형성될 수 있으며, 및 저장부(3)의 배지 등이 주작업부(2)로 제공하되도록 경로를 형성하는 튜브가 연결되는 개구부가 저장부(3) 및 주작업부(2)에 각각 형성될 수 있다.
다만, 본 발명의 일실시예에서는 각 챔버의 로봇장치가 이웃하는 챔버로 드나들도록 개구부가 형성되는 것을 설명하고 있으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 어느 하나의 챔버의 로봇장치가 해당 챔버에서만 이동하고, 다른 챔버로 기구를 전달하기 위해, 각 챔버의 사이에 개구부와 지지부가 각각 형성되며, 예를 들어 항온배양부(1)와 주작업부(2)의 사이에 형성되는 지지부에 제어부(4)가 주작업부(2)의 로봇장치가 기구를 배치하도록 제어하고 항온배양부(1)의 로봇장치가 해당 기구를 지지부에서 들어올려 지지대로 이동하도록 제어할 수도 있을 것이다.
항온배양부(1)에는 배양용기 지지대(10)가 구비될 수 있다. 배양용기 지지대(10)는 배양을 위한 배양용기가 배치될 수 있으며, 배양을 위해 적합한 온도(예를 들어 37℃)가 유지되도록 온도제어장치(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 위에서 설명한 바와 같이, 배양용기 지지대(10)는 복수의 배양용기가 배치될 수 있는 복수의 안착부가 마련될 수 있으며, 그 전면에는 배양용기의 인식을 위한 식별코드가 부착될 수 있을 것이다. 식별코드는 예를 들어 바코드일수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태의 코드가 사용될 수 있다.
주작업부(2)는 거치부(20), 가열부(21), 튜브 거치대(22), 원심분리기(23), 현미경(24), 배양용기 핸들러(25), 배양용기 거치대(26) 및 팁 거치대(28)를 포함할 수 있다.
주작업부(2)의 일측에는 작업자가 손을 집어넣어 작업할 수 있는 공간(27)이 마련될 수 있다. 이를 위해, 주작업부(2)의 전면에는 손을 끼워넣을 수 있는 복수의 개구부가 마련될 수 있을 것이다.
거치부(20)는 공정이 완료된 세포치료제를 주작업부(2)의 외부로 꺼내기 위한 공간으로서, 주작업부(2)의 하우징의 거치부(20)에 대응하는 영역에 도어(도시되지 않음)가 형성될 수 있다.
가열부(21)는 세포를 해동하기 위해 열을 가할 수 있다. 가열부(21)는 블럭 형상으로 구성될 수 있으며, 바이알(vial)의 형상에 대응하는 홈이 형성되고, 이에 바이알을 꽂아넣어 일정 시간 해동시킬 수 있다.
튜브 거치대(22)는 복수의 튜브를 거치하기 위한 영역으로, 튜브의 뚜껑을 열어 그 측면에 거치할 수 있도록 하는 공간이 형성될 수 있다. 원심분리기(23)에 의해 원심분리한 튜브에서 상층액을 제거하거나, 또는 새로운 튜브에 동일한 용량의 세포액을 분주하는 작업에 이용될 수 있다.
팁 거치대(28)는 복수의 멸균된 팁이 배치되는 영역으로, 로봇장치가 티핑(tipping)을 위해 팁을 가져갈 수 있도록 복수의 팁이 배치될 수 있다.
원심분리기(23)는 제어부(4)의 제어에 의해 튜브 내의 세포를 스핀다운(spin down)할 수 있다. 이때, 분진의 방지를 위해, 원심분리기(23)의 상부에 전체적으로 덮개가 배치될 수 있다. 원심분리기(23)의 내부에는, 스핀다운하는 튜브의 세포펠렛과 상등액의 확인을 위해, 영상촬영장치가 더 배치될 수도 있다. 영상촬영부(도시되지 않음)에 의해 촬영된 세포펠렛과 상등액에 대한 영상은 제어부(4)로 제공될 수 있을 것이다.
