KR20210018220A - 다층 배양 용기 관찰 시스템, 대차 장치 및 다층 배양 용기 관찰 장치 - Google Patents

다층 배양 용기 관찰 시스템, 대차 장치 및 다층 배양 용기 관찰 장치 Download PDF

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KR20210018220A
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히로유키 다나베
야스토미 가와타
가즈히로 오노
쇼지 마쓰오카
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시코쿠 케이소쿠 코교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 작업자가 다층 배양 용기의 피관찰물을 간단히 관찰할 수 있는 다층 배양 용기 관찰 시스템, 대차 장치 및 다층 배양 용기 관찰 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 복수의 트레이를 내장하는 다층 배양 용기(30)를 탑재하여 이동 가능한 대차 장치(20)와, 다층 배양 용기(30)의 각 트레이의 피관찰물을 관찰 가능한 관찰 장치(10)를 가지는 다층 배양 용기 관찰 시스템으로서, 대차 장치(20)는, 다층 배양 용기(30)의 대향하는 2개의 측면의 상단(上端)으로부터 하단(下端)까지를 노출시키는 측면 노출부를 가지는 프레임체를 구비하고, 관찰 장치(10)는, 대차 장치(20)를 다층 배양 용기(30)를 탑재한 상태인 채로 수용하는 수용부(14)와, 광학계를 가지고 상기 광학계가 결상한 상을 출력하는 촬상 장치(11)를 구비하고, 수용부(14)에 다층 배양 용기(30)를 탑재하는 대차 장치(20)를 수용한 경우에, 측면 노출부가, 촬상 장치(11)의 광축 상에 배치되는 다층 배양 용기 관찰 시스템을 제공한다.

Description

다층 배양 용기 관찰 시스템, 대차 장치 및 다층 배양 용기 관찰 장치
본 발명은, 복수의 트레이를 내장하는 다층 배양 용기에서의 피관찰물을 관찰하기 위한 다층 배양 용기 관찰 시스템, 대차(臺車) 장치 및 다층 배양 용기 관찰 장치에 관한 것이다.
복수의 트레이를 내장하는 다층 배양 용기에서의 피관찰물(배양물)을 관찰하기 위한 다층 배양 용기 관찰 장치가 알려져 있다. 이와 같은 다층 배양 용기 관찰 장치에 있어서, 각 트레이에서의 배양 세포의 상태를 관찰하기 위하여, 다층 배양 용기를 사이에 두고, 광학 관찰 수단을 상측 경사 방향, 조명 수단을 하측 경사 방향으로 대향시키고, 광학 관찰 수단과 다층 배양 용기와 조명 수단을 동일한 광축 상에 배치한 배양 용기 관찰 장치가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
일본특허 제4049263호 공보
종래에는, 다층 배양 용기의 피관찰물을 배양 용기 관찰 장치로 관찰하는 경우에, 작업자가, 대차로 복수의 다층 배양 용기를 배양 용기 관찰 장치의 가까이까지 운반하고, 대차로부터 배양액이 들어 있는 다층 배양 용기를 내리고, 그 후, 배양 용기 관찰 장치의 관찰 위치인 시트에 다층 배양 용기를 두고, 다층 배양 용기에서의 피관찰물을 관찰할 필요가 있었다. 특히, 복수의 다층 배양 용기에 있어서 피관찰물을 관찰하는 경우에는, 배양액이 들어간 다층 배양 용기를 1개씩 싣고 내리는 작업이 필요하여, 작업자의 노동력이 증대하는 문제가 있었다. 또한, 작업자가 수작업으로 다층 배양 용기를 취급하므로, 다층 배양 용기 내의 배지에 불필요한 충격을 주거나, 다층 배양 용기를 불필요하게 접촉함으로써 다층 배양 용기를 파손하여 오염이 발생하는 경우도 있었다.
본 발명은, 작업자가 다층 배양 용기에서의 피관찰물을 용이하게 관찰할 수 있는 다층 배양 용기 관찰 시스템, 대차 장치 및 다층 배양 용기 관찰 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 배양 용기 관찰 시스템은, 복수의 트레이를 내장하는 다층 배양 용기를 탑재하여 이동 가능한 대차 장치와, 상기 다층 배양 용기의 각 트레이의 피관찰물을 관찰 가능한 관찰 장치를 가지는 다층 배양 용기 관찰 시스템으로서, 상기 대차 장치는, 상기 다층 배양 용기의 대향하는 2개의 측면의 상단(上端)으로부터 하단(下端)까지를 노출시키는 측면 노출부를 가지는 프레임체를 구비하고, 상기 관찰 장치는, 상기 대차 장치를 상기 다층 배양 용기를 탑재한 상태인 채로 수용하는 수용부와, 광학계를 가지고 상기 광학계가 결상한 상을 출력하는 촬상 장치를 구비하고, 상기 수용부에 상기 다층 배양 용기를 탑재하는 상기 대차 장치를 수용한 경우에, 상기 측면 노출부가, 상기 촬상 장치의 광축 상에 배치된다.
상기 배양 용기 관찰 시스템에 있어서, 상기 다층 배양 용기를 유지하여 핸들링하는 조작 장치를 더욱 가지고, 상기 대차 장치는, 차륜을 가지는 대차와, 상기 대차 위에 상기 대차와 착탈(着脫) 가능하게 탑재되고, 상기 다층 배양 용기를 상기 대차에 고정시키는 고정 부재를 가지고, 상기 조작 장치는, 상기 고정 부재째로 상기 다층 배양 용기를 유지하여 핸들링하게 구성할 수 있다.
상기 배양 용기 관찰 시스템에 있어서, 상기 촬상 장치에 대향하여 형성되어 있고, 상기 촬상 장치를 향하여 광을 조사하는 조명 장치를 더욱 가지고, 상기 수용부에 상기 다층 배양 용기를 탑재하는 상기 대차를 수용한 경우에, 상기 다층 배양 용기를 사이에 두고, 상기 촬상 장치, 상기 다층 배양 용기, 및 상기 조명 장치가 동일한 광축 상에 배치되도록 구성할 수 있다.
상기 배양 용기 관찰 장치 시스템에 있어서, 상기 촬상 장치 및 상기 조명 장치를 제1 방향 및 제2 방향으로 구동시키는 구동부를 더욱 가지고, 상기 대차는, 복수의 상기 다층 배양 용기를 상기 제1 방향으로 병렬로 탑재 가능한 탑재 스페이스를 가지고 있도록 구성할 수 있다.
상기 다층 배양 용기 관찰 시스템에 있어서, 상기 촬상 장치 및 상기 조명 장치의 광축이, 상기 다층 배양 용기의 트레이의 바닥면에 대하여 40°∼50°의 범위의 각도로 교차하도록, 상기 촬상 장치 및 상기 조명 장치가 배치되어 있도록 구성할 수 있다.
본 발명에 따른 대차 장치는, 다층 배양 용기의 각 트레이의 피관찰물을 관찰 가능한 관찰 장치에 수납되는 대차 장치로서, 복수의 트레이를 내장하는 다층 배양 용기를 고정시키는 프레임체를 구비하고, 상기 프레임체는, 상기 다층 배양 용기의 대향하는 2개의 측면의 상단으로부터 하단까지를 노출시키는 측면 노출부를 가진다. 상기 대차 장치에 있어서, 상기 프레임체를 복수 조(組) 구비하도록 구성할 수 있다.
본 발명에 따른 다층 배양 용기 관찰 장치는, 상기 대차 장치를 상기 다층 배양 용기를 탑재한 상태인 채로 수용하는 수용부와, 광학계를 가지고 상기 광학계가 결상한 상을 출력하는 촬상 장치를 구비하는 다층 배양 용기 관찰 장치로서, 상기 수용부에 상기 다층 배양 용기를 탑재하는 상기 대차 장치를 수용한 경우에, 상기 측면 노출부가, 상기 촬상 장치의 광축 상에 배치된다.
