KR20160055894A

KR20160055894A - 자동 배양 장치

Info

Publication number: KR20160055894A
Application number: KR1020167009745A
Authority: KR
Inventors: 다쿠 나카무라; 다카유키 노자키; 고이치 데라다; 마사하루 기야마; 광빈 주; 마사카즈 스가야; 시즈 마츠오카
Original assignee: 가부시끼가이샤 히다치 세이사꾸쇼
Priority date: 2013-10-24
Filing date: 2013-10-24
Publication date: 2016-05-18
Also published as: JPWO2015059799A1; US20160244713A1; CN105683351A; EP3061805A1; EP3061805A4; WO2015059799A1

Abstract

취출한 배양 용기에 대해, 배지 교환이나 가스 교환을 실시하지 않는 자동 배양 장치를 제공한다. 복수의 배양 용기(500-530)와, 복수의 배양 용기의 각각에 접속되는 유로와, 유로를 거쳐 배양 용기에 송액되는 액체, 또는 송기되는 기체를 제어하는 용기 선택부(300)와, 용기 선택부를 제어하는 제어부(400)를 갖고, 제어부(400)는, 복수의 배양 용기 중 일부 배양 용기에 대응하는 유로가 절단된 것을 검출하고, 액체의 송액 제어, 또는 상기 기체의 송기 제어를 변경한다.

Description

자동 배양 장치{AUTOMATED CULTURE DEVICE}

본 발명은 세포 또는 조직을 배양하는 자동 배양 장치에 관한 것이다.

세포를 원료로 해서 제조한 재생 조직 등의 생체 시료를 이용하여, 장기 등의 기능을 회복시키는 재생 의료는, 종래 치료법이 없었던 질병에 대한 근본적인 치료법으로서 기대되고 있다. 재생 조직은 청결한 제조 환경을 제공하는 CPC(Cell Processing Center; 세포 처리 시설)에 있어서, 전문 세포 배양 기술을 가진 제조 종사자에 의해, SOP(Standard Operational Procedure; 표준 절차서)에 따라 제조된다. 그 때문에, 막대한 인건비, 노력, 운영 비용이 발생한다. 또한, 모든 제조 공정은 수작업으로 이루어지기 때문에, 재생 조직의 제조량에는 한계가 있다. 따라서 제조 비용은 높아지고, 결과적으로 재생 의료 치료의 보급의 걸림돌로 되고 있다.

이러한 현상을 타파하기 위해, 배양 공정의 일부 내지 전부를 자동화하는 자동 배양 장치의 도입이 요구되고 있다. 배양 공정을 수작업이 아닌 자동 배양 장치에 의해 실시함으로써, 생력화(省力化)와 비용 절감을 실현하고, 대량 생산이 가능해진다. 게다가, 자동 배양 장치에 의한 조작은 일정하기 때문에, 제조 후에 얻어지는 재생 조직의 품질 일정화에의 기여도 기대된다.

본 기술분야의 배경기술로서, 예를 들면, 특허문헌 1이 있다. 본 문헌에는, 복수의 배양실이 존재하는 배양 장치에 있어서는, 배양실이 하나밖에 없는 배양 장치에 비해, 배양실에의 피배양물의 격납 및 취출(取出)이 번잡하다는 과제에 대해, 접속 커넥터부(피메일부(雌部))의 임의의 핀을 그라운드에 접속해두고, 접속 커넥터(메일부(雄部))를 감합(嵌合)시켰을 때, 당해 핀이 그라운드에 접속되어 있음을 제어부가 검출함으로써, 감합 위치에 있음을 검출하도록 해두고, 감합 위치에 있을 때, 제어부가 배양실에 가스, 전력 및 신호 등을 공급하고, 감합 위치에 없을 때에는, 가스, 전력 및 신호 등의 공급을 정지하도록 제어하는 것을 개시하고 있다.

일본국 특개2006-149232호 공보

배양한 세포의 품질 검사를 위해, 복수 개의 배양 용기 중 일부를 램덤하게 선택하여, 배양 용기 내의 세포를 추출 검사하는 SOP가 있다. 품질 검사는 시간을 요하는 공정이 존재하기 때문에, SOP에서 정한 배양 기간의 예를 들면 1일 전에 배양 용기의 취출을 행한다. 이 경우, 자동 배양 장치는 배양 용기의 취출 후 남은 배양 용기에 대해, 계속 배지(培地)의 교환이나 가스 교환을 행하지만, 취출한 배양 용기의 경로에 대해서는, 배지의 교환이나 가스 교환을 행해서는 안된다. 왜냐하면 배지, 가스의 목적지가 존재하지 않기 때문에, 장치 내에 누출, 혹은 배지 공급원과 배양 용기를 잇는 튜브 내에 잔류하기 때문이다.

