TWI811294B - 多層培養容器觀察系統、台車裝置及多層培養容器觀察裝置 - Google Patents

多層培養容器觀察系統、台車裝置及多層培養容器觀察裝置 Download PDF

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Abstract

本發明係一種多層培養容器觀察系統，其具有：台車裝置，其可搭載內置複數個托盤之多層培養容器而進行移動；及觀察裝置，其可觀察多層培養容器之各托盤之被觀察物；其中，台車裝置具備有框體，而該框體具有使多層培養容器之相對向之兩個側面之上端至下端露出之側面露出部，觀察裝置具備有：收容部，其將台車裝置在搭載有多層培養容器之狀態下直接加以收容；及攝像裝置，其具有光學系統而輸出由該光學系統所成像而得到之像；於收容部收容有搭載多層培養容器之台車裝置之情形時，側面露出部被配置於攝像裝置之光軸上。

Description

多層培養容器觀察系統、台車裝置及多層培養容器觀察裝置
本發明係關於用以觀察內置複數個托盤之多層培養容器中之被觀察物之多層培養容器觀察系統、台車裝置及多層培養容器觀察裝置。
已知有用以觀察內置複數個托盤之多層培養容器中之被觀察物(培養物)之多層培養容器觀察裝置。於如此之多層培養容器觀察裝置中，已知有如下之培養容器觀察裝置：為了觀察各托盤中之培養細胞之狀態，於中間夾隔多層培養容器，使光學觀察手段朝向斜上方且使照明手段朝向斜下方而相對向，並將光學觀察手段、多層培養容器及照明手段配置於同一光軸上(例如參照專利文獻1)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利第4049263號公報
過去以來，於利用培養容器觀察裝置來觀察多層培養容器之被觀察物之情形時，作業人員必須利用台車將複數個多層培養容器搬運至培養容器觀察裝置之附近，並將裝有培養液之多層培養容器 自台車卸下，其後，將多層培養容器置於作為培養容器觀察裝置之觀察位置之基座，來對多層培養容器中之被觀察物進行觀察。尤其，於在複數個多層培養容器中觀察被觀察物之情形時，必須進行將裝有培養液之多層培養容器一次一個地加以裝卸之作業，而存在有作業人員之勞動量會增大之問題。又，由於作業人員以徒手作業之方式處理多層培養容器，因此亦存在有因為對多層培養容器內之培養基施加不必要之衝擊、或不必要地接觸多層培養容器，而導致多層培養容器破損從而產生污染之情形。
本發明提供作業人員可容易地觀察多層培養容器中之被觀察物之多層培養容器觀察系統、台車裝置及多層培養容器觀察裝置。
本發明之培養容器觀察系統係一種多層培養容器觀察系統，其具有：台車裝置，其可搭載內置複數個托盤之多層培養容器而進行移動；及觀察裝置，其可觀察上述多層培養容器之各托盤之被觀察物；其中，上述台車裝置具備有框體，而該框體具有使上述多層培養容器之相對向之兩個側面之上端至下端露出之側面露出部，上述觀察裝置具備有：收容部，其將上述台車裝置在搭載有上述多層培養容器之狀態下直接加以收容；及攝像裝置，其具有光學系統而輸出由該光學系統所成像而得到之像；於上述收容部收容有搭載上述多層培養容器之上述台車裝置之情形時，上述側面露出部被配置於上述攝像裝置之光軸上。於上述培養容器觀察系統中，進一步具有保持並操控上述多層培養容器之操作裝置，上述台車裝置具有：台車，其具有車輪；及固定構件，其相對於上述台車裝卸自如地被搭載於上述台車之 上，將上述多層培養容器固定於上述台車；上述操作裝置將上述多層培養容器連同上述固定構件一起保持並加以操控。於上述培養容器觀察系統中，進一步具有與上述攝像裝置對向地被設置且朝向上述攝像裝置照射光之照明裝置，於上述收容部收容有搭載上述多層培養容器之上述台車之情形時，上述攝像裝置、上述多層培養容器、及上述照明裝置於中間夾隔上述多層培養容器而被配置於同一光軸上。於上述培養容器觀察裝置系統中，進一步具有將上述攝像裝置及上述照明裝置朝第1方向及第2方向驅動之驅動部，上述台車具有可將複數個上述多層培養容器沿著上述第1方向並列地加以搭載之搭載空間。於上述多層培養容器觀察系統中，上述攝像裝置及上述照明裝置以上述攝像裝置及上述照明裝置之光軸相對於上述多層培養容器之托盤之底面呈40~50°之範圍之角度交叉之方式被配置。
本發明之台車裝置係被收納於可觀察多層培養容器之各托盤之被觀察物之觀察裝置者；其中，其具備有將內置複數個托盤之多層培養容器加以固定之框體，上述框體具有使上述多層培養容器之相對向之兩個側面之上端至下端露出之側面露出部。上述台車裝置可構成為具備有複數組上述框體。
本發明之多層培養容器觀察裝置係具備有收容部及攝像裝置者，該收容部將上述台車裝置在搭載有上述多層培養容器之狀態下直接加以收容，該攝像裝置具有光學系統而輸出由該光學系統所成像而得到之像；其中，於上述收容部收容有搭載上述多層培養容器之上述台車裝置之情形時，上述側面露出部被配置於上述攝像裝置之光軸上。
根據本發明，可提供作業人員可容易地觀察多層培養容器之被觀察物之多層培養容器觀察系統、台車裝置及多層培養容器觀察裝置。
1、1a、1b‧‧‧多層培養容器觀察系統
10‧‧‧多層培養容器觀察裝置