본 발명에 의하면, 작업자가 다층 배양 용기의 피관찰물을 용이하게 관찰할 수 있는 다층 배양 용기 관찰 시스템, 대차 장치 및 다층 배양 용기 관찰 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 실시형태에 따른 다층 배양 용기를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 다층 배양 용기에서의 각 트레이로의 액체의 분배 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 제1 실시형태에 따른 다층 배양 용기 관찰 시스템을 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 실시형태에 따른 대차 장치를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 실시형태에 따른 대차 장치의 관찰 상태를 예시하는 사시도이다.
도 6의 (A)는 본 실시형태에 따른 가로 프레임 부재를 나타낸 도면이며, (B)는 가로 프레임 부재를 장착하기 전의 대차 장치를 나타낸 도면이며, (C)는 가로 프레임 부재를 장착한 대차 장치를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 실시형태에 따른 다층 배양 관찰 장치를 나타낸 블록도이다.
도 8은 촬상 장치와 다층 배양 용기와 조명 장치의 위치 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 다층 배양 용기 조작 장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 10은 다층 배양 용기 조작 장치를 나타낸 블록도이다.
도 11은 고정 부재의 피걸림부와 다층 배양 용기 조작 장치의 걸림 부재의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 다층 배양 용기를 다층 배양 용기 조작 장치의 암에 가고정한 상태를 나타낸 사시도이다.
도 13은 회전축(X1)을 중심으로 하는 회전부의 회전 동작의 일례를 나타낸 도면이다.
도 14는 회전축(X2)을 중심으로 하는 회전부의 회전 동작 및 회전축(X1) 및회전축(X2)을 중심으로 하는 회전부의 회전 동작의 일례를 나타낸 도면이다.
도 15는 다층 배양 용기 조작 장치의 진탕부를 돌출시킨 상태를 나타낸 사시도이다.
도 16은 진탕 동작에서의 암과 삽통공(揷通孔)의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 제3 실시형태에 따른 다층 배양 용기 조작 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
이하에서, 본 실시형태에 따른 다층 배양 용기 관찰 시스템(1)에 대하여 설명한다. 본 실시형태에 따른 다층 배양 용기 관찰 시스템(1)은, 세포 배양 등에 사용 되는 다층 배양 용기(30)에서의 배양 세포를 관찰하기 위한 시스템이다. 이에, 먼저, 본 실시형태에 따른 다층 배양 용기(30)에 대하여 설명한다. 도 1은, 본 실시형태에 따른 다층 배양 용기(30)를 설명하기 위한 도면이며, 다층 배양 용기(30)를 나타내는 단면도이다. 다층 배양 용기(30)는, 세포를 대량으로 배양하기 위하여, 도 1에 나타낸 바와 같이, 복수의 트레이(31)가 적층된 구성으로 되어 있다. 다층 배양 용기(30)로 세포를 배양하는 경우, 예를 들면, 도 2의 (A)에 나타낸 바와 같이, 벤트 캡(32)이 하측으로 되도록 다층 배양 용기(30)를 90° 정도 경사지게 한다. 그리고, 벤트 캡(32)과 펌프를 접속하고, 펌프에 의해 다층 배양 용기(30) 내에 세포를 파종한 배양액을 도입한다. 다음으로, 도 2의 (B)에 나타낸 바와 같이, 다층 배양 용기(30)를 직립으로 되돌리면, 다층 배양 용기(30)의 각 트레이(31)에 배양액이 분배되어, 각 트레이(31)로 세포 배양이 행해지게 된다.
≪제1 실시형태≫
이와 같은 다층 배양 용기(30)에서의 배양 세포를 관찰하기 위하여, 본 실시형태에 따른 다층 배양 용기 관찰 시스템(1)은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 다층 배양 용기 관찰 장치(10)와, 대차 장치(20)를 가진다. 그리고, 도 3은, 다층 배양 용기 관찰 시스템(1)을 나타낸 사시도이며, 다층 배양 용기(30)를 탑재한 대차 장치(20)를, 관찰 위치인 다층 배양 용기 관찰 장치(10)의 내부까지 이동시키고 있는 상태를 나타내고 있다. 이하에, 각 구성에 대하여 설명한다.
도 4는, 본 실시형태에 따른 대차 장치(20)를 설명하기 위한 사시도이다. 대차 장치(20)는, 도 4의 (A)에 나타낸 바와 같이, 차륜(22)을 가지는 대차(21)와, 다층 배양 용기(30)를 대차(21)에 고정시키는 고정 부재(23)로 구성된다. 또한, 대차 장치(20)에 있어서, 대차(21)와 고정 부재(23)는 착탈 가능하게 되어 있다. 구체적으로는, 대차(21)에 대하여 고정 부재(23)를 위로(Z축 플러스 방향) 들어올림으로써, 도 4의 (B)에 나타낸 바와 같이, 고정 부재(23)를 대차(21)로부터 분리할 수 있다. 또한, 반대로, 고정 부재(23)를 대차(21) 위에 둠으로써, 고정 부재(23)를 대차(21)에 장착할 수 있다. 그리고, 대차(21)와 고정 부재(23)는 서로 끼워맞추어지는 끼워맞춤부(도시하지 않음)를 각각 가지고 있고, 이로써, 대차(21)와 고정 부재(23)는 상하 방향(Z축 방향)만으로 착탈 가능하게 되어 있고, 수평 방향(XY축 방향)에 있어서는 고정되어 있다. 그 결과, 대차 장치(20)의 이동 중에, 고정 부재(23)가 대차(21)로부터 낙하하는 것을 방지할 수 있다.
고정 부재(23)는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 복수의 다층 배양 용기(30)를 병렬로 배치한 상태로, 상기 복수의 다층 배양 용기(30)를 동시에 고정 가능하게 되어 있다. 그리고, 본 실시형태에서는, 최대 4개의 다층 배양 용기(30)가 탑재 가능하도록 대차 장치(20)가 구성되어 있지만, 이 구성으로 한정되지 않고, 최대 1∼3의 다층 배양 용기(30)를 탑재 가능하도록 대차 장치(20)를 구성해도 되고, 혹은 5 이상의 다층 배양 용기(30)를 탑재 가능하도록 대차 장치(20)를 구성할 수도 있다.
고정 부재(23)는, 도 4의 (A)에 나타낸 바와 같이, 다층 배양 용기(30)가 탑재되는 시트(24)와, 다층 배양 용기(30)가 수평 방향(XY축 방향)으로 어긋나지 않도록 다층 배양 용기(30)의 4개의 장변(長邊)을 가드하는 프레임 부재(25)와, 프레임 부재(25)에 걸리고, 다층 배양 용기(30)를 회전시켰을 경우에, 다층 배양 용기(30)가 상 방향(Z축 방향)으로부터 튀어나가지 않도록 가드하는 체결 부재(26)를 가지고 있다. 예를 들면, 작업자는, 시트(24) 위이며 또한 프레임 부재(25)의 범위 내에, 다층 배양 용기(30)를 두고, 그 후, 다층 배양 용기(30)의 상측을 체결 부재(26)로 누르도록 하여, 체결 부재(26)와 프레임 부재(25)를 걸리게 함으로써, 다층 배양 용기(30)를 고정 부재(23)에 고정시킬 수 있다.
또한, 도 5는, 본 실시형태에 따른 대차 장치(20)의 관찰 상태를 예시하는 사시도이며, 도 6은, 가로 프레임 부재(251)의 착탈 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 4에 나타낸 대차 장치(20)에 있어서, 나사 등의 고정구(29)를 푸는 것에 의해(혹은 고정구(29)를 제거하는 것에 의해), 도 5에 나타낸 바와 같이, 프레임 부재(25)의 일부를 구성하는 한 쌍의 가로 프레임 부재(251)를 고정 부재(23)로부터 분리할 수 있다. 이로써, 대차 장치(20)의 측면의 일부가 상단으로부터 하단까지 노출되는 측면 노출부를 가지게 되어, 다층 배양 용기 관찰 장치(10)에 의해 다층 배양 용기(30)에서의 배양 상황을 관찰하는 경우에, 가로 프레임 부재(251)가 방해하여 다층 배양 용기(30)를 관찰할 수 없는 것을 효율적으로 방지할 수 있다. 그리고, 후술하는 다층 배양 용기 조작 장치(40)를 사용하여 다층 배양 용기(30)를 조작하는 경우에는, 안전을 위해, 도 6의 (A)∼(C)에 나타낸 바와 같이, 가로 프레임 부재(251)의 홈부를 고정구(29)에 걸고, 고정구(29)를 체결함으로써, 한 쌍의 가로 프레임 부재(251)를 고정 부재(23)에 장착하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 한 쌍의 가로 프레임 부재(251)는 프레임 부재(25)에 자유롭게 착탈 가능하게 되어 있다.