상술한 특허문헌 1에서는 제거된 배양 용기에 대해 가스 공급을 정지하지만, 유로에 가스가 잔류한다. 배지 교환에 대해서는 기재가 없지만, 마찬가지인 구성으로 실시할 경우, 유로에 배지가 잔류한다고 생각할 수 있다. 유로에 배지의 잔류가 있는 상태에서 다른 배양 용기로 배지 교환을 행하면, 통상의 배지 교환량에 더해 유로에 잔류한 배지량이 유입해, 배양 용기 내의 배지가 넘쳐나 배양을 속행할 수 없게 된다는 문제가 있다.

본 발명의 목적은, 상기의 과제를 해결하고, 취출한 배양 용기에 대해, 배지 교환이나 가스 교환을 실시하지 않는 자동 배양 장치를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 있어서는, 복수의 배양 용기와, 복수의 배양 용기의 각각에 접속되는 유로와, 유로를 거쳐 배양 용기에 송액(送液)되는 액체, 또는 송기(送氣)되는 기체를 제어하는 용기 선택부와, 용기 선택부를 제어하는 제어부를 갖고, 제어부는, 복수의 배양 용기 중 일부 배양 용기에 대응하는 유로가 절단된 것을 검출하고, 액체의 송액 제어, 또는 기체의 송기 제어를 변경하는 구성의 자동 배양 장치를 제공한다.

본 발명에 따르면, 취출한 배양 용기의 유로에 대해, 배지 교환이나 가스 교환을 실시하지 않기 때문에, 배지나 가스가 장치 내에 누출, 혹은 유로에 잔류하는 경우가 없다.

도 1은 제 1 실시예에 있어서의 자동 배양 장치의 일 구성예를 나타내는 도면.
도 2는 제 1 실시예에 있어서의 용기 선택부의 구성을 나타내는 도면.
도 3은 제 1 실시예에 있어서의 배양 상청 용기 선택부의 구성을 나타내는 도면.
도 4는 제 1 실시예에 있어서의 자동 배양 장치의 일부 배양 용기를 제거한 도면.
도 5는 제 1 실시예에 있어서의 배지 교환의 제어 방법을 나타내는 플로차트를 나타내는 도면.
도 6은 제 2 실시예에 있어서의 자동 배양 장치의 일 구성예를 나타내는 도면.
도 7은 제 2 실시예에 있어서의 배지 교환의 제어 방법을 나타내는 플로차트를 나타내는 도면.
도 8은 제 3 실시예에 있어서의 자동 배양 장치의 일 구성예를 나타내는 도면.
도 9는 제 3 실시예에 있어서의 취출한 배양 용기 번호를 입력하는 화면의 일례를 나타내는 도면.
도 10은 제 3 실시예에 있어서의 취출한 배양 용기 번호를 판독 장치를 이용하여 입력할 것을 촉구하는 화면의 일례를 나타내는 도면.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 따라 순차적으로 설명한다.

실시예 1

도 1은 제 1 실시예의 자동 배양 장치의 일례를 나타내는 개략도이다. 이 도면에 있어서, 봄베(100)는 세포를 배양할 때 필요로 되는 가스를 대기압보다 높은 압력으로 충전해 놓고, 접속된 유로를 통해 출력한다. 배양에 사용되는 배지는 일반적으로 CO2가 5%인 분위기에서 배양에 적합한 pH를 유지한다. 따라서, 봄베(100)에는 5%의 CO2를 포함하는 대기인 5% CO2 가스를 충전한다. 배지 보틀(200)은 교환용 배지를 유지하며, 접속된 유로를 통해 출력한다. 에어 필터(210)는 배지 교환시, 배지가 출력되어 배지 보틀(200) 내의 기압이 음압(陰壓)이 되는 것을 방지하기 위해 필터를 거쳐 외기(外氣)를 배지 보틀(200)에 보낸다. 또한, 도 1에 있어서, 유로에는 특별히 부호가 부여되어 있지 않지만, 이하에 설명하는 봄베(100), 배지 보틀(200), 송액 송기 공급용 용기 선택부(300), 배양 용기(500-530), 배양 상청 용기 선택부(900) 등의 사이에 도시된 실선이 액체 또는 기체의 유로를 나타내고 있음은 물론이다.

송액 송기 공급용 용기 선택부(300)는, 제어부(400)의 제어에 의거하여, 송액과 송기의 전환, 및 조작을 행하는 배양 용기를 선택한다. 구성의 자세한 내용은 후술한다. 배양 용기(500)는 접속되어 있는 튜브(501), 튜브(502), 튜브(503)를 제외하고 밀폐되어 있으며, 배지에 채워진 세포를 격납한다. 배양 용기(510), 배양 용기(520), 배양 용기(530)는 배양 용기(500)와 마찬가지인 구조를 갖는다. 배양 상청 회수 선택부(900)는 제어부(400)의 제어에 의거하여, 배양 상청을 회수하는 배양 용기를 선택한다. 구성의 자세한 내용은 후술한다. 배양 상청 보틀(600)은 배지 교환시에 배양 용기로부터 배출되는 배양 상청을 격납한다.

