JP4953769B2 - 細胞培養装置及び細胞培養カセット - Google Patents
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Description
加熱器を省略するためには、チューブ(93)の経路を長く形成して試薬を室温で加熱することが必要となる。この結果、チューブ(93)の誤接続が生じたり、チューブ(93)が外れやすくなる問題や、チューブ(93)が損傷し易くなって汚染の危険が大きくなる問題や、培養作業の度にチューブ内に多量の試薬が残存して無駄が多くなる問題がある。
前記筐体(1)は、恒温室(12)と、保冷室(14)と、恒温室(12)と保冷室(14)の間に形成された中間室(13)とを有し、恒温室(12)、中間室(13)及び保冷室(14)に跨って、前記細胞培養カセット(2)を収容するための空間が形成されている。
前記細胞培養カセット(2)は、前記細胞を培養するための1或いは複数の培養容器(21)と、前記流動性物質を収容した複数の試薬容器(22)と、前記培養容器(21)及び試薬容器(22)がそれぞれ着脱可能に連結された継ぎ手ユニット(3)とを具え、該継ぎ手ユニット(3)には、前記1或いは複数の培養容器(21)と複数の試薬容器(22)とを互いに繋ぐための流路系と、該流路系の適所に配置されて流動性物質の輸送及び流路変更を行なうための流体機構とが設けられている。
そして、該細胞培養カセット(2)が前記筐体(1)内に装着された状態で、該細胞培養カセット(2)の全培養容器(21)、継ぎ手ユニット(3)及び全試薬容器(22)はそれぞれ、前記筐体(1)の恒温室(12)、中間室(13)及び保冷室(14)に収容されることになる。
この結果、保冷室(14)内の試薬容器(22)の試薬が中間室(13)を通過する過程で、細胞に損傷を与えない温度まで加熱され、その後、恒温室(12)内の培養容器(21)へ供給される。
従って、中間室(13)内の流路系を過度に長く形成したり、中間室(13)内に加熱器を設置する必要はない。
該具体的構成によれば、恒温室(12)内の空気を中間室(13)へ向けて流動させることにより、該空気の熱が中間室(13)に伝わって、中間室(13)の温度が恒温室(12)の温度に近づくことになる。
これによって、恒温室(12)と中間室(13)の間の空気の流動が遮断されて、恒温室(12)内の温度低下が防止されると共に、中間室(13)と保冷室(14)の間の空気の流動が遮断されて、保冷室(14)内の温度上昇が防止される。
該具体的構成によれば、揺動機構(5)を動作させて、培養容器(21)の後部を上下させることにより、培養容器(21)を傾斜させて、培養容器(21)内への試薬の注入や培養容器(21)外への試薬の排出を容易なものとすることが出来る。
該具体的構成によれば継ぎ手ユニット(3)側に駆動機構を配備する必要がないので、細胞培養カセット(2)の軽量化、構成の簡易化を図ることが出来、これによって細胞培養カセット(2)の使い捨てが可能となる。
これによって、培養容器(21)を恒温室(12)から取り出すことなく、培養容器(21)内の細胞の観察が可能となる。
該継ぎ手ユニット(3)には、前記1或いは複数の培養容器(21)と複数の試薬容器(22)とを互いに繋ぐための流路系と、該流路系の適所に配置されて流動性物質の輸送及び流路変更を行なうための流体機構とが設けられ、該継ぎ手ユニット(3)によって前記1或いは複数の培養容器(21)と複数の試薬容器(22)が支持されており、該継ぎ手ユニット(3)を把持することによって持ち運びが可能である。
本発明に係る細胞培養装置は、図1に示す如くコンパクトな筐体(1)を具え、図2に示す如くカバー(11)を取り外すことによってカセット挿入口(10)が露出し、該カセット挿入口(10)から筐体(1)内へ図1の如く細胞培養カセット(2)を挿入することが可能である。
筐体(1)の側部には、種々のデータや指示を入力するための入力装置(84)と、後述の顕微観察装置によって撮影された細胞の画像等を表示するためのディスプレイ(83)が配備されている。
これによって、培養環境を変えることなく、全ての培養容器内の任意の位置における細胞培養状態や細胞剥離状態を観察することが出来る。
尚、カセットベース(31)の両側部には一対の把持部(30)(30)が突設されている。
尚、流路系(38)を構成する複数本のチューブは殆ど固定された状態で整然とした配置にて流路箱(32)に収容されている。
又、流路箱(32)には、CO2ボンベ(図示省略)が接続されており、培養容器(21)へのCO2の供給が可能となっている。
