KR20210142682A

KR20210142682A - 배양 시스템, 배양 장치, 및 다층 배양 용기 조작 장치

Info

Publication number: KR20210142682A
Application number: KR1020217033532A
Authority: KR
Inventors: 다다시 가타오카; 다카후미 나카니시; 도시아키 모리; 도시아키 다나카; 요시유키 마쓰무라
Original assignee: 시코쿠 케이소쿠 코교 가부시키가이샤; 다이세이 겐세쓰 가부시키가이샤
Priority date: 2019-03-20
Filing date: 2020-03-17
Publication date: 2021-11-25
Also published as: JP7478546B2; TW202100738A; SG11202110211SA; JP2020156465A; CA3134092A1; CN113614218A

Abstract

다층 배양 용기의 조작과 배양을 동일 공간 내에서 일련으로 행함으로써, 작업자의 부담을 억제할 수 있는 동시에, 온도 변화에 의한 배양에 대한 영향을 유효하게 방지할 수 있는, 배양 시스템 및 배양 장치를 제공한다. 복수의 트레이(121)를 내장하는 다층 배양 용기(12)를 내부 공간(S)에 수용하는 하우징(11)과 다층 배양 용기(12)를 내부 공간(S)에 수용한 채의 상태에서 조작하는 조작부(14)를 구비하고, 다층 배양 용기(12)는 송액관(13)과 연통되어 있고, 송액관(13)을 통해 하우징(11) 외부로부터 유체 재료를 다층 배양 용기(12) 내로 도입하거나, 또는 송액관(13)을 통해 다층 배양 용기(12) 내로부터 유체를 하우징(11) 외부로 배출하는 것이 가능한 배양 시스템.

Description

배양 시스템, 배양 장치, 및 다층 배양 용기 조작 장치

본 발명은, 복수의 트레이를 내장하는 다층 배양 용기를 사용하여 세포를 배양할 수 있고, 또한 세포 배양과 동일 공간 내에서 다층 배양 용기를 조작할 수도 있는, 배양 시스템, 배양 방법, 및 다층 배양 용기 조작 장치에 관한 것이다.

종래, 소형이며 효율적으로 대량의 세포를 배양하기 위해, 복수의 트레이를 적층한 다층 배양 용기를 사용하여 세포 배양을 행하는 기술이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 또한, 이와 같이, 다층 배양 용기를 사용하여 세포 배양을 행하는 경우에, 작업자의 부담을 경감하기 위해, 배양액 등을 다층 배양 용기에 도입(導入) 또는 다층 배양 용기로부터 회수할 때 다층 배양 용기를 유지하고 회전시키는 핸들링 조작을 행하는 장치가 알려져 있다(특허문헌 2: 참조).

일본 공개특허 제2016-103984호 공보 일본 공개특허 제2015-505472호 공보

다층 배양 용기를 사용하여 세포 배양을 행하는 경우에는, 다층 배양 용기를 조작하여 다층 배양 용기에 배양액을 충전하고, 배양기에 다층 배양 용기를 넣어 세포 배양을 행하고, 세포 배양 후에 다층 배양 용기를 조작하여 다층 배양 용기로부터 배양액을 배출하고, 또한 세포 박리를 위해 다층 배양 용기를 조작하여 다층 배양 용기에 트리프신 등의 박리액(剝離液)을 충전하고, 다층 배양 용기를 요동(搖動)하는 조작을 행해 세포 박리를 행하고, 세포 박리 후에 다층 배양 용기를 조작하여 다층 배양 용기로부터 세포를 포함하는 트리프신 등의 박리액을 회수한다는 일련의 작업이 행해진다.

그러나, 이와 같은 작업은 작업자의 부담이 많기 때문에, 전술한 특허문헌 2와 같이, 다층 배양 용기의 핸들링 조작을 행하는 장치가 알려져 있지만, 핸들링 조작을 위해서는 일정한 넓이의 공간이 필요해지므로, 비용면에서, 핸들링 조작은 배양기 밖에서 행해지는 경우가 많았다. 그러나, 배양액이나 트리프신 등의 박리액을 다층 배양 용기에 충전 및 배출할 때나, 다층 배양 용기 내의 세포를 현미경으로 관찰할 때, 세포를 포함하는 트리프신 등의 박리액을 다층 배양 용기로부터 회수할 때, 다층 배양 용기를 배양기의 밖으로 인출해버리면, 온도가 저하되는 것에 의한 세포 배양에 대한 영향이나, 다층 배양 장치에 연결하는 송액관(送液管)을 전환하는 작업 등에 의해 오염이 발생할 우려가 있으므로, 다층 배양 용기를 배양기 중에 넣은 채로의 상태에서, 다층 배양 용기의 조작과 세포 배양을 동일 공간 내에 있어서 일련으로 행할 수 있는 장치가 요구되고 있었다.

본 발명은, 다층 배양 용기의 조작과 세포 관찰과 세포 배양을 동일 공간 내에서 일련으로 행함으로써, 작업자의 부담을 억제할 수 있고, 또한 온도 변화에 의한 악영향을 방지하고, 또한 오염물을 유효하게 방지할 수 있는, 배양 시스템, 배양 장치, 및 다층 배양 용기 조작 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 배양 시스템은, 복수의 트레이를 내장하는 다층 배양 용기를 내부 공간에 수용하는 하우징(housing)과 상기 다층 배양 용기를 상기 내부 공간에 수용한 채의 상태로 조작하는 조작부를 구비하고, 상기 다층 배양 용기는 송액관과 연통되어 있고, 상기 송액관을 통해 하우징 외부로부터 유체 재료를 상기 다층 배양 용기 내로 도입하거나, 또는 상기 송액관을 통해 상기 다층 배양 용기 내로부터 유체를 하우징 외부로 배출할 수 있다.

상기 배양 시스템에 있어서, 상기 조작부는, 상기 다층 배양 용기를 회전 또는 요동시키는 회전부를 가지도록 구성할 수 있다.

상기 배양 시스템에 있어서, 상기 조작부는, 상기 송액관과 상기 다층 배양 용기와의 연통로의 개폐를 행하는 개폐부를 가지도록 구성할 수 있다.

상기 배양 시스템에 있어서, 상기 다층 배양 용기의 내부와 외부와의 사이에 에어 필터를 구비하고, 상기 조작부는, 상기 에어 필터와 상기 다층 배양 용기와의 연통로의 개폐를 행하는 개폐부를 가지도록 구성할 수 있다.

상기 배양 시스템에 있어서, 상기 하우징은, 상기 송액관이 하우징을 관통하는 삽통부(揷通部)를 구비하고, 상기 삽통부 및 상기 송액관을 통하여, 하우징 외부로부터 유체 재료를 상기 다층 배양 용기 내로 도입하거나, 또는 상기 다층 배양 용기 내로부터 유체를 하우징 외부로 배출하도록 구성할 수 있다.

상기 배양 시스템에 있어서, 상기 송액관이 하우징 외부에 존재하는 복수의 용기 또는 장치로 전환할 수 있도록 접속하도록 구성할 수 있다.

상기 배양 시스템에 있어서, 상기 복수의 용기에 각각 연통되는 복수의 개별 송액관이, 상기 다층 배양 용기와 연통되는 공통 송액관과 연통되어 있고, 상기 개별 송액관 위, 또는 상기 개별 송액관과 상기 공통 송액관과의 합류(merging) 지점(地点)에 밸브가 설치되어 있고, 상기 밸브를 제어함으로써, 상기 개별 송액관과 상기 공통 송액관과의 연통 상태가 제어할 수 있도록 되어 있는 바와 같이 구성할 수 있다.

상기 배양 시스템에 있어서, 상기 다층 배양 용기의 아래쪽에, 상기 다층 배양 용기의 내부를 촬상(撮像)하는 관찰 장치를 더 구비하도록 구성할 수 있다.

본 발명에 관한 배양 장치는, 복수의 트레이를 내장하는 다층 배양 용기를 내부 공간에 수용하는 하우징과, 상기 다층 배양 용기를 상기 내부 공간에 수용한 채의 상태로 조작하는 조작부를 구비하고, 상기 다층 배양 용기는 송액관과 연통되어 있고, 상기 송액관을 통해 하우징 외부로부터 유체 재료를 상기 다층 배양 용기 내로 도입하거나, 또는 상기 송액관을 통해 상기 다층 배양 용기 내로부터 유체를 하우징 외부로 배출할 수 있다.

상기 배양 장치에 있어서, 상기 조작부는, 상기 다층 배양 용기를 회전 또는 요동시키는 회전부를 가지도록 구성할 수 있다.

상기 배양 장치에 있어서, 상기 조작부는, 상기 송액관과 상기 다층 배양 용기와의 연통로 개폐를 행하는 개폐부를 가지도록 구성할 수 있다.

