WO2014002271A1 - 細胞組織検査システム、細胞培養装置、及び細胞組織検査方法 - Google Patents

細胞組織検査システム、細胞培養装置、及び細胞組織検査方法 Download PDF

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measured
impedance
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亮太 中嶌
志津 松岡
広斌 周
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株式会社日立製作所
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    • 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
    • C12M41/30—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration
    • C12M41/36—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration of biomass, e.g. colony counters or by turbidity measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/023—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance where the material is placed in the field of a coil
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/22—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
    • G01N27/226—Construction of measuring vessels; Electrodes therefor

Definitions

  • the present invention relates to a cell tissue inspection system, a cell culture apparatus, and a cell tissue inspection method, and more particularly to a system and method for inspecting cell quality non-invasively.
  • regenerative medicine which uses his own cells or other people's cells to treat diseases
  • cells collected from living organisms are often treated after culturing to increase the number of cells or to form tissues in an appropriate shape. Used. Culture of cells used for treatment must be performed in accordance with GMP (Good Manufacturing Practice) in a cell culture clean room called Cell Processing Center (CPC).
  • GMP Good Manufacturing Practice
  • CPC Cell Processing Center
  • the quality evaluation is often performed by analyzing an evaluation sample prepared simultaneously with the graft, and the transplanted tissue itself is not evaluated.
  • the degree of cell proliferation during the culture is evaluated only by the current phase contrast microscope, and it takes time when multiple points need to be observed.
  • Non-Patent Documents 1 and 2 disclose means for measuring the barrier function of epithelial cells and measuring the degree of cell proliferation non-invasively by measuring electrical resistance. By applying a weak alternating current or alternating voltage, the frequency-dependent impedance composed of resistance (R: resistance) and capacitance (C: capacitance) is measured. It is possible to calculate an increase in resistance and an increase in impedance and a decrease in capacitance due to an increase in the number of adherent / extended cells, and devices equipped with such means have been developed. Further, for example, Patent Documents 1 and 2 disclose measuring means for measuring cell activity (for example, respiratory activity), tissue characteristics (for example, action potential), and the like. Non-invasive measuring means can be applied to quality inspection.
  • cell activity for example, respiratory activity
  • tissue characteristics for example, action potential
  • Patent Documents 1 and 2 and Non-Patent Documents 1 and 2 are specialized for examinations of specific applications and purposes, and in cell culture, quality evaluation is automatically performed using multiple indices. There is no mention of that. That is, conventionally, in a cell culture apparatus that automatically cultivates cells and creates tissue, each non-invasive measurement means is organically linked, and the measurement by the next measurement means is performed based on the measurement result by a certain measurement means. There is no cell culture device and system that can automatically instruct quality evaluation based on a plurality of indices.
  • the object of the present invention is to solve these problems and perform a series of multi-step quality inspections necessary for quality evaluation of cells / tissues with a plurality of indices, in a non-invasive and automatic manner, a cell culture device, a cell tissue inspection It is to provide a system and a cell tissue examination method.
  • a cell tissue inspection system for inspecting a tissue of a cell comprising a measurement device used for the inspection, a quality inspection unit that controls inspection of a cell tissue to be measured using the measurement device, and information relating to the inspection
  • a database for holding, the test includes at least a test for grasping a growth state of the cell, measures an impedance of the cell tissue to be measured, and compares and determines the measurement result with a predetermined first threshold value. And the contents of the next examination are changed depending on whether the threshold value is equal to or greater than the first threshold value or not.
  • the present invention it is possible to perform quality inspection using a plurality of indices of cells / tissues to be transplanted in a non-invasive and automatic manner, thereby realizing safe and secure regenerative medicine.
  • a cell tissue examination system that monitors impedance over time during culture and changes the next examination content according to the presence or absence of the change.
  • INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful as a cell culture device that realizes quality inspection using a plurality of noninvasive cell indices.
  • FIG. 1 is a block diagram for explaining a functional configuration of the cell culture device 1 according to the first embodiment.
  • the cell culture device 1 includes a control device 2, a thermostatic chamber 3 in which a cell culture container 4 is disposed, and each component controlled by the control device 2.
  • the cell culture container 4 has, for example, a two-layer structure in which an upper layer culture container for culturing a regenerated tissue is accommodated in a lower layer culture container for culturing cells.
  • Each component of the cell culture device 1 controlled by the control device 2 is appropriately connected to the thermostat 3 and the cell culture container 4 disposed inside the thermostat.
  • the control device 2 includes a temperature adjusting unit 5 for controlling the temperature of the thermostat 3, a humidity adjusting unit 6 for controlling the humidity in the culture vessel, and a gas concentration in the culture vessel, A gas concentration adjusting unit 8 having a gas supply unit 7 and a culture solution supply pump having a liquid feeding tube connected to a tank 9 for holding the culture solution and waste solution for automatically exchanging the culture solution in the culture vessel 10, temperature / humidity / CO 2 / O 2 sensor 11, cell observation device 12 such as a camera for the purpose of confirming the cell morphology in the cell culture container 4, cell proliferation status and barrier measurement
  • the impedance measurement device 13, the cell / tissue shape measurement device 14, the action potential measurement device 15, the cell activity measurement device 16, and a display 18 that displays a display screen 17 as a user interface are connected.
  • Each of the measuring devices is incorporated in advance in the cell culture container 4 to be measured, and can measure the state of the cells being cultured in the culture container non-invasively.
  • the impedance measuring device 13 can monitor the impedance of cells in culture over time.
  • any of the above-described measurement devices may be configured such that the measurement unit can move in the thermostat 3 and can measure the state of the cells in culture in each culture vessel noninvasively.
  • the control device 2 is a normal computer including a processing unit including a central processing unit (CPU), a storage unit, and an input / output unit including a display 18 and a keyboard.
  • the control device 2 operates various programs 19 stored in the storage unit on the CPU as a processing unit using various information stored in the database 20, so that the temperature control unit 5 to the cell activity measurement are performed.
  • the program 19 also includes a quality inspection program (quality inspection unit), and the user selects a menu screen on the display screen 17 that is one of the input / output units (user interface) of the control device 2 to perform the quality inspection.
  • the unit can be activated.
  • a series of cell tissue inspections are automatically performed by the quality inspection unit by inputting information necessary for the inspection.
  • the user can select a menu on the display screen and appropriately display information on the inspection process and the inspection result.
  • the display screen 17 may be provided with a GUI function so that the user can perform input / output operations by touching the screen.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the program 19 of FIG. 1, and a quality inspection for executing a series of quality inspections in a plurality of stages using an epithelial cell sheet (when a barrier function is required) as a target tissue. It is an example of a program (quality inspection unit).
