WO2021084736A1

WO2021084736A1 - 細胞培養方法および細胞培養装置

Info

Publication number: WO2021084736A1
Application number: PCT/JP2019/043035
Authority: WO
Inventors: 力三宅; 叶井　正樹
Original assignee: 株式会社島津製作所
Priority date: 2019-11-01
Filing date: 2019-11-01
Publication date: 2021-05-06
Also published as: JP2024086845A; JPWO2021084736A1

Abstract

この細胞培養方法は、細胞の培養環境の雰囲気を形成するための環境ガス（１０１）を第１培養チャンバ（１０ａ）に供給することによって、第１流路（２０ａ）を介して第１培養チャンバ内の液体（９１）を第２培養チャンバ（１０ｂ）に移動させるステップと、準備した環境ガスを第１培養チャンバへ供給し、液体の移動に用いた環境ガスを置換するステップと、を備える。

Description

細胞培養方法および細胞培養装置

　本発明は、細胞培養方法および細胞培養装置に関し、特に、複数の培養チャンバ間で送液を行う細胞培養方法および細胞培養装置に関する。

　従来、細胞培養において複数の培養チャンバ間で送液を行う技術が知られている。このような技術は、たとえば、国際公開第２０１６／１５８２３３号に開示されている。

　上記国際公開第２０１６／１５８２３３号では、細胞培養装置（Ｂｏｄｙ－ｏｎ－ａ－Ｃｈｉｐユニット）が開示されている。上記国際公開第２０１６／１５８２３３号によれば、Ｂｏｄｙ－ｏｎ－ａ－ｃｈｉｐシステムは、培養細胞を臓器モデルとして用い、複数の臓器モデルを連結して培養することで、複数の臓器が関わる生体内の現象を生体外で再構成する方法である。Ｂｏｄｙ－ｏｎ－ａ－ｃｈｉｐシステムは、通常動物実験を必要とする薬物動態解析をｉｎ　ｖｉｔｒｏで実施できる動物実験代替法としての可能性を秘めているとされ、特にヒト由来の培養細胞で薬物動態解析をｉｎ　ｖｉｔｒｏで評価することができれば、臨床試験と相関の良いデータが取得できると期待される。

　上記国際公開第２０１６／１５８２３３号の細胞培養装置は、臓器モデルとなる培養チャンバーが２つ連結された２連培養チャンバーを１ユニットとして、全８ユニットで構成されている。１ユニットを構成する培養チャンバー同士は流路で接続されている。空圧配管（加圧ライン）により順次加圧することで、各臓器モデル培養チャンバー間で培養液を循環させることができる。上記国際公開第２０１６／１５８２３３号では、第１の培養チャンバー内を第１のエアフィルターを介して加圧し、第２の培養チャンバーを第２のエアフィルターを介して大気圧開放する。培地は第１の下流口から第１の連絡流路を通じて第２の培養チャンバーに送液される。圧力駆動に用いる気体は、細胞培養に適した二酸化炭素および酸素の含有量に調整すると好ましいとされている。

国際公開第２０１６／１５８２３３号

　しかしながら、圧力駆動のために密閉された培養チャンバー内では、細胞培養の過程で、酸素の消費、ＣＯ_２濃度の変化などが生じて、環境ガスの組成が適正値から変化する。そのため、細胞培養を行っている間、培養チャンバー内を適正な組成の環境ガス雰囲気に維持することが望まれる。

　環境ガスの組成を適正範囲に維持するためには、たとえば細胞培養装置を環境ガス雰囲気に調整されたＣＯ_２インキュベータ内に設置して、培養チャンバー内外での環境ガスの流通を実現することが要求される。たとえば培養チャンバーを構成する壁面の一部を、ガス透過性の高い材料により構成し、培養チャンバーを封止しつつ外部（ＣＯ_２インキュベータ内）の環境ガスを培養チャンバー内に取り込めるようにすることが考えられる。

　しかしながら、このように封止された培養チャンバーを有する細胞培養装置をＣＯ_２インキュベータ内に設置する手法では、環境ガス雰囲気のＣＯ_２インキュベータ内部空間の中に、さらに密閉された培養チャンバーが配置されることになる。そのため、細胞培養や、上記の薬物動態解析の作業効率を向上させるための自動化が困難である。そこで、国際公開第２０１６／１５８２３３号に開示されたような細胞培養デバイスの複数の培養チャンバー間で培養液を送液して行う細胞培養（いわゆる灌流培養）を、既存のＣＯ_２インキュベータを用いずに行えるようにすることが望まれている。

　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、ＣＯ_２インキュベータを用いずに、複数の培養チャンバー間で細胞の灌流培養が可能な細胞培養方法および細胞培養装置を提供することである。

　上記目的を達成するために、この発明の第１の局面における細胞培養方法は、細胞および液体を収容可能な複数の培養チャンバと、複数の培養チャンバを接続する流路と、を有する細胞培養デバイスを用いた細胞培養方法であって、複数の培養チャンバは、第１流路によって接続された第１培養チャンバおよび第２培養チャンバを含み、細胞の培養環境の雰囲気を形成するための環境ガスを第１培養チャンバに供給することによって、第１流路を介して第１培養チャンバ内の液体を第２培養チャンバに移動させるステップと、準備した環境ガスを第１培養チャンバへ供給し、液体の移動に用いた環境ガスを置換するステップと、を備える。

　この発明の第２の局面における細胞培養装置は、細胞および液体を収容可能な複数の培養チャンバと、複数の培養チャンバを接続する流路とを有する細胞培養デバイスであって、少なくとも第１流路によって接続された第１培養チャンバおよび第２培養チャンバを含む細胞培養デバイスが設置される設置部と、細胞の培養環境の雰囲気を形成するための環境ガスを供給する環境ガス供給部と、設置部に設置された細胞培養デバイスと環境ガス供給部とを接続するガス配管と、環境ガス供給部からガス配管を介して環境ガスを第１培養チャンバに供給することによって、第１流路を介して第１培養チャンバ内の液体を第２培養チャンバに移動させる制御を行う制御部と、を備え、制御部は、第１培養チャンバ内の液体を第２培養チャンバに移動させた後、環境ガスを第１培養チャンバへ供給し、液体の移動に用いた環境ガスを置換する制御を行うように構成されている。

　本発明によれば、上記のように、環境ガスを第１培養チャンバに供給することによって、第１流路を介して第１培養チャンバ内の液体を第２培養チャンバに移動させるので、細胞の培養環境の雰囲気を形成するための環境ガスを用いて複数の培養チャンバ間で培養液などの液体を移動させる灌流培養が行える。そして、環境ガスを第１培養チャンバへ供給し、液体の移動に用いた環境ガスを置換するので、細胞培養の過程で、置換された新たな環境ガスによって、培養チャンバ内を適正な組成の環境ガス雰囲気に維持することができる。これらの液体の移動と、環境ガスの置換との両方を、培養チャンバへ環境ガスを送り込むことによって実現できるので、環境ガス雰囲気に維持されたＣＯ_２インキュベータの内部に細胞培養デバイスを設置する必要がない。これにより、本発明によれば、ＣＯ_２インキュベータを用いずに、複数の培養チャンバー間で細胞の灌流培養ができる。

細胞培養装置の全体構成を示した模式図である。細胞培養方法を説明するためのフロー図である。細胞培養デバイスの具体的な構成例を示した分解斜視図である。組立状態の細胞培養デバイスを示した斜視図である。２つの培養チャンバを含む循環グループを示した図である。細胞培養デバイスの接続部およびガス通路を示した図である。細胞培養デバイスの接続部およびガス通路を示した縦断面図である。２つの培養チャンバを含む循環グループによる循環培養の動作手順（Ａ）～（Ｄ）を示した図である。図８の動作手順（Ａ）および（Ｂ）を説明するための模式図（Ａ）および（Ｂ）である。図８の動作手順（Ｃ）および（Ｄ）を説明するための模式図（Ｃ）および（Ｄ）である。４つの培養チャンバを含む循環グループによる循環培養の動作手順（Ａ）～（Ｄ）を示した図である。細胞培養装置の具体例を示した模式的な正面図である。図１２に示した細胞培養装置の収容部内の構成例を示した平面図である。設置部の構成例を示した模式的な斜視図である。細胞培養デバイスとコネクタ機構および排出機構との接続を説明するための模式図である。蓋開閉機構の構成例を説明するためのカバー部材の模式的な上面図である。蓋開閉機構の構成例を説明するための細胞培養デバイスの模式的な側面図である。環境ガス供給部の構成例を示した模式図である。細胞培養装置の処理動作の一例を示したフロー図である。図１９のサンプリング動作の処理を示したフロー図である。図１９の培養液交換動作の処理を示したフロー図である。図１９の試薬添加動作の処理を示したフロー図である。細胞培養装置の変形例を示した模式図である。図２３における環境ガスの置換方法を説明する図（Ａ）～（Ｄ）である。環境ガスのガス供給口およびガス排出口の第１変形例を示した模式図である。環境ガスのガス供給口およびガス排出口の第２変形例を示した模式図である。

　以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

　図１および図２を参照して、一実施形態による細胞培養装置１００および細胞培養方法について説明する。

　（細胞培養装置）
　図１に示すように、細胞培養装置１００は、複数の培養チャンバ１０を有する細胞培養デバイス１を用いて、各培養チャンバ１０内に配置された細胞９０の培養処理を行う装置である。細胞培養装置１００は、細胞培養デバイス１を用いた細胞培養処理の少なくとも一部を自動化するように構成されている。細胞培養装置１００は、細胞培養において従来用いられているＣＯ_２インキュベータを用いずに細胞培養を可能とする、ＣＯ_２インキュベータレスの細胞培養装置である。

　図１に示す例では、細胞培養装置１００は、設置部１１０と、環境ガス供給部１２０と、ガス配管１３０と、制御部１４０と、を備える。

　設置部１１０には、複数の培養チャンバ１０を有する細胞培養デバイス１が設置される。設置部１１０は、細胞培養デバイス１を所定位置に保持可能に構成されている。設置部１１０は、少なくとも細胞培養デバイス１の一部と接触して細胞培養デバイス１を保持する接触面を有する。設置部１１０は、たとえば細胞培養デバイス１の下面と接触して細胞培養デバイス１を支持する載置面を有する。設置部１１０は、たとえば細胞培養デバイス１の両側面を挟持して細胞培養デバイス１を支持する一対の押圧面を有する。設置部１１０は、たとえば細胞培養デバイス１の一部と係合および係合解除が可能に構成された係合部を有し、係合状態では細胞培養デバイス１が固定的に保持され、係合が解除されることにより細胞培養デバイス１が取り外されるように構成される。

　細胞培養デバイス１は、複数の培養チャンバ１０を有する。培養チャンバ１０は、細胞９０および液体９１を収容可能に形成された収容空間である。液体９１は、たとえば細胞９０の培養液である。培養チャンバ１０内に細胞９０が設置され、設置された細胞９０は培養液に漬けられる。細胞培養デバイス１は、複数の培養チャンバ１０の間で、液体（培養液）９１を送液する灌流培養が可能に構成されている。そのため、細胞培養デバイス１は、複数の培養チャンバ１０の間を流体的に接続する流路２０を有する。なお、灌流とは、臓器、組織、細胞に薬液などの液体９１を流し込むことである。本明細書において、「灌流培養」は、細胞培養デバイス１において、培養チャンバ１０内に培養液を流通させて培養することを指し、培養チャンバ１０内に培養液を静置して培養する静置培養と区別される。

　細胞培養デバイス１は、少なくとも第１流路２０ａによって接続された第１培養チャンバ１０ａおよび第２培養チャンバ１０ｂを含む。後述するように、複数の培養チャンバ１０は、第１培養チャンバ１０ａおよび第２培養チャンバ１０ｂに加えて、第３培養チャンバ、第４培養チャンバ、・・・、を含みうる。

　環境ガス供給部１２０は、細胞９０の培養環境の雰囲気を形成するための環境ガス１０１を供給するように構成される。環境ガス１０１は、大気（空気）とは異なるガスである。「異なるガス」とは、少なくとも、そのガスの構成成分が一致しないか、または各構成成分の体積割合（濃度）が一致しないことを意味する。たとえば環境ガス１０１は、酸素（Ｏ２）、窒素（Ｎ２）、二酸化炭素（ＣＯ_２）などの構成成分の体積割合が、大気（空気）とは異なっている。環境ガス１０１は、細胞９０の培養環境に適した構成成分および各構成成分の濃度となるように調製されたガスである。本実施形態では、環境ガス供給部１２０は、二酸化炭素リッチ空気である環境ガス１０１を供給するように構成されている。二酸化炭素リッチ空気とは、ＣＯ_２濃度を空気（大気）のＣＯ_２濃度よりも高めた空気である。通常、１気圧の空気中のＣＯ_２濃度は、約０．０３９％とされる。二酸化炭素リッチ空気は、たとえばＣＯ_２濃度が約５％の空気である。

　環境ガス供給部１２０は、たとえば、予め調製された環境ガス１０１を貯留したガス源を含む。ガス源はたとえばガスボンベである。環境ガス供給部１２０は、ガス源の環境ガス１０１を、ガス配管１３０を介して細胞培養デバイス１に供給できる。環境ガス供給部１２０は、たとえば、環境ガス１０１の構成成分である成分ガスにより環境ガス１０１を調製するように構成される。この場合、環境ガス供給部１２０は、成分ガスを貯留したガス源を１つまたは複数含む。環境ガス供給部１２０は、たとえば複数の成分ガスを所定の濃度比で混合して、環境ガス１０１を調製する。環境ガス供給部１２０は、たとえば外部から取り込んだ空気と、１つまたは複数の成分ガスとを所定の濃度比で混合して、環境ガス１０１を調製する。環境ガス供給部１２０は、調製した環境ガス１０１を、ガス配管１３０を介して細胞培養デバイス１に供給できる。環境ガス供給部１２０は、ガス配管１３０を介して、複数の培養チャンバ１０へ個別に環境ガス１０１を供給可能に構成されている。

　ガス配管１３０は、設置部１１０に設置された細胞培養デバイス１と環境ガス供給部１２０とを接続するように設けられている。ガス配管１３０は、第１端と、第１端とは反対側の第２端とを有する管状部材であり、第１端と第２端とがそれぞれ開口している。ガス配管１３０は、第１端が細胞培養デバイス１に接続され、第２端が環境ガス供給部１２０に接続されている。これにより、ガス配管１３０は、環境ガス供給部１２０からの環境ガス１０１を第２端の開口を介して受け入れ、第１端の開口を介して細胞培養デバイス１へ送り出す。