에어 필터(610)는 배지 교환시에 배양 상청 보틀(600)에 배양 상청이 유입될 때, 배양 상청 보틀(600) 내의 기압이 양압(陽壓)이 되는 것을 방지하기 위해 필터를 거쳐 내기(內氣)를 밖으로 배출한다. 에어 필터(700)는 가스 교환시에 배양 용기로부터 배출되는 가스를 필터를 거쳐 밖으로 배출한다. 에어 필터(210, 610, 700)의 필터는 외기에 포함되는 균 등에 의해 배양 용기 내가 오염되는 것을 방지하기 위해, 예를 들면 구멍 직경이 0.22㎛인 필터를 사용한다. 본 구성에 따라, 자동 배양 장치의 배지, 가스의 유로는 폐쇄성을 갖고 있다.

도 2를 이용하여 본 실시예의 송액 송기 공급용 용기 선택부(300)의 일 구성을 설명한다. 펌프(310)는 제어부(400)로부터 지시를 받으면 배지 보틀(200)로부터 배지를 빨아내 출력한다. 펌프(310)의 예로서는, 튜브를 훑어 송액을 행하는 할 페리스타 펌프(peristaltic pump) 등을 들 수 있다. 송액/송기 선택 밸브(320)는 송기 밸브(321)와 송액 밸브(322)로 구성되며, 통상은 양쪽 모두 폐쇄되어 있다. 송기 밸브(321)와 송액 밸브(322)는 제어부(400)의 지시에 따라 어느 하나를 개방한다. 압력 센서(330)는 튜브 내의 기압을 측정하여, 압력값을 제어부(400)에 출력한다. 용기 선택 밸브(340)는 밸브(341), 밸브(342), 밸브(343), 밸브(344)로 구성되며, 통상은 모두 폐쇄되어 있지만, 제어부(400)의 지시에 따라 어느 하나를 개방한다. 배기 밸브(350)는 제어부(400)의 지시에 따라 개방/폐쇄를 행한다. 에어 필터(360)는 외기에 포함되는 균 등에 의해 배양 용기 내가 오염되는 것을 방지한다.

도 3을 이용하여 본 실시예의 배양 상청 회수 선택부(900)의 일 구성을 설명한다. 용기 선택 밸브(910)는 밸브(911), 밸브(912), 밸브(913), 밸브(914)로 구성되며, 통상은 모두 폐쇄되어 있지만, 제어부(400)의 지시에 따라 어느 하나를 개방한다. 펌프(950)는 제어부(400)로부터 지시를 받으면, 용기 선택 밸브(910)의 개방되어 있는 밸브에 연결되는 배양 용기로부터 배양 상청을 빨아내, 배양 상청 보틀(600)에 출력한다. 펌프(950)의 예로서는, 상술한 튜브를 훑어 송액을 행하는 페리스타 펌프 등을 들 수 있다.

제어부(400)는 제조 종사자가 세포 배양 개시시 SOP에 따라 입력한 배양 스케줄에 따라, 배지 교환, 혹은 가스 교환의 제어를 행한다. 배양 스케줄은 세포 배양의 개시부터 종료까지의 배지 교환의 개시 시각 및 가스 교환의 개시 시각을 기재한 것이다. 이 제어부(400)는, 컨트롤러나, 프로그램을 실행하는 중앙 처리부(CPU)와, 프로그램이나 데이터를 기억하는 기억부(메모리), 디스플레이나 마우스 등의 입출력부 등으로 이루어지는 통상의 컴퓨터를 이용하여 실현할 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하여, 본 실시예의 자동 배양 장치의 가스 교환시의 동작을, 배양 용기(500)를 예로 들어 설명한다. 제어부(400)는 최초에 용기 선택 밸브(340)에 밸브(341)를 개방하도록 지시한다. 이어서 송액/송기 선택 밸브(320)에 송기 밸브(321)를 개방하도록 지시하면, 봄베(100)의 내압은 대기압보다 높기 때문에, 봄베(100) 내의 5% CO2 가스가 송기 밸브(321), 압력 센서(330), 밸브(341), 튜브(501)를 경유해서 배양 용기(500)에 유입된다. 배양 용기(500) 내의 압력이 대기압보다 높아지면, 내부의 기체는 튜브(502)로부터 에어 필터(700)에 압출된다. SOP에서 정한 가스 공급량이 송기되는 일정 시간 후에, 제어부(400)는 송액/송기 선택 밸브(320)에 송기 밸브(321)를 폐쇄하도록 지시하며, 용기 선택 밸브(340)에 밸브(341)를 폐쇄하도록 지시한다.