  • the user who activates the quality inspection unit inputs data on the cell tissue to be measured, conditions / parameters related to the inspection, etc. from the display screen 17 (step S0).
  • the quality inspection unit uses the cell observation device 12 or the impedance measurement device 13 to measure the impedance of the cell tissue to be measured with an alternating current and an alternating voltage at a high frequency (for example, 4000 Hz to several tens of thousands Hz), The state of cell proliferation is monitored (step S1).
  • this measured impedance is collated with a database of past data (step S2).
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the database (table 201) used in step S2 of FIG.
  • This table 201 gives the relationship between cell density and high frequency impedance. When the density is low (FIG. 3a), the impedance is lower than the threshold Z1, and when the density is in an appropriate range (FIG.
  • FIG. 4 shows an example of a database (table 202) showing a state in which the high frequency impedance is increased and the time T during which the steady state is reached differs depending on the cell seeding density at the start of culture.
  • the seeding density is high (FIG. 4a)
  • the impedance exceeds the threshold value Z2 at time t1 and further rises to reach a steady state.
  • the impedance exceeds the value Z2 at time t2.
  • the sowing density is low (FIG. 4c)
  • the time t3 until the impedance exceeds the threshold value Z2 is delayed.
  • the quality inspection unit can grasp the cell growth status by executing steps S1 to S3.
  • step S3 If no impedance change is observed (NO in step S3), the cell activity of the cell tissue to be measured is then measured by an appropriate cell activity measuring device 16 (step S4). First, it collates with the database of past data (step S5), and the presence or absence of cell activity is inspected (step S6).
  • a table 203 in FIG. 5 is a diagram showing an example of a database used in steps S5 and S6 in FIG. 2, and shows a relationship between cell activity and cell respiration activity that can be acquired when cells are measured with an electrochemical microscope. is there.
  • the cell activity is low, that is, when the cell is not in the growth phase state (FIG. 5a), the respiratory activity is lower than the threshold value (B1), and in the intermediate growth phase state (FIG. 5b), the respiratory activity is near the threshold value (B1).
  • the cell activity is high, that is, when the cell is actively proliferating (FIG. 5c)
  • the respiratory activity is high and shows a value sufficiently higher than the threshold (B1).
  • step S6 determines whether or not cell activity is recognized. If the cell activity is lower than the threshold (B1) (NO in step S6), it is determined that the cell is dead or is in a state equivalent thereto, and the cell culture is stopped (step S7). If cell activity is observed, the culture is continued (step S8), and steps S1 to S3 are performed again.
  • Noninvasive measurement techniques for cell activity include, but are not limited to, cell respiration activity measurement with an electrochemical microscope, cell viability measurement with laser polarization, and cell cycle measurement with a phase shift laser.
  • step S3 If the impedance change is recognized in step S3 (Yes), the culture is continued.
  • the impedance of the cell tissue to be measured is measured with an alternating current and an alternating voltage at a low frequency (for example, several tens of Hz to 1,000 Hz), and the barrier function due to tight junction formation is monitored (step S9).
  • a low frequency for example, several tens of Hz to 1,000 Hz
  • the barrier function due to tight junction formation is monitored.
  • step S10 collates with a database of past impedance data, and checks whether there is a change in impedance at a desired time (step S11).
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a database used in steps S10 and S11 of FIG. 2, and shows the relationship between barrier functionality and low-frequency impedance.
  • the impedance When there is no barrier function (FIG. 6a), the impedance is lower than the predetermined threshold value Z3, and when there is an appropriate barrier function (FIG. 6b), the impedance is near the threshold value Z3.
  • the barrier function is high (FIG. 6c)
  • the impedance rises and the time T until the steady state varies depending on the cell seeding density as shown in FIG. From the information in these databases (tables), it is determined whether or not a change in impedance is recognized at a desired time in step S11 of FIG.
  • the function of the cell can be grasped by the quality inspection unit executing steps S9 to S11.
  • step S12 If no change in impedance is observed in the cell tissue to be measured, the culture is stopped (step S12). On the other hand, when a change in impedance is recognized, the shape of the cell tissue to be measured is measured by the appropriate noninvasive cell / tissue shape measuring device 14 (step S13). It is checked against the database of past data (step S14), and the presence or absence of a desired cell / tissue shape is inspected (step S15).
  • the table 205 in FIG. 7 is a diagram showing an example of the database used in steps S14 and S15 in FIG. 2, and shows the degree of stratification that can be obtained from cell / tissue shape analysis (for example, analysis by optical coherence tomography). It is.
  • the cell layer is 1 layer (Fig. 7a)
  • the degree of stratification is small and unsuitable as the shape of the tissue
  • Fig. 7c when the cell layer is several layers (4-5 layers or more)
  • the cell layer is about two layers (FIG. 7b)
  • Cell layer shape determination conditions are set in advance.
  • Step S15 in FIG. 2 is determined from the information in these databases (tables) and a preset threshold value. If the cell tissue to be measured does not have the desired shape, the culture is continued assuming that the threshold has not been reached (step S16), and steps S13 to S16 are performed again. If the desired shape is equal to or greater than the threshold value, it is determined that the cell tissue is transplantable, and the culture is terminated.
  • Non-invasive measurement of cell / tissue shape includes measurement of tissue cross-section thickness using optical coherence tomography, non-contact AFM (atomic force microscope) and non-linear optical methods (Raman microscope and CARS (coherent anti-virus)). The cell surface fine structure measurement by stroke Raman spectroscopy, SHG (second harmonic generation), SFG (sum frequency generation), etc.) is conceivable, but is not limited thereto.
  • the frequency at the time of impedance measurement described above is described based on the following general knowledge, and is not limited to this.
  • the current bypasses cells and flows through the gaps between epithelial cells, so the impedance value obtained by measurement reflects the state of tight junctions between cells, and at high frequencies, It is known that the current does not bypass the cell, and the impedance value obtained by measurement reflects the state of cell proliferation (see Non-Patent Document 2).
  • a series of quality inspection steps necessary for multipoint observation of cells / tissues can be performed non-invasively and automatically for the cell tissue to be measured. That is, if the cell growth status (concentration, cell activity) is grasped and it satisfies the predetermined condition, then the cell function (barrier function) is grasped and it satisfies the predetermined condition. Then, the presence / absence (polymerization degree) of a desired cell / tissue shape can be observed non-invasively and automatically.
  • FIG. 8 shows an example of the display screen 17 on the display device 18 when performing the culture process of the cell culture device according to the first embodiment.
  • the cell observation result 21 and the impedance measurement result 22 are displayed in the image display area.
  • an environmental temperature, humidity, CO 2 concentration, and temperature / humidity / concentration indicating a concentration of O 2 in the thermostatic chamber 3 and a culture time display area 23 are displayed.