　ガス配管１３０は複数設けられうる。複数のガス配管１３０は、細胞培養デバイス１の複数の培養チャンバ１０に対して、個別に接続されうる。図１の例では、２つの培養チャンバ１０に対して、２つのガス配管１３０が別々に接続されている。

　制御部１４０は、細胞培養装置１００の各部の動作を制御するコンピュータ（コントローラ）により構成されている。制御部１４０は、たとえば環境ガス供給部１２０と電気的に接続されており、複数の培養チャンバ１０への環境ガス１０１の供給を制御する。制御部１４０は、各培養チャンバ１０への環境ガス１０１の供給によって、培養チャンバ１０内の液体９１を別の培養チャンバ１０へ送液する灌流制御を行う。すなわち、本実施形態では、制御部１４０は、環境ガス供給部１２０からガス配管１３０を介して環境ガス１０１を第１培養チャンバ１０ａに供給することによって、第１流路２０ａを介して第１培養チャンバ１０ａ内の液体９１を第２培養チャンバ１０ｂに移動させる制御を行うように構成されている。

　具体的には、制御部１４０は、液体９１の移動元となる培養チャンバ１０に環境ガス１０１を加圧供給させる制御を行う。制御部１４０は、液体９１の移動先となる培養チャンバ１０を外部に開放させる制御を行う。これにより、移動元の第１培養チャンバ１０ａに収容された培養液が、供給された環境ガス１０１によって第１培養チャンバ１０ａ内から押し出され、第１流路２０ａを介して移動先の第２培養チャンバ１０ｂへ移動する。移動先の第２培養チャンバ１０ｂでは、流入した培養液の体積分だけ、第２培養チャンバ１０ｂ内の環境ガス１０１が押し出される。反対に、第２培養チャンバ１０ｂに環境ガス１０１を供給して、第２培養チャンバ１０ｂに収容された培養液を、第２培養チャンバ１０ｂ内から押し出して、第１流路２０ａを介して第１培養チャンバ１０ａへ移動させることが可能である。

　図１の例では、細胞培養装置１００は、ガス配管１３０の途中に設けられた圧力制御機構１３５を備えている。圧力制御機構１３５は、たとえば、環境ガス供給部１２０から供給される環境ガス１０１の圧力を制御可能な圧力制御弁または圧力レギュレータを含む。圧力制御機構１３５による環境ガス１０１の圧力制御により、制御部１４０は、移動元となる培養チャンバ１０内の圧力を、移動先となる培養チャンバ１０内の圧力よりも高くする。これにより、圧力差によって液体９１が移動する。

　また、図１の例では、細胞培養装置１００は、細胞培養デバイス１に接続され培養チャンバ１０内のガスを排出するリーク配管１３１と、リーク配管１３１の開閉を行うバルブ１３２とを、備える。リーク配管１３１は、ガス配管１３０とは別個に設けられ、設置部１１０に設置された細胞培養デバイス１に接続される。バルブ１３２は、常時閉鎖されており、制御部１４０の制御によって開放状態に切り替え可能である。図１の例では、リーク配管１３１およびバルブ１３２が、複数の培養チャンバ１０に対して、個別に接続されている。制御部１４０は、液体９１を移動させる際、移動先となる第２培養チャンバ１０ｂに接続するリーク配管１３１のバルブ１３２を開放させる。これにより、培養液の移動に伴って押し出された環境ガス１０１が外部に排出される。

　また、制御部１４０は、液体９１の移動元となる培養チャンバ１０内の、液体９１の移動に用いた環境ガス１０１を置換する制御を行うことができる。すなわち、制御部１４０は、第１培養チャンバ１０ａ内の液体９１を第２培養チャンバ１０ｂに移動させた後、環境ガス１０１を第１培養チャンバ１０ａへ供給し、液体９１の移動に用いた環境ガス１０１を置換する制御を行うように構成されている。

　バルブ１３２の開閉制御により、環境ガス１０１の置換が行われる。制御部１４０は、第１培養チャンバ１０ａのバルブ１３２を開放した状態で、環境ガス１０１を第１培養チャンバ１０ａに供給することにより、バルブ１３２を介して液体９１の移動に用いた環境ガス１０１を置換する制御を行うように構成されている。これにより、第１培養チャンバ１０ａ内に収容されていた環境ガス１０１が、新たに供給された環境ガス１０１によって押し出され、バルブ１３２を介して外部に排出される。第１培養チャンバ１０ａ内には、新たに供給された環境ガス１０１が充填される。制御部１４０は、たとえば、培養チャンバ１０の容積と環境ガス１０１の流量とから決定される所定時間の間、環境ガス１０１を第１培養チャンバ１０ａ内に供給し続けることにより、ガスの置換を行う。

　なお、第２培養チャンバ１０ｂから第１培養チャンバ１０ａへ液体９１を移動させた場合、制御部１４０は、第２培養チャンバ１０ｂのバルブ１３２を開放した状態で、環境ガス１０１を第２培養チャンバ１０ｂに供給することにより、バルブ１３２を介して液体の移動に用いた環境ガス１０１を置換する制御を行う。

　図１の例では、細胞培養装置１００は、複数の培養チャンバ１０間で、液体９１を循環させる循環培養を実施可能に構成されている。具体的には、制御部１４０は、ガス配管１３０からの環境ガス１０１の供給により、第２培養チャンバ１０ｂに移動させた液体９１を、流路２０を介して第１培養チャンバ１０ａに移動させる制御を行うように構成されている。図１の例では、培養チャンバ１０が２つなので、制御部１４０は、環境ガス１０１を第２培養チャンバ１０ｂに供給することにより、第２培養チャンバ１０ｂから第１培養チャンバ１０ａに液体９１を移動させる。これにより、第１培養チャンバ１０ａから移動された液体９１が、再び第１培養チャンバ１０ａまで戻される。

　培養チャンバ１０が３つ以上ある場合、たとえば、液体９１を、第１培養チャンバ１０ａから第２培養チャンバ１０ｂ、第２培養チャンバ１０ｂから第３培養チャンバ、第３培養チャンバから第１培養チャンバ１０ａ、のように移動させても良い。このため、液体９１を第１培養チャンバ１０ａへ移動させる際の移動元となる培養チャンバ１０は、第２培養チャンバ１０ｂには限られない。

　循環培養を実施する際には、制御部１４０は、第１培養チャンバ１０ａ内の液体９１を第２培養チャンバ１０ｂに移動させる制御と、液体９１を第１培養チャンバ１０ａに移動させる制御とを複数回実施することにより、複数の培養チャンバ１０の間で液体９１を循環させる制御を行うように構成されている。これにより、複数の培養チャンバ１０間で培養液を循環させながら細胞培養が行える。

　（細胞培養方法）
　次に、本実施形態の細胞培養方法について説明する。本実施形態の細胞培養方法は、細胞および液体９１を収容可能な複数の培養チャンバ１０と、複数の培養チャンバ１０を接続する流路２０と、を有する細胞培養デバイス１を用いた細胞培養方法である。細胞培養方法は、上記した細胞培養装置１００によって実施されうる。

　図２に示すように、細胞培養方法は、少なくとも、細胞９０の培養環境の雰囲気を形成するための環境ガス１０１を第１培養チャンバ１０ａに供給することによって、第１流路２０ａを介して第１培養チャンバ１０ａ内の液体９１を第２培養チャンバ１０ｂに移動させるステップ３０２と、準備した環境ガス１０１を第１培養チャンバ１０ａへ供給し、液体９１の移動に用いた環境ガス１０１を置換するステップ３０３と、を備える。

　図２に示したように、細胞培養方法は、環境ガス１０１を準備するステップ３０１をさらに備えていてもよい。ステップ３０１は、たとえば、予め調製された環境ガス１０１を貯留したガスボンベを環境ガス供給部１２０にセットすることにより実施される。また、たとえば、ステップ３０１は、環境ガス供給部１２０により環境ガス１０１を調製すること、により実施される。たとえば細胞培養装置１００が外部のガス調製装置などと接続され、調製済みの環境ガス１０１の供給を受ける場合などでは、環境ガス１０１を準備するステップ３０１を備える必要はない。

　ステップ３０２は、液体９１の移動元となる培養チャンバ１０に環境ガス１０１を加圧供給し、液体９１の移動先となる培養チャンバ１０を外部に開放させることにより実施される。これにより、移動元の第１培養チャンバ１０ａに収容された液体９１が、供給された環境ガス１０１によって第１培養チャンバ１０ａ内から押し出され、第１流路２０ａを介して移動先の第２培養チャンバ１０ｂへ移動する。移動先の第２培養チャンバ１０ｂでは、流入した液体９１の体積分だけ、第２培養チャンバ１０ｂ内の環境ガス１０１が押し出される。

　ステップ３０３は、液体９１の移動元となる培養チャンバ１０に環境ガス１０１を供給し、培養チャンバ１０内の環境ガス１０１を外部に押し出すことにより実施される。

　図１の例では、環境ガス１０１を置換するステップ３０３において、第１培養チャンバ１０ａと外部とを接続するバルブ１３２を開放した状態で、環境ガス１０１を第１培養チャンバ１０ａに供給することにより、バルブ１３２を介して液体９１の移動に用いた環境ガス１０１を置換する。これにより、第１培養チャンバ１０ａから第２培養チャンバ１０ｂの移動に用いられ、第１培養チャンバ１０ａ内に収容された環境ガス１０１が、新たに供給された環境ガス１０１によって第１培養チャンバ１０ａ内から押し出され、第１培養チャンバ１０ａ内のガスが置換される。

　細胞培養方法では、上記した循環培養を行うようにしてもよい。すなわち、細胞培養方法は、第２培養チャンバ１０ｂに移動させた液体９１を、流路２０を介して第１培養チャンバ１０ａに移動させるステップ３０５をさらに備え、第１培養チャンバ１０ａ内の液体９１を第２培養チャンバ１０ｂに移動させるステップ３０２と、液体９１を第１培養チャンバ１０ａに移動させるステップ３０５とを複数回実施することにより、複数の培養チャンバ１０の間で液体９１を循環させるステップ（ステップＳ３０２～３０５）を備えてもよい。

　図２に示した例では、ステップ３０２において、第１培養チャンバ１０ａから第２培養チャンバ１０ｂへの灌流を行った後、ステップ３０４において、細胞培養を終了するか否かが判断される。細胞培養を終了しない場合、ステップ３０５に進み、環境ガス１０１を供給する培養チャンバ１０が変更される。つまり、ステップ３０２で移送先であった第２培養チャンバ１０ｂが、環境ガス１０１を供給する対象として設定される。そして、今度は第２培養チャンバ１０ｂに環境ガス１０１が供給されることにより、第２培養チャンバ１０ｂから第１培養チャンバ１０ａへの灌流が行われる。これにより、複数の培養チャンバ１０間で培養液が循環される。循環培養は、ステップ３０４で細胞培養を終了すると判断されるまで、複数回実施される。細胞培養を終了するタイミングになると、ステップ３０４で細胞培養を終了すると判断され、循環培養が完了する。

　（細胞培養デバイスの具体例）
　図３～図９を参照して、細胞培養デバイス１の具体例を説明する。ここでは、３つ以上の、より多い数の培養チャンバ１０を備えた細胞培養デバイス１を示す。図３の例では、細胞培養デバイス１は、１６個の培養チャンバ１０を備える。

　細胞培養デバイス１は、カバー部材３０、貫通孔板４０、マイクロ流路プレート５０、ベース部材６０を備える。複数の培養チャンバ１０は、カバー部材３０、貫通孔板４０、マイクロ流路プレート５０によって囲まれた収容空間として形成されている。

　貫通孔板４０には、貫通孔板４０を厚み方向（上下方向）に貫通する貫通孔４１が並んで形成されている。貫通孔４１は、培養チャンバ１０の数だけ設けられている。貫通孔板４０の貫通孔４１の内周面が、培養チャンバ１０の側壁面を構成する。

　貫通孔板４０の下側に、流路２０が形成されたマイクロ流路プレート５０が配置されている。マイクロ流路プレート５０は、貫通孔板４０の下面に密着するように設けられる。マイクロ流路プレート５０は、貫通孔４１の下面側開口を塞ぎ、培養チャンバ１０の底面を構成する。

　貫通孔板４０の上側に、カバー部材３０が配置されている。カバー部材３０は、貫通孔板４０の上面に密着するように設けられる。カバー部材３０は、貫通孔４１の上面側開口を塞ぎ、培養チャンバ１０の上面を構成する。

　図３の構成例では、複数の培養チャンバ１０及び流路２０は、気体不透過材で作られている。すなわち、複数の培養チャンバ１０及び流路２０を構成するカバー部材３０、貫通孔板４０、マイクロ流路プレート５０が、気体不透過材により形成されている。気体不透過材は、実質的に気体を透過しない材料である。上記の通り、環境ガス１０１を培養チャンバ１０内に直接供給および置換することが可能なため、細胞培養デバイス１の構成部材にＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）のような高い気体透過性を有する材料を採用する必要がない。気体不透過材としては、たとえば、ポリスチレンが採用されうる。

　なお、図３では図示を省略しているが、カバー部材３０には、ガス供給口３１（図６および図７参照）と、ガス通路３２（図６および図７参照）と、ガス排出口３６（図６および図７参照）とが設けられている。カバー部材３０の構造は後述する。

　ベース部材６０は、カバー部材３０、貫通孔板４０およびマイクロ流路プレート５０の積層体を設置するための凹部を有し、凹部に配置された積層体を支持するように構成されている。ベース部材６０には、積層体を固定するための係止具６１が取り付けられている。図４に示すように、係止具６１によって積層体がベース部材６０に固定されることにより、組立体としての細胞培養デバイス１が構成される。

　培養チャンバ１０は、直交し合うＡ方向およびＢ方向に沿ったマトリクス状に配列されている。図３では、培養チャンバ１０は、Ａ方向に４つ並び、Ｂ方向に４つ並んでいて、４×４のマトリクス状に配列されている。

　マイクロ流路プレート５０には、細胞９０を設置するためのウェル５１と、流路２０とが設けられている。ウェル５１は、マイクロ流路プレート５０の上面に形成された凹部である。流路２０は、マイクロ流路プレート５０の内部を通って、１つの培養チャンバ１０と、他の１つの培養チャンバ１０とを流体的に接続する。流路２０は、Ａ方向に並んだ培養チャンバ１０間を接続するように設けられている。