현미경(24)은 항온배양부(1)에서 이동한 배양용기의 배양면에서의 세포의 밀도 및 형태를 확인하기 위한 영상을 획득하는 것으로서, 현미경(24)으로부터 촬영된 영상은 제어부(4)에 제공될 수 있으며, 제어부(4)는 세포의 배양정도를 확인할 수 있다. 이를 위해, 제어부(4)는 세포의 밀도 및 형태를 확인할 수 있는 기준영상을 미리 저장할 수 있을 것이다.
배양용기 핸들러(25)는 제어부(4)의 제어에 의해, 복수의 배양용기를 고정시킨 상태로 특정 각도로 회전할 수 있다. 즉, 제어부(4)는 배양용기를 세척하거나, 또는 배양용기의 배양면에 특정 물질을 고르게 도포하도록, 배양용기 핸들러(25)가 배양용기를 좌우로 흔들거나, 또는 앞뒤로 흔들거나(rocking), 또는 바닥면과 특정 각도를 이루도록 배양용기를 흔들도록 제어할 수 있으며, 본 명세서에서, 이를 '핸들링한다'는 의미로 사용하기로 하겠다.
이때 주작업부(2)의 일영역에 구비된 배양용기 핸들러(25a)는 배양용기의 배양면이 주작업부(2)의 바닥면과 평행하게 배치되어 핸들링하도록 구성될 수 있고, 다른 영역에 구비된 배양용기 핸들러(25b)는 배양용기의 배양면이 주작업부(2)의 바닥면과와 수직으로 배치되어 핸들링하도록 구성될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로서, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 다양하게 주작업부(2) 내에서 배양용기 핸들러(25)를 구성할 수 있을 것이다. 또는 양 양역의 배양용기 핸들러(25) 모두 배양용기를 주작업부(2)의 바닥면과 평행하게 배치하여 핸들링할 수도 있고, 수직으로 배치하여 핸들링할 수도 있을 것이다.
저장부(3)는 선반(30)이 구비되며, 저장부(3)의 일측에는 작업자가 손을 집어넣어 작업할 수 있는 공간(31)이 마련될 수 있다. 이를 위해, 저장부(3)의 전면에는 손을 끼워넣을 수 있는 복수의 개구부가 마련될 수 있을 것이다. 선반(30) 역시 복수의 영역으로 구성되어, 다양한 대상을 저장하도록 구성될 수 있을 것이다.
제어부(4)는 서버 형식으로 구성될 수도 있고, 또는 단말 형식으로 구성될 수도 있을 것이다. 작업자는 제어부(4)에 제공되는 디스플레이를 통해 본 발명의 일실시예의 공정을 확인할 수도 있고, 해당 디스플레이를 통해 공정작업에 대한 설정을 수행할 수도 있을 것이다.
도 1에서는 항온배양부(1), 주작업부(2) 및 저장부(3) 각각에 포함되는 기능적인 구성요소 블록들의 배치에 대하여 도시하였으나, 이는 하나의 예로 이해되어야 하며, 필요에 따라 배치를 변경할 수 있다.
예를 들어 주작업부(2)는 제1이동레일(42)과 인접한 위치에 팁거치대(28), 원심분리기(23), 현미경(24) 등이 배치되는 것으로 도시하였으나, 반드시 팁거치대(28), 원심분리기(23), 현미경(24)이 제1이동레일(42)과 인접한 위치에 있을 필요는 없으며, 배양용기 핸들러(25b)와 위치를 바꾸어 제2이동레일(43)과 인접한 위치에 배치될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예의 세포배양 자동화 방법을 개략적으로 설명하기 위한 흐름도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 방법은, 동결상태의 세포를 해동하여 세포에 묻어있는 동결보존액을 세척한 후, 정해진 배양 배양용기로 옮겨 배양면 바닥에서 고르게 부착하여 자라도록 하는 세포해동 공정을 거칠 수 있다(S10).
