WO2016170623A1 - 細胞培養システム及び細胞培養方法 - Google Patents

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WO2016170623A1
WO2016170623A1 PCT/JP2015/062269 JP2015062269W WO2016170623A1 WO 2016170623 A1 WO2016170623 A1 WO 2016170623A1 JP 2015062269 W JP2015062269 W JP 2015062269W WO 2016170623 A1 WO2016170623 A1 WO 2016170623A1
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WO
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robot
cell culture
door
cap
culture system
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/062269
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
幸平 宮内
憲志 稲田
Original Assignee
株式会社安川電機
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 株式会社安川電機 filed Critical 株式会社安川電機
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Priority to PCT/JP2015/062269 priority patent/WO2016170623A1/ja
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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
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology

Definitions

  • the disclosed embodiment relates to a cell culture system and a cell culture method.
  • Patent Document 1 describes an automatic cell culture apparatus equipped with an operation robot for performing a culture operation.
  • the present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a cell culture system and a cell culture method that can reduce the labor of preparation work and the like.
  • a plurality of devices used for cell culture a robot that performs an operation for culturing the cells, the plurality of devices, and the robot
  • a cell culture system having an accommodating portion to be accommodated and an openable / closable door provided on each of two or more of the side surfaces of the accommodating portion is applied.
  • a cell culturing method using the above cell culturing system wherein the doors provided on each of the two or more side surfaces are simultaneously opened to access the plurality of devices. Culture methods are applied.
  • a plurality of devices used for culturing cells, a means for performing an operation for culturing the cells, a plurality of devices and a means for performing the operations are accommodated. And a means for allowing access to the device from two or more directions on the side of the housing means.
  • the cell culture system 1 is a system for culturing cells such as human tissue.
  • a cell culture system 1 includes a plurality of devices 3 used for cell culture, a robot 5 (see FIG. 9) that performs an operation for culturing cells, and a plurality of devices. 3 and a housing portion 7 for housing the robot 5.
  • FIG. 1 illustration of the robot 5 is omitted, and a base 9 on which the robot 5 is installed is illustrated.
  • the accommodating part 7 is a cabinet for the robot 5 to perform operations such as medium replacement inside.
  • the accommodating part 7 has a plurality of side surfaces, and has doors that can be opened and closed respectively provided on two or more side surfaces of the plurality of side surfaces.
  • the accommodating portion 7 has a substantially rectangular parallelepiped shape and has four side surfaces 11, 13, 15, and 17. One or more doors are provided on each of the four side surfaces 11, 13, 15, and 17.
  • two doors 19, 19 that can be opened and closed are provided at a substantially central portion of the side surface 11 on the front side.
  • the doors 19 and 19 are opened when the two doors are rotated from the center toward both ends with the both ends as axes.
  • Each door 19 is provided with a handle 21 and a window 23.
  • a first chip stocker 27 on which a plurality of chip boxes 25 are placed is disposed in the vicinity of the door 19 in the housing portion 7.
  • the user can access the first chip stocker 27 by opening one or both of the doors 19.
  • the chip box 25 can be exchanged directly from the outside of the housing unit 7.
  • the use state of the pipette tip 28 see FIGS. 20 and 21
  • the operation state of the robot 5 can be confirmed through the window 23.
  • a window 29 is provided on the right side of the side surface 11, and the user can check the state of the incubator 31 (the front incubator 31) through the window 29.
  • a plurality of panels 33 that can be opened and closed are provided below the side surface 11.
  • a controller 100 (see FIG. 23) for controlling the wiring of various devices, the operation of the robot 5, and the like are installed under the floor of the housing unit 7, and the user opens at least one of the panels 33, Maintenance work of the wiring and controller 100 can be performed.
  • the rear side surface 13 is provided with two doors 35, 35 that can be opened and closed.
  • the doors 35 and 35 are opened when the two doors are rotated from the center toward both ends with the both ends as axes.
  • Each door 35 is provided with a handle 37 and a window 39.
  • a refrigerator 41 in which medium bottles, reagents, and the like are stored, and a second chip stocker 45 in which a chip box 43 is placed are disposed in the vicinity of the door 35 in the storage unit 7. By opening one or both of the doors 35, the user can access the refrigerator 41 and the second chip stocker 45.
  • the medium bottles and reagents contained in the refrigerator 41 can be replaced, the chip box 43 Replacement, maintenance of the refrigerator 41, and the like can be performed directly from the outside of the storage unit 7. Further, the use state of the medium bottle and the pipette tip, the operation state of the robot 5 and the like can be confirmed through the window 39.
  • a window 47 is provided on the right side of the side surface 13, and the user can check the state of the incubator 31 (the rear incubator 31) through the window 47.
  • a plurality of panels 49 that can be opened and closed are provided below the side surface 13, and the user can perform maintenance work of the wiring and the controller 100 by opening at least one of the panels 49. .
  • two doors 51, 51 that can be opened and closed are provided on the left side surface 15.
  • the doors 51 and 51 are opened when the two doors are rotated from the center toward both ends with the both ends as axes.
  • Each door 51 is provided with a handle 53 and a window 55.
  • a work table 57 for the robot 5 to perform operations such as medium replacement is disposed in the vicinity of the door 51 in the accommodating portion 7.
  • the user can access the work table 57 by opening one or both of the doors 51.
  • maintenance of various devices on the work table 57, cleaning of the work table 57, and the like can be performed directly from the outside of the storage unit 7. It can be carried out.
  • the working state of the work table 57 and various devices, the operating state of the robot 5 and the like can be confirmed through the window 55.
  • a window 59 is provided on the rear side of the side surface 15, and the user can check the internal state of the accommodating portion 7 through the window 59.
  • a plurality of panels 61 that can be opened and closed are provided below the side surface 15, and the user can perform maintenance work for the wiring and the controller 100 by opening at least one of the panels 61. .
  • two doors 63, 63 that can be opened and closed are provided on the right side surface 17.
  • the doors 63 and 63 are opened when the two doors are rotated from the center toward the both end sides with both end portions as axes.
  • Each door 63 is provided with a handle 65 and a window 67.
  • a plurality of incubators 31 are disposed in the vicinity of the door 63 in the housing portion 7.
  • the front door 63 corresponds to the incubator 31 disposed on the front side
  • the rear door 63 corresponds to the incubator 31 disposed on the rear side.
  • the user can access the incubator 31 by opening one or both of the doors 63.
  • the user can directly take in and out the container in which the cultured cells are stored from the outside of the storage unit 7. .
  • the state of the incubator 31 and the operation state of the robot 5 can be confirmed through the window 67.
  • a window 69 is provided on the rear side of the side surface 17, and the user can check the internal state of the accommodating portion 7 through the window 69.
  • a plurality of openable and closable panels 71 are provided below the side surface 17, and the user can perform maintenance work of the wiring and the controller 100 by opening at least one of the panels 71. .
  • a plurality (or one) of fan units 75 may be installed on the ceiling portion 73 of the housing portion 7.
  • the fan unit 75 is not shown.
  • These fan units 75 for example, inhale air outside the housing portion 7 and purify it with a HEPA (High Efficiency Particulate Air) filter or the like, and then form a descending air flow in the housing portion 7 so that the inside of the housing portion 7 is exposed to the outside. On the other hand, it is maintained at a positive pressure (positive pressure). Thereby, the internal space of the accommodating part 7 is kept clean.
  • HEPA High Efficiency Particulate Air
  • the storage unit 7 may be a room in which the robot 5 can perform an operation for culturing cells, etc., and the fan unit has a function of adjusting the airflow / atmospheric pressure. There is no particular limitation on the presence or absence of the function of maintaining the sterilized state.
  • a safety cabinet for example, a draft chamber, a clean bench, an isolator, or the like can be used as the accommodating portion 7.
  • a plurality of adjusters 77 are installed at the lower end of the accommodating portion 7. With the plurality of adjusters 77, the accommodating portion 7 can be adjusted with high precision so as to be horizontal.
  • the configuration aspect of the accommodating portion 7 is not limited to the above.
  • the number of doors may be one on each side, three or more, or the number of doors on each side may be different.
  • the shape of the accommodating part 7 is not restricted to a rectangular parallelepiped shape, For example, it is good also as polyhedral shapes, such as a triangular prism shape and a pentagonal prism shape, and other shapes, such as a cylindrical shape.
  • a door that can be opened and closed may be provided on two or more direction sides of the cylindrical side surface.
  • the accommodating portion 7 is an example of a means for accommodating a plurality of devices and means for performing an operation for culturing cells, and the doors 19, 35, 51, 63 of the accommodating portion 7 are lateral to the accommodating means. This is an example of means for allowing access from two or more directions.
  • FIGS. 6 to 9 a part of the side surfaces 11, 13, 15, and 17 (portion above the floor 79) of the accommodating portion 7 is not shown. 6 to 8, illustration of the robot 5 is omitted, and in FIG. 9, illustration of some of the plurality of devices 3 is omitted for the illustration of the robot 5.
  • An incubator 31 for culturing cells and a turntable 89 on which the incubator 31 is placed are arranged in the accommodating portion 7.
  • the incubator 31 accommodates a container having cells and a medium, and the inside is adjusted to a constant temperature and held.
  • a flask 81 see FIG. 18
  • a multiplate 83 see FIG. 17
  • a petri dish 85 see FIG. 19
  • the flask 81, the multiplate 83, the petri dish 85, and the like are examples of the first container.
  • the incubator 31 is a so-called CO2 incubator, and carbon dioxide gas is supplied to each incubator 31 to adjust the culture atmosphere. An incubator that does not supply carbon dioxide gas may be used.
  • the incubator 31 has a substantially cubic shape, for example, and includes an opening / closing door 87 on one side surface. As shown in FIGS. 6 to 8, the incubator 31 is placed on a turntable 89.
  • the turntable 89 rotates the incubator 31 around the rotation axis AX1 so that the door 87 faces the robot 5 side and the side 63 door 63 side.
  • Two turntables 89 are arranged in parallel in the front-rear direction, and two incubators 31 are stacked and placed on each turntable 89. That is, in this example, a total of four incubators 31 are arranged in the accommodating portion 7.
  • the number of incubators 31 is not limited to the above. For example, one incubator 31 may be mounted on the turntable 89, or three or more may be stacked and mounted. The number of turntables 89 may be other than two.
  • Each incubator 31 is arranged on the turntable 89 so that the center of gravity is positioned substantially on the rotation axis AX1, for example. Thereby, the centrifugal force which acts on the incubator 31 at the time of rotation can be reduced, and rotation operation can be stabilized.
  • the mounting position of the incubator 31 is not limited to this, and the center of gravity position and the rotational axis AX1 may be shifted from each other.
  • the incubator 31 disposed on the front side and the incubator 31 disposed on the rear side have a symmetrical structure in the front-rear direction. That is, as shown in FIG. 6, in the incubator 31 disposed on the front side with the opening / closing door 87 facing the robot 5 side, the opening / closing door 87 rotates from the rear side toward the front side with the front end as an axis. Is released. On the other hand, in the incubator 31 arranged on the rear side, the open / close door 87 is opened by rotating from the front side toward the rear side around the rear end portion. The opening / closing of the opening / closing door 87 is performed by the robot 5 holding a holding portion 91 provided on the opening / closing door 87. By adopting such a structure, it is possible to avoid the open door 87 being obstructive when the robot 5 arranged at the intermediate position between the incubators 31 and 31 in the front-rear direction accesses each incubator 31.
  • the turntable 89 disposed on the front side and the turntable 89 disposed on the rear side have a symmetric structure in the front-rear direction as described above. That is, as shown in FIG. 6, when the opening / closing door 87 faces the robot 5 side, the left and right ends of one side of the front side of the turntable 89 having a substantially rectangular shape in plan view are arranged on the front side. Are provided with levers 93, 93. On the other hand, in the turntable 89 arranged on the rear side, levers 93 and 93 are provided on both left and right ends of one side of the rear side.
  • a lock mechanism 95 that locks the rotation of the turntable 89 is provided on the floor 79 at the position of the front right corner of the front turntable 89 and the position of the right rear corner of the rear turntable 89. is set up.
  • the user When the user opens the door 63 on the side surface 17, grips the lever 93 and rotates the turntable 89, the user opens the open / close door 87 of the incubator 31 on the robot 5 side when performing an operation such as medium replacement with the robot 5.
  • the open / close door 87 can be directed to the door 63 side of the housing portion 7.
  • the user operates the lock mechanism 95 to lock the rotation of the turntable 89 at the position where the open / close door 87 of the incubator 31 faces the robot 5 and the position where the door 63 faces the door. When rotating 89, the lock can be released.
  • the turntable 89 disposed on the front side and the turntable 89 disposed on the rear side have a symmetrical structure in the front-rear direction, so that the turntable 89 and the incubator 31 disposed on the front side.
  • the rotation direction is opposite between the turntable 89 and the incubator 31 arranged on the rear side. That is, as shown in FIG. 6, when the opening / closing door 87 of the incubator 31 is directed from the robot 5 side to the door 63 side of the housing portion 7, the turntable 89 and the incubator 31 arranged on the front side rotate in the direction of the arrow R ⁇ b> 1.
  • the turntable 89 and the incubator 31 arranged on the rear side are rotated in the direction of the arrow R2.
  • the turntable 89 and the incubator 31 arranged on the front side are rotated in the direction of the arrow R3, contrary to the above.
  • the turntable 89 and the incubator 31 arranged on the rear side are rotated in the direction of arrow R4.
  • the front incubator 31 and the rear incubator 31 are arranged close to each other while ensuring a work space for the user to grip the lever 93 and rotate the turntable 89.
  • the installation space can be reduced in size.
  • the configuration of the incubator 31 and the turntable 89 is not limited to the above.
  • a double-sided door type incubator having open / close doors on both the robot 5 side and the door 63 side may be used.
  • the turntable 89 is not necessary.
  • a pipette rack 99 in which a pipette device 97 is arranged is arranged on the rear left side of the work table 57.
  • the pipette device 97 is a device that sucks and injects a sample such as a medium by a preset volume, and includes a suction button 96 and an injection button 98 (see FIGS. 20 and 22).
  • the pipette rack 99 can be arranged with, for example, three types of pipette devices 97 having different capacities.
  • a petri dish base 101 on which the petri dish 85 is placed and a cap base 103 are arranged.
  • containers such as medium bottles 105 (see FIG. 12) and flasks 81 (see FIG. 18) having caps that are gripped and opened / closed by the robot 5 are placed sideways.
  • the detailed structure of the cap base 103 will be described later.
  • the medium bottle 105, the flask 81, etc. are examples of the third container.
  • a fixed base 107 for fixing the pipette device 97 is disposed at a substantially central portion of the work table 57.
  • the robot 5 removes the pipette device 97 to be used from the pipette rack 99 and fixes it to the fixed base 107.
  • the fixing base 107 fixes the pipette device 97 and supports a pipette driving device 109 for driving the pipette device 97 on the upper part thereof.