본 발명에 관한 다층 배양 용기 조작 장치는, 복수의 트레이를 내장하는 다층 배양 용기를 조작하는 조작부를 구비하고, 하우징 내에 수용되는 다층 배양 용기 조작 장치로서, 상기 다층 배양 용기는, 상기 하우징 내에 있어서 송액관과 연통되어 있고, 상기 조작부는, 상기 하우징 내에 상기 다층 배양 용기를 수용한 채의 상태로, 상기 다층 배양 용기를 조작 가능하며, 상기 조작부에 의해 상기 다층 배양 용기를 조작함으로써, 상기 송액관을 통해 하우징 외부로부터 유체 재료를 상기 다층 배양 용기 내로 도입하거나, 또는 상기 송액관을 통해 상기 다층 배양 용기 내로부터 유체를 하우징 외부로 배출할 수 있다.

상기 다층 배양 용기 조작 장치에 있어서, 상기 조작부는, 상기 다층 배양 용기를 회전 또는 요동시키는 회전부를 가지도록 구성할 수 있다.

상기 다층 배양 용기 조작 장치에 있어서, 상기 회전부는, 상기 다층 배양 용기를 회전 또는 요동시키는 회전축으로 하여, 제1 회전축 및 제2 회전축을 포함하고, 상기 제1 회전축 및 상기 제2 회전축이 상기 다층 배양 용기를 통과하는 회전측으로 되도록, 상기 회전부가 구성되도록 구성할 수 있다.

상기 다층 배양 용기 조작 장치에 있어서, 상기 조작부는, 상기 송액관과 상기 다층 배양 용기와의 연통로 개폐를 행하는 개폐부를 가지도록 구성할 수 있다.

상기 다층 배양 용기 조작 장치에 있어서, 상기 송액관을 통해 하우징 외부로부터 유체 재료를 상기 다층 배양 용기 내로 도입할 때, 상기 다층 배양 용기에서의 상기 유체 재료의 액면(液面)을 검지하는 액면 센서를 더 구비하도록 구성할 수 있다.

상기 다층 배양 용기 조작 장치에 있어서, 상기 액면 센서는, 상기 다층 배양 용기에 있어서 상기 유체 재료가 소정량 도입된 것을 나타내는 제1 수위까지 도달했는지를 검지하는 제1 액면 센서, 또는 상기 제1 수위보다 하측의 수위이며, 상기 유체 재료의 용량이 소정량에 가까워져 있는 것을 나타내는 제2 수위까지 상기 유체 재료가 도달했는지를 검지하는 제2 액면 센서를 가지도록 구성할 수 있다.

본 발명에 의하면, 다층 배양 용기의 조작과 세포 배양을 동일 공간 내에서 일련으로 행할 수 있으므로, 작업자의 부담을 억제할 수 있고, 또한 온도 변화에 의한 악영향을 방지하고, 또한 오염물을 유효하게 방지할 수 있다.

도 1은 제1 실시형태에 관한 배양 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 제1 실시형태에 관한 배양 장치를 나타낸 사시도이다.
도 3은 제1 실시형태에 관한 다층 배양 용기를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 다층 배양 용기에서의 각 트레이로의 유체 재료의 분배 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 개폐부 및 클램프(clamp)의 구조의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 제1 실시형태에 관한 세포 배양의 방법을 나타낸 플로우차트이다.
도 7은 제1 실시형태에 관한 다층 배양 용기의 회전 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 제2 실시형태에 관한 배양 시스템의 사시도이다.
도 9는 제2 실시형태에 관한 배양 시스템의 하우징 내의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 10은 제2 실시형태에 관한 배양 시스템의 하우징 내의 구성을 하측으로부터 본 사시도이다.

본 발명에 관한 배양 시스템, 배양 장치, 및 다층 배양 용기 조작 장치의 실시형태를 도면을 참조하여 설명한다.

《제1 실시형태》

도 1은, 제1 실시형태에 관한 배양 시스템(1)의 구성을 나타낸 블록도이며, 도 2는, 제1 실시형태에 관한 배양 장치(10)를 나타낸 사시도이다. 제1 실시형태에 관한 배양 시스템(1)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 다층 배양 용기(12)를 수용하는 배양 장치(10)와, 배양액 또는 트리프신 등의 박리액을 액체 이송하는 송액(送液) 펌프(20, 70)와, 배양액 또는 트리프신 등의 박리액의 유량(流量)을 계측하는 유량계(30)와, 배양액 또는 트리프신 등의 박리액을 공급 또는 회수하기 위한 용기(40, 50, 80)와, 원심(遠心) 분리 장치(60)를 구비하고 있다.

또한, 배양 시스템(1)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 각각의 구성이 송액관(3a)∼(3g)을 통해 연통되어 있고, 또한 밸브(2a)∼(2d)에 의해 배양액 또는 트리프신 등의 박리액이 액체 이송되는 유로(流路; flowpath)[송액관(3a)∼(3g)]를 전환할 수 있도록 되어 있다. 그리고, 밸브(2a)∼(2d)의 전환은, 작업자가 수동으로 행하는 구성으로 해도 되고, 기계에 의해 자동으로 전환을 행하는 구성으로 해도 된다.

배양 장치(10)는, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 하우징(11)과, 다층 배양 용기(12)와, 송액관(13)과, 조작부(14)와, 삽통부(15)와, 온도 조정부(16)와, 가스 농도 조정부(171)와, pH 조정부(172)와, 제어부(18)와,입력부(19)를 구비한다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 배양 장치(10)는, 하우징(11)의 내부 공간(S) 내에 다층 배양 용기(12)를 수용하고 있다. 하우징(11)은, 개폐 가능하게 할 수 있지만, 세포 배양을 행할 때는 밀폐 상태로 사용된다. 하우징(11)의 내부 공간(S)의 크기는, 특별히 한정되지 않지만, 후술하는 바와 같이, 조작부(14)에 의해 다층 배양 용기(12)를 회전 또는 요동시키는 것이 가능하도록, 다층 배양 용기(12)의 크기에 따라 적절히 설계된다.

여기서, 제1 실시형태에 관한 다층 배양 용기(12)에 대하여 설명한다. 도 3의 (A)는, 제1 실시형태에 관한 다층 배양 용기(12)를 설명하기 위한 사시도이며, 다층 배양 용기(12)를, 도 2에 나타낸 좌측으로부터 우측을 향해 본 개요도이다. 또한, 도 3의 (B)는, 도 3의 (A)의 IIIB-IIIB를 따르는 다층 배양 용기(12)의 단면(斷面) 개요도이며, 도 3의 (C)는, 도 3의 (A)의 IIIC-IIIC를 따르는 다층 배양 용기(12)의 단면 개요도이다. 그리고, 도 3의 (A)에서는, 설명의 편의를 위해, 트레이(121)의 벽부(1211)의 기재는 생략하고 있다. 다층 배양 용기(12)는, 세포를 효율적으로 배양하기 위해, 도 3의 (A)∼(C)에 나타낸 바와 같이, 복수의 트레이(121)가 적층된 구성으로 되어 있다. 또한, 다층 배양 용기(12)의 각 트레이(121)에는, 도 3의 (A)에 나타낸 바와 같이, 4코너 중 2코너에, 구멍이 각각 개방되어 있다. 이로써, 다층 배양 용기(12)는, 도 3의 (A)에 나타낸 바와 같이, 복수의 트레이(121)가 각각 공간적으로 연통하고, 또한 접속부(122)를 통해 송액관(13)과, 또한, 접속부(123)를 통해 에어 필터(133)와 각각 공간적으로 연통되어 있다. 또한, 송액관(13) 중 다층 배양 용기(12)의 접속부(122)에 가까운 부분에는 클램프(131)가 설치되어 있고, 클램프(131)를 개방함으로써, 송액관(13)을 통하여, 다층 배양 용기(12) 내에 배양액이나 트리프신 등의 박리액을 도입하거나, 또는 다층 배양 용기(12) 내로부터 배양액이나 트리프신 등의 박리액을 배출할 수 있다. 또한, 다층 배양 용기(12)는, 접속부(123)를 통해 에어 필터(133)와 연통되어 있다. 에어 필터(133)는, 공기를 통과시키지만, 다층 배양 용기(12)에 대한 세균의 혼입을 차단하는 필터이며, 다층 배양 용기(12)의 내부와 외부와의 사이에 배치되어 있다. 본 실시형태에서는, 에어 필터(133)와 접속부(123)와의 사이에도 클램프(132)가 존재하고, 클램프(132)의 개폐를 제어함으로써, 다층 배양 용기(12)에 대한 공기의 입수나 배출이 가능하게 되어 있다.

