WO2024181548A1 - 播種装置、播種方法、及びプログラム - Google Patents

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WO2024181548A1
WO2024181548A1 PCT/JP2024/007662 JP2024007662W WO2024181548A1 WO 2024181548 A1 WO2024181548 A1 WO 2024181548A1 JP 2024007662 W JP2024007662 W JP 2024007662W WO 2024181548 A1 WO2024181548 A1 WO 2024181548A1
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WO
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rocking
information
dispersion liquid
cell dispersion
culture vessel
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PCT/JP2024/007662
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English (en)
French (fr)
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誠 梅沢
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
    • C12M1/26—Inoculator or sampler
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/02—Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving viable microorganisms
    • C12Q1/24—Methods of sampling, or inoculating or spreading a sample; Methods of physically isolating an intact microorganisms

Definitions

  • the present invention relates to a sowing device, a sowing method, and a program.
  • Patent Document 1 discloses a cell culture device that is equipped with a drive means for rotating an incubator in order to homogenize or seed cells in a substantially circular incubator or to spread liquid over the bottom of the incubator, with the aim of providing a cell culture device that can automatically perform operations associated with culture while minimizing the risk of contamination.
  • the present invention has been made in consideration of the above points, and aims to provide a sowing device, a sowing method, and a program that can efficiently perform uniform sowing.
  • a seeding device comprises: The apparatus has a sensor that acquires information regarding the rocking operation by the technician when rocking a first culture vessel containing a first cell dispersion liquid to seed cells contained in the first cell dispersion liquid into the first culture vessel.
  • the present invention provides a seeding device, a seeding method, and a program that can efficiently perform uniform seeding.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of a seeding device according to the present embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of an information processing device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of rocking operation data.
  • 10 is a flowchart illustrating the operation of the seeding device.
  • the present embodiment an embodiment of the present invention (hereinafter referred to as "the present embodiment") will be described in detail with reference to the drawings as necessary, but the present invention is not limited to this, and various modifications are possible without departing from the gist of the invention.
  • the same elements are given the same reference numerals, and duplicated explanations will be omitted.
  • positional relationships such as up, down, left, and right will be based on the positional relationships shown in the drawings.
  • the dimensional ratios of the drawings are not limited to those shown in the drawings.
  • the seeding device of this embodiment has a rocking device that rocks a second culture vessel containing a second cell dispersion liquid based on previously acquired information about a rocking operation by a technician, thereby seeding cells contained in the second cell dispersion liquid into the second culture vessel.
  • This allows the seeding device of this embodiment to perform a cell seeding operation that mimics the rocking operation by a skilled technician. Therefore, compared to a case where a plurality of technicians with different levels of skill perform the seeding operation, uniform seeding can be performed efficiently.
  • the seeding device of this embodiment may further include, in addition to the rocking device, a sensor that acquires information about the rocking operation by the technician when rocking the first culture vessel containing the first cell dispersion liquid to seed the cells contained in the first cell dispersion liquid into the first culture vessel.
  • the seeding device of this embodiment may acquire information about the cell seeding operation that imitates the rocking operation by a skilled technician, and drive the rocking device based on the information.
  • FIG. 1 shows an example of the configuration of a seeding device.
  • the seeding device 1 of this embodiment may have an information processing device 30 that acquires information about the rocking operation from the sensor 10 as necessary and causes the rocking device 20 to execute the rocking operation.
  • the rocking device can be driven based on the rocking operation by the engineer acquired by the sensor, thereby enabling uniform sowing to be carried out efficiently.
  • the information regarding the rocking operation by the engineer acquired by the sensor in the above manner may be included in rocking operation data 351, which will be described later.
  • the information processing device 30 is shown as a general-purpose computer (terminal) attached to operate the rocking device 20, but the information processing device 30 may also be a server.
  • information regarding the rocking operation by the engineer may be held by a cloud server, which is one of the information processing devices 30, and a terminal attached to the rocking device 20 may acquire information regarding the rocking operation by the engineer from the cloud server and drive the rocking device 20.
  • the sensor 10 acquires information regarding a rocking operation performed by a technician when rocking the first culture vessel containing the first cell dispersion liquid to seed the cells contained in the first cell dispersion liquid into the first culture vessel.
  • the sensor may be, for example, a motion sensor such as a three-dimensional acceleration sensor or a gyro sensor installed in the first culture vessel.
  • a motion sensor such as a three-dimensional acceleration sensor or a gyro sensor installed in the first culture vessel.
  • the sensor when the rocking device in which the first culture vessel is placed is operated with a joystick or other operation interface, the sensor may be, for example, one that detects the movement of the rocking device caused by the joystick or other operation interface. In this way, when a technician uses the operation interface to rock the rocking device to seed the cells contained in the first cell dispersion liquid into the first culture vessel, the motion sensor placed in the first culture vessel can obtain information regarding the rocking operation performed on the first culture vessel.
  • an example of a sensor other than the above is an image sensor.
  • the image sensor may sense the movement of a person to obtain information regarding the shaking operation performed by the technician on the first incubation vessel.
  • the information regarding the rocking operation may include, for example, information regarding the direction, angle, time, etc. at which the bottom surface of the first culture vessel is tilted relative to the horizontal plane.
  • the rocking operation may include an operation of seeding small particles in the first culture vessel by tilting the first culture vessel containing the first cell dispersion liquid.
  • information regarding the rocking operation may also include, for example, tilt (detection of the direction of gravity), translation (movement/vibration/shock/fall), speed, displacement, etc., acquired by an acceleration sensor.
  • the technician is not particularly limited as long as he or she has experience in sowing seeds, and may be an expert.
  • the first rocking operation and the second rocking operation do not match perfectly, but in this embodiment, the technician can have the sensor acquire his or her own rocking operation, and then repeatedly reproduce the operation acquired by the sensor using the rocking device. Furthermore, by having the sensor acquire the rocking operation of an expert, even an unexpert can repeatedly reproduce the same rocking operation as the expert using the rocking device.
  • the first culture vessel detected by the sensor may be the same as or different from the second culture vessel.
  • Examples of the first culture vessel and the second culture vessel include, but are not limited to, a petri dish, a multi-well plate, a culture flask, and a roller bottle.
  • the first cell dispersion liquid detected by the sensor may be the same as or different from the second cell dispersion liquid.
  • the first cell dispersion liquid and the second cell dispersion liquid are not particularly limited, and may contain, for example, cells and a liquid medium.
  • the cells contained in the first cell dispersion liquid and the second cell dispersion liquid may be adherent cells or non-adherent cells. Among these, adherent cells, which are required to be uniformly seeded on the inner surface of the culture vessel, are preferred.
  • the rocking device 20 is a device that rocks a second culture vessel containing a second cell dispersion liquid based on information related to the rocking operation acquired by the sensor, thereby seeding cells contained in the second cell dispersion liquid into the second culture vessel.
  • the rocking device 20 may include, for example, a stage 21 and a drive mechanism 22 capable of tilting the stage 21 in any direction or angle so as to be able to rock the second culture vessel.
  • the rocking device 20 is not particularly limited as long as it is configured to be able to rock the second cell dispersion liquid in the vessel by tilting the second culture vessel in any direction or angle.
  • the rocking device 20 without a stage 21 is not particularly limited, but may be, for example, one equipped with a collaborative robot.
  • the second culture vessel may be held at the tip of the robot arm, and the second cell dispersion liquid in the second culture vessel may be rocked by the movement of the arm.
  • rocking device 20 may not be able to reproduce the information about the rocking operation acquired by the sensor as is due to limitations in the mechanical operating range.