다음으로, 도 1 및 도 2, 도 3을 참조하여, 본 실시예의 자동 배양 장치의 배지 교환시의 동작을, 배양 용기(500)를 예로 들어 설명한다. 배양 용기(500)에는 배양 상청이 격납되어 있기 때문에, 그 배양 상청을 배양 상청 보틀(600)에 옮긴다. 제어부(400)는 용기 선택 밸브(910)에 밸브(911)를 개방하도록 지시한다. 이어서 펌프(950)를 동작하도록 지시한다. 밸브(911)가 개방되어 있기 때문에, 배양 용기(500)의 배양 상청을 빨아내, 튜브(503)를 경유해서 배양 상청 보틀(600)로 이동한다. 배지 상청의 이동에 따라, 배양 용기(500)의 내압이 저하되어, 에어 필터(700)로부터 튜브(502)를 경유해서 외기가 유입된다. 배양 상청의 이동이 종료하는 일정 시간 후에 제어부(400)는 펌프(950)를 정지하고, 용기 선택 밸브(910)에 밸브(911)를 폐쇄하도록 지시한다.

배양 용기(500) 내의 배양 상청의 이동 종료 후, 배지 보틀(200)의 배지를 배양 용기(500)에 공급한다. 제어부(400)는 용기 선택 밸브(340)에 밸브(341)를 개방하도록 지시한다. 이어서 송액/송기 선택 밸브(320)에 송액 밸브(322)를 개방하도록 지시한다. 이어서 펌프(310)를 동작하도록 지시한다. 배지 보틀(200)로부터 빨아낸 배지는, 송액 밸브(322), 밸브(341), 튜브(501)를 경유해서 배양 용기(500)에 공급된다. SOP에서 정한 배지 공급량이 송액되는 일정 시간 후에 제어부(400)는 펌프(310)를 정지하고, 송액/송기 선택 밸브(320)에 송액 밸브(322)를 폐쇄하도록 지시하고, 용기 선택 밸브(340)에 밸브(341)를 폐쇄하도록 지시한다.

SOP에서는 통상 배양 기간의 1일 전에 배양 용기를 취출한다. 취출 작업은 배양 용기에 접속되어 있는 튜브의 2개소를 열 융착에 의해 폐쇄하고, 2개소 사이의 부분을 절단함으로써 유로의 폐쇄성을 유지한다.

도 4에 배양 용기(510)를 취출한 후의 본 실시예의 자동 배양 장치를 나타낸다. 튜브(511, 512, 513)는 열 용착에 의해 튜브가 폐쇄된 상태로 되어 있어, 유로의 폐쇄성을 유지하고 있다.

도 5의 플로차트를 이용하여, 도 4의 상태의 자동 배양 장치에 있어서의 배양 스케줄에 기재된 배양 용기(510)의 가스 교환의 개시 시각으로부터의 동작을 설명한다. 도 5에 있어서, S100이란 스텝 100을 의미한다. 제어부(400)는 배양 용기(510)에 대한 가스 교환을 행한다(S100). 튜브(511)는 폐쇄되어 있기 때문에, 봄베(100)의 5% CO2 가스는 튜브(511)까지 진행되어, 정지한다. 이 때 봄베(100)로부터 튜브(511)까지의 기압은 봄베(100)의 내압 근방까지 상승한다. 여기서 제어부(400)는 압력 센서(330)의 값을 판독해, 유로 내압의 측정을 행한다(S110).

유로의 내압이 미리 정한 봄베(100)의 내압 근방인 문턱값, 예를 들면 0.05MPa 미만인 경우는, 배양 스케줄에 기재된 S100의 시각 이후의 배지 교환의 개시 시각에, 앞서 기술한 배양 용기(500)에 대한 배지 교환과 마찬가지인 방법으로 배지 교환을 실시한다. 유로의 내압이 미리 정한 봄베(100)의 내압 근방인 문턱값 이상일 경우는, 제어부(400)는 배양 용기(510)가 취출되어 있음을 검출한다. 배양 용기가 제거되어 있음을 검출한 경우, 유로 내의 가스를 배출한다(S130). 가스의 배출은 송기 밸브(321), 및 밸브(342)를 폐쇄한 후, 배기 밸브(350)를 개방하여 가스를 배출한다. 그리고 배양 스케줄에 기재된 S100의 시각 이후의 배지 교환의 시각에 송액 밸브(322)를 개방하지 않음으로써 배지의 송액을 행하지 않는다.

이와 같이 본 실시예의 자동 배양 장치의 제어부(400)는, 제거된 배양 용기를 검출하는 수단을 가져, 제거된 용기에 대한 배지 교환을 행하지 않는 제어를 실현할 수 있다. 본 실시예의 구성에 의해, 배지가 유로 내에 잔류하지 않게 되어, 배양 용기 내의 배지가 넘쳐나는 위험성이 없어진다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예의 자동 배양 장치의 구성에 있어서, 제거된 배양 용기의 검출은 유로 내의 압력을 압력 센서(330)로 검출하여, 제어부(400)는 배지 교환의 필요성을 판단한다. 또한, 본 실시예의 구성에 의해 필요 분만큼만 배지를 사용하기 때문에, 배지 보틀에 격납하는 용량을 줄일 수 있어, 배지 보틀, 나아가서는 장치의 크기를 작게 할 수 있다. 또한, 고가의 배지의 사용량을 줄일 수 있기 때문에, 1회당 세포 배양에 관련된 운영 비용이 우수하다.