도 3a은 도 2의 세포해동 공정을 상세하게 설명하기 위한 흐름도이고, 도 3b는 도 3a의 과정이 수행되는 세포배양 자동화 장치 내의 흐름도이다.
먼저 작업자는 동결상태의 세포가 담긴 복수의 바이알(vial)을 가열부(21)에 배치하여 세포를 해동한다(S11). 이때 가열부(21)의 가열온도는 예를 들어 37℃로 유지될 수 있으며, 이를 위해 가열부(21)의 내부 또는 하부에 히터가 구비될 수 있다.
이후, 저장부(3)로부터 연결되는 튜브로부터, 제어부(4)는 튜브 거치대(22)에 배치되는 튜브에 세척액을 튜빙(tubing)을 통해 채운 후, 해동된 세포를 소정량 첨가하여, 세척액으로 세척한다(S12).
이때 해동된 세포는 제3이동레일(44)과 제1이동레일(42)에 의해 이동되며, 로복장치에 의해 튜브거치대(22)로 이동될 수 있다.
상기 해동된 세포의 첨가는 팁 거치대(28)에 거치된 팁을 로봇장치를 이용하여 들어올려 티핑(tipping) 또는 파이펫팅(pipetting)을 통해 수행할 수 있다.
이후 로봇장치에 의해 해동 및 세척된 세포는 원심분리기(23)로 이동된다. 원심분리기(23)에 튜브를 배치하여 세포를 스핀 다운한 후(S13), 제어부(4)는 다시 로봇장치를 제어하여 세포를 튜브 거치대(22)로 이동시킨 다음, 세포펠렛(pellet)만 남기고 팁을 이용하여 상등액을 제거하고, 세포펠렛이 담긴 튜브에 팁을 이용하여 배양액을 첨가할 수 있다(S14).
첨가된 배양액에 의해 세포가 균질하게 부유할 수 있다. 이를 위해, 저장부(3)에는 빈 저장탱크가 배치되어, 상등액에 튜빙을 통해 전달되어 저장될 수 있을 것이다. 이때, 배양액의 종류는 배양하기 위한 세포에 따라 결정될 수 있으므로, 특별히 한정되는 것은 아니다.
이후, 제어부(4)는 저장부(3)의 선반(30)에서 배양용기를 배양용기 거치대(26) 중 하나로 로봇장치를 이용하여 이동시킨 후, 일정한 양의 배양액을 튜빙을 통해 분주하고, S14에서 배양액이 첨가되어 부유된 세포액을 팁을 이용하여 일정량 해당 배양용기에 분주할 수 있다(S15).
이후, 제어부(4)는 제3이동레일 및 로봇장치를 이용하여 배양용기를 배양용기 핸들러(25b)로 옮겨, 배양용기의 배양면이 주작업부(2)의 바닥면과 수직으로 배치되도록 배치한 후 균일하게 세포와 배양액이 혼합하도록 좌우로 또는 앞뒤로 반복하여 흔드는 동작을 함으로써 핸들링하고(S16), 다시 배양용기 핸들러(25a)로 옮겨 배양용기의 배양면이 주작업부(2)의 바닥면과 평행하게 배치하여 배양면에 세포가 혼합된 배양액이 고르게 퍼지도록 핸들링할 수 있다(S17). S16에서의 핸들링은 배양액에 세포를 혼합하고 균일화하기 위한 것이고, S17에서의 핸들링은 오비탈 로테이터 방식으로 흔드는 것으로서, 배양용기의 배양면에 고르게 배양액에 퍼지게 하기 위한 것이다.
이후, 제어부(4)는 배양용기 핸들러(25a)에 배치된 배양용기를 항온배양부(1)의 배양용기 지지대(10)로 이동하여 거치하도록 각 챔버의 로봇장치를 제어할 수 있다(S18). 이때 배양용기는 배양용기 지지대(10)에서 배양면이 항온배양부(1)의 바닥면과 평행하도록 거치될 수 있다.

