TWI756886B - 細胞培養裝置 - Google Patents

Abstract

本發明之目的在於提供一種能夠簡便地構建之細胞培養裝置。 本發明構建之細胞培養裝置具有控制部及培養部，上述控制部包含第1氣體供給源、第2氣體供給源及減壓源；上述培養部包含：第1容器，其用於培養基；第2容器，其用以培養細胞；第3容器，其用以排液；第1氣體流路，其將第1氣體供給源與第2容器連接至連接點；第2氣體流路，其連接第2氣體供給源與第1容器；第3氣體流路，其連接第2容器與減壓源；第1液體流路，其將第1容器與第2容器連接至連接點；第2液體流路，其連接第2容器與第3容器；氣液流路，其從連接點連接至第2容器；以及第1閥，其設置於第1氣體流路；第2閥，其設置於第2氣體流路；第3閥，其設置於第1液體流路；第4閥，其設置於第2液體流路；第5閥，其設置於氣液流路。

Description

細胞培養裝置

本發明係關於一種細胞培養裝置。

於使用自體細胞或他人細胞治療疾病之再生醫學中，對從活體採取之細胞進行培養而使細胞數增加、或使組織構建成適當之形狀而用於移植治療中。作為治療用途之細胞培養必須於細胞製備中心(Cell Processing Center：CPC)之細胞培養用無塵室中，依據GMP(Good Manufacturing Practice，良好作業規範)進行。此處，存在如下問題：因由技術人員手工進行細胞培養，故針對每1名患者進行之細胞製備特別耗費勞力及成本；因手動實施而存在生物學污染風險。

作為解決該等問題之構件，開發有於封閉系統中自動進行細胞培養步驟之裝置。其藉由使用無需進行開閉培養容器蓋之操作之封閉系統培養容器，從而達成細胞培養步驟之自動化及生物學污染風險之降低。

培養時手動進行之主要操作有：將懸浮有細胞或活體試樣之液體培養基導入至培養皿中之細胞接種作業、及於培養過程中定期實施之液體培養基之更換作業。添加液體培養基時，使用拋棄式量吸管，藉由手工操作從液體瓶中分取特定量之液體培養基，添加至培養皿中。於自動培養裝置中，存在使同樣之分注器及移動構件機械化，進行與手工操作同樣之液體添加之方法，但於該情形時，出於將裝置內側之固相及氣相整體設置於無菌環境中之需求，使得自動培養裝置大型化。另一方面，開發有如下方法：於分注操作中使用泵，利用拋棄式管連接液體瓶至培養容器之空間，利用泵同時進行定量與送液(例如，參照專利文獻1)。於該情形時，只要能將用於送液之管內部維持為無菌狀態即可，因此可使自動化裝置小型化。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2007-222120號公報

[發明所欲解決之問題]

將培養容器內部或管內部維持為無菌狀態進行細胞培養之方法中，供液體培養基流通並進行細胞培養之更換式培養要素於以下之說明中被稱為培養流路。以專利文獻1為代表，利用培養流路之自動化裝置能夠減小生物學污染之發生風險而進行細胞培養，但另一方面當因再生醫學之擴展而培養對象之範圍變大時，必須根據要培養之細胞之量或個數而單個地準備封閉之培養流路。例如，若培養容器中之液體培養基之量從幾mL變為幾百mL，則要改變培養容器之大小或形狀，並且用於送液之泵亦需要與所需流量相稱之流出量。若為管式泵，則必須準備具有各種大小之內徑之管，並選擇最佳管徑。除了管以外，還必須準備多種培養流路之構成要素，但為此成本龐大，故泵之性能或容器之大小必須使用一定量者，針對各自動培養裝置，選定於其限定之培養個數或液量之範圍內能夠培養之細胞使用。

而且，培養流路係由作業人員於自動運轉之前設置於裝置中，但存在以下兩個問題：培養流路之設置較為繁雜；未確立培養流路之正確設置之確認方法。關於前者，向大量閥設置管或者安裝管式泵等作業較為繁雜，若培養容器或瓶未密閉，則存在導致培養基之洩漏或生物污染之情況。因此，關於內部保持有液體培養基之培養流路之正確設置之確認，先前以來經常使用例如如下檢查方法：導入無菌氣體而提高培養流路內部之壓力，從而調查有無洩漏。但是，由於有檢查過程中內部液體洩漏之可能性，故而最難確認對於保持有液體之容器之正常安裝。

