WO2021172581A1 - 注液キャップおよび方法 - Google Patents

注液キャップおよび方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2021172581A1
WO2021172581A1 PCT/JP2021/007596 JP2021007596W WO2021172581A1 WO 2021172581 A1 WO2021172581 A1 WO 2021172581A1 JP 2021007596 W JP2021007596 W JP 2021007596W WO 2021172581 A1 WO2021172581 A1 WO 2021172581A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
liquid injection
liquid
tube
intake
container
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/007596
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
圭一 杉浦
Original Assignee
テルモ株式会社
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by テルモ株式会社 filed Critical テルモ株式会社
Priority to JP2022503383A priority Critical patent/JPWO2021172581A1/ja
Publication of WO2021172581A1 publication Critical patent/WO2021172581A1/ja

Links

Images

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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
    • C12M1/26—Inoculator or sampler
    • C12M1/28—Inoculator or sampler being part of container

Definitions

  • the present invention relates to a liquid injection cap and a method.
  • CPC Cell Processing Center
  • the present inventors have proposed a device to be used by being attached to a liquid injection container in order to speed up the liquid injection work in the above-mentioned automatic culture (Patent Document 2).
  • a device can be fitted into a lid that can be detachably attached to a liquid injection container, a liquid injection tube that can be fitted into a first through hole provided in the lid, and a second through hole that is provided in the lid.
  • a check valve on the intake tube By providing a check valve on the intake tube, the air from the outside of the injection container can pass through, but the liquid from the inside of the injection container cannot pass through.
  • an object of the present invention is to solve such a problem and to realize a rational injection cap with a simple structure.
  • the present inventors are conducting diligent research to solve the above problems, and the instability of the injection amount is due to the liquid entering the intake tube (clogging) and the behavior of the check valve. I focused on the cause, such as instability. As a result of further research, it was found that the above problem can be solved by providing a step in the flow path of the intake tube, and the present invention has been completed.
  • a liquid injection cap used by being attached to a liquid injection container which includes a lid that can be detachably attached to the liquid injection container, and a liquid injection tube and an intake tube that extend upward from the lid.
  • the liquid injection cap having a stepped portion in the flow path of the tube.
  • the inner diameter of the intake hole of the intake tube is preferably 0.5 mm to 3.0 mm, more preferably 1.0 mm to 2.0 mm, further preferably 1.1 mm to 1.6 mm, and most preferably 1.2 mm.
  • the inner diameter of the intake tube is preferably 2.0 mm to 10.0 mm, more preferably 2.0 mm to 7.0 mm, still more preferably 2.0 mm to 4.0 mm, [1] to [3].
  • the length of the intake tube extending from the lid is preferably 5 to 100 mm, more preferably 10 to 50 mm, still more preferably 10 to 20 mm, to any one of [1] to [4]. Described liquid injection cap.
  • the inner diameter of the extension tube is preferably 2.0 mm to 10.0 mm, more preferably 2.0 mm to 7.0 mm, still more preferably 2.0 mm to 4.0 mm, [1] to [6].
  • the liquid injection cap according to any one of. [8] The liquid injection cap according to any one of [1] to [7], wherein the length of the extension tube is preferably 5 to 100 mm, more preferably 10 to 50 mm, still more preferably 15 to 30 mm. ..
  • a method for injecting a liquid which is (a) a step of preparing a liquid injection container containing a liquid, (b) a lid that can be detachably attached to the liquid injection container, and a lid.
  • the method comprising inclining to and injecting a liquid through a infusion tube, and (d) releasing the downward inclination of the injectable container to end the infusion.
  • the present invention it is possible to prevent the injecting amount from becoming unstable, and it is possible to carry out continuous injecting work efficiently, quickly and with high accuracy. Moreover, since it has a simple structure that does not use a check valve, it can be manufactured at low cost. According to the present invention, it is possible to accurately aim the container and perform the liquid injection work, and it is possible to minimize the occurrence of dripping, so that it is suitable for producing cell cultures in a clean room or the like. ing. Further, by increasing the injection speed, clogging of the intake tube can be suppressed more reliably.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a liquid injection cap 1 according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows a schematic view illustrating a liquid injection operation using the liquid injection cap 1 of FIG.
  • FIG. 3 shows a schematic view of a modified example of the liquid injection cap 1.
  • FIG. 4 shows a schematic view of the liquid injection cap 1'according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 shows a schematic view illustrating a liquid injection operation using the liquid injection cap 1'of FIG.
  • FIG. 6 shows a schematic diagram illustrating the liquid injection principle of FIG.
  • the components constituting the liquid in the present invention include, for example, water, physiological saline, physiological buffer (for example, HBSS, PBS, EBSS, Hepes, sodium bicarbonate, etc.), medium (for example, DMEM (DME), MEM, F12).
  • physiological buffer for example, HBSS, PBS, EBSS, Hepes, sodium bicarbonate, etc.
  • medium for example, DMEM (DME), MEM, F12).
  • DMEM / F12 DMEM / F12, RPMI1640, MCDB, L15, SkBM, RITC80-7, IMDM, etc.
  • sugar solution sucrose solution, Filel-buffer (registered trademark) PLUS, etc.
  • seawater serum-containing solution
  • renography (registered trademark) Solution metrizamide solution, meglumin solution, glycerin, ethylene glycol, ammonia, benzene, toluene, acetone, ethyl alcohol, benzol, oil, mineral oil, animal fat, vegetable oil, olive oil, colloidal solution, liquid paraffin, terepine oil, flaxseed oil, Examples include castor oil.
  • the storage container in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a cell culture container, a cell culture flask for adherent cells, and a cell culture flask for floating cells.
  • a cell culture flask has a substantially rectangular main body portion, and at least one of the flat surfaces of the main body portion is subjected to surface treatment necessary for cell culture, and a plurality of cell culture flasks are stacked with the cell culture surface facing down. By the way, it means a container capable of multi-stage culture.
  • the liquid injection container in the present invention is not particularly limited as long as it can store a medium or the like to be injected into the storage container, but for example, a shaker flask, a triangular flask, a roller bottle, a liquid injection bottle, a beaker, a medium bottle, or a square.
  • Examples include mold medium bottles, sterilization bottles, and sterilization bottles.
  • the robot in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include a linear motion / rotation device, a manipulator, and an articulated robot.
  • the articulated robot include a 2-axis articulated robot, a 3-axis articulated robot, a 4-axis articulated robot, a 5-axis articulated robot, a 6-axis articulated robot, and a 7-axis articulated robot.
  • the "predetermined axis” means an axis that serves as a center of rotation when rotating the liquid injection container, and when the liquid injection container is a general vertically long container, the predetermined axis is the long axis of the container.
  • TCP means a tool center point, and refers to a coordinate system for expressing the position and posture of a controlled object such as a tool, gripper, or work object located at the tip of a robot.
  • TCP can be set to any position and posture (position convenient for movement and control, posture) such as end effectors (grippers, tools, etc.) and work objects (flasks, bottles, etc.), and is 6-axis articulated. If it is a robot, it is usually defined for the coordinate system of the sixth axis of the robot.
  • rotating around a predetermined axis means rotating an object around a predetermined axis.
  • a predetermined shaft is set at one end of the opening of the liquid injection container
  • the liquid in the liquid injection container can be discharged only by the rotational operation around the one end.
  • the rotation operation around the central axis of the liquid injection container and the translational operation of the arc trajectory are combined as described above.
  • the liquid injection container can also be rotated around one end of the opening of the liquid injection container.
  • the robot control can be made more efficient by associating a predetermined axis with TCP.
  • the robot is, for example, a 6-axis articulated robot
  • the rotation operation of the 6th axis and a small amount of the 1st to 5th axes can be performed.
  • the liquid injection container can be rotated as described above, and when the rotation axis of the 6th axis and the rotation axis of TCP are matched, the rotation operation of the 6th axis alone is as described above.
  • the liquid injection container can be rotated.
  • Adhesive cells include, for example, adherent somatic cells (eg, myocardial cells, myoblasts, fibroblasts, epithelial cells, endothelial cells, hepatocytes, pancreatic cells, renal cells, adrenal cells, root membrane cells, gingival cells, etc. Bone cell, skin cell, synovial cell, chondrocyte, etc.) and stem cell (for example, tissue stem cell such as mesenchymal stem cell, heart stem cell, embryonic stem cell, pluripotent stem cell such as iPS (induced pluripotent stem) cell, etc.) And so on.