이와 같이 세포 해동과정이 완료되고 소정시간 항온배양부(1)에서 배양한 이후, 배양 배양용기 내에서 배양중인 세포에게 신선한 배지를 공급하는 배지교환 및 배양과정을 진행할 수 있다(S20). 즉, 배지교환 및 배양과정은 배양 배양용기 내에서 배양중인 세포에게 신선한 배지를 공급하는 과정이다.
도 4a는 배지교환 및 배양공정을 상세하게 설명하기 위한 흐름도이고, 도 4b는 도 4a의 과정이 수행되는 세포배양 자동화 장치 내의 흐름도이다.
도면에 도시된 바와 같이, 제어부(4)는 로봇장치를 제어하여 배양용기 지지대(10)에 거치된 배양용기를 현미경(24)으로 이동하여, 세포의 밀도 및 형태를 확인가능한 영상을 촬영할 수 있다(S21). 현미경(24)에 의해 촬영된 영상은 제어부(4)로 제공될 수 있으며, 제어부(4)는 미리 저장된 세포의 밀도 및 형태의 판단을 위한 기준영상과 현미경(24)으로부터 전달되는 영상을 비교하여 세포의 밀도 및 형태를 판단할 수 있을 것이다. 또는 제어부(4)는 기준영상과 비교하지 않고, 세포가 차지하는 면적의 비율을 계산하여 세포의 밀도 및 형태를 결정할 수도 있을 것이다. 제어부(4)는 소정 세포의 밀도 및 형태를 만족하지 않는 경우, 해당 배양용기를 항온배양부(1)의 배양용기 지지대(10)로 복귀하게 할 수 있을 것이다.
이후, 배양용기 핸들러(25)로 배양용기를 이동하여, 제어부(4)는 로봇장치를 통해 배양용기의 뚜껑을 열고 배양액을 제거하고(S22), 새로운 배양액을 튜빙을 통해 소정량 분주할 수 있다(S23).
이후, 배양용기의 뚜껑을 닫고 배양용기 핸들러(25)에 해당 배양용기의 배양면이 주작업부(2)의 바닥면과 평행하게 배치하고 핸들링하며(S24), 이후, 항온배양부(1)의 배양용기 지지대(10)로 이동하게 제어할 수 있다(S25).
이와 같은 배지교환 및 배양과정은 소정 시간 항온배양부(1)에서 배양을 완료한 후, 복수회 반복할 수 있다.

이후, 제어부(4)는 배지교환 및 배양이 완료되고, 항온배양부(1)에서 소정 시간 배양한 이후, 충분히 배양된 세포를 다른 배양용기로 옮겨 배양하는 과정인 계대배양 과정을 수행할 수 있다(S30). 계대배양 과정에서는, 세포를 분리하고, 새로운 배지를 채운 배양용기에 세포를 분주하여 배양할 수 있다.
도 5a는 도 2의 계대배양 공정을 설명하기 위한 상세 흐름도이고, 도 5b는 도 5a의 과정이 수행되는 세포배양 자동화 장치 내의 흐름도이다.
제어부(4)는 로봇장치를 이용하여 항온배양부(1)의 배양용기 지지대(10)에서 배양용기를 꺼내 세포의 밀도 및 형태를 확인하기 위하여 현미경(24)으로 영상을 촬영하여 세포의 밀도 및 형태를 확인할 수 있다(S31). 지정된 세포의 밀도 및 형태를 만족하는 경우, 제어부(4)는 로봇장치와 배양용기 핸들러(25)를 구동하여 배양용기의 뚜껑을 열고 배양액을 제거할 수 있다(S32). 다만, S31에서 지정된 세포의 밀도 및 형태를 만족하지 않는 경우에는, 항온배양부(1)로 이동하여 소정 시간 더 배양을 진행할 수도 있을 것이다.