11‧‧‧攝像裝置
12‧‧‧照明裝置
13‧‧‧驅動部
14‧‧‧收容部
15‧‧‧觸控面板部
16‧‧‧控制部
17‧‧‧風扇
20‧‧‧台車裝置
21‧‧‧台車
22‧‧‧車輪
23‧‧‧固定構件
24‧‧‧基座
25‧‧‧框構件
26‧‧‧緊固構件
27‧‧‧插通孔
28‧‧‧被卡止部
29‧‧‧緊固件
30‧‧‧多層培養容器
31‧‧‧托盤
32‧‧‧通氣孔蓋
40、40a‧‧‧多層培養容器操作裝置
41‧‧‧旋轉部
42‧‧‧旋轉驅動部
43‧‧‧振盪部
44‧‧‧振盪驅動部
45‧‧‧驅動控制部
46‧‧‧操作部
47‧‧‧臂驅動部
48‧‧‧臂
49‧‧‧本體
111‧‧‧第1框架
112‧‧‧第2框架
121‧‧‧第3框架
122‧‧‧第4框架
141‧‧‧門
251‧‧‧橫框構件
411‧‧‧卡止構件
412‧‧‧凹部
413‧‧‧錐形部
414‧‧‧溝槽部
431‧‧‧上表面
481‧‧‧夾具
L‧‧‧光軸
P‧‧‧間距方向
R‧‧‧輥方向
W1‧‧‧長度
W2‧‧‧外寬
W3‧‧‧內寬
X、Y、Z‧‧‧軸
X1、X2‧‧‧旋轉軸
圖1係用以說明本實施形態之多層培養容器的圖。
圖2(A)及(B)係用以說明向多層培養容器中之各托盤之液體之分配方法的圖。
圖3係表示第1實施形態之多層培養容器觀察系統之立體圖。
圖4(A)及(B)係表示本實施形態之台車裝置之立體圖。
圖5係例示本實施形態之台車裝置之觀察狀態之立體圖。
圖6(A)係表示本實施形態之橫框構件的圖，圖6(B)係表示安裝橫框構件前之台車裝置的圖，圖6(C)係表示已安裝橫框構件之台車裝置的圖。
圖7係表示本實施形態之多層培養觀察裝置之方塊圖。
圖8係用以說明攝像裝置、多層培養容器及照明裝置之位置關係的圖。
圖9係用以說明多層培養容器操作裝置之立體圖。
圖10係表示多層培養容器操作裝置之方塊圖。
圖11(A)至(C)係用以說明固定構件之被卡止部與多層培養容器操作裝置之卡止構件之關係的圖。
圖12係表示將多層培養容器暫時固定於多層培養容器操作裝置之臂之狀態的立體圖。
圖13(A)至(D)係表示以旋轉軸X1為中心之旋轉部之旋轉動作之 一例的圖。
圖14(A)至(D)係表示以旋轉軸X2為中心之旋轉部之旋轉動作以及以旋轉軸X1及X2為中心之旋轉部之旋轉動作之一例的圖。
圖15係表示使多層培養容器操作裝置之振盪部突出之狀態之立體圖。
圖16係用以說明在振盪動作中臂與插通孔之關係的圖。
圖17係用以說明第3實施形態之多層培養容器操作裝置之方塊圖。
以下，對本實施形態之多層培養容器觀察系統1進行說明。本實施形態之多層培養容器觀察系統1係用以觀察被利用於細胞培養等之多層培養容器30中之培養細胞之系統。因此，首先對本實施形態之多層培養容器30進行說明。圖1係用以說明本實施形態之多層培養容器30的圖，且為表示多層培養容器30之剖視圖。為了大量地培養細胞，如圖1所示，多層培養容器30成為積層有複數個托盤31之構成。於利用多層培養容器30來培養細胞之情形時，例如如圖2(A)所示般，以通氣孔蓋(vent cap)32成為下側之方式將多層培養容器30傾斜大致90°。然後，將通氣孔蓋32與泵連接，利用泵將已播種細胞之培養液導入多層培養容器30內。其次，如圖2(B)所示，若將多層培養容器30恢復為直立，培養液便被分配至多層培養容器30之各托盤31，並於各托盤31進行細胞培養。
《第1實施形態》
為了觀察如此之多層培養容器30中之培養細胞，本實施形態之多 層培養容器觀察系統1，如圖3所示般具有多層培養容器觀察裝置10、及台車裝置20。再者，圖3係表示多層培養容器觀察系統1之立體圖，表示使搭載有多層培養容器30之台車裝置20移動至作為觀察位置之多層培養容器觀察裝置10之內部之狀態。以下，對各構成進行說明。
圖4係用以說明本實施形態之台車裝置20之立體圖。如圖4(A)所示，台車裝置20係由具有車輪22之台車21、及將多層培養容器30固定於台車21之固定構件23所構成。又，於台車裝置20中，台車21與固定構件23裝卸自如。具體而言，藉由將固定構件23相對於台車21向上(Z軸正方向)抬起，可如圖4(B)所示般將固定構件23自台車21拆卸。又，相反地，藉由將固定構件23放置於台車21之上，可將固定構件23安裝於台車21。再者，台車21與固定構件23分別具有相互地嵌合之嵌合部(未圖示)，藉此，台車21與固定構件23僅沿著上下方向(Z軸方向)裝卸自如，而於水平方向(XY軸方向)上被固定。其結果，可防止於台車裝置20之移動中，固定構件23自台車21掉落之情形。
如圖4所示，固定構件23於將複數個多層培養容器30並列地加以配置之狀態下，可同時地固定該複數個多層培養容器30。再者，於本實施形態中，台車裝置20雖以最多可搭載4個多層培養容器30之方式所構成，但並不限定於該構成，既可以最多可搭載1~3個多層培養容器30之方式來構成台車裝置20，或者亦可以可搭載5個以上之多層培養容器30之方式來構成台車裝置20。