  • adherent somatic cells eg, myocardial cells, myoblasts, fibroblasts, epithelial cells, endothelial cells, hepatocytes, pancreatic cells, renal cells, adrenal cells, root membrane cells, gingival cells, etc.
  • stem cell for example, tissue stem cell such as mesenchymal stem cell, heart stem cell, embryonic stem cell, pl
  • Somatic cells may be differentiated from stem cells, particularly iPS cells.
  • stem cells particularly iPS cells.
  • Non-limiting examples of cells capable of forming a sheet-like cell culture include, for example, myoblasts (eg, skeletal myoblasts), mesenchymal stem cells (eg, bone marrow, adipose tissue, peripheral blood, skin, hair roots).
  • One aspect of the present invention is a liquid injection cap that is attached to and used in a liquid injection container, and includes a lid that can be detachably attached to the liquid injection container, and a liquid injection tube and an intake tube that extend upward from the lid.
  • the present invention relates to the liquid injection cap, which comprises, and is provided with a stepped portion in the flow path of the intake tube.
  • FIG. 1 is a schematic view of a liquid injection cap 1 according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic view illustrating a liquid injection operation using the liquid injection cap 1 of FIG. 1
  • FIG. 3 is a liquid injection cap.
  • the schematic diagram of the modification of 1 is shown.
  • the liquid L is a medium
  • the liquid injection container 5 is a liquid injection bottle for containing the medium
  • the storage container 6 is a cell culture flask
  • the liquid injection operation is performed in a clean room. It will be explained as a thing.
  • the size of each member is appropriately emphasized for ease of explanation, and each member in the drawing does not indicate an actual size.
  • the liquid injection cap 1 is a lid 2 that can be detachably attached to the neck portion 52 of the liquid injection container 5 containing the liquid L (medium).
  • the liquid injection tube 3 that communicates with the first through hole 21 provided in the top plate portion 20 of the lid body 2 and extends upward, and communicates with the second through hole 22 provided in the top plate portion 20.
  • the intake tube 4 includes a main body portion 43 extending upward from the second through hole 22 and an intake hole 42 provided at the tip end portion of the main body portion 43.
  • the inner diameter of the intake hole 42 is smaller than the inner diameter of the main body 43, whereby a step portion 41 is formed in the flow path of the intake tube 4. That is, the step portion 41 is a portion where the inner diameter of the intake tube 4 changes sharply in the long axis direction.
  • the tip of the liquid injection tube 3 is cut diagonally with respect to the vertical axis so that the side where the liquid injection container 5 is tilted becomes longer, and is configured to minimize the occurrence of dripping. In addition, by cutting the tip diagonally, problems such as the formation of a film on the tip after injection can be minimized.
  • the top plate portion 20 has a disk shape that can cover the opening of the liquid injection container 5, and has a tubular skirt wall 23 that hangs down from the peripheral portion thereof. Internal screws are provided on the inner peripheral surface of the tubular skirt wall 23.
  • the liquid injection container 5 includes a bottomed tubular main body 51 for accommodating the liquid L and a neck 52 having an outer diameter smaller than the outer diameter of the main body 51, and an opening is provided at the tip of the neck 52. Has been done.
  • the external screw (not shown) provided on the outer peripheral surface of the neck portion 52 can be screwed with the internal screw of the tubular skirt wall 23, whereby the liquid injection cap 1 is screwed to the liquid injection container 5. Can be sealed
  • the length of the liquid injection tube 3 from the lid 2 is not particularly limited, but can be preferably 5 to 100 mm, more preferably 10 to 80 mm, and even more preferably 20 to 50 mm.
  • the inner diameter can be preferably 1 to 10 mm, more preferably 3 to 5 mm.
  • the flow rate of the injection tube 3 per unit time is 1.0 ml / s to 20 ml / s, preferably 2.0 ml / s to 15 ml / s, and more preferably 2.5 ml / s to 10.3 ml / s. be able to.
  • the combination of the inner diameter of the liquid injection tube 3 and the flow rate can be set so that the flow rate is in the range of 2.0 ml / s to 10.0 ml / s when the inner diameter is in the range of 3 mm to 5 mm. Further, assuming that the flow rate is proportional to the cross-sectional area of the inner diameter, the flow rate can be set to be in the range of about 15 ml / s to 40 ml / s when the inner diameter is in the range of 6 mm to 10 mm.
  • the length, inner diameter, and flow rate of the liquid injection tube 3 can be freely selected and combined as long as the flow rate per unit time is constant.
  • the length of the intake tube 4 extending from the lid 2 is not particularly limited, but can be preferably 5 to 100 mm, more preferably 10 to 50 mm, and even more preferably 10 to 20 mm.
  • the inner diameter of the intake tube 4 (main body 43) can be preferably 2.0 mm to 10.0 mm, more preferably 2.0 mm to 7.0 mm, and even more preferably 2.0 mm to 4.0 mm.
  • the inner diameter of the intake hole 42 is preferably 0.5 mm to 3.0 mm, more preferably 1.0 to 2.0 mm, further preferably 1.1 mm to 1.6 mm, and most preferably 1.2 mm to 1.4 mm. can do.
  • the lid 2, the liquid injection tube 3, and the intake tube 4 can be integrally molded by injection molding or the like. In the case of integral molding, the inner diameters of the main body 43 and the intake hole 42 can be gently tapered in order to form a draft.
  • the liquid injection cap 1 when the liquid injection cap 1 is used, the liquid injection cap 1 is attached to the liquid injection container 5 containing the liquid L and tilted downward to inject the liquid into the storage container 6. Tilt the liquid injection container 5 downward means that the liquid injection container 5, which is normally arranged perpendicular to the work table, is tilted and horizontal, and then further tilted (that is, rotated). , Means that the liquid injection cap 1 is arranged so as to be below the liquid injection container 5. When tilted downward in this way, both the base ends of the liquid injection tube 3 and the intake tube 4 are covered with the liquid L, but as shown in FIG. 2A, the liquid injection tube 3 is larger than the intake tube 4.
  • the arrangement of the storage container 6 for injecting the liquid L can take various forms.
  • the storage container 6 is a cell culture flask
  • the liquid L is directly arranged on the main surface 61 (culture) by arranging the main surfaces 61 and 62 so that the main surface 61 (culture surface) is on the upper side of the main surface 62. In terms of surface), problems that hinder cell culture can be minimized.
  • an air A pool (space) having a certain volume is formed inside the intake tube 4 (main body 43), and the buoyancy of the air A pool pushes back the pressure of the liquid L.
  • the tip of the intake tube 4 is covered with a lid having a small intake hole 42, there is no escape place for the air A, and the pressure of the liquid L can be continuously resisted.
  • the outside air while the liquid is being injected, the outside air always enters through the intake hole 42, and the air A is pushed out to form a continuous bubble, so that the pressure of the liquid L can be continuously resisted.
  • a step portion 41 is provided in the flow path of the intake tube 4, and an air pool space having a large inner diameter (inside the main body portion 43) and a portion that limits the amount of intake air having a small inner diameter (intake hole 42) are provided.
  • the distance between the intake hole 42 and the lid 2 can be further increased by extending the portion of the intake hole 42 of the intake tube 4 upward. ..
  • the inner diameter of the intake hole 42 (upper side) can be the same as or smaller than the inner diameter of the intake hole 42 (lower side).
  • the amount of air flowing into the liquid injection container 5 due to the discharge of the liquid L from the liquid injection tube 3 is limited by the small-diameter intake hole 42 and becomes constant. Further, the air A becomes continuous bubbles in the liquid injection container 5, and when the intake amount per unit time becomes constant, the liquid injection amount per unit time also becomes constant. In this case, since the injection time and the injection amount in the injection work are proportional to each other, the relationship between the injection amount and the time required for the injection is measured in advance, and the injection is started from the injection time based on the measurement result. By determining the amount of liquid, it is possible to perform highly accurate liquid injection work. In order to continue to generate continuous air bubbles in the liquid injection container 5 for a longer period of time, the intake tube 4 may be configured so as not to extend to the lower side of the lid 2, that is, into the liquid injection container 5.
  • the inclination of the injection container 5 is released (for example, the liquid injection container 5 is made horizontal, tilted further upward from there, and further vertically arranged from there.
  • the injection of the liquid L is completed.
  • the inner diameter of the base end side (second through hole 22) of the intake tube 4 is small, the buoyancy of the air A cannot withstand the pressure of the liquid L when moving the liquid L from the lid 2, and the intake air is taken.