다층 배양 용기(12)를 사용하여 세포 배양을 행하는 경우, 예를 들면, 다층 배양 용기(12)가 도 3의 (C)에 나타낸 상태로부터 도 4의 (A)에 나타낸 상태로 되도록, 다층 배양 용기(12)를, 반시계 방향으로 90°정도 회전시킨다. 그리고, 클램프(131) 및 클램프(132)를 개방하고, 에어 필터(133)로부터 다층 배양 용기(12) 내의 공기를 외부로 배출 가능하게 한 상태에서, 송액관(13)을 통해 다층 배양 용기(12) 내에 세포를 현탁한 배양액을 도입한다. 이어서, 클램프(132)를 폐쇄하여, 다층 배양 용기(12)를 시계 회전 방향으로 180° 정도 회전한 후에, 도 4의 (B)에 나타낸 바와 같이, 다층 배양 용기(12)를 직립으로 되돌리면, 다층 배양 용기(12)의 각 트레이(121)에 배양액이 분배된다. 그리고, 클램프(131)를 닫고, 각 트레이(121)에서 세포 배양이 행해진다. 세포 배양 시는, 클램프(132)도 폐쇄된 상태인 채로 된다[다층 배양 용기(12)의 종류에 따라서는, 클램프(132)를 개방한 상태에서 배양할 수도 있다]. 그리고, 도 4는, 다층 배양 용기(12)에서의 각 트레이(121)에 대한 유체 재료의 분배 방법을 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 4의 (A)는, 도 3의 (C)와 마찬가지로, 도 3의 (A)의 IIIC-IIIC에 따른 다층 배양 용기(12)의 단면 개요도이며, 도 4의 (B)는, 도 3의 (B)와 마찬가지로, 도 3의 (A)의 IIIB-IIIB에 따르는 다층 배양 용기(12)의 단면 개요도이다.

또한, 세포 배양 후에는, 배양액을 다층 배양 용기(12)로부터 배출하는 배양액 배출 처리, 다층 배양 용기(12)의 각 트레이(121)의 바닥면에 부착된 세포를 박리하기 위해 트리프신 등의 박리액을 다층 배양 용기(12)에 도입하는 트리프신 등의 박리액 도입 처리, 및 박리한 세포를 포함하는 트리프신 등의 박리액을 다층 배양 용기(12)로부터 회수하는 트리프신 등의 박리액 회수 처리가 행해진다. 이들 유체 재료(배양 전의 배양액이나 리프신액 등의 박리액을 포함한다. 이하 마찬가지임)나 유체(배양 후의 배양액이나 박리한 세포를 포함하는 트리프신 등의 박리액)의 처리에 있어서도, 다층 배양 용기(12)를 회전 또는 요동하는 등을 행하여 유체 재료를 도입 또는 배출하는 작업이나, 클램프(131, 132)를 개폐하는 작업이 필요해진다.

작업자가 수작업으로 다층 배양 용기(12)를 조작하는 경우, 배양액이나 트리프신 등의 박리액을 포함하는 다층 배양 용기(12)는 무겁고, 작업자의 부담이 증대하여 버린다. 또한, 수작업을 위해, 작업에 불균일이 생기는 경우나, 불필요하게 작업자가 다층 배양 용기(12)에 접촉하는 것에 의해 다층 배양 용기가 파손되어 버려 세포 배양을 계속시킬 수 없게 되는 경우도 있다. 또한, 다층 배양 용기(12)의 회전이나 요동에는 일정한 넓이가 필요해지므로, 배양 장치[예를 들면, 시판 중인 배양 전용(專用) 장치]의 밖에서, 다층 배양 용기(12)에 송액관을 장착하고, 다층 배양 용기(12)를 조작하여 다층 배양 용기(12)에 배양액을 충전하고 나서 다층 배양 용기(12)를 배양 장치에 넣고, 또한, 다층 배양 용기(12)를 배양 장치로부터 인출하여, 다층 배양 용기(12)에 장착하는 송액관을 교체하여, 다층 배양 용기(12)를 조작하는 작업이 행해지고 있었다. 그러나, 배양 장치의 밖에 있어서 다층 배양 용기(12)에 대한 송액관의 장착이나 교체를 행함으로써, 다층 배양 용기(12)의 내부의 온도 등이 변화되어 악영향을 줄 우려가 있었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 실시형태에 관한 배양 장치(10)에서는, 하우징(11)의 내부 공간(S) 내에 다층 배양 용기(12)를 수용하고, 다층 배양 용기(12)를 내부 공간(S)으로부터 인출하지 않고, 다층 배양 용기(12)를 내부 공간(S)에 수용한 상태인 채, 송액관(13)을 통해 다층 배양 용기(12)에 배양액 또는 트리프신 등의 박리액을 도입, 및 송액관(13)을 통해 다층 배양 용기(12)로부터 배양액 또는 트리프신 등의 박리액을 배출할 수 있는 구성으로 이루어진다. 구체적으로는, 본 실시형태에 관한 배양 장치(10)에서는, 하우징(11)의 내부 공간(S)에 다층 배양 용기(12)를 수용하고, 내부 공간(S) 내에 있어서 다층 배양 용기(12)의 접속부(122)에 송액관(13)을 장착하고, 송액관(13)과 다층 배양 용기(12)를 연통시킨다. 또한, 송액관(13)은, 하우징(11)의 벽부에 설치된 삽통부(15)를 통하여, 하우징(11) 외부의 송액관(3a)과 접속되어 있다. 그리고, 삽통부(15)는, 하우징(11)의 내부와 외부를 접속하는 구조이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 송액관(13)의 외주(外周)와 같은 직경의 구멍으로 할 수 있다. 이 경우, 삽통부(15)에 송액관(13)을 삽통(揷通)시킴으로써, 송액관(13)의 하우징(11) 외부의 부분이 송액관(3a)을 구성하게 된다.

또한, 배양 장치(10)는, 다층 배양 용기(12)를 조작하기 위해 조작부(14)를 구비한다. 조작부(14)는, 다층 배양 용기(12)를 유지할 수 있는 회전부(141)와, 회전부(141)를 회전 구동시키는 구동부(142)를 구비하고 있고, 도 2에 나타낸 바와 같이, 회전축(X1, X2)의 2축을 중심으로 하여, 회전부(141)를 회전시키는 회전 동작을 행한다. 회전축(X1)은, 도 2에 나타낸 바와 같이, X축 방향으로 연장되는 회전축이며, 이로써, 회전부(141) 및 회전부(141)에 유지된 다층 배양 용기(12)를 롤 방향 R로 회전시키는 것이 가능하다. 또한, 회전축(X2)은, Y축 방향으로 연장되는 회전축이며, 이로써, 회전부(141) 및 회전부(141)에 유지된 다층 배양 용기(12)를 피치 방향 P로 회전시키는 것이 가능하다. 그리고, 회전 동작에 있어서, 롤 방향 R의 회전은, ±180°미만의 범위에서 가능하며, 본 실시형태에 있어서는, ±120°의 범위에서 회전부(141)를 롤 방향 R로 회전시키는 것이 가능하다. 또한, 피치 방향 P의 회전도, ±180°미만의 범위에서 가능하며, 본 실시형태에 있어서는, ±30°의 범위에서 회전부(141)를 롤 방향 R로 회전시키는 것이 가능하다. 그리고, 본 실시형태에 있어서, 구동부(142)는, 회전부(141)를 회전축(X1)으로 회전시키는 제1 구동부(1421)(전력 모터 및/또는 에어 실린더)와, 회전부(141)를 회전축(X2)으로 회전시키는 제2 구동부(1422)(전력 모터 및/또는 에어 실린더)를 구비하고 있고, 이로써, 회전부(141)를 2축으로 회전시킬 수 있다.

또한, 조작부(14)의 구동부(142)는, 회전부(141)[다층 배양 용기(12)]를 회전축(X1) 또는 회전축(X2)을 중심으로 하여 왕복 회전시키는 요동 동작을 행할 수도 있다. 예를 들면, 구동부(142)는, 회전부(141)[다층 배양 용기(12)]를 회전축(X1)을 중심으로 하여 롤 방향 R로 ±120°의 범위에서 왕복 회전시킴으로써, 회전축(X1)을 중심으로 한 요동 동작을 행할 수 있다. 또한, 구동부(142)는, 회전부(141)[다층 배양 용기(12)]를 회전축(X2)을 중심으로 하여, 회전부(141)[다층 배양 용기(12)]의 위쪽을 전방(X축 마이너스 방향)으로 경사시킨 후에, 회전부(141)[다층 배양 용기(12)]의 아래쪽을 전방(X축 마이너스 방향)으로 경사지도록, 피치 방향 P으로 ±30°의 범위에서 왕복 회전시킴으로써, 회전축(X2)을 중심으로 한 요동 동작을 행할 수도 있다.

