WO2016013069A1 - 細胞培養装置、細胞培養システム、及び細胞培養方法 - Google Patents

細胞培養装置、細胞培養システム、及び細胞培養方法 Download PDF

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culture
culture container
cell culture
holding part
cell
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広斌 周
貴之 野崎
明子 久田
由美子 五十嵐
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株式会社日立製作所
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    • 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
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
    • 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
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
    • C12M1/02—Apparatus for enzymology or microbiology with agitation means; with heat exchange means
    • 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
    • C12M3/00—Tissue, human, animal or plant cell, or virus culture apparatus

Definitions

  • the present invention relates to a cell culture technique.
  • Patent Documents 1 and 2 propose an apparatus for exchanging a plurality of culture vessels using a robot mechanism.
  • an apparatus for exchanging the medium in the culture container and adding the reagent by automatically opening and closing the opening / closing lid of the target culture container has been proposed.
  • Patent Documents 1 and 2 have problems such as a complicated structure, a large installation area, and high cost. Furthermore, when carrying out cell culture in a large number of culture vessels in a large culture space, there is a large variation in temperature, humidity, and gas distribution in the culture space, so the uniformity of the cultured cells is a problem.
  • An object of the present invention is to provide a cell culturing apparatus, a system, and a cell culturing method using the cell culturing apparatus and system capable of culturing cells in a large number of culture vessels in a uniform culture environment.
  • a first culture container holding part and a second culture container holding part capable of holding a plurality of culture containers for culturing cells, a first culture container holding part and a second culture container
  • a cell culture system comprising a space for uniformizing the culture temperature, humidity, and gas concentration of a holding part, and a moving mechanism for moving the culture container in a one-way path.
  • the first culture container holding part and the second culture container holding part can hold the culture container stationary in an environment suitable for cell culture.
  • the moving mechanism can move the culture container inside the first culture container holding part and the second culture container holding part, and can take out the culture container from the culture container holding part.
  • the moving mechanism can move the culture container outside the first culture container holding part and the second culture container holding part, and can move the culture container to the position of various processing apparatuses.
  • a culture container can be returned to a culture container holding part.
  • Another aspect of the present invention provides a first culture container holder having a mechanism for holding a plurality of culture containers for culturing cells in the height direction, and a mechanism for holding a plurality of culture containers for culturing cells in the height direction. It is a cell culture apparatus provided with the 2nd culture container holding part which has.
  • the culture vessels held in the first and second culture vessel holders are taken out of the first and second culture vessel holders at the time of cell observation and medium exchange, and again after completion of the work, the first and second culture vessels. It will be returned to the holding part.
  • the bottom culture container is extracted from among the culture containers held in the first culture container holding part, and the other culture containers held in the first culture container holding part are moved downward.
  • a second actuator for moving the other culture container held in the second culture container holding part upward, and the uppermost culture container among the culture containers held in the second culture container holding part And a third actuator that is inserted into the first culture container holding part.
  • Another aspect of the present invention is to divide a culture vessel for culturing cells into a first assembly and a second assembly that are stacked in the height direction and hold them in a cell culture environment.
  • a cell culture method in which a container is held stationary in a cell culture environment. In this method, when observing cells in the culture vessel or exchanging the medium, the operation is performed according to the following procedure.
  • One culture container of the first set is extracted and loaded on the first transport mechanism, and the culture container positioned above the extracted culture container of the first set is moved downward by gravity or the like. Move to.
  • the removed culture vessel is moved to the position of the facility for observation of cells or replacement of the medium by the first transport mechanism.
  • Separate and independent carts may be used for the first transport mechanism and the second transport mechanism.
  • a 1st conveyance mechanism and a 2nd conveyance mechanism may use a series of belt conveyors.
  • a medium exchange unit that opens and closes the lid of the culture container and discharges and injects the medium into the culture container. It is also desirable to provide a method for culturing a plurality of culture vessels in a uniform culture environment in a space where the culture temperature, humidity, and gas concentration are made uniform.
  • a large number of culture containers can be installed in a small size, and efficient cell observation and medium exchange can be performed.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of a cell culture system according to Example 1.
  • FIG. FIG. 3 is a perspective view illustrating a configuration example of a one-way path of the culture container according to the first embodiment. It is a side view which shows the principle which takes out the culture container which concerns on Example 1 from a holding
  • FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining the overall movement of the culture vessel according to Example 1. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
  • FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of the overall appearance of a cell culture system according to Example 1.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a control system configuration of the automatic medium changer according to Example 1.
  • FIG. 6 is a perspective view showing one configuration example of a cell culture system according to Example 2.
  • a first culture container holding unit in which a plurality of culture containers having a lid are arranged, a second culture container holding unit, a moving mechanism for moving the culture container, an observation unit for observing cells, a culture It is an Example of a culture system provided with the culture medium exchange unit which hold
  • 1 is a first culture container holding part
  • 2 is a second culture container holding part
  • 3 is a stirring space between the first culture container holding part 1 and the second culture container holding part 2.
  • 3A is a stirring fan above the stirring space
  • 3B is a stirring fan below the stirring space 3.
  • the first culture vessel holding unit 1 and the second culture vessel holding unit 2 are arranged so as to have long sides in a direction substantially perpendicular to the floor surface 100, and together with the stirring space 3, the housing 101.
  • most of the housing is made of a transparent member such as glass so that the inside can be confirmed.
  • a plurality of culture containers 4 are stacked in the long side direction of the first culture container holding part 1 and the second culture container holding part 2, and a gap 5 is formed by attaching a spacer 4A between the culture containers.
  • the culture vessel 4 and the spacer 4A are moved as a set.
  • a leg or the like to be the spacer 4A may be attached to the lower part of a commercially available culture vessel.
  • the culture container 4 Since the long sides of the first culture container holding part 1 and the second culture container holding part 2 are substantially perpendicular to the floor surface, the culture container 4 is stacked in the gravity direction or the height direction. Thus, by holding the culture vessel, a large amount of the culture vessel can be handled with a small ground contact area. Further, by storing the culture vessel 4 in the casing 101 and controlling the internal environment, cell culture can be stably performed.
  • 6 is an actuator for taking out the set of the culture vessel 4 and the spacer 4A from the first culture vessel holding unit 1, and 6A is an arm of the actuator 6 (in FIG. 1, the actuator 6 is not visible inside the apparatus).
  • 7 is an actuator for storing the set of the culture vessel 4 and the spacer 4A in the second culture vessel holding part, and 7A is an arm of the actuator 7. Since it is desirable that the inside of the housing 101 is clean and the temperature and humidity are constant, it is desirable that the housing is sealed with an opening / closing door or the like except when the actuators 6 and 7 are operated.