  • a button 24 for selecting an automatic sequence or a manual sequence of the culture process a button 25 for selecting a culture medium exchange, and a button 26 for selecting cell observation are displayed.
  • a selection button 31 is displayed. For example, when 24 tissues are cultured as in the display area 40 of the configuration of the culture container, it is possible to display data on one tissue or data on a plurality of tissues. In this example, the user operates the menu screen of the display screen 17 to display the cell observation image 21 and the impedance (high frequency) measurement result 22 on the screen for the culture vessel A-1.
  • the user sets the conditions necessary for multipoint observation of cells / tissues by the quality inspection unit for the cell tissue to be measured, and the data that he / she wants to view regarding the status and results of a series of quality inspections that are automatically processed Can be displayed and observed in real time. It should be noted that it is also possible for the user to change parameters and determination conditions in accordance with the state of the cell tissue to be measured displayed on the display screen 17 during the examination.
  • a series of quality inspections for multi-point observation of transplanted cells / tissues themselves can be performed non-invasively and automatically, and safe and secure regenerative medicine can be realized.
  • FIG. 9 shows an example of a quality inspection program (quality inspection unit) in which the target tissue is a cell sheet that generates spontaneous action potentials such as myocardium, myoblast, and nerve.
  • steps S1 to S8 are the same as those in the first embodiment. If an impedance change is recognized in step S3, the culture is continued. As the next step, the action potential is measured by the cell observation device 12 and the action potential measuring device 15 (step S17), checked against a database of past data (step S18), and inspected whether a desired action potential is obtained. (Step S19).
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of the database 206 used in steps S18 and S19 of FIG. 9, and shows the relationship between action potentials and cell membrane potential values.
  • the membrane potential changes when depolarizing after stimulation is small and smaller than the threshold value V1.
  • the membrane potential change exceeds the predetermined threshold value V1
  • cell-specific functions and activities are high (FIG. 10c)
  • depolarization occurs after stimulation.
  • the change in the membrane potential at the time is large and shows a value sufficiently larger than the threshold value V1. From these databases, it is determined whether or not there is an action potential in step S19 in FIG.
  • step S20 If no action potential is observed, the culture is stopped (step S20). If an action potential is recognized, the tissue shape of the cell is measured by an appropriate noninvasive tissue shape measuring means (step S13). Further, in the same manner as in the first embodiment, it is checked against the database of past data (step S14), and the presence or absence of a desired cell / tissue shape is inspected (step S15). If it is not the desired shape, the culture is continued (step S16), and steps S13 to S16 are performed again. When the desired shape is obtained, the culture is terminated.
  • Non-invasive measures of action potential include measurement of potential changes in the vicinity of cells using a multi-electrode array, measurement of magnetic field associated with action potential generation using a SQUID (superconducting quantum interference device) magnetometer, and action potential using an electrochemical microscope.
  • potential change measurement in the vicinity of cells can be considered, it is not limited to this.
  • the culture dish with electrodes is often opaque and becomes an obstacle when observing cells.
  • the electrode shape may be devised or a semitransparent semiconductor may be used.
  • Non-invasive measurement of cell shape includes tissue cross-sectional thickness measurement by optical coherence tomography, non-contact high-speed AFM, nonlinear optical technique (Raman microscope, CARS (coherent anti-stroke Raman spectroscopy), SHG ( Cell surface fine structure measurement by second harmonic generation), SFG (sum frequency generation, etc.) is conceivable, but is not limited to this.
  • the display screen 17 shown in FIG. 8 is also applicable to the second embodiment.
  • a series of quality inspection steps necessary for quality evaluation using a plurality of cell / tissue indices can be performed non-invasively and automatically for the cell tissue to be measured. That is, if the growth status (concentration, cell activity) of a cell is grasped and it satisfies a predetermined condition, then the cell-specific function and activity are grasped and the condition is satisfied. In this case, next, the presence / absence (polymerization degree) of a desired cell / tissue shape can be observed non-invasively and automatically. That is, a series of quality inspections for quality evaluation using a plurality of indexes of cells / tissues to be transplanted can be performed non-invasively and automatically, and safe and secure regenerative medicine can be realized.
  • FIG. 11 shows an example of a quality inspection program (quality inspection unit) in which a cell sheet other than the tissue targeted in Examples 1 and 2 is the target tissue.
  • the user who has started the quality inspection unit inputs data on cell tissue to be measured, conditions / parameters related to inspection, and the like from the display screen 17.
  • steps S1 to S8 are the same as those in the first and second embodiments. If an impedance change is recognized in step S3, the culture is continued.
  • the tissue shape is measured by a suitable non-invasive cell / tissue shape measuring means (step S13).
  • step S14 It is checked against the database of past data (step S14), and the presence or absence of a desired cell / tissue shape is inspected (step S15). If it is not the desired shape, the culture is continued (step S16), and steps S13 to S16 are performed again. When the desired shape is obtained, the culture is terminated.
  • the display screen 17 shown in FIG. 8 is also applicable to the third embodiment.
  • a series of quality inspections for quality evaluation using a plurality of indices of cells / tissues to be transplanted can be performed non-invasively and automatically, and safe and secure regenerative medicine can be realized.
  • FIG. 12 is a diagram showing another example of the display screen used in the first to third embodiments according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the data to be displayed can display not only a single measurement result but also the results obtained by a plurality of types of measurement.
  • the data that the user wants to browse differs depending on the culture target and the culture elapsed time, and a display method using all possible combinations may be used.
  • two types of data are displayed: an impedance (high frequency) measurement result 22 and an impedance (low frequency) measurement result 33.
  • the display screen does not need to be directly connected to the control device, and may be displayed on a terminal connected by wireless communication such as a tablet terminal or a smartphone.
  • a wireless communication terminal By using such a wireless communication terminal, the cell culture apparatus can be remotely operated and the operation content can be confirmed, which is beneficial to the apparatus operator.
  • it is possible to reduce human errors by instructing a device operator having a low skill level to instruct the device operation method and displaying the screen so as to prompt an operation to be performed.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be applied to all cell types. Further, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
  • each configuration, function, processing unit, processing means, and the like including the quality inspection unit may be realized by dedicated hardware by designing a part or all of them, for example, with an integrated circuit.
  • Information such as the control program that implements each function of the quality inspection unit is stored not only in the memory as a storage unit but also in a storage device such as a hard disk, SSD (Solid State Drive), or a recording medium such as an IC (Integrated Circuit) card. I can leave.