如圖4(A)所示，固定構件23具有：基座24，其供多層培養容器30載置；框構件25，其以多層培養容器30不會沿著水平方向(XY軸方向)偏移之方式防護多層培養容器30之4個長邊；及緊固 構件26，其卡止於框構件25，於使多層培養容器30旋轉之情形時，以多層培養容器30不會自上方向(Z軸方向)飛出之方式進行防護。例如，作業人員可藉由將多層培養容器30放置於基座24之上且框構件25之框內，其後，以利用緊固構件26按壓多層培養容器30之上側使緊固構件26與框構件25卡止，藉此使多層培養容器30固定於固定構件23。
又，圖5係例示本實施形態之台車裝置20之觀察狀態之立體圖，圖6係用以說明橫框構件251之裝卸方法的圖。於圖4所示之台車裝置20中，可藉由將螺絲等緊固件29鬆開(或藉由將緊固件29卸下)，而如圖5所示般將構成框構件25之一部分之一對橫框構件251自固定構件23拆卸。藉此，成為台車裝置20之側面之一部分具有自上端至下端露出之側面露出部，而可於利用多層培養容器觀察裝置10來觀察多層培養容器30中之培養狀況之情形時，有效地防止因為橫框構件251妨礙而無法觀察多層培養容器30之情形。再者，於使用後述之多層培養容器操作裝置40來操作多層培養容器30之情形時，為了安全，較佳係如圖6(A)至(C)所示般，將橫框構件251之溝槽部掛卡於緊固件29，並將緊固件29鎖緊，藉此將一對橫框構件251安裝於固定構件23。如此，一對橫框構件251可相對於框構件25自由地裝卸。
再者，橫框構件251藉由安裝於框構件25，雖可如圖4所示般固定多層培養容器30，但由於即便假使未將橫框構件251安裝於框構件25，其餘之框構件25(沿著多層培養容器30之積層方向延伸之框構件25)亦將多層培養容器30之四角加以固定，因此於利用多層培養容器觀察裝置10來觀察多層培養容器30之培養組織時，可有效地防止多層培養容器30自台車裝置20掉落之情形。
其次，對本實施形態之多層培養容器觀察裝置10進行說明。圖7係表示本實施形態之多層培養容器觀察裝置10之方塊圖。如圖3及圖7所示，多層培養容器觀察裝置10具有攝像裝置11、照明裝置12、第1至第4框架111、112、121、122、驅動部13、收容部14、觸控面板部15、控制部16及風扇17。
攝像裝置11係具有透鏡，用以使焦點對準於多層培養容器30之各托盤31之底面，而拍攝附著於各托盤31之底面之培養細胞之相機。攝像裝置11雖只要為相機便無特別地限定，但較佳為搭載變焦透鏡，而可以不同之倍率來拍攝各托盤31之影像者。又，於本實施形態中，攝像裝置11卡合於沿著X軸方向延伸之第1框架111，並藉由驅動部13而可使攝像裝置11沿著第1框架111朝X軸方向移動。又，第1框架111與沿著Z軸方向延伸之第2框架112卡合，並藉由驅動部13而可使第1框架111沿著第2框架112朝Z軸方向移動，伴隨於此，可使攝像裝置11亦朝Z軸方向移動。如此，攝像裝置11藉由驅動部13而可沿著第1框架111及第2框架112朝二維方向(XZ軸方向)移動。再者，驅動部13具備有電動馬達及/或氣壓缸，藉此，可驅動各框架111、112、121、122。
照明裝置12係朝向攝像裝置11照射光之照明裝置。照明裝置12雖亦未特別地限定，但可使用例如光源為LED(發光二極體；Light Emitting Diode)者。又，於本實施形態中，照明裝置12卡合於第3框架121，並藉由驅動部13而可使照明裝置12沿著第3框架121朝X軸方向移動。又，第3框架121與第4框架122卡合，並藉由驅動部13使第3框架121沿著第4框架122朝Z軸方向移動，伴隨於此，可使照明裝置12亦朝Z軸方向移動。如此，照明裝置12與攝像裝置 11同樣地，可藉由驅動部13而沿著第3框架121及第4框架122朝二維方向(XZ軸方向)移動。
又，於本實施形態中，在搭載多層培養容器30之台車裝置20被收容於收容部14之情形時，如圖8所示般，攝像裝置11與照明裝置12被配置為在中間夾隔多層培養容器30而相對向。因此，於圖3所示之例子中，在攝像裝置11被配置於多層培養容器30之右側(Y軸正方向側)之情形時，照明裝置12被配置於多層培養容器30之左側(Y軸負方向側)。再者，圖8係用以說明攝像裝置、多層培養容器及照明裝置之位置關係的圖。
攝像裝置11與照明裝置12較佳係如圖8所示般，被配置於傾斜地通過多層培養容器30之同一光軸L上，且較佳係以攝像裝置11朝向斜上方，而照明裝置12朝向斜下方之方式被設定。又，攝像裝置11及照明裝置12之朝向雖可分別進行調整，但較佳係以光軸L相對於位於中間之托盤31之底面、呈大致45°之角度(例如40~50°之角度)進行交叉之方式，來調整攝像裝置11及照明裝置12之朝向。
又，於本實施形態中，在將搭載多層培養容器30之台車裝置20收容於收容部14之情形時，如圖5所示般，將橫框構件251自框構件25折卸，台車裝置20被收容於收容部14。由於藉由將橫框構件251自框構件25拆卸，橫框構件251便不存在於攝像裝置11及照明裝置12之光軸上，因此可較佳地觀察多層培養容器30各層之培養狀況。