尤其是用於送液或排液之管式泵基於自固定之馬達所產生之輸出範圍所得之送液之流量已確定，因此難以用作更換式培養流路中之組裝零件。

因此，本發明之目的在於提供一種能夠簡便地構建之細胞培養裝置。 [解決問題之技術手段]

本發明者等人想出：若使作為壓力產生源之泵不為更換式，將與培養流路另外設置之泵作為加壓源及減壓源供給，則可不增加培養流路中之泵之變化，簡便地準備自動細胞培養用途之培養流路，從而完成本發明。

本發明之一實施態樣之細胞培養裝置具有控制部及培養部，上述控制部包含第1氣體供給源、第2氣體供給源及減壓源；上述培養部包含：第1容器，其用以收容培養基；第2容器，其用以培養細胞；第3容器，其用以收容排液；第1氣體流路，其將第1氣體供給源與第2容器連接至連接點；第2氣體流路，其連接第2氣體供給源與第1容器；第3氣體流路，其連接第2容器與上述減壓源；第1液體流路，其連接第1容器與第2容器至上述連接點；第2液體流路，其連接第2容器與第3容器；氣液流路，其從上述連接點連接至第2容器；以及第1閥，其設置於第1氣體流路；第2閥，其設置於第2氣體流路；第3閥，其設置於第1液體流路；第4閥，其設置於第2液體流路。上述細胞培養裝置亦可進而具有：第4氣體流路，其連接第2容器與外部大氣之間；第4過濾器，其設置於第4氣體流路；第4連接部，其設置於第4氣體流路中第4過濾器之外部大氣側；以及流量計，其設置於第4連接部與外部大氣之間。上述細胞培養裝置亦可進而具有：第1過濾器，其設置於第1氣體流路；第1連接部，其設置於第1氣體流路中第1過濾器之第1氣體供給源側，連接上述控制部與上述培養部；第2過濾器，其設置於第2氣體流路；第2連接部，其設置於第2氣體流路中第2過濾器之第2氣體供給源側，連接上述控制部與上述培養部；以及第3過濾器，其設置於第3氣體流路；第3連接部，其設置於第3氣體流路中第3過濾器之減壓源側，連接上述控制部與上述培養部。上述細胞培養裝置亦可進而具有：第6氣體流路，其從第2氣體流路分支，與外部大氣連接；第6閥，其設置於第6氣體流路；以及第5過濾器，其設置於第6氣體流路中第6閥之外部大氣側。上述細胞培養裝置亦可進而具有設置於第3氣體流路中第3連接部與上述減壓源之間的第7閥。 [發明之效果]

根據本發明，可提供能夠簡便地構建之細胞培養裝置。

以下，參照隨附圖式，對本發明之各種實施例進行說明。但是，該等實施例僅為用以實現本發明之一例，並不限定本發明之技術範圍。又，於各圖中，對共通之構成標註相同之參考編號。

＜細胞培養裝置之構成＞ 本發明之細胞培養裝置之一實施形態具有控制部及培養部，上述控制部包含第1氣體供給源、第2氣體供給源及減壓源，上述培養部包含：第1容器，其用以收容培養基；第2容器，其用以培養細胞；第3容器，其用以收容排液；第1氣體流路，其將第1氣體供給源及第2容器連接至連接點；第2氣體流路，其連接第2氣體供給源與第1容器；第3氣體流路，其連接第2容器與減壓源；第1液體流路，其將第1容器與第2容器連接至連接點；第2液體流路，其連接第2容器與第3容器；氣液流路，其從連接點連接至第2容器；第1閥，其設置於第1氣體流路；第2閥，其設置於第2氣體流路；第3閥，其設置於第1液體流路；第4閥，其設置於第2液體流路；第5閥，其設置於上述氣液流路；第1過濾器，其設置於第1氣體流路；第1連接部，其設置於第1氣體流路中第1過濾器之第1氣體供給源側，連接控制部與培養部；第2過濾器，其設置於第2氣體流路；第2連接部，其設置於第2氣體流路中第2過濾器之第2氣體供給源側，連接控制部與培養部；第3過濾器，其設置於第3氣體流路；以及第3連接部，其設置於第3氣體流路中第3過濾器之減壓源側，連接控制部與培養部。本發明之細胞培養裝置1亦可進而具有：第4氣體流路，其連接第2容器與外部大氣之間；第4過濾器，其設置於第4氣體流路；第4連接部，其設置於第4氣體流路中第4過濾器之外部大氣側；及流量計，其設置於第4連接部與外部大氣之間。以下，參照圖1～圖7，對該細胞培養裝置之詳細情況進行說明。

