WO2004090093A1 - 培養処理装置および自動培養装置 - Google Patents

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WO2004090093A1
WO2004090093A1 PCT/JP2004/005057 JP2004005057W WO2004090093A1 WO 2004090093 A1 WO2004090093 A1 WO 2004090093A1 JP 2004005057 W JP2004005057 W JP 2004005057W WO 2004090093 A1 WO2004090093 A1 WO 2004090093A1
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WO
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culture
container
space
cleanliness
processing apparatus
Prior art date
Application number
PCT/JP2004/005057
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hiroki Hibino
Hiroshi Fukuda
Kiminobu Numata
Hiroyuki Machida
Tomoyuki Kinoshita
Kenji Nakamura
Original Assignee
Olympus Corporation
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Priority claimed from JP2003154735A external-priority patent/JP2004350640A/ja
Application filed by Olympus Corporation filed Critical Olympus Corporation
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Priority to US10/552,115 priority patent/US20060275888A1/en
Priority to EP04726636A priority patent/EP1612262A4/en
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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/12—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of temperature
    • C12M41/14—Incubators; Climatic chambers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/50—Means for positioning or orientating the apparatus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/48—Automatic or computerized control

Definitions

  • the present invention relates to an automatic culture device that automatically performs cell culture in vitro.
  • Regenerative medicine which uses cultured tissue equivalents for treatment by culturing cells in vitro and reconstructing tissues, has attracted attention.
  • Conventional automatic culture devices for culturing such cells include a fixed storage shelf (stat force) capable of storing a plurality of culture vessels, and a horizontal / elevation / rotationally movable transportation means for transporting the culture vessels.
  • a fixed storage shelf capable of storing a plurality of culture vessels
  • a horizontal / elevation / rotationally movable transportation means for transporting the culture vessels.
  • an incubator equipped with a medium exchange port bot equipped with a medium injection needle and a medium discharge needle, and a management computer for comprehensively controlling these. See 2-2-262856 (Fig. 1, etc.).
  • this automatic culturing device After the transfer container takes out the culture container from the incubator, the lid of the culture container is removed by the lid open robot, and the medium in the culture container is discharged and injected by the medium exchange robot. It has become. After the completion of the culture medium exchange, the lid of the culture container is again covered with the lid open-mouthed pot, and the culture container is accommodated by the stapling force in the incubator by the transfer robot.
  • the operation of this automatic culture device is automatically performed by the management computer, and the schedule is controlled.
  • the culturing conditions such as temperature, humidity, and carbon dioxide concentration are within the stat force accommodating the culturing vessel. It is managed to be kept constant.
  • the space in which the lid of the culture vessel is removed and various treatments such as medium exchange are performed on the open culture vessel is arranged outside the statistic force.
  • Various mechanical devices such as a robot and a conveyor are arranged in the space where the cells in the culture vessel are processed. Therefore, this space is in an environment where dust is likely to float, and it is necessary to reduce the floating dust by some means.If this is not the case, it is necessary to remove the lid of the culture vessel. It is conceivable that dust or the like is mixed in the culture container.
  • a space requiring cleanliness is formed in a clean room in which an air purification device such as a filter is installed.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and is capable of quickly performing a process even when the state of a space for performing a predetermined process on cells contained in a container for an automatic culture device such as a culture container changes. It is an object of the present invention to provide a culture processing apparatus and an automatic culture apparatus that can appropriately cope with the problem.
  • an object of the present invention is to provide a culture processing apparatus and an automatic culture apparatus that can sufficiently reduce dust and the like from being mixed into a container for an automatic culture apparatus such as a culture vessel.
  • a first aspect of the present invention is a processing unit that performs a predetermined process on cells contained in a container for an openable and closable automatic culture device in a space partitioned from the outside,
  • a detection unit that detects a predetermined state in the space or in the vicinity of the space
  • a culture processing apparatus comprising: a control unit that controls the processing unit to prohibit opening of the container in the space when the detection unit detects the predetermined state.
  • a second aspect of the present invention is a processing unit that performs a predetermined process on cells contained in an openable and closable automatic culture device container in a space partitioned from the outside,
  • a detection unit that detects a predetermined state in the space or in the vicinity of the space
  • a culture processing apparatus comprising: a control unit that controls the processing unit to close the container when the detection unit detects the predetermined state in a state where the container is open.
  • the detection unit may be a cleanliness sensor that detects that cleanliness in the space does not satisfy a predetermined cleanliness.
  • a cleanliness sensor when employed as the detection unit, the measurement is performed by the cleanliness sensor while a predetermined process is performed on the cells in the automatic culture device container by the operation of the processing unit. If the cleanliness does not satisfy the predetermined cleanliness, opening of the container in the space is prohibited by the operation of the control unit. As a result, the container is prevented from being opened in an environment where a large amount of dust or the like floats, and contamination of the cell with dust or the like is reduced.
  • the control unit When the cleanliness sensor is employed in the first aspect, when the cleanliness measured by the cleanliness sensor does not satisfy the predetermined cleanliness, the control unit operates to control the automatic culture device.
  • the processing unit is controlled to close the container, which prevents the container from being left open for a long period of time in an environment where there is a lot of dust, etc., and reduces the contamination of cells with dust and touido. Will be done.
  • a notification unit may be provided for notifying when the cleanliness measured by the cleanliness sensor does not satisfy a predetermined cleanliness.
  • the operation of the notification unit notifies that the degree of cleanliness in the space in which the automatic culture device container is disposed has been reduced, so that an external operator recognizes the fact, and Appropriate measures can be taken early.
  • a plurality of the cleanliness sensors may be arranged at intervals in the space.
  • the operation of the plurality of cleanliness sensors makes it possible to quickly respond even when the amount of floating dust locally increases.
  • the cleanliness sensor may be arranged near a position where the container passes.
  • the cleanliness sensor When the cleanliness sensor is arranged in the vicinity of the passing position of the container, the container operates in a space where the cleanliness detected by the cleanliness sensor is determined to satisfy the predetermined cleanliness. Can be passed.
  • the cleanliness sensor When the cleanliness sensor is arranged near the position where the container passes, the cleanliness sensor may be arranged on a mounting table on which the container is mounted.
  • the cleanliness of the space near the container is constantly monitored by the operation of the cleanliness sensor. As a result, the container is prevented from being exposed to an atmosphere having low cleanliness.
  • the culture processing apparatus may include a display unit that displays the cleanliness measured by the cleanliness sensor.
  • the operation of the display unit displays the degree of cleanliness in the space where the container for the automatic culture device is arranged, so that it is easy to confirm whether the air in the space is clean or not. It becomes possible.
  • an auxiliary power supply that supplies electric power at the time of a power outage is provided
  • the power detection unit is a power failure detection unit that detects a power failure
  • the control unit may switch a power supply to the auxiliary power supply when the power failure detection unit detects a power failure.
  • the automatic culture apparatus container is opened by the processing unit after the processing unit opens the container for the automatic culture apparatus.
  • the power failure control unit detects the power failure from the power failure detection unit. Since the power source is switched to the auxiliary power source based on the output information, the power source is secured even if a power failure occurs.
  • the power failure control unit activates the processing unit to close the automatic cultivation device container, so that the automatic cultivation device container stops in a closed state. Will be done. In other words, when a power outage occurs, the container for the automatic culture device always stops in a closed state.
  • the control unit When the power outage is detected by the power outage detection unit, if the predetermined process has already been started, the control unit performs the predetermined process until the container for the automatic culture device is next closed.
  • the culture processing apparatus may be stopped to proceed.
  • the power failure control unit proceeds with the predetermined processing. Then, the culture treatment device is stopped when the container for the automatic culture device is closed, so that the culture treatment device is not left in the middle of the treatment. In addition, since it is only necessary to proceed with normal processing, there is no need to prepare a separate power failure processing procedure.
  • An opening / closing detection unit for detecting opening / closing of the container for the automatic culture device may be provided in the culture processing apparatus provided with the auxiliary power supply and the power failure detection unit.
  • the open / close detection unit detects the opening / closing of the container for the automatic culture device, so that the open / close state of the container for the automatic culture device can be more accurately detected, and the reliability is improved. Can be improved.
  • the container for the automatic culture device may be at least one of a culture container containing cells, a container for a reagent, or a container for a disposable chip.
  • the automatic culture device In the automatic culture device according to the present invention, a predetermined state in the space is detected.
  • the container for the automatic culture device is a culture container, the contamination of cells with dust and the like can be prevented, and the container for the automatic culture device is a reagent container. In some cases, it is possible to prevent dust and the like from being mixed into the reagent, and when the container for the automatic culture device is a container for a disposable chip, it is possible to prevent dust and the like from being mixed into the chip.
  • a culture treatment device according to the first or second aspect, wherein the container containing the cells is removably accommodated, and the cells are cultured while maintaining predetermined culture conditions.
  • An automatic culturing apparatus comprising a transfer mechanism for transferring the container between the culturing apparatus and the culturing chamber.
  • the automatic culture device of the present invention When the automatic culture device of the present invention is provided with a culture treatment device employing a cleanliness sensor as a detection unit, the cells contained in the container for the automatic culture device have a high cleanliness level in the space. In the container, and even if the cleanliness in the space is reduced to a level that does not satisfy the predetermined cleanliness, the cells in the container may be exposed to dust etc. This makes it possible to automatically culture healthy cells.
  • the automatic culture device of the present invention includes a culture processing device provided with an auxiliary power supply and a power failure detection unit, even if a power failure occurs, the power supply of the culture processing device is secured, and the container for the automatic culture device is provided. Even if is opened, the process stops with the container closed. As a result, even if an unexpected power outage occurs and the container for the automatic culture device is left for a certain period of time, the monitoring of the container for the automatic culture device, which was conventionally required, can be eliminated. Therefore, cells can be automatically cultured with reduced time and cost required for monitoring.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a culture processing apparatus and an automatic culture apparatus according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view schematically showing a first space of the automatic culture apparatus of FIG.
  • FIG. 3 is a plan view schematically showing a first space of the automatic culture apparatus of FIG.
  • FIG. 4 is a perspective view showing an example of a culture container used in the automatic culture device of FIG.
  • FIG. 5 is a side view showing an example of a chip supply device used in the automatic culture device of FIG.
  • FIG. 6 is a perspective view showing an example of a reagent supply device used in the automatic culture device of FIG.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating the operation of the culture processing apparatus of FIG.
  • FIG. 8 is a perspective view showing an automatic culture device according to one embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a process flow showing a process when a power outage occurs while culturing cells in a culture vessel using the automatic culture device of FIG.
  • FIG. 10 is a front view showing another example of the lid opening / closing section used in the automatic culture apparatus of FIG. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • the automatic culture apparatus 1 is provided with a first space S1 and a second space S2, which are closed by a transparent wall material observable from the outside and communicate with each other through a shirt 2. .
  • two culture chambers 4 each containing a culture vessel (container for an automatic culture apparatus) 3 are arranged. Is equipped with a transfer robot (transfer mechanism) 5 for moving the culture container 3. Above the central space S12, there is provided an air purifier 6 for sending a clean downward airflow to purify the air in the central space S12.
  • the four culture chambers 4 are arranged with doors 4a facing the central space S12, so that two cells arranged side by side face each other with the doors 4a facing each other and are spaced apart Have been.
  • each of the culture chambers 4 has an opening 4b on one side and a door 4a that can open and close the opening 4b.
  • a plurality of rail-shaped tray holding members 4c are provided at corresponding height positions, and the tray 7 is placed in the up-down direction so as to span the pair of left and right tray holding members 4c. Can be accommodated in multiple stages.
  • the interior of each culture room 4 is maintained under predetermined culture conditions, for example, a temperature of 37 ⁇ 0.5 ° C., a humidity of 100%, and a CO 2 concentration of 5%.
  • the tray holding member is not limited to a rail shape, and may be any shape as long as the tray can be supported so that the tray can be taken in and out.
  • each culture vessel 3 is composed of a vessel body 3a and a lid 3b provided on the upper surface of the vessel body 3a, and left and right side faces of the vessel body 3a are described later.
  • a projection 3c that is hooked by a hand in the second space is provided.
  • the stocker 8 has a door 8a that can be opened and closed on a side facing the outside of the first space S1 opposite to the door of the culture chamber 4.
  • the door 8a is formed to have a size that opens the entire side surface of the stocker 8.
  • the transfer robot 5 is disposed substantially at the center of the interval between the four culture chambers 4.
  • the transfer robot 5 includes a first arm 5 a that can be rotated horizontally, a second arm 5 b that is rotatably connected to a tip of the first arm 5 a around a vertical axis, and a second arm 5 b.
  • a hand 5c which is attached to the tip so as to be rotatable around a vertical axis, and has no mechanism that degrades the environment in the culture room, such as a drive unit and a transmission mechanism.
  • the first arm 5a and the second arm 5 b and an elevating mechanism 5 d capable of elevating the hand 5 c.
  • the transfer robot 5 accesses all the trays 7 in the four culture chambers 4 and the conveyor arranged between the first space S1 and the second space S2 across the shirt 2. It has a horizontal operating range on which the tray 7 can be delivered.