驅動部13使攝像裝置11及照明裝置12朝二維方向(XZ軸方向)移動。尤其，於本實施形態中，驅動部13係以攝像裝置11與照明裝置12被配置於同一光軸L上，且攝像裝置11與照明裝置12之 相對位置不變之方式，使攝像裝置11與照明裝置12朝相同之方向供移動相同之距離。例如，於本實施形態中，如後所述般，作業人員可操作觸控面板部15來指示欲觀察之托盤31之位置，例如於作業人員操作觸控面板部15而指示使其朝X軸正方向移動5mm之情形時，驅動部13將攝像裝置11以沿著第1框架111朝X軸正方向移動5mm之方式進行驅動，並且將照明裝置12以使第3框架121朝X軸正方向移動5mm之方式進行驅動。又，驅動部13可藉由將攝像裝置11及照明裝置12朝上下方向(Z方向)移動來觀察不同之層(段)之托盤31，而且，可藉由使攝像裝置11及照明裝置12朝左右方向(X方向)移動來觀察不同之多層培養容器30。
收容部14係用以收容搭載有多層培養容器30之台車裝置20之空間。收容部14具備有用以將台車裝置20固定於既定觀察位置之固定件，藉此，可將台車裝置20固定於收容部14之觀察位置，並利用攝像裝置11來拍攝多層培養容器30之各托盤31之培養細胞。又，於收容部14之入口安裝有門141。
觸控面板部15作為作業人員輸入指示之輸入部而發揮功能，並且亦作為顯示攝像裝置11所拍攝之影像之顯示部而發揮功能。於本實施形態中，觸控面板部15之顯示器之顯示區域被分割為輸入用及拍攝影像顯示用，於拍攝影像顯示用顯示區域顯示有拍攝影像，並且於輸入用顯示區域顯示有用以供作業人員進行指示之按鈕(圖符)。作業人員藉由按壓在輸入用顯示區域所顯示之按鈕(圖符)，可指示攝像裝置11要拍攝之位置等。
控制部16具備有存儲有程式之ROM(唯讀記憶體；Read Only Memory)、執行被存儲於ROM之程式之CPU(中央處理單元； Central Processing Unit)、及作為可存取之儲存裝置而發揮功能之RAM(隨機存取記憶體；Random Access Memory)。控制部16根據所預先儲存之程式而將攝像裝置11所拍攝之拍攝影像顯示於觸控面板部15、或根據被輸入於觸控面板部15之作業人員之指示而將驅動命令輸出至驅動部13。又，於控制部16之上方設置有風扇17。風扇17被設置為對控制部16進行抽吸，藉此，可將控制部16加以冷卻。本實施形態之多層培養容器觀察裝置10由於多適合進行培養之相對較高之溫度(例如37℃)下被使用，因此藉由設置風扇17，可減少控制部16因熱而故障之情形。
如上所述，於第1實施形態之多層培養容器觀察系統中，由於可在台車裝置20搭載有多層培養容器30之狀態下觀察各多層培養容器30之各托盤31中之培養細胞，因此無需如習知般將多層培養容器30一次一個地移載至專用之觀察位置(基座)，可減少作業人員之勞動量，並且可防止對多層培養容器30內之培養基造成不必要之衝擊、或不必要地接觸多層培養容器30之情形。又，於本實施形態之多層培養容器觀察系統1中，由於可在1台台車裝置20並排地搭載複數個多層培養容器30，因此亦可一次便觀察複數個多層培養容器30之各托盤31中之培養細胞。
《第2實施形態》
其次，對第2實施形態之多層培養容器觀察系統1a進行說明。於第2實施形態之多層培養容器觀察系統1a中，除了第1實施形態之多層培養容器觀察系統1之構成以外，還具有用以操作(操控)多層培養容器30之多層培養容器操作裝置40。
亦即，於第2實施形態中，構成為如下之系統：在使用多層培養容器操作裝置40將播種有細胞之培養液導入多層培養容器30，並將多層培養容器30培養固定期間後，可於將多層培養容器30搭載於台車裝置20之狀態下進行使用多層培養容器觀察裝置10對所培養之細胞進行觀察之一連串之作業。以下，對多層培養容器操作裝置40進行說明。
多層培養容器操作裝置40係用以操作多層培養容器30之裝置(操控)。此處，圖9係表示多層培養容器操作裝置40之立體圖，圖10係表示多層培養容器操作裝置40之方塊圖。如圖10所示，多層培養容器操作裝置40具備有旋轉部41、旋轉驅動部42、振盪部43、振盪驅動部44、驅動控制部45、操作部46、臂驅動部47、一對臂48、及本體49。驅動控制部45預先儲存如下之用以操作多層培養容器30之操作程式，並根據該操作程式使旋轉驅動部42及振盪驅動部44驅動：將播種有細胞之培養液導入多層培養容器30之培養液導入處理、自多層培養容器30回收培養液之培養液回收處理、將胰蛋白酶液導入多層培養容器30之胰蛋白酶導入處理、使多層培養容器30振盪之細胞剝離處理、自多層培養容器30回收胰蛋白酶液之胰蛋白酶液回收處理。具體而言，驅動控制部45藉由根據該程式來控制旋轉驅動部42之動作，使旋轉驅動部42令旋轉部41進行旋轉動作，並且藉由控制振盪驅動部44之動作，使振盪驅動部44令振盪部43進行振盪動作。再者，於本實施形態中，旋轉驅動部42及振盪驅動部44具有電動馬達，接受電力之供給，來驅動旋轉部41及振盪部43。
如圖9所示，旋轉部41具有作為保持多層培養容器30之保持構件而發揮功能之一對卡止構件411。卡止構件411被固定於旋 轉部41之兩側面，且如圖10及圖11(A)至(C)所示般具備有凹部412。又，凹部412具有錐形部413及溝槽部414，如後所述，於固定構件23藉由臂48而朝上方被移動之情形時，可如圖11(B)所示般卡止於固定構件23之被卡止部28，而與臂48一起夾持固定構件23並將其固定於旋轉部41。圖11(A)、(B)係用以說明被卡止部28與卡止構件411之關係的圖，而圖11(C)係卡止構件411之放大圖。再者，於本實施形態中，如圖4(A)所示，固定構件23之被卡止部28被形成為使框構件25中多層培養容器30之側面連續於多層培養容器30之朝排列方向延伸之部分，成為具有長度W1之薄板狀之構件。