  • the rocking device 20 may control the drive mechanism 22 based on a comparison between the rocking operation acquired by the sensor and the mechanical operating range. Specifically, if the rocking operation acquired by the sensor exceeds the operable conditions such as the operating range or operating speed of the rocking device, or if there is a large difference in the operation such as the tilting of the culture vessel when comparing the rocking operation acquired by the sensor with the mechanical operating range, the drive mechanism 22 may be controlled to tilt the stage 21 faster or slower. In this way, in rocking operations that exceed the mechanical operating range, the operation speed, etc. may be controlled so that the effect on the cell dispersion liquid is similar.
  • the information processing device 30 may, for example, obtain information on the rocking operation from the sensor 10 and cause the rocking device 20 to execute the rocking operation.
  • the information processing device 30 may be a desktop, laptop, or other computer.
  • the information processing device 30 is a general-purpose computer and may be configured as a single computer or may be configured as a plurality of computers scattered over a network N.
  • the information processing device 30 may be, for example, a desktop, laptop, or other computer.
  • the information processing device 30 may also be a general-purpose computer and may be configured as a single computer, or may be configured as multiple computers scattered across the network N.
  • FIG. 2A is a diagram showing an example of the hardware configuration and functional configuration of the information processing device 30.
  • the information processing device 30 includes, for example, a processor 310, a communication interface 320, an input/output interface 330, a memory 340, a storage 350, and one or more communication buses 360 for interconnecting these components.
  • Processor 310 executes processes, functions, or methods implemented by code or instructions included in a program stored in storage 350.
  • Processor 310 may include, by way of example and not limitation, one or more central processing units (CPUs), MPUs (Micro Processing Units), GPUs (Graphics Processing Units), microprocessors, processor cores, multiprocessors, ASICs (Application-Specific Integrated Circuits), FPGAs (Field Programmable Gate Arrays), etc., and may implement the processes, functions, or methods disclosed in each embodiment by logic circuits (hardware) or dedicated circuits formed in integrated circuits (IC (Integrated Circuit) chips, LSIs (Large Scale Integration)), etc.
  • CPUs central processing units
  • MPUs Micro Processing Units
  • GPUs Graphics Processing Units
  • microprocessors processor cores
  • multiprocessors multiprocessors
  • ASICs Application-Specific Integrated Circuits
  • FPGAs Field Programmable Gate Arrays
  • the processor 310 of this embodiment may be configured to function as a transmission/reception unit 311, a management unit 312, a display control unit 313, a control unit 314, an estimation unit 315, a conversion unit 316, and a learning unit 317.
  • the communication interface 320 transmits and receives various data to and from other devices via the network N.
  • the communication may be performed either wired or wirelessly, and any communication protocol may be used as long as the devices can communicate with each other.
  • the communication interface 320 is implemented as hardware such as a network adapter, various types of communication software, or a combination of these.
  • the network N may be, by way of example and not limitation, an ad hoc network, an intranet, an extranet, a virtual private network (VPN), a local area network (LAN), a wireless LAN (WLAN), a wide area network (WAN), a wireless WAN (WWAN), a metropolitan area network (MAN), a portion of the Internet, a portion of the public switched telephone network (PSTN), a mobile telephone network, Integrated Service Digital Networks (ISDNs), wireless LANs, Long Term Evolution (LTE), Code Division Multiple Access (CDMA), Bluetooth (registered trademark), satellite communications, or any combination thereof.
  • a network may include one or more networks.
  • the input/output interface 330 includes an input device for inputting various operations to the information processing device 30, and an output device for outputting the results of processing by the information processing device 30.
  • the input/output interface 330 includes information input devices such as a keyboard, mouse, and touch panel, and information output devices such as a display. Note that the information processing device 30 may accept a specified input and execute a specified output by connecting an external input/output interface 330.
  • Memory 340 temporarily stores programs loaded from storage 350 and provides a working area for processor 310. Memory 340 also temporarily stores various data generated while processor 310 is executing a program. Memory 340 may be, for example, a high-speed random access memory such as DRAM, SRAM, DDR RAM, or other random access solid-state storage device, or a combination of these.
  • Storage 350 stores programs, each functional unit, and various data.
  • Storage 350 may be, for example, one or more magnetic disk storage devices, optical disk storage devices, flash memory devices, or non-volatile memories such as other non-volatile solid-state storage devices, or may be a combination of these.
  • Another example of storage 350 is one or more storage devices installed remotely from processor 310.
  • the transmitter/receiver 311 may function as a transmitter that transmits various types of information to other devices via the communication interface 320 and the network N, or as a receiver that receives various types of information from other devices.
  • the management unit 312 manages a plurality of rocking operations acquired by the sensor. Specifically, the management unit 312 may acquire information on the rocking operations acquired by the sensor from the sensor 10 and record it in the rocking operation data 351. At that time, the management unit 312 may record the information on the rocking operation in association with the acquisition date and time, the name of the operator, the type of the first culture vessel used, the cell tumor contained in the first cell dispersion liquid, and the composition of the first cell dispersion liquid.
  • FIG. 2B shows an example of the rocking operation data 351.
  • the "rocking operation ID" is an ID for uniquely identifying the rocking operation.
  • the rocking operation data 351 may also include information about the first cell dispersion liquid, information about the first culture vessel, information about the technician, information about the sensor, information about the registered file name and the date and time of implementation, information about the rocking operation acquired by the sensor 10, information about the operation of the rocking device 20, information about seeding, and the like.
  • the information about the first cell dispersion liquid may include information about the dispersed cell tumor, in addition to the composition of the culture medium of the first cell dispersion liquid. Furthermore, instead of the components of the culture medium, information about the product name and manufacturer of the medium may be included. Furthermore, the information about the first culture vessel may include information about the shape and size of the vessel.
  • the information about the sensor may include information to identify the sensor used.
  • the information regarding the rocking operation acquired by the sensor 10 may record information regarding the rocking operation performed on the first culture vessel acquired by a motion sensor or the like. Furthermore, the information regarding the driving of the rocking device 20 may record information regarding the rocking operation performed on the second culture vessel when the control unit 314 described below drives the rocking device 20.
  • the seeding information may include information regarding the evaluation of the seeding, such as the uniformity of the seeding, the proportion of normal cells growing (normal morphology rate), the proportion of abnormal cells growing (abnormal morphology rate), the rate of increase in cell number, and the cell survival rate, and may also include information regarding the culture results of the seeded cells.
  • this information can be obtained by culturing the cells shaken in the second culture vessel and observing them under a microscope.
  • the second culture vessel is set in an observation device such as a microscope to obtain information regarding the uniformity of the seeding distribution, the cell number, or the cell morphology.
  • the second culture vessel may then be left stationary in an incubator to culture the cells for a predetermined period of time, and then set again in an observation device such as a microscope for observation to obtain information regarding the uniformity of the seeding distribution, the cell number, or the cell morphology. In this way, the uniformity of the seeding distribution, the cell number, or the cell morphology can be observed over time.
  • a judgment algorithm that can automatically obtain information regarding the culture results of the cells from the microscope images, etc. may be used.
  • FIG. 2B also shows rocking operation data 351 that stores data when a first culture vessel containing a first cell dispersion liquid is rocked, but management unit 312 may also accumulate data when a second culture vessel containing a second cell dispersion liquid is rocked in rocking operation data 351. In this case, management unit 312 may record the rocking operation ID referenced when rocking the second culture vessel in association with the data when the second culture vessel was rocked.
  • the display control unit 313 controls the display of a plurality of rocking operations so that they can be selected.
  • the display control unit 313 may control the display of a rocking operation that corresponds to a predetermined search condition so that it can be selected from the plurality of rocking operations recorded in the rocking operation data 351.
  • the display control unit 313 may receive the engineer performing the operation and the composition of the first cell dispersion liquid as search conditions, and control the display of a list of rocking operations that correspond to the search conditions.