그리고, 가로 프레임 부재(251)는, 프레임 부재(25)에 장착함으로써, 도 4에 나타낸 바와 같이, 다층 배양 용기(30)를 고정시킬 수 있지만, 만일, 가로 프레임 부재(251)를 프레임 부재(25)에 장착하지 않아도 나머지 프레임 부재(25)(다층 배양 용기(30)의 적층 방향으로 연장되는 프레임 부재(25))가 다층 배양 용기(30)의 4코너를 고정하고 있으므로, 다층 배양 용기 관찰 장치(10)에 의해 다층 배양 용기(30)의 배양 조직을 관찰할 때, 다층 배양 용기(30)가 대차 장치(20)로부터 낙하하는 것을 효율적으로 방지할 수 있도록 되어 있다.
다음으로, 본 실시형태에 따른 다층 배양 용기 관찰 장치(10)에 대하여 설명한다. 도 7은, 본 실시형태에 따른 다층 배양 용기 관찰 장치(10)를 나타내는 블록도이다. 도 3 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 다층 배양 용기 관찰 장치(10)는, 촬상 장치(11)와, 조명 장치(12)와, 제1∼제4 프레임(111, 112, 121, 122)과, 구동부(13)와, 수용부(14)와, 터치패널부(15)와, 제어부(16)와, 팬(17)을 가진다.
촬상 장치(11)는, 렌즈를 가지고, 다층 배양 용기(30)의 각 트레이(31)의 바닥면에 초점을 맞추고, 각 트레이(31)의 바닥면에 부착되는 배양 세포를 촬상하기 위한 카메라이다. 촬상 장치(11)는, 카메라이면 특별히 한정되지 않지만, 줌 렌즈를 탑재하고, 각 트레이(31)의 상을 다른 배율로 촬상할 수 있는 것이 바람직하다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 촬상 장치(11)는, X축 방향으로 연신하는 제1 프레임(111)에 걸어맞추어져 있고, 구동부(13)에 의해, 촬상 장치(11)를 제1 프레임(111)을 따라 X축 방향으로 이동시킬 수 있다. 또한, 제1 프레임(111)은, Z축 방향으로 연신하는 제2 프레임(112)과 걸어맞추어져 있고, 구동부(13)에 의해, 제1 프레임(111)을 제2 프레임(112)을 따라 Z축 방향으로 이동시킬 수 있고, 그에 따라, 촬상 장치(11)도 Z축 방향으로 이동시킬 수 있다. 이와 같이, 촬상 장치(11)는, 구동부(13)에 의해, 제1 프레임(111) 및 제2 프레임(112)을 따라, 2차원 방향(XZ축 방향)으로 이동할 수 있다. 그리고, 구동부(13)는, 전력 모터 및/또는 에어 실린더를 구비하고 있고, 이로써, 각 프레임(111∼114)을 구동시킬 수 있다.
조명 장치(12)는 촬상 장치(11)를 향하여 광을 조사하는 조명 장치이다. 조명 장치(12)도 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 광원이 LED인 것을 사용할 수 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 조명 장치(12)는, 제3 프레임(121)에 걸어맞추어져 있고, 구동부(13)에 의해, 조명 장치(12)를, 제3 프레임(121)을 따라 X축 방향으로 이동시킬 수 있다. 또한, 제3 프레임(121)은, 제4 프레임(122)과 걸어맞추어져 있고, 구동부(13)에 의해, 제3 프레임(121)을 제4 프레임(122)을 따라 Z축 방향으로 이동시킴으로써, 이에 따라, 조명 장치(12)도 Z축 방향으로 이동시킬 수 있다. 이와 같이, 조명 장치(12)는, 촬상 장치(11)와 마찬가지로, 구동부(13)에 의해, 제3 프레임(121) 및 제4 프레임(122)을 따라, 2차원 방향(XZ축 방향)으로 이동할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 다층 배양 용기(30)를 탑재하는 대차 장치(20)가 수용부(14)에 수용되어 있는 경우에는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 다층 배양 용기(30)를 사이에 두고, 촬상 장치(11)와 조명 장치(12)가 대향하도록 배치된다. 이 때문에, 도 3에 나타낸 예에 있어서, 촬상 장치(11)가, 다층 배양 용기(30)의 우측(Y축 플러스 방향 측)에 배치되어 있는 경우에는, 조명 장치(12)는, 다층 배양 용기(30)의 좌측(Y축 마이너스 방향 측)에 배치되게 된다. 그리고, 도 8은, 촬상 장치와 다층 배양 용기와 조명 장치의 위치 관계를 설명하기 위한 도면이다.
촬상 장치(11)와 조명 장치(12)는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 다층 배양 용기(30)를 경사지게 통과하는 동일한 광축(L) 상에 배치되는 것이 바람직하고, 촬상 장치(11)가 경사지게 위를 향하고, 조명 장치(12)가 경사지세 아래를 향하도록 설정되는 것이 바람직하다. 또한, 촬상 장치(11) 및 조명 장치(12)의 방향은 각각 조정할 수 있지만, 사이에 있는 트레이(31)의 바닥면에 대하여, 광축(L)이 대략 45°의 각도(예를 들면, 40°∼50°의 각도)로 교차하도록, 촬상 장치(11) 및 조명 장치(12)의 방향을 조정하는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 다층 배양 용기(30)를 탑재하는 대차 장치(20)를 수용부(14)에 수용하는 경우에는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 프레임 부재(25)로부터 가로 프레임 부재(251)를 제거하고, 대차 장치(20)가 수용부(14)에 수용된다. 프레임 부재(25)로부터 가로 프레임 부재(251)를 제거함으로써, 촬상 장치(11)와 조명 장치(12)의 광축 상에 가로 프레임 부재(251)가 존재하지 않게 되므로, 다층 배양 용기(30)의 각 층 배양 상황을 양호하게 관찰하는 것이 가능하게 된다.
구동부(13)는, 촬상 장치(11) 및 조명 장치(12)를 2차원 방향(XZ축 방향)으로 이동시킨다. 특히, 본 실시형태에 있어서, 구동부(13)는, 촬상 장치(11)와 조명 장치(12)가 동일한 광축(L) 상에 배치되고, 또한, 촬상 장치(11)와 조명 장치(12)의 상대 위치가 변하지 않도록, 촬상 장치(11)와 조명 장치(12)를 동일한 방향으로 동일한 거리만큼 이동시킨다. 예를 들면, 본 실시형태에서는, 후술하는 바와 같이, 작업자가 터치패널부(15)를 조작하여 관찰하고자 하는 트레이(31)의 위치를 지시할 수 있고, 예를 들면 작업자가 터치패널부(15)를 조작하여 X축 플러스 방향으로 5mm 이동시키는 것을 지시한 경우에는, 구동부(13)는, 촬상 장치(11)를 제1 프레임(111)을 따라 X축 플러스 방향으로 5mm 이동하도록 구동하고 또한, 조명 장치(12)를 제3 프레임(121)을 X축 플러스 방향으로 5mm 이동하도록 구동한다. 또한, 구동부(13)는, 촬상 장치(11) 및 조명 장치(12)를 상하 방향(Z 방향)으로 이동함으로써 상이한 층(단)의 트레이(31)를 관찰할 수 있고, 또한 촬상 장치(11) 및 조명 장치(12)를 좌우 방향(X 방향)으로 이동시킴으로써 상이한 다층 배양 용기(30)를 관찰할 수 있다.