또한, 조작부(14)는, 송액관(13)의 클램프(131, 132)를 개폐하는 개폐부(143)를 구비하고 있다. 여기서, 도 5는, 개폐부(143) 및 클램프(131)의 구조의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 개폐부(143)는, 예를 들면, 피스톤 등 압압(押壓; pressing) 부재를, 에어 실린더, 전동 실린더, 솔레노이드 등의 구동부에 의해 송액관(13) 측으로 압출(押出)할 수 있고, 압출한 피스톤과 클램프(131)의 고정부에 의해 송액관(13)을 끼워넣음으로써, 송액관(13)의 유로를 폐쇄하는 구조로 할 수 있다. 또한, 이 경우, 압출한 피스톤 등 압압 부재를, 에어 실린더, 전동 실린더, 솔레노이드 등의 구동부에 의해 송액관(13)과 반대측으로 가압하여 되돌림으로써, 송액관(13)을 개방하고, 송액관(13)의 유로를 개방하는 구성으로 할 수 있다. 그리고, 개폐부(143)는, 상기한 구조에 한정되지 않고, 공지의 구조를 적용할 수 있다. 또한, 클램프(131) 및 개폐부(143)와 마찬가지의 동작을 행하는 구조를 복수 설치하여, 벤트에 사용할 수도 있다. 그리고, 본 실시형태에 있어서, 다층 배양 용기(12)는, 회전부(141)에 의해 회전 동작하고, 그에 부수(付隨)하여 송액관(13) 및 클램프(131)도 회전하므로, 개폐부(143)도 회전부(141)에 의해 회전 가능하게 설치되어 있다. 또한, 클램프(132)를 개폐하기 위한 개폐부(143)도, 클램프(131)를 개폐하기 위한 개폐부(143)와 마찬가지의 기구로 할 수 있다.

온도 조정부(16)는, 하우징(11)의 내부 공간(S) 내의 온도를 조정한다. 본 실시형태에 관한 배양 장치(10)는, 하우징(11) 외부에 입력부(19)를 구비하고 있고, 작업자가 입력부(19)를 조작하여, 하우징(11)의 내부 공간(S)의 온도를 설정할 수 있다. 입력부(19)에 의해 입력된 설정 온도는, 제어부(18)를 통하여, 온도 조정부(16)에 송신된다. 온도 조정부(16)는, 입력부(19)에 의해 온도가 설정되면, 내부 공간(S) 내가 설정 온도로 되도록, 내부 공간(S) 내의 온도를 조정한다.

가스 농도 조정부(171)는, 하우징(11)의 내부 공간(S) 내의 탄산 가스 등의 가스 농도를 측정하는 가스 농도 센서를 구비한다. 또한, 가스 농도 조정부(171)는, 하우징(11)의 외부에 설치한 가스 공급부와 접속함으로써, 가스 농도 센서의 측정 결과에 기초하여 탄산 가스 등의 가스를 내부 공간(S) 내로 도입하고, 내부 공간(S) 내의 가스 농도를, 입력부(19)를 통해 작업자에 의해 설정된 가스 농도로 조정한다. 이로써, 다층 배양 용기(12) 내에 적절한 농도의 탄산 가스 등의 가스를 공급할 수 있다. 또한, 가스 공급부를 하우징(11)의 외부에 구비하는 구성 대신에, 가스 농도 조정부(171)가 가스 공급부를 구비하는[하우징(11) 내부에 가스 공급부를 구비하는] 구성으로 할 수도 있다.

pH 조정부(172)는, 다층 배양 용기(12)에 충전된 배양액 등의 pH를 조정한다. 예를 들면, pH 조정부(172)는, 다층 배양 용기(12)에 충전된 유체 재료의 pH를 측정하는 pH 센서를 구비하고, 또한 하우징(11)의 외부에 설치한 가스 공급부(도시하지 않음)와 접속되어 있고, pH 센서의 측정 결과에 기초하여, 다층 배양 용기(12) 내를, 입력부(19)를 통해 작업자에 의해 설정된 pH로 조정할 수 있다.

입력부(19)는, 작업자에 의해 지시가 입력되고, 입력된 지시를 제어부(18)에 송신한다. 입력부(19)는, 스위치 등의 버튼이라도 되고, 디스플레이를 겸용하는 터치 패널이라도 된다.

제어부(18)는, 입력부(19)로부터 입력된 작업자의 지시에 기초하여, 조작부(14), 온도 조정부(16), 및 pH 조정부(172)의 동작을 제어한다. 또한, 제어부(18)는, 입력부(19)로부터의 작업자의 지시에 기초하여, 밸브(2a)∼(2d)의 개폐 동작이나, 개폐부(143)의 동작, 송액 펌프(20, 70)의 동작, 및 원심 분리 장치(60)의 동작을 제어할 수 있다.

이어서, 배양 장치(10) 이외의 구성에 대하여 설명한다. 송액 펌프(20)는, 송액관(3a)을 통해 배양 장치(10) 내부에 수용된 송액관(13) 및 다층 배양 용기(12)와 접속되어 있다. 또한, 송액 펌프(20)는, 송액관(3b)∼(3e)을 통하여, 용기(40, 50) 및 원심 분리 장치(60)와 접속되어 있다. 그리고, 송액 펌프(20)는, 용기(40, 50)로부터 배양액 또는 트리프신 등의 박리액을 다층 배양 용기(12)에 액체 이송하고, 또한 다층 배양 용기(12)로부터 용기(40, 50)에 배양액 또는 트리프신 등의 박리액을 액체 이송한다. 송액 펌프(20)에 의해 액체 이송되는 배양액 또는 트리프신 등의 박리액의 양은 유량계(30)에 의해 계측되고 있고, 송액 펌프(20)는, 유량계(30)의 계측 결과에 기초하여, 자동 또는 수동으로 송액을 정지할 수 있다.

또한, 세포 배양을 위해, 용기(40)에는, 세포를 현탁한 배양액이 넣어져 준비된다. 용기(40)에는 송액관(3c)이 장착되고, 용기(40) 근방에 설치한 밸브(2a)를 개폐함으로써, 용기(40)와 다층 배양 용기(12)를 접속 또는 절단할 수 있다. 예를 들면, 세포 배양을 행하는 경우에는, 밸브(2a)를 개방한 상태로 함으로써, 송액 펌프(20)에 의해, 용기(40)로부터 배양액을 다층 배양 용기(12)로 도입할 수 있다. 또한, 세포 배양 후에는, 밸브(2a)를 개방한 상태로 함으로써, 송액 펌프(20)에 의해, 다층 배양 용기(12)로부터 용기(40)로 배양액이 액체 이송되어 용기(40)에 회수할 수 있다.

또한, 세포 회수를 위해, 용기(50)에는, 트리프신 등의 박리액이 넣어져 준비된다. 용기(50)에는 송액관(3d)이 장착되고, 용기(50) 근방에 설치한 밸브(2b)를 개폐함으로써, 용기(50)와 다층 배양 용기(12)를 접속 또는 절단할 수 있다. 예를 들면, 세포 회수를 행하는 경우에는, 밸브(2b)를 개방한 상태로 함으로써, 송액 펌프(20)에 의해, 용기(50)로부터 트리프신 등의 박리액을 다층 배양 용기(12)로 도입할 수 있다.

원심 분리 장치(60)는, 세포 박리 처리를 한 후의 배양 세포를 포함하는 트리프신 등의 박리액을 원심 분리하고, 배양 세포와 트리프신 등의 박리액을 분리한다. 본 실시형태에 있어서, 원심 분리 장치(60)에는 송액관(3e)이 장착되어, 원심 분리 장치(60) 근방에 설치한 밸브(2c)를 개폐함으로써, 원심 분리 장치(60)와 다층 배양 용기(12)를 접속 또는 절단할 수 있다. 세포 박리 처리 후에, 밸브(2c)를 개방한 상태로 함으로써, 송액 펌프(20)에 의해, 다층 배양 용기(12)로부터 배양 세포를 포함하는 트리프신 등의 박리액을 원심 분리 장치(60)로 도입할 수 있다. 그리고, 원심 분리 장치(60)는, 제어부(18)에 의해 동작을 자동 제어하는 구성으로 해도 되고, 작업자가 수동으로 동작시키는 구성으로 할 수도 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 원심 분리 장치(60)는, 송액관(3f), (3g)을 통하여, 송액 펌프(70) 및 용기(80)와 접속되어 있다. 원심 분리 장치(60)와 트리프신 등의 박리액의 원심 분리 및 세정을 행한 후에, 밸브(2c)를 폐쇄된 상태로 하고, 밸브(2d)를 개방한 상태로 함으로써, 송액 펌프(70)에 의해, 원심 분리 장치에 의해 트리시푼 등의 박리액으로부터 분리 회수한 세포를 용기(80)에 회수할 수 있다.