  • the conveyor 9 is provided with two endless velvets 9a arranged on the left and right at an interval larger than the width of the hand 5c of the transfer port bot 5, and the tray 9 is wound around these endless belts 9a. 7 can be placed.
  • the transfer robot 5 accesses all the trays 7 in the culture room 4 and reduces the number of trays in the stocker 8. Both have a vertical operating range in which the uppermost tray 7 can be accessed.
  • the belt 9a is not limited to an endless belt.
  • the hand 5c is formed in a flat shape extending in the horizontal direction so that the tray 7 can be placed thereon, and has a thickness dimension capable of being inserted into a gap between the trays 7 accommodated in the culture chamber 4. ing. Then, the hand 5c is raised from the state of being inserted into the gap between the trays 7, so that the tray 7 is pushed up from below by two arms and picked up from the tray holding member 4c, and the tray 7 is stabilized. Can be held.
  • the second space S2 is provided with a culture processing device 29.
  • the culture processing apparatus 29 includes a handling robot (processing unit) 10 that handles the culture container 3 on the tray 7 transported by the conveyor 9 from the first space S1 with the shutter 2 opened.
  • a handling robot (processing unit) 10 that handles the culture container 3 on the tray 7 transported by the conveyor 9 from the first space S1 with the shutter 2 opened.
  • Horizontally rotatable and vertically movable 2 equipped with a centrifuge 11 for separating cells from the culture medium in the culture vessel 3 and an electric pipe 12 for dispensing various liquids such as serum and reagents 2
  • a plurality of dispensing rods 13 and a plurality of disposable tips 14 attached to the tip of the dispensing rods 13 are provided within the operating range of the dispensing port bot 13.
  • a chip collection unit (not shown) that discards and collects used chips 14, and supplies reagents that store various liquids such as serum and reagents in multiple containers
  • Apparatus 16 and the state of cells in culture vessel 3 can be observed
  • Microscope 17, multiple storage tanks 18 for storing each reagent and waste liquid discarded due to medium exchange, etc., and culture vessel 3 can be transferred between conveyor 9 and robots 10 and 13
  • a horizontal movement mechanism 19 for moving the culture vessel 3 so as to move the culture vessel 3, and a shear force attached to the slider 20 of the horizontal movement mechanism 19 for placing the received culture vessel 3 and applying vibration. 2 and 1 are provided.
  • the second space S2 is also provided with an air purifier (not shown) for sending a clean downdraft to purify the air in the second space S2.
  • the handling robots 1 and 10 are horizontal articulated mouth bots that horizontally move and vertically move a gripping hand 10 a that handles the culture vessel 3.
  • a gripping hand 10 a that handles the culture vessel 3.
  • a detachable electric motor tip 14 for taking in and out cells and medium from the culture vessel 3 can be attached and detached.
  • a pipette (not shown) and a lid 3 b opening / closing hand (not shown) for opening and closing the lid 3 b of the culture vessel 3 are provided.
  • the handling robot 10 opens and closes the lid 3 b of the culture vessel 3 on the tray 7 conveyed by the conveyor 9, and supplies the culture vessel 3 to the microscope 17 by holding and transporting the culture vessel 3. Then, the tip 14 at the tip of the electric pipe is replaced, and the medium containing cells taken out of the culture vessel 3 is put into the centrifuge 11. Therefore, the handling robot 10 operates various devices such as the conveyor 9, the shell 21, the microscope 17, the chip supply unit 15, the chip collection unit (not shown), and the centrifuge 11. It is located within the range.
  • the centrifugal separator 11 is configured to rotate the culture medium containing cells supplied from the handling robot 10 at a low speed to separate cells having a high specific gravity suspended in the culture medium from the culture medium and settle them. .
  • the dispensing robot 13 includes a horizontally rotatable arm 13 a having an electric pit 12 on which a tip 14 is detachably mounted, and an elevating mechanism 13 for moving the arm 13 a up and down. b.
  • the dispensing robot 13 supplies a culture medium and various reagents into the culture vessel 3 transported by the horizontal moving mechanism 19. Therefore, the dispensing robot 13 includes various devices such as a shearing force 21 on the horizontal moving mechanism 19, a chip supplying device 15, a chip collecting unit and a reagent supplying device 16 and the like within its operating range. Is located within.
  • the chip supply device 15 includes a plurality of chips 14 arranged in a container 15a opened upward with a mounting port for the electric pit 12 facing upward.
  • the handling robot 10 and the dispensing robot 13 are stored in a row.
  • the electric pipette 12 can be inserted simply by inserting the electric pipette 12 from above.
  • the tip 14 is configured to be attached to the tip of the.
  • the container 15a is attached to the moving mechanism 15c so that it can reciprocate between the operating range of the handling robot 10 and the dispensing bot 13 and the lid 15b.
  • the moving mechanism 15c is operated to be disposed below the lid 15b.
  • the chip collecting device includes a holding device for holding the chip 14 at the entrance of the collecting container, and the chip 14 used in the handling robot 10 or the dispensing robot 13 is introduced into the holding device. And, this is to be gripped. Then, in this state, when the handling robot 10 or the dispensing robot 13 moves the electric pit 12, the used tip 14 is removed from the tip of the electric pit 12. It is designed to be collected in a collection container.
  • the reagent supply device 16 accommodates a horizontally rotatable table 16a inside a cylindrical casing, and a fan on the table 16a.
  • a plurality of cylindrical containers 16b for reagents having a bottom shape of a mold are mounted in the circumferential direction.
  • Various reagents and the like are stored in each reagent and the like container 16b.
  • MEM Minimum Essential Medium
  • DEM Dulbecco's Modified Eagle Medium
  • FBS Fetal Bovine Serum: fetal serum
  • Serum such as human serum
  • proteolytic enzymes such as trypsin to exfoliate cells in culture vessel 3
  • growth factors such as cytokines that grow cells in culture
  • differentiation inducing factors such as dexamethasone that differentiate cells.
  • Antibiotics such as penicillins, hormones such as estrogen, and nutrients such as vitamins are stored.
  • an inlet 16 c through which the dispensing port bot 13 inserts the tip 14 at the tip of the electric pit 12 is provided on the upper surface of the casing of the reagent supply device 16.
  • the inlet 16 c is arranged within the operation range of the dispensing robot 13.
  • Each reagent container 16b has an opening 16e on the upper surface thereof, which is arranged at a position corresponding to the inlet 16c.
  • At least one of the plurality of reagent containers 16b is an empty container 16f in which no reagents are stored. Suction of reagents by dispensing robot 13 When pulling is not required, the table 16a is rotated so that the empty container 16f is positioned vertically below the casing opening 16c to prevent dust and the like from entering the reagents. Is defined. Note that the empty container 16f is not limited to the container, and may be, for example, one that blocks the opening 16c such as a block. Two reagent supply devices 16 and two dispensing robots 13 are used to separate and treat a drug solution such as trypsin common to the sample and a liquid such as serum specific to the sample. That's why.
  • a drug solution such as trypsin common to the sample and a liquid such as serum specific to the sample. That's why.
  • the microscope 17 is used for observing the state and degree of proliferation of the cells in the culture vessel 3 during the culturing step or when exchanging the culture medium, and when counting the number of cells. ing.
  • the microscope 17 is configured so that the XY stage, working distance adjustment, magnification change, etc. can all be performed remotely. By arranging the eyepiece toward the outside of the second space S 2, the state of the cells in the culture vessel 3 may be visually observed from outside the automatic culture apparatus 1.
  • the storage tank 18 stores, for example, DMEM or PBS (phosphate-buffered saline) that can be used in common for all samples, and stores reagents in the reagent supply device 16 as necessary. It is designed to be supplied into the equal container 16a.
  • the storage tank 18 also includes a waste liquid tank that stores waste medium and the like discharged at the time of medium replacement.
  • the horizontal moving mechanism 19 includes a slider 20 that can be moved in a horizontal direction by a linear moving mechanism.
  • the above-mentioned shear force 21 is mounted on the slider 20 so that the culture vessel 3 mounted on the shear force 21 can be moved from the conveyor 9 to the operation range of the dispensing pot 13. It has become.
  • the shearing force 21 includes a holding mechanism (not shown) for mounting and holding the culture container 3 transferred from the tray 7 on the conveyor 9, and a vibration applying vibration to the culture container 3.
  • the vibration device is, for example, a device that reciprocates the culture container 3 in a predetermined angle range.
  • a device that applies ultrasonic vibration or a device that applies horizontal vibration may be adopted as the vibration device.
  • a control device 31 is connected to various devices of the automatic culture device 1 according to the present embodiment.
  • the control device 31 controls the order and operation timing of each process and records and saves an operation history and the like.
  • the culture processing device 29 includes a plurality of particle counters 32 inside the second space S2. By arranging a plurality of particle counters 32 at important points in the second space S2, it is also possible to detect a local decrease in purity at a specific position in the second space S2. It is like that.
  • the particle counter 32 is connected to the control device 31.
  • the controller 31 stores a cleanliness threshold value. The cleanliness detected by each particle counter 32 is compared with the stored threshold value. If it is lower than the threshold, the following processing is performed. For example, in the control device 31, class 100 is stored as a cleanliness threshold, and the cleanliness detected by the particle counter 32 is lower than class 100, for example, class 100. If it is 150, the following processing is performed. That is, the control device 31 monitors the operation of various devices of the culture processing device 29. For example, the opening and closing hand of the lid 3b of the handling robot 10 opens the lid 3b of the culture vessel 3. , Or not.
  • the control device 31 When the control device 31 detects that the lid 3 b of the culture vessel 3 is open, the detection signal from one of the particle counters 32 causes any of the particles in the second space S 2 to be detected. When it is detected that the cleanliness at the position is lowered, the control device 31 activates a program for closing the lid 3b of the culture vessel 3. Specifically, the interrupt operation is activated during the normal program operation, and the operation is stopped until the lid 3b of the culture vessel 3 is closed.
  • the control device 31 may be provided with a monitor 33 that displays the cleanliness in the second space S2 detected by each of the particle counters 32. By providing such a monitor 33, it is possible to easily confirm whether or not the inside of the second space S2 is clean outside the second space S2.
  • the bone marrow fluid collected from the patient is centrifuged in a centrifuge container (not shown). Separator 1 Charge into 1. This step may be performed by an operator, Also, the handling robot 10 may perform the processing. As a result, the operation of the centrifuge 11 collects bone marrow cells having a high specific gravity from the bone marrow fluid.
  • the collected bone marrow cells are put into the culture vessel 3 by the handling robot 10.
  • 10 empty culture vessels 3 placed on the tray 7 are inserted from the first space S1 to the second space S2 with the lid 3b closed. I have.
  • the handling robot 10 opens the two lids 3b of the culture container 3 that has been put out, and then operates the gripping hand 10a to grip it. Transfer to the top.
  • a robot for opening the lid 3b may be separately provided. As a result, the lid 3b can be opened immediately before the treatment, and the probability of foreign matter entering the container body 3a can be reduced.
  • the handling robot 10 When the chip supply device 15 activates the moving mechanism 15 c to dispose an unused chip 14 within the operating range of the handling port 10, the handling robot 10 becomes the chip supply device 1. Receive an unused tip 14 from 5 and attach it to the tip of the electric pit.
  • the handling robot 10 is operated to bring the tip 14 at the tip of the electric pit 12 into contact with the bone marrow cells collected in the centrifuge 11. Then, by operating the electric pit 12, the bone marrow cells are sucked into the chip 14. The sucked bone marrow cells are put into the culture container 3 transferred by opening the lid 3 b on the shell 21 by operating the handling robot 10.
  • the handling robot 10 transports the chip 14 to the chip collecting section and removes the chip 14. Further, the chip supply device 15 arranges the container 15a below the lid 15b by the operation of the moving mechanism 15c.
  • the culture vessel 3 into which the bone marrow cells have been loaded is horizontally moved by the horizontal movement mechanism 19 by operating the horizontal movement mechanism 19, and is distributed within the operation range of each dispensing robot 13. Is done.
  • the dispensing robot 13 operates the electric pipe 12 having the unused tip 14 received from the tip feeder 15 attached to the tip thereof, so that the reagent container of the reagent feeder 16 can be operated.
  • 16 After aspirating DMEM, serum, or various reagents from inside b, an appropriate amount is transported to the top of culture vessel 3 and injected into culture vessel 3. You.
  • the table 16a is rotated so that the reagent container 16b is positioned vertically below the opening 16c.
  • Suction of serum and each reagent is performed by exchanging the tip supply device 15 with an unused tip 14 for each suction of each reagent and the like.
  • the culture vessel 3 the bone marrow cells are present in an appropriate medium in a mixed state.
  • the culture vessel 3 may be vibrated by activating the shear force 21.
  • the culture vessel 3 that has completed all the processing is returned to the operating range of the handling robot 10 by the operation of the horizontal movement mechanism 19.
  • the reagent supply device 16 rotates the table 16a, and positions the empty container 16f vertically below the opening 16c.
  • the handling robot 10 puts the lid 3 b on the culture vessel main body 3 a and returns the culture vessel 3 to the tray 7.