  • the liquid L covering the base end side (second through hole 22) of the tube 4 may form a film and cause clogging, but the intake tube 4 (main body 43) of the present invention has a certain degree of clogging. Since it has a large inner diameter (that is, a large opening area), it is difficult for a film to be formed, and the occurrence of clogging can be minimized.
  • the liquid injection container 5 can be tilted by rotating the liquid injection container 5 around a predetermined axis by a robot. For example, by setting the predetermined shaft at the tip of the liquid injection tube 3 attached to the liquid injection container 5 and rotating (tilting) it around the shaft using a rotating device or the like, continuous liquid injection work is automatically performed. You can also do it with. Then, the desired amount of liquid to be injected into the storage container 6 and the injection time required for the injection are measured in advance, the measured injection time is stored in the memory of the robot, and the injection container 5 is programmed by a program. Highly accurate liquid injection work can be automated simply by repeating the tilting operation and the releasing operation thereof.
  • the predetermined axis is made to correspond to TCP
  • the rotation axis of the 6th axis of the 6-axis articulated robot is made to match the rotation axis of TCP
  • the above-mentioned liquid injection is performed only by the rotation operation of the 6th axis. It is also possible to rotate (tilt) the container 5.
  • the injection cap 1 is attached to the injection container 5 containing about 480 ml of the medium, and the injection operation is performed for the time required for the 75 ml injection measured in advance. This can be done continuously (six doses) while exchanging the six separate containment vessels 6.
  • the conventional complicated work can be replaced with a simple work of repeating the tilting operation of the liquid injection container 5, and the operation, movement, visual confirmation of the amount of the pipette, etc. become unnecessary, and the liquid injection work is involved.
  • the time can be greatly reduced.
  • the medium is sucked and discharged through one flow path, so that dripping occurs due to an erroneous operation or the like.
  • the suction work of the medium becomes unnecessary, and the discharge of the medium and the intake of air are performed in separate flow paths, so that the occurrence of dripping can be minimized.
  • the injection of the medium is performed through the tube, the injection direction and the injection range of the medium are limited by the protruding direction and the diameter of the tube. As a result, the accuracy of aiming the liquid injection is improved, and the liquid injection work can be performed by accurately aiming at the storage container 6 having a small opening such as the neck 63 of the cell culture flask. The occurrence of anyone can be minimized.
  • the present invention it is possible to prevent the injecting amount from becoming unstable, and it is possible to carry out continuous injecting work efficiently, quickly and with high accuracy. Moreover, since it has a simple structure that does not use a check valve, it can be manufactured at low cost. Further, according to the present invention, the liquid injection operation can be performed by accurately aiming at the storage container, and the occurrence of dripping can be minimized, so that the cell culture can be produced in a clean room or the like. Suitable for.
  • FIG. 4 is a schematic view of a liquid injection cap 1'according to the second embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a schematic view illustrating a liquid injection operation using the liquid injection cap 1'of FIG. 4
  • FIG. 6 is a schematic view. A schematic diagram illustrating the liquid injection principle of FIG. 5 is shown.
  • the liquid injection cap 1' communicates with the lid body 2 and the first through hole 21 provided in the top plate portion 20 of the lid body 2 and is upward.
  • a liquid injection tube 3 that extends to the top plate portion 20 and an intake tube 4 that communicates with the second through hole 22 provided in the top plate portion 20 and extends upward.
  • the intake tube 4 includes a main body portion 43 extending upward from the second through hole 22 and an intake hole 42 provided at the tip end portion of the main body portion 43.
  • the inner diameter of the intake hole 42 is smaller than the inner diameter of the main body 43, whereby a step portion 41 is formed in the flow path of the intake tube 4.
  • the liquid injection cap 1'further includes an extension tube 44 that communicates with the second through hole 22 and extends downward (FIG. 4B). That is, the intake tube 4 extends downward from the lid via the extension tube 44.
  • the length of the extension tube 44 extending from the lid 2 is not particularly limited, but can be preferably 5 to 100 mm, more preferably 10 to 50 mm, and even more preferably 15 to 30 mm.
  • the inner diameter of the extension tube 44 can be preferably 2.0 mm to 10.0 mm, more preferably 2.0 mm to 7.0 mm, and even more preferably 2.0 mm to 4.0 mm.
  • the extension tube 44 can be integrally molded with the main body 43 by injection molding or the like. Further, the intake tube 4 may be extended downward by providing an annular groove on the inner surface of the lid 2 so as to surround the second through hole 22 and inserting the extension tube 44 into the annular groove.
  • FIG. 5A shows the liquid injection cap 1 according to the first embodiment
  • FIG. 5B shows the liquid injection cap 1'according to the second embodiment attached to the liquid injection container 5 containing the liquid L, and tilted at the same angle. The case where it is rotated (rotated) is shown.
  • FIG. 5A by tilting the liquid injection tube 3 so as to be lower than the intake tube 4, the discharge of the liquid L from the liquid injection tube 3 is promoted first, and the discharge of the liquid L is promoted first. Therefore, the intake from the intake tube 4 is promoted. As a result, it is possible to minimize problems such as air intake always occurring in the intake tube 4 during the liquid injection operation and liquid L leaking from the intake hole 42.
  • the liquid L in the liquid injection container 5 first reaches the base end portion (first through hole 21) of the liquid injection tube 3, and when further tilted, the liquid level L becomes the intake tube 4 Reach the base end portion (second through hole 22) of the.
  • FIG. 5B when the intake tube 4 is extended (extended) downward, when the intake tube 4 is tilted at the same angle, the liquid L becomes the base end portion of the intake tube 4 (the base end of the extension tube 44). Part) is not reached. That is, by extending the intake tube 4 downward (in the direction of the liquid injection container 5), the time for the liquid L to reach the intake tube 4 can be delayed. As a result, when the discharge speed of the liquid L from the injection tube 3 (the intake speed from the intake tube 4) becomes high to some extent, the liquid L reaches the intake tube 4, so that the intake tube 4 is more clogged. It can be surely suppressed.
  • FIG. 6 shows a schematic diagram illustrating the liquid injection principle of FIG. Applying Bernoulli's theorem, the discharge rate (flow velocity) v from the liquid injection tube 3 uses the height difference h (that is, streamline) between the tip end of the tube 3 and the base end of the intake tube 4. Can be calculated.
  • the flow velocity v1 (FIG. 5A) when the liquid injection cap 1 according to the first embodiment is used, and the flow velocity v2 (FIG. 5B) when the liquid injection cap 1'according to the second embodiment is used are given by the following equations. Be done.
  • the length of the extension tube 44 is, for example, the length of the liquid injection container 5.
  • the present invention it is possible to prevent the injecting amount from becoming unstable, and it is possible to carry out continuous injecting work efficiently, quickly and with high accuracy. Moreover, since it has a simple structure that does not use a check valve, it can be manufactured at low cost. Further, according to the present invention, the liquid injection operation can be performed by accurately aiming at the storage container, and the occurrence of dripping can be minimized, so that the cell culture can be produced in a clean room or the like. Suitable for. Further, by increasing the injection speed, clogging of the intake tube can be suppressed more reliably.
  • each configuration can be replaced with any configuration capable of exerting the same function, or any configuration can be added.
  • Example 1 The liquid injection cap 1 was attached to the liquid injection container 5 to carry out the liquid injection work.
  • the inner diameter of the intake tube 4 (main body 43) is set to 3.0 mm
  • the inner diameter of the intake hole 42 of the liquid injection cap 1 is changed (0.8 mm to 1.7 mm), and the medium is used as the liquid L, the liquid is used.
  • the liquid injection operation was performed, and it was confirmed whether or not leakage from the intake hole 42 of the intake tube 4, that is, clogging of the intake tube 4 had occurred.
  • Table 1 when the medium was used, no leakage occurred when the inner diameter of the intake hole 42 was 1.2 mm to 1.4 mm. Further, when water was used, no leakage occurred when the inner diameter of the intake hole 42 was 1.1 mm to 1.6 mm.
  • Liquid injection cap 2 Lid body 21 1st through hole 22 2nd through hole 23 Cylindrical skirt wall 3 Liquid injection tube 4 Intake tube 41 Step 42 Intake hole 43 Main body 44 Extension tube 5 Liquid injection container 51 Main body 52 Neck 6 Storage container 61 Main surface (culture surface) 62 Main surface 63 Neck L Liquid A Air S Base