본 실시예의 자동 배양 장치에 있어서는, 배양 용기 내의 세포는 배양 기간 중에, 도 1, 도 4에서 현미경(도시생략)에 의해, 적절히 관찰을 행해서, 세포 배양이 제대로 진행되고 있는지를 화상으로부터 확인한다. 상술한 제어부(400)에 따른, 제거된 배양 용기의 검출에 의해, 당해 배양 용기에 대한 세포 관찰을 생략할 수 있다. 그 결과, 현미경에 의한 세포 관찰시 세포 사멸을 오검출하지 않기 때문에, 세포 검출의 처리계가 간단해지고, 세포 사멸의 검출 정밀도가 향상된다. 또한, 제거된 배양 용기 부분의 화상을 기억부(메모리) 등에 보존하지 않기 때문에, 배양 종료 후 사용자가 세포 화상을 선별하는 수고가 없어진다.

이상 설명한 실시예 1에서는 송액 밸브(322)를 개방시키지 않음으로써 배지 교환을 행하지 않았지만, 제어부(400)는 제거된 배양 용기를 검출했을 때, 배양 스케줄에 기재된 배지 교환의 개시 시각에 펌프(310)를 동작시키지 않고, 배지의 송액을 행하지 않는 제어로 해도 된다. 송액 밸브(322)를 개방하지 않음으로써 배지의 송액을 행하지 않을 경우, 배지는 배지 보틀(200)로부터 송액 밸브(322)까지의 유로에 약간 이동한다. 다른 배양 용기의 배지 교환시, 이 유로 중에 이동한 배지가 상정 외의 개소에 유입되게 될 가능성이 있지만, 펌프(310)를 동작시키지 않음으로써, 배지 보틀(200)로부터 배지가 송액되지 않으므로, 유로 내의 배지 잔류량을 0으로 할 수 있다.

실시예 2

다음으로 제 2 실시예로서, 현미경의 촬영 화상으로부터 배양 용기의 제거를 검출하는 구성의 자동 배양 장치의 실시예에 대해 설명한다. 도 6에 그 일 구성예를 나타낸다. 도 6에 있어서, 도 1에 나타낸 자동 배양 장치, 및 도 2에 나타낸 송액 송기 공급 선택부(300)의 구성 요소와 동일한 동작을 행하는 것에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 설명을 생략하는 것으로 한다.

도 6의 자동 배양 장치의 송액 송기 공급용 용기 선택부(301)는, 도 2의 송액 송기 공급 선택부(300)의 구성 요소 중, 압력 센서(330)를 포함하지 않고, 송기 밸브(321)의 출력이 용기 선택 밸브(340)에 직결되는 구성을 구비하고 있다. 카메라 기능을 구비한 현미경(800)은 배양 용기 내의 세포를 촬영하여, 화상을 제어부(400)에 출력한다. 현미경(800)의 예로서는, 투명한 세포를 관찰하는데 적합한 위상차 현미경이 있다. 현미경 슬라이더(810)는 자동 배양 장치 내에서 현미경(800)을 지지하며, 제어부(400)의 지시에 따라 현미경(800)을 배양 용기(500 ~ 540) 중 어느 위치로 이동한다. 제어부(400)는 제조 종사자가 세포 배양 개시시에 SOP에 따라 입력한 배양 스케줄에 따라, 배지 교환, 혹은 가스 교환에 더해, 현미경(800)의 이동, 및 세포의 관찰을 행한다.

도 7의 플로차트를 이용하여, 본 실시예의 자동 배양 장치에서, 현미경의 촬영 화상으로부터 배양 용기의 유무를 판단하는 방법을 설명한다. 제어부(400)는 현미경 슬라이더(810)에 현미경(800)을 배양 용기(510)에 이동하도록 지시하고, 이동 종료 후 현미경(800)에 촬영 지시를 행한다(S200). 현미경(800)은 배양 용기(510) 내의 세포를 촬영하여, 제어부(400)에 촬영 화상을 송신한다. 제어부(400)는 촬영 화상으로부터 세포 형상을 검출하여, 세포가 존재하는 경우는 배양 용기가 있다고 판단하고, 세포가 존재하지 않는 경우는 배양 용기가 존재하지 않는다고 판단한다(S210).

배양 용기의 유무의 검출 결과, 배양 용기가 존재하는 경우는, 배양 스케줄에 기재된 배지 교환의 개시 시각에 배지 교환을 실시한다. 배지 교환 방법은 실시예 1에서 기술한 배양 용기(500)에 대한 배지 교환과 마찬가지인 방법으로 행한다. 배양 용기가 존재하지 않는 경우는, S200의 시각 이후의 배양 스케줄에 기재된 배지 교환의 개시 시각에 배지 교환을 행하지 않는다.