다음에, 제1 실시형태에 관한 배양 시스템(1)을 사용한 세포 배양 방법에 대하여 설명한다. 도 6은, 제1 실시형태에 관한 세포 배양 방법을 나타낸 플로우차트이다. 또한, 도 7은, 제1 실시형태에 관한 다층 배양 용기(12)의 회전 동작을 설명하기 위한 도면이다. 그리고, 도 7에 있어서는, 설명의 편의를 위해, 다층 배양 용기(12) 및 조작부(14)만을 기재하고, 그 외의 구성은 기재를 생략하고 있다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 먼저, 스텝 S101에서는, 배양액을 다층 배양 용기(12)에 도입하는 처리가 행해진다. 구체적으로는, 먼저, 작업자는, 세포를 현탁한 배양액이 넣어진 용기(40)를 준비하고, 용기(40)에 송액관(3c)을 장착하고, 밸브(2a)를 개방한다. 이어서, 작업자는, 입력부(19)를 조작하여, 개폐부(143)에 의해 송액관(13)의 클램프(131)를 개방하고, 용기(40)와 다층 배양 용기(12)를 연통시킨다. 또한, 클램프(132)를 개방하고 에어 필터(133)로부터 다층 배양 용기(12) 내의 공기를 배출할 수 있도록 한다. 그리고, 작업자는, 도 7의 (A)에 나타낸 상태 또는 도 3의 (C)에 나타낸 상태로부터, 입력부(19)를 조작함으로써, 배양 장치(10)의 조작부(14)에 의해, 도 7의 (B) 또는 도 4의 (A)에 나타낸 바와 같이, 다층 배양 용기(12)의 접속부(122)가 아래쪽에 위치하고, 접속부(123)가 위쪽에 위치하도록 다층 배양 용기(12)를 90°정도 회전시키는 회전 동작을 행하게 한다. 또한, 작업자는, 송액 펌프(20)를 동작시켜, 용기(40)로부터 다층 배양 용기(12)로 배양액을 도입한다. 용기(40)로부터 다층 배양 용기(12)로 도입되는 배양액의 액량은, 유량계(30)에 의해 계측되고 있고, 송액 펌프(20)는, 배양액의 송액이 종료되었을 경우에, 송액 펌프(20)의 동작을 종료한다. 배양액의 송액이 종료되면, 클램프(132)가 폐쇄되고, 에어 필터(133)를 배양액으로부터 보호한다. 또한, 작업자는, 다층 배양 용기(12)에 배양액이 도입된 후에는, 입력부(19)를 조작하여, 조작부(14)에 의해, 도 7의 (C)에 나타낸 바와 같이, 다층 배양 용기(12)를 180° 정도 회전시켜, 다층 배양 용기(12)의 접속부(122)가 위쪽에 위치하고, 접속부(123)가 아래쪽에 위치하도록 하고 나서, 도 7의 (D)에 나타낸 바와 같이, 다층 배양 용기(12)를 직립시킴으로써, 도 4의 (B)에 나타낸 바와 같이, 각 트레이(121)에 세포를 현탁한 배양액을 분배할 수 있다. 그리고, 밸브(2a) 및 클램프(131)를 폐쇄하는 처리가 행해진다.

스텝 S102에서는, 세포 배양이 행해진다. 예를 들면, 작업자는, 입력부(19)에 의해 하우징(11)의 내부 공간(S)의 온도를 미리 설정할 수 있고, 온도 조정부(16)는, 작업자에 의해 설정된 온도로 되도록, 하우징(11)의 내부 공간(S)의 온도를 조정한다. 그리고, 작업자는, 세포가 현탁된 배양액을 포함하는 다층 배양 용기(12)를, 소정 시간, 하우징(11)의 내부 공간(S)에 의해 정치(靜置; standing) 배양 또는 진탕 배양함으로써, 세포를 배양시킬 수 있다.

스텝 S103에서는, 배양액의 회수가 행해진다. 예를 들면, 작업자는, 입력부(19)를 조작함으로써, 조작부(14)에 의해, 클램프(131, 132)를 열게 하고, 또한 도 7의 (B) 또는 도 4의 (A)에 나타낸 바와 같이, 다층 배양 용기(12)를 회전시킨다. 또한, 작업자는, 밸브(2a)를 개방한 상태로서, 용기(40)와 다층 배양 용기(12)를 연통시킨 후에, 송액 펌프(20)에 의해, 다층 배양 용기(12)로부터 용기(40)로 배양액을 액체 이송시킨다. 이로써, 배양액이 용기(40)로 회수되어 배양된 세포가 다층 배양 용기(12)의 트레이(121)에 부착되어 남는다.

스텝 S104에서는, 트레이(121)에 부착되는 세포를 박리하므로, 트리프신 등의 박리액을 다층 배양 용기(12)에 도입하는 처리가 행해진다. 구체적으로는, 작업자는, 클램프(131, 132)가 개방된 상태인 채, 밸브(2a)를 닫고, 트리프신 등의 박리액이 들어간 용기(50) 근방의 밸브(2b)를 개방함으로써, 용기(50)와 다층 배양 용기(12)를 연통시킨다. 그리고, 작업자는, 송액 펌프(20)에 의해, 송액관(3d, 3b, 3a) 및 송액관(13)을 통하여, 트리프신 등의 박리액을 다층 배양 용기(12)에 도입한다. 트리프신 등의 박리액을 다층 배양 용기(12)에 도입하는 경우, 작업자는, 스텝 S101과 마찬가지로, 도 7의 (A)∼(D)에 나타낸 바와 같이, 입력부(19)를 조작하여, 조작부(14)의 구동부(142)에 회전부(141)를 회전시킴으로써, 다층 배양 용기(12)를 회전시키는 회전 동작을 행하게 한다.

스텝 S105에서는, 세포 박리 처리가 행해진다. 예를 들면, 작업자는, 입력부(19)를 조작하여 지시를 입력함으로써, 조작부(14)에, 다층 배양 용기(12)를 요동시키는 동작을 행하게 할 수 있다. 또한, 세포 박리 처리에서는, 회전부(141)에 의해 다층 배양 용기(12)를 제1 회전축(X1) 또는 제2 회전축(X2)을 중심으로 하여 제1 방향(예를 들면, 우측 방향) 및 제2 방향(예를 들면, 좌측 방향)으로 다층 배양 용기(12)를 왕복 요동시키도록, 조작 프로그램에 프로그램되어 있다. 또한, 이 조작 프로그램에서는, 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(12)의 이동을 정지시키는 정지(停止) 모드를 구비하고 있다. 정지 모드를 구비함으로써, 용기 내의 액체의 이동보다 빠른 속도로 요동 동작을 행해도, 회전 동작의 방향 전환 시에 요동 동작을 지정 시간만 정지시킴으로써, 용기 내의 액체에 의해, 트레이(121)에 부착되어 있는 세포에 확실하게 전단력(剪斷力)을 부가하여 세포가 트레이(121)로부터 박리되는 것을 촉진하는 것이 가능해진다. 세포 박리 처리를 효과적으로 행하기 위해서는, 용기를 고속으로 요동시키는 것이 중요하지만, 용기를 고속으로 요동시켰을 때 생기는 액체의 이동의 지연[타임랙(time lag)]의 문제점을 해소할 수 있다.

스텝 S106에서는, 원심 분리 처리가 행해진다. 구체적으로는, 작업자는, 입력부(19)를 조작하여, 조작부(14)에, 다층 배양 용기(12)를 접속부(122)가 하측으로 되도록 회전시키고, 또한 클램프(131, 132)를 열게 한다. 또한, 작업자는, 입력부(19)를 조작함으로써, 원심 분리 장치(60) 근방에 있는 밸브(2c)를 개방하고, 다층 배양 용기(12)와 원심 분리 장치(60)를 연통시킨다. 그리고, 작업자는, 송액 펌프(20)에 의해, 송액관(13) 및 송액관(3a, 3b, 3e)를 통과하여, 박리된 세포를 포함하는 트리프신 등의 박리액을 원심 분리 장치(60)로 도입한다. 또한, 작업자는, 원심 분리 장치(60)를 동작시켜, 세포를 포함하는 트리프신 등의 박리액의 원심 분리를 행하고, 배양한 세포와 트리프신 등의 박리액을 분리시킨다.