  • the arm 8 is an actuator that moves the arm 8A to the floor surface 100 in a substantially horizontal direction and moves the culture vessel 4 from the second culture vessel holder 2 to the first culture vessel holder 1.
  • 9 is a belt conveyor for moving the culture vessel 4 to the floor surface 100 in a substantially horizontal plane
  • 10 is an observation unit equipped with a camera, a microscope, and the like
  • 11 is a medium exchange unit.
  • the medium exchange unit 11 is for exchanging the medium in the culture container 4 conveyed by the belt conveyor 9.
  • the arm 12 of the medium exchange unit 11 can open and close the lid of the culture vessel 4, and the arm 13 can raise and lower the medium exchange nozzle 14.
  • 15 is a liquid feed pump
  • 16 is a drainage pump
  • 17 is a culture medium bottle
  • 18 is a drainage bottle
  • 19 is a flow path tube
  • 20 is a weight sensor.
  • the cell culture system of the present embodiment includes a first culture container holding unit 1 in which a large number of culture vessels 4 are arranged, a second culture container holding unit 2, temperatures of the holding unit and the stirring space 3, humidity, and mixed gas (for example, 5% CO 2 + air) is kept constant.
  • mixed gas For example, 5% CO 2 + air
  • the weight sensor 20 is used for evaluating the amount of liquid drained and the amount of liquid fed in the culture vessel 4.
  • FIG. 2 shows a flow during cultivation of the culture vessel 4 in the cell culture system of this example.
  • the apparatus configuration in FIG. 2 is the same as the configuration in FIG.
  • the culture vessel 4 flows in the order of point A, point B, point C, point D, point E, point F, point G, point H, point I, and point A, and performs automatic observation, medium exchange, and culture.
  • the actuator arm 6 ⁇ / b> A is raised and the lowermost culture container 4 and spacer 4 ⁇ / b> A set is taken out from the first culture container holder 1 ( A point). Thereafter, the set of the culture vessel 4 and the spacer 4A is placed on the belt conveyor 9 and moved to the position of the observation unit 10 (point B). Therefore, the cells are observed.
  • the culture vessel indicated by the arrow moves to point C, and the lid of the culture vessel 4 is lifted by the arm 12 of the medium exchange unit. Thereafter, the culture container moves to point D, the arm 13 of the medium exchange unit 11 is lowered, and the nozzle 14 attached to the tip is inserted into the culture container 4. After the old medium in the culture container 4 is discharged to the medium bottle 18 using the pump 16 and the flow channel tube 19, a new medium is supplied from the medium bottle 17 to the culture container 4 by the pump 15.
  • the weight sensor 20 is used for evaluating the amount of liquid drained and the amount of liquid fed in the culture vessel 4. At this time, if a tilting mechanism for tilting the culture vessel 4 is provided in conjunction with the arm 12 for opening the lid, medium exchange is facilitated.
  • the culture container 4 is moved to the point E by the belt conveyor 9 and the arm 12 of the culture medium exchange unit is located above the point E. Extend and return the lid to the culture vessel 4.
  • the set of the culture vessel 4 and the spacer 4A is moved under the second culture vessel holding part 2 (point G) via the point F.
  • the set of the culture vessel 4 and the spacer 4A is stored in the second culture vessel holding unit 2 by the actuator arm 7A.
  • the culture container 4 in the second culture container holding part 2 is moved up from the bottom in order, and can be moved to the first culture container holding part 1 by the actuator 8 at the top.
  • the series of flows described above are repeated, and cell observation and medium exchange of each culture vessel are performed through one path. As described above, in this embodiment, a one-way path is circulated.
  • the culture vessels become stationary at the first and second culture vessel holders, and cell culture proceeds.
  • the culture vessel moves up and down in the first and second culture vessel holding sections.
  • the culture container on it is lowered by gravity.
  • the other culture container is pushed up by inserting the culture container from the bottom with an actuator.
  • the culture container can include both a culture container that actually stores cultured cells and a dummy culture container that does not store cultured cells. When a dummy culture vessel is used, the amount of cells to be cultured can be arbitrarily determined.
  • the movement between the first and second culture vessel holders is performed on the floor 100 in a substantially horizontal plane.
  • the uppermost culture container of the second culture container holding part 2 is in the horizontal direction. Move to the top of 1.
  • the first culture container holding unit 1 is preferably in a state where only the space of the uppermost culture container is empty (see FIG. 3B).
  • a damper or other actuator may be used to reduce the impact of dropping.
  • FIG. 3A is a lateral view showing the principle of taking out the culture vessel 4 from the holding part.
  • 1A in the figure is a stopper for stopping the set of the culture vessel 4 and the spacer 4A.
  • the culture vessel 4 and the spacer 4A are held by the first culture vessel holding part 1 by inserting the stopper 1A downward (3-1).
  • the actuator arm 6A is lowered while holding the culture vessel “1”, and when the next culture vessel “2” and the spacer set are lowered to the position of the stopper 1A, the stopper 1A is closed. As a result, the lowermost culture container “1” and the set of spacers are taken out from the first culture container holding part 1, and the remaining culture containers “2” and “3” and the set of spacers are placed in the first culture container holding part 1. Is held (3-3).
  • the removed culture container “1” and the spacer set are placed on the belt conveyor 9 and moved to the position of the observation unit 10 or the medium exchange unit 11 (3-4).
  • the operating principle for storing the culture vessel 4 in the second culture vessel holding unit 2 is opposite to the above-described operating principle, and the description thereof is omitted.
  • FIG. 3B is a lateral view showing a state where the culture vessel 4 is moved from the second culture vessel holding unit 2 to the first culture vessel holding unit 1.
  • the uppermost culture container 4 of the second culture container holding unit 2 is moved to the uppermost part of the first culture container holding unit 1 by the actuator 8 and the actuator arm 8A.
  • the bottom surface of the uppermost culture vessel 4 of the second culture vessel holding unit 2 (the bottom surface of the spacer when there is a spacer 4A) and the upper surface of the uppermost culture vessel 4 of the first culture vessel holding unit 1 are: It is desirable to be on the same horizontal plane.
  • FIG. 3C is a conceptual diagram showing the movement of the culture vessel 4 in the first culture vessel holding unit 1 and the second culture vessel holding unit 2.
  • the culture vessel 4 is given numbers and alphabetic symbols for identification. For simplicity, six culture vessels are stored.
  • (1) is a state during cell culture, and the culture vessel 4 is stationary.