又，多層培養容器操作裝置40具備有作為多層培養容器30之支持構件而發揮功能之一對臂48。如圖12所示，一對臂48可分別插通於在固定構件23所設置之2個插通孔27。圖12係表示將多層培養容器30暫時固定於臂48之狀態之立體圖。一對臂48可藉由臂驅動部47而沿著上下方向(Z軸方向)移動，臂驅動部47根據驅動控制部45之指示，將臂48沿著Z軸方向驅動至2條臂48可插通於固定構件23之插通孔27之高度位置。藉此，作業人員使台車裝置20朝向本體49移動，而使2條臂48可插通於固定構件23之2個插通孔27。又，於臂48之前端部之側面收納有夾具(clamp)481，若臂48插通插通孔27，夾具481便自通過插通孔27之臂48之前端部之側面突出。然後，驅動控制部45在2條臂48插通於固定構件23之2個插通孔27之狀態下，使臂驅動部47將臂48朝上方(Z軸正方向)驅動，藉此將多層培養容器30抬起至旋轉部41之位置。藉此，如圖11(B)所示，旋轉部41之卡止構件411與固定構件23之被卡止部28卡止，固定構件23藉由一對卡止構件411及一對臂48而由旋轉部41所夾持，藉此多層 培養容器30連同固定構件23一起被固定於旋轉部41。再者，於本實施形態中，臂驅動部47可藉由電動馬達或氣壓缸來驅動一對臂48。
然後，驅動控制部45如圖9之符號R及P所示般，使旋轉驅動部42進行以旋轉軸X1、X2之雙軸為中心而使旋轉部41旋轉之旋轉動作。再者，如圖9所示，旋轉軸X1係沿著X軸方向延伸之旋轉軸，藉此，可使旋轉部41及被保持於旋轉部41之多層培養容器30朝輥方向R旋轉。又，旋轉軸X2係沿著Y軸方向延伸之旋轉軸，藉此，可使旋轉部41及被保持於旋轉部41之多層培養容器30朝間距方向P旋轉。再者，於旋轉動作中，輥方向R之旋轉可於未滿±180°之範圍內進行，於本實施形態中，可於±120°之範圍內使旋轉部41朝輥方向R旋轉。又，間距方向P之旋轉亦可於未滿±180°之範圍內進行，於本實施形態中，可於±30°之範圍內使旋轉部41朝輥方向R旋轉。再者，於本實施形態中，旋轉驅動部42具備有以旋轉軸X1使旋轉部41旋轉之電動馬達及/或氣壓缸、以及以旋轉軸X2使旋轉部41旋轉之電動馬達及/或氣壓缸，藉此，可使旋轉部41以兩軸旋轉。
此處，圖13係表示以旋轉軸X1為中心之利用旋轉驅動部42所進行之旋轉部41(多層培養容器30)之旋轉動作之一例的圖，而圖13(A)表示旋轉部41將多層培養容器30抬起後之狀態(基準位置)。例如，旋轉驅動部42可使旋轉部41(多層培養容器30)自圖13(A)所示之基準位置，如圖13(B)所示般以旋轉軸X1為中心朝左方向旋轉90°。又，旋轉驅動部42亦可使旋轉部41(多層培養容器30)如圖13(C)所示般以旋轉軸X1為中心而自基準位置朝左方向旋轉100°，還可如圖13(D)所示般以旋轉軸X1為中心而自基準位置朝左方向旋轉120°。如此，旋轉驅動部42可使旋轉部41(多層培養容器30)以旋轉軸X1為中 心，自基準位置而於±0~120°之範圍內朝輥方向R旋轉。
又，圖14係表示以旋轉軸X2為中心之旋轉部41(多層培養容器30)之旋轉動作、以及以旋轉軸X1及X2之兩軸之旋轉部41(多層培養容器30)之旋轉動作之一例的圖。旋轉驅動部42可自圖14(A)所示之基準位置，使旋轉部41(多層培養容器30)以旋轉軸X2為中心朝間距方向P旋轉。例如，於圖14(B)所示之例子中，以旋轉部41(多層培養容器30)之上方朝前方(X軸負方向)傾斜之方式，使旋轉部41(多層培養容器30)以旋轉軸X2為中心旋轉20°。又，旋轉驅動部42亦可以旋轉部41(多層培養容器30)之下方朝前方(X軸負方向)傾斜之方式，使旋轉部41(多層培養容器30)以旋轉軸X2為中心旋轉。如此，旋轉驅動部42可使旋轉部41(多層培養容器30)以旋轉軸X2為中心，自基準位置而於±0~30°之範圍內朝間距方向P旋轉。
又，如圖14(C)、(D)所示，旋轉驅動部42可使旋轉部41(多層培養容器30)以旋轉軸X1為中心朝輥方向R旋轉，並且以旋轉軸X2為中心朝間距方向P旋轉。例如，於圖14(C)所示的例子中，使旋轉部41(多層培養容器30)以旋轉軸X1為中心朝左方向旋轉100°，並且以旋轉部41(多層培養容器30)之上方朝前方(X軸負方向)傾斜之方式，以旋轉軸X2為中心旋轉20°。此外，於圖14(D)所示之例子中，使旋轉部41(多層培養容器30)以旋轉軸X1為中心朝左方向旋轉120°，並且以旋轉部41(多層培養容器30)之上方朝前方(X軸負方向)傾斜之方式，以旋轉軸X2為中心旋轉20°。