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

本発明の目的は、単純な構成でかつ合理的な注液キャップを実現することにある。注液容器に装着して用いる注液キャップであって、注液容器に着脱自在に装着可能な蓋体と、蓋体から上方に延伸する注液チューブおよび吸気チューブとを含み、吸気チューブの流路内に段差部が設けられている、前記注液キャップ。

Description

注液キャップおよび方法
　本発明は、注液キャップおよび方法に関する。
　近年、損傷した組織等の修復のために、種々の細胞を移植する試みが行われている。例えば、狭心症、心筋梗塞などの虚血性心疾患により損傷した心筋組織の修復のために、胎児心筋細胞、骨格筋芽細胞、間葉系幹細胞、心臓幹細胞、ＥＳ細胞、心筋細胞等の利用が試みられている。このような試みの一環として、スキャフォールドを利用して形成した細胞構造物や、細胞をシート状に形成したシート状細胞培養物が開発されてきた。
　これらの細胞培養物は、従来、細胞培養センター（CPC : Cell Processing Center）と呼ばれるクリーンルームにおいて専門の知識を有する作業者による手作業で製造されており、このような細胞培養物の製造費用および製造にかかる労力は大きく、その効率化が望まれている。そこで、これらの細胞の培養に関する作業を多関節型ロボットにより行う自動細胞培養装置が提案されている（特許文献１）。
　上記のような自動培養において注液作業を迅速化するために、本発明者らは、注液容器に装着して用いるデバイスを提案した（特許文献２）。かかるデバイスは、注液容器に着脱自在に装着可能な蓋体と、蓋体に設けられた第１貫通孔に嵌入可能な注液チューブと、蓋体に設けられた第２貫通孔に嵌入可能な吸気チューブとを含み、吸気チューブにチェックバルブを設けることで、注液容器の外側からの空気は通すが、注液容器の内側からの液体は通さないように構成されている
国際公開２０１６／１０４６６６ 国際公開２０１９／２３０９２２
　本発明者らは、注液作業を迅速化するための手段を開発するにあたり、注液作業を繰り返す際に、注液量が不安定になるなどの問題に直面した。したがって、本発明の目的は、そのような問題を解決し、単純な構成でかつ合理的な注液キャップを実現することを目的とする。
　本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を進める中で、注液量が不安定になるのは、吸気チューブ内に液体が入り込む（目詰まり）ことや、チェックバルブの挙動が不安定になることなどが原因であることに着眼した。さらに研究を進めた結果、吸気チューブの流路内に段差を設けることで、上記問題が解決できることを見出し、本発明を完成させた。
　すなわち本発明は、以下に関する。
［１］注液容器に装着して用いる注液キャップであって、注液容器に着脱自在に装着可能な蓋体と、蓋体から上方に延伸する注液チューブおよび吸気チューブとを含み、吸気チューブの流路内に段差部が設けられている、前記注液キャップ。
［２］吸気チューブの吸気孔の内径が、吸気チューブの内径より小さい、［１］に記載の注液キャップ。
［３］吸気チューブの吸気孔の内径が、好ましくは０．５ｍｍ～３．０ｍｍ、より好ましくは１．０ｍｍ～２．０ｍｍ、さらに好ましくは１．１ｍｍ～１．６ｍｍ、最も好ましくは１．２ｍｍ～１．４ｍｍである、［１］または［２］に記載の注液キャップ。
［４］吸気チューブの内径が、好ましくは２．０ｍｍ～１０．０ｍｍ、より好ましくは２．０ｍｍ～７．０ｍｍ、さらに好ましくは２．０ｍｍ～４．０ｍｍである、［１］～［３］のいずれか１つに記載の注液キャップ。
［５］蓋体から延伸する吸気チューブの長さが、好ましくは５～１００ｍｍ、より好ましくは１０～５０ｍｍ、さらに好ましくは１０～２０ｍｍである、［１］～［４］のいずれか１つに記載の注液キャップ。
［６］吸気チューブを蓋体から下方に延伸する延長チューブをさらに含む、［１］～［５］のいずれか１つに記載の注液キャップ。
［７］延長チューブの内径が、好ましくは２．０ｍｍ～１０．０ｍｍ、より好ましくは２．０ｍｍ～７．０ｍｍ、さらに好ましくは２．０ｍｍ～４．０ｍｍである、［１］～［６］のいずれか１つに記載の注液キャップ。
［８］延長チューブの長さが、好ましくは５～１００ｍｍ、より好ましくは１０～５０ｍｍ、さらに好ましくは１５～３０ｍｍである、［１］～［７］のいずれか１つに記載の注液キャップ。
［９］液体の注液を行うための方法であって、（ａ）液体を収容した注液容器を用意するステップ、（ｂ）注液容器に着脱自在に装着可能な蓋体と、蓋体から上方に延伸する注液チューブおよび吸気チューブとを含み、吸気チューブの流路内に段差部が設けられている、注液キャップを注液容器に装着するステップ、（ｃ）注液容器を下方へ傾斜させて、注液チューブを介して液体を注液するステップ、および（ｄ）注液容器の下向への傾斜を解除して、注液を終了するステップを含む、前記方法。
［１０］注液容器の傾斜が、注液容器を所定の軸周りに回転させることにより行われる、［９］に記載の方法。
［１１］ステップ（ｃ）およびステップ（ｄ）を繰り返して、複数回の注液作業を連続的におこなうステップ（ｅ）をさらに含む、［９］または［１０］に記載の方法。
［１２］（ｆ）注液時間から注液量を判定するステップをさらに含む、［９］～［１１］のいずれか１つに記載の方法。
［１３］注液キャップが、吸気チューブを蓋体から下方に延伸する延長チューブをさらに含む、［９］～［１２］のいずれか１つに記載の方法。
　本発明によれば、注液量が不安定になることを防止することができ、効率よく迅速で精度の高い連続的な注液作業が可能である。また、チェックバルブを使用しない単純な構造を有するため、安価に製造することができる。
　本発明によれば、収容容器に対して正確に照準を合わせて注液作業を行うことができ、液だれの発生を最小限に抑えることができるため、クリーンルームなどにおける細胞培養物の製造に適している。さらに、注液速度を速くすることで吸気チューブの目詰まりをより確実に抑えることができる。
図１は、本発明の第１実施態様にかかる注液キャップ１の概略図を示す。 図２は、図１の注液キャップ１を使用した注液作業を説明する模式図を示す。 図３は、注液キャップ１の変形例の概略図を示す。 図４は、本発明の第２実施態様にかかる注液キャップ１’の概略図を示す。 図５は、図４の注液キャップ１’を使用した注液作業を説明する模式図を示す。 図６は、図５の注液原理を説明する模式図を示す。
　本発明における液体を構成する成分は、例えば、水、生理食塩水、生理緩衝液（例えば、ＨＢＳＳ、ＰＢＳ、ＥＢＳＳ、Ｈｅｐｅｓ、重炭酸ナトリウム等）、培地（例えば、ＤＭＥＭ（ＤＭＥ）、ＭＥＭ、Ｆ１２、ＤＭＥＭ／Ｆ１２、ＲＰＭＩ１６４０、ＭＣＤＢ、Ｌ１５、ＳｋＢＭ、ＲＩＴＣ８０－７、ＩＭＤＭ等）、糖液（スクロース溶液、Ｆｉｃｏｌｌ－ｐａｑｕｅ（登録商標）ＰＬＵＳ等）、海水、血清含有溶液、レノグラフィン（登録商標）溶液、メトリザミド溶液、メグルミン溶液、グリセリン、エチレングリコール、アンモニア、ベンゼン、トルエン、アセトン、エチルアルコール、ベンゾール、オイル、ミネラルオイル、動物脂、植物油、オリーブ油、コロイド溶液、流動パラフィン、テレピン油、アマニ油、ヒマシ油などが挙げられる。
　本発明における収容容器は、とくに限定されないが、例えば、細胞培養容器、接着細胞用の細胞培養フラスコ、浮遊細胞用の細胞培養フラスコなどが挙げられる。細胞培養フラスコとは、略矩形の本体部分を有し、本体部分の平坦な面の少なくとも１つに細胞培養に必要となる表面処理が施されており、細胞培養面を下にして複数個重ねることで、多段培養が可能な容器をいう。
　本発明における注液容器は、収容容器に注液する培地などを収容できる容器であれば、とくに限定されないが、例えば、シェイカーフラスコ、三角フラスコ、ローラーボトル、注液ボトル、ビーカー、培地瓶、角型培地瓶、滅菌瓶、滅菌ボトルなどが挙げられる。
　本発明におけるロボットは、とくに限定されないが、例えば、直動・回転装置、マニピュレータ、多関節ロボットなどが挙げられる。多関節ロボットとしては、２軸多関節ロボット、３軸多関節ロボット、４軸多関節ロボット、５軸多関節ロボット、６軸多関節ロボット、７軸多関節ロボットなどが挙げられる。
　本発明において「所定の軸」とは、注液容器を回転する際の回転中心となる軸をいい、注液容器が一般的な縦長の容器の場合は、所定の軸は容器の長軸に垂直な軸として設定される。
　本発明において「ＴＣＰ」とは、ツールセンターポイント（Tool Center Point）をいい、ロボット先端部に位置するツール、グリッパ、作業対象物などの制御対象物の位置、姿勢を表現するための座標系をいう。ＴＣＰは、例えば、エンドエフェクタ（グリッパ、ツールなど）や作業対象物（フラスコ、ボトルなど）などの任意の位置、姿勢（動作、制御に都合の良い位置、姿勢）に設定でき、６軸多関節ロボットであれば、通常、ロボット第６軸の座標系に対して定義する。