스텝 S107에서는, 원심 분리 장치(60)는 서비스 탱크, 연속 원심 분리 장치, 배양액 공급 탱크, 세포 회수백, 폐액(廢液) 회수백 및 펌프 등에 의해 구성되는 장치를 사용할 수 있다. 배양 세포를 회수하는 처리가 행해진다. 예를 들면, 작업자는, 원심 분리 장치(60)에 의해 침전시킨 배양 세포를 회수할 수 있다. 또한, 작업자는, 밸브(2c)를 폐쇄하여, 밸브(2d)를 개방하고, 원심 분리 장치(60)와 용기(80)를 연통시킴으로써, 송액 펌프(70)에 의해, 원심 분리 장치(60)로부터 용기(80)와 분리한 세포를 현탁한 배양액을 액체 이송시켜 회수한다.

이상과 같이, 제1 실시형태에 관한 배양 시스템(1)에서는, 복수의 트레이(121)를 내장하는 다층 배양 용기(12)를 내부 공간(S)에 수용하는 하우징(11)과, 내부 공간(S)의 온도를 조정하는 온도 조정부(16)와, 다층 배양 용기(12)를 내부 공간(S)에 수용한 채의 상태로 조작하는 조작부(14)를 구비하고, 다층 배양 용기(12)는 송액관(13)과 연통되어 있고, 송액관(13)을 통해 하우징(11) 외부로부터 배양액 또는 트리프신 등의 박리액을 다층 배양 용기(12) 내로 도입하거나, 또는 송액관(13)을 통해 다층 배양 용기(12) 내로부터 배양액을 하우징(11) 외부로 배출할 수 있다. 이로써, 다층 배양 용기(12)의 조작과 세포 배양을 동일 공간 내에서 일련으로 행할 수 있으므로, 다층 배양 용기(12)의 조작 시마다 배양기로부터 다층 배양 용기(12)를 인출하고, 및 다층 배양 용기(12)를 배양기에 수용하는 작업자의 수고를 생략할 수 있어, 작업자의 부담을 경감시킬 수 있다. 또한, 배양기의 밖에서 송액관(13)의 교체 등을 행하지 않고 마치므로, 세포 배양에 악영향이 있는 온도 변화를 유효하게 방지할 수 있다. 그리고, 지금까지의 일련의 동작은, 작업자의 개재(介在) 즉 참여가 없어도 자동으로 진행시킬 수 있다.

또한, 본 실시형태에 관한 배양 시스템(1)에서는, 시스템을 복수 대 설치함으로써, 복수의 다층 배양 용기(12)를 사용하여 세포 배양, 세포 박리, 배양한 세포의 회수를 행할 수도 있어, 작업자의 부담을 더욱 경감시킬 수 있다.

《제2 실시형태》

이어서, 제2 실시형태에 관한 배양 시스템(1a)에 대하여 설명한다. 도 8은 제2 실시형태에 관한 배양 시스템(1a)의 사시도, 도 9는 제2 실시형태에 관한 배양 시스템(1a)의 하우징(11a) 내의 구성을 나타낸 사시도이다. 제2 실시형태에 관한 배양 시스템(1a)은, 관찰 장치(101)를 구비하는 점, 2개의 액면 센서(102, 103)를 구비하는 점, 및 회전부(141a)의 회전축(X2)이 다층 배양 용기(12)를 통과하도록 회전부(141a)가 구성되어 있는 점 이외에는, 제1 실시형태에 관한 배양 시스템(1)과 동일한 구성을 포함하고, 제1 실시형태에 관한 배양 시스템(1)과 마찬가지로 동작한다. 그리고, 도 8 및 도 9에 있어서는, 설명의 편의를 위해, 관찰 장치(101), 액면 센서(102, 103)의 시야를 도시하고 있다(후술하는 도 10도 마찬가지이다).

구체적으로는, 제2 실시형태에 관한 배양 시스템(1a)에서는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 하우징(11a) 내의 공간(S)이, 칸막이판(113)에 의해, 상부 수용부(111)와 하부 수용부(112)의 2개로 나누어져 상부 수용부(111)에 다층 배양 용기(12)를 포함하는 배양 장치(10a)가 수용되고, 또한 하부 수용부(112)에 관찰 장치(101)가 수용된다. 그리고, 칸막이판(113)은 일부 또는 전부(全部)가 투광성(透光性) 소재(투광성 수지나 유리)로 제조되어 있고, 상기 투광성 소재의 위치에 있어서, 하부 수용부(112)에 수용된 관찰 장치(101)가, 상부 수용부(111)에 수용된 다층 배양 용기(12)의 내부를 관찰하는 것이 가능하게 되어 있다.

관찰 장치(101)는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 카메라(1011), 카메라 제1 구동부(1012), 카메라 제2 구동부(1013), 및 렌즈(1014)를 구비하고 있다. 카메라(1011)는, 예를 들면, CCD 카메라나 CMOS 카메라이며, 렌즈(1014)를 통하여, 다층 배양 용기(12)의 아래쪽에 배치되고, 다층 배양 용기(12)의 하측으로부터 다층 배양 용기(12)의 트레이(121)의 바닥면 내측을 촬상하도록 설치되어 있다. 관찰 장치(101)에 의해 촬상된 촬상 화상(동영상을 포함함)은, 도시하지 않은 표시 장치로 송신되고, 표시 장치에 있어서 작업자에게 표시된다. 실시형태에 있어서, 다층 배양 용기(12)는 회전부(141a)에 의해 유지되고 있고, 도 10에 나타낸 바와 같이, 회전부(141a)의 바닥면(1411)에는, 복수의 절결부(切缺)(1412)가 형성되어 있다. 카메라(1011)는, 이 절결부(1412)를 통하여, 다층 배양 용기(12) 내의 트레이(121)의 바닥면 내측을 촬상할 수 있다. 그리고, 도 10은, 제2 실시형태에 관한 배양 시스템(1a)의 하우징(11a) 내의 구성을 하측으로부터 본 사시도이며, 관찰 장치(101)에 의해 다층 배양 용기(12) 내의 세포를 관찰하기 위한 관찰 위치에서의, 배양 시스템(1a)을 나타낸 도면이다.

본 실시형태에 있어서, 카메라 제1 구동부(1012)에는, 카메라(1011)가 연결되어 있고, 카메라(1011)를 소정의 제1 방향으로 직선 이동시키는 것이 가능하게 되어 있다. 또한, 카메라 제2 구동부(1013)는, 카메라 제1 구동부(1012)와 연결되어 있고, 카메라(1011)를 카메라 제1 구동부(1012)와 함께, 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 직선 이동시키는 것이 가능하게 되어 있다. 즉, 카메라(1011)는, 카메라 제1 구동부(1012) 및 카메라 제2 구동부(1013)에 의해, 2차원 방향에 있어서 자유롭게 이동하는 것이 가능하게 되어 있다. 그러므로, 작업자는 원하는 위치의 절결부(1412)로부터 배양 상태를 관찰할 수 있다. 그리고, 카메라(1011)의 2차원 방향에서의 위치는, 입력부(19)를 통하여, 작업자가 입력함으로써 지시하는 구성으로 할 수 있다. 또한, 다층 배양 용기(12)를 협지하여 카메라(1011)의 반대측에, 도시하지 않은 조명 장치를 설치하는 구성으로 해도 된다. 이 경우, 조명 장치의 광축과 카메라(1011)의 광축을 일치시킴으로써, 다층 배양 용기(12)의 조도를 높게 하여 배양 세포 상태를 적절한 밝기로 촬상할 수 있다.

또한, 제2 실시형태에 관한 배양 시스템(1a)에서는, 도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이, 제1 액면 센서(102) 및 제2 액면 센서(103)를 구비한다. 제1 액면 센서(102) 및 제2 액면 센서(103)는, 배양액이나 트리프신 등의 박리액 등의 유체 재료를 다층 배양 용기(12)에 도입할 때, 유체 재료가 다층 배양 용기(12)에 적당량(배양에 필요한 소정량)까지 도입되었는지를 판단하기 위한 센서이며, CCD나 CMOS 등의 카메라를 구비하고, 상기 카메라의 촬상 화상(또는 동영상)에 기초하여, 유체 재료가 다층 배양 용기(12)에 적당량 도입된 것을 검지하고, 제어부(18)에, 다층 배양 용기(12)에 대한 유체 재료의 도입을 정지시키기 위한 신호를 출력한다.