　マイクロ流路プレート５０に形成された流路２０の形状を変更することによって、複数の培養チャンバ１０の間の接続関係を変化させることができる。図３では、流路２０の形状が異なる２種類のマイクロ流路プレート５０ａおよび５０ｂを示している。マイクロ流路プレート５０ａは、２つの培養チャンバ１０が流路２０により接続される循環グループ７１を形成する。マイクロ流路プレート５０ｂは、４つの培養チャンバ１０が流路２０により接続される循環グループ７２を形成する。マイクロ流路プレート５０ａおよび５０ｂのいずれかを選択して積層体を構成することにより、任意の接続関係の培養チャンバ１０を備えた細胞培養デバイス１が構築できる。

　図５の構成例では、マイクロ流路プレート５０に形成された流路２０は、一方向に液体９１を通過させる逆流防止機構２１を有し、複数の培養チャンバ１０の各々をループ状に接続している。個々の培養チャンバ１０は、流路２０によってループ状に接続されることによって循環グループ７１を形成している。循環グループ７１を構成する培養チャンバ１０間で培養液を循環させる循環培養が行える。

　具体的には、１つの培養チャンバ１０内には、マイクロ流路プレート５０に形成された導入口５２と導出口５３とが配置されている。導入口５２には、上流側の培養チャンバ１０につながる流路２０ｂが接続している。導出口５３には、下流側の培養チャンバ１０につながる流路２０ａが接続している。逆流防止機構２１は、たとえば導入口５２に設けられた逆止弁である。これにより、本実施形態の細胞培養方法では、複数の培養チャンバ１０の間で液体９１を循環させるステップにおいて、複数の培養チャンバ１０間で液体９１を一方向に循環させる。

　図５の構成例では、導出口５３にガス流入防止機構２２が設けられている。ガス流入防止機構２２は、たとえばラプラス弁である。ラプラス弁は、所定圧力未満の圧力条件下では、液体９１を通過させる一方、ガスを通過させない。所定圧力は、少なくとも液体９１を移動させる際の加圧圧力よりも高い。これにより、液体９１の移動時、および環境ガス１０１の置換時に、環境ガス１０１が流路２０を介して別の培養チャンバ１０へ流入することが防止される。

　図３に示したマイクロ流路プレート５０ａの場合、Ａ方向に並んだ２つの培養チャンバ１０が循環グループを形成するように、流路２０が形成されている。したがって、１６個の培養チャンバ１０によって、８個の循環グループが形成される。

　図３のマイクロ流路プレート５０ｂの場合、Ａ方向に並んだ４つの培養チャンバ１０が循環グループを形成するように、流路２０が形成されている。したがって、１６個の培養チャンバ１０によって、４個の循環グループが形成される。

　いずれのマイクロ流路プレート５０ａ、５０ｂも、同一の接続関係の循環グループ７１、７２が、Ｂ方向に並ぶように流路２０が形成されている。そのため、液体９１を移動させる際、Ｂ方向に並んだ４つの培養チャンバ１０に一括で環境ガス１０１を加圧供給するだけで、Ｂ方向に並ぶ各循環グループの送液動作をまとめて実施できる。

　そのため、図６および図７に示す例では、Ａ方向の同一位置でＢ方向に並んだ複数の培養チャンバ１０に対して、一括で環境ガス１０１を加圧供給可能なように、ガス供給口３１およびガス通路３２が設けられている。

　また、図６および図７に示す例では、Ａ方向の同一位置でＢ方向に並んだ複数の培養チャンバ１０に対して、一括で環境ガス１０１を排出可能なように、ガス排出口３６が設けられている。このため、細胞培養デバイス１は、第１培養チャンバ１０ａに環境ガス１０１を供給するガス供給口３１と、第１培養チャンバ１０ａ内のガスをバルブ１３２へ排出するガス排出口３６と、を含んでいる。同様に、細胞培養デバイス１は、第２培養チャンバ１０ｂに環境ガス１０１を供給するガス供給口３１と、第２培養チャンバ１０ｂ内のガスをバルブ１３２へ排出するガス排出口３６と、を含んでいる。

　具体的には、図７に示す例では、カバー部材３０は、上面側の蓋３３と、貫通孔板４０と接触する封止板３４と、蓋３３と封止板３４との間に配置された中間板３５とを含む。中間板３５の内部に、ガス通路３２が設けられている。蓋３３は、中間板３５の上面を覆い、ガス通路３２を上面側から封止している。蓋３３は、細胞培養デバイス１全体の上面を構成する。封止板３４は、貫通孔板４０（培養チャンバ１０）と中間板３５との間を封止し、ガス通路３２以外の箇所からのリークを防止している。封止板３４には、培養チャンバ１０の直上位置で封止板３４を厚み方向に貫通する貫通孔が形成されている。封止板３４の貫通孔を介して、中間板３５のガス通路３２と培養チャンバ１０とが流体的に接続されている。

　図６に示す例では、同一の培養チャンバ１０に連通するガス供給口３１とガス排出口３６とが、細胞培養デバイス１の互いに反対側の側面から横向きに突出するように設けられている。

　具体的には、細胞培養デバイス１には、Ａ方向に並んだ４つのガス供給口３１と、Ａ方向に並んだ４つのガス排出口３６と、Ａ方向に並んだ４つのガス通路３２とが設けられている。Ｂ方向に並んだガス供給口３１とガス排出口３６とのペアが、Ｂ方向に延びる１つのガス通路３２(図７参照)を介して連通している。各ガス通路３２は、Ｂ方向に並んだ４つの培養チャンバ１０に対して並列的に接続されている。いずれかのガス供給口３１から環境ガス１０１が供給されると、ガス通路３２を介して、Ｂ方向に並んだ４つの培養チャンバ１０に対して環境ガス１０１が一括で供給される。このため、環境ガス１０１の供給は、４つのガス供給口３１のいずれかを選択するだけでよい。同様に、環境ガス１０１の排出は、４つのガス排出口３６のいずれかを選択するだけでよい。

　このように、複数のガス配管１３０および複数のリーク配管１３１は、細胞培養デバイス１のうち、流路２０を介して相互接続された各々の培養チャンバ１０（循環グループに含まれる個々の培養チャンバ１０）に対して、個別に接続されるように設けられている。一方、複数のガス配管１３０および複数のリーク配管１３１は、ガス通路３２を介して、Ｂ方向に並んだ複数の循環グループに対して並列的に接続されている。

　循環培養における具体的な動作例を説明する。

　図８は、第１培養チャンバ１０ａおよび第２培養チャンバ１０ｂの２つの培養チャンバにより構成された循環グループ７１の動作例を示す。循環グループ７１は、図８（Ａ）～（Ｄ）に示すステップ３６１～３６４の動作を繰り返すことにより液体９１を循環させる。なお、図９（Ａ）に示すように、動作の開始時に、第１培養チャンバ１０ａには、環境ガス１０１ａが収容され、第２培養チャンバ１０ｂには環境ガス１０１ｂが収容されているとする。図９および図１０において、開放状態のバルブ１３２ａ、１３２ｂを白色で表示し、閉鎖状態のバルブ１３２ａ、１３２ｂを黒色で表示している。

　図８（Ａ）に示すステップ３６１において、第１培養チャンバ１０ａに環境ガス１０１ｃを加圧供給し、第２培養チャンバ１０ｂを外部に開放する。このとき、第１培養チャンバ１０ａに接続するバルブ１３２ａを閉じ、第２培養チャンバ１０ｂに接続するバルブ１３２ｂを開く。これにより、第１培養チャンバ１０ａ内の培養液が、第１流路２０ａを介して、第２培養チャンバ１０ｂに移動する。第１培養チャンバ１０ａには、培養液の減少分だけ、環境ガス１０１ｃが供給される。第２培養チャンバ１０ｂ内の環境ガス１０１ｂは、培養液の供給体積分だけバルブ１３２ｂから外部に排出される。

　図８（Ｂ）に示すステップ３６２において、第２培養チャンバ１０ｂへの液体９１の移動に用いた環境ガス１０１を置換する。すなわち、図９（Ｂ）に示すように、ステップ３６１の後、第１培養チャンバ１０ａ内には、環境ガス１０１ａおよび環境ガス１０１ｃが収容されている。第１培養チャンバ１０ａと接続するバルブ１３２ａを開放した状態で、環境ガス１０１ｄを第１培養チャンバ１０ａに供給する。なお、バルブ１３２ｂは閉じられる。これにより、第１培養チャンバ１０ａ内の環境ガス１０１ａおよび環境ガス１０１ｃがバルブ１３２ａから外部に排出され、新たに供給された環境ガス１０１ｄに置換される。

　図８（Ｃ）に示すステップ３６３において、第１培養チャンバ１０ａを外部に開放し、第２培養チャンバ１０ｂに環境ガス１０１を加圧供給する。このとき、図１０（Ｃ）に示すように、第１培養チャンバ１０ａのバルブ１３２ａを開放し、第２培養チャンバ１０ｂのバルブ１３２ｂを閉鎖する。これにより、第２培養チャンバ１０ｂ内の培養液が、第２流路２０ｂを介して、第１培養チャンバ１０ａに移動する。第２培養チャンバ１０ｂには、培養液の減少分だけ、環境ガス１０１ｅが供給される。第１培養チャンバ１０ａ内の環境ガス１０１ｄは、培養液の供給体積分だけバルブ１３２ａから外部に排出される。

　図８（Ｄ）に示すステップ３６４において、第１培養チャンバ１０ａへの液体９１の移動に用いた環境ガス１０１を置換する。すなわち、図１０（Ｄ）に示すように、第２培養チャンバ１０ｂのバルブ１３２ｂを開放した状態で、環境ガス１０１ｆを第２培養チャンバ１０ｂに供給する。なお、バルブ１３２ａは閉じられる。これにより、第２培養チャンバ１０ｂ内の環境ガス１０１ｂおよび環境ガス１０１ｅがバルブ１３２ｂから外部に排出され、新たに供給された環境ガス１０１ｆに置換される。

　図１１は、第１培養チャンバ１０ａ、第２培養チャンバ１０ｂ、第３培養チャンバ１０ｃおよび第４培養チャンバ１０ｄの４つの培養チャンバにより構成された循環グループ７２の動作例を示す。なお、培養チャンバの数が異なるだけで、液体９１の移動に用いた環境ガス１０１の置換動作については図８と同様であるので、説明を省略する。

　循環グループ７２は、図１１（Ａ）～（Ｄ）の動作を繰り返すことにより液体９１を循環させる。図１１（Ａ）のステップ３７１において、第１培養チャンバ１０ａに環境ガス１０１を加圧供給し、第２培養チャンバ１０ｂを外部に開放する。これにより、第１培養チャンバ１０ａ内の培養液が、第１流路２０ａを介して、第２培養チャンバ１０ｂに移動する。ステップ３７１の後、第１培養チャンバ１０ａ内の培養液の移動に用いた環境ガス１０１を置換するステップが実施される。

　図１１（Ｂ）のステップ３７２において、第２培養チャンバ１０ｂに環境ガス１０１を加圧供給し、第３培養チャンバ１０ｃを外部に開放する。これにより、第２培養チャンバ１０ｂ内の培養液が、第２流路２０ｂを介して、第３培養チャンバ１０ｃに移動する。ステップ３７２の後、第２培養チャンバ１０ｂ内の培養液の移動に用いた環境ガス１０１を置換するステップが実施される。

　図１１（Ｃ）のステップ３７３において、第３培養チャンバ１０ｃに環境ガス１０１を供給し、第４培養チャンバ１０ｄを外部に開放する。これにより、第３培養チャンバ１０ｃ内の培養液が、第３流路２０ｃを介して、第４培養チャンバ１０ｄに移動する。ステップ３７３の後、第３培養チャンバ１０ｃ内の培養液の移動に用いた環境ガス１０１を置換するステップが実施される。

　図１１（Ｄ）のステップ３７４において、第４培養チャンバ１０ｄに環境ガス１０１を供給し、第１培養チャンバ１０ａを外部に開放する。これにより、第４培養チャンバ１０ｄ内の培養液が、第４流路２０ｄを介して、第１培養チャンバ１０ａに移動する。ステップ３７４の後、第４培養チャンバ１０ｄ内の培養液の移動に用いた環境ガス１０１を置換するステップが実施される。

　このような構成により、流路２０により接続された複数の培養チャンバ１０間で、培養液を循環させる循環培養が可能である。

　本実施形態では、複数の培養チャンバ１０には、それぞれ互いに異なる種類に分化した細胞９０が配置されている。つまり、循環グループを構成する個々の培養チャンバ１０のウェル５１には、互いに異なる種類の細胞９０が播種される。本実施形態では、複数の培養チャンバ１０には、それぞれ互いに異なる臓器由来の臓器モデル細胞９０が配置されている。

　臓器モデル細胞９０は、薬物動態解析などにおいて特定の臓器における吸収、代謝、排泄などの臓器内動態を模擬するために、その特定の臓器由来の細胞を培養細胞とするものである。循環グループ（７１、７２）を構成する個々の培養チャンバ１０に、それぞれ異なる臓器モデル細胞９０が播種し、循環培養を行うことにより、複数の臓器が関わる生体内の現象を、細胞培養デバイス１内で模擬することが可能となる。

　臓器モデル細胞９０は、心臓、肺、肝臓、腎臓、腸などの臓器由来の細胞である。臓器モデル細胞９０は、これら以外の臓器由来の細胞であり得る。培養チャンバ１０に播種される細胞９０は、特定の臓器をモデル化するのではなく、特定の臓器の異なる複数部位をそれぞれモデル化した細胞であってもよい。細胞９０は、たとえば特定のがん細胞であってもよい。たとえば図８の例では、第１培養チャンバ１０ａに肝臓の臓器モデル細胞９０、第２培養チャンバ１０ｂにがん細胞９０が播種される。たとえば図１１の例では、第１培養チャンバ１０ａに肺の臓器モデル細胞９０、第２培養チャンバ１０ｂに肝臓の臓器モデル細胞９０、第３培養チャンバ１０ｃに肝臓の臓器モデル細胞９０、第４培養チャンバ１０ｄに腎臓の臓器モデル細胞９０、が播種される。

　（細胞培養装置の具体例）
　図１２および図１３を参照して、細胞培養装置１００の具体例を説明する。

　図１２および図１３の例では、細胞培養装置１００は、細胞培養デバイス１を用いた細胞培養に伴う、各種の操作を自動的に実施可能に構成されている。具体的には、細胞培養装置１００は、細胞の循環培養に加えて、培養チャンバ１０への液体の分注、培養チャンバ１０内の液体の吸引、細胞培養デバイス１の温度制御を行える。