  • (2) is where the medium exchange or the movement of the culture container for cell observation has started.
  • the actuator arm 6A is raised and the # 1 culture container of the first culture container holding part 1 is taken out.
  • the taken-out # 1 culture container is moved by the belt conveyor 9.
  • the uppermost # 7 culture vessel of the second culture vessel holder 2 is moved to the first culture vessel holder 1 by the actuator arm 8A. Details of this operation are described in FIG. 3B.
  • the first culture container holding unit 1 is in a state where only the uppermost culture container is not contained. That is, in (4), if the # 6 culture vessel is not provided, the # 7 culture vessel drops due to the height of the culture vessel, which is not preferable. For this purpose, it is desirable not to take out two or more culture containers 4 from the first culture container holding part 1 at the same time.
  • the processed #D culture vessel is carried by the belt conveyor 9.
  • the #D culture vessel that has been transported is raised by the actuator arm 4A and stored in the first culture vessel holding unit 1.
  • the first culture container holding unit 1 needs to have at least one space for the culture container.
  • FIG. 4 shows the external appearance of the overall configuration of the cell culture system of this example.
  • 21 is a clean space.
  • a cleanness control unit 22 for setting the environment of the clean space 21, there are a cleanness control unit 22, a temperature control unit 23, and the like. Furthermore, functions for humidity control and gas concentration control may be provided.
  • Reference numeral 24 denotes a control unit of the cell culture system.
  • FIG. 5 is a block diagram showing an example of the configuration of the control system of the automatic medium changer of this example.
  • the control unit 24 includes a normal central processing unit (CPU), a storage unit, an input / output interface unit, and the like, and includes a personal computer (PC) and a server.
  • the control unit 24 may share work or share information with other servers via a network. The operator can make various settings from the control terminal 405.
  • the control unit 24 controls the observation position adjusting motor 400 of the observation unit 10 described above, the arm raising / lowering mechanism motor 401 of the culture medium exchange unit 11, the driving motor 402 of the belt conveyor 9, the weight sensor 20, the liquid feeding pump 15, the drainage pump.
  • the liquid pump 16 and the like are controlled.
  • an observation image 403 of the observation unit 10 is input and transmitted to a server (not shown) within the control terminal 24 or via a network, and image processing is executed by various image processing software.
  • the culture container holding unit control unit 404 finely controls the environment in the culture container holding unit. For this purpose, the temperature, humidity, gas concentration, etc. in the housing 101 are controlled. For example, the gas concentration is maintained at 5% carbon dioxide. Also, the upper stirring fan 3A and the lower stirring fan 3B are controlled.
  • the cleanliness control unit 22 and the temperature control unit 23 control the environment of the normal space 21 shown in FIG.
  • the actuators 7 and 8 for moving the culture vessel are also controlled. Under the control of the control unit 24, the culture vessel 4 is moved as shown in FIG. 3C.
  • the members constituting the above-mentioned culture vessel holding part, jig members, etc., and the rotating shaft members driven by various motors are resistant to high humidity such as aluminum, stainless steel, resin, etc. It is desirable to use a material that can be sterilized. Thereby, the inside of the apparatus can be sterilized such as hydrogen peroxide mist, and can be applied to physics and chemistry applications and regenerative medicine applications.
  • Example 1 a large number of culture vessels can be installed with a small size and easy control.
  • cell observation and medium exchange can be performed with high efficiency by moving the culture vessels along the path, and the culture environment is uniform. Can realize stable quality cell culture.
  • cultivation by the conventional manual labor can be utilized, versatility is high.
  • exchange can be reduced by implementing culture medium replacement
  • a cell-containing solution can be introduced by introducing a solution containing cells into the flow tube by switching the electromagnetic valve.
  • the example in which the culture medium is sequentially replaced for all the culture containers has been described.
  • a 6-well rectangular culture vessel was used as an example, but the same principle can be applied to culture vessels of other shapes.
  • the lid opening configuration of the present embodiment it is possible to use a commercially available normal culture container and lid, so that there is no need for single processing such as sterilization of the lid.
  • the case where the drainage and the liquid supply flow channel tube 19 are not cleaned during the medium exchange has been described.
  • the cleaning distilled water, physiological saline, or the like is switched by switching the electromagnetic valve. It is also possible to introduce the tube into the tube for cleaning treatment.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of the cell culture system according to the second embodiment.
  • the first culture unit 25, the second culture unit 26, the third culture unit 27, the fourth culture unit 28, and the parts other than the motor for rotating the culture unit have the same configuration as in the first embodiment. The description is omitted here.
  • the cell culture system of the present example further includes a number of culture units.
  • FIG. 6 In the configuration of FIG. 6, four cell units 25 to 28 are mounted on one rotatable stage.
  • the stage of the culture unit rotates as indicated by an arrow 29, and the culture units 26, 27, and 28 are switched to the position of the culture unit 25.
  • the culture containers 4 in the culture units 26, 27, and 28 are transported to the positions of the observation unit 10 and the medium exchange unit 11, and cell observation and medium exchange of the culture containers can be performed.
  • a large number of culture containers can be installed with small size and easy control, and cell observation and medium exchange can be performed with high efficiency by moving the culture container on one path.
  • By arranging the culture containers in a plurality of culture units in a distributed manner it is possible to reduce environmental changes during medium replacement compared to the case where a large number of culture containers are arranged in one culture unit. That is, when a large number of culture containers are arranged in one culture unit, the time during which the culture unit is broken is increased due to the insertion and removal of the culture container, and the environment changes greatly. By distributing and arranging in a plurality of culture units, higher quality cell culture can be realized.
  • the number of culture units may be other than the four shown in FIG. Three or five configurations are also conceivable.
  • a plurality of stages on which a plurality of culture units are mounted may be provided.
  • the third embodiment is a cell culture method using the cell culture system described above.
  • a culture vessel for culturing cells is divided into a first assembly and a second assembly that are stacked in the height direction and held in the cell culture environment. Keep stationary in the environment.
  • the following procedure is performed.
  • the removed culture vessel is moved to the position of the facility for observation of cells or replacement of the medium by the first transport mechanism.
  • the culture medium is exchanged using a culture medium exchange unit that moves a number of culture containers by one path and sequentially observes the cells and discharges and injects the culture medium into the culture containers.
  • a culture medium exchange unit that moves a number of culture containers by one path and sequentially observes the cells and discharges and injects the culture medium into the culture containers.
  • the cell culture method of this example has mechanisms such as automatic cell seeding, automatic medium exchange, and automatic observation, and can manage more uniform culture quality.