수용부(14)는, 다층 배양 용기(30)를 탑재한 대차 장치(20)를 수용하기 위한 공간이다. 수용부(14)는, 대차 장치(20)를 소정의 관찰 위치에 고정시키기 위한 고정구를 구비하고 있고, 이로써, 대차 장치(20)를 수용부(14)의 관찰 위치에 고정하고, 촬상 장치(11)로 다층 배양 용기(30)의 각 트레이(31)의 배양 세포를 촬상할 수 있다. 또한, 수용부(14)의 입구에는, 도어(141)가 장착되어 있다.
터치패널부(15)는, 작업자가 지시를 입력하는 입력부로서 기능하고 또한, 촬상 장치(11)가 촬상한 화상을 표시하는 표시부로서도 기능한다. 본 실시형태에서는, 터치패널부(15)의 디스플레이 표시 영역이 입력용과 촬상화상표시용으로 분할되어 있고, 촬상화상표시용의 표시 영역에 있어서 촬상화상이 표시되고, 입력용의 표시 영역에 있어서 작업자가 지시하기 위한 버튼(아이콘)이 표시되어 있다. 작업자는, 입력용의 표시 영역에 표시된 버튼(아이콘)을 누름으로써, 촬상 장치(11)가 촬상하는 위치 등을 지시하는 것이 가능하게 되어 있다.
제어부(16)는, 프로그램이 저장된 ROM(Read Only Memory)과, ROM에 저장된 프로그램을 실행하는 CPU(Central Processing Unit)과, 액세스 가능한 기억 장치로서 기능하는 RAM(Random Access Memory)을 구비한다. 제어부(16)는, 미리 기억한 프로그램에 기초하여, 촬상 장치(11)가 촬상한 촬상화상을 터치패널부(15)에 표시하거나, 터치패널부(15)에 입력된 작업자의 지시에 기초하여 구동부(13)에 구동 명령을 출력한다. 또한, 제어부(16)의 위쪽에는 팬(17)이 설치되어 있다. 팬(17)은, 제어부(16)에 대하여 흡인을 행하도록 설치되어 있고, 이로써, 제어부(16)를 냉각할 수 있다. 본 실시형태에 따른 다층 배양 용기 관찰 장치(10)는, 배양에 적합한 비교적 높은 온도(예를 들면, 37℃)로 사용되는 경우가 많기 때문에, 팬(17)을 설치함으로써, 제어부(16)가 열에 의해 고장나는 것을 저감할 수 있다.
이상과 같이, 제1 실시형태에 따른 다층 배양 용기 관찰 시스템에서는, 대차 장치(20)에 다층 배양 용기(30)를 탑재한 채, 각 다층 배양 용기(30)의 각 트레이(31)에서의 배양 세포를 관찰할 수 있으므로, 종래와 같이, 다층 배양 용기(30)를 1개씩 전용의 관찰 위치(시트)로 탑재 위치를 변경할 필요가 없어, 작업자의 노동력을 저감할 수 있는 동시에, 다층 배양 용기(30) 내의 배지에 불필요한 충격을 주거나, 다층 배양 용기(30)를 불필요하게 접촉하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 실시형태에 따른 다층 배양 용기 관찰 시스템(1)에서는, 1대의 대차 장치(20)에 복수의 다층 배양 용기(30)를 병행하여 탑재할 수 있으므로, 복수의 다층 배양 용기(30)의 각 트레이(31)에서의 배양 세포를 한번에 관찰할 수도 있다.
≪제2 실시형태≫
다음으로, 제2 실시형태에 따른 다층 배양 용기 관찰 시스템(1a)에 대하여 설명한다. 제2 실시형태에 따른 다층 배양 용기 관찰 시스템(1a)에서는, 제1 실시형태에 따른 다층 배양 용기 관찰 시스템(1)의 구성에 더하여, 다층 배양 용기(30)를 조작(핸들링)하기 위한 다층 배양 용기 조작 장치(40)를 가진다.
즉, 제2 실시형태에서는, 다층 배양 용기 조작 장치(40)를 사용하여 다층 배양 용기(30)에 세포를 파종한 배양액을 도입하고, 다층 배양 용기(30)를 일정기간 배양한 후에, 다층 배양 용기 관찰 장치(10)를 사용하여 배양한 세포를 관찰하는 일련의 작업을, 다층 배양 용기(30)를 대차 장치(20)에 탑재한 채 행할 수 있는 시스템을 구성하고 있다. 이하에 있어서, 다층 배양 용기 조작 장치(40)에 대하여 설명한다.
다층 배양 용기 조작 장치(40)는, 다층 배양 용기(30)를 조작하기 위한 장치(매니퓰레이터(manipulator))이다. 여기서, 도 9는, 다층 배양 용기 조작 장치(40)를 나타낸 사시도이며, 도 10은, 다층 배양 용기 조작 장치(40)를 나타내는 블록도이다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 다층 배양 용기 조작 장치(40)는, 회전부(41)와, 회전 구동부(42)와, 진탕부(43)와, 진탕 구동부(44)와, 구동 제어부(45)와, 조작부(46)와, 암 구동부(47)와, 한 쌍의 암(48)과, 본체(49)를 구비한다. 구동 제어부(45)는, 다층 배양 용기(30)에 세포를 파종한 배양액을 도입하는 배양액 도입 처리, 다층 배양 용기(30)로부터 배양액을 회수하는 배양액 회수 처리, 다층 배양 용기(30)에 트립신액을 도입하는 트립신 도입 처리, 다층 배양 용기(30)를 진탕시키는 세포 박리 처리, 다층 배양 용기(30)로부터 트립신액을 회수하는 트립신액 회수 처리 등, 다층 배양 용기(30)를 조작하기 위한 조작 프로그램을 미리 기억하고 있고, 상기 조작 프로그램에 기초하여, 회전 구동부(42) 및 진탕 구동부(44)를 구동시킨다. 구체적으로는, 구동 제어부(45)는, 상기 프로그램에 기초하여, 회전 구동부(42)의 동작을 제어함으로써, 회전 구동부(42)에 회전부(41)를 회전 동작시키고 또한, 진탕 구동부(44)의 동작을 제어함으로써, 진탕 구동부(44)에 진탕부(43)를 진탕 동작시킨다. 그리고, 본 실시형태에 있어서, 회전 구동부(42) 및 진탕 구동부(44)는, 전력 모터를 가지고 있고, 전력의 공급을 받아, 회전부(41) 및 진탕부(43)를 구동시킨다.
도 9에 나타낸 바와 같이, 회전부(41)는, 다층 배양 용기(30)를 유지하는 유지 부재로서 기능하는 한 쌍의 걸림 부재(411)를 가진다. 걸림 부재(411)는, 회전부(41)의 양 측면에 고정되어 있고, 도 10 및 도 11의 (A)∼(C)에 나타낸 바와 같이, 오목부(412)를 구비하고 있다. 또한, 오목부(412)는, 테이퍼부(413)와 홈부(414)를 가지고, 후술하는 바와 같이, 고정 부재(23)가 암(48)에 의해 위쪽으로 이동된 경우에, 도 11의 (B)에 나타낸 바와 같이, 고정 부재(23)의 피걸림부(28)에 걸려서, 암(48)과 함께, 고정 부재(23)를 협지하여 회전부(41)에 고정시킬 수 있다. 도 11의 (A), (B)는, 피걸림부(28)와 걸림 부재(411)의 관계를 설명하기 위한 도면이며, 도 11의 (C)는 걸림 부재(411)의 확대도이다. 그리고, 본 실시형태에 있어서, 고정 부재(23)의 피걸림부(28)는, 도 4의 (A)에 나타낸 바와 같이, 프레임 부재(25) 중 다층 배양 용기(30)의 측면을 다층 배양 용기(30)의 배열 방향으로 연신하는 부분에 연속하여 형성되어 있고, 길이(W1)를 가지는 박판형의 부재가 되어 있다.