圖1係表示第1實施形態之細胞培養裝置1之構成之圖。細胞培養裝置1具有氣體供給源21及減壓源33。又，細胞培養裝置1具有用以培養細胞之第2容器2。第2容器2可保持培養細胞用之液體培養基3。第2容器2只要為細胞培養用容器，則形狀無特別限定，可為板，亦可為培養皿，還可為瓶，材質亦無特別限定，可為玻璃，亦可為塑膠，塑膠由於容易拋棄，故而較佳，就能夠密閉之方面而言，較佳為瓶。若為瓶2，則能夠藉由頂蓋(cap)5而開閉，於培養時可氣密地蓋上頂蓋5。用於培養細胞時，底面亦可經塗佈。未使用之液體培養基3經由貫通設置於頂蓋5之第1液體流路12及氣液流路6被輸送至第2容器2中。氣液流路6於不會與第2容器2內之液體接觸之高度具有開口端。關於氣相4，亦經由第1氣體流路13及氣液流路6被送氣。又，貫通設置於頂蓋5之第2液體流路7於第2容器2之底部附近具有開口端。關於第2容器2內之使用後之培養基，藉由使減壓源33作動，使第2液體流路7變為負壓，從而將內部之液體培養基3排出。第2容器2中，亦於頂蓋5貫通設置有用以進行壓力調整之第4氣體流路8。第4氣體流路8之開口端設置於不會與第2容器2內之液體接觸之高度。

氣液流路6經由第5閥10連接於連接點11。連接點11連接於用以向第2容器2供給培養基之第1液體流路12及用以向第2容器2供給培養用氣體之第1氣體流路13。於第1液體流路12設置有用以調整送液之第3閥14。第1液體流路12之另一端連接於保持液體培養基3之第1容器15。第1容器15之容器係保存未使用之培養基之容器，形狀或材質無特別限定。第1容器15連接於貫通設置於蓋之第1液體流路12及用以輸送第1容器15內之氣體之第2氣體流路16。第1容器15之內部能夠保持氣密。設置於蓋之第1液體流路12於第1容器15之底部具有開口端，與液體接觸而成為液體供給口，第2氣體流路16於第1容器15之內部具有開口端。第2氣體流路16之開口端設置於不會與第1容器內之液體接觸之高度。再者，連接點11設置得比保持於1容器15中之液體之液面上方。

第2氣體流路16從氣體供給源21經由第2過濾器17連接至第1容器15。於第2氣體流路16中，於第2過濾器17之氣體供給源21側設置有第2連接部18(圖中表示為I)。該連接部18係連接控制部與培養部者，實際上於用於培養時連接。連接部18例如為連接器，公母構造中之一者可固定於包圍培養部38之恆溫槽39之殼體上。第2連接部18經由第2閥19連接於用以控制輸送之氣體之流量之氣體控制計20。第2閥19對壓力較高之氣體從氣體供給源21進入至第1容器15進行調節。再者，可設置第6閥42，其係使第2氣體流路16之內壓逃逸至外部大氣之常壓控制閥。第6閥42位於從第2氣體流路16分支且向外部大氣開放之第6氣體流路34上，於第6氣體流路34上之第6閥42之外部大氣側可設置第5過濾器。從作為填充有加壓氣體之氣體供給源之氣體供給源21，將氣體藉由壓力調整器44控制為特定壓力之後供給至氣體控制計20。從氣體供給源21供給之氣體並無特別限定，例如可為混合有5%之CO₂ 以適應細胞培養條件之空氣。來自壓力調整器44之供給壓力並無特別限定，例如可為200 kPa以下，於需要更多流量之情形時，亦可設為200 kPa以上之高壓。