  • the present invention can be applied to various cell culture fields, particularly in the field of mass production of cells.

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Abstract

　同時培養の多数の培養容器の細胞観察や培地交換を簡単、且つ低コストで実施できる細胞培養システムを提供する。このため、細胞培養システムにおいて、細胞を培養する培養容器を複数保持可能な第一培養容器保持部及び第二培養容器保持部と、第一培養容器保持部及び第二培養容器保持部の培養温度、湿度、ガス濃度を均一化する空間と、培養容器を一方経路に移動させる移動機構を備える。

Description

細胞培養装置、細胞培養システム、及び細胞培養方法
　本発明は、細胞培養技術に関する。
　従来、種々の細胞（浮遊系細胞、接着性細胞）の培養では、栄養分が含まれる培地の交換が定期的に行われている。特に、代謝の速い細胞の培養では、高頻度に培地交換する必要がある。
　従来、このような培地交換を含む細胞培養操作は、熟練オペレーターによりピペットを用いて行なわれていた。しかし、同時に多数の培養容器で細胞培養を行う場合は、大変な労力が必要となる問題があった。最近、培地交換作業や培養作業向けの自動化システムの開発が盛んで行なわれている。
　特許文献１、２には、ロボット機構によって複数の培養容器の培地交換を実施する装置が提案されている。また、対象培養容器の開閉蓋を自動的に開閉させることで、培養容器内の培地交換や試薬添加を実施する装置が提案されている。
特開２００７－２４５７６号公報 特開平８－０００２５４号公報
　しかしながら、特許文献１、２に記載されている搬送機構、培地交換機構では構造が複雑、設置面積が大、高コストなどの課題があった。さらに、大きい培養空間において、多数の培養容器の細胞培養を実施する際、培養空間の温度、湿度、ガス分布のバラツキが大きいため、培養細胞の均一性が課題である。
　本発明の目的は、均一の培養環境下において多数の培養容器の細胞培養を実施できる細胞培養装置、システム、それを用いた細胞培養方法を提供することである。
　上記の目的を達成するため、本発明においては、細胞を培養する培養容器を複数保持可能な第一培養容器保持部及び第二培養容器保持部と、第一培養容器保持部及び第二培養容器保持部の培養温度、湿度、ガス濃度を均一化する空間と、培養容器を一方向経路に移動させる移動機構を備えることを特徴とする細胞培養システムを提供する。
　第一培養容器保持部及び第二培養容器保持部は、細胞培養に適した環境下で、培養容器を静止して保持可能である。また、移動機構は第一培養容器保持部及び第二培養容器保持部の内部で培養容器を移動可能であり、培養容器保持部から培養容器を取り出すことができる。また、移動機構は第一培養容器保持部及び第二培養容器保持部の外部で培養容器を移動可能であり、種々の処理装置の位置へ培養容器を移動させることができる。また、培養容器保持部へ培養容器を戻すことができる。
　本発明の他の側面は、細胞を培養する培養容器を、高さ方向に複数保持する機構を有する第一培養容器保持部と、細胞を培養する培養容器を、高さ方向に複数保持する機構を有する第二培養容器保持部とを備える細胞培養装置である。
　第一及び第二培養容器保持部に保持されている培養容器は、細胞観察や培地交換の際には第一及び第二培養容器保持部から取り出し、作業終了後に再び第一及び第二培養容器保持部に戻すことになる。
　このため、第一培養容器保持部に保持されている培養容器のうち、一番下の培養容器を抽出し、第一培養容器保持部に保持されている他の培養容器を下に向かって移動させる第一アクチュエータと、第一アクチュエータで抽出された培養容器を、第二培養容器保持部の下まで移動させる搬送機構と、移動された培養容器を、第二培養容器保持部に下から挿入し、第二培養容器保持部に保持されている他の培養容器を上に向かって移動させる第二アクチュエータと、第二培養容器保持部に保持されている培養容器のうち、一番上の培養容器を移動させ、第一培養容器保持部に挿入する第三アクチュエータを備える。
　本発明の他の側面は、細胞を培養する培養容器を高さ方向に積層した第一の集合と第二の集合に分けて細胞培養環境内に保持し、細胞を培養する際には、培養容器を細胞培養環境内で静止して保持する細胞培養方法である。この方法において、培養容器内の細胞の観察、あるいは、培地の交換等の作業の際には、以下の手順で作業を行う。
　１）第一の集合のうちの一つの培養容器を抽出して第一の搬送機構に積載するとともに、第一の集合のうち抽出した培養容器より上に位置する培養容器を重力等により下方向に移動させる。
　２）取り出した培養容器を第一の搬送機構で細胞の観察、あるいは、培地の交換のための設備の位置まで移動させる。
　３）細胞の観察、あるいは、培地の交換が終了した培養容器を、第二の搬送機構で第二の集合の位置まで移動させる。
　４）移動された培養容器を、第二の集合に挿入するとともに、第二の集合のうち挿入した培養容器より上に位置する培養容器を上方向に移動させる。
　５）第二の集合の一番上の培養容器を横方向に移動させ、第一の集合の一番上の位置に挿入する。
　第一の搬送機構と第二の搬送機構は、別々の独立した台車等を用いてもよい。あるいは、第一の搬送機構と第二の搬送機構は、一連のベルトコンベア等を用いてもよい。
　また、培養容器の蓋を開閉させ、培養容器への培地排出・注入を行う培地交換ユニットを用いて、培地交換を行うことが望ましい。また、培養温度、湿度、ガス濃度を均一化する空間において、複数の培養容器を一様な培養環境での細胞培養方法を提供することが望ましい。
　本発明によれば、小型で多数の培養容器が設置可能で、効率のよい細胞観察や培地交換が可能となる。
実施例１に係る細胞培養システムの一構成例を示す斜視図である。 実施例１に係る培養容器の一方通行経路の一構成例を示す斜視図である。 実施例１に係る培養容器を保持部から取り出す原理を示す横面図である。 実施例１に係る培養容器を保持部間で動かす原理を示す横面図である。 実施例１に係る培養容器の全体の動きを説明する概念図である。 実施例１に係る細胞培養システム全体外観の一構成例を示す斜視図である。 実施例１に係る自動培地交換装置の制御系構成を示すブロック図である。 実施例２に係る細胞培養システムの一構成例を示す斜視図である。