또한, 다층 배양 용기 조작 장치(40)는, 다층 배양 용기(30)의 지지 부재로서 기능하는 한 쌍의 암(48)을 구비한다. 한 쌍의 암(48)은, 도 12에 나타낸 바와 같이, 고정 부재(23)에 설치된 2개의 삽통공(27)에 각각 삽통 가능하게 되어 있다. 도 12는, 다층 배양 용기(30)를 암(48)에 가고정한 상태를 나타낸 사시도이다. 한 쌍의 암(48)은 암 구동부(47)에 의해 상하 방향(Z축 방향)으로 이동 가능하게 되어 있고, 암 구동부(47)는, 구동 제어부(45)의 지시에 기초하여, 2개의 암(48)이 고정 부재(23)의 삽통공(27)에 삽통할 수 있는 높이 위치까지, 암(48)을 Z축 방향으로 구동시킨다. 이로써, 작업자는, 대차 장치(20)를 본체(49)를 향하여 이동시켜, 고정 부재(23)에 2개의 삽통공(27)에, 2개의 암(48)을 삽통시킬 수 있다. 또한, 암(48)의 선단부 측면에는 클램프(481)가 수납되어 있고, 암(48)이 삽통공(27)을 삽통하면, 삽통공(27)을 통과한 암(48)의 선단부의 측면으로부터 클램프(481)가 돌출한다. 그리고, 구동 제어부(45)는, 고정 부재(23)에 2개의 삽통공(27)에 2개의 암(48)이 삽통된 상태로, 암 구동부(47)에 암(48)을 위쪽(Z축 플러스 방향)으로 구동시킴으로써, 다층 배양 용기(30)를 회전부(41)의 위치까지 들어올린다. 이로써, 도 11의 (B)에 나타낸 바와 같이, 회전부(41)의 걸림 부재(411)와 고정 부재(23)의 피걸림부(28)가 걸려서, 고정 부재(23)가 한 쌍의 걸림 부재(411) 및 한 쌍의 암(48)에 의해 회전부(41)에 협지됨으로써, 다층 배양 용기(30)가 고정 부재(23)째로 회전부(41)에 고정된다. 그리고, 본 실시형태에 있어서, 암 구동부(47)는, 전력 모터 또는 에어 실린더에 의해 한 쌍의 암(48)을 구동시킬 수 있다.
그리고, 구동 제어부(45)는, 도 9의 부호 R 및 P에 나타낸 바와 같이, 회전 구동부(42)에, 회전축(X1, X2)의 2축을 중심으로 하여, 회전부(41)를 회전시키는 회전 동작을 행하게 한다. 그리고, 회전축(X1)은, 도 9에 나타낸 바와 같이, X축 방향으로 연신하는 회전축이며, 이로써, 회전부(41) 및 회전부(41)에 유지된 다층 배양 용기(30)를 롤 방향(R)으로 회전시킬 수 있다. 또한, 회전축(X2)은, Y축 방향으로 연신하는 회전축이며, 이로써, 회전부(41) 및 회전부(41)에 유지된 다층 배양 용기(30)를 피치 방향(P)으로 회전시킬 수 있다. 그리고, 회전 동작에 있어서, 롤 방향(R)의 회전은,±180°미만의 범위에서 가능하며, 본 실시형태에 있어서는,±120°의 범위에서 회전부(41)를 롤 방향(R)으로 회전시킬 수 있다. 또한, 피치 방향(P)의 회전도, ±180°미만의 범위에서 가능하며, 본 실시형태에 있어서는, ±30°의 범위에서 회전부(41)를 롤 방향(R)으로 회전시킬 수 있다. 그리고, 본 실시형태에 있어서, 회전 구동부(42)는, 회전부(41)를 회전축(X1)으로 회전시키는 전력 모터 및/또는 에어 실린더와, 회전부(41)를 회전축(X2)으로 회전시키는 전력 모터 및/또는 에어 실린더를 구비하고 있고, 이로써, 회전부(41)를 2축으로 회전시킬 수 있다.
여기서, 도 13은, 회전축(X1)을 중심으로 한 회전 구동부(42)에 의한 회전부(41)(다층 배양 용기(30))의 회전 동작의 일례를 나타낸 도면이며, 도 13의 (A)는, 회전부(41)가 다층 배양 용기(30)를 들어올린 상태(기준 위치)를 나타내고 있다. 예를 들면, 회전 구동부(42)는, 회전부(41)(다층 배양 용기(30))를, 도 13의 (A)에 나타낸 기준 위치로부터, 도 13의 (B)에 나타낸 바와 같이, 회전축(X1)을 중심으로 하여 좌측 방향으로 90°회전시킬 수 있다. 또한, 회전 구동부(42)는, 회전부(41)(다층 배양 용기(30))를, 도 13의 (C)에 나타낸 바와 같이, 회전축(X1)을 중심으로 하여 기준 위치로부터 좌측 방향으로 100°회전시킬 수도 있고, 도 13의 (D)에 나타낸 바와 같이, 회전축(X1)을 중심으로 하여 기준 위치로부터 좌측 방향으로 120°회전시킬 수도 있다. 이와 같이, 회전 구동부(42)는, 회전부(41)(다층 배양 용기(30))를, 회전축(X1)을 중심으로 하여 기준 위치로부터 ±0°∼120°의 범위에서 롤 방향(R)으로 회전시킬 수 있다.
또한, 도 14는, 회전축(X2)을 중심으로 한 회전부(41)(다층 배양 용기(30))의 회전 동작, 및 회전축(X1) 및 회전축(X2)의 2축에서의 회전부(41)(다층 배양 용기(30))의 회전 동작의 일례를 나타낸 도면이다. 회전 구동부(42)는, 도 14의 (A)에 나타낸 기준 위치로부터, 회전부(41)(다층 배양 용기(30))를 회전축(X2)을 중심으로 하여 피치 방향(P)으로 회전시킬 수 있다. 예를 들면, 도 14의 (B)에 나타낸 예에서는, 회전부(41)(다층 배양 용기(30))의 위쪽이 전방(X축 마이너스 방향)으로 경사지도록, 회전부(41)(다층 배양 용기(30))를, 회전축(X2)을 중심으로 하여 20°회전시키고 있다. 또한, 회전 구동부(42)는, 회전부(41)(다층 배양 용기(30))의 아래쪽이 전방(X축 마이너스 방향)으로 경사지도록, 회전부(41)(다층 배양 용기(30))를 회전축(X2)을 중심으로 하여 회전시킬 수도 있다. 이와 같이, 회전 구동부(42)는, 회전부(41)(다층 배양 용기(30))를, 회전축(X2)을 중심으로 하여 기준 위치로부터 ±0°∼30°의 범위에서 피치 방향(P)으로 회전시킬 수 있다.
또한, 회전 구동부(42)는, 도 14의 (C), (D)에 나타낸 바와 같이, 회전부(41)(다층 배양 용기(30))를, 회전축(X1)을 중심으로 하여 롤 방향(R)으로 회전시키고 또한, 회전축(X2)을 중심으로 하여 피치 방향(P)으로 회전시킬 수 있다. 예를 들면, 도 14의 (C)에 나타낸 도면에서는, 회전부(41)(다층 배양 용기(30))를, 회전축(X1)을 중심으로 하여 좌측 방향으로 100°회전시키고 또한, 회전부(41)(다층 배양 용기(30))의 위쪽이 전방(X축 마이너스 방향)으로 경사지도록, 회전축(X2)을 중심으로 하여 20°회전시키고 있다. 또한, 도 14의 (D)에 나타낸 예에서는, 회전부(41)(다층 배양 용기(30))를, 회전축(X1)을 중심으로 하여 좌측 방향으로 120°회전시키고 또한, 회전부(41)(다층 배양 용기(30))의 위쪽이 전방(X축 마이너스 방향)으로 경사지도록, 회전축(X2)을 중심으로 하여 20°회전시키고 있다.