  • the pipette driving device 109 has a pressing device such as an air cylinder and a motor (not shown), and changes the pressing direction by rotating the pressing device around the rotation axis by the motor.
  • the suction button 96 and the injection button 98 of the pipette device 97 can be operated to cause the pipette device 97 to perform suction or injection.
  • the pipette driving device 109 is controlled by the controller 100. That is, when the robot 5 holds the medium bottle 105, the flask 81, the multiplate 83, the petri dish 85, etc. at the tip position of the pipette device 97 fixed to the fixed base 107, the controller 100 controls the medium bottle 105 with respect to the medium bottle 105.
  • the pipette device 97 is controlled via the pipette driving device 109 so that the suction is performed or the culture medium is injected into the flask 81 or the like.
  • the medium bottle 105, the flask 81, the multiplate 83, the petri dish 85, and the like are examples of the second container.
  • the drive mechanism of the pipette drive device 109 is not limited to the air cylinder and the motor.
  • an electric cylinder, a hydraulic cylinder, a servo motor or the like may be used instead of the air cylinder, and any other driving mechanism or driving source may be used as long as the mechanism can operate the suction button and the injection button of the pipette device 97. May be used.
  • an aspirator 111 is installed on the front side of the fixed base 107 where the pipette device 97 is fixed.
  • the aspirator 111 is connected to a vacuum pump (not shown), and sucks and discards the medium such as the flask 81, the multiplate 83, and the petri dish 85 when exchanging the medium.
  • the driving of the vacuum pump is controlled by the controller 100. That is, when the robot 5 holds the flask 81 or the like at the tip position of the aspirator 111, the controller 100 drives the vacuum pump so that the medium is sucked.
  • a plurality of chip box tables 113 and 115 on which the chip boxes 25 and 43 are placed are installed on the front side of the work table 57.
  • the tip boxes 25 and 43 are box-shaped cases in which a plurality of pipette tips 28 (see FIGS. 20 and 21) that are attached to and detached from the pipette device 97 are stored.
  • the robot 5 carries the chip box to be used to the chip box bases 113 and 115 and places it thereon, and opens the lid. .
  • the robot 5 grips the pipette device 97 and moves it onto the tip boxes 25 and 43 placed on the tip box bases 113 and 115, and presses the tip of the pipette device 97 against the desired pipette tip 28. A pipette tip 28 is attached.
  • a medium bottle base 117 on which two medium bottles 105 are placed is disposed on the right rear side of the work table 57.
  • a square cylindrical bottle is used as the medium bottle 105.
  • the robot 5 opens and closes the cap of the medium bottle. The bottle can be prevented from turning.
  • two types of large and small bottles having different capacities are used as the medium bottle 105, and the medium bottle base 117 is formed with two types of large and small square holes corresponding to them.
  • the types of medium bottles and square holes may be one type or three or more types, and the number of bottles on which the medium bottle table 117 can be placed may be one or three or more.
  • a tip stand 119 on which a plurality of pipette tips 28 are arranged upright is arranged on the front side of the medium bottle base 117.
  • the flask stand 121 on which the two flasks 81 are placed in an upright state is disposed on the front side of the tip stand 119.
  • a square cylindrical bottle is used as the flask 81, and the flask rotates when the robot 5 opens and closes the cap of the flask 81 by inserting the flask 81 into the square hole of the flask base 121. Can be prevented.
  • two types of large and small types of flasks having different capacities are used as the flask 81, and two types of large and small square holes corresponding to them are formed in the flask table 121.
  • the kind of flask 81 and a square hole is good also as 1 type, or 3 or more types, and the number of the bottles which can mount the flask stand 121 is good also as 1 or 3 or more.
  • the structure of the work table 57 described above, the arrangement of the devices, the type and number of the devices used are examples, and are not limited to the above.
  • the robot can operate the buttons while holding the pipette device 97. 107 or the like may be unnecessary.
  • a refrigerator 41 is disposed on the rear side in the housing portion 7.
  • a medium bottle 105, a reagent (not shown), and the like are stored in the refrigerator 41.
  • the refrigerator 41 includes a front door 123 on the robot 5 side and a rear door 125 on the side surface 13 on the door 35 side.
  • the front door 123 is opened by rotating from the left side to the right side with the right end portion as an axis.
  • the opening and closing of the front door 123 is performed when the robot 5 grips a grip portion 127 provided on the front door 123, for example.
  • the rear door 125 is opened by rotating from the right side to the left side about the left end.
  • the opening and closing of the rear door 125 is performed by the user holding a grip portion 129 provided on the rear door 125.
  • the user can open the door 35 on the side surface 13 and, for example, exchange the medium bottle 105 and the reagent stored in the refrigerator 41.
  • the robot 5 can open the front door 123 and take out a desired medium bottle 105 and the like from the refrigerator 41.
  • a heater 131 is disposed between the refrigerator 41 and the work table 57.
  • the warmer 131 warms the medium bottle 105 taken out from the refrigerator 41.
  • the warmer 131 has two large and small square holes 133 and 135 corresponding to two large and small medium bottles 105 having different capacities.
  • the robot 5 takes out the medium bottle 105 from the refrigerator 41, the robot 5 inserts the medium bottle 105 into the square holes 133 and 135 and heats the medium bottle 105 before using the medium.
  • the kind and number of square holes of the heater 131 are not limited to the above.
  • Two first chip stockers 27 are arranged in parallel in the left-right direction at a substantially central portion on the front side in the accommodating portion 7. As shown in FIG. 7, in each first chip stocker 27, a plurality of chip boxes 25 are arranged in the left-right direction and in multiple stages in the up-down direction. In this example, two types of large and small chip boxes having different numbers of chips are used as the chip box 25, and a large chip box 25 having a large number of chips is arranged on the left side in the first chip stocker 27 arranged on the right side.
  • the first chip stocker 27 has a small chip box 25 with a small number of chips.
  • the type of chip box 25 may be one type or three or more types, and the number of first chip stockers 27 may be one or three or more.
  • a second chip stocker 45 is disposed on the left side of the refrigerator 41 on the rear side in the housing portion 7. Although illustration is omitted, in the second chip stocker 45, as in the first chip stocker 27, chip boxes 43 are arranged in multiple stages in the vertical direction. A plurality of second chip stockers 45 may be arranged.
  • the refrigerator 41 may have a one-door structure and be rotated by a turntable in the same manner as the incubator 31.
  • the robot 5 is a so-called single-arm robot having a base 9 and an arm 137.
  • the base 9 is fixed to the floor 79 of the accommodating portion 7 by, for example, anchor bolts.
  • the base 9 may be fixed to a surface (for example, a ceiling surface or a side surface) other than the floor in the housing portion 7.
  • the arm 137 is supported on the upper end of the base 9 so as to be able to turn.
  • the arm 137 has seven joint portions and is configured as an arm having seven degrees of freedom.
  • the hand 139 attached to the tip of the arm 137 includes a pair of claw members 141 and 141 that can operate in directions away from each other.
  • the robot 5 can grip various instruments using the claw members 141 and 141 of the hand 139 and can perform an opening / closing operation of the opening / closing door 87 of the incubator 31 and the front door 123 of the refrigerator 41.
  • the operation of the robot 5 is controlled by the controller 100.
  • the configuration mode of the robot 5 is not limited to the above.
  • the robot 5 is not necessarily a single-arm robot, and may be a robot having a plurality of arms, such as a double-arm robot having two arms.
  • the number of joints and the degree of freedom of the arm 137 are not limited to the above 7, and a robot other than 7 may be used.
  • the robot 5 is an example of means for performing an operation for culturing cells.
  • the hand 139 of the robot 5 includes the pair of claw members 141 and 141 and the base portion 143 described above.
  • the base portion 143 has a built-in drive source (not shown) that drives the pair of claw members 141 and 141 so as to move to and away from each other.
  • a built-in drive source (not shown) that drives the pair of claw members 141 and 141 so as to move to and away from each other.
  • an air cylinder or an electric motor is used as the drive source, but other drive sources such as a hydraulic motor may be used.
  • Each claw member 141 is connected to a drive source via a connection portion 145.
  • the 1st recessed part 149 is formed in the position corresponding to the surface 147 which the nail
  • the first concave portion 149 is formed in a shape that fits a grip portion of a plurality of instruments, for example, a grip portion 185 of the mounting plate 183 of the incubator 31, a grip portion 213 of the pipette holder 211 for holding the pipette device 97, and the like.
  • the gripping portions and shapes of a plurality of instruments are shared. Thereby, it is possible to grip other types of instruments with one type of hand.
  • the first recess 149 is formed in a substantially trapezoidal shape, but may have other shapes such as a rectangular shape or a semicircular shape.
  • second concave portions 151 are respectively formed at positions corresponding to the front end side of the first concave portion 149 of the opposing surfaces 147 of the claw members 141 and 141.
  • the second recess 151 is a recess for performing opening and closing (tightening when closing and loosening when opening) by rotation of a cap of a container provided with a cap such as the culture medium bottle 105 and the flask 81.
  • the second recess 151 has a step having a plurality of steps formed therein by forming a relatively small recess 155 having a substantially rectangular shape in a relatively large recess 153 having a substantially rectangular shape. It is formed as a recess.
  • the second recess 151 can open and close a plurality of types of caps.
  • the outer corner portion 159 of the second recess 151 bites into the outer peripheral surface of the cap 157, so that the claw member 141 and the cap 157 are rotated by torque.
  • the cap 157 can be tightened and loosened while preventing slipping.
  • FIG. 11B when opening and closing a relatively small cap 161, the inner corner 163 of the second recess 151 bites into the outer peripheral surface of the cap 157, thereby The cap 157 can be tightened and loosened while slipping with the cap 161 is prevented.
  • the cap having an intermediate size with which both the corner portion 159 and the corner portion 163 hit can be similarly opened and closed.
  • the hand 139 can open and close caps such as a plurality of types of medium bottles 105 and flasks 81 having different capacities.
  • the second recess 151 is formed in two steps by two large and small recesses, but may be formed by three or more recesses having three or more different sizes.
  • the shape of each recessed part which comprises the 2nd recessed part 151 is not limited to a rectangular shape, For example, it is good also as other shapes, such as trapezoid shape and semicircle shape.
  • the positional relationship between the first recess 149 and the second recess 151 is such that the second recess 151 is closer to the tip of the claw member than the first recess 149.
  • grip of an instrument can be located in the nail
  • the first recess 149 may be formed on the tip side with respect to the second recess 151.
  • 12A and 12B show a case where the cap 105a of the medium bottle 105 is opened and closed.
  • the robot 5 Grips the cap 105a from the lateral direction of the bottle using the claw member 141 of the hand 139. At this time, the cap 105a is fitted into the second recess 151.
  • the robot 5 rotates (turns) the hand 139 around the rotation axis AX2 so that the cap 105a rotates around the rotation axis AX2 (see the double-headed arrow R5). Can be loosened.
  • the medium bottle 105 is fitted into the square hole 118 of the medium bottle base 117, it is possible to prevent the bottle from rotating.
  • the robot 5 moves the hand 139 to move the cap 105a from the horizontal direction to the vertical direction. That is, the robot 5 grips the cap 105a from the longitudinal direction of the bottle at the tip of the claw member 141.
  • the cap 139a can be rotated and removed from the medium bottle 105 by rotating the hand 139 about the rotation axis AX3 of the hand 139 by a servo motor (not shown) provided in the arm 137 (see the double arrow R6). .
  • the hand 139 grips the cap 105a from the lateral direction and uses the second recess 151. Prevent slipping. For the subsequent rotational operation that requires a relatively small rotational torque, the hand 139 can grip the cap 105a from the vertical direction, and can quickly remove the cap 105a by rotating the cap 105a at high speed by the rotational drive of the hand 139 itself.
  • cap table 103 is disposed on the work table 57, and caps such as the medium bottle 105 and the flask 81 are placed thereon.
  • FIG. 13B shows a case where the cap 105a of the medium bottle 105 is placed.
  • the cap base 103 has a mounting portion 165 whose upper end is recessed in a substantially V shape, and a plate-shaped cap receiving portion 167 that protrudes upward at the end of the mounting portion 165. .
  • the upper end portion of the mounting portion 165 constitutes a mounting surface 169 on which the cap 105a is mounted.
  • the cylindrical cap 105a can be rolled. It can be prevented and can be placed regardless of the diameter of the cap 105a. That is, the cap table 103 can mount caps such as a plurality of types of medium bottles 105 and flasks 81 having different capacities.
  • a notch 171 is formed in a part of the mounting portion 165 on the cap receiving portion 167 side and the cap receiving portion 167.
  • the notch 171 is formed to have a width that is larger by a predetermined amount than the thickness of the claw member 141 of the hand 139.
  • the operation of the robot 5 placing the cap 105a on the cap table 103 is as follows. That is, as shown in FIG. 12B described above, in a state where the hand 139 grips the cap 105a from the vertical direction and removes it from the culture medium bottle 105, the robot 5 moves the hand 139 to the cap table 103 while keeping the gripping state. Then, the robot 5 passes the tips of the claw members 141 and 141 from the upper side to the lower side with the hand 139 in the horizontal direction, and passes the cap 105a on the mounting surface 169. And release the grip. As a result, as shown in FIG.
  • the cap 105a is placed sideways, that is, placed on the cap table 103 so that the opening 173 of the cap 105a faces away from the cap receiving portion 167.
  • the cap 105a when taking out the cap 105a from the cap stand 103, it becomes the operation
  • the mounting surface 169 is slightly inclined so that the height decreases from the end opposite to the cap receiving portion 167 toward the cap receiving portion 167, and the mounted cap 105a is the cap receiving portion. It is prevented from moving to the side opposite to 167 or falling down. As a result, the placed cap 105a is positioned at the formation portion of the notch portion 171 and can be smoothly gripped by the hand 139. Moreover, although the case where the cap 105a of the culture medium bottle 105 was mounted was demonstrated above, the case where the cap of the flask 81 is mounted is the same.
  • cap base 103 demonstrated above is an example, and is not limited above.
  • FIG. 14 shows a state where the open / close door 87 of the incubator 31 is opened.
  • illustration of the container, the inner door, etc. which accommodated the cultured cell is abbreviate
  • slide plates 175 are arranged in multiple stages (four stages in this example) in the vertical direction. Each slide plate 175 can move so that at least a part thereof is exposed to the outside of the incubator 31 by sliding side walls 177 provided at both ends along the guide rail 179 installed inside the incubator 31. Is possible.
  • a gripping portion 181 is installed on the upper surface of each slide plate 175, and when the user carries the container into or out of the incubator 31, the gripping portion 181 is gripped by hand and each slide plate 175 is moved to the user side. It is possible to slide it. Thereby, the container on the back side of the slide plate 175 can be easily put in and out.
  • Each slide plate 175 has a placement plate 183 on which containers such as a multi-plate 83, a flask 81, and a petri dish 85 are placed.
  • two mounting plates 183 are arranged on both sides of the grip portion 181 with respect to one slide plate 175.