  • the control unit 314 may drive and control the rocking device 20 based on information related to the rocking operation recorded in the rocking operation data 351. For example, when a user selects a rocking operation whose display has been controlled by the display control unit 313, the control unit 314 may cause the rocking device 20 to execute information related to the selected rocking operation.
  • the estimation unit 315 may estimate a more suitable rocking operation from a plurality of rocking operations according to the second cell dispersion liquid. Specifically, the estimation unit 315 may extract information about the first cell dispersion liquid recorded in the rocking operation data 351 that has a high similarity to information about the second cell dispersion liquid, and estimate a suitable rocking operation. In this case, the estimation unit 315 may estimate information about the rocking operation according to the information about the second cell dispersion liquid, using a model that outputs information about the rocking operation from information about the cell dispersion liquid created by the learning unit 317 described later.
  • the information about the second cell dispersion liquid is not particularly limited, but may include, for example, the type of cells, the type of culture medium, the amount of culture medium, and viscosity.
  • the display control unit 313 may control the display of a form that accepts information about the second cell dispersion liquid, and may control the display of the rocking operation estimated by the estimation unit 315.
  • the estimation unit 315 may also estimate a more suitable rocking operation from multiple rocking operations depending on the second incubation vessel.
  • Information about the second incubation vessel is not particularly limited, but may include, for example, the type and shape of the vessel, the weight of the vessel, etc.
  • the estimation unit 315 may estimate information related to seeding, such as the uniformity of seeding, the proportion of normal cells growing (normal morphology rate), the proportion of abnormal cells growing (abnormal morphology rate), the increase rate of cell count, and the survival rate of cells, based on the information about the oscillation, using a model that outputs information related to seeding from information about oscillation created by the learning unit 317 described below.
  • the estimation unit 315 may estimate information related to seeding by further taking into account information about the second cell dispersion liquid. This makes it possible to simulate information related to the culture results of the seeded cells when a specified oscillation operation is performed.
  • the conversion unit 316 may convert the information on the rocking operation acquired by the sensor 10 into operation information for rocking the rocking device 20.
  • the "information on the rocking operation acquired by the sensor 10" recorded in the rocking operation data 351 may be used as it is as “information on driving the rocking device 20", but there may be cases where the "information on the rocking operation acquired by the sensor 10" cannot be used as it is as “information on driving the rocking device 20" due to restrictions on the movable range of the rocking device 20, and a desired conversion may be applied to the "information on the rocking operation acquired by the sensor 10" to reproduce it on the rocking device 20.
  • the conversion unit 316 may use the operation converted based on the "information regarding the rocking operation acquired by the sensor 10" as "information regarding the drive of the rocking device 20."
  • the rocking device 20 may seed the cells contained in the second cell dispersion liquid into the second culture vessel by rocking the second culture vessel containing the second cell dispersion liquid based on the operation information converted by the conversion unit 316.
  • the conversion method is not particularly limited, but for example, when the "information regarding the rocking operation acquired by the sensor 10" includes a movement that exceeds the range of motion of the rocking device 20, the excess portion is converted to a movement that does not exceed the range of motion of the rocking device 20.
  • the conversion unit 316 may convert the rocking motion performed by the rocking device 20 to a slower one from the viewpoint of reducing damage to cells, or, if the motion includes a sudden change in inclination of a predetermined magnitude or more, convert it to a motion that reduces the sudden change in inclination.
  • the conversion unit 316 may compress the amount of data by reducing the dimensionality of the "information relating to the rocking operation acquired by the sensor 10", or may increase the dimensionality to enable more complex behavior.
  • the conversion unit 316 may perform the desired conversion according to the viscosity of the cell dispersion liquid. Specifically, the slope may be made smaller for a low-viscosity dispersion liquid, or the slope may be made smaller for a high-viscosity dispersion liquid, or the tilt time may be shortened for a low-viscosity dispersion liquid, or the tilt time may be lengthened for a high-viscosity dispersion liquid.
  • the conversion unit 316 may refer to the swing operation data 351 to determine the tilt operation for a cell dispersion liquid with a known viscosity, and may interpolate or extrapolate the viscosity to determine the degree of the tilt operation.
  • the display control unit 313 described below may display a message indicating that the rocking operation cannot be acquired, and may request the technician to rock the first culture vessel containing the first cell dispersion liquid again. Then, a rocking operation that does not exceed the operating range of the rocking device may be acquired.
  • the display control unit 313 displays a message indicating that the rocking operation cannot be acquired
  • the display control unit 313 may display a message indicating the reason why the rocking operation cannot be acquired, such as "The tilt exceeds the operating range" or "The seeding operation speed exceeds the operating speed.” The user can see such a message and perform the rocking operation again.
  • the drive mechanism 22 may be controlled to tilt the stage 21 faster or slower depending on the portion that exceeds the operating conditions of the rocking device when comparing the rocking operation acquired by the sensor with the mechanical operating range.
  • the learning unit 317 may create a model using information on the rocking operation by the technician and information on the seeding of the cells contained in the first cell dispersion liquid by the rocking operation as training data. This allows the learning unit 317 to identify a more appropriate rocking operation among the rocking operations by the technician and to operate the rocking device 20 based on the identified rocking operation.
  • the learning unit 317 may obtain information regarding the rocking operation by the engineer not only from information obtained from a single rocking operation by the engineer via a sensor or the like, but also from information obtained from multiple rocking operations via a sensor or the like, by generating average operation data by the engineer using a predetermined algorithm or model.
  • rocking motion can be obtained by analyzing or extracting the characteristic quantities of the motion or analyzing or extracting the average motion of the motion based on data from multiple rocking motions. For example, a rocking operation can be performed n times by a technician, and information about the rocking motion can be obtained by averaging the information. Note that if there is a rocking motion that deviates significantly from the average in the n repetitions, the deviating rocking motion does not need to be used to obtain information about the rocking motion.
  • the learning unit 317 may also create a model using information about the rocking performed by the rocking device 20 and information about the seeding of cells contained in the second cell dispersion liquid by the rocking as training data. This makes it possible to identify a more appropriate rocking operation among the rocking operations performed by the rocking device 20, and thus to identify a more efficient rocking operation.
  • the learning unit 317 may also perform reinforcement learning based on an evaluation function based on the uniformity of sowing, etc. This makes it possible to identify a more appropriate rocking operation among the rocking operations performed by the rocking device 20, and thus to identify a more efficient rocking operation.
  • the information regarding the seeding may include information regarding evaluation of the seeding, such as the uniformity of the seeding.
  • the information regarding the seeding may also include information regarding the culture results of the seeded cells.
  • the seeding device 1 of the present embodiment may have a supply device 40 that supplies the first cell dispersion liquid to the first culture vessel.
  • the supply device 40 is not particularly limited, and may have, for example, a pipette unit capable of supplying the first cell dispersion liquid to the first culture vessel, a flow path that supplies the first cell dispersion liquid to the pipette unit, a storage unit that stores the first cell dispersion liquid supplied to the flow path, and a liquid delivery unit that delivers the first cell dispersion liquid to the flow path.
  • the amount and speed of the first cell dispersion liquid delivered by the delivery unit of the supply device 40 may be controlled by the control unit 314 of the information processing device 30 of this embodiment.
  • the supply device 40 may have a mechanism for setting a tube containing the second cell dispersion liquid and sucking it up with a pipette, and a mechanism for then dripping a predetermined amount of cell liquid from an arbitrary position with the pipette.
  • a combination of a horizontal drip position and a vertical drip height may enable uniform dripping without air bubbles.
  • the supply device 40 may set a tube containing the second cell dispersion liquid and a container containing a culture medium in a predetermined position, and start a pipetting operation using a robot hand based on information on the type of container, such as a petri dish or well plate, and information on the optimized position and drip amount.