　以下、本発明の種々の実施例を図面に従い説明する。ただし、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。本発明の思想ないし趣旨から逸脱しない範囲で、その具体的構成を変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。なお、各実施例に対応する図面において、同一構成物は同一の数番を付し、重複する説明は省略することがある。
　図面等において示す各構成の位置、大きさ、形状、範囲などは、発明の理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、形状、範囲などを表していない場合がある。このため、本発明は、必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、形状、範囲などに限定されない。
　本明細書等における「第１」、「第２」、「第３」などの表記は、構成要素を識別するために付するものであり、必ずしも、数または順序を限定するものではない。
　本明細書で引用した刊行物、特許および特許出願等は、そのまま本明細書の説明の一部を構成する。
　図１に基づいて、第１の実施例に係る自動培地交換装置の一構成例を説明する。本実施例は、蓋を有する複数の培養容器が配置される第一培養容器保持部と、第二培養容器保持部と、培養容器を移動させる移動機構と、細胞を観察する観察ユニットと、培養容器の蓋を開閉可能に保持する培地交換ユニットとを備える培養システムの実施例である。
　同図において、１は第一培養容器保持部、２は第二培養容器保持部、３は第一培養容器保持部１及び第二培養容器保持部２の間にある撹拌空間である。３Ａは撹拌空間３上部の撹拌ファン、３Ｂは撹拌空間３下部の撹拌ファンである。
　本実施例において、第一培養容器保持部１及び第二培養容器保持部２は、床面１００に対して略垂直方向に長辺を持つように配置されており、撹拌空間３とともに、筐体１０１に格納されている。図１の例では、内部が確認できるように、筐体の大部分はガラスなど透明の部材で構成されている。
　複数の培養容器４が第一培養容器保持部１及び第二培養容器保持部２の長辺方向に積層して配置され、それぞれ培養容器間にスペーサ４Ａを装着することにより隙間５を形成する。ここで培養容器４とスペーサ４Ａはセットで移動するようになっている。このためには、例えば、市販の培養容器の下部に、スペーサ４Ａとなる脚部等を取り付ければよい。
　第一培養容器保持部１及び第二培養容器保持部２の長辺は床面に略垂直なので、培養容器４は重力方向あるいは高さ方向に積層されることになる。このように、培養容器を保持することにより、小さな接地面積で多量の培養容器を扱うことができる。また、培養容器４を筐体１０１に格納し、内部の環境を制御することにより、安定して細胞培養が可能となる。
　６は第一培養容器保持部１から培養容器４とスペーサ４Ａのセットを取り出すアクチュエータ、６Ａはアクチュエータ６のアームである（図１ではアクチュエータ６は装置内部にあり見えない）。
　７は第二培養容器保持部に培養容器４とスペーサ４Ａのセットを格納するアクチュエータ、７Ａはアクチュエータ７のアームである。筐体１０１の内部は清浄かつ温度・湿度は一定が望ましいので、アクチュエータ6、７が動作するとき以外は、筐体は開閉扉などにより封止されることが望ましい。
　８はアーム８Ａを床面１００に略水平方向に動かし、第二培養容器保持部２から第一培養容器保持部１に培養容器４を移動させるアクチュエータである。
　９は培養容器４を床面１００に略水平面内で移動させるベルトコンベア、１０はカメラや顕微鏡等を備えた観察ユニット、１１は培地交換ユニットである。
　培地交換ユニット１１は、ベルトコンベア９によって搬送されてくる培養容器４の中の培地を、交換するためのものである。培地交換ユニット１１のアーム１２は培養容器４の蓋を開閉でき、アーム１３は培地交換用のノズル１４を昇降できる。１５は送液ポンプ、１６は排液ポンプ、１７は培地ボトル、１８は排液ボトル、１９は流路チューブ、２０は重量センサである。
　なお、本明細書で水平、垂直の語は、装置の幾何学的形状を説明するために用いるものであって、厳密に角度を限定する趣旨ではない。
　本実施例の細胞培養システムは、多数の培養容器４が配置される第一培養容器保持部１と、第二培養容器保持部２と、保持部と撹拌空間３の温度、湿度及び混合ガス（例えば５％ＣＯ２＋空気）を一定に維持する構成を備える。また、ポンプ１６と流路チューブ１９を用いて培養容器４内の古い培地を培地ボトル１８に排出した後、培地ボトル１７から新しい培地を培養容器４に供給する構成を備える。培養容器４の培地の排液量と送液量の評価には重量センサ２０を用いる。
　図２は、本実施例の細胞培養システムにおける培養容器４の培養時の流れを示す。図２の装置構成は図１の構成と同じである。培養容器４はＡ点、Ｂ点、Ｃ点、Ｄ点、Ｅ点、Ｆ点、Ｇ点、Ｈ点、Ｉ点、Ａ点の順に流れて自動観察、培地交換、培養を実施する。
　以下、図１と図２を用いて本実施例の細胞培養システムにおける細胞観察、培地交換の動作原理を順次説明する。
　本実施例の細胞培養システムでは、まず、図１と図２に示すように、アクチュエータアーム６Ａは上昇して第一培養容器保持部１から最下の培養容器４とスペーサ４Ａのセットを取り出す（Ａ点）。その後、培養容器４とスペーサ４Ａのセットはベルトコンベア９に乗せられ観察ユニット１０の位置（Ｂ点）に移動する。そこで細胞の観察を実施する。
　次に、矢印で示す培養容器はＣ点に移動し、培地交換ユニットのアーム１２により培養容器４の蓋が持ち上げられる。その後、培養容器はＤ点に移動し、培地交換ユニット１１のアーム１３が降下し、先端に付いているノズル１４が培養容器４内に挿入される。ポンプ１６と流路チューブ１９を用いて培養容器４内の古い培地を培地ボトル１８に排出した後、ポンプ１５により培地ボトル１７から新しい培地を培養容器４に供給する。培養容器４の培地の排液量と送液量の評価には重量センサ２０を用いる。このとき、蓋開けのためのアーム１２と連動し、培養容器４を傾斜させる傾斜機構を設けると、培地交換が容易になる。
　さらに、培養容器４の蓋を開けたままの状態で培地交換ユニット１１において、培地交換実施後、培養容器４はベルトコンベア９によりＥ点に移動し、培地交換ユニットのアーム１２がＥ点上部に伸びて培養容器４に蓋を戻す。