　図１２の例では、細胞培養装置１００は、クリーンエア環境の作業空間を形成する収容部１０２と、収容部１０２が設置された基台部１０３とを備える。細胞培養に伴う操作は、収容部１０２の内部で実施される。細胞培養装置１００は、液体の送液を行う送液機構１５０を備える。なお、本明細書において、「クリーンエア」とは、大気中に含まれる埃や微生物などの夾雑物が除去された空気である。

　収容部１０２は、クリーンエア環境で設置部１１０および送液機構１５０を収容するように構成されている。収容部１０２は、基台部１０３の上面上を覆う箱状形状を有する。収容部１０２内には、エアフィルタを備えた空気取込部（図示せず）から、クリーンエアが供給される。エアフィルタは、たとえばＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air）フィルタである。収容部１０２は、これにより内部空間をクリーンエア環境に維持するように構成されている。

　図１３に示すように、収容部１０２内には、設置部１１０、送液機構１５０、容器保冷ユニット１６０、加温ユニット１７０、容器移送機構１８０が配置されている。

　設置部１１０には、細胞培養デバイス１が載置される。図１３の構成例では、図示の便宜上、２つの設置部１１０を示している。設置部１１０の数は、２つに限られず、１つまたは３つ以上であってよい。設置部１１０の具体的な構成は、後述する。

　送液機構１５０は、制御部１４０の制御の元、液体の吸引および吐出を行う。制御部１４０は、予め設定されたタイミングで、複数の培養チャンバ１０のいずれかに収容された液体を吸引する処理、および、複数の培養チャンバ１０のいずれかに液体を吐出する処理の少なくともいずれかを実施するように送液機構１５０を制御する。

　図１２に示したように、送液機構１５０は、液体の吸引および吐出を行う分注機構１５１と、分注機構１５１を吐出位置または吸引位置と設置部１１０との間で移動させる移動機構１５２とを含む。

　分注機構１５１は、先端にピペットチップ１９１を装着可能な吸引管１５３を備え、吸引管１５３に正圧および負圧を供給可能に構成されている。収容部１０２には、使い捨てのピペットチップ１９１を複数保持したチップラック１９２が載置されるチップラック設置部１９０が設けられている。図１３の例では、チップラック設置部１９０には８個のチップラック１９２を設置可能であり、１つのチップラック１９２のみを図示している。収容部１０２には、使用済みのピペットチップ１９１などを廃棄するための廃棄口１０４と、吸引された液体を廃棄するための廃液口１０５とが設けられている。

　図１２に示すように、移動機構１５２は、収容部１０２の天井付近に設けられ、分注機構１５１を吊り下げ状態で支持している。移動機構１５２は、分注機構１５１を、収容部１０２内で上下方向および水平方向に移動させることが可能に構成されている。移動機構１５２は、たとえば直交３軸方向に移動可能なガントリタイプの直交ロボットである。移動機構１５２は、図１３において、分注機構１５１を、設置部１１０、容器保冷ユニット１６０、加温ユニット１７０、チップラック設置部１９０、廃棄口１０４および後述する廃液口１０５のそれぞれの上方位置へ移動させることができる。

　図１３の例では、容器保冷ユニット１６０は、液体容器を、所定の保管温度に維持して保管するように構成されている。容器保冷ユニット１６０には、各種の液体容器を設置可能なように、複数の容器設置部が設けられている。

　具体的には、容器保冷ユニット１６０は、サンプル容器１６１ａが設置可能な容器設置部１６１を含む。容器保冷ユニット１６０は、試薬容器１６２ａが設置可能な容器設置部１６２を含む。容器保冷ユニット１６０は、培養液容器１６３ａが設置可能な容器設置部１６３を含む。

　容器設置部１６１、容器設置部１６２、容器設置部１６３は、いずれも、複数の容器を保持した容器ラックを載置可能に構成されている。図１３の例では、容器設置部１６１は、サンプル容器１６１ａを保持可能な容器ラック１６１ｂを８個設置可能である。図１３の例では、サンプル容器１６１ａは、たとえば複数の収容凹部が一体形成されたウェルプレート（マイクロプレートともいう）であるが、容器ラック１６１ｂに１本ずつ保持されるサンプルチューブ（図１４参照）でありうる。図１３の例では、容器設置部１６２は、４本の試薬容器１６２ａを保持可能な容器ラック１６２ｂを１個設置可能である。図１３の例では、容器設置部１６３は、２０本の培養液容器１６３ａを保持可能な容器ラック１６３ｂを１個設置可能である。なお、容器設置部における容器または容器ラックの設置可能数は特に限定されない。

　サンプル容器１６１ａは、薬物動態解析などのために培養チャンバ１０内の培養液を分析する際に、培養チャンバ１０内から取得（サンプリング）された培養液（サンプル）を収容するための容器である。試薬容器１６２ａは、薬物動態解析などで評価対象となる薬品（試薬）を収容した容器である。培養液容器１６３ａは、細胞培養に用いられる未使用の培養液を収容した容器である。未使用の培養液は、細胞培養処理の過程で、培養チャンバ１０内の培養液の交換または補充に用いられる。

　容器保冷ユニット１６０は、容器設置部１６１、容器設置部１６２、容器設置部１６３に設置された容器を培養チャンバ１０内よりも低い保管温度に調節する第２温調機構１６４を備える。第２温調機構１６４は、たとえばペルチェ素子を含み、制御部１４０の制御に基づき容器設置部を保管温度に維持する。容器保冷ユニット１６０は、たとえば、容器を１０℃以下に冷蔵保管する。保管温度は、たとえば４℃である。

　加温ユニット１７０は、容器保冷ユニット１６０で冷温保管された容器中の液体を培養チャンバ１０内に分注する場合に、分注される液体を予め加温するように構成されている。

　具体的には、加温ユニット１７０は、第３温調機構１７１を含む。第３温調機構１７１は、液体を収容する容器を設置可能に構成されている。図１３の例では、第３温調機構１７１は、容器を受け入れて保持する保持孔１７２を、１２個有する。保持孔１７２には、容器保冷ユニット１６０に保管された試薬容器１６２ａ、培養液容器１６３ａ、および、これらの容器中から必要量の液体を小分けするための使い捨て容器１７３を、設置することができる。第３温調機構１７１は、保持孔１７２に設置された容器内の液体の温度を培養チャンバ１０内の温度に近づけるように調節する。第３温調機構１７１は、たとえば電熱線などのヒータ、またはペルチェ素子などにより構成される。第３温調機構１７１は、制御部１４０の制御に基づき、たとえば培養チャンバ１０内の設定温度（後述する第１温調機構１１２の設置温度）と一致するように制御される。

　容器移送機構１８０は、収容部１０２内で液体容器を移送することが可能に構成されている。容器移送機構１８０は、容器保冷ユニット１６０から容器を取り出して、加温ユニット１７０に移送することができる。容器移送機構１８０は、加温ユニット１７０に設置された容器を取り出して、容器保冷ユニット１６０に移送することができる。容器移送機構１８０は、容器保冷ユニット１６０または加温ユニット１７０において使用済みとなった容器を、廃棄口１０４に移送して廃棄することができる。

　図１２に示すように、容器移送機構１８０は、容器を解除可能に把持する把持機構１８１と、把持機構１８１を移動させる移動機構１８２と、を含む。把持機構１８１は、たとえば、容器を挟持するように動作可能なハンド機構、真空チャックまたは磁気チャックなどのチャック機構により構成されている。移動機構１８２は、把持機構１８１を、収容部１０２内で上下方向および水平方向に移動させることが可能に構成されている。移動機構１８２は、たとえば直交３軸方向に移動可能なガントリタイプの直交ロボットである。

　図１２の例では、基台部１０３には、環境ガス供給部１２０と、制御部１４０とが収容されている。また、基台部１０３には、廃棄物貯留庫１０６と廃液タンク１０７とが設置されている。

　環境ガス供給部１２０は、圧力制御機構１３５と、流量制御機構１３６とを備えている。

　制御部１４０は、ＣＰＵなどのプロセッサ１４１と、揮発性メモリである記憶部１４２とを備えている。プロセッサ１４１は、記憶部１４２に記憶されたプログラムを実行することにより、細胞培養装置１００の各部を制御する制御部として機能する。記憶部１４２には、細胞培養装置１００の設定情報が記憶されている。

　設定情報は、たとえば、細胞培養デバイス１のデバイス情報を含む。デバイス情報は、細胞培養デバイス１の構造、たとえば培養チャンバ１０の位置および数などの情報を含む。設定情報は、たとえば、消耗品情報を含む。消耗品情報は、容器保冷ユニット１６０に保管される容器（サンプル容器１６１ａ）の種類および保持位置、ピペットチップ１９１（またはチップラック１９２）の位置などの情報を含む。設定情報は、たとえば、液体情報を含む。液体情報は、試薬容器１６２ａ、培養液容器１６３ａの種類、内容物、収容される液量、および保持位置などの情報を含む。

　設定情報は、たとえば、スケジュール情報を含む。スケジュール情報は、細胞培養装置１００による細胞培養に伴う動作のタイミングを設定した情報である。スケジュール情報は、たとえば、循環培養における周期的な培養液の移送を実施する時間間隔、培養液のサンプリングを実施するタイミング、試薬分注を実施するタイミング、培養液の交換を実施するタイミング、などが設定されている。制御部１４０は、スケジュール情報に設定されたタイミングで、これらの動作を実施する。

　廃棄物貯留庫１０６は、基台部１０３の上面に形成された廃棄口１０４（図１３参照）と接続され、廃棄口１０４に投入された廃棄物を貯留するように構成されている。廃棄物は、使用済みのピペットチップ１９１や、使用済みの液体容器などである。

　廃液タンク１０７は、基台部１０３の上面に形成された廃液口１０５（図１３参照）と接続され、廃液口１０５に投入された液体を貯留するように構成されている。廃液は、分注機構１５１によって吸引された余剰量の液体、培養液交換の際に培養チャンバ１０から吸引された使用済みの培養液、その他不要となった容器内の液体、などである。

　（設置部）
　図１４に示すように、設置部１１０には、複数の培養チャンバ１０を有する細胞培養デバイス１が設置される。設置部１１０は、細胞培養デバイス１を着脱可能に支持する。図１４の例では、設置部１１０は、細胞培養デバイス１が載置される載置面１１１を含み、細胞培養デバイス１の下面を支持する。設置部１１０は、たとえば細胞培養デバイス１の外形形状に応じたスロットを有し、スロット内に細胞培養デバイス１が差し込まれる構成でもよい。

　図１４の例では、細胞培養装置１００は、設置部１１０に設置された細胞培養デバイス１を細胞培養に適した温度に維持するよう温度調節するように構成されている。

　すなわち、細胞培養装置１００は、設置部１１０に設置された細胞培養デバイス１の温度調節を行う第１温調機構１１２を備える。第１温調機構１１２は、制御部１４０の制御の下、所定の設定温度に維持されるように構成されている。設定温度は、たとえば３６℃～３７℃である。第１温調機構１１２は、たとえばヒータを含み、熱を発生させて細胞培養デバイス１を加温する。ヒータの例としては、電熱線を保護管内に収容したカートリッジヒータが挙げられるが、特に限定されない。

　第１温調機構１１２は、細胞培養デバイス１の下面、上面、側面のいずれか１つまたは複数に隣接するように設けられる。図１４の例では、第１温調機構１１２は、細胞培養デバイス１を下面と隣接するように設けられている。つまり、第１温調機構１１２の上面が設置部１１０の載置面１１１を構成している。

　また、図１４の例では、細胞培養装置１００は、細胞培養デバイス１が設置部１１０に設置されることによって、環境ガス供給部１２０と細胞培養デバイス１とがガス配管１３０を介して接続されるように構成されている。つまり、ユーザは、細胞培養デバイス１を設置部１１０にセットする作業を行うだけで、細胞培養デバイス１とガス配管１３０との接続が完了する。

　具体的には、細胞培養装置１００は、設置部１１０に配置され、複数のガス配管１３０と接続されたコネクタ機構１１３を備える。コネクタ機構１１３は、細胞培養デバイス１が設置部１１０に設置されることにより、複数のガス配管１３０と、対応する複数の培養チャンバ１０とを接続するように構成されている。

　図１５に示した例では、細胞培養デバイス１には、ガス配管１３０と接続するためのガス供給口３１が設けられている。コネクタ機構１１３は、細胞培養デバイス１のガス供給口３１が挿入される挿入口１１４と、バルブ１１５とを有する。ガス供給口３１が挿入口１１４に挿入されることにより、細胞培養デバイス１の培養チャンバ１０と、コネクタ機構１１３の内部のガス配管１３０とが接続される。コネクタ機構１１３には、４つの挿入口１１４（図１４参照）および４つのバルブ１１５が、４つのガス供給口３１に対応して設けられる。細胞培養デバイス１が設置部１１０の載置面１１１上にセットされる際に、４つのガス供給口３１が、それぞれ対応する４つの挿入口１１４に挿入される。コネクタ機構１１３は、ガス配管１３０を介して、環境ガス供給部１２０と流体的に接続されている。

　また、図１５の例では、細胞培養装置１００は、細胞培養デバイス１のガス排出口３６に着脱可能に取り付けられる排出機構１１６を備える。排出機構１１６は、４つのリーク配管１３１および４つのバルブ１３２を含む。排出機構１１６は、細胞培養デバイス１の４つのガス排出口３６に対応して、ガス排出口３６が挿入される４つの挿入口１１７を有する。４つのリーク配管１３１および４つのバルブ１３２は、４つの挿入口１１４に対して別々に設けられている。リーク配管１３１は、排出機構１１６の外部である収容部１０２内の空間に開放されている。

　４つのバルブ１１５および４つのバルブ１３２は、制御部１４０の制御により開閉可能である。これにより、図８および図１１に示した培養液の送液（すなわち、循環培養）を、制御部１４０の制御下で任意に行うことが可能である。

　また、図１４に示した例では、細胞培養装置１００は、分注機構１５１が細胞培養デバイス１内の培養チャンバ１０内にアクセスできるように、細胞培養デバイス１の蓋３３を自動で開閉可能に構成されている。

　具体的には、細胞培養装置１００は、細胞培養デバイス１の培養チャンバ１０を封止する蓋３３を開閉する蓋開閉機構２１０を備える。蓋開閉機構２１０は、設置部１１０に載置された細胞培養デバイス１の蓋３３を動かして、蓋３３を開閉するように構成されている。蓋開閉機構２１０は、蓋３３の駆動源となるアクチュエータを含む。アクチュエータは、電動モータ、エアシリンダなどであり得る。制御部１４０は、蓋開閉機構２１０を制御するとともに、蓋開閉機構２１０により蓋３３が開放された培養チャンバ１０内に分注機構１５１がアクセスするように、移動機構１５２を制御する。