  • a plurality of particle counters 32 arranged in the second space S 2 Cleanliness is constantly counted (step 1). If the cleanliness detected by any of the particle counters 32 is lower than the class 100 (step 2), whether the lid 3b of the culture vessel 3 has been opened by the operation of the control device 31 or not. It is determined whether or not it is (step 3). Since the control device 31 controls the operation of various devices including the handling robot 10, it is determined whether or not the lid 3b of the culture vessel 3 is open depending on the progress of the operation program. Will be judged.
  • the operation program is interrupted, or the operation program is waited for its completion according to the progress of the operation program.
  • the subroutine program for closing lid 3b step 4
  • an operation program for closing the lid 3b of the culture vessel 3 is executed by the operation of the handling robot 10 or the like, and the lid 3b of the culture vessel 3 is closed.
  • step 2 determines whether the cleanliness level is higher than class 100. If it is determined in step 3 that the lid 3b of the culture vessel 3 is closed, it is determined in step 5 whether a series of operation programs has been completed, and the operation program is continued. During this time, the above processing is repeated.
  • the conveyor 9 is operated to move the culture vessels 3 placed on the tray 7 into the second space S2. From the first space S1 into the central space S12. In this state, by operating the transfer robot 5, the tray 7 is lifted by the hand 5c. Then, when the tray 7 has been transported to the front of the culture chamber 4, the door 4 a of the culture chamber 4 is opened, and the transport robot 5 inserts the tray 7 onto the empty tray holding member 4 c. . Then, by closing the door 4a again, the cells are cultured while keeping the culture conditions in the culture room 4 constant.
  • the culture container 3 in the culture room 4 is taken out together with the tray 7 by the operation of the transfer pot 5 arranged outside the culture room 4, It is transferred from the first space S1 to the second space S2.
  • trypsin is injected into the culture vessel 3, and the cells in the culture vessel 3 are detached and then put into the centrifuge 11 by the operation of the handling robot 10. Only necessary ones such as mesenchymal stem cells are collected. Other processing steps are the same as above.
  • the mesenchymal stem cells can be grown to a sufficient cell number. Whether or not a sufficient number of cells has been reached can be observed or measured by operating the handling robot 10 and transporting the culture vessel 3 with mesenchymal stem cells attached to the bottom surface to the microscope 17 by operating the handling robot 10. The extent of proliferation is determined.
  • the culture container 3 of the same sample may be placed on the tray 7, or the culture container 3 of a different sample may be mixed. Further, the culture vessel 3 of the same specimen may be placed on the shell 21, or the culture vessels 3 of different specimens may be mixed.
  • the automatic culture device 1 enables the mesenchymal stem cells having a sufficient number of cells to be automatically cultured from the bone marrow fluid collected from the patient.
  • the culture vessel 3 is set in the culture chamber 4. There is no mechanism part to take out. That is, only the tray support member 4c for supporting the tray 7 mounted thereon is provided in the culture room 4, and all the mechanisms for taking out the culture container 3 are outside the culture room 4. It is gathered in the arranged transfer robot 5. Then, the transfer robot 5 can completely retreat to the outside of the door 4 a of the culture room 4 after the work of taking the tray 7 in and out.
  • the mechanism does not exist in the culture chamber 4, and there is no generation of dust generated by the operation of the mechanism.
  • the temperature in the fermentation room 4 is 37 ⁇ 0.5 ° C, the humidity is 100%, and the CO 2 concentration is 5 ° /.
  • problems such as corrosion do not occur even in such an environment.
  • the automatic culture apparatus 1 since the automatic culture apparatus 1 according to the present embodiment includes the air purifier 6 above the central space S 12 where the transfer robot 5 is installed, the central space S 1 where the transfer robot 5 exists The cleanliness is always maintained inside 2. Therefore, even when the door 4a of the culture room 4 is opened, it is possible to minimize the flow of dust into the culture room 4.
  • the automatic culture device 1 of the present embodiment there is an effect that the possibility that the cells being cultured are contaminated by dust or the like is reduced, and healthy cells can be cultured.
  • the open / close state of the lid 3b of the culture vessel 3 is checked.
  • the control device 31 is operated to close the lid 3b, the cleanliness is checked by the particle counter 32 only when the lid 3b of the culture vessel 3 is opened. It may be. Further, when it is determined that the cleanliness detected by the partake counter 32 is lower than the threshold value, if the lid 3 b of the culture vessel 3 is closed, the lid 3 b is opened next. The operation program may be stopped in the foreground.
  • the lid of culture vessel 3 When the cleanliness in the second space S2 is low, not limited to 3b, when the container 15a of the chip supply device 15 is moved below the lid 15b, or the reagent supply device 16 The container 16b of the reagent may be retracted from below the inlet 16c.
  • the partial counter 32 may be placed at any position as long as it can detect the degree of cleanliness in the second space S2. In particular, the degree of cleanliness near the culture vessel 3 is detected. For this purpose, it is preferable that they are arranged near the path through which the culture vessel 3 passes. It is even more preferable if the culture vessel 3 is arranged on the shear force 21 on which the culture vessel 3 is placed. Second embodiment
  • FIGS. 2 to 6, FIG. 8, and FIG. Note that the same members as those of the automatic culture apparatus according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted.
  • the automatic culture device 51 of the present embodiment like the automatic culture device 1 of the first embodiment, is sealed with a transparent wall material observable from the outside, and communicates with each other through the shirt 2.
  • the first space S1 and the second space S2 are provided.
  • the configuration in the first space S1 is the same as in the first embodiment.
  • a culture processing device 30 is configured in the second space S2 of the automatic culture device 51 of the present embodiment.
  • the culture processing device 30 includes a control device 40 that controls various devices of the culture room 4 and the culture processing device 30, a power failure detector (power failure detection unit) 50 that detects a power failure, and supplies power when a power failure occurs. And an auxiliary power supply 60.
  • the culture processing device 30 handles the culture container 3 on the tray 7 conveyed by the conveyor 9 from the first space S 1 with the shirt 2 opened, and opens and closes the lid 3 b of the culture container 3.
  • Handling robot (processing unit) 10 a centrifuge 11 for separating cells from the culture medium in the culture vessel 3, and an electric pipe 1 for dispensing various liquids such as serum and reagents 1
  • Three chip supply devices 15 that can be provided within the operating range of the dispensing robot 13 and a chip for discarding and collecting used chips 14
  • a collection unit (not shown); a reagent supply device 16 for storing various liquids such as serum and reagents in a plurality of containers; a microscope 17 for observing the state of cells in the culture container 3;
  • a plurality of storage tanks 18 for storing waste liquids to be discarded due to replacement of
  • the second space S2 is also provided with an air purifier (not shown) that sends a clean downdraft to purify the air in the second space S2.
  • the handling robot 10 comprises three interconnected horizontal arms 10 b, 10 c, 10 d, and these horizontal arms 10 b to 10 d.
  • An elevating mechanism 10 e for elevating is provided.
  • the horizontal arm 10b has a lid open / close detector (lid open / close detector) 10f that monitors the gripping hand 10a and detects whether the lid 3b of the culture vessel 3 is open or closed. Thereby, the culture container 3 can be changed from the closed state in which the lid 3b is closed to the open state in which the lid 3b is opened.
  • the power failure detector 50 is, for example, a relay interposed in a main power supply circuit (not shown). It has a mechanism to notify.
  • the control device 40 comprehensively controls the order and operation timing of each step of the other components and records and saves the operation history and the like in addition to the culture room 4 and the culture processing device 30 as described above. I have. Further, when the power failure detector 50 detects a power failure, the control device 40 switches the power supply to the auxiliary power supply 60, and the lid 3b of the culture vessel 3 is opened by the lid open / close detector 10f. A power failure control circuit 41 is provided that activates the handling robot 10 and closes the lid 3b of the culture vessel 3 when the state is detected.
  • the power failure control circuit 41 When the power failure detector 50 detects a power failure, if the culture processing apparatus 30 has already started processing, the power failure control circuit 41 next operates the lid 3 b of the culture vessel 3. It also has a function of stopping the culture processing apparatus 30 by proceeding the processing until the is closed. That is, at the time of a power failure, the power failure control circuit 41 Has the function of controlling
  • the auxiliary power supply 60 has a power supply such as a battery therein, and is provided at least from the time of the power failure until the end of the predetermined processing to the culture vessel 3 in which the culture processing apparatus 30 is in the open state. It has a function of supplying power.
  • the automatic culture device 51 of the present embodiment operates in the same manner as the automatic culture device 1 of the second embodiment, and the description thereof will be omitted. Omitted.
  • FIG. 5 When processing the cells in the culture container 3 described above, for example, when a power outage occurs while the dispensing robot 13 is going to aspirate the reagent or the like into the reagent or the like supply device 16 This will be described with reference to FIGS. 5, 6, 8, and 9.
  • FIG. 5 When processing the cells in the culture container 3 described above, for example, when a power outage occurs while the dispensing robot 13 is going to aspirate the reagent or the like into the reagent or the like supply device 16 This will be described with reference to FIGS. 5, 6, 8, and 9. FIG.
  • the power failure detector 50 detects the occurrence of a power failure due to the interruption of the main power supply, and outputs a detection result to the power failure control circuit 41 of the control device 40 (step 1).
  • the power failure control circuit 41 switches the power supply so as to supply power from the auxiliary power supply 60 (step 2).
  • the lid open / close detector of the handling pot 10 is detected to detect that the lid 3b of the culture vessel 3 is open and open, and the detection result is input to the power failure control circuit 41 (step 3). ).
  • the power failure control circuit 41 recognizes that the dispensing port 13 and the reagent supply device 16 are operating at the same time as the detection result is input from the lid opening / closing detector 10f. That is, the power failure control circuit 41 determines that the culture processing apparatus 30 has started the predetermined processing (step 4).
  • the power failure control circuit 41 operates the dispensing robot 13 as it is, sucks the reagent and the like from the reagent and the like supply device 16 and injects the reagent and the like into the culture vessel 3. Then, the table 16a of the reagent supply device 16 to which the supply of the reagents and the like has been completed is rotated, and the empty container 16f is positioned vertically below the opening 16c of the casing, and the supply of the reagents and the like is performed. Stop the device 16 (step 5). This prevents dust and the like from being mixed into the reagent and the like inside the casing during a power failure.
  • the power failure control circuit 41 operates the chip supply device 15 until predetermined processing is completed. Activate. That is, after the tip supplying device 15 supplies the tip 14 to the electric pit 12 of the dispensing robot 13, the tipping device 15 controls the moving mechanism 15 c to cover the container 15 a with the lid 15 b. The chip feeder 15 is stopped at the lower position (step 6). This prevents dust and the like from adhering to the unused chips 14 housed in the container 15a during a power outage.
  • the power failure control circuit 41 moves the slider 20 of the horizontal movement mechanism 19 to move the culture vessel 3 to the operating range of the handling robot 10. Position.
  • the gripping arm 10a of the handling robot 10 is operated to cover the culture vessel 3 with the lid 3b (step 7).
  • the power failure control circuit 41 activates the horizontal movement mechanism 19 and the handling robot 10. Stop (step 8). That is, the power failure control circuit 41 stops the culture processing device 30 after terminating the predetermined processing by the culture processing device 30. This prevents dust or the like from entering the cells in the culture container 3 during a power outage.
  • the power failure control circuit 41 operates the power failure detector 50 Since the power supply is switched to the auxiliary power supply 60 based on the detection information from, the power supply is secured and each operation does not stop. In addition, the power failure control circuit 41 detects the open state of the lid 3 b of the culture vessel 3 from the lid open / close detector 10 f and operates the handling robot 10 to operate the lid 3 of the culture vessel 3. Since b is closed to be in the closed state, the cells in the culture container 3 are not mixed with dust or the like.
  • the culture vessel 3 is in a closed state, so that recovery work can be performed with confidence.
  • the power failure control circuit 41 stops the culture processing device 30 after the culture processing device 30 has performed the predetermined processing. . Therefore, the culture treatment device 30 is left in the middle of the treatment. W
  • the culture processing apparatus 30 was stopped after the lid 3b was put on the culture vessel 3 by the handling robot 10.
  • the culture vessel 3. It may be stopped when it is stored in 4.
  • the lid opening / closing state may be determined by programming the CPU or the like without the lid opening / closing detection unit, and the processing may be performed. In this case, it goes without saying that the CPU was backed up in the event of a power outage.
  • the automatic culture device 51 according to the present embodiment includes the air purifier 6 above the central space S 12 where the transfer robot 5 is installed, the central space S where the transfer robot 5 exists The cleanliness is always maintained in 1 and 2. Therefore, even when the door 4a of the culture room 4 is opened, it is edible to minimize the flow of dust into the culture room 4.
  • the automatic culture device 51 of the present embodiment there is an effect that the possibility that the cells being cultured are contaminated by dust or the like can be reduced and healthy cells can be cultured.
  • the present invention is not limited to the configurations shown in the first and second embodiments. That is, the shape and number of the culture chamber 4, the shape and number of the transfer robot 5, the handling robot 10, and the dispensing robot 13 and the shape and number of various kinds of rice stuffing are not limited at all, and the application conditions are not limited. It can be set arbitrarily.
  • the handling robot 10 is employed as the processing unit for opening and closing the lid.
  • the present invention is not limited to this, and the lid is opened separately from the handling robot 10.