該駆動機構(39)の駆動によって、図13に示すバルブ(35)を切り替えて任意の培養容器(21)と任意の試薬容器(22)を繋ぐ1本の流路を形成し、該流路に介在するポンプ(34)を起動することによって、試薬容器(22)から培養容器(21)への試薬の輸送が可能となる。又、2つの培養容器(21)(22)を互いに繋ぐ1本の流路を形成し、該流路に介在するポンプ(34)を起動することによって、これらの培養容器(21)(21)間での細胞の移送が可能となる。
又、図12(a)(b)に示す如く、中間室(13)には、流路箱(32)のポンプ(34)の近傍位置に、ポンプ(34)へ向けて電磁ソレノイド(37)が配備され、該電磁ソレノイド(37)のオン/オフ動作によってポンプ(34)を吸引状態(図12(a))と吐出状態(図12(b))に交互に設定して、ポンピングを行なう。
そして、アダプタ(4b)の雌アタッチメント部(42)を流路箱(32)の雄アタッチメント部(33)と嵌合せしめることにより、流路箱(32)と試薬容器(22)との間を完全な密閉構造で連結することが出来、その作業を安全キャビネット内で行なうことにより、略完全な無菌状態で組立を行なうことが出来る。
又、右側の側面ガイドプレート(69)には、右側のセンサープレート(56)に対応して原点センサー(59)が取り付けられており、これによって昇降シャフト(51)の原点位置が規定される。
具体的には、図22及び図23に示す様に、右側の側面ガイドプレート(69)にモータ(60)が取り付けられており、該モータ(60)の出力軸にウォームギア(62)が固定されている。該ウォームギア(62)はカム(63)に繋がっており、該カム(63)を回転駆動する。
これによって、1次培養容器(21)に振動を与え、該培養容器(21)内の細胞の剥離を促進することが出来る。
先ず、ステップS1では、安全キャビネット内にて、試薬の入った全ての試薬容器(22)と全ての培養容器(21)にアダプタ(4)を取り付けて、これらの容器(22)(21)を継ぎ手ユニット(3)に連結して、細胞培養カセット(2)を組み立て、細胞培養カセット(2)の準備を行なう。
その後、ステップS3では、1次培養容器(21)内の培地を交換する。即ち、1次培養容器(21)内の培地を廃棄し、PBSを1次培養容器(21)に注入した後、該培養容器(21)を揺動させて洗浄を行なう。続いて、1次培養容器(21)からPBSを廃棄し、1次培養容器(21)に血清を注入し、更に培地を注入した後、CO2を供給する。
次にステップS6では、2次培養容器(21)の培地を交換する。先ず2次培養容器(21)の培地を廃棄した後、PBSにより2次培養容器(21)を洗浄する。その後、2次培養容器(21)内のPBSを廃棄し、続いて2次培養容器(21)内に血清を注入し、更に培地を注入した後、2次培養容器
(21)を揺動させて攪拌を行なう。最後に2次培養容器(21)にCO2を供給した後、顕微観察装置(8)により細胞を適時に観察し、コンフルエントと判断した時点で、一連の培養作業を終了する。
ここで、継ぎ手ユニット(3)のカセットベース(31)には多数の透孔(31a)が開設されているので(図6参照)、細胞培養カセット(2)の試薬容器(22)が保冷室(14)に収容された状態で、冷却器(72)(72)からの冷気はカセットベース(31)の多数の透孔(31a)を通過して、試薬容器(22)に直接に当たり、試薬容器(22)は効率的に冷却される。
この結果、保冷室(14)内の試薬容器(22)から供給される低温の試薬は、中間室(13)を通過する過程で加熱され、その温度が恒温室(12)の温度に近づくことになる。従って、該試薬が恒温室(12)内の培養容器(21)へ供給されたとき、培養容器(21)内の細胞が試薬との接触によって損傷を受けることはない。
(11) カバー
(10) カセット挿入口
(12) 恒温室
(13) 中間室
(14) 保冷室
(2) 細胞培養カセット
(21) 培養容器
(22) 試薬容器
(3) 継ぎ手ユニット
(31) カセットベース
(32) 流路箱
(33) 雄アタッチメント部
(34) ポンプ
(35) バルブ
(36) 電磁ソレノイド
(37) 電磁ソレノイド
(38) 流路系
(39) 駆動機構
(4) アダプタ
(42) 雌アタッチメント部
(43) ゴム栓部
(44) 嵌入部
(45) カバー部
(5) 揺動機構
(6) 剥離機構
(7) 上部クロスフローファン
(71) 下部クロスフローファン
(72) 冷却器
(8) 顕微観察装置
(81) 照明部
(82) 顕微部
Claims (9)