　たとえば図３および図４に示した細胞培養デバイス１では、１６個の培養チャンバ１０の上部が、カバー部材３０の蓋３３によってまとめて覆われている。蓋開閉機構２１０は、たとえば、図４に示した蓋３３をカバー部材３０から分離させ、１６個の培養チャンバ１０の上部をまとめて開放する。分注機構１５１による吸引動作や吐出動作が行われた後、蓋開閉機構２１０は、カバー部材３０から分離させた蓋３３を、再び中間板３５上に設置して培養チャンバ１０を密閉させる。

　複数の培養チャンバ１０は、１つの蓋３３によって封止されている必要はなく、図１４に示すように、複数の蓋３３が、いくつかの培養チャンバ１０のまとまりを別々に覆ってもよい。図１４に示す例では、細胞培養デバイス１には、Ａ方向に並ぶ４つの培養チャンバ１０を覆う蓋３３が、Ｂ方向に４つ設けられている例を示している。つまり、図３に示した２つの培養チャンバ１０から構成された２つの循環グループ７１、または図３に示した４つの培養チャンバ１０から構成された１つの循環グループ７２、を単位として開閉可能なように、蓋３３が設けられている。そして、蓋開閉機構２１０は、４つの蓋３３を、個別に開閉可能に構成されている。これにより、特定の循環グループを構成する培養チャンバ１０だけを、個別に開閉できる。

　なお、たとえば培養チャンバ１０の数と同数の蓋３３を、培養チャンバ１０毎に設けてもよい。この場合、蓋開閉機構２１０は、個々の蓋３３を別々に開閉するように構成されうる。これにより、培養チャンバ１０を１つずつ別々に開閉させることができる。

　蓋開閉機構２１０は、蓋３３を開放位置４０１と閉鎖位置４０２とに移動させることができる。蓋３３が開放位置４０１にある状態で、培養チャンバ１０の上部が収容部１０２内に開放され、分注機構１５１が培養チャンバ１０内にアクセス可能となる。蓋３３が閉鎖位置４０２にある状態で、ガス通路３２を介して環境ガス１０１を培養チャンバ１０へ加圧供給することが可能となる。

　分注機構１５１は、たとえば加温ユニット１７０に保持された容器内から液体を吸引して、設置部１１０に設置された細胞培養デバイス１の培養チャンバ１０内に吐出する。この場合、吸引位置は、加温ユニット１７０の容器の上方位置であり、吐出位置は、培養チャンバ１０の上方位置である。分注機構１５１は、たとえば試薬容器１６２ａ内の液体を培養チャンバ１０内に分注するように構成されている。

　分注機構１５１は、たとえば設置部１１０に設置された細胞培養デバイス１の培養チャンバ１０内から液体を吸引して、容器保冷ユニット１６０に保持された容器内、または廃液口１０５に吐出する。分注機構１５１は、たとえば培養チャンバ１０内の液体をサンプル容器１６１ａ内に分注するように構成されている。分注機構１５１は、たとえば、培養チャンバ１０内の培養液を吸引するとともに、培養液容器１６３ａ内の液体を培養チャンバ１０内に分注することにより、培養液の交換を行うように構成されている。

　（蓋開閉機構の具体例）
　図１６および図１７に示す構成例では、蓋開閉機構２１０は、蓋３３の移動を規制する規制部材２２３を動かすことによって、蓋３３の開閉を行う。

　図１６の例では、Ａ方向に並ぶ４つの培養チャンバ１０を覆う蓋３３が、Ｂ方向に４つ設けられている。図１６では、便宜的に、蓋３３にハッチングを付して図示している。図１７に示すように、蓋３３は、ヒンジ２２１を介して回動可能な状態で、中間板３５に取り付けられている。ヒンジ２２１には、蓋３３を開放する方向（中間板３５から離れる方向）に付勢する付勢部材２２２が設けられている。付勢部材２２２は、たとえばトーションばねである。

　蓋３３の上面上に、Ａ方向に延びる規制部材２２３が設けられている。図１６に示すように、規制部材２２３は、蓋３３の両外側までＡ方向に延びており、両端部がガイド部２２４によって上下方向に移動不能に保持されている。ガイド部２２４は、規制部材２２３を、蓋３３の上面上の規制位置２２５と、蓋３３よりもＢ方向に外れた解除位置２２６とに、Ｂ方向に移動可能に保持している。

　図１７に示すように、蓋開閉機構２１０は、規制部材２２３と係合する係合部２１１と、係合部２１１をＢ方向に移動させるアクチュエータである駆動部２１２とを含む。

　蓋開閉機構２１０は、係合部２１１を移動させることにより、規制部材２２３を規制位置２２５から解除位置２２６へ移動させる。これにより、蓋３３は規制部材２２３による規制が解除され、付勢部材２２２の付勢力に応じて開放位置４０１へ回動する。

　蓋開閉機構２１０は、係合部２１１を移動させることにより、規制部材２２３を解除位置２２６から規制位置２２５へ移動させる。移動の過程で、規制部材２２３は、付勢部材２２２の付勢力に抗して蓋３３を閉じる方向へ回動させる。規制部材２２３が規制位置２２５へ到達すると、蓋３３が中間板３５に密着する閉鎖位置４０２に移動して培養チャンバ１０の上部が封止される。規制部材２２３は、規制位置２２５において、付勢部材２２２の付勢力によって回動しないように蓋３３の動きを規制する。

　（環境ガス供給部）
　図１８は、環境ガス供給部１２０の構成例を示している。図１８の例では、環境ガス供給部１２０は、コネクタ機構１１３につながるガス配管１３０を介して、細胞培養デバイス１に接続される。

　図１８の構成例では、環境ガス供給部１２０は、空気取込部１２１と、二酸化炭素のガス源１２２と、空気と二酸化炭素とを混合する混合チャンバ１２３とを含み、環境ガス１０１を調製するように構成されている。空気取込部１２１は、請求の範囲の「空気源」の一例である。

　空気取込部１２１は、配管を介して混合チャンバ１２３に接続されている。空気取込部１２１は、細胞培養装置１００の外部から空気を取り込み、エアフィルタを透過させてクリーンエアを生成する。エアフィルタは、たとえばＨＥＰＡフィルタである。空気取込部１２１は、生成したクリーンエアを混合チャンバ１２３に供給する。

　ガス源１２２は、ＣＯ_２を高圧で貯留したガスボンベである。ガス源１２２は、配管を介して混合チャンバ１２３に接続されている。ガス源１２２は、ＣＯ_２を混合チャンバ１２３に供給する。

　混合チャンバ１２３は、所定量のガスを貯留可能な容積を有するガス容器である。混合チャンバ１２３は、供給制御ユニット１２４に接続されている。混合チャンバ１２３は、空気取込部１２１から供給された空気（クリーンエア）と、ガス源１２２から供給されたＣＯ_２とを混合する。

　混合チャンバ１２３内には、水１２３ａが貯留されている。混合チャンバ１２３は、水１２３ａの内部で、空気およびＣＯ_２が吐出されるように構成されている。すなわち、混合チャンバ１２３は、空気およびＣＯ_２を水１２３ａ中でバブリングすることによって、供給されたガスを加湿するように構成されている。

　混合チャンバ１２３内には、ガス中の二酸化炭素濃度を検出するＣＯ_２センサ１２３ｂと、混合チャンバ１２３内のガスの圧力を検出する圧力センサ１２３ｃと、混合チャンバ１２３内のガスの温度を検出する温度センサ１２３ｄと、が設けられている。制御部１４０が、ＣＯ_２センサ１２３ｂ、圧力センサ１２３ｃおよび温度センサ１２３ｄの各検出信号に基づいて、混合チャンバ１２３への空気およびＣＯ_２の供給を制御する。これにより、混合チャンバ１２３内で、ＣＯ_２濃度が５％の飽和蒸気圧の環境ガス１０１が調製される。

　供給制御ユニット１２４は、ガス配管１３０を介してコネクタ機構１１３に接続されている。供給制御ユニット１２４は、制御部１４０による制御の下、混合チャンバ１２３内で調製された環境ガス１０１をガス配管１３０に送り出すように構成されている。

　供給制御ユニット１２４は、コネクタ機構１１３を介して、細胞培養デバイス１の各ガス供給口３１に対して個別に環境ガス１０１を供給することが可能である。そのため、供給制御ユニット１２４には、ガス供給口３１（コネクタ機構１１３の挿入口１１４）と同数の接続ポート１２５が設けられ、それぞれの接続ポート１２５に１つずつガス配管１３０が接続されている。

　供給制御ユニット１２４は、圧力制御弁または圧力レギュレータを含む圧力制御機構１３５、流量センサおよび流量制御弁を含む流量制御機構１３６を含んでいる。圧力制御機構１３５および流量制御機構１３６は、接続ポート１２５毎に個別に設けられている。制御部１４０は、圧力制御機構１３５および流量制御機構１３６を制御することにより、個々のガス配管１３０への環境ガス１０１の供給圧力およびガス流量を制御する。

　以上のような構成の環境ガス供給部１２０の各部が、制御部１４０（図１２参照）によって制御される。制御部１４０は、環境ガス１０１を供給する培養チャンバ１０を順次切り替えることにより、複数の培養チャンバ１０の間で液体９１を循環させる制御（循環培養）を行うように構成されている。

　また、制御部１４０（図１２参照）は、培養チャンバ１０内の液体９１を他の培養チャンバ１０へ移動させた後、バルブ１３２を開放することにより、移動元の培養チャンバ１０内を、加圧した圧力よりも低い圧力の環境ガス１０１の雰囲気下にする制御を行う。液体９１を移動させる場合の環境ガス１０１の圧力は、たとえば約５ｋＰａ（ゲージ圧）である。液体９１を移動させた後の環境ガス１０１の圧力は、たとえば大気圧（ゲージ圧で０ｋＰａ）である。

　また、制御部１４０は、環境ガス１０１を排出する培養チャンバ１０を切り替えることにより、それぞれの培養チャンバ１０において液体９１の移動に用いた環境ガス１０１を置換する制御を行う。たとえば第１培養チャンバ１０ａ内の環境ガス１０１の置換を行う場合には、環境ガス供給部１２０からの環境ガス１０１がガス配管１３０から第１培養チャンバ１０ａに供給され、液体９１の移動に用いた環境ガス１０１が、排出機構１１６のバルブ１３２から外部へ排出される。

　（細胞培養装置の動作）
　次に、図１９～図２２を参照して、細胞培養装置１００の動作を説明する。細胞培養装置１００の動作は、制御部１４０によって制御される。細胞培養装置１００により、本実施形態の細胞培養方法が実施される。

　図１９に示すように、ステップ３１１において、制御部１４０は、記憶部１４２から設定情報を取得する。設定情報に含まれるデバイス情報、消耗品情報、液体情報に基づき、制御部１４０は、分注機構１５１による吸引位置および吐出位置の位置座標を取得する。スケジュール情報に基づき、制御部１４０は、循環培養における送液タイミング、培養液のサンプリングのタイミング、培養液の交換のタイミング、試薬添加のタイミングを取得する。

　ステップ３１２において、制御部１４０は、環境ガス供給部１２０を制御して、環境ガス１０１を準備させる。環境ガス供給部１２０は、空気取込部１２１からの空気と、ガス源１２２から供給される二酸化炭素とを混合して、環境ガス１０１を調製する。このように、本実施形態の細胞培養方法において、環境ガス１０１を準備するステップは、空気と、ガス源１２２から供給される二酸化炭素とを混合するステップを含む。

　ステップ３１３において、制御部１４０は、細胞培養を開始する。制御部１４０は、スケジュール情報に従って循環培養を実施するように、環境ガス供給部１２０、バルブ１１５やバルブ１３２を制御する。すなわち、制御部１４０は、図８に示したステップ３６１～３６４の動作や、図１１のステップ３７１～３７４の動作を実施する。

　また、制御部１４０は、設定情報において指定された各設定温度を維持するように、第１温調機構１１２、第２温調機構１６４、第３温調機構１７１の各々を制御する。これらの制御動作は、後述するステップ３２１において細胞培養を停止するまで、継続して実行される。

　ステップ３１４において、制御部１４０は、現在時刻とスケジュール情報とに基づき、サンプリングタイミングか否かを判断する。サンプリングタイミングに該当しない場合、制御部１４０は、ステップ３１６に処理を進める。サンプリングタイミングに該当する場合、制御部１４０は、ステップ３１５において、培養液のサンプリング動作制御を実施した後、処理をステップ３１６に進める。

　ステップ３１６において、制御部１４０は、現在時刻とスケジュール情報とに基づき、培養液交換タイミングか否かを判断する。培養液交換タイミングに該当しない場合、制御部１４０は、ステップ３１８に処理を進める。培養液交換タイミングに該当する場合、制御部１４０は、ステップ３１７において、培養液の交換動作制御を実施した後、処理をステップ３１８に進める。

　ステップ３１８において、制御部１４０は、現在時刻とスケジュール情報とに基づき、試薬添加タイミングか否かを判断する。試薬添加タイミングに該当しない場合、制御部１４０は、ステップ３２０に処理を進める。試薬添加タイミングに該当する場合、制御部１４０は、ステップ３１９において、試薬の添加動作制御を実施した後、処理をステップ３２０に進める。

　ステップ３２０において、制御部１４０は、細胞培養を終了するか否かを判断する。制御部１４０は、たとえばスケジュール情報において指定された終了タイミングに到達した場合、または、図示しないキーボードなどの入力機器を用いたユーザの操作入力を介して培養終了の指示を受け付けた場合、などに細胞培養を終了すると判断する。そうでない場合、制御部１４０は、細胞培養を終了しないと判断して、ステップ３１４に処理を戻す。

　制御部１４０は、ステップ３２０において細胞培養を終了すると判断した場合、ステップ３２１において、細胞培養を停止させる。すなわち、制御部１４０は、ステップ３１３で開始した培養液を送液する制御、環境ガス１０１を置換する制御、温度調節の制御を停止させる。これにより、細胞培養装置１００の細胞培養動作が終了する。