  • a robot that performs only closing may be provided.
  • a lid opening / closing robot 100 as shown in FIG. 10 may be used.
  • the robot 100 for opening and closing the lid includes an adsorption plate 101 capable of adsorbing the plate 3b of the culture vessel 3, a vertical arm 102 capable of vertically moving the adsorption plate 101, and a vertical arm 102.
  • a horizontal arm 103 movable in a horizontal direction and a support arm 104 for supporting the horizontal arm 103 are provided.
  • the horizontal arm 103 and the vertical arm 102 are operated to position the suction plate 101 on the upper surface of the lid 3b.
  • the lid 3b of the culture vessel 3 can be opened and opened. It is possible.
  • the culture vessel 3 may be closed by the reverse operation described above.
  • the lid open / close detector (lid open / close detector) 10 f is provided in the horizontal arm 10 b of the handling robot 10.
  • the lid open / close robot 100 has a lid open / close detector. It is also possible to provide.
  • the culture chamber 4 C0 2 incubator, multi-gas incubator, ink Yubeta, as cool box, etc. may be constituted by one or a combination is used in the culture.
  • the use, use method, use conditions, and the like of the culture treatment apparatus and the automatic culture apparatus of the present invention are not limited to the first and second embodiments.
  • a configuration in which a culture container is applied is adopted as a container for an automatic culture device, but a container for a reagent or a container for a disposable chip may be applied.
  • a reagent container is applied to an automatic culture device container, dust and the like can be prevented from entering the reagent, and when a disposable chip container is applied, dust and the like can be prevented from entering the chip. it can.
  • the lid is used as a means for closing the container (culture container) for the automatic culture apparatus.
  • the means for closing the container is not limited to the lid, and the opening of the container is closed. Any means can be employed.
  • the cytokine as a growth factor
  • the site force in, for example, platelet concentrate, BMP, EGF, FGF, TGF-
  • a bacillin antibiotic is exemplified as an antibiotic.
  • penicillin antibiotics cefm, macrochloride, tetracycline, fosfomycin, aminoglycoside, new quinoquinone, etc. Antibiotics can be employed.
  • the order of bone marrow cell introduction, introduction of DMEM, serum, and various reagents and the order of suction may be appropriately changed.
  • the automatic culture apparatus is not limited to the culture of bone marrow mesenchymal stem cells. Cultivating cells collected from various tissues of living organisms and established cell lines After sufficient mesenchymal stem cells have been obtained using the automatic culture device of the present invention, such cells as calcium phosphate are placed in a culture vessel. By adding a living tissue filling material and a differentiation-inducing factor such as dexamethasone and continuing the culturing step again, a living tissue filling body capable of filling a defect in a living body may be produced.
  • a living tissue filling material and a differentiation-inducing factor such as dexamethasone
  • the living tissue filling material may be any material that has an affinity for living tissue instead of calcium phosphate, and may be a bioabsorbable material. It is more preferable if there is.
  • biocompatible porous ceramics, collagen, polylactic acid, polyglycolic acid, hyaluronic acid, or a combination thereof may be used.
  • a metal such as titanium may be used.
  • the living tissue capturing material may be in the form of granules or blocks. Industrial applicability
  • the culture processing apparatus and the automatic culture apparatus can effectively prevent dust and the like from entering the automatic culture apparatus container such as a culture container. Reduces, prevents cell contamination, and allows healthy cells to be cultured automatically.
  • the present invention relates to the present invention.
  • the power outage control unit switches the power supply to the auxiliary power supply based on the detection information from the power outage detection unit, and the power outage control unit controls the automatic culture equipment such as culture vessels. Since the lid of the container is closed and stopped, it is possible to prevent dust or the like from entering the cells in the container due to being left at the time of the power failure. In addition, since monitoring at the time of a power outage, which was conventionally required, can be eliminated, the time and cost for monitoring can be reduced.

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Abstract

培養容器等の自動培養装置用容器内に収容された細胞に対して所定の処理を行う空間の状態が変化しても、迅速かつ的確に対処できる培養処理装置および自動培養装置を提供する。培養処理装置は、外部から区画された空間内において、開閉可能な自動培養装置用容器内に収容された細胞に対し所定の処理を施す処理部と；前記空間内または前記空間近傍に、該空間内の所定の状態を検出する検出部と；前記容器が開放されている状態で、前記検出部が前記所定の状態を検出した場合に、前記容器を閉鎖するよう前記処理部を制御する制御部とを備える。

Description

明 細 書 培養処理装置おょぴ自動培養装置 技術分野
この発明は、 生体外での細胞培養を自動的に行う自動培養装置に関する。 背景技術
生体外において細胞を培養し組織を再構築することにより、 培養組織等価物を 治療に利用する再生医療が注目を集めている。 このような細胞を培養する従来の 自動培養装置としては、 複数の培養容器を収納可能な固定式の収納棚 （スタツ 力） 及ぴ該培養容器を搬送する水平 ·昇降 ·回転移動可能な搬送手段とを備えた ィンキュベータと、 培地注入ニードル及び培地排出ニードルを備えた培地交換口 ボットと、 これらを総合的に制御する管理コンピュータとを備えたものが知られ ている （例えば、 特開 2 0 0 2— 2 6 2 8 5 6号公報 （図 1等） 参照。 ） 。 この自動培養装置においては、 搬送ロボットにより培養容器をインキュベータ 力 ら外部に取り出した後に、 リッドオープンロポットにより培養容器の蓋を外 し、 培地交換ロボットにより培養容器内の培地の排出および注入を行うようにな つている。 そして、 培地交換終了後には、 再度リツドオープン口ポットにより培 養容器の蓋が被せられ、 培養容器が搬送ロボットによりインキュベータ内のスタ ッ力に収容されるようになっている。 この自動培養装置の作動は、 管理コンビュ ータにより自動的に行われると共に、 スケジュール管理がされている。
上記特開 2 0 0 2— 2 6 2 8 5 6号公報に記載された自動培養装置において は、 培養容器を収納しているスタツ力内は、 温度、 湿度および二酸化炭素濃度等 の培養条件が一定に保たれるように管理されている。 し力 し、 培養容器の蓋を外 したり、 開放された状態の培養容器に対して培地交換等の種々の処理を行ったり する空間は、 スタツ力外部に配されている。 培養容器内の細胞に対して処理が行 われる空間には、 ロボットゃ搬送コンベア等の種々の機械装置が配置されてい る。 したがって、 この空間内は、 塵埃が浮遊し易い環境となっており、 何らかの手 段によって、 浮遊する塵埃を低減することが必要であり、 対処しない場合には、 培養容器の蓋を外した際に培養容器内に塵埃等が混入する不都合が考えられる。 通常、 このように清浄度が必要とされる空間は、 フィルタ等の空気清净装置を 設置したクリーンルーム内に形成される。
しかしながら、 このようなクリーンルーム内において培養容器に対する種々の 処理を行う場合においても、 クリーンルームの扉が開放されるなどの何らかの原 因によって、 空気清浄装置の浄化能力を超えて、 クリーンルーム内に浮遊する塵 埃が増大する場合には、 培養容器内への塵埃の混入を回避できないという問題が ある。