이후, 제어부(4)는 세척액을 튜빙을 통해 첨가하고 배양용기의 배양면이 주작업부(2)의 바닥면과 평행하도록 배치한 상태에서 좌우로 흔들어 핸들링하고, 배양용기의 배양면이 바닥면과 수직이 되도록 배치한 후 배양용기의 뚜껑을 열고 내부의 내용물을 제거하는 동작을 복수회 반복할 수 있다(S33). 이에 의해 단층 배양용기가 세척될 수 있다. 이 공정에서의 핸들링은 배양면을 세척액으로 헹구어, 잔여 배양액을 씻어내려는 목적이다. 따라서 앞뒤로 배양용기를 흔들어 핸들링할 수 있을 것이다.
이후, 제어부(4)는 배양용기 거치대(26)에서 세척된 배양용기에 세포분리제를 첨가할 수 있으며(S34a), 이를 배양용기 핸들러(25)로 이동하여 해당 배양용기의 배양면이 바닥면과 평행하도록 배치된 상태에서 좌우로 또는 앞뒤로 흔들어 핸들링하도록 배양용기 핸들러(25)를 구동할 수 있다(S34b). 이때 세포분리제는 배양용기 거치대(26)에서 튜빙에 의해 첨가될 수 있다. 이 공정에서의 핸들링은 세포분리제가 배양면에 고르게 도포되도록 하기 위한 것이다. 세포분리제는 예를 들어 효소일 수 있으며, 세포를 화학적으로 분리할 수 있는 다양한 물질이 사용될 수 있을 것이다.
이후, 제어부(4)는 세포분리제가 첨가된 배양용기를 항온배양부(1)의 배양용기 지지대(10)로 이동시킬 수 있다(S35). 세포분리제를 이용하여 화학적으로 배양용기에서 세포를 분리할 때 반응시간 동안 항온처리가 필요한데, 이를 위해 항온배양부(1)에서 소정 시간 항온처리가 요구될 수 있다.
항온배양부(1)에서 미리 설정된 반응시간이 경과한 후, 제어부(4)는 배양용기 지지대(10)에 배치된 배양용기를 배양용기 핸들러(25)로 이동시킬 수 있다.
이후, 제어부(4)는 배양용기의 배양면이 바닥면과 평행하도록 배치된 상태에서 배양면의 좌우에 물리적 충격을 가할 수도 있다. 이는 세포분리제를 통해 화학적으로 세포를 배양용기에서 분리하고, 물리적 충격을 통해 물리적으로 세포를 배양용기에서 분리하는 과정이다. 다만, 물리적으로 세포를 분리하는 과정은 필수적인 것은 아니어서 생략될 수도 있다. 또한, 반응시간은 세포의 종류, 배양용기의 종류 및 세포분리제의 종류 등에 따라 달라질 수 있을 것이다.
이후, 제어부(4)는 현미경(24)을 이용하여 배양면에서 세포가 모두 분리되었는지를 확인하기 위한 영상을 촬영하고 이를 수신할 수 있다. 만약 세포가 배양용기에서 떨어지지 않은 경우 위 과정을 반복할 수도 있다. 현미경을 이용하여 세포의 밀도 및 형태를 확인하는 과정 역시, 선택적으로 수행될 수 있다.
이후, 제어부(4)는 배양용기 거치대(26)에서 배양액을 튜빙을 통해 배양용기에 첨가하고(S36), 배양용기의 배양면이 바닥면과 평행이 되도록 배치한 후 좌우로 또는 앞뒤로 흔들어 핸들링하도록 배양용기 핸들러(25)를 구동할 수 있다(S37). 이는 세포분리제를 중화하기 위한 과정으로서, 이에 의해 세포분리제의 작용이 억제될 수 있다. 이 공정에서의 핸들링은 배양액이 세포분리제와 고르게 혼합되어 중화반응이 적절하게 일어나도록 하기 위한 것이다.