구체적으로는, 제1 액면 센서(102) 및 제2 액면 센서(103)는, 하우징(11a)의 내벽에 고정되고, 다층 배양 용기(12)에 도입된 유체 재료의 액면을 촬상하도록 설치된다. 다층 배양 용기(12)에 유체 재료를 도입하는 경우, 회전부(141a)에 의해 다층 배양 용기(12)를 대체로 90°로 경사지게 한 상태에서, 유체 재료를 다층 배양 용기(12) 내로 도입한다. 제2 액면 센서(103)는, 이와 같이, 유체 재료를 다층 배양 용기(12)에 도입하고 있는 경우에, 다층 배양 용기(12)에 있어서 유체 재료가 적당량으로 되는 제1 수위보다 조금 하측의 제2 수위 근방을 촬상한다. 그리고, 제2 액면 센서(103)는, 제2 수위까지 유체 재료의 액면이 도달한 경우에, 배양액이나 트리프신 등의 박리액이 적당량에 가까운 것을 검지하여, 제어부(18)에 신호를 송신한다. 제어부(18)는, 제2 액면 센서(103)로부터 신호를 수신하면, 유체 재료가 적당량에 가까운 것으로 판단하고, 유체 재료의 유입량을 적게 하도록, 송액 펌프(20)의 동작을 제어한다.

또한, 제1 액면 센서(102)는, 유체 재료를 다층 배양 용기(12)에 도입하고 있는 경우에, 유체 재료가 적당량으로 되는 제1 수위 근방을 촬상한다. 그리고, 제1 액면 센서(102)는, 유체 재료가 적당량으로 되는 제1 수위까지 유체 재료의 수면이 도달한 경우에, 유체 재료가 적당량인 것을 검지하여, 제어부(18)에 신호를 송신한다. 제어부(18)는, 제1 액면 센서(102)로부터 신호를 수신하면, 유체 재료가 적당량로 된 것으로 판단하고, 유체 재료의 유입을 정지하도록, 밸브(2a)∼(2d)의 개폐 동작이나, 개폐부(143)의 동작, 송액 펌프(20)의 동작을 제어한다.

또한, 제2 실시형태에 있어서는, 회전부(141a)의 구성이, 제1 실시형태에 관한 회전부(141)의 구성과 상이하다. 즉, 제1 실시형태 관계되는 회전부(141)에서는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 다층 배양 용기(12)를 피치 방향 P로 회전시키는 회전축(X2)은, 회전부(141)를 통과하는 구성으로 되어 있고, 다층 배양 용기(12)는 이 회전축(X2)을 중심으로 피치 방향 P로 회전한다.

이에 대하여, 제2 실시형태에 있어서는, 도 9 및 도 10에 나타낸 바와 같이, 회전부(141a)는, 다층 배양 용기(12)를 롤 방향 R로 회전시키는 제1 구동부(1421)와, 다층 배양 용기(12)를 피치 방향 P로 회전시키는 제2 구동부(1422)를 구비하고, 제2 구동부(1422)의 회전축(X2)이 다층 배양 용기(12)를 통과하도록, 제2 구동부(1422)가 설치되어 있다. 바꾸어 말하면, 제2 구동부(1422)는, 도 9 및 도 10에 나타낸 바와 같이, 다층 배양 용기(12)의 측면 측에 배치되고, 이로써, 다층 배양 용기(12)를 통과하는 회전축(X2)에 의해, 다층 배양 용기(12)를 피치 방향 P로 회전시키는 것이 가능하다. 이로써, 제2 실시형태에 관한 제2 구동부(1422)에서는, 다층 배양 용기(12)를 더욱 넓은 각도로 회전시키는 것이 가능해진다. 즉, 제1 실시형태에 관한 배양 시스템(1)에서는 제2 구동부(1422)에 의해 회전축(X2)을 중심으로 하여 다층 배양 용기(12)를 피치 방향 P에 ±30°의 범위에서 회전시키는 것 밖에 할 수 없었지만, 제2 실시형태에 관한 배양 시스템(1a)에서는, 제2 구동부(1422)에 의해 회전축(X2)을 중심으로 하여 다층 배양 용기(12)를 피치 방향 P(구체적으로는 도 9에서의 시계 회전 방향)으로서의 피치 방향 P에 90°이상 회전시킬 수 있고, 그 결과 다층 배양 용기(12)를 90°회전시킨 상태에서, 다층 배양 용기(12)를 요동시키는 것도 가능하게 되어 있다. 그리고, 제1 구동부(1421)에 대해서는, 제1 실시형태와 마찬가지로, 다층 배양 용기(12)를 통과하는 회전축(X1)을 중심으로, 다층 배양 용기(12)를 롤 방향 R로 회전시킨다.

이상과 같이, 제2 실시형태에 관한 배양 시스템(1a)은, 다층 배양 용기(12)의 아래쪽에, 다층 배양 용기(12)의 트레이(121)의 바닥면으로부터 내측을 촬상하는 관찰 장치(101)를 구비한다. 이로써, 작업자는, 하우징(11a)으로부터 다층 배양 용기(12)를 인출하지 않고, 다층 배양 용기(12)에서의 세포의 배양 상태를 적절히 파악할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 회전부(141a)의 바닥면(1411)에 복수의 절결부(1412)를 가지고 있고, 관찰 장치(101)는, 이 절결부(1412)를 통해 다층 배양 용기(12)의 트레이(121)의 바닥면 내측에서의 세포 상태를 관찰할 수 있다.

또한, 제2 실시형태에 관한 배양 시스템(1a)은, 배양액 등의 유체 재료가 적당량에 가까운 것을 검지하는 제2 액면 센서(103)와 유체 재료가 적당량으로 된 것을 검지하는 제1 액면 센서(102)를 구비한다. 이로써, 제2 실시형태에 관한 배양 시스템(1a)에서는, 유체 재료가 다층 배양 용기(12)에서 적당량까지 도입된 경우에, 자동으로 유체 재료의 도입을 정지할 수 있다.

또한, 제2 실시형태에 관한 배양 시스템(1a)은, 다층 배양 용기(12)를 피치 방향 P로 회전시키는 제2 구동부(1422)의 회전축(X2)이, 다층 배양 용기(12)를 통과하도록 제2 구동부(1422)가 설치되어 있다. 제1 실시형태에서는, 다층 배양 용기(12)의 피치 방향 P의 회전축(X2)과 다층 배양 용기(12)가 멀어지므로, 그 거리분만큼 회전에 필요한 스페이스가 커져, 배양 시스템(1) 전체의 크기도 커지게 되지만, 제2 실시형태에서는, 다층 배양 용기(12)를 피치 방향 P로 회전시키는 회전축(X2)과 다층 배양 용기(12)와의 거리가 짧으므로, 다층 배양 용기(12)의 회전에 필요한 스페이스를 작게 할 수 있어, 그만큼, 배양 시스템(1) 전체의 크기를 작게 할 수 있다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시형태예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 상기 실시형태의 기재에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태예에는 다양한 변경·개량을 가하는 것이 가능하며, 그와 같은 변경 또는 개량을 부가한 형태의 것도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

예를 들면, 전술한 실시형태에서는, 본 발명에 관한 배양 장치 및 배양 시스템의 실시형태로서, 배양 장치(10) 및 배양 장치(10)를 구비하는 배양 시스템(1)을 예시하였으나, 본 발명에 관한 다층 배양 용기 조작 장치로서, 도 7에 나타낸 바와 같이, 배양 장치(10)에 사용되는, 조작부(14)를 구비하는 장치를 제공할 수도 있다.

또한, 전술한 실시형태에서는, 배양 장치(10)가 온도 조정부(16), 가스 농도 조정부(171), 및 pH 조정부(172)를 구비하는 구성을 예시하였으나, 이 구성에 한정되지 않고, 온도 조정부(16), 가스 농도 조정부(171), 및 pH 조정부(172) 중 어느 하나 또는 2개를 구비하는 구성으로 할 수 있다.

또한, 전술한 실시형태에서는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 밸브(2a)∼(2c)가, 용기(40, 50, 80)에 각각 연통되는 개별 송액관[송액관(3c)∼(3e)] 상에 설치되고, 밸브(2a)∼(2c)를 제어함으로써, 개별 송액관[송액관(3c)∼(3g)]과 공통 송액관[송액관(3a, 3b, 13)]과의 연통 상태를 개방 상태 또는 폐쇄 상태로 제어하는 구성을 예시하였으나, 이 구성에 한정되지 않고, 예를 들면, 개별 송액관[송액관(3c)∼(3g)]과 공통 송액관[송액관(3a, 3b)]과의 합류 지점에 밸브를 설치하고, 상기 밸브를 제어함으로써, 각각의 개별 송액관[송액관(3c)∼(3g)]과 공통 송액관[송액관(3a, 3b, 13)]과의 연통 상태를 제어하는 구성으로 할 수 있다.