  • the optimized position may include information on the horizontal drip position and the vertical drip height. This makes it possible to perform cell supply and culture medium supply operations in a uniform manner, and by combining this with a rocking operation, more stable cell culture can be achieved.
  • step S10 when the user selects a new rocking operation to be recorded by the sensor 10 and causes the sensor 10 to detect that operation, the management unit 312 of the seeding device 1 obtains information about the rocking operation obtained by the sensor 10 from the sensor 10 via the transmission/reception unit 311.
  • step S11 the management unit 312 of the seeding device 1 records the acquired information regarding the rocking operation in the rocking operation data 351.
  • the management unit 312 of the seeding device 1 may record information regarding the first cell dispersion liquid, information regarding the first culture vessel, information regarding the technician, information regarding the sensor, information regarding the registered file name, information regarding the implementation date and time, etc. in association with each other.
  • the management unit 312 of the sowing device 1 may record the acquired information regarding the rocking operation as information regarding the driving of the rocking device 20 in the rocking operation data 351.
  • the conversion unit 316 of the sowing device 1 may perform a predetermined conversion process on the information regarding the driving of the rocking device 20 in the rocking operation data 351, and record the converted information as information regarding the driving of the rocking device 20.
  • the conversion process here may be, for example, the process of converting the information about the acquired rocking operation so that it falls within the range of motion of the rocking device 20, or the process of detecting sudden changes in movement in the acquired rocking operation and converting it into a more gentle movement.
  • step S12 the display control unit 313 of the sowing device 1 may refer to the rocking operation data 351 in response to the user's operation and control the display of information on a specified rocking operation. Then, in step S13, the user performs a search or narrows down the results, and selects the rocking operation whose display has been controlled as a result. At this time, the estimation unit 315 of the sowing device 1 may control the display of information on a recommended rocking operation in response to the information input by the user.
  • the user may input information regarding the type of container and the optimized position and amount of dripping, and the supply device 40 may supply the second cell dispersion liquid to the second culture container based on that information.
  • step S14 when the display control unit 313 of the sowing device 1 receives a rocking operation performed by a user, the control unit 314 of the sowing device 1 drives the rocking device 20 to perform the rocking operation.
  • the learning unit 315 may obtain information regarding the seeding evaluation, such as the uniformity of the seeds, the proportion of normal cells growing (normal morphology rate), the proportion of abnormal cells growing (abnormal morphology rate), the rate of increase in cell count, and the survival rate of cells, and use this information as training data.
  • the uniformity of the seeds such as the uniformity of the seeds, the proportion of normal cells growing (normal morphology rate), the proportion of abnormal cells growing (abnormal morphology rate), the rate of increase in cell count, and the survival rate of cells.
  • the seeding method of this embodiment includes a step of using a rocking device to rock a second culture vessel containing a second cell dispersion liquid based on information about the rocking operation acquired by the sensor, thereby seeding the cells contained in the second cell dispersion liquid into the second culture vessel.
  • the seeding method of this embodiment may also include a step of acquiring information about the rocking operation by a technician when rocking a first culture vessel containing a first cell dispersion liquid to seed the cells contained in the first cell dispersion liquid into the first culture vessel.