　（サンプリング動作）
　次に、図２０を参照して、ステップ３１５のサンプリング動作制御について説明する。

　ステップ３３１において、制御部１４０は、蓋開閉機構２１０を制御して、サンプリングが行われる培養チャンバ１０を覆う蓋３３を開放させる。

　ステップ３３２において、制御部１４０は、移動機構１５２および分注機構１５１を制御して、ピペットチップ１９１を装着させ、サンプリングを行う培養チャンバ１０の内部へピペットチップ１９１を移動させ、培養チャンバ１０の内部の培養液を吸引させる。制御部１４０は、吸引後、分注機構１５１を培養チャンバ１０の内部から退避させる。

　ステップ３３３において、制御部１４０は、蓋開閉機構２１０を制御して、開放していた蓋３３を閉鎖させる。なお、制御部１４０は、環境ガス供給部１２０を制御して、閉鎖された各培養チャンバ１０内に環境ガス１０１を供給させ、環境ガス雰囲気を形成させる。

　ステップ３３４において、制御部１４０は、移動機構１５２および分注機構１５１を制御して、ピペットチップ１９１の内部に吸引させた培養液を、容器保冷ユニット１６０のサンプル容器１６１ａに吐出させる。このように、本実施形態の細胞培養方法では、複数の培養チャンバ１０のいずれかに収容された液体をサンプル容器１６１ａに送液するステップを備える。制御部１４０は、培養液の吐出後、余剰の培養液を廃液口１０５内に吐出させた後、ピペットチップ１９１を廃棄口１０４へ投入させるように、移動機構１５２および分注機構１５１を制御する。

　（培養液の交換動作）
　次に、図２１を参照して、ステップ３１７の培養液の交換動作制御について説明する。

　ステップ３４１において、制御部１４０は、容器移送機構１８０を制御して、容器保冷ユニット１６０に保管された培養液容器１６３ａを、加温ユニット１７０の保持孔１７２に移送させる。培養液容器１６３ａは、第３温調機構１７１により加温される。

　ステップ３４２において、制御部１４０は、蓋開閉機構２１０を制御して、培養液の交換が行われる培養チャンバ１０を覆う蓋３３を開放させる。

　ステップ３４３において、制御部１４０は、交換される培養液を排出させる制御を行う。制御部１４０は、移動機構１５２および分注機構１５１を制御して、ピペットチップ１９１を装着させ、培養チャンバ１０の内部へピペットチップ１９１を移動させ、培養チャンバ１０内の培養液を吸引させる。制御部１４０は、吸引した培養液を廃液口１０５内に吐出させた後、ピペットチップ１９１を廃棄口１０４へ投入させるように、移動機構１５２および分注機構１５１を制御する。

　ステップ３４４において、制御部１４０は、移動機構１５２および分注機構１５１を制御して、ピペットチップ１９１を装着させ、加温ユニット１７０で温められた培養液容器１６３ａから、新たな培養液を吸引させる。

　ステップ３４５において、制御部１４０は、移動機構１５２および分注機構１５１を制御して、吸引した培養液を、培養チャンバ１０内に吐出させる。制御部１４０は、余剰の培養液を廃液口１０５内に吐出させた後、ピペットチップ１９１を廃棄口１０４へ投入させるように、移動機構１５２および分注機構１５１を制御する。

　ステップ３４６において、制御部１４０は、蓋開閉機構２１０を制御して、開放していた蓋３３を閉鎖させる。なお、制御部１４０は、環境ガス供給部１２０を制御して、閉鎖された各培養チャンバ１０内に環境ガス１０１を供給させ、環境ガス雰囲気を形成させる。

　（試薬の添加動作）
　次に、図２２を参照して、ステップ３１９の試薬の添加動作制御について説明する。

　ステップ３５１において、制御部１４０は、容器移送機構１８０を制御して、容器保冷ユニット１６０に保管された試薬容器１６２ａを、加温ユニット１７０の保持孔１７２に移送させる。試薬容器１６２ａは、第３温調機構１７１により加温される。

　ステップ３５２において、制御部１４０は、試薬容器１６２ａ内の試薬を吸引させる制御を行う。制御部１４０は、移動機構１５２および分注機構１５１を制御して、ピペットチップ１９１を装着させ、加温ユニット１７０で温められた試薬容器１６２ａから、試薬を吸引させる。

　ステップ３５３において、制御部１４０は、蓋開閉機構２１０を制御して、試薬の添加が行われる培養チャンバ１０を覆う蓋３３を開放させる。

　ステップ３５４において、制御部１４０は、移動機構１５２および分注機構１５１を制御して、吸引した試薬を、培養チャンバ１０内に吐出させる。このように、本実施形態の細胞培養方法では、複数の培養チャンバ１０のいずれかに試薬容器１６２ａ内の試薬を送液するステップを備える。制御部１４０は、余剰の試薬を廃液口１０５内に吐出させた後、ピペットチップ１９１を廃棄口１０４へ投入させるように、移動機構１５２および分注機構１５１を制御する。

　ステップ３５５において、制御部１４０は、蓋開閉機構２１０を制御して、開放していた蓋３３を閉鎖させる。なお、制御部１４０は、環境ガス供給部１２０を制御して、閉鎖された各培養チャンバ１０内に環境ガス１０１を供給させ、環境ガス雰囲気を形成させる。

　以上のように、本実施形態の細胞培養方法では、複数の培養チャンバ１０のいずれかを開閉可能に封止する蓋３３を開放するステップ（３３１、３４２、３５３）と、分注機構１５１により、蓋３３が開放された培養チャンバ１０に液体を供給するかまたは培養チャンバ１０から液体を吸引するステップ（３３４、３４３～３４５、３５４）と、開放された蓋３３を閉じるステップ（３３３、３４６、３５５）と、を備える。

　なお、上述の通り、培養液交換および試薬添加では、培養液容器１６３ａおよび試薬容器１６２ａを加温ユニット１７０で加温する代わりに、培養液容器１６３ａおよび試薬容器１６２ａ内の液体の一部を吸引して、使い捨て容器１７３に分注させることにより、培養チャンバ１０内に吐出させる液体を加温してもよい。たとえば、容器内の液体の全量を使用しない場合や、試薬の希釈などを行う場合には、液体を使い捨て容器１７３に分注させる制御が行われる。

　（本実施形態の効果）
　本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

　本実施形態では、上記のように、環境ガス１０１を第１培養チャンバ１０ａに供給することによって、第１流路２０ａを介して第１培養チャンバ１０ａ内の液体９１を第２培養チャンバ１０ｂに移動させるので、細胞９０の培養環境の雰囲気を形成するための環境ガス１０１を用いて複数の培養チャンバ１０間で培養液などの液体９１を移動させる灌流培養が行える。そして、環境ガス１０１を第１培養チャンバ１０ａへ供給し、液体９１の移動に用いた環境ガス１０１を置換するので、細胞培養の過程で、置換された新たな環境ガス１０１によって、培養チャンバ１０内を適正な組成の環境ガス雰囲気に維持することができる。これらの液体９１の移動と、環境ガス１０１の置換との両方を、培養チャンバ１０へ環境ガス１０１を送り込むことによって実現できるので、環境ガス雰囲気に維持されたＣＯ_２インキュベータの内部に細胞培養デバイス１を設置する必要がない。これにより、ＣＯ_２インキュベータを用いずに、複数の培養チャンバ１０間で細胞９０の灌流培養ができる。

　また、上記実施形態では、以下のように構成したことによって、更なる効果が得られる。

　すなわち、上記実施形態の細胞培養方法では、複数の培養チャンバ１０及び流路２０は、気体不透過材で作られている。このように構成すれば、培養チャンバ１０内の環境ガス１０１の組成を維持するために、細胞培養デバイス１を気体不透過材により構成して細胞培養デバイス１をＣＯ_２インキュベータの内部に設置しなくてもよいので好ましい。

　上記実施形態の細胞培養方法および細胞培養装置では、環境ガス１０１を置換するステップにおいて、第１培養チャンバ１０ａと外部とを接続するバルブ１３２を開放した状態で、環境ガス１０１を第１培養チャンバ１０ａに供給することにより、バルブ１３２を介して液体９１の移動に用いた環境ガス１０１を置換する。このように構成すれば、バルブ１３２を開閉するだけで容易に環境ガス１０１を置換できる。

　上記実施形態の細胞培養方法および細胞培養装置では、細胞培養デバイス１は、第１培養チャンバ１０ａに環境ガス１０１を供給するガス供給口３１と、第１培養チャンバ１０ａ内のガスをバルブ１３２へ排出するガス排出口３６と、を含み、バルブ１３２は、ガス排出口３６に着脱可能に取り付けられる排出機構１１６に設けられ、準備した環境ガス１０１がガス供給口３１から第１培養チャンバ１０ａに供給され、液体９１の移動に用いた環境ガス１０１が、排出機構１１６のバルブ１３２から外部へ排出される。このように構成すれば、環境ガス１０１の供給経路と排出経路とを別々に設けることができるので、置換時の環境ガス１０１の残留を抑制して置換性能を向上させることができる。また、ガス排出口３６に取り付けられる排出機構１１６からガスを排出できるので、排出経路の長さを極力小さくして、排出経路内にガスが残留することを抑制できる。

　上記実施形態の細胞培養方法および細胞培養装置では、環境ガス１０１は、二酸化炭素リッチ空気である。上記実施形態の細胞培養装置では、環境ガス供給部１２０は、二酸化炭素リッチ空気である環境ガス１０１を供給するように構成されている。このように構成すれば、培養チャンバ１０内を二酸化炭素リッチな環境ガス雰囲気に維持することによって、培養液のｐＨが変化することを抑制することができる。

　上記実施形態の細胞培養方法および細胞培養装置では、空気と、ガス源１２２から供給される二酸化炭素とを混合することにより、環境ガス１０１を準備するステップをさらに備える。上記実施形態の細胞培養装置では、環境ガス供給部１２０は、空気取込部１２１と、二酸化炭素のガス源１２２と、空気と二酸化炭素とを混合する混合チャンバ１２３とを含み、環境ガス１０１を調製するように構成されている。このように構成すれば、二酸化炭素のガス源１２２を準備するだけで、細胞培養装置の外部の大気（空気）を用いて環境ガス１０１を調製できる。そのため、所定の混合割合に調製された環境ガス１０１が充填されたガス源１２２（ガスボンベ）を用いる必要がなく、培養環境を維持するための装置構成を省スペースかつ低コストで実現できる。

　上記実施形態の細胞培養方法および細胞培養装置では、第２培養チャンバ１０ｂに移動させた液体９１を、流路２０を介して第１培養チャンバ１０ａに移動させるステップをさらに備え、第１培養チャンバ１０ａ内の液体９１を第２培養チャンバ１０ｂに移動させるステップと、液体９１を第１培養チャンバ１０ａに移動させるステップとを複数回実施することにより、複数の培養チャンバ１０の間で液体９１を循環させるステップをさらに備える。このように構成すれば、未使用の培養液を供給するとともに使用済みの培養液を回収する手法による灌流培養ではなく、貯留した複数の培養チャンバ１０の間で同じ培養液を循環させることにより細胞培養を行う循環培養を実現できる。循環培養によって、体液循環を行う生体内の環境に、より近づけた細胞培養を行うことができる。

　上記実施形態の細胞培養方法および細胞培養装置では、流路２０は、一方向に液体９１を通過させる逆流防止機構２１を有し、複数の培養チャンバ１０の各々をループ状に接続しており、複数の培養チャンバ１０の間で液体９１を循環させるステップにおいて、複数の培養チャンバ１０間で液体９１を一方向に循環させる。このように構成すれば、特に３以上の培養チャンバ１０間で送液する場合に、送液時に液体９１が逆流することなく一定の順序で循環培養を行える。これにより、たとえば動脈および静脈を介して一定方向に血液循環を行う生体内の環境に、より近づけた細胞培養を行うことができる。

　上記実施形態の細胞培養方法では、複数の培養チャンバ１０には、それぞれ互いに異なる臓器由来の臓器モデル細胞９０が配置されている。このように構成すれば、互いに異なる臓器モデル細胞９０が配置された培養チャンバ１０間で、灌流培養ができる。その結果、たとえば薬物動態解析において、生体内における複数の異なる臓器に跨がる影響を評価できるようになる。

　上記実施形態の細胞培養方法および細胞培養装置では、複数の培養チャンバ１０のいずれかに収容された液体９１をサンプル容器１６１ａに送液するステップをさらに備える。このように構成すれば、細胞培養過程における培養液のサンプリングを行い、薬物動態解析などに利用できる。

　上記実施形態の細胞培養方法および細胞培養装置では、複数の培養チャンバ１０のいずれかに試薬容器１６２ａ内の試薬を送液するステップをさらに備える。このように構成すれば、薬物動態解析などに供される薬物（試薬）を培養チャンバ１０内に導入できる。

　上記実施形態の細胞培養方法および細胞培養装置では、複数の培養チャンバ１０のいずれかを開閉可能に封止する蓋３３を開放するステップと、分注機構１５１により、蓋３３が開放された培養チャンバ１０に液体を供給するかまたは培養チャンバ１０から液体を吸引するステップと、開放された蓋３３を閉じるステップと、をさらに備える。上記実施形態の細胞培養装置では、細胞培養デバイス１の培養チャンバ１０を封止する蓋３３を開閉する蓋開閉機構２１０をさらに備え、制御部１４０は、蓋開閉機構２１０を制御するとともに、蓋開閉機構２１０により蓋３３が開放された培養チャンバ１０内に分注機構１５１がアクセスするように、移動機構１５２を制御する。このように構成すれば、培養チャンバ１０を蓋３３により封止することによって、培養チャンバ１０内に環境ガス１０１を直接供給することにより送液を行うことを可能としつつ、蓋３３を開閉することによって、外部から培養チャンバ１０に液体の出し入れを行える。その結果、培養チャンバ１０内の培養液のサンプリングや、培養チャンバ１０内への試薬の導入を容易に行える。

　上記実施形態の細胞培養装置では、設置部１１０に配置され、複数のガス配管１３０と接続されたコネクタ機構１１３をさらに備え、コネクタ機構１１３は、細胞培養デバイス１が設置部１１０に設置されることにより、複数のガス配管１３０と、対応する複数の培養チャンバ１０とを接続するように構成されている。このように構成すれば、細胞培養デバイス１を設置部１１０に設置するだけで、複数の培養チャンバ１０に対して、それぞれ対応したガス配管１３０を接続できる。

　上記実施形態の細胞培養装置では、設置部１１０に設置された細胞培養デバイス１の温度調節を行う第１温調機構１１２をさらに備える。このように構成すれば、細胞培養デバイス１をＣＯ_２インキュベータ内に設置する必要なく、第１温調機構１１２によって、培養チャンバ１０内を細胞培養に適した温度環境に維持することができる。