  • Each mounting plate 183 includes a gripping portion 185 on the lower surface of the end portion that becomes the opening / closing door 87 side when stored in the incubator 31.
  • the gripping portion 185 is formed at the lower end of the main body portion 187 and the main body portion 187 formed in a shape in which both end portions in the width direction (left and right direction in FIG. 14) fit the first concave portion 149 of the claw member 141 described above.
  • a collar portion 189 is formed at the lower end of the main body portion 187 and the main body portion 187 formed in a shape in which both end portions in the width direction (left and right direction in FIG. 14) fit the first concave portion 149 of the claw member 141 described above.
  • the height of the main body 187 that is, the distance between the mounting plate 183 and the collar 189 is substantially the same as the thickness of the claw member 141.
  • the mounting plate 183 can be stably held.
  • the mounting plate 183 is an example of a plurality of instruments.
  • the internal configuration aspect of the incubator 31 described above is an example, and is not limited to the above.
  • a container such as the flask 81 may be directly disposed on the slide plate 175 without using the mounting plate 183.
  • the slide plates 175 may be arranged in a single stage, or may be arranged in multiple stages other than 4.
  • the number of mounting plates 183 disposed on the slide plate 175 may be one, or may be three or more.
  • the above-described grip portion 91 is installed at the lower end of the side surface 87 a opposite to the axis of the opening / closing door 87 of the incubator 31.
  • the grip portion 91 includes a support portion 191 that protrudes from the side surface 87 a of the open / close door 87 toward the side of the open / close door 87, a bolt 193 and a nut 195 that are fixed to the support portion 191, And a rotating portion 197 provided to be rotatable with respect to the head portion 193a of 193.
  • the robot 5 grasps the rotating part 197 of the grasping part 91 with the hand 139 and opens / closes the opening / closing door 87.
  • the robot 5 since the rotating unit 197 rotates, the robot 5 does not need to turn the hand 139 in accordance with the opening / closing operation of the opening / closing door 87, and the opening / closing door 87 can be opened / closed while the hand 139 is in an arbitrary direction.
  • the opening / closing door 87 can be opened and closed smoothly.
  • FIG. 16 shows an example of the structure of the slide plate 175 and the mounting plate 183.
  • FIG. 16 shows a state in which one mounting plate 183 is mounted on the slide plate 175.
  • a positioning projection 199 is provided at a place where the mounting plate 183 on the slide plate 175 is disposed.
  • two substantially cylindrical protrusions 199 are provided for each mounting plate 183. These protrusions 199 are fitted into positioning holes 201 formed at corresponding positions of the mounting plate 183, whereby the mounting plate 183 is positioned.
  • a concave portion 203 is formed at an end portion of the slide plate 175 on the opening / closing door 87 side at a position corresponding to the grip portion 185 of the mounting plate 183.
  • the recess 203 can avoid the claw member 141 from interfering with the slide plate 175 when the hand 139 grips the grip portion 185.
  • the number, arrangement, shape, etc. of the positioning protrusions are not limited to the above, and other numbers, arrangements, shapes, etc. may be used.
  • the mounting plate 183 is provided with a plurality of positioning members 205 for positioning a container such as the multi-plate 83 to be mounted.
  • the positioning member 205 is attached to and detached from the mounting plate 183 so that its position can be changed.
  • a plurality of types of containers having different sizes and shapes can be positioned using the common placement plate 183 and the positioning member 205. This specific example will be described below.
  • each positioning member 205 is a substantially L-shaped plate-like member, and is fixed to the mounting plate 183 by bolts 207 at two locations on one side thereof.
  • a plurality of screw holes 209 into which the bolts 207 are screwed are formed at preset positions so as to correspond to a plurality of fixed positions of the positioning member 205. Accordingly, the position and orientation of the positioning member 205 can be changed to a desired position and orientation by appropriately changing the screw hole 209 into which the bolt 207 is screwed.
  • each positioning member 205 is fixed near the outer edge of the mounting plate 183 in a direction along the outer shape.
  • the multi-plate 83 with a small capacity can be positioned as shown in FIG. 17B, or as shown in FIG. 18B. It is possible to position the flask 81 having a small capacity.
  • the case where the multiplate 83, the flask 81, and the petri dish 85 are positioned by the positioning member 205 has been described.
  • other types of containers other than these may be used, in which case By forming the screw hole 209 corresponding to the container, it is possible to position using the common positioning member 205.
  • one type or three or more types of containers having different capacities may be used for the multi-plate 83 and the flask 81, and a plurality of types of containers having different capacities may also be used for the petri dish 85.
  • the shape, size, fixing method, and the like of the positioning member 205 described above are examples, and other shapes, sizes, fixing methods, and the like may be used.
  • FIGS. 20 An example of a sample suction or injection operation by the pipette device 97 will be described with reference to FIGS.
  • a pipette holder 211 for the robot 5 to hold the pipette device 97 is attached to the pipette device 97.
  • the pipette holder 211 has a grip 213 on the upper surface.
  • the grip portion 213 has the same structure as the grip portion 185 of the mounting plate 183 described above, and both end portions in the width direction (direction perpendicular to the paper surface in FIG. 20) are formed in the first concave portion 149 of the claw member 141 described above.
  • the pipette device 97 can be stably held by fitting with the portion 217.
  • the pipette holder 211 is an example of a plurality of instruments.
  • the pipette tip 28 is attached to the lower end of the pipette device 97.
  • the pipette tip 28 is replaced each time one sample is aspirated and injected by the pipette device 97.
  • the robot 5 moves the pipette device 97 onto the tip boxes 25 and 43 and presses the tip of the pipette device 97 against the desired pipette tip 28.
  • a pressing member (not shown) for removing the tip is disposed at an appropriate position on the work table 57, and the robot 5 moves the pipette device 97 to remove the pipette tip 28. It is performed by pressing against the pressing member.
  • the used pipette tip 28 removed is dropped into a waste box (not shown) disposed below the pressing member and discarded.
  • the robot 5 fixes the pipette device 97 to the fixed base 107.
  • the robot 5 uses the hand 139 to move and hold the medium bottle 105 with the cap removed to the tip position of the pipette device 97 fixed to the fixing base 107.
  • the suction button 96 of the pipette device 97 is operated by the pipette driving device 109 as described above, and the medium is sucked by the pipette device 97.
  • the medium in the medium bottle 105 becomes small, the medium bottle 105 is inclined to suck the corner of the bottom of the bottle, thereby performing an efficient and lean suction operation using gravity. Can be implemented.
  • the robot 5 holds the flask 81, the multiplate 83, the petri dish 85, etc. at the tip position of the pipette device 97 fixed to the fixed base 107 with the hand 139.
  • the injection button 98 of the pipette device 97 is operated by the pipette driving device 109, and the medium is injected into the flask 81 or the like by the pipette device 97.
  • the flask 81 or the like while tilting or swinging, for example, it becomes possible to inject substantially uniformly while suppressing unevenness of the medium in the container, and it is efficient and wasteless using gravity.
  • An injection operation can be performed.
  • the controller 100 includes a scheduler 102, a robot control unit 104, and a pipette control unit 106.
  • a schedule relating to cell culture such as a medium replacement time is recorded.
  • the robot control unit 104 controls the operation of the robot 5 based on the schedule recorded in the scheduler 102 and executes an operation for culturing cells.
  • the pipette control unit 106 controls the pipette driving device 109 based on a signal from the robot control unit 104, and sucks a sample such as a culture medium by the pipette device 97 while cooperating with the operation of the robot 5 controlled by the robot control unit 104. And perform the injection.
  • the cell culture system 1 controls the robot 5 and the pipette driving device 109 with the controller 100, and automatically executes an operation for culturing cells.
  • the details of the medium exchange operation will be described as an example of the operation for culturing the cells.
  • exchanged among the containers accommodated in the incubator 31, for example is demonstrated here.
  • the controller 100 starts the operation control of the robot 5 by the robot control unit 104 when it is time to replace the medium for a predetermined cell based on the schedule recorded in the scheduler 102.
  • the robot 5 opens the front door 123 of the refrigerator 41 using the hand 139 under the control of the robot control unit 104, takes out the medium bottle 105 from the refrigerator 41, and square holes 133 (or square holes) of the heater 131. 135).
  • the robot 5 opens the open / close door 87 of the incubator 31 using the hand 139, takes out the mounting plate 183 on which the flask 81, which is a medium replacement target, is taken out of the incubator 31 and sets it on a table (not shown).
  • the flask 81 is taken out from the mounting plate 183 and set in the square hole of the flask table 121. Thereafter, the robot 5 takes out the heated medium bottle 105 from the heater 131 and sets it in the square hole 118 of the medium bottle base 117, removes the cap 105 a, and places it on the cap base 103.
  • the robot 5 removes the pipette device 97 to be used from the pipette rack 99 and fixes it to the fixing base 107, takes out the medium bottle 105 from which the cap 105 a has been removed from the medium bottle base 117, and is fixed to the fixing base 107.
  • the pipette device 97 is held at the tip position.
  • the pipette control unit 106 detects that the holding operation has been performed based on the signal from the robot control unit 104, the pipette control unit 106 controls the pipette driving device 109 to operate the suction button 96 of the pipette device 97, and the medium bottle 105 Aspirate a predetermined amount of medium.
  • the robot 5 When the suction is completed, the robot 5 returns the medium bottle 105 to the medium bottle base 117 under the control of the robot control unit 104 and removes the cap 81a of the flask 81 set on the flask base 121 and places it on the cap base 103. To do. Then, the robot 5 takes out the flask 81 from which the cap 81 a has been removed from the flask table 121 and holds it at the tip position of the aspirator 111. At this time, when the controller 100 drives the vacuum pump, the medium in the flask 81 is sucked and discarded by the aspirator 111.
  • the robot 5 holds the flask 81 from which the culture medium has been sucked at the tip position of the pipette device 97 fixed to the fixing base 107.
  • the pipette control unit 106 detects that the holding operation has been performed based on the signal from the robot control unit 104, the pipette control unit 106 controls the pipette driving device 109 to operate the injection button 98 of the pipette device 97, and A predetermined amount of medium is injected.
  • the robot 5 returns the flask 81 whose medium has been exchanged to the flask base 121, and removes the cap 81a from the cap base 103 and attaches it to the flask 81. Thereafter, the robot 5 takes out the flask 81 from the flask stand 121 and places it on the placing plate 183, returns the placing plate 183 into the incubator 31, and closes the open / close door 87. Thereby, the exchange of the culture medium in the flask 81 is completed.
  • the processing in the scheduler 102, the robot control unit 104, and the pipette control unit 106 described above is not limited to the example of sharing of these processes, and may be processed by, for example, one processing unit, Further, it may be processed by a further subdivided processing unit.
  • Each function of the controller 100 may be implemented by a program executed by a CPU 901 (see FIG. 25) to be described later, or a part or all of the function is a dedicated integrated circuit 907 (see FIG. 25) such as an ASIC or FPGAT, It may be implemented by an actual device such as another electric circuit.
  • the cell culture system 1 includes a plurality of devices 3 used for cell culture, a robot 5 that performs an operation for culturing cells, a plurality of devices 3 and a robot 5. And a door 19, 35, 51, 63 that can be opened and closed provided on two or more side surfaces 11, 13, 15, 17 among the plurality of side surfaces of the storage portion 7. Accordingly, by opening at least one of the doors 19, 35, 51, 63, it is possible to directly access the inside from the side surface of the storage unit 7, and the storage unit 7 for cultured cells, reagents, culture tools, and the like. Carrying in and out, maintenance work, and the like can be performed directly from the outside without the user entering the storage unit 7.
  • a plurality of access routes into the accommodating portion 7 can be secured, and the user can perform operations such as loading, unloading and maintenance simultaneously from a plurality of side surfaces. Therefore, preparation work related to cell culture can be efficiently performed, labor can be reduced, and workability such as maintenance work of each device can be improved. In addition, it is possible to prevent contamination caused by a person entering the housing portion 7.
  • the plurality of devices 3 are arranged in the vicinity of the side surface 17 provided with the door 63, the incubator 31 having the open / close door 87 on one side surface, and the incubator 31 are placed on the open / close door 87.
  • the rotary table 89 that rotates the incubator 31 so as to face the robot 5 side and the door 63 side is included, the following effects are obtained. That is, with the above configuration, when the robot 5 performs an operation such as medium replacement, the opening / closing door 87 of the incubator 31 is directed to the robot 5 side, and the user sets a container containing cultured cells in the incubator 31.
  • the door 87 is opened by directing the opening / closing door 87 to the door 63 side of the housing portion 7 so that the user can directly perform operations such as setting the container without entering the housing portion 7 from the outside. it can. Further, by using the turntable 89, it is possible to construct a cell culture system that can be accessed from the outside of the housing portion 7 by using a general-purpose incubator having a door 87 on one side surface.
  • the following effects are obtained. That is, since the number of incubators 31 can be increased, the number of samples that can be cultured can be increased. Moreover, since the mounting weight of the turntable 89 can be increased, the speed and vibration during rotation can be reduced, and the influence of impact on the cultured cells accommodated in the incubator 31 can be reduced.
  • the incubator 31 can change a position to the mounting plate 183 on which containers, such as the flask 81 provided with the cell and the culture medium, the multiplate 83, and the petri dish 85, are mounted, and the mounting plate 183.
  • the following effects are obtained. That is, by appropriately changing the position of the positioning member 205 and mounting it on the mounting plate 183, a plurality of types of containers having different sizes and shapes can be placed on a common mounting plate without preparing a plurality of types of mounting plates. It is possible to mount using 183.
  • the pipette device 97 and the fixing base 107 for fixing the pipette device 97 are included in the plurality of devices 3, and the cell culture system 1 is operated by the robot 5 in containers such as the medium bottle 105 and the flask 81. And a controller 100 that controls the robot 5 and the pipette device 97 so that the sample is sucked or injected into the container by the pipette device 97 fixed to the fixing base 107, The effect is obtained.
  • the robot 5 holds the container with the hand 139 with respect to the fixed pipette device 97, for example, suction or injection while tilting or swinging the container is effective and wasteful using gravity. A suction / injection operation can be carried out.
  • a so-called single-arm robot can be used as the robot 5, and the installation space and cost can be greatly reduced as compared with the case where a so-called double-arm robot is used.
  • the robot 5 has a pair of claw members 141 that can be moved in directions away from each other, and a plurality of devices 3 are equipped with caps that are held by the claw members 141 and opened and closed. 105, flask 81, and the like, and a cap base 103 on which the cap is placed sideways.
  • the cap base 103 has a substantially V-shaped upper end and a notch 171 through which the claw member 141 can pass. In the case where the mounting portion 165 is formed, the following effects are obtained.
  • the cap can be placed sideways by the cap base 103, contamination due to the cap opening 173 coming into contact with the placement surface 169 can be prevented, and foreign matter (for example, the cap opening 173 facing upward) (for example, Mixing of samples, reagents, dust, dust, etc. floating in the storage unit 7 can be prevented.