用以從氣體供給源21輸送氣體之第1氣體流路13係從氣體供給源21經由第1閥24連接於第2容器2。第1閥24對壓力較高之氣體從氣體供給源21進入至第2容器2進行調節。於第1氣體流路13中，亦設置有第1過濾器22、及於第1過濾器22之氣體供給源21設置有第1連接部23(圖中表示為G)。該連接部23係連接控制部與培養部者，實際上於用於培養時連接。第1連接部23例如為連接器，公母構造中之一者可固定於包圍培養部之殼體。於第1氣體流路13中，可於氣體供給源21與連接點11之間設置有加濕用瓶25。於該情形時，加濕用瓶25係於保持內部氣密之狀態下連接於第1氣體流路13、及與氣體供給源21連接之第5氣體流路26。該等氣體流路貫通蓋且於內部開口。第5氣體流路26亦可於其與氣體供給源21之間具有氣體控制計20。又，第5氣體流路26藉由在加濕用瓶25內於液體內開口，而將來自氣體供給源21之氣體加濕。另一方面，第1氣體流路13於加濕用瓶25之內部，於不會與液體接觸之部分具有開口端。

第2容器2中之在細胞培養中使用過之培養基係通過用以輸送使用過之培養基之第2液體流路7，被輸送至用以儲存使用過之培養基之第3容器28中。第2液體流路7經由第4閥27以貫通第3容器28的蓋之方式連接於第3容器28。第3容器28於其與減壓源33之間設置有連接兩者且貫通蓋之第3氣體流路29，但可經由其等將內部保持氣密。第2液體流路7於第3容器28之內部不與液體接觸地具有一開口端。第3容器28較佳為減壓下亦不會變形之瓶形狀，其材料較佳為不易變形之塑膠或玻璃。第3氣體流路29從第3容器28連接至減壓源33。第3氣體流路29具有第3過濾器30，且於第3過濾器30之減壓源33側設置有第3連接部31(圖中表示為O)。該第3連接部31係連接控制部與培養部者，實際上於用於培養時連接。第3連接部31例如為連接器，公母構造中之一者可固定於包圍培養部之殼體。可於減壓源33與第3連接部31之間設置有第7閥32。藉由第7閥32，可進行減壓之啟閉或減壓量之調整。通過第3氣體流路29進入至減壓源33中之氣體可釋出至外部大氣中。減壓源33可為減壓泵。

作為壓力調整管之第4氣體流路8經由第4過濾器9連接於外部大氣。於第4氣體流路8中，於第4過濾器9之外部大氣側設置有第4連接部36(圖中表示為P)。該第4連接部36於用於培養時連接，例如為連接器，公母構造中之一者可固定於包圍培養部之殼體。於第4氣體流路8中，可於第4連接部36與外部大氣之間設置有流量計37。

以上之構成中，圖1中由虛線包圍之範圍為培養部38，其外側為控制部。培養部38能夠藉由各連接部與控制部之各要素裝卸。又，培養部38中，第1～3容器和與其等相連之管為一體，能夠搬運。

如圖7所示，該培養流路38可能夠裝卸地設置於帶門構造之恆溫槽39及保管庫40之特定位置。又，亦可將恆溫槽39及保管庫40設為1組，與對自動培養所需之送液操作、送氣操作、排液操作進行控制之控制器41一起設置。進而，亦可將複數組恆溫槽與保管庫同樣地整合，於該情形時，亦可使控制器41並行地進行複數個自動培養所需之控制。

再者，用作閥之機構較佳為電磁閥。一般之電磁閥隔著橡膠管安裝於藉由電磁鐵之作用而開閉之零件，具有藉由電磁閥之接通/斷開使橡膠管彈性變形而使管開放/封閉之機構。

又，過濾器只要能夠防止細菌或病毒等混入至培養部中即可，例如可良好地使用網眼尺寸0.22 μm以下之過濾器。

用作減壓源之減壓泵較佳為滾子泵，但亦可使用隔膜泵、齒輪泵等其他方式之泵。亦稱為所謂之捋泵、管泵之滾子泵具有如下機構：於安裝於馬達旋轉軸之輥上捲繞橡膠管，藉由馬達旋轉使橡膠管彈性變形而輸送內部之氣體或液體。