  • Program The program of this embodiment executes a step of seeding cells contained in the second cell dispersion liquid into the second culture vessel by rocking the second culture vessel containing the second cell dispersion liquid, based on information about the rocking operation acquired by the sensor, using the rocking device.
  • the program of this embodiment may also execute a step of acquiring information about the rocking operation by a technician when seeding cells contained in the first cell dispersion liquid into the first culture vessel by rocking the first culture vessel containing the first cell dispersion liquid.
  • the program may be recorded on a readable recording medium. Note that the specific aspects of the processing executed by the program of this embodiment are described above in the operational processing, so a detailed description will be omitted here.
  • the present invention has industrial applicability as one of the core technologies in an automated cell culture system.
  • 1...seeding device 10...sensor, 20...oscillating device, 21...stage, 22...driving mechanism, 30...information processing device, 40...supply device, 310...processor, 311...transmitter/receiver unit, 312...management unit, 313...display control unit, 314...control unit, 315...estimation unit, 316...conversion unit, 317...learning unit, 320...communication interface, 330...input/output interface, 340...memory, 350...storage, 351...oscillation operation data, 360...communication bus.

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Abstract

予め取得した、技術者による揺動操作に関する情報に基づいて、第２細胞分散液が入った第２培養容器を揺動することで、前記第２細胞分散液に含まれる細胞を前記第２培養容器内に播種する揺動装置を有する、播種装置。

Description

播種装置、播種方法、及びプログラム
　本発明は、播種装置、播種方法、及びプログラムに関する。
　再生医療研究やバイオ医薬研究では、細胞培養を繰り返し行う。研究や製造をより速やかに実行するためには、細胞培養作業など、単純な繰り返し作業は自動化できることが望ましい。他方で、培養作業は手作業で行われているのが現状であり、また、熟練作業を必要とするものであるため、自動化を実現し難い。
　この点について、特許文献１には、培養に伴う操作をコンタミネーションのリスクを極力排除して自動的に行うことのできる細胞培養装置を提供することを目的として、略円形形状の培養器内での細胞の均一化、播種、または液体を培養器底面に行き渡らせるために培養器を回動させる駆動手段を備える細胞培養装置が開示されている。
特開２０１０－２６８８１３号公報
　しかしながら、同一平面上で回転や偏心回転等をする回動は、熟練者が実行する播種操作とは異なり、また、回動によって播種をしようとすると、その運動により細胞がダメージを蓄積したり、必ずしも均一な播種ができないという問題がある。
　本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、均一な播種を効率的に実施できる播種装置、播種方法、及びプログラムを提供することを目的とする。
　本発明の一態様である播種装置は、
　第１細胞分散液が入った第１培養容器を揺動することで第１細胞分散液に含まれる細胞を前記第１培養容器内に播種する際に、前記技術者による前記揺動操作に関する情報を取得するセンサを、有する。
　本発明によれば、均一な播種を効率的に実施できる播種装置、播種方法、及びプログラムを提供することができる。
本実施形態の播種装置の構成の一例を示す図である。 本実施形態の情報処理装置の構成の一例を示す図である。 揺動操作データの一例を示す図である。 播種装置の動作について説明するフローチャートである。
　以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の実施の形態（以下、「本実施形態」という。）について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右などの位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
１．播種装置
　本実施形態の播種装置は、予め取得した、技術者による揺動操作に関する情報に基づいて、第２細胞分散液が入った第２培養容器を揺動することで、前記第２細胞分散液に含まれる細胞を前記第２培養容器内に播種する揺動装置を有する。これにより、本実施形態の播種装置は、熟練の技術者による揺動操作を模倣した細胞の播種操作を実行することができる。そのため、熟練度の異なる複数の技術者が播種操作を実行する場合と比べて、均一な播種を効率的に実施できる。
　また、本実施形態の播種装置は、上記揺動装置に加えて、第１細胞分散液が入った第１培養容器を揺動することで第１細胞分散液に含まれる細胞を前記第１培養容器内に播種する際に、前記技術者による前記揺動操作に関する情報を取得するセンサを、有してもよい。これにより、本実施形態の播種装置は熟練の技術者による揺動操作を模倣した細胞の播種操作に関する情報を取得し、それに基づき揺動装置を駆動してもよい。
　図１に、播種装置の構成の一例を示す。本実施形態の播種装置１は、必要に応じてセンサ１０から揺動操作に関する情報を取得し、揺動操作を揺動装置２０に実行させるための情報処理装置３０を有してもよい。
　上記構成を有することにより、センサが取得した技術者による揺動操作に基づいて、揺動装置を駆動することができるため、均一な播種を効率的に実施できる。なお、上記のようにしてセンサが取得した技術者による揺動操作に関する情報は、後述する揺動操作データ３５１に含まれてもよい。また、図２Ａにおいては、情報処理装置３０は揺動装置２０を操作するために付随した汎用コンピュータ（端末）として示しているが、情報処理装置３０はサーバであってもよい。この時、技術者による揺動操作に関する情報は、情報処理装置３０の一つであるクラウドサーバが保有し、揺動装置２０に付随した端末がクラウドサーバから技術者による揺動操作に関する情報を取得し、揺動装置２０を駆動してもよい。
１．１．センサ
　センサ１０は、第１細胞分散液が入った第１培養容器を揺動することで第１細胞分散液に含まれる細胞を第１培養容器内に播種する際に、技術者による揺動操作に関する情報を取得する。
　センサは、例えば、第１培養容器に設置した三次元加速度センサやジャイロセンサ等のモーションセンサであってもよい。これにより、技術者が、第１細胞分散液が入った第１培養容器を揺動することで第１細胞分散液に含まれる細胞を第１培養容器内に播種する操作を行うことで、第１培養容器に設置したモーションセンサが第１培養容器に施される揺動操作に関する情報を取得できる。
　また、第１培養容器を設置した揺動装置をジョイスティック又はその他の操作インターフェースで操作をする場合、センサは、例えば、ジョイスティック又はその他の操作インターフェースによる揺動装置の動きを検知するものであってもよい。これにより、技術者が操作インターフェースを用いて、揺動装置を揺動することで第１細胞分散液に含まれる細胞を第１培養容器内に播種する操作を行うことで、第１培養容器に設置したモーションセンサが第１培養容器に施される揺動操作に関する情報を取得できる。
　上記以外のセンサとしては、撮像センサが挙げられる。撮像センサの場合には、撮像センサにより人の動きをセンシングすることにより、技術者が第１培養容器に施した揺動操作に関する情報を取得してもよい。