즉, 본 실시예의 제어부(400)는 제거된 배양 용기를 검출하는 수단을 가져, 제거된 용기에 대한 배지 교환을 행하지 않는 제어를 실현할 수 있다. 본 실시예는 실시예 1과 마찬가지로, 배지가 유로 내에 잔류하지 않게 되어, 배양 용기 내의 배지가 넘쳐날 위험성이 없어진다. 또한, 본 실시예에 따라 필요만큼만 배지를 사용하기 때문에, 배지 보틀에 격납하는 용량을 줄일 수 있어, 배지 보틀, 나아가서는 장치의 크기를 작게 할 수 있다. 또한, 고가의 배지의 사용량을 줄일 수 있기 때문에, 1회당 세포 배양에 관련된 운영 비용이 우수하다.

또한, 본 실시예는 현미경의 촬영 화상의 결과로부터 배양 용기의 유무를 판단할 수 있어, 제거된 용기에 대한 가스 교환을 행하지 않는 제어를 실현할 수 있다. 제거된 배양 용기에 대해 가스 교환을 행하면, 유로 내에 가스가 잔류한다. 잔류한 가스는 폐쇄된 튜브 끝에 여분의 압력이 계속해서 걸리게 해, 파손됨으로써 폐쇄성이 파괴되어 생화학적 오염이 생길 가능성이 있다. 본 실시예에 의해, 유로 내의 가스압 변화를 작게 할 수 있기 때문에, 폐쇄성을 유지하기 쉬워진다. 또한, 튜브의 강도, 절단시의 내압 성능의 설계가 용이해진다.

또한, 제거된 배양 용기의 경로에 가스 교환을 행하면, 유로의 기압이 상승해서, 다른 배양 용기의 가스 교환을 행할 때, 기압의 큰 변동이 일어나, 세포에 대한 스트레스로 되어, 배양 결과에 영향을 준다. 본 실시예의 구성에서는, 가스 교환 개시시의 기압 변동이 작으므로, 세포에 대한 스트레스를 경감시킬 수 있고, 품질을 향상시킬 수 있다.

또한, 제거한 배양 용기의 경로에 가스 교환을 행하면, 유로의 기압이 상승해서, 어떤 이유로 가스 교환이 실패했다고 오검출한다. 본 실시예에 따라 가스압 체크의 처리를 간략화할 수 있고, 가스압 체크의 검출 정밀도가 올라간다.

상기의 설명에 있어서, 본 실시예의 현미경(800)에는 위상차 현미경을 사용하는 예를 기술했다. 앞서 기술한 바와 같이 위상차 현미경은 투명한 세포를 관찰하기 위해 자동 배양 장치에 탑재되는 경우가 많다. 배양 용기의 검출을 세포 관찰용 현미경과 겸용함으로써, 장치 크기를 작게 할 수 있다. 또한, 장비의 비용을 저렴하게 할 수 있다.

또한, 위상차 현미경의 촬영 화상은 휘도값만으로 표시되기 때문에, 색의 검출이 어렵다. 그래서 현미경(800)으로서 실체 현미경을 이용하여 배지의 색을 검출하고, 일반적인 배지에 포함되는 페놀프탈레인이 변화하는 색의 범위 내인지를 측정하여, 배양 용기의 유무를 검출해도 된다. 색의 검출 방법으로서는 화상의 RGB 값으로부터 검출하는 방법, 혹은 HSV(Hue, Saturation, Value) 값으로부터 검출하는 방법이 있다. 색의 검출은 세포의 검출보다 용이하기 때문에, 배양 용기의 유무의 검출 처리를 간략화할 수 있고, 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 검출 처리를 고속화할 수 있다.

본 실시예에서는 배양 용기의 검출로서 세포를 검출하는 방법을 기술했지만, 카메라 기능을 갖는 현미경(800)이나, 카메라 등의 촬영부를 배양 용기 단부에 이동해서 촬영한 화상에 대해 하이패스 필터 등의 화상 처리를 실시하고, 에지 검출을 행함으로써 배양 용기의 끝을 검출해도 있다. 이것은, 튜브 등의 유로가 접속되는 배양 용기 단부에서, 유로가 절단된 배양 용기의 끝의 화상을 이용하면 하이패스 필터 처리로 용이하게 에지 검출 가능하기 때문이다. 하이패스 필터 처리의 연산량은 작고, 세포의 검출보다 쉽기 때문에, 배양 용기의 유무의 검출 처리를 간략화할 수 있고, 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 검출 처리를 고속화할 수 있다.