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Abstract

　非侵襲計測手段を組み合わせてある計測手段による計測結果をもとに、次の計測手段による計測を促し、非侵襲的に品質検査を実施する細胞培養装置およびシステムを提供する。すなわち、培養中にインピーダンスを経時モニタし、インピーダンスの計測結果と所定の第１の閾値との比較判定を行い、前記第１の閾値以上の場合と該閾値に満たない場合とで、その変化の有無に応じて次の検査内容を変更する。

Description

細胞組織検査システム、細胞培養装置、及び細胞組織検査方法
　本発明は、細胞組織検査システム、細胞培養装置、及び細胞組織検査方法に係り、特に、非侵襲で細胞品質を検査するシステムや方法に関するものである。
　自分の細胞もしくは他人の細胞を用いて疾病の治療を行う再生医療では、生体から採取した細胞は、しばしば、培養して細胞の数を増やす、あるいはしかるべき形に組織を形成させた後に治療に用いられる。治療に用いる細胞の培養は、細胞プロセシングセンタ（Cell Processing Center：CPC）という細胞培養用クリーンルームの中で、GMP (Good Manufacturing Practice) に準拠して行わなければならない。例えば細胞シートのような患部に直接移植する組織の場合、その品質評価は、しばしば、移植片と同時作製された評価用試料を解析することで行われ、移植組織そのものは評価されていないのが現状である。また、培養中の細胞増殖程度は、現状位相差顕微鏡のみによって評価されており、多点を観察する必要がある場合には時間を要する。
　こうした課題を解決する手段として、例えば、非特許文献１、２には、電気抵抗計測によって非侵襲で、上皮細胞のバリア機能測定や細胞増殖程度の計測する手段が開示されている。微弱な交流電流もしくは交流電圧を通電することで、レジスタンス（Ｒ：抵抗）とキャパシタンス（Ｃ：静電容量）から構成される周波数依存的インピーダンスを計測し、バリア機能形成による細胞間隙経路のインピーダンスやレジスタンスの上昇や、接着・伸展した細胞群増加によるインピーダンスの上昇やキャパシタンス低下を算出することが可能であり、こうした手段を搭載した装置が開発されている。また、例えば、特許文献１、２には、細胞の活性（例えば呼吸活性）や、組織の特性（例えば活動電位）等を計測する計測手段が開示されており、細胞・組織種に応じて様々な非侵襲的計測手段を、品質検査に適用することができる。
特開２０１０－２６１９２３号公報 特開２０１１－８９８９４号公報
J. Wegener et al., "Automated multi-well device to measure transepithelial electrical resistances under physiological conditions", BioTechniques, Vol.37, No.4 (2004), pp.590-596 Solly K., "Application of real-time cell electronic sensing (RT-CES) technology to cell-based assays", Assay Drug Dev. Technol., Vol.2 (4), 363-372 (2004)
　細胞品質の検査に関しては、細胞・組織種に応じて様々な非侵襲的計測手段を用い、培養中の細胞の増殖程度や細胞活性等の複数指標を評価したいというニーズがある。
　しかしながら、上記特許文献１、２、非特許文献１、２に開示された技術は、特定の用途・目的の検査に特化したものであり、細胞培養において、自動で、複数指標で品質評価することに関しての言及は無い。すなわち、従来、自動で細胞を培養し、組織を作製する細胞培養装置において、個々の非侵襲計測手段を有機的に結び付けて、ある計測手段による計測結果をもとに、次の計測手段による計測を促し、自動で、複数指標による品質評価を指示することができる細胞培養装置およびシステムはない。
　本発明の目的は、これらの課題を解決し、細胞・組織を複数指標で品質評価するために必要な一連の複数ステップの品質検査を、非侵襲かつ自動で行える、細胞培養装置、細胞組織検査システム及び細胞組織検査方法を提供することにある。
　本発明の代表的なものの一例を示すと、次の通りである。細胞の組織を検査するための細胞組織検査システムであって、前記検査に用いる計測装置と、該計測装置を用いた測定対象の細胞組織の検査を制御する品質検査ユニットと、前記検査に関する情報を保持するデータベースとを備え、前記検査は、少なくとも前記細胞の生育状況の把握検査を含み、前記測定対象の細胞組織のインピーダンスを計測し、該計測結果と所定の第１の閾値との比較判定を行い、前記第１の閾値以上の場合と該閾値に満たない場合とで、次の検査の内容を変更することを特徴とする。
　本発明によれば、非侵襲かつ自動で、移植する細胞・組織そのものの複数指標による品質検査が可能となり、安全安心な再生医療を実現できる。
本発明の第１の実施例に係る、細胞培養装置の構成例を示す図である。 第１の実施例に係る、品質検査プログラムの例を示す図である。 第１の実施例に係る、細胞密集度と高周波数のインピーダンスの関係を説明する図である。 第１の実施例に係る、細胞播種濃度とインピーダンスの関係を説明する図である。 第１の実施例に係る、細胞活性と呼吸活性値の関係を説明する図である。 第１の実施例に係る、バリア機能度と低周波数のインピーダンスの関係を説明する図である。 第１の実施例に係る、細胞・組織形状計測でわかる重層化度を説明する図である。 第１の実施例における、表示画面の例を示す図である。 本発明の第２の実施例に係る、品質検査プログラムの例を示す図である。 第２の実施例に係る、活動電位と膜電位値の関係を説明する図である。 本発明の第３の実施例に係る、品質検査プログラムの例を示す図である。 本発明の第４の実施例に係る、表示画面の他の例を示す図である。
　本発明においては、培養中にインピーダンスを経時モニタし、その変化の有無に応じて次の検査内容を変更する細胞組織検査システムを提供する。  
　本発明は、非侵襲的な細胞の複数指標による品質検査を実現する細胞培養装置として有用である。
　以下添付図面を参照して本発明の種々の実施例について説明する。ただし、これらの実施例は本発明を実現するための一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。また、各図において共通の構成については同一の参照番号が付されている。