此外，旋轉驅動部42亦可進行使旋轉部41(多層培養容器30)以旋轉軸X1或旋轉軸X2為中心往返旋轉之擺動動作。例如，旋轉驅動部42可藉由使旋轉部41(多層培養容器30)以旋轉軸X1為中 心朝輥方向R而於±120°之範圍內往返旋轉，而進行以旋轉軸X1為中心之擺動動作。又，旋轉驅動部42亦可藉由使旋轉部41(多層培養容器30)以旋轉軸X2為中心，以在使旋轉部41(多層培養容器30)之上方朝前方(X軸負方向)傾斜之後使旋轉部41(多層培養容器30)之下方朝前方(X軸負方向)傾斜之方式朝間距方向P在±20°之範圍內往返旋轉，而進行以旋轉軸X2為中心之擺動動作。
振盪部43於不進行後述之振盪動作之情形時，被收容於多層培養容器操作裝置40之本體49內部，而於進行振盪動作之情形時，根據上述驅動控制部45之控制，如圖15所示般藉由振盪驅動部44而朝向本體49之外側被突出。再者，圖15係表示於多層培養容器操作裝置40中使振盪部43突出之狀態之立體圖。振盪部43具有可供多層培養容器30連同固定構件23一起載置之面積之上表面431，可將多層培養容器30連同固定構件23一起放置於上表面431而進行水平方向之振盪動作。又，振盪部43雖然與台車21同樣地具有用以與固定構件23嵌合之嵌合部(未圖示)，藉此與固定構件23於上下方向(Z軸方向)上裝卸自如，但於水平方向(XY軸方向)上限制固定構件23之移動，而防止固定構件23自振盪部43掉落之情形。再者，只要為朝向水平方向(XY軸方向)之振盪動作，振盪驅動部44可使振盪部43進行任意之振盪動作。例如，振盪驅動部44可使振盪部43進行左右方向之振盪動作(Y軸方向上之往返動作)、前後方向之振盪動作(X軸方向上之往返動作)或8字形方向之振盪動作(組合X軸方向與Y軸方向之振盪動作)等各種振盪動作。
於本實施形態中，驅動控制部45可接著利用旋轉部41所進行之旋轉動作，進行利用振盪部43所進行之振盪動作。於該情形 時，驅動控制部45若利用旋轉部41所進行之旋轉動作結束，便控制臂驅動部47而將一對臂48朝下方(Z軸負方向)驅動，而以多層培養容器30連同固定構件23一起被放置於振盪部43之上表面431之方式動作。然後，驅動控制部45控制振盪驅動部44，而使振盪部43進行使多層培養容器30振盪之振盪動作。再者，於本實施形態中，臂48在未被收納於本體49而突出之狀態下進行振盪動作。於本實施形態中，如圖16所示，由於插通孔27之內寬W3被設計為較臂48之外寬W2與振盪部43之振盪幅度之合計更寬，因此可在將臂48插通於插通孔27之狀態下進行振盪動作。再者，於振盪動作時夾具481被收納至臂48內。又，圖16係用以說明振盪動作中臂48與插通孔27之關係的圖。
又，驅動控制部45可接著利用振盪部43所進行之振盪動作，進行利用旋轉部41所進行之旋轉動作。於該情形時，驅動控制部45若利用振盪部43所進行之振盪動作結束，便控制臂驅動部47將一對臂48朝上方(Z軸正方向)驅動，而以將多層培養容器30同固定構件23一起朝上抬起之方式動作。然後，驅動控制部45控制振盪驅動部44將振盪部43收納至本體49之內部後，控制旋轉驅動部42，使旋轉部41進行旋轉動作。
如上所述，於利用多層培養容器操作裝置40來操作搭載多層培養容器30之台車裝置20之情形時，較佳為如圖4所示般將橫框構件251安裝於框構件25。藉此，可更安全地利用多層培養容器操作裝置40來操作多層培養容器30。
操作部46係用以供作業人員輸入指示之裝置，例如可設為具備有觸控面板之構成。作業人員可藉由對操作部46進行操作，而將驅動控制部45所預先儲存之程式之開始、暫時停止、結束等指示 傳遞至驅動控制部45，從而使旋轉部41或振盪部43之動作開始、暫時停止、結束等。又，作業人員亦可藉由對操作部46進行操作，而使驅動控制部45儲存新的程式、或使所儲存之程式之一部分變更。例如，作業人員可藉由對操作部46進行操作，而於自多層培養容器30回收培養液之培養液回收處理中，將旋轉部41之旋轉軸X1之傾斜角度自100°變更為120°等。
如此，於本實施形態之多層培養容器操作裝置40中，自台車裝置20將固定有多層培養容器30之固定構件23抬起並加以保持，且進行多層培養容器30之旋轉動作及振盪動作，藉此作業人員可不接觸多層培養容器30便進行如下之一連串之處理：播種有細胞之培養液朝向多層培養容器30之導入、進一步於細胞培養後之培養液之回收、胰蛋白酶液向多層培養容器30之導入、細胞剝離處理、及細胞剝離後之胰蛋白酶液之回收。尤其，習知在將胰蛋白酶液導入多層培養容器30之後，作業人員會以徒手作業之方式先將多層培養容器30自多層培養容器操作裝置卸下，移載至專用之振盪器，並利用專用之振盪器使多層培養容器30振盪之後，進一步由作業人員以徒手作業之方式將多層培養容器30再次裝載至多層培養容器操作裝置，並進行胰蛋白酶液之回收處理。因此，存在有於細胞培養處理中作業人員之勞動量增大之問題。又，亦存在因作業人員進行徒手作業而使作業產生偏差之情形、或因作業人員不必要地接觸多層培養容器30而導致多層培養容器破損且產生污染之問題。相對於此，於本實施形態之多層培養容器操作裝置40中，由於作業人員可不接觸多層培養容器30便進行上述一連串之處理，因此可解決如上所述之問題。