また、 上記特開 2 0 0 2— 2 6 2 8 5 6号公報記載の自動培養装置では、 停電 等により電源が遮断した際に、 停電時に電力を供給する補助電源や停電時用回路 等を備えていないので管理コンピュータを始めとして各作動が停止してしまう。 そのため、 例えば、 スタツ力から培養容器を搬送手段により取り出し、 培地交換 口ポットにより培地を交換しているときに電源が遮断した場合、 電源が復旧する までの間、 培養容器がそのままの状態で放置された状態となってしまう。 よつ て、 放置されないように作業者が、 逐次監視しなければならなかった。 発明の開示
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、 培養容器等の自動培 養装置用容器内に収容された細胞に対して所定の処理を行う空間の状態が変化し ても、 迅速かつ的確に対処できる培養処理装置および自動培養装置を提供するこ とを目的としている。
特にこの発明は、 培養容器等の自動培養装置用容器内への塵埃等の混入を十分 に低減可能な培養処理装置および自動培養装置を提供することを目的としてい る。
さらにこの発明は、 停電等により電源が遮断した場合においても、 作業者が逐 次監視しなくとも良い培養処理装置おょぴ自動培養装置を提供することを目的と している。 本発明の第 1の態様は、 外部から区画された空間内において、 開閉可能な自動 培養装置用容器内に収容された細胞に対し所定の処理を施す処理部と、
前記空間内または前記空間近傍に、 該空間内の所定の状態を検出する検出部 と、
該検出部が前記所定の状態を検出した場合に、 前記空間内における前記容器の 開放を禁止するよう前記処理部を制御する制御部とを備える培養処理装置であ る。
本発明の第 2の態様は、 外部から区画された空間内において、 開閉可能な自動 培養装置用容器内に収容された細胞に対し所定の処理を施す処理部と、
前記空間内または前記空間近傍に、 該空間内の所定の状態を検出する検出部 と、
前記容器が開放されている状態で、 前記検出部が前記所定の状態を検出した場 合に、 前記容器を閉鎖するよう前記処理部を制御する制御部とを備える培養処理 装置である。
上記第 1または第 2の態様において、 前記検出部は、 前記空間内の清浄度が所 定の清浄度を満たしていないことを検出する清浄度センサとすることができる。 前記第 1の態様において前記検出部として清浄度センサを採用した場合、 処理 部の作動により自動培養装置用容器内の細胞に対して所定の処理が行われる間 に、 清浄度センサによって測定された清浄度が所定の清浄度を満たしていない場 合には、 制御部の作動により、 空間内における容器の開放が禁止される。 その結 果、 塵埃等が多く浮遊する環境下において容器が開放されることが防止され、 細 胞への塵埃等の混入が低減されることになる。
前記第 1の態様において清浄度センサを採用した場合、 この清浄度センサによ り測定された清浄度が所定の清浄度を満たしていない場合に、 制御部の作動によ り、 自動培養装置用容器を閉鎖するよう処理部が制御されるので、 塵埃等が多く 浮遊する環境下において容器が長期間にわたり開放状態におかれることが防止さ れ、 細胞への塵： t矣等の混入が低減されることになる。
前記培養処理装置において、 前記清浄度センサにより測定された清浄度が所定 の清浄度を満たしていなレ、場合にこれを報知する報知部を設けてもよい。 前記報知部を設けた場合、 この報知部の作動により、 自動培養装置用容器が配 されている空間内の清浄度が低下したことが報知されるので、 外部のオペレータ がその事実を認識し、 適切な措置を早期に執ることが可能となる。
前記培養処理装置において、 前記清浄度センサが、 前記空間内に間隔をあけて 複数配置されていてもよい。
清浄度センサが複数配置されている場合、 これら複数の清浄度センサの作動に より、 浮遊する塵埃が局所的に増加した場合においても、 迅速に対応することが 可能となる。
前記清浄度センサが、 前記容器の通過する位置近傍に配置されていてもよい。 前記清浄度センサが前記容器の通過位置近傍に配置された場合、 この清浄度セ ンサの作動により、 その清浄度センサが検出した清浄度が所定の清浄度を満たす と判断された空間に前記容器を通過させることが可能となる。
清浄度センサを前記容器の通過する位置近傍に配置する場合、 前記容器を搭載 する載置台に前記清浄度センサを配置してもよい。
前記容器を搭載する載置台に清浄度センサを設けた場合、 この清浄度センサの 作動により、 前記容器近傍の空間の清浄度が常時監視される。 その結果、 前記容 器が清浄度の低い雰囲気に晒されることが防止される。
前記培養処理装置は、 前記清浄度センサにより測定された清浄度を表示する表 示部を備えていてもよい。
前記表示部を設けた場合、 この表示部の作動により、 自動培養装置用容器が配 されている空間内の清浄度が表示されるので、 空間内の空気が清浄か否かを容易 に確認することが可能となる。
前記第 2の態様の培養処理装置において、 停電時に電力を供給する補助電源が 設けられ、
前記検出部が停電を検出する停電検出部であり、
前記制御部が、 前記停電検出部が停電を検出したときに電源を前記補助電源に 切り替えてもよい。
補助電源と停電検出部を設けた上記培養処理装置においては、 処理部により自 動培養装置用容器が開けられた後、 培養処理装置により自動培養装置用容器内の 被収容物に所定処理、 例えば、 被収容物が細胞であり、 該細胞の培養に必要な試 薬を注入している際中に停電が発生した場合、 停電制御部が停電検出部からの検 出情報に基づき電源を補助電源に切り替えるので、 停電が発生した場合でも電源 が確保される。 そして、 停電制御部は、 自動培養装置用容器が開放されている場 合には、 処理部を作動させて自動培養装置用容器を閉鎖するので、 自動培養装置 用容器は閉鎖された状態で停止することとなる。 即ち、 停電が発生した場合、 自 動培養装置用容器は必ず閉鎖された状態で停止する。
これにより、 予想し得ない停電が発生し自動培養装置用容器が一定時間放置さ れたとしても、 従来必要であった作業者による自動培養装置用容器の監視をなく すことができる。 従って、 監視に必要な時間及びコストを低減することができ る。
前記停電検出部により停電が検出されたときに、 既に前記所定の処理が開始さ れている場合には、 次に前記自動培養装置用容器が閉鎖されるまで前記制御部が 前記所定の処理を進行させて培養処理装置を停止させてもよい。
この場合、 培養処理装置による所定の処理、 例えば、 自動培養装置用容器内の 被収容物である細胞等への試薬の注入中に停電が発生したとしても、 停電制御部 が所定の処理を進行させ、 自動培養装置用容器が閉鎖されたところで培養処理装 置を停止させるので、 培養処理装置が、 処理の途中で放置されることがない。 ま た、 通常の処理を進行させるだけで済むので、 停電用処理手順を別個に用意しな くて済む。
補助電源と停電検出部を設けた上記培養処理装置にお!/ヽて、 前記自動培養装置 用容器の開閉を検出する開閉検出部を設けてもよい。
前記培養処理装置に開閉検出部を設けた場合、 この開閉検出部が自動培養装置 用容器の開閉を検出するので、 自動培養装置用容器の開閉状態をより正確に検出 することができ、 信頼性の向上を図ることができる。
本発明において、 前記自動培養装置用容器は、 細胞を収容した培養容器、 若し くは試薬用容器、 若しくはデイスポチップ用容器のうち少なくとも 1つでもよ い。
この発明に係る自動培養装置においては、 前記空間内の所定の状態を検出する と自動培養装置用容器が閉鎖されるので、 自動培養装置用容器が培養容器である 場合には、 細胞への塵埃等の混入を防止することができ、 自動培養装置用容器が 試薬用容器である場合には、 試薬への塵埃等の混入を防止することができ、 自動 培養装置用容器がディスポチップ用容器である場合には、 チップ内への塵埃等の 混入を防止することができる。
本発明の第 3の態様は、 前記第 1または第 2の態様の培養処理装置と、 細胞を収容した前記容器を出し入れ可能に収容し、 所定の培養条件を維持しつ つ細胞を培養する培養室と、
前記培養処理装置と前記培養室との間で前記容器を搬送する搬送機構とを備え る自動培養装置である。
本発明の自動培養装置は、 検出部として清浄度センサを採用した培養処理装置 を備えている場合、 自動培養装置用容器内に収容されている細胞に対して、 高い 清浄度を維持した空間内において所定の処理を施すことができるとともに、 たと えその空間内の清浄度が所定の清浄度を満たさない程度にまで低減した場合にお いても、 容器内の細胞が塵埃等に晒される可能性を低減して、 健全な状態の細胞 を自動的に培養することが可能となる。
また、 本発明の自動培養装置は、 補助電源と停電検出部とを備えた培養処理装 置を備えている場合、 停電が発生した場合でも培養処理装置の電源が確保され、 自動培養装置用容器が開放されていても該容器が閉鎖された状態で処理が停止す る。 これにより、 予想し得ない停電が発生し自動培養装置用容器が一定時間放置 されたとしても、 従来必要であった作業者による自動培養装置用容器の監視をな くすことができる。 従って、 監視に必要な時間及びコストを低減して細胞を自動 的に培養することができる。 図面の簡単な説明
図 1は、 この発明の一実施形態に係る培養処理装置および自動培養装置を示す 斜視図である。
図 2は、 図 1の自動培養装置の第 1空間を概略的に示す縦断面図である。 図 3は、 図 1の自動培養装置の第 1空間を概略的に示す平面図である。 図 4は、 図 1の自動培養装置において用いられる培養容器の一例を示す斜視図 である。
図 5は、 図 1の自動培養装置において用いられるチップ供給装置の一例を示す 側面である。
図 6は、 図 1の自動培養装置において用いられる試薬等供給装置の一例を示す 斜視面である。
図 7は、 図 1の培養処理装置の動作を説明するフローチヤ一トである。
図 8は、 本発明の一実施形態に係る自動培養装置を示す斜視図である。
図 9は、 図 8の自動培養装置を用いて培養容器内の細胞を培養している際に、 停電が発生した場合の処理を示す処理フローである。
図 1 0は、 図 8の自動培養装置において用いられる蓋開閉部の他の例を示す正 面図である。 発明を実施するための最良の形態
第 1の実施形態
この発明の第 1の実施形態に係る自動培養装置について、 図 1〜図 7を参照し て説明する。
本実施形態に係る自動培養装置 1は、 外部から観察可能な透明な壁材により密 閉され、 シャツタ 2を介して相互に連絡する第 1空間 S 1と第 2空間 S 2とを備 えている。
第 1空間 S 1の両側空間 S 1 1， S 1 3には、 培養容器 （自動培養装置用容 器） 3を収容する培養室 4が 2個ずつ計 4個配置され、 中央空間 S 1 2には、 培 養容器 3を移動するための搬送ロボット （搬送機構） 5が備えられている。 中央 空間 S 1 2の上部には、 中央空間 S 1 2内の空気を浄ィヒするために清浄な下降空 気流を送る空気清浄部 6が設けられている。 4個の培養室 4は、 それぞれ中央空 間 S 1 2に向けて扉 4 aを配置することにより、 横に並んだ 2個ずつが相互に扉 4 aを対向させて、 間隔をあけて配置されている。
前記各培養室 4は、 図 2および図 3に示されるように、 一側面に開口部 4 bを 有し、 該開口部 4 bを開閉可能な扉 4 aを備えている。 開口部 4 bに向かって左 右の側壁には、 対応する高さ位置に複数のレール状のトレイ保持部材 4 cが設け られており、 左右対となる各トレイ保持部材 4 cに掛け渡すようにして、 トレイ 7を上下方向に複数段収容できるようになっている。 各培養室 4内は、 所定の培 養条件、 例えば、 温度 3 7 ± 0 . 5 °C、 湿度 1 0 0 %および C O 2濃度 5 %等に 維持されている。 なお、 トレイ保持部材はレール状に限定されず、 トレィを出し 入れ可能に支持することができれば任意の形態でよレヽ。
各トレイ 7には、 複数個、 例えば、 1 0個の培養容器 3を並べて載置できるよ うになつている。 各培養容器 3は、 図 4に示されるように、 容器本体 3 aと、 該 容器本体 3 aの上面に設けられた蓋 3 bとからなり、 容器本体 3 aの左右の側面 には、 後述する第 2空間内のハンドにより引っかけられる突起 3 cが設けられて いる。
各培養室 4の下方には、 未使用の培養容器 3をトレイ 7に搭載した状態で複数 収容するストツ力 8が配置されている。 ストッカ 8は、 前記培養室 4の扉とは反 対側の第 1空間 S 1の外部に向かう側面に開閉可能なドア 8 aを有している。 該 ドア 8 aは、 ストッカ 8の一側面全体を開放する大きさに形成されている。 前記搬送ロボット 5は、 4個の培養室 4の間隔位置のほぼ中央に配置されてい る。 該搬送ロボット 5は、 水平回転可能な第 1アーム 5 aと、 該第 1アーム 5 a の先端に鉛直軸回りに回転可能に連結された第 2アーム 5 bと、 該第 2アーム 5 bの先端に鉛直軸回りに回転可能に取り付けられ、 それ自身は駆動部、 伝導機構 などの培養室内の環境を劣化させる機構を持たないハンド 5 cと、 これら第 1ァ ーム 5 a、 第 2アーム 5 bおよびハンド 5 cを昇降可能な昇降機構 5 dとを備え ている。 これにより、 搬送ロボット 5は、 4個の培養室 4内の全てのトレイ 7に アクセスするとともに、 前記シャツタ 2を跨いで第 1空間 S 1と第 2空間 S 2と の間に配置されたコンベア 9上にトレィ 7を引き渡すことができる水平方向の動 作範囲を有している。
前記コンベア 9は、 搬送口ボット 5のハンド 5 cの幅寸法より大きな間隔をあ けて左右に配置された 2本の無端べノレト 9 aを備え、 これら無端ベルト 9 aに掛 け渡してトレイ 7を載置できるようになつている。 また、 搬送ロボット 5は、 培 養室 4内の全てのトレイ 7にアクセスするとともに、 前記ストッカ 8内の少なく とも最上段のトレィ 7にアクセスできる垂直方向の動作範囲を有している。 なお、 ベルト 9 aは無端ベルトに限られない。
前記ハンド 5 cは、 トレイ 7を載置可能に水平方向に伸びる平坦な形状に形成 されており、 培養室 4に収容されているトレイ 7間の隙間に揷入可能な厚さ寸法 に形成されている。 そして、 ハンド 5 cは、 トレイ 7間の隙間に挿入された状態 から上昇させられることにより、 2本の腕によってトレイ 7を下方から押し上げ てトレイ保持部材 4 cから取り上げるとともに、 トレイ 7を安定して保持できる ようになっている。