  • the notch portion 171 through which the claw member 141 can pass is formed in the placement portion 165 of the cap base 103, the cap gripped by the claw member 141 is placed or the placed cap is gripped. Operation can be performed smoothly.
  • the upper end part of the mounting part 165 has a shape recessed in a substantially V shape, a plurality of types of caps having different sizes can be mounted on one type of cap base 103.
  • the 1st recessed part 149 is formed in the surface 147 which a pair of nail
  • the following effects are obtained when a plurality of instruments (mounting plate 183 and pipette holder 211) are provided. That is, by sharing the gripping portion in a plurality of instruments in this way, it is possible to grip a variety of instruments using one type of hand 139 (claw member 141), and the hand 139 (claw member 141). Can be shared.
  • a second recess 151 for opening and closing the cap is formed on the opposing surfaces 147 of the pair of claw members 141 and 141, and the second recess 151 is formed in the substantially rectangular recess 153.
  • a substantially rectangular recess 155 is formed to form a stepped recess having a plurality of steps therein, the following effects are obtained. That is, by forming the stepped recess in the claw member 141 in this way, it becomes possible to open and close the caps for a plurality of types of containers having different sizes using one type of hand 139 (claw member 141). 139 (claw member 141) can be shared. In addition, there is an effect that slipping can be prevented by the stepped portion biting into the side surface of the cap.
  • the plurality of devices 3 includes a refrigerator 41 that is disposed in the vicinity of the side surface 13 provided with the door 35 and includes the front door 123 on the robot 5 side and the rear door 125 on the door 35 side.
  • a refrigerator 41 that is disposed in the vicinity of the side surface 13 provided with the door 35 and includes the front door 123 on the robot 5 side and the rear door 125 on the door 35 side.
  • the robot 5 when the robot 5 is a single-arm robot provided with a single arm 137 and a hand 139, the installation space and cost can be greatly reduced as compared with the case where a double-arm robot is used.
  • the accommodating portion 7 has four side surfaces 11, 13, 15, and 17, and one or more doors 19, 35, 51, and 63 are provided on each of the four side surfaces 11, 13, 15, and 17. If it is possible, the following effects are obtained. That is, by simultaneously opening the four doors 19, 35, 51, and 63, it is possible to secure four access routes into the accommodating portion 7, and work such as loading, unloading, and maintenance from the four side surfaces simultaneously. Can do. Therefore, the work efficiency can be further improved and labor can be further reduced.
  • the door that can be opened and closed is provided on two or more side surfaces of the housing portion 7, but the side surface on which the door is provided is not limited to two or more, and the door is provided only on one side surface. It is good also as a structure which provides.
  • one or more openable / closable doors 63 may be provided only on the side surface 17 where the turntable 89 and the incubator 31 are arranged in the vicinity.
  • the system according to the above embodiment has been described as an example of the case where the system according to the embodiment is used for cell culture such as human tissue.
  • the system is used for other purposes such as culture of microorganisms such as bacteria. May be.
  • Example of controller hardware configuration> a hardware configuration example of the controller 100 that realizes processing by the control units 102, 104, 106 and the like implemented by the program executed by the CPU 901 described above will be described with reference to FIG.
  • the controller 100 includes, for example, a CPU 901, a ROM 903, a RAM 905, a dedicated integrated circuit 907 constructed for a specific application such as an ASIC or FPGA, an input device 913, and an output device 915.
  • the program can be recorded in a recording device such as the ROM 903, the RAM 905, or the storage device 917, for example.
  • the program can be recorded temporarily or permanently on, for example, a magnetic disk such as a flexible disk, an optical disk such as various CD / MO disks / DVDs, or a removable recording medium 925 such as a semiconductor memory.
  • a removable recording medium 925 can also be provided as so-called package software.
  • the program recorded on these removable recording media 925 may be read by the drive 919 and recorded in the recording device via the input / output interface 911, the bus 909, or the like.
  • the program can be recorded on, for example, a download site, another computer, another recording device (not shown), or the like.
  • the program is transferred via a network NW such as a LAN or the Internet, and the communication device 923 receives this program.
  • the program received by the communication device 923 may be recorded in the recording device via the input / output interface 911, the bus 909, or the like.
  • the program can be recorded in, for example, an appropriate external connection device 927.
  • the program may be transferred via an appropriate connection port 921 and recorded in the recording device via the input / output interface 911, the bus 909, or the like.
  • the CPU 901 executes various processes according to the program recorded in the recording device, whereby the processes by the control units 102, 104, 106 and the like are realized.
  • the CPU 901 may directly read and execute the program from the recording apparatus, or may be executed after it is once loaded into the RAM 905. Further, for example, when the program is received via the communication device 923, the drive 919, and the connection port 921, the CPU 901 may directly execute the received program without recording it in the recording device.
  • the CPU 901 may perform various processes based on signals and information input from the input device 913 such as a mouse, a keyboard, and a microphone (not shown) as necessary.
  • the input device 913 such as a mouse, a keyboard, and a microphone (not shown) as necessary.
  • the CPU 901 may output the result of executing the above processing from an output device 915 such as a display device or an audio output device, and the CPU 901 may send the processing result to the communication device 923 or the connection device as necessary. It may be transmitted via the port 921 or may be recorded on the recording device or the removable recording medium 925.

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Abstract

細胞培養に関わる準備作業等の手間を軽減する。 細胞培養システム１は、細胞の培養に使用される複数の機器３と、細胞を培養するための操作を行うロボット５と、複数の機器３及びロボット５を収容する収容部７と、収容部７の複数の側面のうち２以上の側面１１，１３，１５，１７にそれぞれ設けられた開閉可能な扉１９，３５，５１，６３とを有する。複数の機器３は、扉６３が設けられた側面１７近傍に配置され、一の側面に開閉扉８７を備えたインキュベータ３１と、インキュベータ３１が載置され、開閉扉８７がロボット５側及び扉６３側を向くようにインキュベータ３１を回転させる回転台８９とを含む。

Description

細胞培養システム及び細胞培養方法
　開示の実施形態は、細胞培養システム及び細胞培養方法に関する。
　特許文献１には、培養操作を行う操作ロボットを備えた自動細胞培養装置が記載されている。
特開２００８－０５４６９０号公報
　上記従来技術の自動細胞培養装置では、培養細胞、試薬類、培養器具類等の装置への搬入及び搬出は、入出庫部を介して行われる。この場合、搬入及び搬出作業を繰り返し行う必要があり、また装置内でのセット作業等は操作ロボットにより行われることになり、準備作業等に手間を要していた。
　本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、準備作業等の手間を軽減することができる細胞培養システム及び細胞培養方法を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、細胞の培養に使用される複数の機器と、前記細胞を培養するための操作を行うロボットと、前記複数の機器及び前記ロボットを収容する収容部と、前記収容部の複数の側面のうち２以上の前記側面にそれぞれ設けられた開閉可能な扉と、を有する、細胞培養システムが適用される。