＝＝用於培養之細胞培養裝置之控制方法＝＝ 圖2中示出本說明書所揭示之細胞培養裝置之培養及更換培養基時之控制方法。橫軸表示操作項目及時間軸，縱向上示出了圖1所明示之第1閥24至第7閥32這7台電磁閥、氣體控制計20及減壓源33之動作時點。初始狀態下，所有電磁閥為斷開而關閉，所有泵為斷開而為停止送液狀態。於將氣體輸送至培養部38之第2容器2時，若打開第5閥10後，使第1閥24及氣體控制計20運轉，則由氣體供給源以特定流量開始供給經加壓之氣體。氣體與第2容器2之氣相4進行置換，通過第4氣體流路8釋出至外部大氣中。若於特定時間之送氣後，停止第1閥24及氣體控制計20，關閉第5閥10後，暫時打開第6閥42，則可將加濕用瓶25內大體維持在常壓。

於為了更換培養基而將液體培養基從第2容器2排出時，若於打開第4閥27後，使減壓源33作用，則連接於減壓源33之第3容器28之內部被減壓，繼而，第2液體流路7被減壓，液體培養基3從第2容器2之開口移動。隨之，若於打開第4閥27之同時打開第5閥10，打開第1閥24，於減壓源33作動之同時使氣體控制計20作用，則氣體通過氣液流路6被輸送至第2容器2內。又，由於同時通過第4氣體流路8及第4過濾器9而與外部大氣相通，故而釋出及導入氣體送氣量相對於藉由減壓源33之抽吸量多出之量之氣體。以此方式，防止第2容器2內之氣體濃度下降，並且維持容器內之壓力平衡。進行特定量之排液後，使減壓源33停止，關閉第4閥27，而停止第2容器2內之減壓，且同時關閉第5閥10，而停止對第2容器2內之加壓，藉此將第2容器2之內部維持為常壓。

於為了更換培養基而向第2容器2輸送液體培養基時，若於打開第5閥10、第3閥14及第2閥19後，使氣體控制計20作用，則第1容器15內部被加壓，繼而，液體培養基經由氣液流路6到達至第2容器2。若於輸送一定量之液體後，關閉第5閥10及第3閥14，而停止氣體控制計20之加壓，則送液停止，但氣液流路6內殘存有液體培養基。繼而，若打開第1閥24，則殘存於氣液流路6內之液體培養基到達至第2容器2。此時，於第1液體流路12與連接點11之間殘存有液體培養基，若停止氣體控制計20並打開第3閥14，繼而打開第6閥42，則殘存於第1液體流路12內部之液體培養基因落差而返回至第1容器15中，若暫時打開第6閥42，則可將第1容器15及加濕用瓶25內大體維持為常壓。

關於送液量之定量方法，作為一例，只要按照遵循哈庚-帕穗定律之流體之式即可。具體而言，較佳為如下方法：根據對被加壓之管施加之壓力與加壓時間之關係，利用瓶中所保持之液體與連接至第2容器之氣液流路之長度、壓力損失及液體之黏性條件成比例這一情況，最終根據由實際使用之管之長度、液體及壓力條件所導出之實驗式，算出假定之送液量。又，如下所述之一面測定第1容器15之重量，一面送液之方法亦有用。

圖1中使用被稱為T燒瓶之帶頂蓋之培養容器作為第2容器2，與此相對，圖3中為使用培養皿作為第2容器2且將容器本身設為密閉構造之實施形態。圖1及圖3中，對於相同之構成要素使用相同之編號。即便為培養皿之形狀，亦能夠藉由設置於頂蓋5之氣液流路6進行送液及送氣，能夠藉由第2液體流路7排出液體，且能夠藉由第4氣體流路8調整各第2容器2之壓力。於如圖3般具有複數個第2容器2之情形時，關於氣液流路6，只要於連接點11與第5閥10之中間設置分支，與第5閥10之設置同樣地設置個數與所需之第2容器2之個數相同之第5閥10即可。關於第2液體流路7，只要於第4閥27與第3容器28之中間設置分支，與第4閥27之設置同樣地構成個數與所需之第2容器2之個數相同之第4閥27即可。關於第4氣體流路8，只要於頂蓋5與第4過濾器9之中間設置分支並連接管即可。