　本発明において、「所定の軸周りに回転させる」とは、対象物を所定の軸を中心に回転させることをいう。例えば、所定の軸を注液容器の開口部の一端に設定した場合は、かかる一端を中心にした回転動作だけで、注液容器内の液体の排出を行うことができる。また、例えば、所定の軸を注液容器の中心（重心）に設定した場合であっても、注液容器の中心軸まわりの回転動作と、円弧軌道の並進動作とを組み合わせて、上記のように注液容器の開口部の一端を中心に注液容器を回転させることもできる。
　また、例えば、ロボットが、多関節ロボットである場合は、所定の軸と、ＴＣＰとを対応させることで、ロボット制御を効率化することができる。ロボットが、例えば６軸多関節ロボットである場合は、第６軸の回転軸と、ＴＣＰの回転軸とを平行にすることで、第６軸の回転動作と、第１～５軸の少しの動作で、上記のように注液容器を回転させることができ、さらに、第６軸の回転軸と、ＴＣＰの回転軸とを一致させた場合は、第６軸の回転動作だけで上記のように注液容器を回転させることができる。
　本発明における細胞の例としては、限定されずに、接着細胞（付着性細胞）を含む。接着細胞は、例えば、接着性の体細胞（例えば、心筋細胞、筋芽細胞、線維芽細胞、上皮細胞、内皮細胞、肝細胞、膵細胞、腎細胞、副腎細胞、歯根膜細胞、歯肉細胞、骨膜細胞、皮膚細胞、滑膜細胞、軟骨細胞など）および幹細胞（例えば、間葉系幹細胞、心臓幹細胞などの組織幹細胞、胚性幹細胞、ｉＰＳ（induced pluripotent stem）細胞などの多能性幹細胞等）などを含む。体細胞は、幹細胞、特にｉＰＳ細胞から分化させたものであってもよい。シート状細胞培養物を形成し得る細胞の非限定例としては、例えば、筋芽細胞（例えば、骨格筋芽細胞など）、間葉系幹細胞（例えば、骨髄、脂肪組織、末梢血、皮膚、毛根、筋組織、子宮内膜、胎盤、臍帯血由来のものなど）、心筋細胞、線維芽細胞、心臓幹細胞、胚性幹細胞、ｉＰＳ細胞、滑膜細胞、軟骨細胞、上皮細胞（例えば、口腔粘膜上皮細胞、網膜色素上皮細胞、鼻粘膜上皮細胞など）、内皮細胞（例えば、血管内皮細胞など）、肝細胞（例えば、肝実質細胞など）、膵細胞（例えば、膵島細胞など）、腎細胞、副腎細胞、歯根膜細胞、歯肉細胞、骨膜細胞、皮膚細胞等が挙げられる。本発明においては、単層の細胞培養物を形成するもの、例えば、筋芽細胞または心筋細胞などが好ましく、とくに好ましくは骨格筋芽細胞またはｉＰＳ細胞由来の心筋細胞である。
　以下、本発明の好適な実施態様について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
〔第１実施態様〕
　本発明の一側面は、注液容器に装着して用いる注液キャップであって、注液容器に着脱自在に装着可能な蓋体と、蓋体から上方に延伸する注液チューブおよび吸気チューブとを含み、吸気チューブの流路に段差部が設けられている、前記注液キャップに関する。
　まず、本発明の第１実施態様について説明する。
　図１は本発明の第１実施態様にかかる注液キャップ１の概略図、図２は、図１の注液キャップ１を使用した注液作業を説明する模式図、図３は、注液キャップ１の変形例の概略図を示す。本実施態様において、液体Ｌは、培地であり、注液容器５は、培地を収容する注液ボトルであり、収容容器６は、細胞培養フラスコであり、注液作業は、クリーンルーム内で行われるものとして説明する。
　なお、本願における各図において、説明を容易とするため、各部材の大きさは、適宜強調されており、図示の各部材は、実際の大きさを示すものではない。
　図１および図２に示すように、本発明の第１実施態様に係る注液キャップ１は、液体Ｌ（培地）を収容した注液容器５の首部５２に着脱自在に装着可能な蓋体２と、蓋体２の天板部２０に設けられた第１貫通孔２１と連通して上方に延伸する注液チューブ３と、天板部２０に設けられた第２貫通孔２２と連通して上方に延伸する吸気チューブ４とを含む。吸気チューブ４は、第２貫通孔２２から上方に延伸する本体部４３と、本体部４３の先端部に設けられた吸気孔４２とを含む。吸気孔４２の内径は本体部４３の内径より小さく、これにより吸気チューブ４の流路内に段差部４１が形成されている。すなわち、段差部４１とは、吸気チューブ４の内径が長軸方向において急峻に変化する部分をいう。
　注液チューブ３の先端部は、注液容器５を傾ける側がより長くなるように縦軸に対して斜めにカットされており、液だれの発生を最小限に抑えるように構成されている。また、先端を斜めにカットすることで、注液後に先端に膜が形成されるなどの問題を最小限に抑えることができる。天板部２０は、注液容器５の開口部を覆うことができる円盤状であり、その周縁部から垂下する筒状スカート壁２３を有する。筒状スカート壁２３の内周面には内ネジが設けられている。注液容器５は、液体Ｌを収容する有底筒状の本体部５１と、本体部５１の外径より小さな外径を有する首部５２とを含み、首部５２の先端部には開口部が設けられている。首部５２の外周面に設けられた外ネジ（図示せず）は、筒状スカート壁２３の内ネジと螺合させることができ、これにより、注液キャップ１を注液容器５に螺着させて密閉することができる。
　注液チューブ３は、蓋体２からの長さを、特に限定されないが、好ましくは５～１００ｍｍ、より好ましくは１０～８０ｍｍ、さらに好ましくは２０～５０ｍｍとすることができる。また、内径は、好ましくは１～１０ｍｍ、より好ましくは３～５ｍｍとすることができる。注液チューブ３の単位時間当たりの流量は、１．０ｍｌ／ｓ～２０ｍｌ／ｓ、好ましくは２．０ｍｌ／ｓ～１５ｍｌ／ｓ、さらに好ましくは２．５ｍｌ／ｓ～１０．３ｍｌ／ｓとすることができる。注液チューブ３の内径と流量との組み合わせは、内径が３ｍｍ～５ｍｍの範囲のとき、流量が２．０ｍｌ／ｓ～１０．０ｍｌ／ｓの範囲となるように設定することができる。さらに、内径の断面積に流量が比例すると仮定したら、内径が６ｍｍ～１０ｍｍの範囲のとき、流量が約１５ｍｌ／ｓ～４０ｍｌ／ｓの範囲となるように設定することができる。注液チューブ３の長さ、内径、流量は、単位時間当たりの流量が一定になる限り、自由に選択および組み合わせることができる。
　吸気チューブ４は、蓋体２から延伸する長さを、特に限定されないが、好ましくは５～１００ｍｍ、より好ましくは１０～５０ｍｍ、さらに好ましくは１０～２０ｍｍとすることができる。吸気チューブ４（本体部４３）の内径は、好ましくは２．０ｍｍ～１０．０ｍｍ、より好ましくは２．０ｍｍ～７．０ｍｍ、さらに好ましくは２．０ｍｍ～４．０ｍｍとすることができる。吸気孔４２の内径は、好ましくは０．５ｍｍ～３．０ｍｍ、より好ましくは１．０～２．０ｍｍ、さらに好ましくは１．１ｍｍ～１．６ｍｍ、最も好ましくは１．２ｍｍ～１．４ｍｍとすることができる。蓋体２、注液チューブ３および吸気チューブ４は、射出成型などにより一体成型することができる。一体成型の場合、抜き勾配を形成するために、本体部４３および吸気孔４２の内径は緩やかなテーパー状にすることができる。
　図２Ａに示すように、注液キャップ１を使用する際は、液体Ｌを収容した注液容器５に注液キャップ１を取り付けて下方に傾斜させ、収容容器６に対して注液を行う。注液容器５を下方に傾斜させるとは、通常は作業台に対して垂直に配置されている注液容器５を傾斜させて水平にした状態から、さらに傾斜させて（すなわち、回転させて）、注液キャップ１が注液容器５より下側になるように配置することを意味する。このように下方に傾斜させると、注液チューブ３および吸気チューブ４の基端が共に液体Ｌに覆われることになるが、図２Ａに示されるように、注液チューブ３が吸気チューブ４よりも下側になるように傾けることで、注液チューブ３からの液体Ｌの排出が先に促され、かかる液体Ｌの排出のために吸気チューブ４からの吸気が促される。これにより、注液作業中に吸気チューブ４では常に吸気が起こり、吸気孔４２から液体Ｌが漏出するなどの問題を最小限に抑えることができる。
　液体Ｌを注液する収容容器６の配置は、様々な形を取ることができる。例えば、収容容器６が細胞培養フラスコである場合、図２Ａに示すように、主面６１、６２が、回転軸に平行になるように配置することが好ましい。また、収容容器６を傾斜した土台Ｓなどに設置して、注液チューブ３から排出された液体Ｌが収容容器６の傾斜面に沿って緩やかに流れ込むようにすることが好ましい。これにより、細胞の培養を阻害する恐れのある培地の泡立ちが最小限に抑えられる。また、図２Ａに示すように、主面６１、６２の内、主面６１（培養面）が主面６２の上側になるように配置することで、液体Ｌが直接的に主面６１（培養面）に当たり、細胞の培養を阻害するような問題を最小限に抑えることができる。