　続いて、培養容器４とスペーサ４ＡのセットはＦ点を経由し、第二培養容器保持部２の下（Ｇ点）に移動される。培養容器４とスペーサ４Ａのセットはアクチュエータアーム７Ａによって第二培養容器保持部２に格納される。第二培養容器保持部２にある培養容器４は、下から上に順番に上がってゆき、最上部でアクチュエータ８により第一培養容器保持部１に移動できる。さらに、上述した一連の流れを繰り返して、一方経路にて各培養容器の細胞観察や培地交換を実施する。以上のように、本実施例で一方向の経路が循環するように構成されている。
　すべての培養容器の観察、培地交換などの作業が終了すると、培養容器は第一および第二培養容器保持部にて静止状態となり、細胞培養が進行する。
　本実施例では、第一及び第二の培養容器保持部においては、培養容器は上下移動する。第一培養容器保持部では一番下の培養容器を取り出すことにより、その上にある培養容器は重力によって下に下がる。このとき、アクチュエータを使って下に押しさげてもよい。また、第一培養容器保持部では、一番下から培養容器をアクチュエータで挿入することにより、他の培養容器は上に押し上げられる。培養容器は、実際に培養細胞を格納する培養容器と、培養細胞を格納しないダミーの培養容器の両者を含むことができる。ダミーの培養容器を用いると、培養する細胞の量を任意に決めることができる。
　第一及び第二の培養容器保持部の間の移動は、床面１００に略水平面内で行われる。第二培養容器保持部２の最上部から第一培養容器保持部１の最上部への移動では、第二培養容器保持部２の一番上の培養容器は水平方向に第一培養容器保持部１の上部へ移動する。このとき、第一培養容器保持部１は、一番上の培養容器のスペースのみ空いている状態が望ましい（図３Ｂ参照）。培養容器のスペースが複数空いている場合は、重力で第一培養容器保持部内に落とし込まれることになる。この場合には、落下の衝撃を和らげるために、ダンパや他のアクチュエータを用いてもよい。
　図３Ａは培養容器４を保持部から取り出す原理を示す横面図である。
　以下、図３Ａを用いて本実施例の培養容器４とスペーサ４Ａのセットを第一培養容器保持部１から取り出す動作原理を説明する。
　図中の１Ａは培養容器４とスペーサ４Ａのセットを止めるストッパーである。取り出す前、培養容器４とスペーサ４Ａはストッパー１Ａを下に挿入することにより、第一培養容器保持部１に保持されている（３－１）。
　アクチュエータアーム６Ａは上昇して、スペーサ４Ａ底面に達すると、ストッパー１Ａが開き、培養容器「１」はアクチュエータアーム６Ａ上に保持される（３－２）。
　アクチュエータアーム６Ａは培養容器「１」を保持したまま降下し、次の培養容器「２」とスペーサセットがストッパー１Ａの位置に降下すると、ストッパー１Ａが閉じる。その結果、最下の培養容器「１」とスペーサのセットが第一培養容器保持部１から取り出され、残りの培養容器「２」「３」とスペーサのセットは第一培養容器保持部１に保持される（３－３）。
　取り出された培養容器「１」とスペーサセットはベルトコンベア９に乗せられ、観察ユニット１０や、培地交換ユニット１１の位置に移動される（３－４）。
　また、培養容器４を第二培養容器保持部２へ格納する動作原理は上記取り出す動作原理と逆となり、説明を省略する。
　図３Ｂは、第二培養容器保持部２から第一培養容器保持部１へ、培養容器４を移動させる様子を示す横面図である。第二培養容器保持部２の最上部の培養容器４が、アクチュエータ８とアクチュエータアーム８Ａによって、第一培養容器保持部１の最上部に移動される。このとき、第二培養容器保持部２の最上部の培養容器４の底面（スペーサ４Ａがある場合はスペーサの底面）と、第一培養容器保持部１の最上部の培養容器４の上面は、同一水平面上にあることが望ましい。
　図３Ｃは、第一培養容器保持部１と第二培養容器保持部２の中の、培養容器４の動きを示す概念図である。培養容器４には識別のために数字とアルファベットの記号が付してある。簡単のために、格納される培養容器は６個づつとしている。
　（１）は細胞培養中の状態であり、培養容器４は静止している。
　（２）は培地交換あるいは、細胞観察のための培養容器の移動が開始したところである。アクチュエータアーム６Ａが上昇し、第一培養容器保持部１の＃１の培養容器を取り出す。
　（３）は＃１の培養容器の取り出しに伴い、＃１～６の培養容器が下に移動するところである。（２）と（３）の動作の詳細は、図３Ａで説明した。
　（４）では取り出された＃１の培養容器が、ベルトコンベア９により移動される。また、第二培養容器保持部２の最上部の＃７の培養容器が第一培養容器保持部１へ、アクチュエータアーム８Ａにより移動される。この動作の詳細は図３Ｂで説明した。このとき、第一培養容器保持部１では、一番上の培養容器のみが入っていない状態であることが望ましい。すなわち（４）で、＃６の培養容器がないと、＃７の培養容器は培養容器の高さ分落下することになるので、好ましくない。このためには、第一培養容器保持部１から培養容器４を同時に２つ以上取り出さないことが望ましい。
　（５）では、処理の終わった＃Dの培養容器がベルトコンベア９により運ばれてくる。
　（６）では、運ばれてきた＃Dの培養容器が、アクチュエータアーム４Ａで上昇し、第一培養容器保持部１へ格納される。このとき、当然であるが、第一培養容器保持部１には、培養容器一個分以上の空きがあることが必要である。
　さらに、第一培養容器保持部１、第二培養容器保持部２に必要な培養容器数が足りない場合、培養容器４とスペーサ４Ａの合計厚みと同様なダミーを入れれば、前述の培養容器の第一培養容器保持部１から取り出しと第二培養容器保持部２への格納は連続的に実施できる。
　図４は、本実施例の細胞培養システムの全体構成の外観を示す。２１は清浄空間である。清浄空間２１の環境設定のために、清浄度制御ユニット２２、温度制御ユニット２３等がある。さらに、湿度制御やガス濃度制御のための機能を備えていてもよい。２４は細胞培養システムの制御ユニットである。
　図５は、本実施例の自動培地交換装置の制御系の一構成例を示すブロック図である。制御ユニット２４は、通常の中央処理部（ＣＰＵ）や記憶部、入出力インタフェース部等を備え、パーソナルコンピュータ（ＰＣ)やサーバで構成される。制御ユニット２４はネットワークを介して、他のサーバと作業を分担あるいは情報を共有してもよい。作業者は制御端末４０５から種々の設定が可能となっている。
　制御ユニット２４により、先に説明した観察ユニット１０の観察用位置調整モータ４００、培地交換ユニット１１のアームの昇降機構モータ４０１、ベルトコンベア９の駆動モータ４０２、重量センサ２０、送液ポンプ１５、排液ポンプ１６等が制御される。更に、観察ユニット１０の観察画像４０３が入力され、制御端末２４内、或いはネットワークを介してサーバ（図示せず）に送信され、種々の画像処理用のソフトウェアにより画像処理が実行される。