而且，於第2實施形態之多層培養容器觀察系統1a中， 藉由具備有多層培養容器操作裝置40，作業人員可不接觸多層培養容器30便進行自培養液朝向多層培養容器30之導入，至細胞培養、培養細胞之觀察、培養細胞之回收為止之一連串之處理。亦即，作業人員可使用多層培養容器操作裝置40將播種有細胞之培養液導入多層培養容器30，其後，自多層培養容器操作裝置40直接使多層培養容器30返回台車裝置20，並於該狀態下直接利用台車裝置20使多層培養容器30移動至培養室等。此外，作業人員為了觀察所培養之細胞，可使搭載於台車裝置20之多層培養容器30移動至多層培養容器觀察裝置10之收容部14內，並在將多層培養容器30搭載於台車裝置20之狀態下，使用多層培養容器觀察裝置10來觀察培養細胞。此外，作業人員於觀察之結果而判斷為細胞培養已完成之情形時，可使多層培養容器30保持於多層培養容器操作裝置40，並利用多層培養容器操作裝置40進行培養液之回收處理、胰蛋白酶液之導入處理、細胞剝離處理、胰蛋白酶液之回收處理。
如以上所述，於第2實施形態之多層培養容器觀察系統1a中，由於作業人員可不接觸多層培養容器30便進行多層培養容器30之操作與觀察，因此作業人員可不接觸多層培養容器30便進行自播種有細胞之培養液朝向多層培養容器30之導入，至細胞培養、培養細胞之觀察、及所培養之細胞之回收為止之一連串之作業。藉此，可減少大量之細胞培養時作業人員之勞動量，並且可有效地防止因對多層培養容器30內之培養基造成不必要之衝擊、或不必要地接觸多層培養容器30而對培養細胞所造成之不良影響。
《第3實施形態》
於第3實施形態之多層培養容器觀察系統1b中，主要在多層培養容器操作裝置40a不具備有振盪部43及振盪驅動部44的部分，與第2實施形態之多層培養容器觀察系統1a不同。以下，對與第2實施形態相同之構成標示相同之符號，並省略說明。圖17係表示本實施形態之多層培養容器操作裝置40a之方塊圖。如圖17所示，多層培養容器操作裝置40a具備有旋轉部41、旋轉驅動部42、驅動控制部45、操作部46、臂驅動部47、一對臂48、及本體49。驅動控制部45預先儲存有如下之用以操作多層培養容器30之操作程式：將播種有細胞之培養液導入多層培養容器30之培養液導入處理、自多層培養容器30回收培養液之培養液回收處理、將胰蛋白酶液導入多層培養容器30之胰蛋白酶導入處理、使多層培養容器30振盪之細胞剝離處理、及自多層培養容器30回收胰蛋白酶液之胰蛋白酶液回收處理。旋轉驅動部42具備有使旋轉部41以旋轉軸X1為中心旋轉之第1電動馬達、及使旋轉部41以旋轉軸X2為中心旋轉之第2電動馬達。
細胞剝離處理以藉由旋轉部41使多層培養容器30以第1旋轉軸或第2旋轉軸為中心朝第1方向(例如右方向)及第2方向(例如左方向)使多層培養容器30往返擺動來進行之方式，被程式化為操作程式。操作程式具備有於自朝向第1方向之旋轉動作切換為朝向第2方向之旋轉動作時及自朝向第2方向之旋轉動作切換為朝向第1方向之旋轉動作時，使多層培養容器30之移動停止所指定之時間之停止模式。藉由具備有停止模式，則即便以較容器內之液體之移動更快之速度進行擺動動作，亦可藉由在旋轉動作之方向切換時僅使擺動動作停止指定時間，而使容器內之液體確實地碰撞容器之側面(側壁)。為了有效地進行細胞剝離處理，雖然使容器高速地擺動很重要，但可消除使 容器高速地擺動時所產生液體之移動之延遲(時間落差)之問題。
操作程式於胰蛋白酶液回收處理之前，執行將附著於托盤31之側面之細胞加以回收之動作。於托盤31為具備有第1至第4側面之長方形之托盤之情形時，以上述胰蛋白酶液依序碰撞第1側面、第2側面、第3側面及第4側面之方式來操作旋轉部41。藉由進行如此之操作，可在將附著於托盤31之側面之細胞回收至胰蛋白酶液內後，進行胰蛋白酶液回收處理。
藉由以上所說明之第3實施形態之多層培養容器操作裝置40a，亦可發揮與第2實施形態同樣之效果。又，第3實施形態即便不具備有振盪部43亦可進行細胞剝離處理，而由於裝置構成簡單，因此可降低製造成本。此外，藉由具備有停止模式，可消除在使容器高速擺動時所產生之液體之移動之延遲(時間落差)之問題。
以上，雖已對本發明之較佳之實施形態例進行說明，但本發明之技術性範圍並非被限定於上述實施形態之記載者。可對上述實施形態例施加各種變更、改良，且該等施加有變更或改良之形態者亦包含於本發明之技術性範圍內。
例如，於上述之實施形態中，雖已例示多層培養容器觀察裝置10具備有觸控面板部15之構成，但並不限定於該構成，例如，多層培養容器觀察裝置10亦可設為個別地具備輸入作業人員之指示之輸入部、及顯示攝像裝置11所拍攝之影像之顯示部的構成。
又，於上述之實施形態中，雖已例示將多層培養容器觀察系統1、1a、1b或多層培養容器觀察裝置10用於觀察培養細胞之構成，但並不限定於該構成，亦可設為將多層培養容器觀察系統1、1a、1b或多層培養容器觀察裝置10用於觀察所培養之微生物的構成。