또한, 회전 구동부(42)는, 회전부(41)(다층 배양 용기(30))를 회전축(X1) 또는 회전축(X2)을 중심으로 하여 왕복 회전시키는 요동 동작을 행할 수도 있다. 예를 들면, 회전 구동부(42)는, 회전부(41)(다층 배양 용기(30))를 회전축(X1)을 중심으로 하여 롤 방향(R)으로 ±120°의 범위에서 왕복 회전시킴으로써, 회전축(X1)을 중심으로 한 요동 동작을 행할 수 있다. 또한, 회전 구동부(42)는, 회전부(41)(다층 배양 용기(30))를 회전축(X2)을 중심으로 하고, 회전부(41)(다층 배양 용기(30))의 위쪽을 전방(X축 마이너스 방향)으로 경사지게 한 후에, 회전부(41)(다층 배양 용기(30))의 아래쪽을 전방(X축 마이너스 방향)으로 경사지도록, 피치 방향(P)으로 ±20°의 범위에서 왕복 회전시킴으로써, 회전축(X2)을 중심으로 한 요동 동작을 행할 수도 있다.
진탕부(43)는, 후술하는 진탕 동작을 행하지 않는 경우에는, 다층 배양 용기 조작 장치(40)의 본체(49) 내부에 수용되어 있고, 진탕 동작을 행하는 경우에, 상기 구동 제어부(45)의 제어에 따라, 도 15에 나타낸 바와 같이, 진탕 구동부(44)에 의해, 본체(49)의 외측으로 돌출된다. 그리고, 도 15는, 다층 배양 용기 조작 장치(40)에 있어서 진탕부(43)를 돌출시킨 상태를 나타낸 사시도이다. 진탕부(43)는, 고정 부재(23)째로 다층 배양 용기(30)를 탑재 가능한 넓이의 상면(431)을 가지고 있고, 고정 부재(23)째로 다층 배양 용기(30)를 상면(431)에 두고 수평 방향의 진탕 동작을 행할 수 있다. 또한, 진탕부(43)는, 대차(21)와 마찬가지로, 고정 부재(23)와 끼워맞추기 위한 끼워맞춤부(도시하지 않음)를 가지고 있고, 이로써, 고정 부재(23)와 상하 방향(Z축 방향)에 있어서 착탈 가능하게 되어 있지만, 수평 방향(XY축 방향)에 있어서는 고정 부재(23)의 동작을 제한하여, 고정 부재(23)가 진탕부(43)로부터 낙하하는 것을 방지하고 있다. 그리고, 진탕 구동부(44)는, 수평 방향(XY축 방향)으로의 진탕 동작이면 진탕부(43)에 어떠한 진탕 동작도 행하게 할 수 있다. 예를 들면, 진탕 구동부(44)는, 좌우 방향의 진탕 동작(Y축 방향에서의 왕복 동작), 전후 방향의 진탕 동작(X축 방향에서의 왕복 동작) 혹은 8자 방향의 진탕 동작(X축 방향 및 Y축 방향을 조합한 진탕 동작) 등의 다양한 진탕 동작을 진탕부(43)에 행하게 할 수 있다.
본 실시형태에 있어서, 구동 제어부(45)는, 회전부(41)에 의한 회전 동작에 이어서, 진탕부(43)에 의한 진탕 동작을 행하게 할 수 있다. 이 경우에, 구동 제어부(45)는, 회전부(41)에 의한 회전 동작이 종료하면, 암 구동부(47)를 제어하여 한 쌍의 암(48)을 아래쪽(Z축 마이너스 방향)으로 구동시켜, 고정 부재(23)째로 다층 배양 용기(30)가 진탕부(43)의 상면(431)에 위치되도록 동작시킨다. 그리고, 구동 제어부(45)는, 진탕 구동부(44)를 제어하여, 진탕부(43)에 다층 배양 용기(30)를 진탕시키는 진탕 동작을 행하게 한다. 그리고, 본 실시형태에 있어서, 암(48)은 본체(49)에 수납되지 않고 돌출한 채로 진탕 동작이 행해진다. 본 실시형태에서는, 도 16에 나타낸 바와 같이, 삽통공(27)의 내폭(W3)이, 암(48)의 외폭(W2)과 진탕부(43)의 진탕폭의 합계보다 넓게 설계되어 있으므로, 암(48)을 삽통공(27)에 삽통한 상태로 진탕 동작을 행할 수 있다. 그리고, 진탕 동작에 있어서 클램프(481)는 암(48) 내에 수납된다. 또한, 도 16은, 진탕 동작에서의 암(48)과 삽통공(27)의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
또한, 구동 제어부(45)는, 진탕부(43)에 의한 진탕 동작에 이어서, 회전부(41)에 의한 회전 동작을 행하게 할 수 있다. 이 경우에, 구동 제어부(45)는, 진탕부(43)에 의한 진탕 동작이 종료하면, 암 구동부(47)를 제어하여 한 쌍의 암(48)을 위쪽(Z축 플러스 방향)으로 구동시켜, 고정 부재(23)째로 다층 배양 용기(30)를 위로 들어올리도록 동작시킨다. 그리고, 구동 제어부(45)는, 진탕 구동부(44)를 제어하여 진탕부(43)를 본체(49)의 내부에 수용한 후, 회전 구동부(42)를 제어하여, 회전부(41)에 회전 동작을 행하게 한다.
전술한 바와 같이, 다층 배양 용기(30)를 탑재하는 대차 장치(20)를 다층 배양 용기 조작 장치(40)로 조작할 경우에는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 프레임 부재(25)에 가로 프레임 부재(251)를 장착하는 것이 바람직하다. 이로써, 보다 안전하게, 다층 배양 용기(30)를 다층 배양 용기 조작 장치(40)로 조작하는 것이 가능하게 된다.
조작부(46)는, 작업자가 지시를 입력하기 위한 장치이며, 예를 들면, 터치패널을 구비하는 구성으로 할 수 있다. 작업자는, 조작부(46)를 조작함으로써, 구동 제어부(45)가 미리 기억하고 있는 프로그램의 개시, 일시정지, 종료 등의 지시를 구동 제어부(45)에 전달하고, 회전부(41)나 진탕부(43)의 동작을 개시, 일시정지, 종료 등을 시킬 수 있다. 또한, 작업자는, 조작부(46)를 조작함으로써, 구동 제어부(45)에 새로운 프로그램을 기억시키거나, 기억하고 있는 프로그램을 일부 변경시키거나 할 수도 있다. 예를 들면, 작업자는, 조작부(46)를 조작함으로써, 배양액을 다층 배양 용기(30)로부터 회수하는 배양액 회수 처리에 있어서, 회전부(41)의 회전축(X1)의 경사 각도를 100°로부터 120°로 변경하는 것 등을 행할 수 있다.
이와 같이, 본 실시형태에 따른 다층 배양 용기 조작 장치(40)에서는, 대차 장치(20)로부터 다층 배양 용기(30)를 고정한 고정 부재(23)를 들어올려 유지하고, 다층 배양 용기(30)의 회전 동작 및 진탕 동작을 행함으로써, 세포를 파종한 배양액의 다층 배양 용기(30)로의 도입, 또한 세포 배양 후에는, 배양액의 회수, 트립신액의 다층 배양 용기(30)로의 도입, 세포 박리 처리, 및 세포 박리 후의 트립신액의 회수의 일련의 처리를, 작업자가 다층 배양 용기(30)에 접촉하지 않고 행할 수 있다. 특히, 종래에는, 다층 배양 용기(30)에 트립신액을 도입한 후에, 작업자가 수작업으로 다층 배양 용기(30)를 다층 배양 용기 조작 장치로부터 한번 내리고, 전용의 진탕기에 다시 탑재하고, 전용의 진탕기로 다층 배양 용기(30)를 진탕시킨 후에, 작업자가 수작업으로 다층 배양 용기(30)를 재차, 다층 배양 용기 조작 장치에 탑재하고, 트립신액의 회수 처리를 하고 있었다. 이 때문에, 세포 배양 처리에서의 작업자의 노동력이 증대하는 문제가 있었다. 또한, 작업자가 수작업을 행함으로써, 작업에 편차가 생기는 경우나, 작업자가 불필요하게 다층 배양 용기(30)에 접촉하는 것에 의해 다층 배양 용기를 파손하게 되어 오염이 발생하는 문제도 있었다. 이에 대하여, 본 실시형태에 따른 다층 배양 용기 조작 장치(40)에서는, 상기 일련의 처리를, 작업자가 다층 배양 용기(30)에 접촉하지 않고 행할 수 있으므로, 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있다.