　また、本発明の別の観点によれば、上記の細胞培養システムによる細胞培養方法であって、前記２以上の側面にそれぞれ設けられた前記扉を同時に開き、前記複数の機器にアクセスする、細胞培養方法が適用される。
　また、本発明のさらに別の観点によれば、細胞の培養に使用される複数の機器と、前記細胞を培養するための操作を行う手段と、前記複数の機器及び前記操作を行う手段を収容する手段と、前記収容する手段の側方における２以上の方向からの前記機器へのアクセスを許容する手段と、を有する、細胞培養システムが適用される。
　本発明の細胞培養システム等によれば、準備作業等の手間を軽減することができる。
実施形態に係る細胞培養システムの上側から見た外観構成の一例を表す説明図である。 実施形態に係る細胞培養システムの前側から見た外観構成の一例を表す説明図である。 実施形態に係る細胞培養システムの後側から見た外観構成の一例を表す説明図である。 実施形態に係る細胞培養システムの左側から見た外観構成の一例を表す説明図である。 実施形態に係る細胞培養システムの右側から見た外観構成の一例を表す説明図である。 実施形態に係る細胞培養システムの上側から見た内部構成の一例を表す説明図である。 実施形態に係る細胞培養システムの前側から見た内部構成の一例を表す説明図である。 実施形態に係る細胞培養システムの右側から見た内部構成の一例を表す説明図である。 実施形態に係る細胞培養システムのロボットの一例を表す説明図である。 ロボットのハンドの形状の一例を表す説明図である。 ロボットのハンドの形状の一例を表す説明図である。 ハンドによるキャップの把持状態の一例を表す説明図である。 ハンドによるキャップの把持状態の一例を表す説明図である。 ハンドによるキャップの開閉動作の一例を表す説明図である。 ハンドによるキャップの開閉動作の一例を表す説明図である。 キャップ台の構造の一例を表す説明図である。 キャップ台にキャップが載置された状態の一例を表す説明図である。 インキュベータの開閉扉を開けた状態の一例を表す説明図である。 インキュベータの開閉扉の把持部の構造の一例を表す説明図である。 スライドプレート及び載置プレートの構造の一例を表す説明図である。 載置プレートにマルチプレートを載置した状態の一例を表す説明図である。 載置プレートにマルチプレートを載置した状態の一例を表す説明図である。 載置プレートにフラスコを載置した状態の一例を表す説明図である。 載置プレートにフラスコを載置した状態の一例を表す説明図である。 載置プレートにシャーレを載置した状態の一例を表す説明図である。 ピペット装置及びピペットホルダの構造の一例を表す説明図である。 ハンドによるピペットホルダの把持状態の一例を表す説明図である。 ハンドにより培地ボトルを把持して行う吸引操作の一例を表す説明図である。 コントローラの機能的構成の一例を表す説明図である。 扉を一の側面のみに設けた変形例に係る細胞培養システムの上側から見た外観構成の一例を表す説明図である。 コントローラのハードウェア構成例を表す説明図である。
　以下、一実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
　＜１．細胞培養システムの外観構成＞
　まず、図１～図５を用いて、本実施形態に係る細胞培養システムの外観構成の一例について説明する。なお、以下では、細胞培養システム等の構造の説明の便宜上、「上」「下」「左」「右」「前」「後」等の方向を図１等の各図に注記する方向に定め、適宜使用する。但し、該方向は細胞培養システム等の設置態様によって変動するものであり、各構成の位置関係を限定するものではない。
　本実施形態に係る細胞培養システム１は、例えば人体組織等の細胞を培養するシステムである。図１～図５に示すように、細胞培養システム１は、細胞の培養に使用される複数の機器３と、細胞を培養するための操作を行うロボット５（図９参照）と、複数の機器３及びロボット５を収容する収容部７とを有する。なお、図１では、ロボット５の図示を省略し、ロボット５が設置される基台９を図示している。
　収容部７は、ロボット５が内部で例えば培地交換等の操作を行うためのキャビネットである。収容部７は、複数の側面を有しており、複数の側面のうち２以上の側面にそれぞれ設けられた開閉可能な扉を有する。この例では、収容部７は略直方体形状であり、４つの側面１１，１３，１５，１７をする。上記扉は、これら４つの側面１１，１３，１５，１７それぞれに１以上設けられている。
　図１及び図２に示すように、前側の側面１１の略中央部には、開閉可能な２つの扉１９，１９が設けられている。扉１９，１９は、両端部を軸に２つの扉が中央から両端側に向けて回転されることにより、開放される。各扉１９には、取っ手２１と、窓２３が設けられている。詳細は後述するが、収容部７内の扉１９の近傍には、複数のチップボックス２５が載置された第１チップストッカ２７が配置されている。ユーザは扉１９の一方又は両方を開放することにより、上記第１チップストッカ２７へのアクセスが可能となり、例えばチップボックス２５の交換等を収容部７の外部から直接行うことができる。また、窓２３を介してピペットチップ２８（図２０、図２１参照）の使用状態やロボット５の動作状態等を確認することができる。
　なお、側面１１の右側には窓２９が設けられており、ユーザは窓２９を介してインキュベータ３１（前側のインキュベータ３１）の状態等を確認することができる。また、側面１１の下方には、開閉可能な複数のパネル３３が設けられている。収容部７の床下には、各種機器の配線や、ロボット５の動作等を制御するコントローラ１００（図２３参照）等が設置されており、ユーザはパネル３３の少なくとも１つを開放することにより、上記配線やコントローラ１００のメンテナンス作業等を行うことができる。
　図１及び図３に示すように、後側の側面１３には、開閉可能な２つの扉３５，３５が設けられている。扉３５，３５は、両端部を軸に２つの扉が中央から両端側に向けて回転されることにより、開放される。各扉３５には、取っ手３７と、窓３９が設けられている。詳細は後述するが、収容部７内の扉３５の近傍には、培地ボトルや試薬等が収納された冷蔵庫４１や、チップボックス４３が載置された第２チップストッカ４５が配置されている。ユーザは扉３５の一方又は両方を開放することにより、上記冷蔵庫４１や第２チップストッカ４５へのアクセスが可能となり、例えば冷蔵庫４１に収容された培地ボトルや試薬等の交換や、チップボックス４３の交換、冷蔵庫４１のメンテナンス等を収容部７の外部から直接行うことができる。また、窓３９を介して培地ボトル及びピペットチップの使用状態やロボット５の動作状態等を確認することができる。
　なお、側面１３の右側には窓４７が設けられており、ユーザは窓４７を介してインキュベータ３１（後側のインキュベータ３１）の状態等を確認することができる。また、側面１３の下方には、開閉可能な複数のパネル４９が設けられており、ユーザはパネル４９の少なくとも１つを開放することにより、上記配線やコントローラ１００のメンテナンス作業等を行うことができる。
　図１及び図４に示すように、左側の側面１５には、開閉可能な２つの扉５１，５１が設けられている。扉５１，５１は、両端部を軸に２つの扉が中央から両端側に向けて回転されることにより、開放される。各扉５１には、取っ手５３と、窓５５が設けられている。詳細は後述するが、収容部７内の扉５１の近傍には、ロボット５が培地交換等の作業を行うための作業台５７が配置されている。ユーザは扉５１の一方又は両方を開放することにより、上記作業台５７へのアクセスが可能となり、例えば作業台５７上の各種機器のメンテナンスや作業台５７の清掃等を収容部７の外部から直接行うことができる。また、窓５５を介して作業台５７及び各種機器の使用状態やロボット５の動作状態等を確認することができる。
　なお、側面１５の後側には窓５９が設けられており、ユーザは窓５９を介して収容部７の内部状態を確認することができる。また、側面１５の下方には、開閉可能な複数のパネル６１が設けられており、ユーザはパネル６１の少なくとも１つを開放することにより、上記配線やコントローラ１００のメンテナンス作業等を行うことができる。
　図１及び図５に示すように、右側の側面１７には、開閉可能な２つの扉６３，６３が設けられている。扉６３，６３は、両端部を軸に２つの扉が中央から両端側に向けて回転されることにより、開放される。各扉６３には、取っ手６５と、窓６７が設けられている。詳細は後述するが、収容部７内の扉６３の近傍には、複数のインキュベータ３１が配置されている。なお、前側の扉６３は前側に配置されたインキュベータ３１に対応しており、後側の扉６３は後側に配置されたインキュベータ３１に対応している。ユーザは扉６３の一方又は両方を開放することにより、上記インキュベータ３１へのアクセスが可能となり、例えば培養細胞が収容された容器のインキュベータ３１に対する出し入れ等を収容部７の外部から直接行うことができる。また、窓６７を介してインキュベータ３１の状態やロボット５の動作状態等を確認することができる。
　なお、側面１７の後側には窓６９が設けられており、ユーザは窓６９を介して収容部７の内部状態を確認することができる。また、側面１７の下方には、開閉可能な複数のパネル７１が設けられており、ユーザはパネル７１の少なくとも１つを開放することにより、上記配線やコントローラ１００のメンテナンス作業等を行うことができる。
　収容部７の天井部７３には、複数（単数でもよい）のファンユニット７５が設置されている。なお、図１では、ファンユニット７５の図示を省略している。これらファンユニット７５は、例えば収容部７外の空気を吸気してＨＥＰＡ（Ｈｉｇｈ　Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　Ａｉｒ）フィルタ等で浄化した後に、収容部７内に下降気流を形成し、収容部７の内部を外部に対して正圧（陽圧）に保持する。これにより、収容部７の内部空間が清浄に保持される。
　なお、収容部７としては、内部でロボット５が細胞を培養するための操作等を行うことが可能な部屋であればよく、上記ファンユニットによる、気流・気圧を調整する機能の有無、内部空間を無菌状態に保つ機能の有無等は、特に限定されるものではない。また、収容部７としては、いわゆる安全キャビネットの他、例えばドラフトチャンバやクリーンベンチ、アイソレータ等が使用可能である。
　収容部７の下端には、複数のアジャスタ７７が設置されている。これら複数のアジャスタ７７により収容部７を水平となるように精度良く調整できる。
　なお、収容部７の構成態様は、上記に限定されるものではない。例えば、扉の数は各側面に１ずつでもよいし、３以上でもよいし、各面の扉の数を異ならせてもよい。また、全ての側面に扉を設ける必要はなく、２以上の側面に設けられればよい。また、収容部７の形状は直方体形状に限られるものではなく、例えば三角柱形状や五角柱形状等の多面体形状や、円筒状等、他の形状としてもよい。円筒状とする場合には、円筒状の側面のうち２以上の方向側に開閉可能な扉が設けられればよい。
　なお、収容部７が、複数の機器及び細胞を培養するための操作を行う手段を収容する手段の一例であり、収容部７の扉１９，３５，５１，６３が、収容する手段の側方における２以上の方向からのアクセスを許容する手段の一例である。
　＜２．細胞培養システムの内部構成＞
　次に、図６～図９を用いて、細胞培養システム１の内部構成の一例について説明する。これら図６～図９では、収容部７の各側面１１，１３，１５，１７の一部（床７９より上側の部分）の図示を省略する。また、図６～図８ではロボット５の図示を省略し、図９ではロボット５の図示のために複数の機器３の一部の図示を省略する。
　　（２－１．インキュベータ及び回転台）
　収容部７内には、細胞を培養するためのインキュベータ３１と、インキュベータ３１が載置される回転台８９が配置されている。インキュベータ３１には細胞と培地を備えた容器が収容され、内部が一定の温度に調整されて保持される。インキュベータ３１に収容される、細胞と培地を備えた容器としては、例えば、フラスコ８１（図１８参照）、マルチプレート８３（図１７参照）、シャーレ８５（図１９参照）等が使用されるが、これら以外の容器を使用してもよい。なお、これらフラスコ８１、マルチプレート８３、シャーレ８５等が第１容器の一例である。インキュベータ３１はいわゆるＣＯ２インキュベータであり、各インキュベータ３１には二酸化炭素ガスが供給されて培養雰囲気が調整される。なお、二酸化炭素ガスを供給しないインキュベータを用いてもよい。
　インキュベータ３１は、例えば略立方体形状であり、一の側面に開閉扉８７を備える。図６～図８に示すように、インキュベータ３１は回転台８９上に載置されている。この回転台８９により、インキュベータ３１は回転軸心ＡＸ１周りに上記開閉扉８７がロボット５側及び側面１７の扉６３側を向くように回転される。回転台８９は、前後方向に２つ並列に配置されており、各回転台８９にはそれぞれ２台のインキュベータ３１が積み重ねて載置されている。つまり、この例では収容部７内に計４台のインキュベータ３１が配置されている。なお、インキュベータ３１の数は上記に限定されるものではなく、例えば回転台８９に１台ずつ載置されてもよいし、３台以上積み重ねて載置してもよい。また、回転台８９の数を２以外としてもよい。
　各インキュベータ３１は、例えば重心が上記回転軸心ＡＸ１上に略位置するように回転台８９上に配置される。これにより、回転時にインキュベータ３１に作用する遠心力を低減し、回転動作を安定させることができる。但し、インキュベータ３１の載置位置はこれに限定されるものではなく、重心位置と回転軸心ＡＸ１とがずれて配置されてもよい。
　前側に配置されたインキュベータ３１と、後側に配置されたインキュベータ３１とは、前後方向に対称な構造となっている。すなわち、図６に示すように、開閉扉８７がロボット５側を向いた状態において、前側に配置されたインキュベータ３１では、開閉扉８７が前側の端部を軸に後側から前側に向けて回転されることにより、開放される。一方、後側に配置されたインキュベータ３１では、開閉扉８７が後側の端部を軸に前側から後側に向けて回転されることにより、開放される。この開閉扉８７の開閉は、ロボット５が開閉扉８７に設けられた把持部９１を把持することにより行われる。このような構造とすることにより、前後方向においてインキュベータ３１，３１の中間位置に配置されるロボット５が各インキュベータ３１にアクセスする際に、開放された開閉扉８７が邪魔になるのを回避できる。
　また、前側に配置された回転台８９と、後側に配置された回転台８９も、上記と同様に前後方向に対称な構造となっている。すなわち、図６に示すように、開閉扉８７がロボット５側を向いた状態において、前側に配置された回転台８９では、平面視において略四角形状である回転台８９の前側の一辺の左右両端にレバー９３，９３が設置されている。一方、後側に配置された回転台８９では、後側の一辺の左右両端にレバー９３，９３が設置されている。なお、前側の回転台８９の前方右側の角部の位置と、後側の回転台８９の後方右側の角部の位置には、回転台８９の回転をロックさせるロック機構９５がそれぞれ床７９に設置されている。
　ユーザは、側面１７の扉６３を開放し、レバー９３を把持して回転台８９を回転させることにより、ロボット５により培地交換等の操作を行う際にはインキュベータ３１の開閉扉８７をロボット５側に向け、インキュベータ３１に対して培養細胞が収容された容器の出し入れ等を行う際には開閉扉８７を収容部７の扉６３側に向けることができる。また、ユーザは、ロック機構９５を操作することにより、インキュベータ３１の開閉扉８７がロボット５側を向いた位置、及び、扉６３側を向いた位置において回転台８９の回転をロックさせ、回転台８９を回転させる際にはロックを解除することができる。
　上記のように、前側に配置された回転台８９と後側に配置された回転台８９とが、前後方向に対称な構造となっていることにより、前側に配置された回転台８９及びインキュベータ３１と、後側に配置された回転台８９及びインキュベータ３１とでは、回転方向が反対となる。すなわち、図６に示すように、インキュベータ３１の開閉扉８７をロボット５側から収容部７の扉６３側に向ける際には、前側に配置された回転台８９及びインキュベータ３１は矢印Ｒ１方向に回転され、後側に配置された回転台８９及びインキュベータ３１は矢印Ｒ２方向に回転される。一方、インキュベータ３１の開閉扉８７を収容部７の扉６３側からロボット５側に向ける際には、上記とは反対に、前側に配置された回転台８９及びインキュベータ３１は矢印Ｒ３方向に回転され、後側に配置された回転台８９及びインキュベータ３１は矢印Ｒ４方向に回転される。このような構造とすることにより、ユーザがレバー９３を把持して回転台８９を回転操作するための作業スペースを確保しつつ、前側のインキュベータ３１と後側のインキュベータ３１とを近接して配置させ、設置スペースを小型化することができる。
　なお、インキュベータ３１や回転台８９の構成態様は、上記に限定されるものではない。例えば、ロボット５側及び扉６３側の両方に開閉扉を有する両面扉型のインキュベータを用いてもよい。この場合、回転台８９が不要となる。また、例えば電動モータ等により自動で回転する回転台を用いてもよい。
　　（２－２．作業台）