배양 용기의 유무의 검출 방법으로서, QR 코드(등록 상표)로 대표되는 매트릭스형 2차원 코드, 바코드 등의 마커 패턴을 판독하는 바코드 리더 등의 판독부로 검출해도 된다. 마커 패턴에는 배양 용기(510 ~ 540)를 구별하는 부호를 부가함으로써, 어떤 배양 용기가 제거되었는지를 검출할 수 있고, 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 검출 처리를 고속화할 수 있다.

실시예 3

제 3 실시예로서, 배양 용기를 제거한 제조 종사자가, 제거한 배양 용기의 정보를 제어부에 입력하는 자동 배양 장치의 실시예에 대해 기술한다. 도 8에 그 일 구성예를 나타낸다. 도 8에 있어서, 도 4에 나타낸 자동 배양 장치, 및 도 2에 나타낸 송액 송기 공급 선택부(300)의 구성 요소와 동일한 동작을 행하는 것에 대해서는 동일한 번호를 부여하고, 설명을 생략한다.

도 8의 자동 배양 장치의 입력부(410)는, 제조 종사자가 제거된 배양 용기(510 ~ 540) 중 어느 것의 번호를 기입함으로써 제어부(400)에 입력하고, 입력된 정보를 제어부(400)에 출력한다. 이 입력부(410)로서는, 앞서 설명한 컴퓨터의 디스플레이, 키보드, 마우스 등의 입출력부를 이용해서 실현할 수 있다. 도 9에 배양 용기의 번호 입력의 화면 예를 나타낸다. 디스플레이 등에 표시되는 화면의 입력부(1000)에, 키보드나 마우스 등을 이용하여, 상술한 제거된 배양 용기의 번호를 입력하고, 버튼(1010)을 누르면 입력이 완료된다.

본 실시예의 자동 배양 장치에서는, 실시예 1, 실시예 2에서 나타낸 효과에 더해, 제조 종사자가 제거 동작을 행하고, 손에 든 상태에서 명시적으로 입력함으로써, 제거한 배양 용기를 오검출하는 경우 없이 제어부(400)에 전달할 수 있다.

또한, 배양 용기에 부가한 마커 패턴을 입력부(410)에 판독시킴으로써 제거한 배양 용기의 번호를 입력해도 된다. 도 10에 표시부인 디스플레이 상의 배양 용기 입력의 화면 예를 나타낸다. 입력부(410)에 배양 용기 번호를 판독시킨 후 버튼(1020)을 누르면 입력이 완료된다. 마커 패턴을 이용함으로써, 제조 종사자가 제거된 배양 용기 번호를 오입력하는 경우가 없게 된다.

배양 용기에 전자 태그를 부가하고, 입력부(410)에 판독시킴으로써 제거한 배양 용기의 번호를 입력해도 된다. 이 경우에도 도 10에 나타낸 입력 화면을 이용할 수 있다. 전자 태그를 사용함으로써, 마커 패턴을 첩부하는 것이 어려운 작은 배양 용기에도 대응할 수 있다. 또한, 바코드를 사용했을 경우에 비해 큰 정보를 부가할 수 있다.

입력부(410)에의 입력은 제조 종사자에 의한 수동 조작이 아닌, 자동 입력으로 해도 된다. 예를 들면 배양 용기를 설치하는 바닥 부분에 접촉 센서(도시생략)를 설치하고, 제조 종사자가 제거를 행하면, 제어부(400)가 접촉 센서로부터 배양 용기가 제거되었음을 검출하도록 해도 된다. 이 경우, 접촉 센서가 입력부(410)로서 기능한다. 본 구성에 의해 제조 종사자가 제거된 배양 용기를 입력하는 것을 잊어버리는 것을 방지할 수 있다.

또한, 배양 용기에 접속하는 튜브에 커넥터를 붙여, 배양 용기를 제거할 때 커넥터가 분리된 것을 검출하는 검출 센서를 설치하여 제어부(400)에 입력하는 구성으로 해도 된다. 이 경우, 검출 센서가 입력부(410)로서 기능한다. 제조 종사자는 배양 용기를 바닥면으로부터 떼어낸 상태에서 제거 동작을 행할 수 있기 때문에, 작업성이 향상된다.

또는, 입력부(410)는 자동 배양 장치를 격납하는 인큐베이터의 개구부에 설치되어, 인큐베이터로부터 배양 용기가 나왔을 때 전자 태그를 검출하는 구성으로 해도 된다. 인큐베이터로부터 취출함으로써 배양 용기의 제거 동작이 완료되기 때문에, 제거한 배양 용기의 검출 타이밍을 보다 정확하게 할 수 있다.