그리고, 제2 실시형태에 따른 다층 배양 용기 관찰 시스템(1a)에서는, 다층 배양 용기 조작 장치(40)를 구비함으로써, 다층 배양 용기(30)로의 배양액의 도입으로부터, 세포 배양, 배양 세포의 관찰, 배양 세포의 회수까지의 일련의 처리를, 작업자가 다층 배양 용기(30)에 접촉하지 않고 행할 수 있다. 즉, 작업자는, 다층 배양 용기 조작 장치(40)를 사용하여 다층 배양 용기(30)에 세포를 파종한 배양액을 도입하고, 그 후, 다층 배양 용기 조작 장치(40)로부터 다층 배양 용기(30)를 대차 장치(20)에 직접 되돌리고, 그대로, 대차 장치(20)에 의해 다층 배양 용기(30)를 배양실 등에 이동시킬 수 있다. 또한, 작업자는, 배양한 세포를 관찰하기 위하여, 대차 장치(20)에 탑재한 다층 배양 용기(30)를 다층 배양 용기 관찰 장치(10)의 수용부(14) 내까지 이동시키고, 다층 배양 용기(30)를 대차 장치(20)에 탑재한 채, 다층 배양 용기 관찰 장치(10)를 사용하여 배양 세포를 관찰할 수 있다. 또한, 작업자는, 관찰의 결과, 세포 배양이 완료한 것으로 판단한 경우에는, 다층 배양 용기(30)를 다층 배양 용기 조작 장치(40)에 유지시키고, 다층 배양 용기 조작 장치(40)에 의해, 배양액의 회수 처리, 트립신액의 도입 처리, 세포 박리 처리, 트립신액의 회수 처리를 행할 수 있다.
이상과 같이, 제2 실시형태에 따른 다층 배양 용기 관찰 시스템(1a)에서는, 다층 배양 용기(30)를 작업자가 접촉하지 않고, 다층 배양 용기(30)의 조작과 관찰을 행할 수 있으므로, 작업자가, 다층 배양 용기(30)에 접촉하지 않고, 세포를 파종한 배양액의 다층 배양 용기(30)로의 도입으로부터, 세포 배양, 배양 세포의 관찰, 및 배양한 세포의 회수까지의 일련의 작업을 행할 수 있다. 이로써, 대량의 세포 배양에서의, 작업자의 노동력을 저감할 수 있는 동시에, 다층 배양 용기(30) 내의 배지에 불필요한 충격을 주거나, 다층 배양 용기(30)를 불필요하게 접촉하는 것에 의해, 배양 세포에 대하여 악영향을 미치는 것을 효율적으로 방지할 수 있다.
≪제3 실시형태≫
제3 실시형태에 따른 다층 배양 용기 관찰 시스템(1b)에서는, 다층 배양 용기 조작 장치(40a)가 진탕부(43) 및 진탕 구동부(44)를 구비하지 않고 있는 점에서, 제2 실시형태에 따른 다층 배양 용기 관찰 시스템(1a)과 크게 다르다. 이하에서는, 제2 실시형태와 동일한 구성에 대해서는, 동일한 부호를 부여하고, 설명을 생략한다.
도 17은, 본 실시형태에 따른 다층 배양 용기 조작 장치(40a)를 나타내는 블록도이다. 도 17에 나타낸 바와 같이, 다층 배양 용기 조작 장치(40a)는, 회전부(41)와, 회전 구동부(42)와, 구동 제어부(45)와, 조작부(46)와, 암 구동부(47)와, 한 쌍의 암(48)과, 본체(49)를 구비한다. 구동 제어부(45)는, 다층 배양 용기(30)에 세포를 파종한 배양액을 도입하는 배양액 도입 처리, 다층 배양 용기(30)로부터 배양액을 회수하는 배양액 회수 처리, 다층 배양 용기(30)에 트립신액을 도입하는 트립신 도입 처리, 다층 배양 용기(30)를 진탕시키는 세포 박리 처리, 다층 배양 용기(30)로부터 트립신액을 회수하는 트립신액 회수 처리 등, 다층 배양 용기(30)를 조작하기 위한 조작 프로그램을 미리 기억하고 있다.
회전 구동부(42)는, 회전부(41)를 회전축(X1)을 중심으로 회전시키는 제1 전력 모터와, 회전부(41)를 회전축(X2)을 중심으로 회전시키는 제2 전력 모터를 구비하고 있다.
세포 박리 처리는, 회전부(41)에 의해 다층 배양 용기(30)를 제1 회전축 또는 제2 회전축을 중심으로 하여 제1 방향(예를 들면, 우측 방향) 및 제2 방향(예를 들면, 좌측 방향)으로 다층 배양 용기(30)를 왕복 요동시킴으로써 행하도록, 조작 프로그램에 프로그램되어 있다. 조작 프로그램은, 제1 방향으로의 회전 동작으로부터 제2 방향으로의 회전 동작으로 전환할 때 및 제2 방향으로의 회전 동작으로부터 제1 방향으로의 회전 동작으로 전환할 때, 지정된 시간, 다층 배양 용기(30)의 이동을 정지시키는 정지 모드를 구비하고 있다.
정지 모드를 구비함으로써, 용기 내의 액체의 이동보다 빠른 속도로 요동 동작을 행해도, 회전 동작의 방향 전환 시에 요동 동작을 지정 시간만큼 정지시킴으로써, 용기 내의 액체를 용기의 측면(측벽)에 확실하게 충돌시키는 것이 가능하게 된다. 세포 박리 처리를 효과적으로 행하기 위하여는, 용기를 고속으로 요동시키는 것이 중요하지만, 용기를 고속으로 요동시킬 때 생기는 액체의 이동의 지연(타임랙)의 문제점을 해소할 수 있다.
조작 프로그램은, 트립신액 회수 처리 전에, 트레이(31)의 측면에 부착된 세포를 회수하는 동작을 실행한다. 트레이(31)가 제1∼제4 측면을 구비한 직사각형의 트레이인 경우, 제1 측면, 제2 측면, 제3 측면 및 제4 측면의 순서로, 상기 트립신액이 충돌하도록 회전부(41)를 조작한다. 이와 같은 조작을 행함으로써, 트레이(31)의 측면에 부착된 세포를 트립신액 내에 회수하고 나서 트립신액 회수 처리를 행하는 것이 가능하게 된다.
이상에서 설명한 제3 실시형태에 따른 다층 배양 용기 조작 장치(40a)에 의해서도, 제2 실시형태와 동이한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 제3 실시형태는, 진탕부(43)를 구비하지 않더라도 세포 박리 처리를 행하는 것이 가능하며, 장치 구성이 간이하므로 제조 비용을 저감할 수 있다.
또한, 정지 모드를 구비함으로써, 용기를 고속으로 요동시킬 때 발생하는 액체의 이동의 지연(타임랙)의 문제점을 해소할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시형태예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 상기 실시형태의 기재로 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태예에는 다양한 변경·개량을 가하는 것이 가능하며, 이러한 변경 또는 개량을 가한 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
예를 들면, 전술한 실시형태에서는, 다층 배양 용기 관찰 장치(10)가 터치패널부(15)를 구비하는 구성을 예시하였으나, 이 구성으로 한정되지 않고, 예를 들면, 다층 배양 용기 관찰 장치(10)는, 작업자의 지시를 입력하는 입력부와, 촬상 장치(11)가 촬상한 화상을 표시하는 표시부를, 개별적으로 구비하는 구성으로 할 수도 있다.
또한, 전술한 실시형태에서는, 다층 배양 용기 관찰 시스템(1∼1b) 또는 다층 배양 용기 관찰 장치(10)를 배양 세포를 관찰에 사용하는 구성을 예시하였으나, 이 구성으로 한정되지 않고, 다층 배양 용기 관찰 시스템(1∼1b) 또는 다층 배양 용기 관찰 장치(10)를 배양한 미생물의 관찰에 사용하는 구성으로 할 수도 있다.