圖3中第2容器2內之保持細胞之培養面為底面1層，與此相對，圖4係使用上層容器45與成為下層容器之第2容器2之組合作為第2容器2之實施形態。圖1及圖4中，對於相同之構成要素使用相同之編號。於該實施形態中，上層容器45之底面材料為物質透過膜，能夠於其表面培養細胞，且能夠於下層之培養皿之表面同時進行細胞培養。上層容器45與第2容器2中，可培養相同之細胞，亦可共培養不同之細胞。本實施形態中，能夠藉由安裝於頂蓋5之氣液流路6，對上層容器45進行液體培養基3之送液及向氣相4之送氣。更換培養基時，若首先藉由第2液體流路7將下層之液體培養基排出後，繼而於上層實施液體培養基3之添加，則液體培養基3會通過上層容器45之底面移動至下層。液體送液及液體排出各步驟中氣體由第4氣體流路8自動地進出，因此第2容器2之壓力保持為固定。

圖3中第2容器2之保持細胞之容器部為單個之容器，與此相對，圖5係第2容器2具備複數個孔之實施形態。圖1及圖5中，對於相同之構成要素使用相同之編號。本實施形態中，使用通常被稱為多孔板之培養容器，例如經常使用具備6孔或12孔之多孔板。於圖5所示般之具備6孔之培養容器中，設置於頂蓋5之6條氣液流路6之開口配置於各孔54內，能夠對各孔54進行液體培養基3之送液及向氣相之送氣。由於根據孔54之個數準備相同個數之氣液流路6及第5閥10，故而以如下方式進行控制，即，當向目標孔54進行送液或送氣時，打開與目標孔對應之第5閥10。另一方面，設置於頂蓋5之6條第2液體流路7之開口配置於孔54內之底面附近，可將液體從孔54內排出。由於根據孔54之個數準備相同個數之第2液體流路7及第4閥27，故而從目標孔54排液時，打開與目標孔54對應之第4閥27。另一方面，本實施形態中，孔54各自之氣相於孔54之上部相連，因此為了排出氣體，只要貫通頂蓋5地設置1條氣液流路6及第4氣體流路8即可。於該情形時，於用以排出氣體之送氣操作中，亦無須使孔54與第5閥10一致。

＜細胞培養之操作＞ 圖6表示使用圖1所示之細胞培養裝置1之細胞培養步驟之全部操作之流程圖。首先，於安全櫃內設置作為培養部38之封閉流路(S01)。由於安全櫃內為無菌空間，故而用手打開頂蓋5，向第2容器2內加入特定量之於培養基中懸浮有細胞之細胞懸浮液而接種細胞(S02)。其次，打開第1容器15之頂蓋，向內部填充液體培養基(S03)。關閉各個頂蓋，將培養部38搭載於恆溫槽39中，於所有電磁閥設置管，繼而將培養部38之第2連接部18、第2連接部23、第3連接部31及第4連接部36依序連接於恆溫槽39之殼體(S04)。

細胞培養裝置1開始流路設置確認步驟，確認是否已正常地設置培養部38(S05)。具體而言，例如，當與圖2所示之時序圖中之氣體之送氣步驟同時，由氣體流量計20控制之送氣量與由流量計37測量之氣體排出量之值相同時，可判定為培養部38無氣體洩漏，進行了正常設置。於該情形時，當流量計37之量較少時，判定為氣體洩漏、或者不應封閉之管中發生閉塞而設置異常。例如，當第2容器2之頂蓋5之關閉方法不充分時，排出量較少，可檢測出氣體洩漏。

其後，開始自動運轉(S06)。向第2容器2中，於特定時間內輸送經加濕之氣體(5%C02空氣混合氣體)，其後靜置並利用恆溫機進行容器之溫度維持(S07)。反覆進行該操作直至特定培養基更換之開始時期，到達培養基更換時之時(S08)，從第2容器2排出液體培養基(S09)，從第1容器15向第2容器2輸送新的液體培養基(S10)。又，反覆進行送氣與靜置(S11)，當到達細胞培養結束時期時(S12)，細胞培養之自動運轉結束(S13)。將培養部38從恆溫機中取出(S14)，於安全櫃內回收培養細胞(S14)。視需要，亦可從排液瓶28回收使用過之液體培養基進行分析，確認有無細菌增殖等，而驗證細胞培養步驟之健全性。