　また、図２Ｂに示すように、吸気チューブ４（本体部４３）の内側に一定の容積を有する空気Ａ溜まり（空間）が形成され、かかる空気Ａ溜まりの浮力が液体Ｌの圧力を押し返す。さらに、吸気チューブ４の先端部が小さな吸気孔４２を有する蓋で覆われた形になっているため、空気Ａの逃げ場がなくなり、液体Ｌの圧力に抗し続けることができる。そして、注液が行われている間は、吸気孔４２から常に外気が入り込み、空気Ａが押し出されて連続的な泡となるため、液体Ｌの圧力に抗し続けることができる。このように、吸気チューブ４の流路内に段差部４１を設け、内径の大きな空気溜まり空間（本体部４３の内側）と、内径の小さな吸気量の制限を行う部分（吸気孔４２）とを構成することで、単位時間当たりの吸気量を一定に維持しながら、液体Ｌが吸気チューブ４に入り込む可能性を最小限に抑えることができる。
　注液キャップ１の変形例として、図３に示すように、吸気チューブ４の吸気孔４２の部分を上方に延伸することで、吸気孔４２と蓋体２との距離をさらに長くすることもできる。これにより、仮に液体Ｌが吸気チューブ４に入り込んだ場合でも、液体Ｌが吸気孔４２に到達するまで時間がかかり、この間にさらなる注液動作を行うことで吸気チューブ４に外気を取り込み、入り込んだ液体Ｌを押し戻すことができる。吸気孔４２（上側）の内径は、吸気孔４２（下側）の内径と同じかまたは小さく構成することができる。
　注液チューブ３から液体Ｌが排出されることで注液容器５内に流入する空気の量は、細径の吸気孔４２により制限されて一定となる。また、空気Ａは注液容器５内で連続的な気泡となり、単位時間当たりの吸気量が一定になると、単位時間当たりの注液量も一定になる。この場合、注液作業における注液時間と注液量とが比例するため、注液量と注液に要する時間との関係を事前に測定しておき、測定結果に基づいて注液時間から注液量を判定することで、精度の高い注液作業を行うこともできる。注液容器５内に連続的な気泡をより長時間発生させ続けるために、吸気チューブ４は蓋体２の下方側、すなわち、注液容器５内には延伸しないように構成することもできる。
　収容容器６内の注液量が所定量に達すると、注液容器５の傾斜を解除（例えば、注液容器５を水平状態にする、そこからさらに上方に傾斜させる、そこからさらに垂直配置に戻すなど（すなわち、逆回転））し、液体Ｌを蓋体２の反対側に移動させることで、液体Ｌの注液を終了する。そして、注液容器５の下方への傾斜およびその解除を繰り返すことで、複数回の注液作業を間断なく連続的におこなうことができる。吸気チューブ４の基端側（第２貫通孔２２）の内径が小さい場合、蓋体２から液体Ｌを移動させる際に、空気Ａの浮力が液体Ｌの圧力に抗することができず、吸気チューブ４の基端側（第２貫通孔２２）を覆っていた液体Ｌが膜を形成し、目詰まりを起こすことがあったが、本発明の吸気チューブ４（本体部４３）は、ある程度の大きな内径（すなわち、大きな開口面積）を有するため、膜が形成され難く、目詰まりの発生を最小限に抑えることができる。
　注液容器５の傾斜は、ロボットにより注液容器５を所定の軸周りに回転させることにより行うこともできる。例えば、かかる所定の軸を注液容器５に取り付けた注液チューブ３の先端に設定し、回転装置などを使用して軸周りに回転（傾斜）させるだけで、連続的な注液作業を自動で行うこともできる。そして、収容容器６への所望の注液量とその注液に要する注液時間とを予め測定しておき、測定された注液時間をロボットのメモリに記憶させ、プログラムにより注液容器５の傾斜動作およびその解除動作を繰り返させるだけで、精度の高い注液作業を自動化することもできる。また、所定の軸と、ＴＣＰとを対応させ、６軸多関節ロボットの第６軸の回転軸と、ＴＣＰの回転軸とを一致させ、第６軸の回転動作だけで上記のような注液容器５の回転（傾斜）を行うこともできる。
　従来、例えば、７５ｍｌの培地を培養フラスコに注液する場合、注液ボトルにピペットを挿入して培地を吸引し、７５ｍｌの分量を目視で確認した上で、ピペットを移動して培養フラスコに注液するという煩雑な作業を繰り返す必要があった。一方で、本発明を用いることで、例えば、４８０ｍｌ程度の培地を収容した注液容器５に注液キャップ１を取り付け、事前に測定した７５ｍｌの注液に要する時間分だけ注液動作を行い、これを６つの別々の収容容器６を交換しながら連続的（６回分）に行うことができる。これにより、従来の煩雑な作業を、注液容器５の傾斜動作を繰り返すという単純な作業に置き換えることができ、ピペットの操作、移動、分量の目視確認などが不要になり、注液作業に係る時間を大幅に短縮することができる。
　また、従来、ピペットを使用する場合、培地の吸引と排出が１つの流路を介して行われていたため、誤操作などにより液だれが発生していた。一方で、本発明を用いることで、培地の吸引作業が不要になり、培地の排出と、空気の吸気が別々の流路で行われるため、液だれの発生を最小限に抑えることができる。さらに、本発明を用いることで、培地の注液がチューブを介して行われるため、培地の注液方向や注液範囲が、チューブの突出方向や口径によって制限される。これにより、注液の照準の精度が向上し、細胞培養フラスコの首部６３のような、小さな開口部を有する収容容器６に対して正確に照準を合わせて注液作業を行うことができ、液だれの発生を最小限に抑えることができる。
　以上、本発明によれば、注液量が不安定になることを防止することができ、効率よく迅速で精度の高い連続的な注液作業が可能である。また、チェックバルブを使用しない単純な構造を有するため、安価に製造することができる。
　また、本発明によれば、収容容器に対して正確に照準を合わせて注液作業を行うことができ、液だれの発生を最小限に抑えることができるため、クリーンルームなどにおける細胞培養物の製造に適している。
　〔第２実施態様〕
　次に、本発明の第２実施態様について説明する。
　図４は、本発明の第２実施態様にかかる注液キャップ１’の概略図、図５は、図４の注液キャップ１’を使用した注液作業を説明する模式図、図６は、図５の注液原理を説明する模式図を示す。
　図４に示すように、本発明の第２実施態様にかかる注液キャップ１’は、蓋体２と、蓋体２の天板部２０に設けられた第１貫通孔２１と連通して上方に延伸する注液チューブ３と、天板部２０に設けられた第２貫通孔２２と連通して上方に延伸する吸気チューブ４とを含む。吸気チューブ４は、第２貫通孔２２から上方に延伸する本体部４３と、本体部４３の先端部に設けられた吸気孔４２とを含む。吸気孔４２の内径は本体部４３の内径より小さく、これにより吸気チューブ４の流路内に段差部４１が形成されている。本実施態様において、注液キャップ１’は、第２貫通孔２２と連通して下方に延伸する延長チューブ４４をさらに含む（図４Ｂ）。すなわち、吸気チューブ４は、蓋体から下方に延長チューブ４４を介して延伸している。
　延長チューブ４４は、蓋体２から延伸する長さを、特に限定されないが、好ましくは５～１００ｍｍ、より好ましくは１０～５０ｍｍ、さらに好ましくは１５～３０ｍｍとすることができる。延長チューブ４４の内径は、好ましくは２．０ｍｍ～１０．０ｍｍ、より好ましくは２．０ｍｍ～７．０ｍｍ、さらに好ましくは２．０ｍｍ～４．０ｍｍとすることができる。延長チューブ４４は、射出成型などにより本体部４３と一体成型することができる。また、蓋体２の内面に第２貫通孔２２を取り囲むように環状の溝を設け、かかる環状の溝に延長チューブ４４を差し込むことで、吸気チューブ４を下方に延伸させてもよい。
　図５Ａは、第１実施態様にかかる注液キャップ１を、図５Ｂは、第２実施態様にかかる注液キャップ１’をそれぞれ液体Ｌを収容した注液容器５に取り付けて、同じ角度で傾斜（回転）させた場合を示す。図５Ａに示されるように、注液チューブ３が吸気チューブ４よりも下側になるように傾けることで、注液チューブ３からの液体Ｌの排出が先に促され、かかる液体Ｌの排出のために吸気チューブ４からの吸気が促される。これにより、注液作業中に吸気チューブ４では常に吸気が起こり、吸気孔４２から液体Ｌが漏出するなどの問題を最小限に抑えることができる。
　すなわち、図５Ａにおいては、注液容器５内の液体Ｌは、先ず注液チューブ３の基端部（第１貫通孔２１）に到達し、さらに傾斜させると、液面Ｌは、吸気チューブ４の基端部（第２貫通孔２２）に到達する。一方で、図５Ｂに示されるように、吸気チューブ４が下方に延伸（延長）されている場合、同じ角度で傾斜させると、液体Ｌは吸気チューブ４の基端部（延長チューブ４４の基端部）には到達しない。すなわち、吸気チューブ４を下方（注液容器５方向）に延伸させることで、液体Ｌが吸気チューブ４に到達する時間を遅らせることができる。これにより、液体Ｌの注液チューブ３からの排出速度（吸気チューブ４からの吸気速度）がある程度速くなった段階で、液体Ｌが吸気チューブ４に到達するため、吸気チューブ４の目詰まりをより確実に抑えることができる。
　図６は、図５の注液原理を説明する模式図を示す。ベルヌーイの定理を適用して、注液チューブ３からの排出速度（流速）ｖは、チューブ３の先端部と吸気チューブ４の基端部との高さの差ｈ（すなわち、流線）を用いて計算することができる。第１実施態様にかかる注液キャップ１を使用した場合の流速ｖ１（図５Ａ）、第２実施態様にかかる注液キャップ１’を使用した場合の流速ｖ２（図５Ｂ）は、次式で与えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
  