　本発明の第１の実施例に係る細胞組織検査システムを、図１～図８を参照しながら説明する。図１は、第１の実施例に係る、細胞培養装置１の機能構成を説明するためのブロック図である。細胞培養装置１は、制御装置２と、内部に細胞培養容器４が配置された恒温槽３と、制御装置２により制御される各構成要素とを備えている。細胞培養容器４は、例えば、再生組織を培養するための上層用培養容器が、細胞を培養するための下層の培養容器内に収容された、２層構造になっている。制御装置２によって制御される細胞培養装置１の各構成要素は、恒温槽３および恒温槽内部に配置される細胞培養容器４に適切に接続される。制御装置２には、恒温槽３の温度を制御するための温度調節部５と、培養容器内の湿度を制御するための湿度調節部６と、培養容器内のガス濃度を制御するための、ガス供給部７を有するガス濃度調節部８と、培養容器内の培養液を自動で交換するための、培養液と廃液を保持するタンク９に接続された送液用チューブを有する培養液供給ポンプ１０と、温度・湿度・ＣＯ２・Ｏ２センサー１１と、細胞培養容器４内の細胞形態を確認することを目的としたカメラ等の細胞観察用装置１２と、細胞増殖状況およびバリア測定を目的としたインピーダンス計測装置１３と、細胞・組織形状計測装置１４と、活動電位計測装置１５と、細胞活性計測装置１６と、ユーザインタフェースとしての表示画面１７を表示するディスプレイ１８が接続されている。なお、上記各計測装置は、各々、測定対象の細胞培養容器４内に予め組み込まれており、培養容器内で培養中の細胞の状態を非侵襲的に計測可能である。例えば、インピーダンス計測装置１３は培養中の細胞のインピーダンスを経時モニタ可能である。あるいは、上記計測装置の何れかは、その測定部が恒温槽３内を移動可能であり各培養容器における培養中の細胞の状態を非侵襲的に計測可能に構成されていても良い。
　制御装置２は、中央処理部(Central Processing Unit：ＣＰＵ)からなる処理部、記憶部、及び、ディスプレイ１８やキーボードからなる入出力部等を備える通常のコンピュータである。制御装置２は、記憶部で記憶された各種のプログラム１９を、データベース２０に蓄積された各種の情報を用いて、処理部としてのＣＰＵ上で動作させることで、温度調節部５～細胞活性計測装置１６を制御することにより、恒温槽３中の培養環境を制御し、かつ、細胞品質を検査することで、培養容器４中で所望の培養を行うことを可能とする。プログラム１９には、品質検査プログラム（品質検査ユニット）も含まれており、ユーザは、制御装置２の入出力部（ユーザインタフェース）の１つである表示画面１７のメニュー画面を選択して品質検査ユニットを起動することができる。そして、検査に必要な情報を入力することで、品質検査ユニットによる一連の細胞組織の検査が自動で行われる。ユーザは、表示画面のメニューを選択し、その検査過程や検査結果に関する情報を、適宜表示させることができる。表示画面１７にＧＵＩ機能を持たせ、ユーザが画面をタッチして入出力の操作をできるようにしても良い。
　図２は、図１のプログラム１９の１例を示す図であり、上皮系細胞シート（バリア機能を必要とする場合）を対象組織とした、複数段階に亘る一連の品質検査を実行する品質検査プログラム（品質検査ユニット）の１例である。品質検査ユニットを起動したユーザは、表示画面１７から、測定対象の細胞組織のデータや検査に関係する条件・パラメータなどを入力する（ステップＳ０）。品質検査ユニットは、まず、細胞観察用装置１２やインピーダンス計測装置１３を用いて、高周波数（例えば４０００Hz以上数万Hz以下）の交流電流および交流電圧で測定対象の細胞組織のインピーダンスを計測し、細胞増殖の状況をモニタする（ステップＳ１）。次に、この計測したインピーダンスを過去データのデータベースと照合する（ステップＳ２）。図３は、図２のステップＳ２に用いるデータベース（テーブル２０１）の１例を示す図である。このテーブル２０１は、細胞密集度と高周波数のインピーダンスとの関係を与えるものである。密集度が低い場合（図３a）はインピーダンスが閾値Z1よりも低く、密集度が適正な範囲にある場合（図３b）はインピーダンスが所定の閾値Z1付近にある。また、密集度が高い場合（図３c）はインピーダンスが高く、閾値Z1よりも十分に高い値を示す。（なお、インピーダンスの代わりにコンダクタンスを用いても良いことは言うまでもない。）
　また、図４は、培養開始時の細胞播種密度の違いで、高周波数のインピーダンスが上昇し、定常状態になる時間Ｔが異なる様子を示すデータベース（テーブル２０２）の一例を示すものである。播種密度が濃い場合（図４a）はインピーダンスが時間ｔ１で閾値Z2を超えさらに上昇し定常状態に至るまでの時間が早い。密集度が適度な範囲にある場合（図４b）は、インピーダンスが時間ｔ２で値Z2を超える。一方、播種密度が薄い場合（図４c）はインピーダンスが閾値Z2を超えるまでの時間ｔ３が遅くなる。
　品質検査ユニットは、所望の時間で測定対象の細胞組織にインピーダンスＺの変化があるか検査する（ステップＳ３）。すなわち、データベース（テーブル２０１、２０２）の情報から、インピーダンスの変化の有無を判断する。例えば、閾値Z(＝Z1＝Z2)とし、時間ｔ２迄にインピーダンスがこの閾値Zを超えれば、変化が有ったと判定する。あるいは、測定対象の細胞組織の用途等に応じて、ユーザが判定条件を適宜変更できるようにしても良い。
　このように、品質検査ユニットがステップＳ１～Ｓ３を実行することによって、細胞の生育状況を把握することができる。
　インピーダンス変化が認められない場合（ステップＳ３でNO）は、次に、適当な細胞活性計測装置１６によって測定対象の細胞組織の細胞活性を計測する（ステップＳ４）。まず、過去データのデータベースと照合し（ステップＳ５）、細胞活性の有無を検査する（ステップＳ６）。
　図５のテーブル２０３は、図２のステップＳ５、Ｓ６に用いるデータベースの１例を示す図であり、細胞活性と電気化学顕微鏡で細胞計測した場合に取得可能な細胞呼吸活性の関係を示すものである。細胞活性が低い、即ち細胞が増殖期状態でない場合（図５a）は呼吸活性が閾値（B1）よりも低く、中間の増殖期状態（図５b）では呼吸活性が閾値(B1)付近にある。また、細胞活性が高い、即ち細胞が活発に増殖する状態にある場合（図５c）は、呼吸活性が高く、閾値(B1)より十分に高い値を示す。これらのデータベース（テーブル）の情報から、細胞活性が認められるか否か（図２のステップＳ６）を判断する。閾値(B1)よりも低く細胞活性が認められない場合（ステップＳ６でNO）は、細胞が死滅もしくはそれに準ずる状態であると判断し、細胞培養を中止する（ステップＳ７）。細胞活性が認められる場合は培養継続し（ステップＳ８）、ステップＳ１～３を再度行う。細胞活性を非侵襲計測する手法としては、電気化学顕微鏡による細胞呼吸活性計測や、レーザー偏光による細胞生死計測、位相シフトレーザーによる細胞周期計測が考えられるが、これに限定されるものではない。近年幹細胞の未分化状態と分化状態では、エネルギー産生様式が異なることが明らかとなってきた（未分化：解糖系経路、分化：酸化的リン酸化経路）。この知見から、細胞の酸素消費量を調べることができる電気化学顕微鏡であれば、幹細胞の分化未分化状態を検査できる可能性がある。