　揺動操作に関する情報は、例えば、第１培養容器の底面が水平面に対して傾けられた方向、角度、時間などに関する情報を含んでいてもよい。揺動操作には、第１細胞分散液が入った第１培養容器を傾斜することで、第１培養容器に細部を播種する操作が含まれてもよい。
　また、上記のほかに揺動操作に関する情報としては、例えば、加速度センサによって取得された、傾き（重力方向検出）、平行移動（動き／振動／衝撃／落下）、速度、変位等が含まれてもよい。
　技術者は、播種を実施したことがある技術者であれば特に限定されず、熟練者であってもよい。人がやると１回目の揺動操作と２回目の揺動操作は完全に一致はしないが、本実施形態において技術者は自らの揺動操作をセンサに取得させることで、センサに取得させた操作を、揺動装置を用いて繰り返し再現することができる。また、熟練者の揺動操作をセンサに取得させることで、熟練者でなくとも、揺動装置を用いて熟練者と同様の揺動操作を繰り返し再現することができる。
　センサが検知する第１培養容器は、第２培養容器と同じでもよいし異なっていてもよい。第１培養容器及び第２培養容器としては、特に限定されないが、例えば、シャーレ（ペトリディッシュ）、マルチウェルプレート、培養フラスコ、ローラボトルが挙げられる。
　また、センサが検知する第１細胞分散液は、第２細胞分散液と同じでもよいし異なっていてもよい。第１細胞分散液及び第２細胞分散液は、特に限定されないが、例えば、細胞及び液体培地を含んでいてもよい。第１細胞分散液及び第２細胞分散液に含まれる細胞は、接着細胞又は非接着細胞であってもよい。このなかでも培養容器の内面へ均一に播種をすることが求められる接着細胞が好ましい。
１．２．揺動装置
　揺動装置２０は、該センサが取得した揺動操作に関する情報に基づいて、第２細胞分散液が入った第２培養容器を揺動することで、第２細胞分散液に含まれる細胞を第２培養容器内に播種する装置である。
　揺動装置２０は、第２培養容器を揺動できるように、例えば、ステージ２１と、ステージ２１を任意の方向や角度で傾斜可能な駆動機構２２と、を備えるものが挙げられる。このほかに、揺動装置２０は、第２培養容器を任意の方向や角度で傾斜することで、容器内の第２細胞分散液を揺動可能に構成されたものであれば、特に制限されない。
　また、ステージ２１を有しない揺動装置２０としては、特に限定されないが、例えば、協調ロボットなどを備えるものが挙げられる。協調ロボットを使用する場合には、ロボットアームの先端に第２培養容器を保持させ、そのアームの動きにより第２培養容器内の第２細胞分散液を揺動してもよい。
　なお、揺動装置２０は、機械的な稼働域の制限により、センサが取得した揺動操作に関する情報をそのまま再現できなくともよい。
　この際、揺動装置２０は、センサが取得した揺動操作と機械的な稼働域との対比に基づいて、駆動機構２２を制御してもよい。具体的には、センサが取得した揺動操作が揺動装置の稼働域や稼働速度など稼働可能な条件を超えた場合には、或いは、センサが取得した揺動操作と機械的な稼働域とを対比したとき培養容器の傾け方などの動作の差分が大きい場合には、ステージ２１をより早く又は遅く傾けるように駆動機構２２を制御してもよい。このように、機械的な稼働域を超える揺動操作においては、細胞分散液に与える影響が近くなるように操作速度等を制御してもよい。
１．３．情報処理装置
　情報処理装置３０は、例えば、センサ１０から揺動操作に関する情報を取得し、揺動操作を揺動装置２０に実行させてもよい。情報処理装置３０は、デスクトップ、ラップトップ、その他コンピュータであってもよい。また、情報処理装置３０は、汎用的なコンピュータであり、一台のコンピュータで構成されてもよいし、ネットワークＮ上に雲散する複数台のコンピュータで構成されてもよい。
　情報処理装置３０は、例えば、デスクトップ、ラップトップ、その他コンピュータであってもよい。また、情報処理装置３０は、汎用的なコンピュータであり、一台のコンピュータで構成されてもよいし、ネットワークＮ上に雲散する複数台のコンピュータで構成されてもよい。
　図２Ａを参照しつつ、情報処理装置３０のハードウェア構成及び機能構成について説明する。図２Ａは情報処理装置３０のハードウェア構成及び機能構成の一例を示す図である。情報処理装置３０は、例えば、プロセッサ３１０、通信インターフェース３２０、入出力インターフェース３３０、メモリ３４０、ストレージ３５０、及びこれらの構成要素を相互接続するための１つ又は複数の通信バス３６０を含む。
　プロセッサ３１０は、ストレージ３５０に記憶されるプログラムに含まれるコード、又は、命令によって実現する処理、機能、又は、方法を実行する。プロセッサ３１０は、限定でなく例として、１又は複数の中央処理装置（ＣＰＵ）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、マイクロプロセッサ（microprocessor）、プロセッサコア（processor core）、マルチプロセッサ（multiprocessor）、ＡＳＩＣ（Application-Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を含み、集積回路（ＩＣ（Integrated Circuit）チップ、ＬＳＩ（Large Scale Integration））等に形成された論理回路（ハードウェア）や専用回路によって各実施形態に開示されるそれぞれの、処理、機能、又は、方法を実現してもよい。
　図２Ａに示すように、本実施形態のプロセッサ３１０は、送受信部３１１、管理部３１２、表示制御部３１３、制御部３１４、推定部３１５、変換部３１６、及び学習部３１７として機能するよう構成されてもよい。
　通信インターフェース３２０は、ネットワークＮを介して他の装置と各種データの送受信を行う。当該通信は、有線、無線のいずれで実行されてもよく、互いの通信が実行できるのであれば、どのような通信プロトコルを用いてもよい。例えば、通信インターフェース３２０は、ネットワークアダプタ等のハードウェア、各種の通信用ソフトウェア、又はこれらの組み合わせとして実装される。
　ネットワークＮは、限定でなく例として、アドホック・ネットワーク（Ad Hoc Network）、イントラネット、エクストラネット、仮想プライベート・ネットワーク（Virtual Private Network：ＶＰＮ）、ローカル・エリア・ネットワーク（Local Area Network：ＬＡＮ）、ワイヤレスＬＡＮ（Wireless LAN：ＷＬＡＮ）、広域ネットワーク（Wide Area Network：ＷＡＮ）、ワイヤレスＷＡＮ（Wireless WAN：ＷＷＡＮ）、大都市圏ネットワーク（Metropolitan Area Network：ＭＡＮ）、インターネットの一部、公衆交換電話網（Public Switched Telephone Network：ＰＳＴＮ）の一部、携帯電話網、ＩＳＤＮｓ（Integrated Service Digital Networks）、無線ＬＡＮｓ、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）、ブルートゥース（Bluetooth（登録商標））、衛星通信等であってよく、これらが組み合わせられてもよい。ネットワークは、１つまたは複数のネットワークを含むことができる。
　入出力インターフェース３３０は、情報処理装置３０に対する各種操作を入力する入力装置、及び、情報処理装置３０で処理された処理結果を出力する出力装置を含む。例えば、入出力インターフェース３３０は、キーボード、マウス、及びタッチパネル等の情報入力装置、及びディスプレイ等の情報出力装置を含む。なお、情報処理装置３０は、外付けの入出力インターフェース３３０を接続することで、所定の入力を受け付けてもよいし、所定の出力を実行してもよい。
　メモリ３４０は、ストレージ３５０からロードしたプログラムを一時的に記憶し、プロセッサ３１０に対して作業領域を提供する。メモリ３４０には、プロセッサ３１０がプログラムを実行している間に生成される各種データも一時的に格納される。メモリ３４０は、例えば、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＤＤＲ　ＲＡＭ又は他のランダムアクセス固体記憶装置などの高速ランダムアクセスメモリであってよく、これらが組み合わせられてもよい。
　ストレージ３５０は、プログラム、各機能部、及び各種データを記憶する。ストレージ３５０は、例えば、１つ又は複数の磁気ディスク記憶装置、光ディスク記憶装置、フラッシュメモリデバイス、又は他の不揮発性固体記憶装置などの不揮発性メモリ等であってよく、これらが組み合わせられてもよい。ストレージ３５０の他の例としては、プロセッサ３１０から遠隔に設置される１つ又は複数の記憶装置を挙げることができる。
１．３．１．送受信部
　送受信部３１１は、例えば、通信インターフェース３２０とネットワークＮを介して、他の装置に各種情報を送信する送信部、又は他の装置から各種情報を受信する受信部として機能してもよい。
１．３．２．管理部
　管理部３１２は、センサが取得した複数の揺動操作を管理する。具体的には、管理部３１２はセンサが取得した揺動操作に関する情報をセンサ１０から取得し、揺動操作データ３５１に記録してもよい。また、その時に、管理部３１２は、揺動操作に関する情報と、その取得日時、実施者名、使用した第１培養容器の種類、第１細胞分散液に含まれる細胞腫、第１細胞分散液の組成を対応づけて記録してもよい。
　図２Ｂに、揺動操作データ３５１の一例を示す。揺動操作データ３５１において、「揺動操作ＩＤ」は、揺動操作を一意に特定するためのＩＤである。また、揺動操作データ３５１は、第１細胞分散液に関する情報、第１培養容器に関する情報、技術者に関する情報、センサに関する情報、登録ファイル名や実施日時に関する情報、センサ１０が取得した揺動操作に関する情報、揺動装置２０の駆動に関する情報、播種に関する情報などを含んでいてもよい。