　ここで、図５Ａおよび図５Ｂから明らかなように、ｈ’＜ｈ’’であるから、ｖ１＜ｖ２となる。すなわち、注液キャップ１’を使用した場合は、流速が速くなるため、吸気チューブ４の目詰まりをより確実に抑えることができる。一方で、注液キャップ１を使用して流速がより遅くなる場合でも、一定量の液体Ｌをゆっくりと注液することができるため、小容量の培養フラスコなどを使用する場合に、液体Ｌを入れ過ぎることがなく有利である。注液において液体Ｌの液面が吸気チューブ４に到達するまで（連続的な気泡が発生し続けるまで）、流速は一定であるため、延長チューブ４４の長さは、例えば、注液容器５の首部５２の長さより短く設定することで、一定の流速をより長い時間保つことができる。
　以上、本発明によれば、注液量が不安定になることを防止することができ、効率よく迅速で精度の高い連続的な注液作業が可能である。また、チェックバルブを使用しない単純な構造を有するため、安価に製造することができる。
　また、本発明によれば、収容容器に対して正確に照準を合わせて注液作業を行うことができ、液だれの発生を最小限に抑えることができるため、クリーンルームなどにおける細胞培養物の製造に適している。さらに、注液速度を速くすることで吸気チューブの目詰まりをより確実に抑えることができる。
　本発明に係る注液キャップについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
　本発明においては、各構成は、同様の機能を発揮し得る任意のものと置換することができ、あるいは、任意の構成を付加することもできる。
　実施例１
　注液キャップ１を注液容器５に取り付けて、注液作業を実施した。吸気チューブ４（本体部４３）の内径を３．０ｍｍに設定し、注液キャップ１の吸気孔４２の内径を変え（０．８ｍｍ～１．７ｍｍ）、液体Ｌとして培地を使用した場合、液体Ｌとして水を使用した場合において注液作業を行い、吸気チューブ４の吸気孔４２からの漏出、すなわち、吸気チューブ４の目詰まりが発生しているかどうかを確認した。表１に示されるように、培地を使用した場合は、吸気孔４２の内径が１．２ｍｍ～１．４ｍｍの時に、漏出は発生しなかった。また、水を使用した場合は、吸気孔４２の内径が１．１ｍｍ～１．６ｍｍの時に、漏出は発生しなかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
  