이후, 제어부(4)는 배양용기에 남아있는 세포를 튜브 거치대(22)에 거치된 튜브에 분주도록 제어하고(S38), 원심분리기(23)에서 스핀다운할 수 있다(S39a). 이후 다시 튜브 거치대(22)에서 세포펠렛을 남기고 나머지 상등액을 제거한 후, 남은 세포펠렛을 배양액으로 부유하여 세포혼탁액을 제조할 수 있다(S39b). 이때 배양액의 제거는 팁에 의해 수행될 수 있을 것이다.
이후, 제어부(4)는 배양용기 핸들러(25)에서 혼합용기(예를 들어 배양용기)에 배양액을 튜빙을 통해 첨가한 후 배양용기의 세포혼탁액을 팁을 이용하여 첨가하여 세포가 부유하게 하고, 용액이 고르게 섞이도록 혼합용기가 바닥면과 수직을 이루도록 배치된 상태에서 핸들링하도록 배양용기 핸들러(25)를 구동할 수 있다(S39c). 이 공정에서의 핸들링은, 배양액과 세포혼탁액을 고르게 혼합하여 균질의 부유액을 제조하기 위한 것이다.
이후 제어부(4)는 새로운 배양용기에 배양액을 튜빙하고, S39c에서 부유한 세포혼탁액(부유액)을 팁을 이용하여 분주할 수 있다(S39d). 이때 새로운 배양용기에 부유액을 분주하는 경우 거품이 발생하는데, 부유액에 거품이 발생하지 않도록 핸들링의 각도와 속도를 적절히 조절하여 핸들링할 수 있으며, 이후 항온배양부(1)의 배양용기 지지대(10)로 이동시킬 수 있을 것이다(S39e).
이와 같이 제어부(4)는 계대배양이 완료되고 소정 시간이 경과하면, 배양액이 담긴 배양용기에 대해 배지교환 및 배양을 수회 반복하여 수행할 수 있다.
또, 제어부(40)는 배지교환 및 배양이 수행되고 소정 시간이 경과하면, 배양액이 담긴 다층 배양용기를 이용하여 다시 한번 계대배양을 수회 반복하여 수행할 수도 있다. 이러한 배지교환 및 계대 배양은 배양되는 세포의 종류에 따라 여러회 반복하여 수행될 수도 있을 것이다.
계대배양이 완료되고 소정 시간이 경과하면, 다시한번 배지교환 및 배양(S40)을 수행한 후, 세포수집 공정을 거칠 수 있다(S50). 세포수집 공정은 공정이 완료된 세포를 세척한 후 세포분리제를 처리하여 세포를 배양면에서 분리하고, 세포에 잔여하는 배양액을 충분히 세척하여 세포펠렛 상태로 수확하는 것을 말한다.
도 6a는 도 2의 세포수집 공정을 설명하기 위한 상세 흐름도이고, 도 6b는 도 6a의 과정이 수행되는 시스템의 위치를 설명하기 위한 일예시도이다. 설명의 편의 및 도면의 간략화를 위해, 도 5a 및 도 5b에서 설명한 것과 유사한 내용에 대해서는 도 6a 및 도 6b에서는 도시를 생략하였다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 배양방법에서, 제어부(4)는 항온배양부(1)의 배양용기 지지대(10)에서 배양용기를 꺼내도록 로봇장치를 구동하고, 현미경(24)으로 촬영한 영상으로부터 세포의 밀도 및 형태를 확인할 수 있다(S51). 이후, 제어부(4)는 배양용기 핸들러(25)에서 다층 배양용기의 뚜껑을 열고 배양액을 제거할 수 있다(S52).
이후, 세척액을 튜빙을 통해 첨가하고 배양용기의 배양면이 바닥면과 평행한 상태에서 좌우로 또는 앞뒤로 흔들고 세척액이 섞이도록 핸들링하고, 배양용기의 배양면이 바닥면과 수직인 상태로 한 후 배양용기의 뚜껑을 열고 내부의 세척액을 제거하는 동작을 복수회 반복할 수 있다(S53). 이에 의해 배양용기가 세척될 수 있다. 이 공정에서의 핸들링은 배양면을 세척액으로 헹구어, 잔여 배양액을 씻어내려는 목적이다. 따라서 앞뒤로 배양용기를 흔들어 핸들링할 수 있을 것이다.