제 3 실시예에서 나타낸, 제거한 배양 용기의 입력에, 제 1 실시예에서 나타낸 유로 내압에 의한 배양 용기의 제거 검출을 조합시켜도 된다. 도 8에 있어서, 제어부(400)는 입력부(410)로부터 입력된 배양 용기 번호가 나타내는 배양 용기에 대해, 도 5에서 나타낸 방법을 사용하여 배지 교환의 필요성을 판단한다. 이 구성에 의해, 제거한 배양 용기 번호의 오입력을 행했을 경우, 사용자에게 통지할 수 있다. 사용자는 용기 제거 처리를 다시 해서, 잘못 제거한 용기를 수동 배양함으로써 배양 처리를 계속하는 등, 차선책의 입안(立案)을 세우는 것을 가능하게 한다. 또한, 제거된 용기로서 입력된 용기 번호만 체크를 행함으로써, 체크 처리의 간략화가 가능해져, 가스 사용량을 억제할 수 있다.

이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 실시형태에 대해 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않음은 물론이다. 당업자라면, 청구범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에 있어서, 각종 변형예 또는 수정예에 상도할 수 있음은 분명하고, 그들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다.

예를 들면, 상기한 실시예는 본 발명을 알기 쉽게 설명하기 위해 상세히 설명한 것이며, 반드시 설명된 모든 구성을 구비하는 것으로 한정되는 것은 아니다. 또한, 예를 들면, 어느 실시예의 구성의 일부를 다른 실시예의 구성으로 치환하는 것이 가능하며, 또한 어느 실시예의 구성에 다른 실시예의 구성을 추가하는 것도 가능하다.

또한, 상술한 각 기능, 제어부 등은, 그들의 일부 또는 전부를 실현하는 컴퓨터의 프로그램을 작성하는 예를 설명했지만, 그들의 일부 또는 전부를 예를 들면 집적 회로로 설계하는 등에 의해 하드웨어로 실현해도 됨은 물론이다.

100 봄베
200 배지 보틀
210 에어 필터
300 용기 선택부
310 펌프
320 송액/송기 선택 밸브
330 압력 센서
340 용기 선택 밸브
350 배기 밸브
360 에어 필터
400 제어부
410 입력부
500 배양 용기
600 배양 상청 보틀
610 에어 필터
700 에어 필터
800 현미경
810 현미경 슬라이더
900 배양 상청 회수 선택부
910 용기 선택 밸브
950 펌프

Claims

복수의 배양 용기와,
상기 복수의 배양 용기의 각각에 접속되는 유로와,
상기 유로를 거쳐 상기 배양 용기에 송액(送液)되는 액체, 또는 송기(送氣)되는 기체를 제어하는 용기 선택부와,
상기 용기 선택부를 제어하는 제어부를 구비하고,
상기 제어부는,
상기 복수의 배양 용기 중 일부 배양 용기에 대응하는 상기 유로가 절단된 것을 검출하고, 상기 액체의 송액 제어, 또는 상기 기체의 송기 제어를 변경하는
것을 특징으로 하는 자동 배양 장치.
제 1 항에 있어서,
유로 내의 기압을 측정하는 압력 센서를 더 구비하고,
상기 제어부는,
상기 압력 센서가 측정하는 기압값에 의거하여 상기 유로가 절단된 것을 검출하는
것을 특징으로 하는 자동 배양 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 용기 선택부는, 상기 유로에 상기 액체를 송액하는 펌프를 포함하고,
상기 제어부는,
절단된 상기 유로에 송액을 행하지 않도록 상기 펌프를 제어하는
것을 특징으로 하는 자동 배양 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 배양 용기를 관찰하는 현미경을 더 구비하고,
상기 제어부는,
상기 현미경이 관찰한 화상에 의거하여 상기 유로가 절단된 것을 검출하는
것을 특징으로 하는 자동 배양 장치.
제 1 항에 있어서,
마커 패턴 판독부를 더 구비하고,
상기 제어부는,
상기 마커 패턴 판독부의 출력에 의거하여 상기 유로가 절단된 것을 검출하는
것을 특징으로 하는 자동 배양 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 마커 패턴 판독부는 바코드 리더인
것을 특징으로 하는 자동 배양 장치.
제 1 항에 있어서,
촬영부를 더 구비하고,
상기 제어부는,
상기 촬영부가 출력하는 화상에 의거하여 상기 유로가 절단된 것을 검출하는
것을 특징으로 하는 자동 배양 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 촬영부가 출력하는 상기 배양 용기의 단부(端部)의 화상을 하이패스 필터 처리함으로써, 상기 유로가 절단된 것을 검출하는
것을 특징으로 하는 자동 배양 장치.
제 1 항에 있어서,
입력부를 더 구비하고,
상기 제어부는,
상기 입력부로부터 입력되는 상기 배양 용기의 번호에 의거하여 상기 유로가 절단된 것을 검출하는
것을 특징으로 하는 자동 배양 장치.
제 1 항에 있어서,
입력부와, 유로 내의 기압을 측정하는 압력 센서를 더 구비하고,
상기 제어부는,
상기 압력 센서가 측정하는 기압값에 의거하여, 상기 입력부로부터 입력된 번호에 대응하는 상기 배양 용기의 상기 유로가 절단된 것을 확인하는
것을 특징으로 하는 자동 배양 장치.