前記第 2空間 S 2には、 培養処理装置 2 9が構成されている。 この培養処理装 置 2 9は、 シャッタ 2が開かれた状態で第 1空間 S 1からコンベア 9によって搬 送されてきたトレイ 7上の培養容器 3を取り扱うハンドリングロボット （処理 部） 1 0と、 培養容器 3内の培地から細胞を分離する遠心分離機 1 1と、 血清や 試薬等の種々の液体を分注するための電動ピぺット 1 2を備えた水平回転および 昇降移動可能な 2台の分注ロポット 1 3と、 これら分注ロポット 1 3の電動ピぺ ット 1 2先端に取り付ける使い捨て可能なチップ 1 4を複数収容していて分注口 ボット 1 3の動作範囲内に提供可能な 3台のチップ供給装置 1 5と、 使用済みの チップ 1 4を廃棄回収するチップ回収部 （図示略） と、 血清や試薬等の種々の液 体を複数の容器に貯留する試薬等供給装置 1 6と、 培養容器 3内における細胞の 様子を観察可能な顕微鏡 1 7と、 各試薬および培地交換等により廃棄される廃液 をそれぞれ貯留する複数の貯留タンク 1 8と、 前記コンベア 9と各ロボット 1 0， 1 3との間で培養容器 3を受け渡し可能とするように培養容器 3を移動させ る水平移動機構 1 9と、 該水平移動機構 1 9のスライダ 2 0に取り付けられ、 受 け取った培養容器 3を載置して振動を加えるシェ一力 2 1とを備えている。 なお、 第 2空間 S 2にも、 該第 2空間 S 2内の空気を浄ィ匕するために清浄な下 降気流を送る空気清浄部 (図示略) が設けられている。
前記ハンドリングロボッ 1、 1 0は、 培養容器 3を取り扱う把持ハンド 1 0 aを 水平移動および昇降移動させる水平多関節型口ボットである。 例えば、 図 1に示 す例では、 相互に連結された 3つの水平アーム 1 0 b， 1 0 c， 1 0 dと、 これ ら水平アーム 1 0 b〜 1 0 dを昇降させる昇降機構 1 0 eとを備えている。 ま た、 水平アーム 1 0 b〜l 0 dの先端には、 培養容器 3を把持する把持ハンド 1 0 aの他に、 培養容器 3内から細胞や培地を出し入れするチップ 1 4を着脱可能 な電動ピペット （図示略） と、 培養容器 3の蓋 3 bを引っかけて開閉する蓋 3 b 開閉ハンド （図示略） とが備えられている。
ハンドリングロボット 1 0は、 コンベア 9で搬送されてきたトレィ 7上の培養 容器 3の蓋 3 bを開閉し、 培養容器 3を把持して搬送することによりシェ一力 2 1および顕微鏡 1 7に供給し、 電動ピぺット先端のチップ 1 4を交換し、 培養容 器 3内から取り出した細胞入り培地を遠心分離機 1 1に投入するようになつてい る。 したがって、 ハンドリングロボット 1 0は、 コンベア 9、 シェ一力 2 1、 顕 微鏡 1 7、 チップ供給装置 1 5、 チップ回収部 （図示略） および遠心分離機 1 1 等の種々の装置をその動作範囲内に配置している。
前記遠心分離機 1 1は、 ハンドリングロポット 1 0から供給された細胞入り培 地を低速回転させることにより培地内に浮遊していた比重の重い細胞を培地から 分離して沈下させるようになつている。
前記分注ロボット 1 3は、 先端にチップ 1 4を着脱可能に取り付ける電動ピぺ ット 1 2を備えた水平回転可能なアーム 1 3 aと、 該アーム 1 3 aを昇降させる 昇降機構 1 3 bとを備えている。 分注ロボット 1 3は、 水平移動機構 1 9によつ て搬送されて来た培養容器 3内へ、 培地や種々の試薬を供給するようになってい る。 したがって、 分注ロボット 1 3は、 水平移動機構 1 9上のシェ一力 2 1、 チ ップ供給装置 1 5、 チップ回収部および試薬等供給装置 1 6等の種々の装置をそ の動作範囲内に配置している。
前記チップ供給装置 1 5は、 図 1および図 5に示すように上方に開口した容器 1 5 a内に、 電動ピぺット 1 2への取付口を上向きにして複数のチップ 1 4を配 列状態に収容しており、 ハンドリングロボット 1 0や分注ロボット 1 3力 新た なチップ 1 4を必要とするときに、 電動ピペット 1 2を上方から挿入するだけ で、 電動ピぺット 1 2の先端にチップ 1 4を取り付けるように構成されている。 容器 1 5 aは、 ハンドリングロボット 1 0や分注口ボット 1 3の動作範囲と、 蓋 1 5 bとの間で往復移動させられるように移動機構 1 5 cに取り付けられてお り、 チップ 1 4の交換が不要なときには、 チップ 1 4への塵埃等の付着を防止す るために、 移動機構 1 5 cを作動させて蓋 1 5 bの下方に配置されるようになつ ている。
前記チップ回収装置は、 回収容器の入口に、 チップ 1 4を把持する把持装置を 備えていて、 ハンドリングロボット 1 0や分注ロボット 1 3において使用された チップ 1 4が把持装置に揷入されると、 これを把持するようになっている。 そし て、 この状態でハンドリングロボット 1 0や分注ロボット 1 3が電動ピぺット 1 2を移動させることにより、 電動ピぺット 1 2先端から使用済みチップ 1 4が取 り外され、 回収容器内に回収されるようになっている。
前記試薬等供給装置 1 6は、 例えば、 図 1及び図 6に示されるように、 円筒状 のケーシング内部に、 水平回転可能なテーブル 1 6 aを収容し、 該テーブル 1 6 a上に、 扇型の底面形状を有する筒状の試薬等容器 1 6 bを周方向に複数配列し て搭載している。 各試薬等容器 1 6 bには、 種々の試薬等が貯留されている。 例 えば、 細胞を培養するために必要な培地を構成する M EM (Minimal Essential M edium：最小必須培地）、 DM E M (Dulbecco' s Modified Eagle Medium) 、 F B S (Fetal Bovine Serum： ゥシ胎児血清） ゃヒト血清のような血清、 培養容器 3 内の細胞を剥離させるトリプシンのような蛋白質分解酵素や、 培養に際して細胞 を成長させるサイトカインのような成長因子、 細胞を分化させるデキサメタゾン のような分化誘導因子、 ペニシリン系抗生物質のような抗生剤、 エストロゲン等 のホルモン剤や、 ビタミン等の栄養剤が貯留されている。
試薬等供給装置 1 6のケーシングの上面には、 分注口ボット 1 3が電動ピぺッ ト 1 2先端のチップ 1 4を揷入する揷入口 1 6 cが設けられている。 この揷入口 1 6 cは、 前記分注ロボット 1 3の動作範囲内に配置されている。 また、 各試薬 等容器 1 6 bは、 その上面に、 前記揷入口 1 6 cに一致する位置に配置される開 口部 1 6 eを備えている。 これにより、 テーブル 1 6 aを回転させて試薬等容器 1 6 bの開口部 eをケーシングの揷入口 1 6 cの鉛直下方に配置することで、 分 注ロボット 1 3が、 電動ピぺット 1 2先端のチップ 1 4を上方から試薬等容器 1 6 b内へ挿入して、 内部に貯留されている試薬等を吸引することができるように なっている。 また、 複数ある試薬等容器 1 6 bの少なくとも一つは、 試薬等が貯 留されていない空容器 1 6 f となっている。 分注ロボット 1 3による試薬等の吸 引が不要なときは、 試薬等への塵埃等の混入を防止するためテーブル 1 6 aが回 転してケーシングの開口部 1 6 cの鉛直直下に空容器 1 6 f を位置するように設 定されている。 なお、 空容器 1 6 f は、 容器に限られず例えば、 ブロックのよう な開口部 1 6 cを塞ぐものでも良い。 試薬等供給装置 1 6と、 分注ロボット 1 3 とを 2台ずつ設けているのは、 検体に共通のトリプシンのような薬液と、 検体に 固有の血清のような液体とを分離して取り扱うようにしているためである。 前記顕微鏡 1 7は、 培養工程の途中、 あるいは、 培地交換の際に、 培養容器 3 内の細胞の様子や増殖の程度を観察したり、 細胞数を計数する場合などに使用さ れるようになっている。 顕微鏡 1 7の X Yステージや作動距離調整、 倍率の変更 等は全て遠隔操作により行うことができるように構成されている。 第 2空間 S 2 の外方に向けて接眼レンズを配置しておくことにより、 自動培養装置 1の外部か ら培養容器 3内の細胞の状態を目視できるようにしてもよい。
前記貯留タンク 1 8は、 例えば、 全ての検体に共通して使用できる DM EMや P B S (リン酸緩衝化食塩水） 等を貯留しておき、 必要に応じて試薬等供給装置 1 6内の試薬等容器 1 6 a内に供給するようになっている。 また、 貯留タンク 1 8には、 廃液タンクとして、 培地交換の際に排出される廃培地等を貯留するもの もある。
前記水平移動機構 1 9は、 直線移動機構により水平方向に移動可能なスライダ 2 0を備えている。 スライダ 2 0上には前記シェ一力 2 1が搭載されており、 シ エー力 2 1に搭載された培養容器 3を、 コンベア 9から分注ロポット 1 3の動作 範囲まで移動させることができるようになつている。
前記シェ一力 2 1は、 コンベア 9上のトレィ 7内から移載された培養容器 3を 搭載して保持する保持機構 （図示略） を備えるとともに、 該培養容器 3に振動を 付与する加振装置 （図示略） を備えている。 加振装置は、 例えば、 培養容器 3を 所定の角度範囲で往復揺動させる装置である。 なお、 加振装置として、 超音波振 動を加える装置や、 水平方向の振動を加える装置を採用してもよい。
本実施形態に係る自動培養装置 1の各種装置には、 制御装置 3 1が接続されて いる。 制御装置 3 1は、 各工程の順序や動作タイミング等を制御するとともに、 動作履歴等を記録保存するようになっている。 また、 培養処理装置 2 9は、 第 2空間 S 2の内部に、 複数のパーティクルカウ ンタ 3 2を備えている。 パーティクルカウンタ 3 2が第 2空間 S 2内の要所に複 数配置されていることにより、 第 2空間 S 2内の特定の位置における局所的な清 净度の低下をも検出することができるようになつている。
パーティクルカウンタ 3 2は、 前記制御装置 3 1に接続されている。 制御装置 3 1には、 清浄度のしきい値が記憶されていて、 各パーティクルカウンタ 3 2に よって検出された清浄度と記憶しているしきい値とを比較し、 検出された清浄度 がしきい値より低い場合には、 以下の処理を行うようになっている。 例えば、 制 御装置 3 1には、 清浄度のしきい値としてクラス 1 0 0が記憶されており、 パー ティクルカウンタ 3 2により検出された清浄度がクラス 1 0 0より低い、 例え ば、 クラス 1 5 0である場合には、 以下の処理が行われるようになつている。 すなわち、 制御装置 3 1は、 培養処理装置 2 9の各種装置の動作を監視してお り、 例えば、 ハンドリングロボット 1 0の蓋 3 b開閉ハンドが、 培養容器 3の蓋 3 bを開いた力、否かを監視している。 そして、 制御装置 3 1が培養容器 3の蓋 3 bが開放されていることを検出しているときに、 いずれかのパーティクルカウン タ 3 2からの検出信号により、 第 2空間 S 2内のいずれかの位置における清浄度 が低下していることを検出した場合には、 制御装置 3 1は培養容器 3の蓋 3 bを 閉じるプログラムを作動させるようになつている。 具体的には、 通常のプロダラ ム動作の途中において割り込み動作を作動させ、 培養容器 3の蓋 3 bが閉じられ た状態まで動作させて停止するようになっている。
なお、 制御装置 3 1には、 各パーティクルカウンタ 3 2により検出された第 2 空間 S 2内の清浄度を表示するモニタ 3 3が設けられていてもよい。 このような モニタ 3 3を設けることにより、 第 2空間 S 2内が清浄な状態か否かを第 2空間 S 2の外部において容易に確認することが可能となる。
このように構成された本実施形態に係る培養処理装置 2 9および自動培養装置 1の作用について、 以下に説明する。
本実施形態に係る自動培養装置 1を用いて、 細胞を培養するには、 まず、 培養 処理装置 2 9において、 患者から採取された骨髄液を遠心分離容器 （図示略） に 入れた状態で遠心分離機 1 1に投入する。 この工程は、 作業者が行ってもよく、 また、 ハンドリングロポット 1 0に行わせてもよい。 これにより、 遠心分離機 1 1の作動により、 骨髄液中から比重の重い骨髄細胞が集められる。
集められた骨髄細胞は、 ハンドリングロボット 1 0により、 培養容器 3に投入 される。 このとき、 コンベア 9の作動により、 トレイ 7に載せた 1 0個の空の培 養容器 3が、 第 1空間 S 1から第 2空間 S 2に蓋 3 bが閉まった状態で差し出さ れている。 ハンドリングロボット 1 0は、 差し出された培養容器 3の内の 2個の 蓋 3 bを開けた後に、 把持ハンド 1 0 aを作動させてこれを把持することによ り、 シェ一力 2 1上に移載する。 なお、 蓋 3 bを開けるロボットを別途設けても よい。 これにより処理直前に蓋 3 bを開けることができ、 容器本体 3 a内に異物 が入る確率を低減することができる。
チップ供給装置 1 5が移動機構 1 5 cを作動させることにより、 未使用のチッ プ 1 4をハンドリング口ポット 1 0の動作範囲内に配すると、 ハンドリングロボ ット 1 0は、 チップ供給装置 1 5から未使用のチップ 1 4を受け取って電動ピぺ ットの先端に取り付ける。
この状態で、 ハンドリングロボット 1 0を作動させて、 電動ピぺット 1 2先端 のチップ 1 4を遠心分離機 1 1内に集められた骨髄細胞に接触させる。 そして、 電動ピぺット 1 2を作動させることにより、 チップ 1 4内に骨髄細胞を吸引す る。 吸引された骨髄細胞はハンドリングロポット 1 0を作動させることにより、 シェ一力 2 1上に蓋 3 bを開けて移載されている培養容器 3内に投入される。 骨髄細胞を培養容器 3内に投入し終わると、 ハンドリングロボット 1 0は、 チ ップ回収部までチップ 1 4を搬送してチップ 1 4を取り外す。 また、 チップ供給 装置 1 5は、 移動機構 1 5 cの作動により容器 1 5 aを蓋 1 5 bの下方に配置す る。