圖7中示出將培養部38設置於自動培養裝置1之培養控制單元46之狀態。培養控制單元46設置於恆溫槽39中，組裝有第3閥14及第4閥27等電磁閥零件。氣體供給源21分支，向複數個氣體控制計20供給氣體，但亦可與單個之細胞培養裝置共用氣體。於第2容器2之下方設置有能夠觀察細胞之觀察機構49，於培養控制單元46中設置有容器保持部50及觀察窗51。又，於保管庫40中構成有重量感測器47，若將第1容器15於重量感測器47上設置於特定位置，則能夠測定第1容器15及其所保持之液體培養基之重量變化。於設置培養部38時，藉由將送液管配置於管通道48中，可防止關門時所導致之管之閉塞。加濕用瓶25始終設置於保管庫40之內部，為了能夠補充內部之加濕水，設置有保管部。

如以上所說明，培養部38能夠於第1連接部23、第2連接部18、第3連接部31及壓力調整連接器36各處裝卸，又，卸除後仍保持連結狀態之第2容器2、第1容器15、第3容器28及與其等相連之管能夠一體地搬運，因此培養流路之設置及更換較為簡便。

又，將複數台恆溫槽與複數台保管庫整合，設置於對送液操作、送氣操作及排液操作進行控制之控制器41，故而能夠於CPC等有限之無菌空間內同時進行自動培養。

可提供如下裝置：即便於培養部38中存在複數個第2容器2，亦能夠藉由設置個數與容器數相同之第5閥10、第4閥27，而不變更其他構成地進行複數個第2容器2之自動培養。

如參照圖3、圖4、圖5所說明，本說明書所揭示之細胞培養裝置可提供如下裝置：即便根據用途將第2容器2設為被稱為T燒瓶之帶頂蓋之培養容器、或培養皿、或包含上層容器及下層容器之容器之形狀、或進而被稱為多孔板之培養容器，即便容器周邊之設置或零件數變化，亦能夠不變更其他構成地對各種第2容器2進行自動培養。

又，如圖6中之使用細胞培養裝置1之細胞培養步驟之流程圖所示，由於藉由手工操作之細胞接種步驟係於將培養部38設置於安全櫃內後實施，其後，可於自動裝置中實施流路設置確認步驟，以確認是否已正常設置培養部38，故而能夠執行確實之自動培養。尤其是當第2容器或第1容器中保持有液體時，有對內部施加非意欲之高壓而使內部之液體噴出之虞，但本申請案中為換氣時之狀態，使用使氣體釋出至大氣中之路徑進行送氣，因此可確認培養流路之設置之正常性而對培養容器或細胞施加高壓之擔憂較小。

進行第2容器2之壓力調整之第4氣體流路8構成為使氣體從恆溫槽39釋出至外部大氣中，由於恆溫槽39中未殘存經加濕之排氣氣體，故有可使恆溫槽39之內部維持乾燥之優點。此可降低恆溫槽39內部之金屬零件之腐蝕風險。

又，由於將設置培養部38之培養控制單元46設置於恆溫槽39中，且於保管庫40中設置有保持液體培養基之第1容器15，故而細胞培養可維持恆溫，可常溫保存液體培養基，因此可穩定地實施細胞培養。

1:細胞培養裝置 2:第2容器 3:液體培養基 4:氣相 5:頂蓋 6:氣液流路 7:第2液體流路 8:第4氣體流路 9:第4過濾器 10:第5閥 11:連接點 12:第1液體流路 13:第1氣體流路 14:第3閥 15:第1容器 16:第2氣體流路 17:第2過濾器 18:第2連接部 19:第2閥 20:氣體控制計 21:氣體供給源 22:第1過濾器 23:第1連接部 24:第1閥 25:加濕用瓶 26:第5氣體流路 27:第4閥 28:第3容器 29:第3氣體流路 30:第3過濾器 31:第3連接部 32:第7閥 33:減壓源 34:第6氣體流路 36:第4連接部 37:流量計 38:培養部 39:恆溫槽 40:保管庫 41:控制器 42:第6閥 43:第5過濾器 44:壓力調整器 45:上層容器 46:培養控制單元 47:重量感測器 48:管通道 49:觀察機構 50:容器保持部 51:觀察窗 53:培養容器 54:單個容器