또한, 전술한 실시형태에 부가하여, 다층 배양 용기 관찰 장치(10)는, 하기 구성을 구비할 수도 있다.
즉, 다층 배양 용기 관찰 장치(10)는, 구동부(13)가 에어 실린더에 의해 구성되어 있는 경우에는, 상기 에어 실린더의 압력을 감시하는 압력 센서를 구비하는 구성으로 할 수 있다. 그리고, 압력 센서에 의해 에어 실린더의 에어 압력을 감시함으로써, 에어 실린더의 고장을 검지할 수 있다.
또한, 제어부(16)는, 구동부(13)의 동작 횟수를 카운트하는 구성으로 할 수도 있다. 그리고, 제어부(16)는, 구동부(13)의 동작 횟수에 기초하여, 구동부(13)를 구성하는 전력 모터나 에어 실린더의 교환 시기를 예측하는 구성으로 할 수 있다.
부가하여, 제어부(16)는, 구동부(13)의 동작 시간을 적산하는 구성으로 할 수도 있다. 그리고, 제어부(16)는, 구동부(13)의 동작 시간에 기초하여, AC/DC 전원이나 배터리, 팬(17) 등의 교환 시기를 예측하는 구성으로 할 수도 있다.
또한, 전술한 제2, 제3 실시형태에 부가하여, 다층 배양 용기 조작 장치(40, 40a)는, 하기 구성을 구비할 수도 있다.
즉, 다층 배양 용기 조작 장치(40, 40a)는, 회전 구동부(42) 및 암 구동부(47)가 에어 실린더에 의해 구성되어 있는 경우에는, 상기 에어 실린더의 압력을 감시하는 압력 센서를 구비하는 구성으로 할 수 있다. 그리고, 압력 센서에 의해 에어 실린더의 에어 압력을 감시함으로써, 에어 실린더의 고장을 검지할 수 있다.
또한, 다층 배양 용기 조작 장치(40, 40a)는, 에리어 센서를 구비하는 구성으로 할 수 있다. 그리고, 에리어 센서에 의해 다층 배양 용기 조작 장치(40, 40a)의 주변, 특히, 회전부(41)의 주변으로의 사람의 출입을 상시 감시함으로써, 안전성을 향상시킬 수 있다.
또한, 구동 제어부(45)는, 회전부(41), 진탕부(43), 또는 암(48)의 동작 횟수를 카운트하는 구성으로 할 수도 있다. 그리고, 구동 제어부(45)는, 회전부(41), 진탕부(43), 또는 암(48)의 동작 횟수에 기초하여, 회전 구동부(42), 진탕 구동부(44), 암 구동부(47)를 구성하는 전력 모터나 에어 실린더의 교환 시기를 예측하는 구성으로 할 수 있다.
부가하여, 구동 제어부(45)는, 회전부(41), 진탕부(43), 또는 암(48)의 동작시간을 적산하는 구성으로 할 수도 있다. 그리고, 구동 제어부(45)는, 회전부(41), 진탕부(43), 또는 암(48)의 동작 시간에 기초하여, AC/DC 전원이나 배터리, 팬 등의 교환 시기를 예측하는 구성으로 할 수도 있다.
또한, 전술한 실시형태에서는, 대차 장치(20)에 있어서, 1조의 가로 프레임 부재(251)를 가지는 구성을 예시하였으나, 이 구성으로 한정되지 않고, 예를 들면, 가로 프레임 부재(251)를 복수 조 구비하는 구성으로 해도 된다.
1, 1a, 1b…다층 배양 용기 관찰 시스템 10…다층 배양 용기 관찰 장치
11…촬상 장치 111…제1 프레임
112…제2 프레임 12…조명 장치
121… 제3 프레임 122…제4 프레임
13…구동부 14…수용부
141…도어 15…터치패널부
16…제어부 17…팬
20…대차 장치 21…대차
22…차륜 23…고정 부재
24…시트 25…프레임 부재
251…가로 프레임 부재 26…체결 부재
27…삽통공 28…피걸림부
29…고정구 30…다층 배양 용기
31…트레이 32…벤트 캡
40, 40a…다층 배양 용기 조작 장치 41…회전부
411…걸림 부재 412…오목부
413…테이퍼부 414…홈부
42…회전 구동부 43…진탕부
431…상면 44…진탕 구동부
45…구동 제어부 46…조작부
47…암 구동부 48…암
481…클램프 49…본체

Claims (8)

  1. 복수의 트레이를 내장하는 다층 배양 용기를 탑재하여 이동 가능한 대차(臺車) 장치와, 상기 다층 배양 용기의 각 트레이의 피관찰물을 관찰 가능한 관찰 장치를 가지는 다층 배양 용기 관찰 시스템으로서,
    상기 대차 장치는, 상기 다층 배양 용기의 대향하는 2개의 측면의 상단(上端)으로부터 하단(下端)까지를 노출시키는 측면 노출부를 가지는 프레임체를 구비하고,
    상기 관찰 장치는,
    상기 대차 장치를 상기 다층 배양 용기를 탑재한 상태인 채로 수용하는 수용부와,
    광학계를 가지고 상기 광학계가 결상한 상을 출력하는 촬상 장치를 구비하고,
    상기 수용부에 상기 다층 배양 용기를 탑재하는 상기 대차 장치를 수용한 경우에, 상기 측면 노출부가, 상기 촬상 장치의 광축 상에 배치되는, 다층 배양 용기 관찰 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다층 배양 용기를 유지하여 핸들링하는 조작 장치를 더 가지고,
    상기 대차 장치는,
    차륜을 가지는 대차와,
    상기 대차 위에 상기 대차와 착탈(着脫) 가능하게 탑재되고, 상기 다층 배양 용기를 상기 대차에 고정시키는 고정 부재를 가지고,
    상기 조작 장치는, 상기 고정 부재째로 상기 다층 배양 용기를 유지하여 핸들링하는, 다층 배양 용기 관찰 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 촬상 장치에 대향하여 형성되어 있고, 상기 촬상 장치를 향하여 광을 조사하는 조명 장치를 더 가지고,
    상기 수용부에 상기 다층 배양 용기를 탑재하는 상기 대차를 수용한 경우에, 상기 다층 배양 용기를 사이에 두고, 상기 촬상 장치, 상기 다층 배양 용기, 및 상기 조명 장치가 동일한 광축 상에 배치되는, 다층 배양 용기 관찰 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 촬상 장치 및 상기 조명 장치를 제1 방향 및 제2 방향으로 구동시키는 구동부를 더 가지고,
    상기 대차는, 복수의 상기 다층 배양 용기를 상기 제1 방향으로 병렬로 탑재 가능한 탑재 스페이스를 가지고 있는, 다층 배양 용기 관찰 시스템.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 촬상 장치 및 상기 조명 장치의 광축이, 상기 다층 배양 용기의 트레이의 바닥면에 대하여 40°∼50°의 범위의 각도로 교차하도록, 상기 촬상 장치 및 상기 조명 장치가 배치되어 있는, 다층 배양 용기 관찰 시스템.
  6. 다층 배양 용기의 각 트레이의 피관찰물을 관찰 가능한 관찰 장치에 수납되는 대차 장치로서,
    복수의 트레이를 내장하는 다층 배양 용기를 고정시키는 프레임체를 구비하고,
    상기 프레임체는, 상기 다층 배양 용기의 대향하는 2개의 측면의 상단으로부터 하단까지를 노출시키는 측면 노출부를 가지는, 대차 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 프레임체를 복수 조(組) 구비하는, 대차 장치.
  8. 제6항 또는 제7항에 기재된 대차 장치를 상기 다층 배양 용기를 탑재한 상태인 채로 수용하는 수용부와, 광학계를 가지고 상기 광학계가 결상한 상을 출력하는 촬상 장치를 구비하는 다층 배양 용기 관찰 장치로서,
    상기 수용부에 상기 다층 배양 용기를 탑재하는 상기 대차 장치를 수용한 경우에, 상기 측면 노출부가, 상기 촬상 장치의 광축 상에 배치되는, 다층 배양 용기 관찰 장치.
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