　培養容器保持部制御ユニット４０４は、培養容器保持部内の環境をより細かく制御する。このために、筐体１０１内の温度、湿度、ガス濃度等の制御を行う。例えばガス濃度は二酸化炭素５％の濃度を維持する。また、上部攪拌ファン３Ａ、下部攪拌ファン３Ｂの制御も行う。
　また、清浄度制御ユニット２２、温度制御ユニット２３は、図４に示した正常空間２１の環境を制御する。また、培養容器を移動させるアクチュエータ７，８も制御される。制御ユニット２４の制御により、培養容器４は図３Ｃに示したように、移動される。
　本実施例の細胞培養システムにおいては、上述の培養容器保持部を構成する部材、治具部材等、また、各種モータにより駆動される回転軸部材等をアルミ、ステンレス、樹脂などの耐高湿度性、滅菌処理対応可能な材料を使用することが望ましい。それにより、装置内部を過酸化水素ミストなど滅菌対応とすることができ、理化学用途と再生医療用途に適用可能となる。
　以上詳述した実施例１によれば、小型かつ制御が簡単で多数の培養容器が設置可能で、一方経路の培養容器移動により高効率で細胞観察と培地交換が可能となり、さらに培養環境の均一化により安定品質の細胞培養を実現できる。また、従来の手作業による培養に用いていた細胞培養容器が利用可能なので、汎用性が高い。更に本実施例によれば、培養環境を変えずに短時間で培地交換を実施することにより、培地交換時のコンタミリスクを低減できる。
　本実施例では、細胞観察と培地交換の実施を説明したが、培地交換ユニット１１を利用し、電磁弁の切り替えで細胞を含む溶液を流路チューブに導入して、細胞播種も実施できる。
　なお、本実施例では、順次に全ての培養容器を培地交換する例を説明したが、所定の一つあるいは複数の培養容器の培地交換を実施することも可能である。培養容器の順番を予め設定すれば、自動培養装置が自動に培地交換を実施できる。
　重量センサ２０を使い、送液ポンプ１５の制御によってそれぞれの培養容器に、設定に応じて培地交換量を変えることも可能である。
　本実施例では、６ウェルの長方形の培養容器を例として挙げたが、同様の原理で他の形状の培養容器にも適用できる。また、本実施例の蓋開け構成の場合、市販の通常の培養容器、及び蓋を使用することが可能であるので、蓋の滅菌処理等の単独処理の必要がない。
　更に、本実施例では、培地交換の間、排液と送液流路チューブ１９の洗浄処理を行わない場合を説明したが、洗浄用蒸留水や生理食塩水などを電磁弁の切り替えで流路チューブに導入して洗浄処理することも可能である。
　第２の実施例として、多数の培養ユニットの細胞培養システムの実施例を説明する。
　図６は実施例２に係る細胞培養システムの一構成例を示す図である。同図において、第一培養ユニット２５、第二培養ユニット２６、第三培養ユニット２７、第四培養ユニット２８と培養ユニットを回転させるモータ以外の部分については実施例１と同様の構成を備えるので、ここでは説明を省略する。本実施例の細胞培養システムは、実施例１の細胞培養システムの機能に加え、さらに多数の培養ユニットを有する。
　図６を用いて、本実施例の装置の処理動作について説明する。培養ユニットに設置される培養容器の細胞観察と培地交換は、実施例１で述べた流れと同様である。
　図６の構成では、４個の細胞ユニット２５～２８が、回転可能な一つのステージの上に搭載されている。培養ユニット２５に設置する培養容器の作業が完了すると、培養ユニットのステージが矢印２９のように回転し、培養ユニット２６、２７、２８が培養ユニット２５の位置に入れ替わる。この結果、培養ユニット２６、２７、２８内の培養容器４を、観察ユニット１０と培地交換ユニット１１の位置まで搬送し、培養容器の細胞観察と培地交換が実施可能となる。
　本実施例によれば、小型かつ制御簡単で多数の培養容器が設置可能で、一方経路の培養容器移動により高効率で細胞観察と培地交換が可能である。複数の培養ユニットに培養容器を分散配置することにより、一つの培養ユニットに多数の培養容器を配置した場合に比べ、培地交換時の環境変化を小さくすることができる。すなわち、一つの培養ユニットに多数の培養容器を配置した場合、培養容器の出し入れのために、培養ユニットの封止が破られる時間が長くなり、環境の変化が大きい。複数の培養ユニットに分散配置することにより、より高品質の細胞培養を実現できる。
　なお、複数の培養ユニットは、図６で示した４個以外でもよい。３個あるいは５個の構成も考えられる。また、さらに多数の培養ユニットを搭載するために、複数の培養ユニットを搭載するステージを複数備えてもよい。
　第３の実施例は、以上説明した細胞培養システムを用いる細胞培養方法である。
　この方法では、細胞を培養する培養容器を高さ方向に積層した第一の集合と第二の集合に分けて細胞培養環境内に保持し、細胞を培養する際には、培養容器を細胞培養環境内で静止して保持する。この方法において、培養容器内の細胞の観察、あるいは、培地の交換の際には、以下の手順で作業を行う。
　１）第一の集合の一番下の培養容器を抽出して第一の搬送機構に積載するとともに、第一の集合のその他の培養容器を重力等を利用して下方向に移動させる。
　２）取り出した培養容器を第一の搬送機構で細胞の観察、あるいは、培地の交換のための設備の位置まで移動させる。
　３）細胞の観察、あるいは、培地の交換が終了した培養容器を、第二の搬送機構で第二の集合の位置まで移動させる。
　具体的には多数の培養容器を一方経路で移動させ、順番に細胞観察や培養容器への培地排出・注入を行う培地交換ユニットを用いて、培地交換を行う。すべての培養容器で交換作業が終了すると、培養容器の移動は終了して細胞培養環境で静止し、細胞を培養する。
　本実施例の細胞培養方法は、自動細胞播種、自動培地交換、自動観察などの機構を有し、より均一な培養品質を管理できる。
　以上、本発明の種々の実施例を説明したが、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明のより良い理解の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、上述した各構成、機能、制御端末等は、それらの一部又は全部を実現するプログラムを作成する例を説明したが、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ハードウェアで実現しても良い。
　本発明は、種々の細胞培養分野、特に細胞を量産する分野に適用可能である。
１　第一培養容器保持部
１Ａ　ストッパー
２　第二培養容器保持部
３　攪拌空間
３Ａ　上部攪拌ファン
３Ｂ　下部攪拌ファン