　作業台５７上には、ロボット５が培地交換等の作業を行うための複数の機器が配置されている。図６に示すように、作業台５７の後方左側には、ピペット装置９７が配置されるピペットラック９９が配置されている。ピペット装置９７は、培地等の試料を予め設定された容量だけ吸引及び注入する装置であり、吸引ボタン９６及び注入ボタン９８を備えている（図２０、図２２参照）。この例では、ピペットラック９９は、例えば容量の異なる３種類のピペット装置９７を配置可能となっている。ピペットラック９９の右側には、シャーレ８５が載置されるシャーレ台１０１、及び、キャップ台１０３が配置されている。キャップ台１０３には、ロボット５により把持され開閉が行われるキャップを備えた容器、例えば培地ボトル１０５（図１２参照）やフラスコ８１（図１８参照）等のキャップが横向きに載置される。このキャップ台１０３の詳細構造については後述する。なお、上記培地ボトル１０５やフラスコ８１等が第３容器の一例である。
　作業台５７の略中央部には、ピペット装置９７を固定する固定台１０７が配置されている。ロボット５は、上記ピペットラック９９から使用するピペット装置９７を取り外し、固定台１０７に固定する。また、図７～図９に示すように、固定台１０７は、ピペット装置９７を固定すると共に、その上部にピペット装置９７を駆動するピペット駆動装置１０９を支持している。ピペット駆動装置１０９は、例えばエアシリンダ等の押圧装置と図示しないモータとを有しており、モータにより押圧装置を回転軸周りに回転させて押圧方向を変更する。これにより、ピペット装置９７の上記吸引ボタン９６及び注入ボタン９８を操作し、ピペット装置９７に吸引又は注入を行わせることが可能である。ピペット駆動装置１０９は、コントローラ１００により制御される。すなわち、ロボット５が培地ボトル１０５やフラスコ８１、マルチプレート８３、シャーレ８５等を固定台１０７に固定されたピペット装置９７の先端位置に保持した際に、コントローラ１００は培地ボトル１０５に対して培地の吸引が行われるように、又はフラスコ８１等に対して培地の注入が行われるように、上記ピペット駆動装置１０９を介してピペット装置９７を制御する。なお、上記培地ボトル１０５やフラスコ８１、マルチプレート８３、シャーレ８５等が第２容器の一例である。
　なお、上記ピペット駆動装置１０９の駆動機構は、上記エアシリンダ及びモータに限定されるものではない。例えば、エアシリンダの代わりに電動シリンダや油圧シリンダ、サーボモータ等を用いてもよく、ピペット装置９７の吸引ボタン及び注入ボタンを操作することが可能な機構であれば、その他の駆動機構や駆動源を用いてもよい。
　また図６に示すように、固定台１０７におけるピペット装置９７が固定される箇所の前側には、アスピレータ１１１が設置されている。アスピレータ１１１は、図示しない真空ポンプに接続されており、培地交換の際に、フラスコ８１、マルチプレート８３、シャーレ８５等の培地を吸引して廃棄する。真空ポンプの駆動は、コントローラ１００により制御される。すなわち、ロボット５が上記フラスコ８１等をアスピレータ１１１の先端位置に保持した際に、コントローラ１００は培地の吸引が行われるように上記真空ポンプを駆動する。
　作業台５７の前側には、チップボックス２５，４３が載置される複数のチップボックス台１１３，１１５が設置されている。チップボックス２５，４３は、ピペット装置９７に着脱される複数のピペットチップ２８（図２０、図２１参照）を収納した箱状のケースである。ロボット５は、第１チップストッカ２７及び第２チップストッカ４５に載置されたチップボックス２５，４３のうち、使用するチップボックスをチップボックス台１１３，１１５に運んで載置し、蓋を開放する。ロボット５は、ピペット装置９７を把持してチップボックス台１１３，１１５に載置されたチップボックス２５，４３上に移動させ、所望のピペットチップ２８に対してピペット装置９７の先端を押し付けることにより、ピペットチップ２８を装着する。
　作業台５７の後方右側には、２つの培地ボトル１０５が載置される培地ボトル台１１７が配置されている。この例では、培地ボトル１０５として角筒状のボトルが使用されており、培地ボトル台１１７の角穴に培地ボトル１０５が挿入されることで、ロボット５が培地ボトルのキャップの開閉をする際にボトルが回るのを防止できる。なお、この例では培地ボトル１０５として容量が異なる大小２種類のボトルが使用され、培地ボトル台１１７にはそれらに対応した大小２種類の角穴が形成されている。なお、培地ボトル及び角穴の種類は１種類又は３種類以上としてもよく、また培地ボトル台１１７が載置可能なボトル数も１又は３以上としてもよい。
　培地ボトル台１１７の前側には、複数のピペットチップ２８が直立状に配置されるチップスタンド１１９が配置されている。
　チップスタンド１１９の前側には、２つのフラスコ８１が直立状態で載置されるフラスコ台１２１が配置されている。この例では、フラスコ８１として角筒状のボトルが使用されており、フラスコ台１２１の角穴にフラスコ８１が挿入されることで、ロボット５がフラスコ８１のキャップの開閉をする際にフラスコが回るのを防止できる。なお、この例ではフラスコ８１として容量が異なる大小２種類のフラスコが使用され、フラスコ台１２１にはそれらに対応した大小２種類の角穴が形成されている。なお、フラスコ８１及び角穴の種類は１種類又は３種類以上としてもよく、またフラスコ台１２１が載置可能なボトル数も１又は３以上としてもよい。
　なお、以上説明した作業台５７の構造や機器の配置、使用される機器の種類や数等は一例であり、上記に限定されるものではない。例えば、複数台のロボット５や、２本のアームを備えた双腕ロボット等を用いる場合には、ロボットがピペット装置９７を把持しつつボタンを操作できるので、上述したピペット駆動装置１０９や固定台１０７等を不要としてもよい。
　　（２－３．冷蔵庫、その他の機器）
　収容部７内の後側には、冷蔵庫４１が配置されている。冷蔵庫４１には、培地ボトル１０５や、図示しない試薬等が収納されている。図６及び図８に示すように、冷蔵庫４１はロボット５側の前面扉１２３及び側面１３の扉３５側の後面扉１２５を備えている。前面扉１２３は、右側の端部を軸に左側から右側に向けて回転されることにより、開放される。この前面扉１２３の開閉は、ロボット５が例えば前面扉１２３に設けられた把持部１２７を把持することにより行われる。一方、後面扉１２５は、左側の端部を軸に右側から左側に向けて回転されることにより、開放される。この後面扉１２５の開閉は、ユーザが後面扉１２５に設けられた把持部１２９を把持することにより行われる。このように、冷蔵庫４１が両面扉構造となっていることにより、ユーザは側面１３の扉３５を開放し、例えば冷蔵庫４１に収容された培地ボトル１０５や試薬等の交換等を行うことができる。また、ロボット５は、前面扉１２３を開放して冷蔵庫４１より所望の培地ボトル１０５等を取り出すことができる。
　冷蔵庫４１と作業台５７との間には、加温器１３１が配置されている。加温器１３１は、冷蔵庫４１から取り出された培地ボトル１０５を加温する。加温器１３１は、容量が異なる大小２種類の培地ボトル１０５に対応した大小２種類の角穴１３３，１３５を２つずつ有している。ロボット５は、冷蔵庫４１から培地ボトル１０５を取り出した際には、培地を使用する前に角穴１３３，１３５に挿入して培地ボトル１０５を加温する。なお、加温器１３１の角穴の種類や数は、上記に限定されるものではない。
　収容部７内の前側略中央部には、２つの第１チップストッカ２７が左右方向に並列して配置されている。図７に示すように、各第１チップストッカ２７には、チップボックス２５が左右方向に複数且つ上下方向に多段に配置されている。この例では、チップボックス２５としてチップ数が異なる大小２種類のチップボックスが使用されており、右側に配置された第１チップストッカ２７にはチップ数が多い大きなチップボックス２５が、左側に配置された第１チップストッカ２７にはチップ数が少ない小さなチップボックス２５が配置されている。なお、チップボックス２５の種類は１種類又は３種類以上としてもよく、また第１チップストッカ２７の数も１又は３以上としてもよい。
　また、収容部７内の後側において、冷蔵庫４１の左側には第２チップストッカ４５が配置されている。図示は省略するが、第２チップストッカ４５には、上記第１チップストッカ２７と同様に、チップボックス４３が上下方向に多段に配置されている。なお、第２チップストッカ４５を複数配置してもよい。
　なお、以上説明した冷蔵庫４１やその他の機器の構造や配置、使用される機器の種類や数等は一例であり、上記に限定されるものではない。例えば、冷蔵庫４１を片扉構造とし、インキュベータ３１と同様に、回転台により回転させる構造としてもよい。
　　（２－４．ロボット）
　図９に示すように、ロボット５は、基台９と、アーム１３７とを有する、いわゆる単腕ロボットである。基台９は、収容部７の床７９に対し、例えばアンカーボルト等により固定されている。なお、基台９は、収容部７における床以外の面（例えば天井面や側面等）に固定されてもよい。
　アーム１３７は、基台９の上端部に旋回可能に支持されている。アーム１３７は、この例では７つの関節部を有し、７自由度を有するアームとして構成されている。アーム１３７の先端に取り付けられたハンド１３９は、互いに遠近する方向に動作可能な一対の爪部材１４１，１４１を備える。ロボット５は、ハンド１３９の爪部材１４１，１４１を用いて各種器具を把持したり、インキュベータ３１の開閉扉８７や冷蔵庫４１の前面扉１２３の開閉動作等を行うことが可能である。
　上記ロボット５の動作は、コントローラ１００によって制御される。なお、ロボット５の構成態様は、上記に限定されるものではない。例えば、ロボット５は必ずしも単腕ロボットである必要はなく、例えば２本のアームを有する双腕ロボット等、複数のアームを有するロボットとしてもよい。また、アーム１３７の関節数や自由度は上記７に限定されるものではなく、７以外としたロボットとしてもよい。
　なお、ロボット５が、細胞を培養するための操作を行う手段の一例である。
　＜３．ロボットハンドの形状＞
　次に、図１０～図１２を用いて、ロボット５のハンド１３９の形状の一例について説明する。
　図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、ロボット５のハンド１３９は、上述した一対の爪部材１４１，１４１と、ベース部１４３とを有する。ベース部１４３には、一対の爪部材１４１，１４１を互いに遠近動作するように駆動する駆動源（図示せず）が内蔵されている。駆動源としては、例えばエアシリンダや電動式モータが使用されるが、油圧式モータ等の他の駆動源を使用してもよい。各爪部材１４１は、接続部１４５を介して駆動源に連結されている。
　爪部材１４１，１４１の対向する面１４７の対応する位置には、第１凹部１４９がそれぞれ形成されている。第１凹部１４９は、複数の器具の把持部、例えばインキュベータ３１の載置プレート１８３の把持部１８５や、ピペット装置９７を保持するためのピペットホルダ２１１の把持部２１３等にフィットする形状に形成されており、複数の器具の把持部と形状が共通化されている。これにより、１種類のハンドで他種類の器具等を把持できる。なお、この例では、第１凹部１４９は略台形状に形成されているが、例えば矩形状や半円状等、他の形状としてもよい。
　また、爪部材１４１，１４１の対向する面１４７の、上記第１凹部１４９よりも先端側の対応する位置には、第２凹部１５１がそれぞれ形成されている。第２凹部１５１は、培地ボトル１０５やフラスコ８１等のキャップを備えた容器のキャップの回転による開閉（閉じる際の締め付け及び開く際の緩め）を行うための凹部である。この例では、第２凹部１５１は、略矩形状の比較的大きな凹部１５３の中にさらに略矩形状の比較的小さな凹部１５５が形成されることで、内部に複数の段が形成された段付き凹部として形成されている。
　上記形状により、第２凹部１５１は複数種類の大きさのキャップを開閉させることが可能となっている。例えば図１１Ａに示すように、比較的大きなキャップ１５７を開閉させる場合には、第２凹部１５１の外側の角部１５９がキャップ１５７の外周面に食い込むことで、回転トルクによる爪部材１４１とキャップ１５７との滑りを防止しつつ、キャップ１５７の締め付け及び緩めを行うことができる。また、例えば図１１Ｂに示すように、比較的小さなキャップ１６１を開閉させる場合には、第２凹部１５１の内側の角部１６３がキャップ１５７の外周面に食い込むことで、回転トルクによる爪部材１４１とキャップ１６１との滑りを防止しつつ、キャップ１５７の締め付け及び緩めを行うことができる。なお、ここでは図示していないが、角部１５９及び角部１６３の両方が当たる中間的な大きさのキャップについても同様にして開閉できる。
　以上により、ハンド１３９は、容量の異なる複数種類の培地ボトル１０５やフラスコ８１等のキャップを開閉することができる。なお、この例では、第２凹部１５１は大小２つの凹部により２段に形成されているが、３以上の異なる大きさの凹部により３段以上となるように形成してもよい。また、第２凹部１５１を構成する各凹部の形状は矩形状に限定されるものではなく、例えば台形状や半円状等、他の形状としてもよい。
　また、第１凹部１４９と第２凹部１５１との位置関係は、第２凹部１５１の方が第１凹部１４９よりも爪部材先端側となっている。これにより、器具の把持に使用される第１凹部１４９をより爪部材基端側に位置させて、器具の把持を安定化させることができる。但し、この位置関係に限定されるものではなく、反対に第１凹部１４９を第２凹部１５１よりも先端側に形成してもよい。
　次に、ハンド１３９によるキャップの開閉動作の一例について説明する。図１２Ａ及び図１２Ｂは、培地ボトル１０５のキャップ１０５ａを開閉する場合を示している。図１２Ａに示すように、培地ボトル１０５が培地ボトル台１１７の角穴１１８に挿入された状態において、培地ボトル１０５のキャップ１０５ａを開く（締め付けられた状態から緩めて取り外す）場合には、ロボット５はハンド１３９の爪部材１４１を用いてボトルの横方向からキャップ１０５ａを把持する。このとき、キャップ１０５ａは第２凹部１５１に嵌合される。そして、キャップ１０５ａが回転軸心ＡＸ２周りに回転（両矢印Ｒ５参照）するように、ロボット５はハンド１３９を回転軸心ＡＸ２周りに回転（旋回）させることで、キャップ１０５ａを締め付けられた状態から緩めることができる。このとき、前述のように、培地ボトル１０５が培地ボトル台１１７の角穴１１８に嵌合するので、ボトルが回るのを防止できる。
　次に、図１２Ｂに示すように、ロボット５はハンド１３９を移動させてキャップ１０５ａを横方向から縦方向に持ち替える。つまり、ロボット５は爪部材１４１の先端部でボトルの縦方向からキャップ１０５ａを把持する。そして、アーム１３７が備える図示しないサーボモータにより、ハンド１３９を該ハンド１３９の回転軸心ＡＸ３周りに回転（両矢印Ｒ６参照）させることにより、キャップ１０５ａを回転させて培地ボトル１０５から取り外すことができる。
　以上のように、比較的大きな回転トルクが必要となる、キャップ１０５ａの締め付けられた状態からの緩めを行う際には、ハンド１３９はキャップ１０５ａを横方向から把持して第２凹部１５１を用いて滑りを防止する。そして、比較的小さな回転トルクで済むその後の回転動作については、ハンド１３９はキャップ１０５ａを縦方向から把持し、ハンド１３９自身の回転駆動によりキャップ１０５ａを高速回転させて速やかに取り外すことができる。
　なお、培地ボトル１０５のキャップ１０５ａを閉じる（取り外された状態から装着して締め付ける）動作については、上記動作を反対に行えばよいので説明を省略する。また、ここでは培地ボトル１０５のキャップ１０５ａを開閉する場合について説明したが、フラスコ８１のキャップ８１ａ（図１８参照）を開閉する場合も同様である。
　＜４．キャップ台＞
　次に、図１３を用いて、キャップ台１０３の構造の一例について説明する。前述のように、キャップ台１０３は作業台５７上に配置されており、培地ボトル１０５やフラスコ８１等のキャップが載置される。なお、図１３Ｂは培地ボトル１０５のキャップ１０５ａが載置された場合を図示している。
　図１３Ａに示すように、キャップ台１０３は、上端部が略Ｖ字状に凹んだ載置部１６５と、載置部１６５の端部において上側に突出した板状のキャップ受け部１６７とを有する。載置部１６５の上端部はキャップ１０５ａが載置される載置面１６９を構成しており、この載置面１６９が略Ｖ字状に形成されることで、円筒状のキャップ１０５ａの転がりを防止できると共に、キャップ１０５ａの径の大きさに関わらず載置することが可能である。すなわち、キャップ台１０３は、容量の異なる複数種類の培地ボトル１０５やフラスコ８１等のキャップを載置することができる。また、載置部１６５のキャップ受け部１６７側の一部及びキャップ受け部１６７には、切り欠き部１７１が形成されている。切り欠き部１７１は、ハンド１３９の爪部材１４１の厚みよりも所定量だけ大きな幅となるように形成されている。これにより、ロボット５は、ハンド１３９の爪部材１４１，１４１の先端を、それらの並列方向（爪部材１４１，１４１が遠近動作する方向）に沿って切り欠き部１７１内に通過させることが可能である。