또한, 전술한 실시형태에서는, 액면 센서(102, 103)로서, 카메라 센서를 사용하는 구성을 예시하였으나, 이 구성에 한정되지 않고, 초음파식, 정전 용량식(capacitive type), 또는 압력식의 액면 센서를 사용할 수도 있고, 그 중, 정전 용량식의 액면 센서를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 초음파식이나 정전 용량식의 액면 센서를 사용하는 경우, 액면 센서를 회전부(141)의 소정 위치(제1 수위나 제2 수위를 측정 가능한 위치)에 장착함으로써, 다층 배양 용기(12)를 교체하여도, 다층 배양 용기(12)에 있어서 유체 재료가 제1 수위나 제2 수위에 도달했는지를 판단할 수 있다. 또한, 전술한 실시형태에서는, 설명의 편의를 위해, 액면 센서(102, 103)에 의해, 배양액이나 트리프신 등의 박리액이 제1 수위나 제2 수위에 도달했는지를 판정하는 구성을 예시하였으나, 배양액과 트리프신 등의 박리액을 상이한 수위까지 주입하는 구성으로 할 수 있다. 이 경우, 예를 들면, 배양액의 수위를 제1 액면 센서(102)와 제2 액면 센서(103)로 감시하고, 또한 트리프신 등의 박리액의 수위를, 제1 액면 센서(102) 및 제2 액면 센서(103)와는 상이한, 제3 액면 센서 및 제4 액면 센서로 감시하는 구성으로 할 수 있다. 즉, 제4 액면 센서에 의해, 다층 배양 용기(12)에 있어서 트리프신 등의 박리액이 적당량으로 되는 제3 수위보다 조금 하측의 제4 수위까지 트리프신 등의 박리액이 도달했는지를 판정하고, 제3 액면 센서에 의해, 트리프신 등의 박리액이 제3 수위까지 도달했는지를 판정하는 구성으로 할 수 있다. 또한, 다층 배양 용기(12)로부터 유체 재료를 회수하고, 다층 배양 용기(12)가 비워진 것을 판정하기 위한 액면 센서를 더 구비하는 구성으로 할 수도 있다.

1, 1a: 배양 시스템
10, 10a: 배양 장치
11, 11a: 하우징
111: 상부 수용부
112: 하부 수용부
113: 칸막이판
12: 다층 배양 용기
121: 트레이
122, 123: 접속부
13: 송액관
131, 132: 클램프
133: 에어 필터
14: 조작부
141, 141a: 회전부
1411: 바닥면
1412: 절결부
142: 구동부
1421: 제1 구동부
1422: 제2 구동부
143: 개폐부
15: 삽통부
16: 온도 조정부
171: 가스 농도 조정부
172: pH 조정부
18: 제어부
19: 입력부
101: 관찰 장치
1011: 카메라
1012: 카메라 제1 구동부
1013: 카메라 제2 구동부
1014: 렌즈
102: 제1 액면 센서
103: 제2 액면 센서
20: 송액 펌프
30: 유량계
40: 용기(배양액의 공급·회수용)
50: 용기(트리프신 등의 박리액의 공급용)
60: 원심 분리 장치
70: 송액 펌프
80: 용기(세포의 회수용)
2a∼2d: 밸브
3a∼3g: 송액관

Claims

복수의 트레이를 내장하는 다층 배양 용기를 내부 공간에 수용하는 하우징(housing); 및
상기 다층 배양 용기를 상기 내부 공간에 수용한 채의 상태로 조작하는 조작부;
를 포함하고,
상기 다층 배양 용기는 송액관(送液管)과 연통되어 있고, 상기 송액관을 통해 하우징 외부로부터 유체 재료를 상기 다층 배양 용기 내로 도입(導入)하거나, 또는 상기 송액관을 통해 상기 다층 배양 용기 내로부터 유체를 하우징 외부로 배출할 수 있는,
배양 시스템.
제1항에 있어서,
상기 조작부는, 상기 다층 배양 용기를 회전 또는 요동(搖動)시키는 회전부를 구비하는, 배양 시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 조작부는, 상기 송액관과 상기 다층 배양 용기와의 연통로의 개폐를 행하는 개폐부를 구비하는, 배양 시스템.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다층 배양 용기의 내부와 외부 사이에 에어 필터를 구비하고,
상기 조작부는, 상기 에어 필터와 상기 다층 배양 용기와의 연통로의 개폐를 행하는 개폐부를 구비하는, 배양 시스템.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하우징은, 상기 송액관이 하우징을 관통하는 삽통부(揷通部)를 구비하고, 상기 삽통부 및 상기 송액관을 통하여, 상기 하우징 외부로부터 유체 재료를 상기 다층 배양 용기 내로 도입하거나, 또는 상기 다층 배양 용기 내로부터 유체를 하우징 외부로 배출하는, 배양 시스템.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 송액관이 하우징 외부에 존재하는 복수의 용기 또는 장치로 전환할 수 있도록 접속하는, 배양 시스템.
제6항에 있어서,
상기 복수의 용기에 각각 연통되는 복수의 개별 송액관이, 상기 다층 배양 용기와 연통되는 공통 송액관과 연통되어 있고, 상기 개별 송액관 위, 또는 상기 개별 송액관과 상기 공통 송액관과의 합류(merging) 지점(地点)에 밸브가 설치되어 있고, 상기 밸브를 제어함으로써, 상기 개별 송액관과 상기 공통 송액관과의 연통 상태를 제어할 수 있도록 되어 있는, 배양 시스템.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 다층 배양 용기의 아래쪽에, 상기 다층 배양 용기의 트레이의 내부를 촬상(撮像)하는 관찰 장치를 더 구비하는, 배양 시스템.
복수의 트레이를 내장하는 다층 배양 용기를 내부 공간에 수용하는 하우징; 및
상기 다층 배양 용기를 상기 내부 공간에 수용한 채의 상태로 조작하는 조작부;
를 구비하고,
상기 다층 배양 용기는 송액관과 연통되어 있고, 상기 송액관을 통해 하우징 외부로부터 유체 재료를 상기 다층 배양 용기 내로 도입하거나, 또는 상기 송액관을 통해 상기 다층 배양 용기 내로부터 유체를 하우징 외부로 배출할 수 있는,
배양 장치.
제9항에 있어서,
상기 조작부는, 상기 다층 배양 용기를 회전 또는 요동시키는 회전부를 구비하는, 배양 장치.
제9항 또는 제10항에 있어서,
상기 조작부는, 상기 송액관과 상기 다층 배양 용기와의 연통로의 개폐를 행하는 개폐부를 구비하는, 배양 장치.
복수의 트레이를 내장하는 다층 배양 용기를 조작하는 조작부를 구비하고, 하우징 내에 수용되는 다층 배양 용기 조작 장치로서,
상기 다층 배양 용기는, 상기 하우징 내에 있어서 송액관과 연통되어 있고,
상기 조작부는, 상기 하우징 내에 상기 다층 배양 용기를 수용한 채의 상태에서, 상기 다층 배양 용기를 조작 가능하며,
상기 조작부에 의해 상기 다층 배양 용기를 조작함으로써, 상기 송액관을 통해 하우징 외부로부터 유체 재료를 상기 다층 배양 용기 내로 도입하거나, 또는 상기 송액관을 통해 상기 다층 배양 용기 내로부터 유체를 하우징 외부로 배출하는 것을 가능하게 하는,
다층 배양 용기 조작 장치.
제12항에 있어서,
상기 조작부는, 상기 다층 배양 용기를 회전 또는 요동시키는 회전부를 구비하는, 다층 배양 용기 조작 장치.
제13항에 있어서,
상기 회전부는, 상기 다층 배양 용기를 회전 또는 요동시키는 회전축으로 하여, 제1 회전축 및 제2 회전축을 포함하고,
상기 제1 회전축 및 상기 제2 회전축이 상기 다층 배양 용기를 통과하는 회전측으로 되도록, 상기 회전부가 구성되는, 다층 배양 용기 조작 장치.
제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조작부는, 상기 송액관과 상기 다층 배양 용기와의 연통로의 개폐를 행하는 개폐부를 구비하는, 다층 배양 용기 조작 장치.
제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 송액관을 통해 하우징 외부로부터 유체 재료를 상기 다층 배양 용기 내로 도입할 때, 상기 다층 배양 용기에서의 상기 유체 재료의 액면(液面)을 검지하는 액면 센서를 더 구비하는, 다층 배양 용기 조작 장치.
제16항에 있어서,
상기 액면 센서는, 상기 다층 배양 용기에 있어서 상기 유체 재료가 소정량 도입된 것을 나타내는 제1 수위까지 도달했는지를 검지하는 제1 액면 센서, 또는 상기 제1 수위보다 하측의 수위이며, 상기 유체 재료가 소정량에 가까워져 있는 것을 나타내는 제2 수위까지 상기 유체 재료가 도달했는지를 검지하는 제2 액면 센서를 구비하는, 다층 배양 용기 조작 장치.