此外，除了上述之實施形態以外，多層培養容器觀察裝置10亦可具備有下述之構成。亦即，多層培養容器觀察裝置10於驅動部13由氣壓缸所構成之情形時，可設為具備有監視該氣壓缸之壓力之壓力感測器的構成。而且，可藉由利用壓力感測器來監視氣壓缸之空氣壓力，來偵測氣壓缸之故障。又，控制部16亦可設為對驅動部13之動作次數進行計數之構成。而且，控制部16可設為根據驅動部13之動作次數，來預測構成驅動部13之電動馬達或氣壓缸之更換時間的構成。另外，控制部16亦可設為累計驅動部13之動作時間的構成。而且，控制部16亦可設為根據驅動部13之動作時間，來預測AC/DC(交流/直流；Alternating Current/Direct Current)電源或電池、風扇17等之更換時間的構成。
此外，除了上述之第2、第3實施形態以外，多層培養容器操作裝置40、40a亦可具備有下述之構成。亦即，多層培養容器操作裝置40、40a於旋轉驅動部42及臂驅動部47由氣壓缸所構成之情形時，可設為具備有監視該氣壓缸之壓力之壓力感測器的構成。而且，可藉由利用壓力感測器監視氣壓缸之空氣壓力，來偵測氣壓缸之故障。又，多層培養容器操作裝置40、40a可設為具備有區域感測器之構成。而且，藉由利用區域感測器始終監視多層培養容器操作裝置40、40a之周邊、尤其始終監視人進入旋轉部41之周邊，可提高安全性。此外，驅動控制部45亦可設為對旋轉部41、振盪部43、或臂48之動作次數進行計數之構成。而且，驅動控制部45可設為根據旋轉部41、振盪部43、或臂48之動作次數，來預測構成旋轉驅動部42、振盪驅動部44、臂驅動部47之電動馬達或氣壓缸之更換時間的構成。另外，驅動控制部45亦可設為累計旋轉部41、振盪部43、或臂48之動 作時間的構成。而且，驅動控制部45亦可設為根據旋轉部41、振盪部43、或臂48之動作時間，來預測AC/DC電源或電池、風扇等之更換時間的構成。
此外，於上述之實施形態中，雖已例示在台車裝置20中具有一組橫框構件251之構成，但並不限定於該構成，例如，亦可設為具備有複數組橫框構件251之構成。
1‧‧‧多層培養容器觀察系統
10‧‧‧多層培養容器觀察裝置
15‧‧‧觸控面板部
16‧‧‧控制部
17‧‧‧風扇
20‧‧‧台車裝置
30‧‧‧多層培養容器
111‧‧‧第1框架
112‧‧‧第2框架
121‧‧‧第3框架
122‧‧‧第4框架
141‧‧‧門

Claims (8)

  1. 一種多層培養容器觀察系統，其具有：台車裝置，其可搭載內置複數個托盤之多層培養容器而進行移動；及觀察裝置，其可觀察上述多層培養容器之各托盤之被觀察物；其中，上述台車裝置具備有框體，而該框體具有使上述多層培養容器之相對向之兩個側面之上端至下端露出之側面露出部，上述觀察裝置具備有：收容部，其將上述台車裝置在搭載有上述多層培養容器之狀態下直接加以收容；及攝像裝置，其具有光學系統而輸出由該光學系統所成像而得到之像；於上述收容部收容有搭載上述多層培養容器之上述台車裝置之情形時，上述側面露出部被配置於上述攝像裝置之光軸上。
  2. 如請求項1之多層培養容器觀察系統，其中，其進一步具有保持並操控上述多層培養容器之操作裝置，上述台車裝置具有：台車，其具有車輪；及固定構件，其相對於上述台車裝卸自如地被搭載於上述台車之上，將上述多層培養容器固定於上述台車；上述操作裝置將上述多層培養容器連同上述固定構件一起保持而加以操控。
  3. 如請求項1或2之多層培養容器觀察系統，其中，其進一步具有照明裝置，而該照明裝置與上述攝像裝置對向地被設置，朝向上述攝像裝置照射光， 於上述收容部收容有搭載上述多層培養容器之上述台車裝置之情形時，上述攝像裝置、上述多層培養容器、及上述照明裝置於中間夾隔上述多層培養容器而被配置於同一光軸上。
  4. 如請求項3之多層培養容器觀察系統，其中，其進一步具有驅動部，而該驅動部將上述攝像裝置及上述照明裝置朝第1方向及第2方向驅動，上述台車裝置具有可將複數個上述多層培養容器沿著上述第1方向並列地加以搭載之搭載空間。
  5. 如請求項3之多層培養容器觀察系統，其中，上述攝像裝置及上述照明裝置以上述攝像裝置及上述照明裝置之光軸相對於上述多層培養容器之托盤之底面呈40~50°之範圍之角度交叉之方式被配置。
  6. 一種台車裝置，係被收納於可觀察多層培養容器之各托盤之被觀察物之觀察裝置者；其中，如此之台車裝置具備有：台車；及固定構件，其將內置複數個托盤之多層培養容器加以固定；上述固定構件具有：複數個框構件，其等可將上述多層培養容器之側面的一部分加以卡止，而相對於上述台車朝上下方向裝卸自如地被安裝；及側面露出部，其使上述多層培養容器之相對向之兩個側面之上端至下端露出。
  7. 如請求項6之台車裝置，其中，上述固定構件進一步具有：緊固件，其沿著上述述多層培養容器設置有複數個；及 橫框構件，其被卡止於上述緊固件，將上述複數個框構件加以連繫；且在利用上述觀察裝置進行觀察時，上述側面露出部藉由將上述橫框構件自上述緊固件拆卸而露出。
  8. 一種多層培養容器觀察裝置，其具備有：收容部，其將請求項6或7所記載之台車裝置在搭載有上述多層培養容器之狀態下直接加以收容；及攝像裝置，其具有光學系統而輸出由該光學系統所成像而得到之像；其中，於上述收容部收容有搭載上述多層培養容器之上述台車裝置之情形時，上述側面露出部被配置於上述攝像裝置之光軸上。
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