이후, 제어부(4)는 배양용기 거치대(26)에서 세척된 배양용기에 세포분리제를 첨가할 수 있으며, 이를 배양용기 핸들러(25)로 이동하여 해당 배양용기의 배양면이 바닥면과 평행하도록 배치된 상태에서 좌우로 또는 앞뒤로 흔들어 핸들링하도록 배양용기 핸들러(25)를 구동할 수 있다. 이때 세포분리제는 배양용기 거치대(26)에서 튜빙에 의해 첨가될 수 있다. 이 공정에서의 핸들링은 세포분리제가 배양면에 고르게 도포되도록 하기 위한 것이다. 세포분리제는 예를 들어 효소일 수 있으며, 세포를 화학적으로 분리할 수 있는 다양한 물질이 사용될 수 있을 것이다.
이후, 제어부(4)는 세포분리제가 첨가된 배양용기를 항온배양부(1)의 배양용기 지지대(10)로 이동시킬 수 있다. 세포분리제를 이용하여 화학적으로 배양용기에서 세포를 분리할 때 반응시간 동안 항온처리가 필요한데, 이를 위해 항온배양부(1)에서 소정 시간 항온처리가 요구될 수 있다.
항온배양부(1)에서 미리 설정된 반응시간이 경과한 후, 제어부(4)는 배양용기 지지대(10)에 배치된 배양용기를 배양용기 핸들러(25)로 이동시킬 수 있다.
이후, 제어부(4)는 배양용기의 배양면이 바닥면과 평행하도록 배치된 상태에서 배양면의 좌우에 물리적 충격을 가할 수도 있다. 이는 세포분리제를 통해 화학적으로 세포를 배양용기에서 분리하고, 물리적 충격을 통해 물리적으로 세포를 배양용기에서 분리하는 과정이다. 다만, 물리적으로 세포를 분리하는 과정은 필수적인 것은 아니어서 생략될 수도 있다. 또한, 반응시간은 세포의 종류, 배양용기의 종류 및 세포분리제의 종류 등에 따라 달라질 수 있을 것이다.
이후, 제어부(4)는 현미경(24)을 이용하여 배양면에서 세포가 모두 분리되었는지를 확인하기 위한 영상을 촬영하고 이를 수신할 수 있다. 만약 세포가 배양용기에서 떨어지지 않은 경우 위 과정을 반복할 수도 있다. 현미경을 이용하여 세포의 밀도 및 형태를 확인하는 과정 역시, 선택적으로 수행될 수 있다.
이후, 제어부(4)는 배양용기 거치대(26)에서 배양액을 튜빙을 통해 배양용기에 첨가하고(S54a), 배양용기 핸들러(25)에서 배양용기의 배양면이 바닥면과 평행을 이루도록 배치한 상태에서 배양용기를 좌우로 또는 앞뒤로 흔들도록 배양용기 핸들러(25)를 구동할 수 있다(S54b). 이는 세포분리제를 중화하기 위한 과정으로서, 이에 의해 세포분리제의 작용이 억제될 수 있다. 이 공정에서의 핸들링은 배양액이 세포분리제와 고르게 혼합되어 중화반응이 적절하게 일어나도록 하기 위한 것이다. 또한, 이때 배양액은 중화제 등으로 대체될 수 있다.
이후, 제어부(4)는 배양용기에 남아있는 세포를 팁을 이용하여 튜브 거치대(22)에 거치된 튜브에 분주도록 제어하고(S55), 원심분리기(23)에서 스핀다운할 수 있다(S56). 이후, 다시 튜브 거치대(22)에서 세포펠렛을 남기고 상등액을 팁을 이용하여 통해 제거할 수 있다(S57). 이때 원심분리기(23)에서 스핀다운이 진행되는 동안, 원심분리기(23) 내부의 영상촬영장치를 통해 스핀다운이 진행되는 튜브의 영상을 획득할 수 있으며, 제어부(4)는 이에 의해 스핀다운이 완료되었는지 여부를 확인할 수 있다.