　ステップＳ３でインピーダンス変化が認められる場合（Yes）は、培養を継続させる。次のステップとして、低周波数（例えば数十Hz以上１０００Hz以下）の交流電流および交流電圧で測定対象の細胞組織のインピーダンスを計測し、タイトジャンクション形成によるバリア機能をモニタする（ステップＳ９）。次に、インピーダンス過去データのデータベースと照合し（ステップＳ１０）、所望の時間でインピーダンスの変化があるか検査する（ステップＳ１１）。
　図６のテーブル２０４は、図２のステップＳ１０、Ｓ１１に用いるデータベースの１例を示す図であり、バリア機能度と低周波数のインピーダンスとの関係を示すものである。バリア機能がない場合は（図６a）、インピーダンスは所定の閾値Z3よりも低く、適度のバリア機能がある場合は（図６b）、インピーダンスは閾値Z3付近にある。また、バリア機能が高い場合は（図６c）、インピーダンスが高く、閾値Z3よりも大きな値を示す。ここでも前述と同様に、図４のように細胞播種密度の違いにより、インピーダンスの上昇および定常状態に至る時間Ｔが異なる。これらのデータベース（テーブル）の情報から、図２のステップＳ１１の所望の時間でインピーダンスの変化が認められるかを判断する。
　このように、品質検査ユニットがステップＳ９～Ｓ１１を実行することによって、細胞の機能を把握することができる。
　もし、測定対象の細胞組織にインピーダンスの変化が認められない場合は、培養を中止する（ステップＳ１２）。一方、インピーダンスの変化が認められる場合は、適当な非侵襲的な細胞・組織形状計測装置１４によって測定対象の細胞組織の形状を計測する（ステップＳ１３）。過去データのデータベースと照合し（ステップＳ１４）、所望の細胞・組織形状の有無を検査する（ステップＳ１５）。
　図７のテーブル２０５は、図２のステップＳ１４、Ｓ１５に用いるデータベースの１例を示す図であり、細胞・組織形状の解析（例えば光干渉断層計で解析）より取得できる重層化度を示すものである。細胞層が１層の場合（図７a）は重層化度が小さく組織の形状としては不適であり、細胞層が数層（４～５層以上）の場合（図７c）は組織の形状として最適である。細胞層が２層程度の場合（図７b）は、用途に応じて、所望の形状か否かの判定が必要となる。細胞層形状の判定条件（閾値）は、予め設定しておく。
　これらのデータベース（テーブル）の情報と、予め設定した閾値とから、図２のステップＳ１５を判断する。測定対象の細胞組織が所望の形状でない場合は閾値に達していないものとして培養を継続し（ステップＳ１６）、ステップＳ１３～１６を再度行う。閾値以上の所望の形状である場合は、移植可能な細胞組織であると判定し、培養を終了とする。細胞・組織形状を非侵襲で計測する手段としては、光干渉断層計による組織断面の厚み計測や、非接触ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）や非線形光学的手法（ラマン顕微鏡やＣＡＲＳ（コヒ―レントアンチストロークスラマン分光），ＳＨＧ（第二次高調波発生），ＳＦＧ（和周波発生）等）による細胞表面微細構造計測が考えられるが、これに限定されるものではない。
　なお、上述のインピーダンス計測時の周波数に関しては以下の一般的知見に基づいて記載したものであり、これに限定されるものではない。一般的に、低周波数の場合は、電流は細胞を迂回して上皮細胞間の隙間を流れるため、計測によって得られたインピーダンス値は細胞間のタイトジャンクションの状態を反映し、高周波数の場合は、電流は細胞を迂回せず、計測によって得られたインピーダンス値は細胞の増殖状況を反映することが知られている（非特許文献２参照）。
　このように、本実施例によれば、測定対象の細胞組織について、細胞・組織の多点観察に必要な一連の品質検査工程を、非侵襲かつ自動で行える。すなわち、細胞の生育状況（密集度、細胞活性）を把握しそれが所定の条件を満たしている場合には、次に、細胞の機能（バリア機能度）を把握しそれが所定の条件を満たしている場合には、次に、所望の細胞・組織形状の有無（重合化度）の観察を、非侵襲かつ自動で行える。
　図８は、実施例１による細胞培養装置の培養処理の実行の際の、ディスプレイ装置１８上の表示画面１７の一例を示すものである。図８において、表示画面１７中には、その画像表示エリア中に、細胞観察結果２１、及び、インピーダンス測定結果２２を表示する。また、表示画面１７中には、恒温槽３中の環境温度、湿度、ＣＯ２濃度、Ｏ２濃度を示す温度・湿度・濃度、培養時間表示エリア２３が表示されている。更に、培養処理の自動シーケンスか手動シーケンスかを選択するボタン２４、培養液交換を選択するボタン２５、細胞観察を選択するボタン２６が表示されている。さらに、インピーダンス測定（高周波）を選択するボタン２７、インピーダンス測定（低周波）を選択するボタン２８、細胞活性測定を選択するボタン２９、細胞・組織形状測定を選択するボタン３０、活動電位測定モードを選択するボタン３１が表示されている。例えば培養容器の構成の表示エリア４０に有るように、２４組織を培養した場合、１組織に関するデータあるいは複数組織のデータを表示することが可能である。この例では、ユーザが表示画面１７のメニュー画面を操作して、培養容器Ａ-１に関して、細胞の観察像２１、及び、インピーダンス（高周波）測定結果２２を画面に表示させている。ユーザは、測定対象の細胞組織について、品質検査ユニットにより細胞・組織の多点観察を行うために必要な条件を設定し、自動的に処理される一連の品質検査の状況や結果に関して閲覧したいデータを、リアルタイムで表示し、観察することができる。なお、検査の過程でユーザが表示画面１７に表示された測定対象の細胞組織の状態等に応じて、パラメータや判定条件を変更することも可能である。
　本実施例によれば、移植する細胞・組織そのものの多点観察のための一連の品質検査が、非侵襲かつ自動で可能となり、安全安心な再生医療を実現できる。
　次に、本発明の第２の実施例を、図９、図１０に従い説明する。図９は心筋や筋芽、神経などの自発的活動電位を生じる細胞シートを対象組織とした、品質検査プログラム（品質検査ユニット）の一例を示す。
　品質検査ユニットを起動したユーザは、表示画面１７から、測定対象の細胞組織のデータや検査に関係する条件・パラメータなどを入力する。続いて、ステップＳ１～Ｓ８までは、実施例１と同様である。ステップＳ３でインピーダンス変化が認められる場合は、培養を継続させる。次のステップとして、細胞観察用装置１２や活動電位計測装置１５により活動電位を計測し（ステップＳ１７）、過去データのデータベースと照合し（ステップＳ１８）、所望の活動電位が得られるかを検査する（ステップＳ１９）。