　ここで、第１細胞分散液に関する情報には、第１細胞分散液の培養液の組成のほか、分散している細胞腫に関する情報が含まれてもよい。さらに、培養液の成分に代えて、培地の商品名や製造元に関する情報などが含まれてもよい。また、第１培養容器に関する情報には、容器の形状や大きさなどに関する情報が含まれていてもよい。
　センサに関する情報には、使用したセンサを特定するための情報が含まれていてもよい。
　さらに、センサ１０が取得した揺動操作に関する情報には、モーションセンサなどが取得した第１培養容器に施される揺動操作に関する情報が記録されてもよい。また、揺動装置２０の駆動に関する情報には、後述する制御部３１４が揺動装置２０を駆動するときに、第２培養容器に施される揺動操作に関する情報が記録されてもよい。
　また、播種に関する情報には、播種の均一性、正常な細胞が育つ割合（正常形体率）、異常な細胞が育つ割合（異常形体率）、細胞数の増加率、細胞の生死率などの播種の評価に関する情報が含まれてもよく、播種した細胞の培養結果に関する情報が含まれていてもよい。
　なおこれらの情報は、第２培養容器に揺動された細胞を培養し、さらに顕微鏡で観察したりすることにより取得できる。具体的には、細胞を播種した後の第２培養容器を、顕微鏡などの観察装置にセットし、播種分布の均一性、細胞数、又は細胞形態に関する情報を取得する。そして、その第２培養容器をインキュベータ内で静置して所定期間細胞培養し、改めて、顕微鏡などの観察装置にセットして観察することにより、播種分布の均一性、細胞数、又は細胞形態に関する情報を取得してもよい。これにより、播種分布の均一性、細胞数、又は細胞形態の変化を時間を追って観察することができる。なお、顕微鏡観察の際には、上記細胞の培養結果に関する情報を顕微鏡画像などから自動で取得可能な判定アルゴリズムを用いてもよい。
　また、図２Ｂには、第１細胞分散液が入った第１培養容器を揺動したときのデータが格納された揺動操作データ３５１を示すが、管理部３１２は、揺動操作データ３５１に、第２細胞分散液が入った第２培養容器を揺動したときのデータを蓄積してもよい。その際には、管理部３１２は、第２培養容器を揺動する際に参照した揺動操作ＩＤを、第２培養容器を揺動したときのデータと対応付けて記録してもよい。
１．３．３．表示制御部
　表示制御部３１３は、複数の揺動操作を選択可能に表示制御する。この際に、表示制御部３１３は、揺動操作データ３５１に記録された複数の揺動操作の中から、所定の検索条件に対応するものを、選択可能に表示制御してもよい。例えば、操作を行う技術者と第１細胞分散液の組成を検索条件として受付け、その検索条件に対応する揺動操作のリストを表示制御してもよい。
１．３．４．制御部
　制御部３１４は、揺動操作データ３５１に記録された揺動操作に関する情報に基づいて、揺動装置２０を駆動制御してもよい。例えば、表示制御部３１３が表示制御した揺動操作をユーザが選択すると、制御部３１４は、その選択された揺動操作に関する情報を揺動装置２０に実行させてもよい。
１．３．５．推定部
　推定部３１５は、第２細胞分散液に応じて、複数の揺動操作からより適した揺動操作を推定してもよい。具体的には、推定部３１５は、揺動操作データ３５１に記録された第１細胞分散液に関する情報のうち、第２細胞分散液に関する情報と類似度の高いものを抽出し、適した揺動操作を推定してもよい。この際、推定部３１５は、後述する学習部３１７が作成した細胞分散液に関する情報から揺動操作に関する情報を出力するモデルを用いて、第２細胞分散液に関する情報に応じて、揺動操作に関する情報を推定してもよい。
　第２細胞分散液に関する情報としては、特に限定されないが、例えば、細胞の種類、培養液の種類、培養液の量、粘度などが挙げられる。この際、表示制御部３１３は第２細胞分散液に関する情報を受け付けるフォームを表示制御し、推定部３１５が推定した揺動操作を表示制御してもよい。
　また、推定部３１５は、第２培養容器に応じて、複数の揺動操作からより適した揺動操作を推定してもよい。第２培養容器に関する情報としては、特に限定されないが、例えば、容器の種類や形状、容器の重さなどが挙げられる。
　さらに、推定部３１５は、後述する学習部３１７が作成した揺動に関する情報から播種に関する情報を出力するモデルを用いて、上述した揺動に関する情報に基づいて、播種の均一性、正常な細胞が育つ割合（正常形体率）、異常な細胞が育つ割合（異常形体率）、細胞数の増加率、細胞の生死率などの播種に関する情報を推定してもよい。また、この際に、推定部３１５は、第２細胞分散液に関する情報をさらに考慮して、播種に関する情報を推定してもよい。これにより、所定の揺動操作を行った場合における、播種した細胞の培養結果に関する情報をシミュレーションすることができる。
１．３．６．変換部
　変換部３１６は、センサ１０が取得した揺動操作に関する情報を、揺動装置２０を揺動するための動作情報へと変換してもよい。揺動操作データ３５１に記録された「センサ１０が取得した揺動操作に関する情報」は、そのまま「揺動装置２０の駆動に関する情報」として用いてもよいが、例えば、揺動装置２０の可動域の制限により「センサ１０が取得した揺動操作に関する情報」をそのまま「揺動装置２０の駆動に関する情報」として用いられない場合、「センサ１０が取得した揺動操作に関する情報」に所望の変換を加えて、揺動装置２０で再現したい場合などが挙げられる。
　このような際に、変換部３１６が「センサ１０が取得した揺動操作に関する情報」に基づいて変換した動作を「揺動装置２０の駆動に関する情報」として用いてもよい。これにより、揺動装置２０は、変換部３１６が変換した動作情報に基づいて、第２細胞分散液が入った第２培養容器を揺動することで、第２細胞分散液に含まれる細胞を第２培養容器内に播種してもよい。
　変換方法としては、特に限定されないが、例えば、「センサ１０が取得した揺動操作に関する情報」が揺動装置２０の可動域を超えた動きを含む場合には、その超える部分については、揺動装置２０の可動域を超えない動きとする方法が挙げられる。
　また、「センサ１０が取得した揺動操作に関する情報」に所望の変換を加える場合としては、例えば、細胞へのダメージを緩和する観点から、変換部３１６が揺動装置２０で実行する揺動運動をよりスローに変換したり、所定以上の急激な傾きの変化を伴う動きが含まれる場合には、その急激な傾きの変化を緩和した動きへと変換したりしてもよい。あるいは、変換部３１６は「センサ１０が取得した揺動操作に関する情報」を低次元化することで、データ量を圧縮したりしても、高次元化して、より複雑な挙動を可能としてもよい。
　また、他の例として、変換部３１６は、細胞分散液の粘度に応じて上記所望の変換を加えてもよい。具体的には、低粘度の分散液であれば傾きを小さくしたり、高粘度の分散液であれば傾きを置きくしたり、或いは、低粘度の分散液であれば傾ける時間を短くしたり、高粘度の分散液であれば傾ける時間を長くしたりしてもよい。また、この際の変換においては、変換部３１６は、揺動操作データ３５１を参照して、粘度が既知の細胞分散液に対する傾き動作を参照し、粘度を内挿又は外挿して、傾き動作の程度を決定してもよい。
　また、センサが取得した揺動操作が揺動装置の稼働域や稼働速度など稼働可能な条件を超えた場合には、後述する表示制御部３１３が揺動操作の取得ができない旨を表示制御し、技術者に第１細胞分散液が入った第１培養容器を揺動する操作を再度要求してもよい。そして、揺動装置の稼働域を超えない揺動操作を取得してもよい。また、表示制御部３１３が揺動操作の取得ができない旨を表示制御する際には、表示制御部３１３は、「傾きが稼働域を超えています。」、「播種操作の速度が稼働速度を超えています」など、揺動操作の取得ができない理由を表示制御してもよい。ユーザはこのような表示を見て再度揺動操作を実行することができる。
　また、センサが取得した揺動操作が揺動装置の稼働域や稼働速度など稼働可能な条件を超えた場合には、センサが取得した揺動操作と機械的な稼働域とを対比したとき、揺動装置の稼働条件を超えた部分に応じて、ステージ２１をより早く又は遅く傾けるように駆動機構２２を制御してもよい。
１．３．７．学習部
　学習部３１７は、技術者による揺動操作に関する情報と、当該揺動操作による第１細胞分散液に含まれる細胞の播種に関する情報と、を教師データとして、モデルを作成してもよい。これにより、技術者による揺動操作のうち、より適切な揺動操作を特定し、それをもとに揺動装置２０を操作できる。
　学習部３１７は、技術者による揺動操作に関する情報は、技術者による１回分の揺動操作からセンサ等を介して得られる情報だけでなく、複数回の揺動操作からセンサ等を介して得られる情報に元づき、所定のアルゴリズムやモデルによって、技術者による平均的な動作データを生成することによって得てもよい。
　熟練の技術者であってもヒトの作業にはばらつきが生じ得るが、複数回の揺動動作のデータに基づいて、その動きの特徴量の分析又は抽出や、その動作の平均的な動きの分析又は抽出により、より理想的な揺動動作に関する情報を取得できる。例えば、ある技術者に揺動操作をｎ回繰り返して実行し、その情報の平均を取り、揺動動作に関する情報を取得してもよい。なお、ｎ回の繰り返しにおいて、平均から大きく外れる揺動動作があるときは、当該外れの揺動動作は、上記揺動動作に関する情報の取得に使用しなくてもよい。
　また、学習部３１７は、揺動装置２０が実行した揺動に関する情報と、当該揺動による第２細胞分散液に含まれる細胞の播種に関する情報と、を教師データとして、モデルを作成してもよい。これにより、揺動装置２０が実行する揺動操作のうち、より適切な揺動操作を特定することができ、より効率的な揺動操作を特定することができる。