　上記実施形態の細胞培養装置では、液体の送液を行う送液機構１５０をさらに備え、制御部１４０は、予め設定されたタイミングで、複数の培養チャンバ１０のいずれかに収容された液体を吸引する処理、および、複数の培養チャンバ１０のいずれかに液体を吐出する処理の少なくともいずれかを実施するように送液機構１５０を制御する。このように構成すれば、ユーザが予めスケジュールを設定しておくだけで、設定されたスケジュールにおいて培養液のサンプリングや培養液の交換などの作業を自動的に実施できる。

　上記実施形態の細胞培養装置では、クリーンエア環境で設置部１１０および送液機構１５０を収容する収容部１０２をさらに備え、送液機構１５０は、液体の吸引および吐出を行う分注機構１５１と、分注機構１５１を吐出位置または吸引位置と設置部１１０との間で移動させる移動機構１５２とを含む。このように構成すれば、クリーンエリアにおいて行われる分注作業を、収容部１０２内で自動的に実施できる。また、ＣＯ_２インキュベータを用いる場合には、環境ガス雰囲気で所定温度に維持されたＣＯ_２インキュベータ内に分注機構１５１などを設置する必要があるが、上記実施形態によれば、収容部１０２内を環境ガス雰囲気や所定温度に正確に維持する必要がないので、培養チャンバ１０に対して液体を吸引および吐出可能な構成を、容易に実現できる。

　上記実施形態の細胞培養装置では、収容部１０２内に配置され、サンプル容器１６１ａが設置可能な容器設置部１６１をさらに備え、分注機構１５１は、培養チャンバ１０内の液体をサンプル容器１６１ａ内に分注するように構成されている。このように構成すれば、クリーンエア環境の収容部１０２内で、分注機構１５１によって、培養チャンバ１０内の培養液を、容器設置部１６１に設置されたサンプル容器１６１ａに分注できる。これにより、コンタミネーションを抑制しつつ、作業者が細胞培養デバイス１を取り出して培養液のサンプリングを行う作業を省略できるので、細胞培養装置の利便性を向上できる。

　上記実施形態の細胞培養装置では、収容部１０２内に配置され、試薬容器１６２ａが設置可能な容器設置部１６２をさらに備え、分注機構１５１は、試薬容器１６２ａ内の液体を培養チャンバ１０内に分注するように構成されている。このように構成すれば、クリーンエア環境の収容部１０２内で、分注機構１５１によって、試薬容器１６２ａ内の試薬を培養チャンバ１０内に導入できる。これにより、コンタミネーションを抑制しつつ、たとえば薬物動態解析のために、作業者が細胞培養デバイス１を取り出して試薬を注入する作業を省略できるので、細胞培養装置の利便性を向上できる。

　上記実施形態の細胞培養装置では、収容部１０２内に配置され、培養液容器１６３ａが設置可能な容器設置部１６３をさらに備え、分注機構１５１は、培養チャンバ１０内の培養液を吸引するとともに、培養液容器１６３ａ内の液体を培養チャンバ１０内に分注することにより、培養液の交換を行うように構成されている。このように構成すれば、クリーンエア環境の収容部１０２内で、分注機構１５１によって、培養チャンバ１０内の培養液の交換を行える。これにより、コンタミネーションを抑制しつつ、たとえば作業者が細胞培養デバイス１を取り出して培養液を交換する作業を省略できる、細胞培養装置の利便性を向上できる。

　上記実施形態の細胞培養装置では、収容部１０２内に配置され、液体を収容する容器が設置可能な容器設置部（１６１、１６２、１６３）と、容器設置部（１６１、１６２、１６３）に設置された容器を培養チャンバ１０内よりも低い保管温度に調節する第２温調機構１６４とをさらに備える。このように構成すれば、試薬、交換用の培養液、サンプリングされた培養液などの液体を、収容部１０２内で低温状態で保管することができる。また、ＣＯ_２インキュベータ内で上記の液体を保管する場合、温度管理されたＣＯ_２インキュベータ内で液体を低温保管する必要が生じ、温度管理が煩雑になる。これに対して、上記実施形態によれば、収容部１０２内を細胞培養に適した温度に正確に維持する必要がないので、適切な温度で各種の液体を保管するための構成を、容易に実現できる。

　上記実施形態の細胞培養装置では、液体を収容する容器を設置可能に構成され、容器内の液体の温度を培養チャンバ１０内の温度に近づけるように調節する第３温調機構１７１をさらに備える。このように構成すれば、品質維持に適した低温状態で容器設置部（１６１、１６２、１６３）に保管された各種の容器内の液体を、第３温調機構１７１によって培養チャンバ１０内の温度に近づけてから、培養チャンバ１０内に送液できる。その結果、送液時に培養チャンバ１０内で温度変化が生じることを抑制できるので、培養される細胞９０に温度変化の影響が及ぶことを抑制できる。

　［変形例］
　なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

　たとえば、上記実施形態では、複数の培養チャンバ１０の間で液体９１を循環させる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、複数の培養チャンバ１０の間で液体９１を循環させる代わりに、第１培養チャンバ１０ａから、第１流路２０ａで接続された第２培養チャンバ１０ｂに液体９１を移動させるだけでもよい。

　また、上記実施形態では、複数の培養チャンバ１０のいずれかに収容された培養液をサンプル容器１６１ａに送液（サンプリング）する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、サンプリングをしなくてもよい。また、上記実施形態では、複数の培養チャンバ１０のいずれかに試薬容器１６２ａ内の試薬を送液（試薬添加）する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、試薬添加をしなくてもよい。また、上記実施形態では、培養チャンバ１０内の培養液の交換を行う例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、培養液の交換をしなくてもよい。

　また、サンプリングを行わない場合、容器設置部１６１を設けなくてもよい。試薬添加を行わない場合、容器設置部１６２を設けなくてもよい。培養液の交換を行わない場合、容器設置部１６３を設けなくてもよい。容器設置部１６１～１６３を設けない場合、容器保冷ユニット１６０、第２温調機構１６４、第３温調機構１７１、チップラック設置部１９０および送液機構１５０を設けなくてもよい。

　また、上記実施形態では、設置部１１０に設置された細胞培養デバイス１の温度調節を行う第１温調機構１１２を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば収容部１０２の内部空間を所定温度に維持する空調装置を設けて、収容部１０２の内部空間の全体の温度調節を行うことによって、細胞培養デバイス１の温度調節を行ってもよい。

　また、上記実施形態では、細胞培養デバイス１に接続され培養チャンバ１０内のガスを排出するリーク配管１３１を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。図２３に示すように、リーク配管１３１を、ガス配管１３０に接続してもよい。図２３では、リーク配管１３１が、圧力制御機構１３５と細胞培養デバイス１との間のガス配管１３０に接続されている。

　この場合、図２４に示すように、環境ガス１０１を置換するステップは、第１培養チャンバ１０ａに対する液体９１の出し入れによって実行されうる。図２４（Ａ）において、制御部１４０は、環境ガス１０１ａを供給して第１培養チャンバ１０ａ内の液体９１を第２培養チャンバ１０ｂに移動させる。第１培養チャンバ１０ａ内には、環境ガス１０１ａが収容される。図２４（Ｂ）において、制御部１４０は、バルブ１３２ａを開放した状態で、第２培養チャンバ１０ｂに環境ガス１０１ｃを供給し、第１培養チャンバ１０ａに液体９１を移動させるステップを実行する。これにより、第１培養チャンバ１０ａ内に流入した液体９１の体積分、液体９１の移動に用いた環境ガス１０１ａがバルブ１３２ａから排出される。

　液体９１の移動に用いた環境ガス１０１ａの排出後、図２４（Ｃ）において、制御部１４０は、環境ガス１０１ｄを第１培養チャンバ１０ａ内に供給することにより、第１培養チャンバ１０ａ内の液体９１を第２培養チャンバ１０ｂに移動させるステップを実行する。この結果、図２４（Ｄ）のように、第１培養チャンバ１０ａ内が、新しい環境ガス１０１ｄに置換される。なお、次に第２培養チャンバ１０ｂ内の液体９１を第１培養チャンバ１０ａへ移動させれば、第２培養チャンバ１０ｂ内の環境ガス１０１ｃの置換が行われる。

　また、リーク配管１３１を設けなくてもよい。たとえば細胞培養デバイス１に環境ガス１０１を排出するためのバルブ１３２を設けて、細胞培養デバイス１の外部に直接環境ガス１０１を排出してもよい。

　また、上記実施形態では、コネクタ機構１１３を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、コネクタ機構１１３を設けなくてもよい。たとえば細胞培養デバイス１を設置部１１０に設置する際に、ユーザがガス配管１３０を１本ずつガス供給口３１に接続する作業を行うようにしてもよい。排出機構１１６についても同様であり、排出機構１１６を設けなくてもよい。ユーザがリーク配管１３１を１本ずつガス排出口３６に接続する作業を行うようにしてもよい。

　また、図６および図７の例では、ガス供給口３１およびガス排出口３６を細胞培養デバイス１の両側面から反対向きに突出するように設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば図２５に示すように、ガス供給口３１およびガス排出口３６を細胞培養デバイス１の同一の側面に設けてもよい。図２５では、ガス供給口３１とガス排出口３６とがＡ方向に交互に並んでいる。ガス通路３２が、Ｕターンして、隣り合うガス供給口３１とガス排出口３６とを接続している。この場合、コネクタ機構１１３と排出機構１１６とを一体化して、細胞培養デバイス１の同一の側面に集約できる。

　また、図２６に示すように、ガス供給口３１およびガス排出口３６を細胞培養デバイス１の上面に設けてもよい。図２６では、ガス供給口３１とガス排出口３６とがカバー部材３０の上面から上方に突出するように設けられている。

　［態様］
　上記した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

（項目１）
　細胞および液体を収容可能な複数の培養チャンバと、前記複数の培養チャンバを接続する流路と、を有する細胞培養デバイスを用いた細胞培養方法であって、
　前記複数の培養チャンバは、第１流路によって接続された第１培養チャンバおよび第２培養チャンバを含み、
　細胞の培養環境の雰囲気を形成するための環境ガスを前記第１培養チャンバに供給することによって、前記第１流路を介して前記第１培養チャンバ内の液体を前記第２培養チャンバに移動させるステップと、
　準備した環境ガスを前記第１培養チャンバへ供給し、液体の移動に用いた環境ガスを置換するステップと、を備える、細胞培養方法。

（項目２）
　前記複数の培養チャンバ及び前記流路は、気体不透過材で作られている、項目１に記載の細胞培養方法。

（項目３）
　環境ガスを置換するステップにおいて、前記第１培養チャンバと外部とを接続するバルブを開放した状態で、環境ガスを前記第１培養チャンバに供給することにより、前記バルブを介して前記液体の移動に用いた環境ガスを置換する、項目１に記載の細胞培養方法。

（項目４）
　前記細胞培養デバイスは、前記第１培養チャンバに環境ガスを供給するガス供給口と、前記第１培養チャンバ内のガスを前記バルブへ排出するガス排出口と、を含み、
　前記バルブは、前記ガス排出口に着脱可能に取り付けられる排出機構に設けられ、
　準備した環境ガスが前記ガス供給口から前記第１培養チャンバに供給され、前記液体の移動に用いた環境ガスが、前記排出機構の前記バルブから外部へ排出される、項目３に記載の細胞培養方法。

（項目５）
　前記環境ガスは、二酸化炭素リッチ空気である、項目１に記載の細胞培養方法。

（項目６）
　空気と、ガス源から供給される二酸化炭素とを混合することにより、前記環境ガスを準備するステップをさらに備える、項目５に記載の細胞培養方法。

（項目７）
　前記第２培養チャンバに移動させた液体を、前記流路を介して前記第１培養チャンバに移動させるステップをさらに備え、
　前記第１培養チャンバ内の液体を前記第２培養チャンバに移動させるステップと、液体を前記第１培養チャンバに移動させるステップとを複数回実施することにより、前記複数の培養チャンバの間で液体を循環させるステップをさらに備える、項目１に記載の細胞培養方法。

（項目８）
　前記流路は、一方向に液体を通過させる逆流防止機構を有し、前記複数の培養チャンバの各々をループ状に接続しており、
　前記複数の培養チャンバの間で液体を循環させるステップにおいて、前記複数の培養チャンバ間で液体を前記一方向に循環させる、項目７に記載の細胞培養方法。

（項目９）
　前記複数の培養チャンバには、それぞれ互いに異なる臓器由来の臓器モデル細胞が配置されている、項目１に記載の細胞培養方法。

（項目１０）
　前記複数の培養チャンバのいずれかに収容された液体をサンプル容器に送液するステップをさらに備える、項目１に記載の細胞培養方法。

（項目１１）
　前記複数の培養チャンバのいずれかに試薬容器内の試薬を送液するステップをさらに備える、項目１に記載の細胞培養方法。

（項目１２）
　前記複数の培養チャンバのいずれかを開閉可能に封止する蓋を開放するステップと、
　分注機構により、前記蓋が開放された培養チャンバに液体を供給するかまたは前記培養チャンバから液体を吸引するステップと、
　開放された前記蓋を閉じるステップと、をさらに備える、項目１に記載の細胞培養方法。

（項目１３）
　細胞および液体を収容可能な複数の培養チャンバと、前記複数の培養チャンバを接続する流路とを有する細胞培養デバイスであって、少なくとも第１流路によって接続された第１培養チャンバおよび第２培養チャンバを含む細胞培養デバイスが設置される設置部と、
　細胞の培養環境の雰囲気を形成するための環境ガスを供給する環境ガス供給部と、
　前記設置部に設置された前記細胞培養デバイスと前記環境ガス供給部とを接続するガス配管と、
　前記環境ガス供給部から前記ガス配管を介して環境ガスを前記第１培養チャンバに供給することによって、前記第１流路を介して前記第１培養チャンバ内の液体を前記第２培養チャンバに移動させる制御を行う制御部と、を備え、
　前記制御部は、前記第１培養チャンバ内の液体を前記第２培養チャンバに移動させた後、環境ガスを前記第１培養チャンバへ供給し、液体の移動に用いた環境ガスを置換する制御を行うように構成されている、細胞培養装置。

（項目１４）
　前記細胞培養デバイスに接続され前記培養チャンバ内のガスを排出するリーク配管と、前記リーク配管の開閉を行うバルブとをさらに備え、
　前記制御部は、前記バルブを開放した状態で、環境ガスを前記第１培養チャンバに供給することにより、前記バルブを介して前記液体の移動に用いた環境ガスを置換する制御を行うように構成されている、項目１３に記載の細胞培養装置。