圖1係本發明之一實施形態之細胞培養裝置之模式圖。 圖2係本發明之一實施形態之細胞培養裝置之控制方法。 圖3係本發明之一實施形態之頂蓋形狀不同之第2容器之模式圖。 圖4係本發明之一實施形態之第2容器之模式圖。 圖5係本發明之一實施形態之第2容器之模式圖。 圖6係本發明之一實施形態之自動培養裝置之控制相關之流程圖。 圖7係本發明之一實施形態之設置有培養流路之細胞培養裝置之模式圖。

1:細胞培養裝置

2:第2容器

3:液體培養基

4:氣相

5:頂蓋

6:氣液流路

7:第2液體流路

8:第4氣體流路

9:第4過濾器

10:第5閥

11:連接點

12:第1液體流路

13:第1氣體流路

14:第3閥

15:第1容器

16:第2氣體流路

17:第2過濾器

18:第2連接部

19:第2閥

20:氣體控制計

21:氣體供給源

22:第1過濾器

23:第1連接部

24:第1閥

25:加濕用瓶

26:第5氣體流路

27:第4閥

28:第3容器

29:第3氣體流路

30:第3過濾器

31:第3連接部

32:第7閥

33:減壓源

34:第6氣體流路

36:第4連接部

37:流量計

38:培養部

39:恆溫槽

40:保管庫

41:控制器

42:第6閥

43:第5過濾器

44:壓力調整器

Claims (6)

1. 一種細胞培養裝置，其具有控制部及培養部，上述控制部包含：第1氣體供給源、第2氣體供給源、及減壓源；上述培養部包含：第1容器，其用以收容培養基；第2容器，其用以培養細胞；第3容器，其用以收容排液；第1氣體流路，其將上述第1氣體供給源與上述第2容器連接至連接點；第2氣體流路，其連接上述第2氣體供給源與上述第1容器；第3氣體流路，其連接上述第2容器與上述減壓源；第1液體流路，其將上述第1容器與上述第2容器連接至上述連接點；第2液體流路，其連接上述第2容器與上述第3容器；氣液流路，其從上述連接點連接至上述第2容器；以及第1閥，其設置於上述第1氣體流路；第2閥，其設置於上述第2氣體流路；第3閥，其設置於上述第1液體流路；第4閥，其設置於上述第2液體流路；第5閥，其設置於上述氣液流路。
2. 如請求項1之細胞培養裝置，其進而具有：第1過濾器，其設置於上述第1氣體流路；第1連接部，其設置於上述第1氣體流路中上述第1過濾器之上述第1氣體供給源側，連接上述控制部 與上述培養部；第2過濾器，其設置於上述第2氣體流路；第2連接部，其設置於上述第2氣體流路中上述第2過濾器之上述第2氣體供給源側，連接上述控制部與上述培養部；以及第3過濾器，其設置於上述第3氣體流路；第3連接部，其設置於上述第3氣體流路中上述第3過濾器之上述減壓源側，連接上述控制部與上述培養部。
3. 如請求項1之細胞培養裝置，其進而具有：第4氣體流路，其連接上述第2容器與外部大氣之間；第4過濾器，其設置於上述第4氣體流路；第4連接部，其設置於上述第4氣體流路中上述第4過濾器之上述外部大氣側；以及流量計，其設置於上述第4連接部與上述外部大氣之間。
4. 如請求項2之細胞培養裝置，其進而具有：第4氣體流路，其連接上述第2容器與外部大氣之間；第4過濾器，其設置於上述第4氣體流路；第4連接部，其設置於上述第4氣體流路中上述第4過濾器之上述外部大氣側；以及流量計，其設置於上述第4連接部與上述外部大氣之間。
5. 如請求項1至4中任一項之細胞培養裝置，其進而具有：第6氣體流路，其從上述第2氣體流路分支，連接於上述外部大氣；第6閥，其設置於上述第6氣體流路；以及 第5過濾器，其設置於上述第6氣體流路中上述第6閥之上述外部大氣側。
6. 如請求項2之細胞培養裝置，其進而具有設置於上述第3氣體流路中上述第3連接部與上述減壓源之間的第7閥。

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