　ロボット５がキャップ１０５ａをキャップ台１０３に載せる動作は次のようになる。すなわち、前述の図１２Ｂに示すように、ハンド１３９がキャップ１０５ａを縦方向から把持して培地ボトル１０５から取り外した状態において、ロボット５はその把持状態のままハンド１３９をキャップ台１０３に移動させる。そして、ロボット５は、ハンド１３９を横向きとした状態で爪部材１４１，１４１の先端を上側から下側に向けて切り欠き部１７１内に通過させ、キャップ１０５ａが載置面１６９に載置されると把持を解除する。これにより、図１３Ｂに示すように、キャップ１０５ａが横向き、つまりキャップ１０５ａの開口部１７３がキャップ受け部１６７とは反対側を向くように、キャップ台１０３に載置される。なお、キャップ１０５ａをキャップ台１０３から取り出す場合は上記と反対の動作となる。
　なお、載置面１６９は、キャップ受け部１６７とは反対側の端部からキャップ受け部１６７に向けて高さが低くなるように若干傾斜しており、載置されたキャップ１０５ａがキャップ受け部１６７とは反対側に移動したり倒れたりすることを防止する。これにより、載置されたキャップ１０５ａは切り欠き部１７１の形成部分に位置することとなり、ハンド１３９による把持を円滑に行うことができる。また、上記では培地ボトル１０５のキャップ１０５ａを載置する場合について説明したが、フラスコ８１のキャップを載置する場合も同様である。
　なお、以上説明したキャップ台１０３の構造は一例であり、上記に限定されるものではない。
　＜５．インキュベータの載置プレート＞
　次に、図１４～図１９を用いて、インキュベータ３１に収容される載置プレート等の構造の一例について説明する。
　図１４に、インキュベータ３１の開閉扉８７を開けた状態を示す。なお、図１４では、培養細胞を収容した容器や内扉等の図示を省略している。図１４に示すように、各インキュベータ３１の内部には、スライドプレート１７５が上下方向に多段（この例では４段）に配置されている。各スライドプレート１７５は、両端に設けられた側壁１７７がインキュベータ３１の内部に設置されたガイドレール１７９に沿ってスライドすることで、インキュベータ３１の外部に少なくとも一部が露出するように移動することが可能である。各スライドプレート１７５の上面には把持部１８１が設置されており、ユーザがインキュベータ３１に対して上記容器を搬入又は搬出する際に、手で把持部１８１を把持して各スライドプレート１７５をユーザ側にスライドさせることが可能である。これにより、スライドプレート１７５の奥側の容器についても容易に出し入れできる。
　各スライドプレート１７５には、マルチプレート８３、フラスコ８１、シャーレ８５等の容器が載置される載置プレート１８３が配置されている。この例では、一枚のスライドプレート１７５に対して２枚の載置プレート１８３が把持部１８１の両側に配置されている。各載置プレート１８３は、インキュベータ３１への収納時に開閉扉８７側となる端部の下面に把持部１８５を備えている。把持部１８５は、幅方向（図１４中左右方向）の両端部が前述の爪部材１４１の第１凹部１４９にフィットする形状に形成された本体部１８７と、本体部１８７の下端に形成されたつば部１８９とを有する。本体部１８７の高さ、すなわち載置プレート１８３とつば部１８９との間隔は、爪部材１４１の厚みと略同じ寸法となっている。これにより、ハンド１３９が爪部材１４１の第１凹部１４９を本体部１８７に嵌合させつつ把持部１８５を把持した際に、爪部材１４１が載置プレート１８３とつば部１８９との間に嵌合し、載置プレート１８３を安定的に保持できる。なお、載置プレート１８３は、複数の器具の一例である。
　なお、以上説明したインキュベータ３１の内部の構成態様は一例であり、上記に限定されるものではない。例えば、載置プレート１８３を使用せずに、フラスコ８１等の容器を直接スライドプレート１７５上に配置してもよい。また、スライドプレート１７５は一段に配置されてもよいし、４以外の多段配置としてもよい。また、スライドプレート１７５に配置される載置プレート１８３の数は１枚でもよいし、３以上としてもよい。
　図１４に示すように、インキュベータ３１の開閉扉８７の軸とは反対側となる側面８７ａの下端には、前述の把持部９１が設置されている。図１５に示すように、把持部９１は、開閉扉８７の側面８７ａから開閉扉８７の側方に向けて突出した支持部１９１と、支持部１９１に固定されたボルト１９３及びナット１９５と、ボルト１９３のヘッド部１９３ａに対して回転可能に設けられた回転部１９７とを有する。ロボット５は、ハンド１３９で把持部９１の回転部１９７を把持し、開閉扉８７の開閉を行う。この際、回転部１９７が回転することにより、ロボット５が開閉扉８７の開閉動作に合わせてハンド１３９を旋回等させる必要が無くなり、ハンド１３９を任意の向きとしつつ開閉扉８７を開閉できるので、開閉扉８７の開閉を円滑に行うことができる。
　図１６に、スライドプレート１７５及び載置プレート１８３の構造の一例を示す。なお、図１６は、スライドプレート１７５上に１枚の載置プレート１８３を載置した状態を示している。
　図１６に示すように、スライドプレート１７５上の載置プレート１８３が配置される箇所には、位置決め用の突起１９９が設けられている。この例では、略円柱状の突起１９９が各載置プレート１８３ごとに２箇所設けられている。これらの突起１９９が、載置プレート１８３の対応する位置に形成された位置決め穴２０１に嵌合することで、載置プレート１８３が位置決めされる。また、スライドプレート１７５の開閉扉８７側となる端部には、載置プレート１８３の把持部１８５に対応する位置に凹部２０３が形成されている。この凹部２０３により、ハンド１３９が把持部１８５を把持する際に爪部材１４１がスライドプレート１７５に干渉するのを回避できる。なお、位置決め用の突起の数、配置、形状等は上記に限定されるものではなく、他の数、配置、形状等としてもよい。
　載置プレート１８３には、載置されるマルチプレート８３等の容器を位置決めする複数の位置決め部材２０５が設けられる。位置決め部材２０５は、載置プレート１８３に対して位置を変更可能に着脱される。位置決め部材２０５の位置及び向き等を適宜変更することで、大きさや形状の異なる複数種類の容器を、共通の載置プレート１８３及び位置決め部材２０５を用いて位置決めすることができる。以下、この具体例について説明する。
　この例では、各位置決め部材２０５は、略Ｌ字形状の板状部材であり、その一辺の２箇所においてボルト２０７により載置プレート１８３に固定される。載置プレート１８３には、ボルト２０７がねじ込まれる複数のねじ穴２０９が、位置決め部材２０５の複数パターンの固定位置に対応するように、予め設定された位置に形成されている。これにより、ボルト２０７がねじ込まれるねじ穴２０９を適宜変更することで、位置決め部材２０５の位置及び向きを所望の位置及び向きに変更することができる。
　例えば図１６に示す例では、各位置決め部材２０５が載置プレート１８３の外縁近傍にその外形に沿う向きで固定されている。この場合、図１７Ａに示すように容量の大きなマルチプレート８３を位置決めしたり、図１８Ａに示すように容量の大きなフラスコ８１を位置決めすることが可能である。また、各位置決め部材２０５を上記と同じ向きで載置プレート１８３の外縁より内側の位置に固定することで、図１７Ｂに示すように容量の小さなマルチプレート８３を位置決めしたり、図１８Ｂに示すように容量の小さなフラスコ８１を位置決めすることが可能である。さらに、各位置決め部材２０５を上記と異なる向きに傾斜させて固定することで、図１９に示すように円形状のシャーレ８５を位置決めすることが可能である。
　なお、以上説明した例では、位置決め部材２０５によりマルチプレート８３、フラスコ８１、シャーレ８５を位置決めする場合について説明したが、これら以外の他の種類の容器を使用してもよく、その場合にはそれらの容器に対応したねじ穴２０９を形成しておくことで、共通の位置決め部材２０５を用いて位置決めすることができる。また、マルチプレート８３やフラスコ８１について１種類又は容量の異なる３種類以上の容器を使用してもよいし、シャーレ８５についても容量の異なる複数種類の容器を使用してもよい。また、上述した位置決め部材２０５の形状や大きさ、固定方法等は一例であり、その他の形状や大きさ、固定方法等としてもよい。
　＜６．ピペット装置による吸引又は注入＞
　次に、図２０～図２２を用いて、ピペット装置９７による試料の吸引又は注入動作の一例について説明する。図２０に示すように、ピペット装置９７には、ロボット５がピペット装置９７を保持するためのピペットホルダ２１１が取り付けられている。ピペットホルダ２１１は、上面に把持部２１３を備えている。この把持部２１３は、前述の載置プレート１８３の把持部１８５と同様の構造であり、幅方向（図２０中紙面に垂直な方向）の両端部が前述の爪部材１４１の第１凹部１４９にフィットする形状に形成された本体部２１５と、本体部２１５の上端に形成されたつば部２１７とを有する。本体部２１５の高さ、すなわちピペットホルダ２１１の上面とつば部２１７との間隔は、爪部材１４１の厚みと略同じ寸法となっている。これにより、図２１に示すように、ハンド１３９が爪部材１４１の第１凹部１４９を本体部２１５に嵌合させつつ把持部２１３を把持した際に、爪部材１４１がピペットホルダ２１１の上面とつば部２１７との間に嵌合し、ピペット装置９７を安定的に保持できる。なお、ピペットホルダ２１１は、複数の器具の一例である。
　ピペット装置９７の下端には、ピペットチップ２８が装着される。このピペットチップ２８は、ピペット装置９７により一の試料の吸引及び注入が行われる度に交換される。ピペットチップ２８の装着は、例えばロボット５がピペット装置９７をチップボックス２５，４３上に移動させ、所望のピペットチップ２８に対してピペット装置９７の先端を押し付けることによって行う。また、ピペットチップ２８の取り外しは、例えば作業台５７の適宜の位置にチップ取り外し用の押し当て部材（図示せず）が配置されており、ロボット５がピペット装置９７を移動させてピペットチップ２８を上記押し当て部材に押し当てることによって行う。取り外された使用済みのピペットチップ２８は、押し当て部材の下方に配置された図示しない廃棄箱に落下し、廃棄される。
　吸引又は注入を行う際には、ロボット５は、ピペット装置９７を固定台１０７に固定する。そして、例えば図２２に示す例では、ロボット５がハンド１３９により、キャップを取り外した培地ボトル１０５を固定台１０７に固定されたピペット装置９７の先端位置に移動させて保持する。この状態において、前述のようにピペット駆動装置１０９によりピペット装置９７の吸引ボタン９６が操作され、ピペット装置９７による培地の吸引が行われる。この際、例えば培地ボトル１０５内の培地が少量となったときに、培地ボトル１０５を傾斜させてボトルの底の角部を吸引する等により、重力を利用した効率的且つ無駄のない吸引操作を実施できる。
　また、培地の吸引後には、ロボット５がハンド１３９により、フラスコ８１、マルチプレート８３、シャーレ８５等を固定台１０７に固定されたピペット装置９７の先端位置に保持する。この状態において、ピペット駆動装置１０９によりピペット装置９７の注入ボタン９８が操作され、ピペット装置９７によるフラスコ８１等への培地の注入が行われる。この際、フラスコ８１等を例えば傾斜や揺動等させながら注入する等により、容器内の培地のムラを抑制しつつ略均一に注入する等が可能となり、重力を利用した効率的且つ無駄のない注入操作を実施できる。
　＜７．コントローラの機能的構成＞
　次に、図２３を参照しつつ、コントローラ１００の機能的構成の一例について説明する。
　図２３に示すように、コントローラ１００は、スケジューラ１０２と、ロボット制御部１０４と、ピペット制御部１０６とを有する。スケジューラ１０２には、インキュベータ３１に収容された各細胞について、例えば培地交換の時期等の細胞培養に関わるスケジュール等が記録されている。ロボット制御部１０４は、スケジューラ１０２に記録されたスケジュールに基づいてロボット５の動作を制御し、細胞を培養するための操作を実行する。ピペット制御部１０６は、ロボット制御部１０４からの信号に基づいてピペット駆動装置１０９を制御し、ロボット制御部１０４の制御によるロボット５の動作と連携させつつ、ピペット装置９７による培地等の試料の吸引及び注入を実行する。
　細胞培養システム１は、上記コントローラ１００によりロボット５及びピペット駆動装置１０９を制御し、細胞を培養するための操作を自動的に実行する。以下、細胞を培養するための操作の一例として培地交換操作の詳細について説明する。なお、ここではインキュベータ３１に収容された容器のうち、例えばフラスコ８１の培地を交換する場合について説明する。
　コントローラ１００は、スケジューラ１０２に記録されたスケジュールに基づき、所定の細胞について培地を交換する時期が到来すると、ロボット制御部１０４によりロボット５の動作制御を開始する。まず、ロボット５は、ロボット制御部１０４の制御により、ハンド１３９を用いて冷蔵庫４１の前面扉１２３を開放し、冷蔵庫４１から培地ボトル１０５を取り出して加温器１３１の角穴１３３（又は角穴１３５）にセットする。次に、ロボット５は、ハンド１３９を用いてインキュベータ３１の開閉扉８７を開き、培地の交換対象であるフラスコ８１が載置された載置プレート１８３をインキュベータ３１から取り出して図示しないテーブルにセットし、フラスコ８１を載置プレート１８３から取り出してフラスコ台１２１の角穴にセットする。その後、ロボット５は、加温された培地ボトル１０５を加温器１３１から取り出して培地ボトル台１１７の角穴１１８にセットし、キャップ１０５ａを取り外してキャップ台１０３に載置する。
　次に、ロボット５は、ピペットラック９９から使用するピペット装置９７を取り外して固定台１０７に固定し、キャップ１０５ａが取り外された培地ボトル１０５を培地ボトル台１１７から取り出して、固定台１０７に固定されたピペット装置９７の先端位置に保持する。ピペット制御部１０６は、ロボット制御部１０４からの信号に基づいて上記保持動作が行われたことを検出すると、ピペット駆動装置１０９を制御してピペット装置９７の吸引ボタン９６を操作し、培地ボトル１０５から所定量の培地を吸引する。吸引が完了すると、ロボット５は、ロボット制御部１０４の制御により、培地ボトル１０５を培地ボトル台１１７に戻すと共に、フラスコ台１２１にセットされたフラスコ８１のキャップ８１ａを取り外してキャップ台１０３に載置する。そして、ロボット５は、キャップ８１ａが取り外されたフラスコ８１をフラスコ台１２１から取り出して、アスピレータ１１１の先端位置に保持する。このとき、コントローラ１００が真空ポンプを駆動することで、アスピレータ１１１によりフラスコ８１内の培地が吸引されて廃棄される。次に、ロボット５は、培地が吸引されたフラスコ８１を固定台１０７に固定されたピペット装置９７の先端位置に保持する。ピペット制御部１０６は、ロボット制御部１０４からの信号に基づいて上記保持動作が行われたことを検出すると、ピペット駆動装置１０９を制御してピペット装置９７の注入ボタン９８を操作し、フラスコ８１に所定量の培地を注入する。
　次に、ロボット５は、ロボット制御部１０４の制御により、培地が交換されたフラスコ８１をフラスコ台１２１に戻すと共に、キャップ８１ａをキャップ台１０３から取り出してフラスコ８１に装着する。その後、ロボット５は、フラスコ８１をフラスコ台１２１から取り出して載置プレート１８３に載置し、該載置プレート１８３をインキュベータ３１内に戻して開閉扉８７を閉じる。これにより、フラスコ８１の培地の交換を終了する。なお、以上では、開放された冷蔵庫４１の前面扉１２３を閉じる動作や、ピペット装置９７のピペットチップ２８を交換する動作、使用済みの培地ボトル１０５を冷蔵庫４１に戻す動作等については、説明を省略している。
　なお、以上説明した動作は一例であり、各動作の順番等を適宜変更してもよい。また、培地交換以外の操作、例えば新しい培地に細胞を移す継代操作等を、ロボット５により実行してもよい。
　また、上述したスケジューラ１０２、ロボット制御部１０４、ピペット制御部１０６における処理等は、これらの処理の分担の例に限定されるものではなく、例えば、１つの処理部で処理されてもよく、また、更に細分化された処理部により処理されてもよい。また、コントローラ１００の各機能は、後述するＣＰＵ９０１（図２５参照）が実行するプログラムにより実装されてもよいし、その一部又は全部がＡＳＩＣやＦＰＧＡＴ等の専用集積回路９０７（図２５参照）、その他の電気回路等の実際の装置により実装されてもよい。
　＜８．本実施形態による効果の例＞
　以上説明したように、本実施形態に係る細胞培養システム１は、細胞の培養に使用される複数の機器３と、細胞を培養するための操作を行うロボット５と、複数の機器３及びロボット５を収容する収容部７と、収容部７の複数の側面のうち２以上の側面１１，１３，１５，１７にそれぞれ設けられた開閉可能な扉１９，３５，５１，６３とを有する。これにより、扉１９，３５，５１，６３の少なくとも１つを開放することで、収容部７の側面から内部に直接アクセスすることが可能となり、培養細胞、試薬類、培養器具類等の収容部７への搬入及び搬出並びにメンテナンス作業等を、ユーザが収容部７内に入ることなく外部から直接的に行うことができる。また、２以上の扉を同時に開放することで、収容部７内への複数のアクセスルートを確保できることとなり、ユーザは複数の側面から同時に搬入、搬出及びメンテナンス等の作業を行うことができる。したがって、細胞培養に関わる準備作業等を効率良く実施でき、手間を軽減できると共に、各機器のメンテナンス作業等の作業性を向上できる。また、人が収容部７内に侵入することによる汚染を防止できる。