４　培養容器
４Ａ　スペーサ
５　培養容器間の隙間
６　アクチュエータ
６Ａ　アクチュエータのアーム
７　アクチュエータ
７Ａ　アクチュエータのアーム
８　アクチュエータ
８Ａ　アクチュエータのアーム
９　ベルトコンベア
１０　観察ユニット
１１　培地交換ユニット
１２　培地交換ユニットアーム
１３　培地交換ユニットアーム
１４　ノズル
１５　送液ポンプ
１６　排液ポンプ
１７　培地ボトル
１８　排液ボトル
１９　流路チューブ
２０　重量センサ
２１　清浄空間
２２　清浄度制御ユニット
２３　温度制御ユニット
２４　細胞培養システム制御ユニット
２５　第一細胞培養ユニット
２６　第二細胞培養ユニット
２７　第三細胞培養ユニット
２８　第四細胞培養ユニット

Claims (15)

  1. 　細胞を培養する培養容器を複数保持可能な、第一培養容器保持部及び第二培養容器保持部と、
    　前記第一培養容器保持部及び第二培養容器保持部の培養温度、湿度、ガス濃度を均一化する空間と、
    　前記培養容器を一方向経路に移動させる移動機構と、を備える、
    ことを特徴とする細胞培養システム。
  2. 　請求項１に記載の細胞培養システムであって、
    　前記培養温度、湿度、ガス濃度を均一化する空間は、攪拌機構を有する、
    ことを特徴とする細胞培養システム。
  3. 　請求項１に記載の細胞培養システムであって、
    　前記培養容器内の細胞を観察する観察機構を、更に備える、
    ことを特徴とする細胞培養システム。
  4. 　請求項１に記載の細胞培養システムであって、
    　前記培養容器保持部はタワー状であり、複数の前記培養容器が前記保持部の上下方向に配置され、
    　培養容器間に隙間を設ける、
    ことを特徴とする細胞培養システム。
  5. 　請求項１に記載の細胞培養システムであって、
    　前記第一培養容器保持部と第二培養容器保持部の上部には、培養容器を移動させる機構を、備える、
    ことを特徴とする細胞培養システム。
  6. 　請求項１に記載の細胞培養システムであって、
    　前記培養容器の移動機構が一方向に移動でき、
    　培地交換ユニットと、
    　培地交換ノズルを上下移動させる昇降機構と、
    　前記培養容器の蓋を上下移動させる昇降機構を、更に備える、
    ことを特徴とする細胞培養システム。
  7. 　請求項６に記載の細胞培養システムであって、
    　前記培地交換ユニットは、
    　前記蓋開け機構と連動し、前記培養容器を傾斜させる傾斜機構と、
    　前記培養容器への培地排出・注入用のポンプと、を有する、
    ことを特徴とする細胞培養システム。
  8. 　請求項１に記載の細胞培養システムであって、
    　前記の第一培養容器保持部及び第二培養容器保持部のセットを、複数を有し、
    　前記保持部セットを回転させる回転機構を、備える、
    ことを特徴とする細胞培養システム。
  9. 　請求項１に記載の細胞培養システムであって、
    　温度制御ユニットと、
    　湿度制御ユニットと、
    　空気清浄度制御ユニットと、
    　ガス制御ユニットと、
    　システム全体の制御ユニットと、備える、
    ことを特徴とする細胞培養システム。
  10. 　細胞を培養する培養容器を、高さ方向に複数保持する機構を有する第一培養容器保持部と、
    　細胞を培養する培養容器を、高さ方向に複数保持する機構を有する第二培養容器保持部と、
    　前記第一培養容器保持部に保持されている培養容器のうち、一番下の培養容器を抽出し、前記第一培養容器保持部に保持されている他の培養容器を下に向かって移動させる第一アクチュエータと、
    　前記抽出された培養容器を、前記第二培養容器保持部の下まで移動させる搬送機構と、
    　前記移動された培養容器を、前記第二培養容器保持部に下から挿入し、前記第二培養容器保持部に保持されている他の培養容器を上に向かって移動させる第二アクチュエータと、
    　前記第二培養容器保持部に保持されている培養容器のうち、一番上の培養容器を移動させ、前記第一培養容器保持部に挿入する第三アクチュエータと、
    　を有する細胞培養装置。
  11. 　前記第一培養容器保持部および第二培養容器保持部を格納する筐体と、
    　前記筐体内の温度、湿度、ガス濃度の少なくとも一つを制御する制御ユニットと、
    　前記筐体内の気体を攪拌するためのファンと、
    　を有する請求項１０記載の細胞培養装置。
  12. 　前記搬送機構は、前記培養容器を前記第二培養容器保持部から前記第一培養容器保持部まで搬送するベルトコンベアであり、
    　前記ベルトコンベアに沿って、観察ユニットおよび培地交換ユニットのすくなくとも一つが配置されている、
    　を有する請求項１０記載の細胞培養装置。
  13. 　細胞を培養する培養容器を高さ方向に積層した第一の集合と第二の集合に分けて細胞培養環境内に保持し、
    　細胞を培養する際には、前記培養容器を前記細胞培養環境内で静止して保持し、
    　前記培養容器内の細胞の観察、あるいは、培地の交換の際には、
    　前記第一の集合のうちのひとつの培養容器を抽出して第一の搬送機構に積載するとともに、前記第一の集合の前記抽出した培養容器より上にある培養容器を重力により下方向に移動させる第一のステップと、
    　前記取り出した培養容器を前記第一の搬送機構で細胞の観察、あるいは、培地の交換のための設備の位置まで移動させる第二のステップと、
    　細胞の観察、あるいは、培地の交換が終了した培養容器を、第二の搬送機構で前記第二の集合の位置まで移動させる第三のステップと、
    　前記移動された培養容器を、前記第二の集合に挿入するとともに、前記第二の集合の前記挿入された培養容器より上にある培養容器を上方向に移動させる第四のステップと、
    　前記第二の集合の一番上の培養容器を横方向に移動させ、前記第一の集合の一番上の位置に挿入する第五のステップと、
    　を備える細胞培養方法。
  14. 　前記培養容器として、実際に培養細胞を格納する培養容器と、培養細胞を格納しないダミーの培養容器の両者を含む、
    　請求項１３記載の細胞培養方法。
  15. 　前記第一の集合と第二の集合を同一筐体に格納し、
    　前記筐体内の気体を攪拌する、
    　請求項１３記載の細胞培養方法。
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