　図１０は、図９のステップＳ１８、１９に用いるデータベース２０６の１例を示す図であり、活動電位と細胞膜電位値の関係を示すものである。細胞固有の機能、活性が低い場合（１０a）は、刺激後脱分極した際の膜電位変化が少なく閾値Ｖ１よりも小さい。細胞固有の機能、活性が中程度になると（図１０b）は膜電位変化が所定の閾値Ｖ１を超えるようになり、細胞固有の機能、活性が高い場合（図１０c）は、刺激後脱分極した際の膜電位変化が大きく、閾値Ｖ１よりも十分に大きな値を示す。これらのデータベースから、図９のステップＳ１９の活動電位の有無を判断する。
　活動電位が認められない場合は、培養を中止する（ステップＳ２０）。活動電位が認められる場合は、適当な非侵襲的な組織形状計測手段によって細胞の組織形状を計測する（ステップＳ１３）。さらに、実施例１と同様に、過去データのデータベースと照合し（ステップＳ１４）、所望の細胞・組織形状の有無を検査する（ステップＳ１５）。所望の形状でない場合は培養を継続し（ステップＳ１６）、ステップＳ１３～１６を再度行う。所望の形状である場合は培養終了とする。活動電位を非侵襲で計測する手段としては、多電極アレイによる細胞近傍の電位変化計測や、ＳＱＵＩＤ（超電導量子干渉素子）磁束計による活動電位発生に伴う磁場計測、電気化学顕微鏡による活動電位に伴う細胞近傍の電位変化計測が考えられるが、これに限定されるものではない。また、電極付き培養皿はしばしば、不透明であり細胞観察をする際に障害となるが、その場合には、電極形状を工夫するか、半透明の半導体を使ってもよい。
　細胞形状を非侵襲で計測する手段としては、光干渉断層計による組織断面の厚み計測や、非接触高速ＡＦＭや非線形光学的手法（ラマン顕微鏡やＣＡＲＳ（コヒ―レントアンチストロークスラマン分光），ＳＨＧ（第二次高調波発生），ＳＦＧ（和周波発生）等）による細胞表面微細構造計測が考えられるが、これに限定されるものではない。図８に示した表示画面１７は、実施例２にも適用可能である。
　本実施例でも、測定対象の細胞組織について、細胞・組織の複数指標による品質評価に必要な一連の品質検査工程を、非侵襲かつ自動で行える。すなわち、細胞の生育状況（密集度、細胞活性）を把握しそれが所定の条件を満たしている場合には、次に、細胞固有の機能、活性を把握しそれが所定の条件を満たしている場合には、次に、所望の細胞・組織形状の有無（重合化度）の観察を、非侵襲かつ自動で行える。すなわち、移植する細胞・組織そのものの複数指標による品質評価のための一連の品質検査が、非侵襲かつ自動で可能となり、安全安心な再生医療を実現できる。
　次に、本発明の第３の実施例を図面に従い説明する。図１１は実施例１、２で対象とした組織以外の細胞シートを対象組織とした、品質検査プログラム（品質検査ユニット）の一例を示す。品質検査ユニットを起動したユーザは、表示画面１７から、測定対象の細胞組織のデータや検査に関係する条件・パラメータなどを入力する。続いて、ステップＳ１～Ｓ８までは、実施例１、２と同様である。ステップＳ３でインピーダンス変化が認められる場合は、培養を継続させる。次のステップとして、適当な非侵襲的な細胞・組織形状計測手段によって組織形状を計測する（ステップＳ１３）。過去データのデータベースと照合し（ステップＳ１４）、所望の細胞・組織形状の有無を検査する（ステップＳ１５）。所望の形状でない場合は培養を継続し（ステップＳ１６）、ステップＳ１３～１６を再度行う。所望の形状である場合は培養終了とする。図８に示した表示画面１７は、実施例３にも適用可能である。
　本実施例でも、移植する細胞・組織そのものの複数指標による品質評価のための一連の品質検査が、非侵襲かつ自動で可能となり、安全安心な再生医療を実現できる。
　図１２は、本発明の第４の実施例に係る、第１～３の実施例に用いられる表示画面の他の例を示す図である。図８の例と異なり、表示するデータは、ある一つの計測結果のみならず、複数種の計測で得た結果を表示できる。培養対象や、培養経過時間によって、ユーザが閲覧したいデータは異なり、考えうる全ての組み合わせによる表示方法でもよい。図１２の例では、インピーダンス（高周波）の測定結果２２とインピーダンス（低周波）の測定結果３３の２種類のデータが表示されている。
　また、表示画面は制御装置に直接接続されている必要はなく、例えばタブレット端末やスマートフォン等の無線通信で接続された端末に表示してもよい。そのような無線通信の端末を使用することで、遠隔で細胞培養装置を動作させたり、動作内容を確認できるため、装置操作者に有益である。また、熟練度の低い装置操作者に対しては、装置操作方法を指示し、なすべき動作を促すような画面表示させる工夫をすることでヒューマンエラーを低減可能である。
　なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、あらゆる細胞種に適用可能である。また、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したのであり、必ずしも説明の全ての構成を備えるものに限定されものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることが可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
　更に、上記品質検査ユニットを含む各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により専用ハードウェアで実現してもよい。品質検査ユニットの各機能を実現する制御プログラム等の情報は、記憶部としてメモリのみならず、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶装置、または、ＩＣ(Integrated Circuit)カード等の記録媒体におくことができる。
１…細胞培養装置
２…制御装置
３…恒温槽
４…培養容器
１３…インピーダンス計測装置
１４…細胞・組織形状計測装置
１５…活動電位計測装置
１６…細胞活性計測装置
１７…表示画面
１８…ディスプレイ
１９…品質検査プログラム（品質検査ユニット）
２０…データベース
２１…細胞観察結果
２２…インピーダンス測定結果
２０１…テーブル
２０２…テーブル
２０３…テーブル
２０４…テーブル
２０５…テーブル
２０６…テーブル。

Claims (15)

  1. 　細胞の組織を検査するための細胞組織検査システムであって、
    　前記検査に用いる計測装置と、
    　該計測装置を用いた測定対象の細胞組織の検査を制御する品質検査ユニットと、
    　前記検査に関する情報を保持するデータベースとを備え、
    　前記検査は、少なくとも前記細胞の生育状況の把握検査を含み、
    　前記測定対象の細胞組織のインピーダンスを計測し、該計測結果と所定の第１の閾値との比較判定を行い、前記第１の閾値以上の場合と該閾値に満たない場合とで、次の検査の内容を変更する