　また、学習部３１７は、播種の均一性などに基づく評価関数に基づいて強化学習を行っても良い。これにより、揺動装置２０が実行する揺動操作のうち、より適切な揺動操作を特定することができ、より効率的な揺動操作を特定することができる。
　ここで、播種に関する情報には、播種の均一性などの播種の評価に関する情報が含まれてもよい。また、播種に関する情報には、播種した細胞の培養結果に関する情報が含まれていてもよい。
１．４．供給装置
　本実施形態の播種装置１は、第１細胞分散液を第１培養容器に供給する供給装置４０を有してもよい。供給装置４０は、特に限定されないが、例えば、第１培養容器に対して、第１細胞分散液を供給可能なピペット部と、ピペット部に対して第１細胞分散液を供給する流路と、流路に供給される第１細胞分散液を貯留する貯留部と、流路に第１細胞分散液を送液する送液部を有してもよい。
　また、供給装置４０の送液部による第１細胞分散液の送液量や送液速度などは、本実施形態の情報処理装置３０の制御部３１４により制御されてもよい。
　この際、供給装置４０は、第２細胞分散液が入ったチューブをセットしピペットで吸い上げる機構と、そのあと任意の位置から細胞液の所定量をピペットで滴下できる機構を有してもよい。また、水平面方向の滴下位置と鉛直方向の滴下高さの組合せによって、均一かつ気泡混入のない滴下を可能としてもよい。具体的には、第２細胞分散液が入ったチューブと培地入り容器を所定位置にセットし、シャーレ、ウェルプレートなどの容器種別に関する情報と、適化する位置と滴下量に関する情報に基づいて、供給装置４０がロボットハンドによるピペッティング動作を開始してもよい。なお、適化する位置は、水平面方向の滴下位置と鉛直方向の滴下高さに関する情報を含んでいてもよい。これにより、細胞の供給や培地の供給操作も均一な方法で実行することが可能となり、揺動操作と合わせることでより、安定した細胞培養を達成することができる。
１．５．動作処理
　次に、播種装置１の動作について説明する。図３にフローチャートを示す。
　ステップＳ１０において、ユーザが新規に揺動操作をセンサ１０で記録する操作を選び、センサ１０によりその操作を検知させると、播種装置１の管理部３１２は送受信部３１１を介してセンサ１０が取得した揺動操作に関する情報をセンサ１０から取得する。
　ステップＳ１１において、播種装置１の管理部３１２は、取得した揺動操作に関する情報を揺動操作データ３５１に記録する。この際、播種装置１の管理部３１２は、第１細胞分散液に関する情報、第１培養容器に関する情報、技術者に関する情報、センサに関する情報、登録ファイル名や実施日時に関する情報などを対応付けて記録してもよい。
　この際に、播種装置１の管理部３１２は、揺動操作データ３５１における揺動装置２０の駆動に関する情報として、取得した揺動操作に関する情報を記録してもよい。また、これに代えて、播種装置１の変換部３１６は、揺動操作データ３５１における揺動装置２０の駆動に関する情報に対して所定の変換処理を加えて、変換後の情報を揺動装置２０の駆動に関する情報として記録してもよい。
　ここで変換処理としては、上述した、取得した揺動操作に関する情報が揺動装置２０の可動域内に収まるように変換する処理、或いは、取得した揺動操作において急激な動きの変化を検知し、より緩和した動きへと変換する処理などが挙げられる。
　ステップＳ１２において、播種装置１の表示制御部３１３は、ユーザの操作に応じて、揺動操作データ３５１を参照し、所定の揺動操作の情報を表示制御してもよい。そして、ステップＳ１３において、ユーザは検索や絞り込みを行い、その結果として表示制御された揺動操作を選択する。このとき、播種装置１の推定部３１５は、ユーザが入力した情報に応じて、推奨する揺動操作の情報を表示制御してもよい。
　この際に、ユーザの操作により、容器種別に関する情報と、適化する位置と滴下量に関する情報を入力し、供給装置４０がそれら情報にもとづいて、第２細胞分散液を第２培養容器に供給してもよい。
　ステップＳ１４において、播種装置１の表示制御部３１３が、ユーザの操作により実行する揺動操作を受け付けると、播種装置１の制御部３１４が揺動装置２０を駆動し揺動操作を実行する。
　そして、揺動操作後には、学習部３１５は、種の均一性、正常な細胞が育つ割合（正常形体率）、異常な細胞が育つ割合（異常形体率）、細胞数の増加率、細胞の生死率などの播種の評価に関する情報を取得し、教師データとして使用してもよい。
２．播種方法
　本実施形態の播種方法は、揺動装置により、該センサが取得した揺動操作に関する情報に基づいて、第２細胞分散液が入った第２培養容器を揺動することで、第２細胞分散液に含まれる細胞を第２培養容器内に播種するステップと、を実行する。また、本実施形態の播種方法は、センサにより、第１細胞分散液が入った第１培養容器を揺動することで第１細胞分散液に含まれる細胞を第１培養容器内に播種する際に、技術者による揺動操作に関する情報を取得するステップを実行してもよい。
　なお、本実施形態の方法の具体的態様については、上記動作処理で述べているため、ここでは詳細な説明は省略する。
３．プログラム
　本実施形態のプログラムは、揺動装置により、該センサが取得した揺動操作に関する情報に基づいて、第２細胞分散液が入った第２培養容器を揺動することで、第２細胞分散液に含まれる細胞を第２培養容器内に播種するステップと、を実行させる。また、本実施形態のプログラムは、センサにより、第１細胞分散液が入った第１培養容器を揺動することで第１細胞分散液に含まれる細胞を第１培養容器内に播種する際に、技術者による揺動操作に関する情報を取得するステップを実行させてもよい。
　プログラムは、読み取り可能な記録媒体に記録された物であってもよい。なお、本実施形態のプログラムが実行する処理の具体的態様については、上記動作処理で述べているため、ここでは詳細な説明は省略する。
　本発明は、細胞培養の自動化システムにおける要素技術の一つとして産業上の利用可能性を有する。
１…播種装置、１０…センサ、２０…揺動装置、２１…ステージ、２２…駆動機構、３０…情報処理装置、４０…供給装置、３１０…プロセッサ、３１１…送受信部、３１２…管理部、３１３…表示制御部、３１４…制御部、３１５…推定部、３１６…変換部、３１７…学習部、３２０…通信インターフェース、３３０…入出力インターフェース、３４０…メモリ、３５０…ストレージ、３５１…揺動操作データ、３６０…通信バス。
 
 

Claims (11)

  1. 　予め取得した、技術者による揺動操作に関する情報に基づいて、第２細胞分散液が入った第２培養容器を揺動することで、前記第２細胞分散液に含まれる細胞を前記第２培養容器内に播種する揺動装置を有する、
    　播種装置。
  2. 　複数の前記揺動操作に関する情報を管理する管理部と、
    　複数の前記揺動操作を選択可能に表示制御する表示制御部と、を有する、
    　請求項１に記載の播種装置。
  3. 　複数の前記揺動操作に関する情報を管理する管理部と、
    　前記第２細胞分散液に関する情報に応じて、複数の前記揺動操作からより適した揺動操作を推定する推定部と、を有する、
    　請求項１に記載の播種装置。
  4. 　前記第２細胞分散液に含まれる細胞は、接着細胞を含む、
    　請求項１に記載の播種装置。
  5. 　前記揺動操作に関する情報を、前記揺動装置を揺動するための動作情報へと変換する変換部を有し、
    　前記揺動装置は、前記動作情報に基づいて、前記第２細胞分散液が入った前記第２培養容器を揺動することで、前記第２細胞分散液に含まれる細胞を前記第２培養容器内に播種する、
    　請求項１に記載の播種装置。
  6. 　第１細胞分散液が入った第１培養容器を揺動することで第１細胞分散液に含まれる細胞を前記第１培養容器内に播種する際に、前記技術者による前記揺動操作に関する情報を取得するセンサを、有する、
    　請求項１に記載の播種装置。
  7. 　前記揺動操作に関する情報と、当該揺動操作による第１細胞分散液に含まれる細胞の播種に関する情報と、を教師データとして、細胞分散液に関する情報から前記揺動操作に関する情報を出力するモデルを作成する学習部を有し、
    　前記第２細胞分散液に関する情報に応じて、前記モデルにより、前記揺動操作に関する情報を推定する推定部を有する、
    　請求項６に記載の播種装置。
  8. 　前記揺動装置が実行した揺動に関する情報と、当該揺動による前記第２細胞分散液に含まれる細胞の播種に関する情報と、を教師データとして、前記揺動に関する情報から前記播種に関する情報を出力するモデルを作成する学習部を有し、
    　前記揺動に関する情報に基づいて、前記モデルにより、前記播種に関する情報を推定する推定部を有する、
    　請求項１に記載の播種装置。
  9. 　前記第１細胞分散液を前記第１培養容器に供給する供給装置４０を有する、
    　請求項１に記載の播種装置。
  10. 　揺動装置により、予め取得した技術者による揺動操作に関する情報に基づいて、第２細胞分散液が入った第２培養容器を揺動することで、前記第２細胞分散液に含まれる細胞を前記第２培養容器内に播種するステップを実行する、
    　播種方法。
  11. 　揺動装置により、予め取得した、技術者による揺動操作に関する情報に基づいて、第２細胞分散液が入った第２培養容器を揺動することで、前記第２細胞分散液に含まれる細胞を前記第２培養容器内に播種するステップを実行させる、
    　プログラム。
     
     
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