　また、本実施形態において、複数の機器３に、扉６３が設けられた側面１７近傍に配置され、一の側面に開閉扉８７を備えたインキュベータ３１と、インキュベータ３１が載置され、開閉扉８７がロボット５側及び扉６３側を向くようにインキュベータ３１を回転させる回転台８９とが、含まれる場合には、次のような効果を得る。すなわち、上記構成により、ロボット５により培地交換等の操作を行う際にはインキュベータ３１の開閉扉８７をロボット５側に向け、ユーザがインキュベータ３１に対して培養細胞を収容した容器をセット等する際には開閉扉８７を収容部７の扉６３側に向けることで、扉６３を開放して、上記容器のセット等の作業を、ユーザが収容部７内に入ることなく外部から直接行うことができる。また、回転台８９を使用することで、一の側面に開閉扉８７を備えた汎用のインキュベータを使用して、収容部７の外部からのアクセスが可能な細胞培養システムを構築できる。
　また、本実施形態において、回転台８９に積み重ねて配置された複数のインキュベータ３１が載置される場合には、次のような効果を得る。すなわち、インキュベータ３１の個数を増やすことができるので、培養できる試料数を増やすことができる。また、回転台８９の載置重量を増大できるので、回転時の速度や振動を低減でき、インキュベータ３１に収容された培養細胞への衝撃の影響を低減することができる。
　また、本実施形態において、インキュベータ３１が、細胞と培地を備えたフラスコ８１、マルチプレート８３、シャーレ８５等の容器が載置される載置プレート１８３と、載置プレート１８３に位置を変更可能に着脱され、上記フラスコ８１等の容器を位置決めする複数の位置決め部材２０５とを有する場合には、次のような効果を得る。すなわち、位置決め部材２０５の位置を適宜変更して載置プレート１８３に装着することで、大きさや形状の異なる複数種類の上記容器を、複数種類の載置プレートを用意することなく共通の載置プレート１８３を用いて載置することが可能となる。
　また、本実施形態において、ピペット装置９７と、ピペット装置９７を固定する固定台１０７とが、複数の機器３に含まれ、細胞培養システム１が、ロボット５により培地ボトル１０５やフラスコ８１等の容器を保持し、固定台１０７に固定されたピペット装置９７により上記容器に対して試料の吸引又は注入が行われるように、ロボット５及びピペット装置９７を制御するコントローラ１００を有する場合には、次のような効果を得る。すなわち、固定されたピペット装置９７に対してロボット５がハンド１３９により上記容器を保持するので、例えば容器を傾けたり揺動させたりしつつ吸引又は注入する等により、重力を利用した効率的且つ無駄のない吸引・注入操作を実施できる。また、上記容器のみを保持すればよいので、ロボット５としていわゆる単腕型のロボットを用いることが可能となり、いわゆる双腕ロボットを用いる場合に比べて、設置スペース、コストを大幅に低減できる。
　また、本実施形態において、ロボット５が、互いに遠近する方向に動作可能な一対の爪部材１４１を有し、複数の機器３が、爪部材１４１により把持され開閉が行われるキャップを備えた培地ボトル１０５やフラスコ８１等と、キャップが横向きに載置されるキャップ台１０３と、を含み、キャップ台１０３が、上端部が略Ｖ字状に凹み、爪部材１４１が通過可能な切り欠き部１７１が形成された載置部１６５を有する場合には、次のような効果を得る。すなわち、キャップ台１０３によりキャップを横向きに載置できるので、キャップの開口部１７３が載置面１６９に接触することによるコンタミを防止できると共に、キャップの開口部１７３が上方を向くことによる異物（例えば収容部７内に浮遊する試料、試薬、ゴミや埃等）の混入を防止できる。また、キャップ台１０３の載置部１６５に爪部材１４１が通過可能な切り欠き部１７１が形成されているので、爪部材１４１で把持したキャップを載置したり、載置されたキャップを把持する操作を円滑に行うことができる。また、載置部１６５の上端部が略Ｖ字状に凹んだ形状となっているので、１種類のキャップ台１０３で大きさの異なる複数種類のキャップを載置できる。
　また、本実施形態において、一対の爪部材１４１，１４１の対向する面１４７に第１凹部１４９が形成されており、複数の機器３が、第１凹部１４９にフィットする形状の把持部１８５，２１３を備えた複数の器具（載置プレート１８３やピペットホルダ２１１）を含む場合には、次のような効果を得る。すなわち、このように複数の器具において把持部を共通化することで、１種類のハンド１３９（爪部材１４１）を用いて多種類の器具を把持することが可能となり、ハンド１３９（爪部材１４１）を共通化できる。
　また、本実施形態において、一対の爪部材１４１，１４１の対向する面１４７にキャップを開閉するための第２凹部１５１が形成されており、第２凹部１５１が、略矩形状の凹部１５３の中にさらに略矩形状の凹部１５５が形成されることで内部に複数の段が形成された段付き凹部である場合には、次のような効果を得る。すなわち、このように爪部材１４１に段付き凹部を形成することにより、１種類のハンド１３９（爪部材１４１）を用いて大きさの異なる複数種類の容器についてキャップを開閉することが可能となり、ハンド１３９（爪部材１４１）を共通化できる。また、段部がキャップの側面に食い込むことにより滑りを防止できる効果もある。
　また、本実施形態において、扉３５が設けられた側面１３近傍に配置され、ロボット５側の前面扉１２３及び扉３５側の後面扉１２５を備えた冷蔵庫４１が、複数の機器３に含まれる場合には、次のような効果を得る。すなわち、後面扉１２５を開放することで、培地ボトル１０５や試薬類等の冷蔵庫４１への搬入及び搬出を、ユーザが収容部７内に入ることなく外部から直接行うことができる。したがって、細胞の培養に関わる準備作業等を効率良く実施でき、手間を軽減できる。
　また、本実施形態において、ロボット５が単一のアーム１３７及びハンド１３９を備えた単腕ロボットである場合には、双腕ロボットを用いる場合に比べて設置スペース、コストを大幅に低減できる。
　また、本実施形態において、収容部７が、４つの側面１１，１３，１５，１７を有し、扉１９，３５，５１，６３が４つの側面１１，１３，１５，１７それぞれに１以上設けられる場合には、次のような効果を得る。すなわち、４つの扉１９，３５，５１，６３を同時に開放することで、収容部７内への４つのアクセスルートを確保できることとなり、４つの側面から同時に搬入、搬出やメンテナンス等の作業を行うことができる。したがって、作業の効率をさらに向上し、手間をさらに軽減できる。
　＜９．変形例＞
　以上、添付図面を参照しながら一実施の形態について詳細に説明した。しかしながら、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲は、ここで説明した実施の形態に限定されるものではない。本実施形態の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、技術的思想の範囲内において、様々な変更や修正、組み合わせなどを行うことに想到できることは明らかである。従って、これらの変更や修正、組み合わせなどが行われた後の技術も、当然に技術的思想の範囲に属するものである。
　例えば、上記実施形態では、収容部７の２以上の側面に対して開閉可能な扉を設けるようにしたが、扉を設ける側面は２以上に限定されるものではなく、１つの側面のみに扉を設ける構成としてもよい。例えば図２４に示すように、回転台８９及びインキュベータ３１が近傍に配置される側面１７のみに１以上の開閉可能な扉６３を設ける構成としてもよい。
　また、以上では、上記実施形態に係るシステムを例えば人体組織等の細胞培養の用途に用いる場合を一例として説明したが、他の用途、例えば細菌などの微生物の培養等の用途に上記システムを使用してもよい。
　＜１０．コントローラのハードウェア構成例＞
　次に、図２５を参照しつつ、上記で説明したＣＰＵ９０１が実行するプログラムにより実装された各制御部１０２，１０４，１０６等による処理を実現するコントローラ１００のハードウェア構成例について説明する。
　図２５に示すように、コントローラ１００は、例えば、ＣＰＵ９０１と、ＲＯＭ９０３と、ＲＡＭ９０５と、ＡＳＩＣ又はＦＰＧＡ等の特定の用途向けに構築された専用集積回路９０７と、入力装置９１３と、出力装置９１５と、ストレージ装置９１７と、ドライブ９１９と、接続ポート９２１と、通信装置９２３とを有する。これらの構成は、バス９０９や入出力インターフェース９１１を介し相互に信号を伝達可能に接続されている。
　プログラムは、例えば、ＲＯＭ９０３やＲＡＭ９０５、ストレージ装置９１７等の記録装置に記録しておくことができる。
　また、プログラムは、例えば、フレキシブルディスクなどの磁気ディスク、各種のＣＤ・ＭＯディスク・ＤＶＤ等の光ディスク、半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体９２５に、一時的又は永続的に記録しておくこともできる。このようなリムーバブル記録媒体９２５は、いわゆるパッケージソフトウエアとして提供することもできる。この場合、これらのリムーバブル記録媒体９２５に記録されたプログラムは、ドライブ９１９により読み出されて、入出力インターフェース９１１やバス９０９等を介し上記記録装置に記録されてもよい。
　また、プログラムは、例えば、ダウンロードサイト・他のコンピュータ・他の記録装置等（図示せず）に記録しておくこともできる。この場合、プログラムは、ＬＡＮやインターネット等のネットワークＮＷを介し転送され、通信装置９２３がこのプログラムを受信する。そして、通信装置９２３が受信したプログラムは、入出力インターフェース９１１やバス９０９等を介し上記記録装置に記録されてもよい。
　また、プログラムは、例えば、適宜の外部接続機器９２７に記録しておくこともできる。この場合、プログラムは、適宜の接続ポート９２１を介し転送され、入出力インターフェース９１１やバス９０９等を介し上記記録装置に記録されてもよい。
　そして、ＣＰＵ９０１が、上記記録装置に記録されたプログラムに従い各種の処理を実行することにより、上記の各制御部１０２，１０４，１０６等による処理が実現される。この際、ＣＰＵ９０１は、例えば、上記記録装置からプログラムを、直接読み出して実行してもよく、ＲＡＭ９０５に一旦ロードした上で実行してもよい。更にＣＰＵ９０１は、例えば、プログラムを通信装置９２３やドライブ９１９、接続ポート９２１を介し受信する場合、受信したプログラムを記録装置に記録せずに直接実行してもよい。
　また、ＣＰＵ９０１は、必要に応じて、例えばマウス・キーボード・マイク（図示せず）等の入力装置９１３から入力する信号や情報に基づいて各種の処理を行ってもよい。
　そして、ＣＰＵ９０１は、上記の処理を実行した結果を、例えば表示装置や音声出力装置等の出力装置９１５から出力してもよく、さらにＣＰＵ９０１は、必要に応じてこの処理結果を通信装置９２３や接続ポート９２１を介し送信してもよく、上記記録装置やリムーバブル記録媒体９２５に記録させてもよい。
　なお、以上の説明において、「垂直」「平行」「平面」等の記載がある場合には、当該記載は厳密な意味ではない。すなわち、それら「垂直」「平行」「平面」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に垂直」「実質的に平行」「実質的に平面」という意味である。
　また、以上の説明において、外観上の寸法や大きさが「同一」「等しい」「異なる」等の記載がある場合は、当該記載は厳密な意味ではない。すなわち、それら「同一」「等しい」「異なる」とは、設計上、製造上の公差、誤差が許容され、「実質的に同一」「実質的に等しい」「実質的に異なる」という意味である。
　１　　　　　　細胞培養システム
　３　　　　　　複数の機器
　５　　　　　　ロボット
　７　　　　　　収容部
　１１　　　　　側面
　１３　　　　　側面
　１５　　　　　側面
　１７　　　　　側面
　１９　　　　　扉
　３１　　　　　インキュベータ
　３５　　　　　扉
　４１　　　　　冷蔵庫
　５１　　　　　扉
　６３　　　　　扉
　８１　　　　　フラスコ（第１容器、第２容器、第３容器の一例）
　８１ａ　　　　キャップ
　８３　　　　　マルチプレート（第１容器、第２容器の一例）
　８５　　　　　シャーレ（第１容器、第２容器の一例）
　８７　　　　　開閉扉
　８９　　　　　回転台
　９７　　　　　ピペット装置
　１００　　　　コントローラ
　１０３　　　　キャップ台
　１０５　　　　培地ボトル（第２容器、第３容器の一例）
　１０５ａ　　　キャップ
　１０７　　　　固定台
　１２３　　　　前面扉
　１２５　　　　後面扉
　１３７　　　　アーム
　１３９　　　　ハンド
　１４１　　　　爪部材
　１４７　　　　対向する面
　１４９　　　　第１凹部
　１５１　　　　第２凹部
　１５３　　　　凹部
　１５５　　　　凹部
　１６５　　　　載置部
　１７１　　　　切り欠き部
　１８３　　　　載置プレート（複数の器具の一例）
　１８５　　　　把持部
　２０５　　　　位置決め部材
　２１１　　　　ピペットホルダ（複数の器具の一例）
　２１３　　　　把持部

Claims (12)

  1. 　細胞の培養に使用される複数の機器と、
    　前記細胞を培養するための操作を行うロボットと、
    　前記複数の機器及び前記ロボットを収容する収容部と、
    　前記収容部の複数の側面のうち２以上の前記側面にそれぞれ設けられた開閉可能な扉と、
    を有する、細胞培養システム。
  2. 　前記複数の機器は、
    　前記扉が設けられた前記側面近傍に配置され、一の側面に開閉扉を備えたインキュベータと、
    　前記インキュベータが載置され、前記開閉扉が前記ロボット側及び前記扉側を向くように前記インキュベータを回転させる回転台と、を含む、
    請求項１に記載の細胞培養システム。
  3. 　前記回転台には、
    　積み重ねて配置された複数の前記インキュベータが載置される、
    請求項２に記載の細胞培養システム。
  4. 　前記インキュベータは、
    　前記細胞と培地を備えた第１容器が載置される載置プレートと、
    　前記載置プレートに位置を変更可能に着脱され、前記第１容器を位置決めする複数の位置決め部材と、を有する、
    請求項２又は３に記載の細胞培養システム。
  5. 　前記複数の機器は、
    　ピペット装置と、
    　前記ピペット装置を固定する固定台と、を含み、
    　前記細胞培養システムは、
    　前記ロボットにより第２容器を保持し、前記固定台に固定された前記ピペット装置により前記第２容器に対して試料の吸引又は注入が行われるように、前記ロボット及び前記ピペット装置を制御するコントローラをさらに有する、
    請求項１～４のいずれか１項に記載の細胞培養システム。
  6. 　前記ロボットは、
    　互いに遠近する方向に動作可能な一対の爪部材を有し、
    　前記複数の機器は、
    　前記爪部材により把持され開閉が行われるキャップを備えた第３容器と、
    　前記キャップが横向きに載置されるキャップ台と、を含み、
    　前記キャップ台は、
    　上端部が略Ｖ字状に凹み、前記爪部材が通過可能な切り欠き部が形成された載置部
    を有する、
    請求項１～５のいずれか１項に記載の細胞培養システム。
  7. 　前記一対の爪部材は、
    　対向する面に第１凹部が形成されており、
    　前記複数の機器は、
    　前記第１凹部にフィットする形状の把持部を備えた複数の器具を含む、
    請求項６に記載の細胞培養システム。
  8. 　前記一対の爪部材は、
    　対向する面に前記キャップを開閉するための第２凹部が形成されており、
    　前記第２凹部は、
    　略矩形状の凹部の中にさらに略矩形状の凹部が形成されることで内部に複数の段が形成された段付き凹部である、
    請求項６又は７に記載の細胞培養システム。
  9. 　前記複数の機器は、
    　前記扉が設けられた前記側面近傍に配置され、前記ロボット側の前面扉及び前記扉側の後面扉を備えた冷蔵庫を含む、
    請求項１～８のいずれか１項に記載の細胞培養システム。
  10. 　前記ロボットは、
    　単一のアーム及びハンドを備えた単腕ロボットである、
    請求項１～９のいずれか１項に記載の細胞培養システム。
  11. 　前記収容部は、４つの前記側面を有し、
    　前記扉は、前記４つの側面それぞれに１以上設けられる、
    請求項１～１０のいずれか１項に記載の細胞培養システム。
  12. 　請求項１～１１のいずれか１項に記載の細胞培養システムによる細胞培養方法であって、
    　前記２以上の側面にそれぞれ設けられた前記扉を同時に開き、前記複数の機器にアクセスする、細胞培養方法。
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