    ことを特徴とする細胞組織検査システム。
  2. 　請求項１において、
    　前記検査は、前記細胞の機能に関する検査及び前記細胞の組織形状を含み、
    　前記計測結果が前記第１の閾値以上の場合は、前記細胞の機能もしくは前記細胞の組織形状を計測する
    ことを特徴とする細胞組織検査システム。
  3. 　請求項２において、
    　前記細胞の生育状況の把握検査のために、前記測定対象の細胞組織の高周波インピーダンスを計測し、該計測結果と前記第１の閾値との比較判定を行い、
    　前記計測結果が前記第１の閾値以上の場合は、前記細胞の機能に関する検査のために前記測定対象の細胞組織の低周波インピーダンスを計測し、該計測結果と所定の第３の閾値との比較判定を行い、
    　前記低周波インピーダンスの計測結果が前記第３の閾値以上の場合に、前記測定対象の細胞組織について計測し、該計測結果と所定の第２の閾値との比較判定を行い、前記第２の閾値以上の場合と該閾値に満たない場合とで、次の処理内容を変更する
    ことを特徴とする細胞組織検査システム。
  4. 　請求項２において、
    　前記第１の閾値以上の場合は、前記細胞の活動電位を計測し、該計測結果と所定の第５の閾値との比較判定を行い、
    　前記活動電位の計測結果が前記第５の閾値以上の場合は、前記細胞の組織形状について計測を行い、該計測結果と所定の第２の閾値との比較判定を行い、前記第２の閾値以上の場合と該閾値に満たない場合とで、次の処理内容を変更する
    ことを特徴とする細胞組織検査システム。
  5. 　請求項１において、
    　前記検査は、前記細胞の組織形状に関する検査を含み、
    　前記第１の閾値以上の場合は、前記細胞の組織形状について計測を行い、該計測結果と所定の第２の閾値との比較判定を行い、前記第２の閾値以上の場合と該閾値に満たない場合とで、次の処理内容を変更する
    ことを特徴とする細胞組織検査システム。
  6. 　請求項３乃至５の何れかにおいて、
    　前記第１の閾値に満たない場合は、前記測定対象の細胞組織の細胞活性を計測し、該細胞活性の計測結果と第４の閾値との比較判定を行い、前記細胞活性の計測結果が前記第４の閾値以上の場合は、前記測定対象の細胞組織の培養を継続し、前記細胞活性の計測結果が前記第４の閾値に満たない場合は、前記細胞の培養を中止し、
    　前記第２の閾値以上の場合は、前記測定対象の細胞組織が移植可能な細胞であると判定し、前記計測結果が前記第２の閾値に満たない場合は再度前記組織形状の計測を行い、前記第２の閾値との比較判定を行う
    ことを特徴とする細胞組織検査システム。
  7. 　請求項１において、
    　ユーザインタフェースとして機能し、前記検査の測定対象及び少なくとも１つの前記測位結果を表示するディスプレイを備えている
    ことを特徴とする細胞組織検査システム。
  8. 　細胞培養用の培養容器と、
    　前記培養容器が設置される細胞培養用恒温槽と、
    　前記培養容器の培養環境を制御する制御装置と、
    　細胞観察用装置と、
    　インピーダンス計測装置と、
    　細胞・組織形態計測装置と、
    　細胞活性計測装置と、
    を備えた細胞培養装置であって、
    　前記制御装置は、
    　前記各計測装置を用いた複数段階の非侵襲の細胞検査を制御する品質検査ユニットを備え、
    　前記複数段階の検査は、細胞の生育状況の把握、及び組織形状の計測を含み、
    　前記品質検査ユニットは、
    　前記細胞の生育状況の把握検査のために、前記インピーダンス計測装置により前記細胞組織のインピーダンスを計測し、該計測結果と所定の第１の閾値との比較判定を行い、前記第１の閾値以上の場合と該閾値に満たない場合とで、次の検査の内容を変更する
    ことを特徴とする細胞培養装置。
  9. 　請求項８において、
    　前記細胞の生育状況の把握検査のために、前記インピーダンス計測装置により前記細胞組織の高周波インピーダンスを計測し、
    　前記第１の閾値以上の場合は、前記インピーダンス計測装置による前記細胞の低周波インピーダンスの計測を行う
    ことを特徴とする細胞培養装置。
  10. 　請求項９において、
    　活動電位計測装置を備え、
    　前記細胞の生育状況の把握検査のために、前記インピーダンス計測装置により前記細胞組織の高周波インピーダンスを計測し、
    　前記第１の閾値以上の場合は、前記細胞の活動電位を計測する
    ことを特徴とする細胞培養装置。
  11. 　請求項８において、
    　前記細胞の生育状況の把握検査のために、前記インピーダンス計測装置により前記細胞組織の高周波インピーダンスを計測し、
    　前記第１の閾値以上の場合は、前記細胞・組織形態計測装置による前記組織形状の計測を行う
    ことを特徴とする細胞培養装置。
  12. 　請求項８において、
    　ユーザインタフェースとして機能し、前記複数段階の検査に関して、前記各検査の少なくとも１つの測定対象及び前記測位結果を表示するディスプレイを備えていることを特徴とする細胞培養装置。
  13. 　細胞組織検査システムにより細胞の組織を非侵襲的に検査する方法であって、
    　前記細胞組織検査システムは、
    　前記検査に用いる計測装置と、
    　該計測装置を用いた測定対象の細胞組織の検査を制御する品質検査ユニットと、
    　前記検査に関する情報を保持するデータベースとを備え、
    　前記複数段階の検査は、細胞の生育状況の把握、及び組織形状の計測を含み、
    　前記細胞の生育状況の把握検査のために、前記測定対象の細胞組織のインピーダンスを計測し、
    　該計測結果と所定の第１の閾値との比較判定を行い、前記第１の閾値以上の場合と該閾値に満たない場合とで、次の検査の内容を変更する
    ことを特徴とする細胞組織検査方法。
  14. 　請求項１３において、
    　前記計測結果が前記第１の閾値以上の場合は、前記細胞の組織形状もしくは前記細胞の機能を計測し、
    　前記第１の閾値に満たない場合は、前記測定対象の細胞組織の培養を継続した後再度前記測定対象の細胞組織のインピーダンスの計測、及び前記比較判定を行う
    ことを特徴とする細胞組織検査方法。
  15. 　請求項１３において、
    　前記計測結果が前記第１の閾値以上の場合は、前記細胞の活動電位を計測し、
    　前記第１の閾値に満たない場合は、前記測定対象の細胞組織の培養を継続した後再度前記測定対象の細胞組織のインピーダンスの計測、及び前記比較判定を行うことを特徴とする細胞組織検査方法。
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