次に、 骨髄細胞が投入された培養容器 3は、 水平移動機構 1 9を作動させるこ とにより、 シェ一力 2 1ごと水平移動させられ、 各分注ロボット 1 3の動作範囲 内に配匱される。 分注ロボット 1 3は、 チップ供給装置 1 5から受け取った未使 用のチップ 1 4を先端に取り付けた電動ピぺット 1 2を作動させることにより、 試薬等供給装置 1 6の試薬等容器 1 6 b内から DMEMや血清、 あるいは各種試 薬を適量吸引した後に、 培養容器 3の上方まで搬送して培養容器 3内に注入す る。 なお、 この際テーブル 1 6 aが回転することにより、 開口部 1 6 cの鉛直下 方に試薬等容器 1 6 bを位置させている。
血清や各試薬の吸引は、 各試薬等の吸引ごとにチップ供給装置 1 5から未使用 のチップ 1 4に交換して行われる。 これにより、 培養容器 3内においては、 適正 な培地内に骨髄細胞が混合された状態で存在することになる。 なお、 培地内にお いて骨髄細胞を均一に分布させるために、 シェ一力 2 1を作動させて、 培養容器 3ごと加振することにしてもよい。 そして、 全ての処理を終えた培養容器 3は水 平移動機構 1 9の作動により、 ハンドリングロボット 1 0の動作範囲に戻され る。 この際、 試薬等供給装置 1 6は、 テーブル 1 6 aを回転させ、 開口部 1 6 c の鉛直下方に空容器 1 6 f を位置させている。 ハンドリングロボット 1 0は、 培 養容器本体 3 aに蓋 3 bを被せた上で、 培養容器 3をトレイ 7上に戻す。
この場合において、 本実施形態に係る自動培養装置 1によれば、 図 7に示され るように、 第 2空間 S 2内に複数配置されたパーティクルカウンタ 3 2により、 第 2空間 S 2内の清浄度が常時計数されている （ステップ 1 ) 。 そして、 いずれ かのパーティクルカウンタ 3 2により検出された清浄度がクラス 1 0 0より低い 場合 （ステップ 2 ) には、 制御装置 3 1の作動により、 培養容器 3の蓋 3 bが開 かれているか否かが判断される （ステップ 3 ) 。 制御装置 3 1は、 ハンドリング ロボット 1 0を始めとする各種装置の動作を管理しているので、 その動作プログ ラムの進行状況によつて培養容器 3の蓋 3 bが開かれているか否かが判断される ことになる。
そして、 制御装置 3 1において培養容器 3の蓋 3 bが開かれていると判断され たときには、 動作プログラムを中断し、 あるいは、 動作プログラムの進行状況に よりその終了を待って、 培養容器 3の蓋 3 bを閉じるサブルーチンプログラムに 移行する (ステップ 4 ) 。 サブルーチンプログラムにおいては、 ハンドリングロ ボット 1 0等の作動により培養容器 3の蓋 3 bを閉じる動作プログラムが実行さ れ、 培養容器 3の蓋 3 bが閉じられる。 これにより、 第 2空間 S 2内の清浄度が クラス 1 0◦より低いときには培養容器 3の蓋 3 bが閉じられるので、 培養容器 内に塵埃が混入する可能性を低減することが可能となる。
一方、 ステップ 2において清浄度がクラス 1 0 0より高いと判断された場合、 および、 ステップ 3において、 培養容器 3の蓋 3 bが閉じていると判断された場 合には、 ステップ 5において一連の動作プログラムが終了したか否かが判断さ れ、 動作プログラムが続行されている間上記処理が繰り返される。
トレイ 7上の全ての培養容器 3に対して培養処理装置 2 9が所定の処理を行つ た後に、 コンベア 9を作動させることにより、 トレイ 7に載せられた培養容器 3 が第 2空間 S 2から第 1空間 S 1の中央空間 S 1 2内に挿入される。 この状態 で、 搬送ロボット 5を作動させることにより、 ハンド 5 cによってトレイ 7を持 ち上げる。 そして、 トレイ 7を収容する培養室 4の前まで搬送したところで、 当 該培養室 4の扉 4 aを開き、 搬送ロボット 5によって、 空いているトレィ保持部 材 4 c上にトレィ 7を挿入する。 そして、 再度、 扉 4 aを閉じることにより、 培 養室 4内の培養条件を一定に保持して細胞の培養が行われることになる。
また、 培地交換や容器交換の際にも、 上記と同様にして、 培養室 4外に配置さ れている搬送ロポット 5の作動により、 培養室 4内の培養容器 3がトレイ 7ごと 取り出され、 第 1空間 S 1から第 2空間 S 2へ受け渡される。 第 2空間 S 2で は、 培養容器 3内にトリプシンが注入されて、 培養容器 3内の細胞が剥離させら れた状態で、 ハンドリングロボット 1 0の作動によって遠心分離機 1 1内に投入 され、 間葉系幹細胞等の必要なもののみが集められる。 その他の処理工程は上記 と同様である。
そして、 複数回の培地交換や容器交換を介した所定期間にわたる培養工程を行 うことにより、 間葉系幹細胞が十分な細胞数まで增殖させられることになる。 十 分な細胞数に達したか否かは、 ハンドリングロポット 1 0の作動により、 間葉系 幹細胞が底面に付着した培養容器 3を顕微鏡 1 7まで搬送することにより、 観察 あるいは測定され、 細胞の増殖の程度が判断される。 なお、 トレイ 7上には、 同 一検体の培養容器 3が載置されていてもよいし、 異なる検体の培養容器 3が混在 していてもよい。 また、 シェ一力 2 1上には同一検体の培養容器 3が載置されて もよいし、 異なる検体の培養容器 3が混在していてもよい。
このようにして、 本実施形態に係る自動培養装置 1により、 患者から採取した 骨髄液から十分な細胞数の間葉系幹細胞を自動的に培養することが可能となる。 本実施形態に係る自動培養装置 1によれば、 培養室 4内に、 培養容器 3を取り 出すための機構部が存在しない。 すなわち、 培養室 4内には、 トレイ 7を載置し た状態に支持するトレイ支持部材 4 cが設けられているのみであり、 培養容器 3 を取り出すための機構部は全て培養室 4外に配置された搬送ロボット 5に集約さ れている。 そして、 搬送ロボット 5は、 トレイ 7の出し入れ作業が行われた後に は、 培養室 4の扉 4 aの外側に完全に退避することができるようになっている。 したがって、 扉 4 aが閉じられた状態では、 培養室 4内に機構部が存在せず、 機構部の作動によって発生するような塵埃の発生は全く存在しない。 また、 ±咅養 室 4内は、 温度 3 7 ± 0 . 5 °C、 湿度 1 0 0 %および C O 2濃度 5 °/。等に維持さ れるが、 機構部が存在しないために、 このような環境下においても、 腐食等の問 題が生ずることがない。 また、 扉 4 aが開かれた状態においても、 培養室 4内に 挿入されるのは搬送ロポット 5のハンド 5 c先端のみであり、 実質的に回転機構 ゃ摺動機構が培養室 4内に入ることはない。 したがって、 培養室 4内への塵埃の 侵入が抑制され、 培養室 4内部の清浄度を高めることができる。
さらに、 本実施形態に係る自動培養装置 1は、 搬送ロボット 5の設置されてい る中央空間 S 1 2の上部に、 空気清浄部 6を備えているので、 搬送ロボット 5の 存在する中央空間 S 1 2内も常に清浄度が維持されている。 したがって、 培養室 4の扉 4 aが開かれときにも、 培養室 4内に塵埃が流入することを最小限に抑え ることが可能となる。
したがって、 本実施形態に係る自動培養装置 1によれば、 培養中の細胞が塵埃 等によって汚染される可能性を低減し、 健全な細胞を培養することができるとい う効果がある。
上記第 1の実施形態においては、 パーティクルカウンタ 3 2により第 2空間 S 2内の清浄度がしきい値より低いことが判断されたときに、 培養容器 3の蓋 3 b の開閉状態を確認し、 蓋 3 bを閉じるよう制御装置 3 1が作動することとした が、 これに代えて、 培養容器 3の蓋 3 bが開かれているときのみにパーティクル カウンタ 3 2による清浄度の確認を行うことにしてもよい。 また、 パーテイクノレ カウンタ 3 2により検出された清浄度がしきい値より低いことが判断されたとき に、 培養容器 3の蓋 3 bが閉じられていた場合には、 次に蓋 3 bが開かれる手前 において動作プログラムを停止させることにしてもよい。 また、 培養容器 3の蓋 3 bに限られず、 第 2空間 S 2内の清浄度が低 、ときに、 チップ供給装置 1 5の 容器 1 5 aを蓋 1 5 bの下方に移動させ、 あるいは、 試薬等供給装置 1 6の試薬 等容器 1 6 bを揷入口 1 6 cの下方から退避させることにしてもよい。
また、 パーテイタルカウンタ 3 2は、 第 2空間 S 2内の清浄度を検出できる位 置であれば任意の位置に配置してよいが、 特に、 培養容器 3の付近の清浄度を検 出するためには、 培養容器 3の通過する経路近傍に配置されていることが好まし い。 また、 培養容器 3を載置するシエー力 2 1上に配置されていれば、 さらに好 ましい。 第 2の実施形態
この発明の第 2の実施形態に係る自動培養装置について、 図 2から図 6、 図 8、 及び図 9を参照して説明する。 なお、 前記第 1の実施形態に係る自動培養装 置と共通の部材については、 同一の符号を用い、 詳しい説明は省略する。
本実施形態の自動培養装置 5 1は、 前記第 1の実施形態に係る自動培養装置 1 と同様に、 外部から観察可能な透明な壁材により密閉され、 シャツタ 2を介して 相互に連絡する第 1空間 S 1と第 2空間 S 2とを備えている。
第 1空間 S 1内の構成は、 前記第 1の実施形態と同様である。
一方、 本実施形態の自動培養装置 5 1の第 2空間 S 2には、 培養処理装置 3 0 が構成されている。 この培養処理装置 3 0は、 培養室 4及び培養処理装置 3 0の 各種装置を制御する制御装置 4 0と、 停電を検出する停電検出器 （停電検出部） 5 0と、 停電時に電力を供給する補助電源 6 0とを備えている。
培養処理装置 3 0は、 シャツタ 2が開かれた状態で第 1空間 S 1からコンベア 9によつて搬送されてきたトレィ 7上の培養容器 3を取り扱うと共に該培養容器 3の蓋 3 bを開閉するハンドリングロボット （処理部） 1 0と、 培養容器 3内の 培地から細胞を分離する遠心分離機 1 1と、 血清や試薬等の種々の液体を分注す るための電動ピぺット 1 2を備えた水平回転及び昇降移動可能な 2台の分注ロボ ット 1 3と、 これら分注ロボット 1 3の電動ピぺット 1 2先端に取り付ける使い 捨て可能なチップ 1 4を複数収容していて分注ロボット 1 3の動作範囲内に提供 可能な 3台のチップ供給装置 1 5と、 使用済みのチップ 1 4を廃棄回収するチッ プ回収部 （図示略） と、 血清や試薬等の種々の液体を複数の容器に貯留する試薬 等供給装置 1 6と、 培養容器 3内における細胞の様子を観察可能な顕微鏡 1 7 と、 各試薬及ぴ培地交換等により廃棄される廃液をそれぞれ貯留する複数の貯留 タンク 1 8と、 前記コンベア 9と各ロボット 1 0、 1 3との間で培養容器 3を受 け渡し可能とするように培養容器 3を移動させる水平移動機構 1 9と、 該水平移 動機構 1 9のスライダ 2 0に取り付けられ、 受け取った培養容器 3を載置して振 動を加えるシェ一力 2 1とを備えている。
なお、 第 2空間 S 2にも、 該第 2空間 S 2内の空気を浄化するために清浄な下 降気流を送る空気清浄部 （図示略） が設けられている。
前記第 1の実施形態と同様に、 上記ハンドリングロポット 1 0は、 相互に連結 された 3つの水平アーム 1 0 b , 1 0 c , 1 0 dと、 これら水平アーム 1 0 b〜 1 0 dを昇降させる昇降機構 1 0 eとを備えている。 水平アーム 1 0 b内には、 把持ハンド 1 0 aをモニタして培養容器 3の蓋 3 bの開閉を検出する蓋開閉検出 器 （蓋開閉検出部） 1 0 f を有している。 これにより、 培養容器 3を蓋 3 bが閉 まっている閉状態から、 蓋 3 bを開けた開状態にすることが可能となる。
上記停電検出器 5 0は、 例えば、 図示しないメイン電源回路に介在したリレー であり、 停電等によりメイン電源が遮断した際に作動して後述する停電制御回路 (停電制御部） 4 1に停電を知らせる機構を有している。
上記制御装置 4 0は、 上述したように培養室 4及び培養処理装置 3 0に加え、 その他構成部の各工程の順序や動作タイミング等を総合的に制御すると共に動作 履歴等を記録保存している。 また、 制御装置 4 0は、 停電検出器 5 0が停電を検 出したときに、 電源を補助電源 6 0に切り替えると共に、 蓋開閉検出器 1 0 f に より培養容器 3の蓋 3 bが開状態であると検出された場合には、 ハンドリングロ ボット 1 0を作動させて培養容器 3の蓋 3 bを閉状態にする停電制御回路 4 1を 有している。
また、 この停電制御回路 4 1は、 停電検出器 5 0により停電が検出されたとき に、 既に培養処理装置 3 0による処理が開始されている場合には、 次に培養容器 3の蓋 3 bが閉状態とされるまで処理を進行させて培養処理装置 3 0を停止させ る機能も有している。 即ち、 停電制御回路 4 1は、 停電の際、 培養処理装置 3 0 を制御可能な機能を有している。
補助電源 6 0は、 内部にバッテリー等の供給用電力を有しており、 停電時から 少なくとも培養処理装置 3 0が開状態の培養容器 3に対して所定の処理が終了す るまでの間、 電力を供給する機能を有している。
このように構成された自動培養装置 5 1により、 細胞を培養する場合について 以下に説明する。
培養容器内の細胞に対する処理が通常通り行われている場合、 本実施形態の自 動培養装置 5 1は前記第 2の実施形態の自動培養装置 1と同様の動作をするの で、 その説明は省略する。
上述した培養容器 3内の細胞に対する処理を行っている際であって、 例えば、 分注ロボット 1 3が試薬等供給装置 1 6に試薬等を吸引しに行く最中に停電が発 生した場合について図 5、 図 6、 図 8及び図 9を参照して説明する。