１　　　　　　　　　　　　注液キャップ
２　　　　　　　　　　　　蓋体
２１　　　　　　　　　　　第１貫通孔
２２　　　　　　　　　　　第２貫通孔
２３　　　　　　　　　　　筒状スカート壁
３　　　　　　　　　　　　注液チューブ
４　　　　　　　　　　　　吸気チューブ
４１　　　　　　　　　　　段差部
４２　　　　　　　　　　　吸気孔
４３　　　　　　　　　　　本体部
４４　　　　　　　　　　　延長チューブ
５　　　　　　　　　　　　注液容器
５１　　　　　　　　　　　本体部
５２　　　　　　　　　　　首部
６　　　　　　　　　　　　収容容器
６１　　　　　　　　　　　主面（培養面）
６２　　　　　　　　　　　主面
６３　　　　　　　　　　　首部
Ｌ　　　　　　　　　　　　液体
Ａ　　　　　　　　　　　　空気
Ｓ　　　　　　　　　　　　土台


 

Claims (13)

  1. 　注液容器に装着して用いる注液キャップであって、注液容器に着脱自在に装着可能な蓋体と、蓋体から上方に延伸する注液チューブおよび吸気チューブとを含み、吸気チューブの流路内に段差部が設けられている、前記注液キャップ。
  2. 　吸気チューブの吸気孔の内径が、吸気チューブの内径より小さい、請求項１に記載の注液キャップ。
  3. 　吸気チューブの吸気孔の内径が、好ましくは０．５ｍｍ～３．０ｍｍ、より好ましくは１．０ｍｍ～２．０ｍｍ、さらに好ましくは１．１ｍｍ～１．６ｍｍ、最も好ましくは１．２ｍｍ～１．４ｍｍである、請求項１または２に記載の注液キャップ。
  4. 　吸気チューブの内径が、好ましくは２．０ｍｍ～１０．０ｍｍ、より好ましくは２．０ｍｍ～７．０ｍｍ、さらに好ましくは２．０ｍｍ～４．０ｍｍである、請求項１～３のいずれか一項に記載の注液キャップ。
  5. 　蓋体から延伸する吸気チューブの長さが、好ましくは５～１００ｍｍ、より好ましくは１０～５０ｍｍ、さらに好ましくは１０～２０ｍｍである、請求項１～４のいずれか一項に記載の注液キャップ。
  6. 　吸気チューブを蓋体から下方に延伸する延長チューブをさらに含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の注液キャップ。
  7. 　延長チューブの内径が、好ましくは２．０ｍｍ～１０．０ｍｍ、より好ましくは２．０ｍｍ～７．０ｍｍ、さらに好ましくは２．０ｍｍ～４．０ｍｍである、請求項１～６のいずれか一項に記載の注液キャップ。
  8. 　延長チューブの長さが、好ましくは５～１００ｍｍ、より好ましくは１０～５０ｍｍ、さらに好ましくは１５～３０ｍｍである、請求項１～７のいずれか一項に記載の注液キャップ。
  9. 　液体の注液を行うための方法であって、（ａ）液体を収容した注液容器を用意するステップ、（ｂ）注液容器に着脱自在に装着可能な蓋体と、蓋体から上方に延伸する注液チューブおよび吸気チューブとを含み、吸気チューブの流路内に段差部が設けられている、注液キャップを注液容器に装着するステップ、（ｃ）注液容器を下方へ傾斜させて、注液チューブを介して液体を注液するステップ、および（ｄ）注液容器の下向への傾斜を解除して、注液を終了するステップを含む、前記方法。
  10. 　注液容器の傾斜が、注液容器を所定の軸周りに回転させることにより行われる、請求項９に記載の方法。
  11. 　ステップ（ｃ）およびステップ（ｄ）を繰り返して、複数回の注液作業を連続的におこなうステップ（ｅ）をさらに含む、請求項９または１０に記載の方法。
  12. 　（ｆ）注液時間から注液量を判定するステップをさらに含む、請求項９～１１のいずれか一項に記載の方法。
  13. 　注液キャップが、吸気チューブを蓋体から下方に延伸する延長チューブをさらに含む、請求項９～１２のいずれか一項に記載の方法。
PCT/JP2021/007596 2020-02-27 2021-03-01 注液キャップおよび方法 WO2021172581A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022503383A JPWO2021172581A1 (ja) 2020-02-27 2021-03-01

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020031864 2020-02-27
JP2020-031864 2020-02-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021172581A1 true WO2021172581A1 (ja) 2021-09-02

Family

ID=77491640

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/007596 WO2021172581A1 (ja) 2020-02-27 2021-03-01 注液キャップおよび方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JPWO2021172581A1 (ja)
WO (1) WO2021172581A1 (ja)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019230922A1 (ja) * 2018-05-30 2019-12-05 学校法人国士舘 細胞処理方法、デバイスおよびシステム

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019230922A1 (ja) * 2018-05-30 2019-12-05 学校法人国士舘 細胞処理方法、デバイスおよびシステム

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KOKEN CO., LTD.: "Speech Cannula", KOKEN, November 2017 (2017-11-01), pages 1 - 2, XP055849704 *
NONOYAMA RYOSUKE; YORI KOICHIRO; SAMESHIMA TADASHI; JINNO MAKO: "Study on cell culture processing system to improve task efficiency (System concept and efficiency improvement of the discarding task using a robot in a media change process", TRANSACTIONS OF THE JSME, vol. 85, no. 874, 20 May 2019 (2019-05-20), pages 1 - 13, XP009522334 *

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2021172581A1 (ja) 2021-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2015084686A (ja) 細胞培養用ジグおよび自動培地交換システム
WO2021172581A1 (ja) 注液キャップおよび方法
JP2023026143A (ja) 注液キャップおよび方法
WO2020012452A1 (ja) 検体回収機構を具備する移植片収容デバイス
US20200393482A1 (en) Cell processing method, device and system
JPWO2020013174A5 (ja)
JP7149105B2 (ja) 細胞処理方法、デバイスおよびシステム
JP7219560B2 (ja) 検体回収機構を具備する移植片収容デバイス
JP7202080B2 (ja) 細胞処理方法、デバイスおよびシステム
CN209974772U (zh) 一种用于培养板内液体的吸取器
CN208768680U (zh) 一种组培瓶
CN204981891U (zh) 一种细胞培养转瓶
JP2019205400A (ja) 細胞処理方法、デバイスおよびシステム
JP6890508B2 (ja) 細胞処理方法およびそのシステム
CN208684934U (zh) 细胞体外培养专用移液枪头
CN205313577U (zh) 一种无菌细胞培养瓶
CN209530913U (zh) 一种液体管容器收纳挂件
US11492579B2 (en) Vascularized in vitro arrays of living cells
CN109499637A (zh) 一种弯角移液塑料枪头
CN218281804U (zh) 移液枪头
JPWO2019017463A1 (ja) 脆弱物保持デバイス
CN217324077U (zh) 一种用于细胞培养孔板的快速换液器
CN205347392U (zh) 一种基于水压的微纳米级电动单细胞操控系统
CN205368332U (zh) 一种基于水压的亚纳米级单细胞运动控制系统
CN210009899U (zh) 一种自动化定容摇匀装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21760148

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022503383

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21760148

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1