- 細胞に対し、培養液を含む複数種類の流動性物質を順次供給して、該細胞を培養する細胞培養装置において、筐体(1)と、該筐体(1)の内部に着脱可能に装着された細胞培養カセット(2)から構成され、前記筐体(1)は、恒温室(12)と、保冷室(14)と、恒温室(12)と保冷室(14)の間に形成された中間室(13)とを有し、恒温室(12)、中間室(13)及び保冷室(14)に跨って、前記細胞培養カセット(2)を収容するための空間が形成されており、前記細胞培養カセット(2)は、前記細胞を培養するための1或いは複数の培養容器(21)と、前記流動性物質を収容した複数の試薬容器(22)と、前記培養容器(21)及び試薬容器(22)がそれぞれ着脱可能に連結された継ぎ手ユニット(3)とを具え、該継ぎ手ユニット(3)には、前記1或いは複数の培養容器(21)と複数の試薬容器(22)とを互いに繋ぐための流路系と、該流路系の適所に配置されて流動性物質の輸送及び流路変更を行なうための流体機構とが設けられ、該細胞培養カセット(2)が前記筐体(1)内に装着された状態で、該細胞培養カセット(2)の全培養容器(21)、継ぎ手ユニット(3)及び全試薬容器(22)はそれぞれ、前記筐体(1)の恒温室(12)、中間室(13)及び保冷室(14)に収容されることを特徴とする細胞培養装置。
- 前記筐体(1)は、前記カセット収容空間に細胞培養カセット(2)を収容するためのカセット挿入口(10)を有すると共に、該カセット挿入口を閉じるためのカバー(11)を具えている請求項1に記載の細胞培養装置。
- 前記筐体(1)には、恒温室(12)を一定の温度範囲に保つための温度調節装置と、保冷室(14)を一定の温度以下に冷却するための冷却装置と、恒温室(12)内の空気を中間室(13)へ向けて流動させて中間室(13)の温度を恒温室(12)の温度に近づけるための送風装置とが配備されている請求項1又は請求項2に記載の細胞培養装置。
- 前記筐体(1)に前記細胞培養カセット(2)を装着した状態で、該筐体(1)の恒温室(12)、中間室(13)及び保冷室(14)は、該細胞培養カセット(2)によって互いに仕切られる請求項1乃至請求項3の何れかに記載の細胞培養装置。
- 前記筐体(1)には、恒温室(12)に収容された細胞培養カセット(2)の培養容器(21)を、継ぎ手ユニット(3)との連結部を中心として上下に揺動させるための揺動機構(5)が配備されている請求項1乃至請求項4の何れかに記載の細胞培養装置。
- 前記筐体(1)には、中間室(13)に収容された細胞培養カセット(2)の継ぎ手ユニット(3)の流体機構を駆動する駆動機構(39)が配備されている請求項1乃至請求項5の何れかに記載の細胞培養装置。
- 前記筐体(1)には、恒温室(12)に収容された細胞培養カセット(2)の培養容器(21)内の細胞を観察するための顕微観察装置(8)が配備されている請求項1乃至請求項6の何れかに記載の細胞培養装置。
- 細胞に対し、培養液を含む複数種類の流動性物質を順次供給して、該細胞を培養するための細胞培養カセット(2)であって、前記細胞を培養するための1或いは複数の培養容器(21)と、前記流動性物質を収容した複数の試薬容器(22)と、前記培養容器(21)及び試薬容器(22)がそれぞれ着脱可能に連結された継ぎ手ユニット(3)とを具え、該継ぎ手ユニット(3)には、前記1或いは複数の培養容器(21)と複数の試薬容器(22)とを互いに繋ぐための流路系と、該流路系の適所に配置されて流動性物質の輸送及び流路変更を行なうための流体機構とが設けられ、該継ぎ手ユニット(3)によって前記1或いは複数の培養容器(21)と複数の試薬容器(22)が支持されており、該継ぎ手ユニット(3)を把持することによって持ち運びが可能な細胞培養カセット。
- 培養容器(21)及び試薬容器(22)はそれぞれアダプタ(4)を介して継ぎ手ユニット(3)に連結され、該アダプタ(4)は、容器開口部に係合するゴム栓部(43)と、継ぎ手ユニット(3)に着脱可能に連結されるアタッチメント部(42)とを有し、該ゴム栓部(43)は、容器開口部の開口内に嵌入する嵌入部(44)と、容器開口部に覆い被さるカバー部(45)とを有し、ゴム栓部(43)とアタッチメント部(42)を貫通して前記流動性物質の流路(41)が形成されると共に、容器内の空気を排出し若しくは容器内へ空気を導入するための空気流路(46)が形成され、該空気流路(46)には、細菌やウイルスの通過を阻止し得るフィルター(40)が配備されている請求項8に記載の細胞培養カセット。
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