まず、 停電検出器 5 0が、 メイン電源が遮断されたことにより停電発生を検出 して、 制御装置 4 0の停電制御回路 4 1に検出結果を出力する （ステップ 1 ) 。 停電制御回路 4 1は、 停電検出器 5 0から検出結果が入力されると、 補助電源 6 0から電力を供給するように電源を切り替える （ステップ 2 ) 。 また、 ハンドリ ングロポット 1 0の蓋開閉検出器 1 0 f 力 培養容器 3の蓋 3 bが開いて開状態 となっていることを検出して停電制御回路 4 1に検出結果を入力する （ステップ 3 ) 。 停電制御回路 4 1は、 蓋開閉検出器 1 0 f から検出結果が入力されると同 時に、 分注口ポット 1 3及び試薬等供給装置 1 6が作動していることを認識す る。 即ち、 停電制御回路 4 1は、 培養処理装置 3 0が、 所定の処理に開始してい ることを判断する （ステップ 4 ) 。
すると停電制御回路 4 1は、 分注ロボット 1 3をそのまま作動させて、 試薬等 供給装置 1 6から試薬等を吸引させ、 培養容器 3内に試薬等を注入させる。 そし て、 試薬等の供給が終了した試薬等供給装置 1 6のテーブル 1 6 aを回転させ て、 ケーシングの開口部 1 6 cの鉛直直下に空容器 1 6 f を位置させ、 試薬等供 給装置 1 6を停止させる （ステップ 5 ) 。 これにより、 停電時において、 ケーシ ング内部の試薬等に塵埃等が混入することが防止される。
また、 停電制御回路 4 1は、 チップ供給装置 1 5を所定の処理が終了するまで 作動させる。 即ち、 チップ供給装置 1 5が、 分注ロボット 1 3の電動ピぺット 1 2にチップ 1 4を供給した後に、 移動機構 1 5 cを制御して容器 1 5 aを蓋 1 5 bの下方に位置させて、 チップ供給装置 1 5を停止させる (ステップ 6 ) 。 これ により、 停電時において、 容器 1 5 a内に収容されている未使用チップ 1 4に塵 埃等が付着することが防止される。
また、 培養容器 3内の細胞に所定の処理が終了すると、 停電制御回路 4 1は、 水平移動機構 1 9のスライダ 2 0を移動させて、 ハンドリングロボット 1 0の動 作範囲に培養容器 3を位置させる。 次いで、 ハンドリングロボット 1 0の把持ァ ーム 1 0 aを作動させ培養容器 3に蓋 3 bを被せる (ステップ 7 ) 。 そして、 停 電制御回路 4 1は、 蓋開閉検出器 1 0 f により培養容器 3に蓋 3 bが被さってい る状態、 即ち閉状態を確認した後に水平移動機構 1 9及ぴハンドリングロポット 1 0を停止させる （ステップ 8 ) 。 つまり、 停電制御回路 4 1は、 培養処理装置 3 0による所定の処理を終了させた後、 培養処理装置 3 0を停止させる。 これに より、 停電時において、 培養容器 3内の細胞に塵埃等が混入することが防止され る。
上述したように、 この自動培養装置 5 1においては、 細胞の培養に必要な試薬 等を注入している際中に停電が発生した場合においても、 停電制御回路 4 1が、 停電検出器 5 0からの検出情報に基づき電源を補助電源 6 0に切り替えるので、 電源が確保されて各作動が停止することはない。 また、 停電制御回路 4 1は、 蓋 開閉検出器 1 0 f より培養容器 3の蓋 3 bの開状態が検出されたことを受けて、 ハンドリングロボット 1 0を作動させて培養容器 3の蓋 3 bを閉めて閉状態にす るので、 培養容器 3内の細胞に塵埃等のゴミが混入することがない。
また、 従来必要であった、 作業者による培養容器 3の監視をなくすことができ るので、 監視に必要な時間及びコストを低減させることができる。
更に、 停電の復旧のために各部の点検が必要だとしても、 培養容器 3は閉状態 となっているので、 安心して復旧作業を行うことができる。
また、 停電制御回路 4 1は、 停電 生時に既に培養処理装置 3 0が所定処理を 進行させている場合、 培養処理装置 3 0が所定の処理を進行させた後に培養処理 装置 3 0を停止させる。 従って、 培養処理装置 3 0は、 処理の途中で放置される W
22 ことはない。 即ち、 試薬等供給装置 1 6の試薬等への塵埃等の混入防止、 チップ 供給装置 1 5の未使用チップ 1 4への塵埃等の付着防止を図ることができる。 従 つて、 汚染による廃棄を無くすことができ、 無駄な廃棄品を無くすことができ る。 更に、 培養処理装置 3 0は、 通常の処理を進行させるだけで済むので、 停電 用処理手順等を別個に用意しなくて済む。
更に、 上記実施形態では、 培養容器 3内の細胞に試薬等を注入する際に停電が 発生した場合を説明したが、 例えば、 コンベア 9によって培養容器 3が運ばれ、 ハンドリングロボット 1 0によって蓋が開けられる前に停電が発生した場合は、 培養処理装置 3 0は作動せずそのまま停止することはもちろんである。
更には、 上記実施形態において、 ハンドリングロボット 1 0により培養容器 3 に蓋 3 bを被せた後に培養処理装置 3 0を停止させたが、 例えば、 培養容器 3.を トレイ 7上に戻し、 培養室 4内に収容した時点で停止させても構わない。
また、 蓋開閉検出部を設けた構成を採用したが、 該蓋開閉検出部を設けず、 C P U等のプログラミングにより蓋の開閉状態を判断して処理しても構わない。 こ の場合、 停電した際 C P Uは、 バックアップされているのは言うまでもない。 更に、 本実施形態に係る自動培養装置 5 1は、 搬送ロボット 5の設置されてい る中央空間 S 1 2の上部に、 空気清浄部 6を備えているので、 搬送ロボット 5の 存在する中央空間 S 1 2内も常に清浄度が維持されている。 従って、 培養室 4の 扉 4 aが開かれときにも、 培養室 4内に塵埃が流入することを最小限に抑えるこ とが可食 となる。
従って、 本実施形態に係る自動培養装置 5 1によれば、 培養中の細胞が塵埃等 によつて汚染される可能性を低減し、 健全な細胞を培養することができるという 効果がある。
なお、 この発明は、 上記第 1及ぴ第 2の実施形態に示した構成に限定されるも のではない。 すなわち、 培養室 4の形状や数、 搬送ロボット 5、 ハンドリングロ ボット 1 0および分注ロボット 1 3の形態や数、 各種装匱の形態や数等は、 何ら 限定されることなく、 適用条件に合わせて任意に設定することができる。
例えば、 上記実施形態では、 蓋開閉を行う処理部としてハンドリングロポット 1 0を採用したが、 これに限られずハンドリングロボット 1 0とは別に、 蓋の開 閉のみを行うロボット等を設けても構わない。
例えば、 図 10に示すような蓋開閉ロボット 1 00でも良い。 この蓋開閉ロボ ット 1 00は、 培養容器 3の羞 3 bを吸着可能な吸着板 1 0 1、 該吸着板 1 0 1 を垂直方向に移動可能な垂直アーム 102、 該垂直アーム 1 02を水平方向に移 動可能な水平アーム 10 3及び該水平アーム 10 3を支持する支持アーム 1 04 を備えている。 この蓋開閉ロボット 1 00では、 水平アーム 1 03及ぴ垂直ァー ム 1 02を作動させて吸着板 1 0 1を蓋 3 bの上面に位置させる。 次いで、 吸着 板 1 0 1により、 蓋 3 bを吸着した状態で、 水平アーム 1 03及ぴ垂直アーム 1 02を作動させることで、 培養容器 3の蓋 3 bを開けて開状態とすることが可能 である。 また、 上述した逆の作動により培養容器 3を閉状態にすることはもちろ んである。 更に、 前記第 2の実施形態では蓋開閉検出器 （蓋開閉検出部） 1 0 f をハンドリングロボット 10の水平アーム 10 b内に設けたが、 前記蓋開閉ロボ ット 1 00に蓋開閉検出部を設けることも可能である。
また、 培養室 4は C02インキュベータ、 マルチガスインキュベータ、 インキ ュベータ、 保冷庫等のように、 培養に利用されるものあるいはその組合せで構成 されていてもよい。
また、 本発明の培養処理装置及び自動培養装置の用途、 使用方法、 使用条件等 は前記第 1及び第 2の実施形態に限られるものではない。
前記第 1及び第 2の実施形態では、 自動培養装置用容器として、 培養容器を適 用した構成を採用したが、 試薬用容器又はディスポチップ用容器を適用しても構 わない。 '自動培養装置用容器に試薬用容器を適用した場合は試薬への塵埃等の混 入が防止でき、 ディスポチップ用容器を適用した場合は、 チップ内への塵埃等の 混入を防止することができる。
前記第 1及び第 2の実施形態では、 自動培養装置用容器 （培養容器） を閉鎖す る手段として蓋を用いたが、 容器を閉鎖する手段は蓋に限られず、 容器の開口部 を閉鎖する任意の手段を採用することができる。
また、 前記実施形態では、 成長因子としてサイトカインを例示したが、 サイト 力インの他に、 例えば、 濃縮血小板、 BMP、 EGF、 FGF、 TGF— |3、 I GF、 PDGF、 VEGFS HG Fやこれらを複合させたもの等の成長に寄与す る物質を採用することにしてもよい。 また、 前記実施形態では、 抗生剤としてべ -シリン系抗生物質を例示したが、 ペニシリン系抗生物質の他、 セフエム系、 マ クロライド系、 テトラサイクリン系、 ホスホマイシン系、 アミノグリコシド系、 ニューキノ口ン系等任意の抗生物質を採用することができる。
なお、 骨髄細胞投入や、 DMEM、 血清、 各種試薬の投入や吸引の順序は適宜 変更してもよいのは言うまでもない。
本発明に係る自動培養装置は、 骨髄の間葉系幹細胞の培養に限定されるもので はない。 生体の種々の組織から採取された細胞や、 樹立された細胞ラインを培養 本発明の自動培養装置を用いて十分な間葉系幹細胞が得られた後には、 培養容 器内にリン酸カルシウムのような生体組織補填材およびデキサメタゾンのような 分化誘導因子を投入して、 再度培養工程を継続することにより、 生体の欠損部に 補填可能な、 生体組織補填体を製造することにしてもよい。 細胞を生体組織補填 材に付着させて培養する場合、 生体組織補填材としては、 リン酸カルシウムに代 えて、 生体組織に親和性のある材料であれば任意のものでよく、 生体吸収性の材 料であればさらに好ましい。 特に、 生体適合性を有する多孔性のセラミックス や、 コラーゲン、 ポリ乳酸、 ポリグリコール酸、 ヒアルロン酸、 またはこれらの 組合せを用いてもよい。 また、 チタンの様な金属であってもよい。 また、 生体組 織捕填材は、 顆粒状でもブロック状でもよい。 産業上の利用可能性
この発明に係る培養処理装置および自動培養装置によれば、 培養容器等の自動 培養装置用容器内に収容された細胞に対して所定の処理を行う空間の状態が変化 しても、 迅速かつ的確に対処できる。
培養処理装置において検出部として清浄度センサを採用した場合、 この発明に 係る培養処理装置おょぴ自動培養装置は、 培養容器等の自動培養装置用容器内へ の塵埃等の混入を効果的に低減し、 細胞の汚染を防止して、 健全な細胞を自動的 に培養することができる。
また、 培養処理装置に補助電源および停電制御部を設けた場合、 この発明に係 る培養処理装置および自動培養装置は、 停電が発生した場合、 停電制御部が停電 検出部からの検出情報に基づき電源を補助電源に切り替え、 停電制御部で培養容 器等の自動培養装匱用容器の蓋を閉状態として停止させるので、 停電時に放置さ れることによる容器内の細胞への塵埃等の混入を防止することができる。 また、 従来必要であった停電時の監視をなくすことができるので、 監視による時間及び コストを低減することができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 外部から区画された空間内において、 開閉可能な自動培養装置用容器内に 収容された細胞に対し所定の処理を施す処理部と、
前記空間内または前記空間近傍に、 該空間内の所定の状態を検出する検出部 と、
該検出部が前記所定の状態を検出した場合に、 前記空間内における前記容器の 開放を禁止するよう前記処理部を制御する制御部とを備える培養処理装置。
2 . 外部から区画された空間内において、 開閉可能な自動培養装置用容器内に 収容された細胞に対し所定の処理を施す処理部と、
前記空間内または前記空間近傍に、 該空間内の所定の状態を検出する検出部 と、
前記容器が開放されている状態で、 前記検出部が前記所定の状態を検出した場 合に、 前記容器を閉鎖するよう前記処理部を制御する制御部とを備える培養処理
3 . 前記検出部が、 前記空間内の清浄度が所定の清浄度を満たしていないこと を検出する清浄度センサである請求項 1または 2記載の培養処理装置。
4 . 前記清浄度センサにより測定された清浄度が所定の清浄度を満たしていな い場合にこれを報知する報知部を備える請求項 3に記載の培養処理装置。
5 . 前記清浄度センサが、 前記空間内に間隔をあけて複数配詹されている請求 項 3に記載の培養処理装置。
6 . 前記清浄度センサが、 前記容器の通過する位置近傍に配置されている請求 項 3に記載の培養処理装置。
7 . 前記清浄度センサが、 前記容器を搭載する载置台に配置されている請求項 6に記載の培養処理装置。
8 . 前記清浄度センサにより測定された清浄度を表示する表示部を備える請求 項 3に記載の培養処理装置。
9 . 停電時に電力を供給する補助電源を備え、
前記検出部が停電を検出する停電検出部であり、
前記制御部が、 前記停電検出部が停電を検出したときに電源を前記補助電源に 切り替える請求項 2記載の培養処理装置。
1 0 . 前記停電検出部により停電が検出されたときに、 既に前記所定の処理が 開始されている場合には、 次に前記自動培養装置用容器が閉鎖されるまで前記制 御部が前記所定の処理を進行させて培養処理装置を停止させる請求項 9記載の培 養処理装置。
1 1 . 前記自動培養装置用容器の開閉を検出する開閉検出部が設けられている 請求項 9記載の培養処理装置。
1 2 . 前記自動培養装置用容器は、 細胞を収容した培養容器、 若しくは試薬用 容器、 若しくはデイスポチップ用容器のうち少なくとも 1つである請求項 1また は 2に記載の培養処理装置。
1 3 . 請求項 1または 2に記載の培養処理装置と、
細胞を収容した前記容器を出し入れ可能に収容し、 所定の培養条件を維持しつ つ細胞を培養する培養室と、
前記培養処理装置と前記培養室との間で前記容器を搬送する搬送機構とを備え
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