（項目１５）
　前記リーク配管および前記バルブを含み、前記細胞培養デバイスのガス排出口に着脱可能に取り付けられる排出機構をさらに備え、
　前記環境ガス供給部からの環境ガスが前記ガス配管から前記第１培養チャンバに供給され、前記液体の移動に用いた環境ガスが、前記排出機構の前記バルブから外部へ排出される、項目１４に記載の細胞培養装置。

（項目１６）
　前記環境ガス供給部は、二酸化炭素リッチ空気である前記環境ガスを供給するように構成されている、項目１３に記載の細胞培養装置。

（項目１７）
　前記環境ガス供給部は、空気源と、二酸化炭素のガス源と、空気と二酸化炭素とを混合する混合チャンバとを含み、前記環境ガスを調製するように構成されている、項目１６に記載の細胞培養装置。

（項目１８）
　前記ガス配管は複数設けられ、複数の前記ガス配管は、前記細胞培養デバイスの前記複数の培養チャンバに対して、個別に接続されるように設けられ、
　前記制御部は、前記ガス配管からの環境ガスの供給により、前記第２培養チャンバに移動させた液体を、前記流路を介して前記第１培養チャンバに移動させる制御を行うように構成され、
　前記制御部は、前記第１培養チャンバ内の液体を前記第２培養チャンバに移動させる制御と、液体を前記第１培養チャンバに移動させる制御とを複数回実施することにより、前記複数の培養チャンバの間で液体を循環させる制御を行うように構成されている、項目１３に記載の細胞培養装置。

（項目１９）
　前記設置部に配置され、複数の前記ガス配管と接続されたコネクタ機構をさらに備え、
　前記コネクタ機構は、前記細胞培養デバイスが前記設置部に設置されることにより、複数の前記ガス配管と、対応する複数の前記培養チャンバとを接続するように構成されている、項目１８に記載の細胞培養装置。

（項目２０）
　前記設置部に設置された前記細胞培養デバイスの温度調節を行う第１温調機構をさらに備える、項目１３に記載の細胞培養装置。

（項目２１）
　液体の送液を行う送液機構をさらに備え、
　前記制御部は、予め設定されたタイミングで、前記複数の培養チャンバのいずれかに収容された液体を吸引する処理、および、前記複数の培養チャンバのいずれかに液体を吐出する処理の少なくともいずれかを実施するように前記送液機構を制御する、項目１３に記載の細胞培養装置。

（項目２２）
　クリーンエア環境で前記設置部および前記送液機構を収容する収容部をさらに備え、
　前記送液機構は、液体の吸引および吐出を行う分注機構と、前記分注機構を吐出位置または吸引位置と前記設置部との間で移動させる移動機構とを含む、項目２１に記載の細胞培養装置。

（項目２３）
　前記細胞培養デバイスの前記培養チャンバを封止する蓋を開閉する蓋開閉機構をさらに備え、
　前記制御部は、前記蓋開閉機構を制御するとともに、前記蓋開閉機構により前記蓋が開放された前記培養チャンバ内に前記分注機構がアクセスするように、前記移動機構を制御する、項目２２に記載の細胞培養装置。

（項目２４）
　前記収容部内に配置され、サンプル容器が設置可能な容器設置部をさらに備え、
　前記分注機構は、前記培養チャンバ内の液体を前記サンプル容器内に分注するように構成されている、項目２２に記載の細胞培養装置。

（項目２５）
　前記収容部内に配置され、試薬容器が設置可能な容器設置部をさらに備え、
　前記分注機構は、前記試薬容器内の液体を前記培養チャンバ内に分注するように構成されている、項目２２に記載の細胞培養装置。

（項目２６）
　前記収容部内に配置され、培養液容器が設置可能な容器設置部をさらに備え、
　前記分注機構は、前記培養チャンバ内の培養液を吸引するとともに、前記培養液容器内の液体を前記培養チャンバ内に分注することにより、前記培養液の交換を行うように構成されている、項目２２に記載の細胞培養装置。

（項目２７）
　前記収容部内に配置され、液体を収容する容器が設置可能な容器設置部と、
　前記容器設置部に設置された容器を前記培養チャンバ内よりも低い保管温度に調節する第２温調機構とをさらに備える、項目２２に記載の細胞培養装置。

（項目２８）
　液体を収容する容器を設置可能に構成され、容器内の液体の温度を前記培養チャンバ内の温度に近づけるように調節する第３温調機構をさらに備える、項目２７に記載の細胞培養装置。

　１　細胞培養デバイス
　１０　培養チャンバ
　１０ａ　第１培養チャンバ（培養チャンバ）
　１０ｂ　第２培養チャンバ（培養チャンバ）
　２０　流路
　２０ａ　第１流路（流路）
　２１　逆流防止機構
　３１　ガス供給口
　３６　ガス排出口
　３３　蓋
　９０　細胞（臓器モデル細胞）
　１００　細胞培養装置
　１０１　環境ガス
　１０２　収容部
　１１０　設置部
　１１２　第１温調機構
　１１３　コネクタ機構
　１１６　排出機構
　１２０　環境ガス供給部
　１２１　空気取込部（空気源）
　１２２　ガス源
　１２３　混合チャンバ
　１３０　ガス配管
　１３１　リーク配管
　１３２　バルブ
　１３５　圧力制御機構
　１４０　制御部
　１５０　送液機構
　１５１　分注機構
　１５２　移動機構
　１６１　容器設置部
　１６１ａ　サンプル容器
　１６２　容器設置部
　１６２ａ　試薬容器
　１６３　容器設置部
　１６３ａ　培養液容器
　１６４　第２温調機構
　１７１　第３温調機構
　１８２　移動機構
　２１０　蓋開閉機構

Claims

　細胞および液体を収容可能な複数の培養チャンバと、前記複数の培養チャンバを接続する流路と、を有する細胞培養デバイスを用いた細胞培養方法であって、
　前記複数の培養チャンバは、第１流路によって接続された第１培養チャンバおよび第２培養チャンバを含み、
　細胞の培養環境の雰囲気を形成するための環境ガスを前記第１培養チャンバに供給することによって、前記第１流路を介して前記第１培養チャンバ内の液体を前記第２培養チャンバに移動させるステップと、
　準備した環境ガスを前記第１培養チャンバへ供給し、液体の移動に用いた環境ガスを置換するステップと、を備える、細胞培養方法。
　前記複数の培養チャンバ及び前記流路は、気体不透過材で作られている、請求項１に記載の細胞培養方法。
　環境ガスを置換するステップにおいて、前記第１培養チャンバと外部とを接続するバルブを開放した状態で、環境ガスを前記第１培養チャンバに供給することにより、前記バルブを介して前記液体の移動に用いた環境ガスを置換する、請求項１に記載の細胞培養方法。
　前記細胞培養デバイスは、前記第１培養チャンバに環境ガスを供給するガス供給口と、前記第１培養チャンバ内のガスを前記バルブへ排出するガス排出口と、を含み、
　前記バルブは、前記ガス排出口に着脱可能に取り付けられる排出機構に設けられ、
　準備した環境ガスが前記ガス供給口から前記第１培養チャンバに供給され、前記液体の移動に用いた環境ガスが、前記排出機構の前記バルブから外部へ排出される、請求項３に記載の細胞培養方法。
　前記環境ガスは、二酸化炭素リッチ空気である、請求項１に記載の細胞培養方法。
　空気と、ガス源から供給される二酸化炭素とを混合することにより、前記環境ガスを準備するステップをさらに備える、請求項５に記載の細胞培養方法。
　前記第２培養チャンバに移動させた液体を、前記流路を介して前記第１培養チャンバに移動させるステップをさらに備え、
　前記第１培養チャンバ内の液体を前記第２培養チャンバに移動させるステップと、液体を前記第１培養チャンバに移動させるステップとを複数回実施することにより、前記複数の培養チャンバの間で液体を循環させるステップをさらに備える、請求項１に記載の細胞培養方法。
　前記流路は、一方向に液体を通過させる逆流防止機構を有し、前記複数の培養チャンバの各々をループ状に接続しており、
　前記複数の培養チャンバの間で液体を循環させるステップにおいて、前記複数の培養チャンバ間で液体を前記一方向に循環させる、請求項７に記載の細胞培養方法。
　前記複数の培養チャンバには、それぞれ互いに異なる臓器由来の臓器モデル細胞が配置されている、請求項１に記載の細胞培養方法。
　前記複数の培養チャンバのいずれかに収容された液体をサンプル容器に送液するステップをさらに備える、請求項１に記載の細胞培養方法。
　前記複数の培養チャンバのいずれかに試薬容器内の試薬を送液するステップをさらに備える、請求項１に記載の細胞培養方法。
　前記複数の培養チャンバのいずれかを開閉可能に封止する蓋を開放するステップと、
　分注機構により、前記蓋が開放された培養チャンバに液体を供給するかまたは前記培養チャンバから液体を吸引するステップと、
　開放された前記蓋を閉じるステップと、をさらに備える、請求項１に記載の細胞培養方法。
　細胞および液体を収容可能な複数の培養チャンバと、前記複数の培養チャンバを接続する流路とを有する細胞培養デバイスであって、少なくとも第１流路によって接続された第１培養チャンバおよび第２培養チャンバを含む細胞培養デバイスが設置される設置部と、
　細胞の培養環境の雰囲気を形成するための環境ガスを供給する環境ガス供給部と、
　前記設置部に設置された前記細胞培養デバイスと前記環境ガス供給部とを接続するガス配管と、
　前記環境ガス供給部から前記ガス配管を介して環境ガスを前記第１培養チャンバに供給することによって、前記第１流路を介して前記第１培養チャンバ内の液体を前記第２培養チャンバに移動させる制御を行う制御部と、を備え、
　前記制御部は、前記第１培養チャンバ内の液体を前記第２培養チャンバに移動させた後、環境ガスを前記第１培養チャンバへ供給し、液体の移動に用いた環境ガスを置換する制御を行うように構成されている、細胞培養装置。
　前記細胞培養デバイスに接続され前記培養チャンバ内のガスを排出するリーク配管と、前記リーク配管の開閉を行うバルブとをさらに備え、
　前記制御部は、前記バルブを開放した状態で、環境ガスを前記第１培養チャンバに供給することにより、前記バルブを介して前記液体の移動に用いた環境ガスを置換する制御を行うように構成されている、請求項１３に記載の細胞培養装置。
　前記リーク配管および前記バルブを含み、前記細胞培養デバイスのガス排出口に着脱可能に取り付けられる排出機構をさらに備え、
　前記環境ガス供給部からの環境ガスが前記ガス配管から前記第１培養チャンバに供給され、前記液体の移動に用いた環境ガスが、前記排出機構の前記バルブから外部へ排出される、請求項１４に記載の細胞培養装置。
　前記環境ガス供給部は、二酸化炭素リッチ空気である前記環境ガスを供給するように構成されている、請求項１３に記載の細胞培養装置。
　前記環境ガス供給部は、空気源と、二酸化炭素のガス源と、空気と二酸化炭素とを混合する混合チャンバとを含み、前記環境ガスを調製するように構成されている、請求項１６に記載の細胞培養装置。
　前記ガス配管は複数設けられ、複数の前記ガス配管は、前記細胞培養デバイスの前記複数の培養チャンバに対して、個別に接続されるように設けられ、
　前記制御部は、前記ガス配管からの環境ガスの供給により、前記第２培養チャンバに移動させた液体を、前記流路を介して前記第１培養チャンバに移動させる制御を行うように構成され、
　前記制御部は、前記第１培養チャンバ内の液体を前記第２培養チャンバに移動させる制御と、液体を前記第１培養チャンバに移動させる制御とを複数回実施することにより、前記複数の培養チャンバの間で液体を循環させる制御を行うように構成されている、請求項１３に記載の細胞培養装置。
　前記設置部に配置され、複数の前記ガス配管と接続されたコネクタ機構をさらに備え、
　前記コネクタ機構は、前記細胞培養デバイスが前記設置部に設置されることにより、複数の前記ガス配管と、対応する複数の前記培養チャンバとを接続するように構成されている、請求項１８に記載の細胞培養装置。
　前記設置部に設置された前記細胞培養デバイスの温度調節を行う第１温調機構をさらに備える、請求項１３に記載の細胞培養装置。
　液体の送液を行う送液機構をさらに備え、
　前記制御部は、予め設定されたタイミングで、前記複数の培養チャンバのいずれかに収容された液体を吸引する処理、および、前記複数の培養チャンバのいずれかに液体を吐出する処理の少なくともいずれかを実施するように前記送液機構を制御する、請求項１３に記載の細胞培養装置。
　クリーンエア環境で前記設置部および前記送液機構を収容する収容部をさらに備え、
　前記送液機構は、液体の吸引および吐出を行う分注機構と、前記分注機構を吐出位置または吸引位置と前記設置部との間で移動させる移動機構とを含む、請求項２１に記載の細胞培養装置。
　前記細胞培養デバイスの前記培養チャンバを封止する蓋を開閉する蓋開閉機構をさらに備え、
　前記制御部は、前記蓋開閉機構を制御するとともに、前記蓋開閉機構により前記蓋が開放された前記培養チャンバ内に前記分注機構がアクセスするように、前記移動機構を制御する、請求項２２に記載の細胞培養装置。
　前記収容部内に配置され、サンプル容器が設置可能な容器設置部をさらに備え、
　前記分注機構は、前記培養チャンバ内の液体を前記サンプル容器内に分注するように構成されている、請求項２２に記載の細胞培養装置。
　前記収容部内に配置され、試薬容器が設置可能な容器設置部をさらに備え、
　前記分注機構は、前記試薬容器内の液体を前記培養チャンバ内に分注するように構成されている、請求項２２に記載の細胞培養装置。
　前記収容部内に配置され、培養液容器が設置可能な容器設置部をさらに備え、
　前記分注機構は、前記培養チャンバ内の培養液を吸引するとともに、前記培養液容器内の液体を前記培養チャンバ内に分注することにより、前記培養液の交換を行うように構成されている、請求項２２に記載の細胞培養装置。
　前記収容部内に配置され、液体を収容する容器が設置可能な容器設置部と、
　前記容器設置部に設置された容器を前記培養チャンバ内よりも低い保管温度に調節する第２温調機構とをさらに備える、請求項２２に記載の細胞培養装置。
　液体を収容する容器を設置可能に構成され、容器内の液体の温度を前記培養チャンバ内の温度に近づけるように調節する第３温調機構をさらに備える、請求項２７に記載の細胞培養装置。