이후, 제어부(4)는 배양액이 제거된 세포펠렛에 튜빙을 통해 세척액을 첨가하고(S58), 이 용액의 일부를 다른 새로운 튜브에 담아 거치부(20)에 제공하여, 작업자는 주작업부(1)의 외부에서 셀 카운팅을 진행할 수 있다(S59).
셀 카운팅이 완료되면, 제어부(4)는 최종 튜브를 원심분리기(23)를 통해 스핀다운하고, 튜브거치대(22)에서 세포펠렛만 남기고 나머지 상등액을 튜빙을 통해 제거할 수 있다.
이와 같이 최종적으로 남겨진 세포펠렛은 튜브의 뚜껑을 닫힌 상태에서 거치부(20)로 이동되어, 작업자에게 제공될 수 있을 것이다(S60).
본 발명의 일실시예에서 처음에 제공되는 물질에 따라 최총 생성되는 물질이 달라질 수 있음은 자명하다. 즉, 공정 중간에 사용된 세척액의 종류와 배양액의 종류 및 분화여부에 따라 수확되는 세포의 종류가 다양하게 변화할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 일실시예에서는 세척액의 종류 및 배양액의 종류를 한정하지 않으며, 재료와 수확되는 세포의 종류에 따라 다양한 종류의 세척액 및 배양액이 사용될 수 있을 것이다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

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1: 항온배양부 2: 주작업부
3: 저장부 4: 제어부
10:배양용기 지지대 20:거치부
21:가열부 22:튜브 거치대
23:원심분리기 24:현미경
25:배양용기 핸들러 26:배양용기 거치대
30:선반

Claims (16)

1. 배양용기를 지지하는 배양용기 지지대를 포함하며, 배양온도를 유지하는 항온배양부;
   배양용기를 적재하는 선반을 구비하는 저장부;
   냉동상태의 세포를 해동 및 세척하고, 상기 해동 및 세척된 세포를 상기 저장부의 배양용기에 담아 상기 항온배양부로 제공하는 주작업부; 및
   로봇장치를 제어하여 상기 주작업부 내에서의 처리 및 이동을 처리하는 제어부를 포함하되,
   상기 주작업부는,
   냉동상태의 세포를 해동하며, 바이알의 형상에 대응하여 홈이 형성된 블록형의 가열부와, 세척액이 담긴 튜브에 상기 가열부에서 해동된 세포를 첨가하여 세척함과 아울러 세척된 세포에 배양액을 공급하는 튜브 거치대와, 상기 튜브 거치대에서 세척된 세포와 세척액을 분리하는 원심분리기와, 배양액이 혼합된 세포를 배양용기에 투입할 수 있도록 상기 저장부의 선반으로부터 배양용기를 공급받아 거치하는 배양용기 거치대와, 배양액이 혼합된 세포를 수용하는 배양용기를, 상기 배양용기의 배양면이 상기 주작업부의 바닥면과 수직으로 배치되도록 배치한 후 균일하게 세포와 배양액이 혼합하도록 핸들링하는 제1핸들러와, 상기 항온배양부에서 이동된 배양용기에서 세포의 사진을 촬영하여 상기 제어부로 제공하여, 배양상태를 확인할 수 있도록 하는 현미경과, 상기 현미경 측부에 배치되어 상기 배양용기의 배양면이 상기 주작업부의 바닥면과 평행하게 배치되도록 배치한 후 균일하게 혼합되도록 핸들링하는 제2핸들러를 포함하고,
   상기 주작업부의 일측에는 작업자가 손을 집어 넣어 작업할 수 있는 공간이 마련되어, 상기 주작업부의 전면에는 손을 끼워 넣을 수 있는 복수의 개구부가 마련된 것을 특징으로 하는 세포배양 자동화 장치.
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