JP5979429B2 - 培養システム - Google Patents

Description

本発明は培養システムに関し、詳しくはアイソレータ内で処理された被培養物をインキュベータに移載して観察する培養システムに関する。

従来、培養した被培養物を観察するために観察手段をアイソレータやインキュベータに備えた培養システムが知られている（特許文献１、２）。
例えば、特許文献１の培養システムは、アイソレータの外部に設けたカメラと、上記アイソレータに設けられて上記カメラによってアイソレータ内部の被培養物を観察可能とする観察窓とを備え、作業者がハーフスーツを着用してアイソレータの内部で被培養物を上記観察窓近傍まで移動させ、これにより上記カメラによって被培養物の観察を行うようになっている。
また、特許文献２の培養システムでは、複数の培養容器を収容するインキュベータに観察用の窓部を設けるとともに、該インキュベータの外部に上記窓部を介して培養容器を観察する観察手段を設けて、インキュベータの内部に設けた搬送手段が被培養物を上記窓部まで搬送し、上記観察手段により観察を行うようになっている。
さらに特許文献３の培養システムは、観察手段は備えてはいないものの、被培養物に対して所要の作業を行うためのアイソレータと、当該アイソレータに脱着可能に設けられた複数のインキュベータとを備えている。

特許第４４０３４５５号公報 特開２００７−２０９２５６号公報 特開２０１１−４６１３号公報

上述したように、上記特許文献１や特許文献２の培養システムによれば、アイソレータやインキュベータに観察用の窓を形成しているため、外部に配置した観察手段によって被培養物を観察することができる。
しかしながら、特許文献１や特許文献２の構成では、観察できる被培養物は同一条件の空間に配置された被培養物に限られ、異なる温度や湿度の条件で培養される被培養物や、異なる種類の被培養物を同一のアイソレータやインキュベータに収容することはできなかった。さらに、細胞を培養できる空間は限られており、培養可能な培養容器の数はアイソレータやインキュベータの容積により制限されていた。
また、特許文献１や特許文献２では、被培養物を観察する位置が決まっており、例えば、アイソレータやインキュベータとは別の場所に設置された研究室に配置されているより高い解像度を有する顕微鏡によって観察することはできなかった。
しかも特許文献２では、被培養物をインキュベータに搬入する際に、インキュベータの扉を開放する必要があり、無菌状態を維持したまま培養容器を搬入することができず、再生医療等に利用するような被培養物を観察する上で好ましくなかった。
そして特許文献３の培養システムの場合、アイソレータ内で処理された被培養物を複数のインキュベータに移載して培養することが可能であり、多様な条件や多種類の被培養物を培養することが可能であるが、各インキュベータには観察手段を備えていないため、被培養物を観察することはできなかった。
仮に特許文献３の各インキュベータに観察用の窓を形成したとしても、特許文献３では各インキュベータを保管手段へ位置させる必要があることから、決まった場所で観察することになり、別の部屋に配置された観察手段で観察したいと思っても観察手段の方を移動させなければならないという問題があった。
このような問題に鑑み、本発明はインキュベータ内の被培養物の培養状態を容易にかつ安価に観察することが可能な培養システムを提供するものである。

すなわち、請求項１にかかる培養システムは、開閉可能な開口部が設けられて被培養物を収容する収容庫と、開閉可能な開口部が設けられて被培養物の培養を行うインキュベータと、上記収容庫とインキュベータとを接続するとともに上記収容庫の開口部と上記インキュベータの開口部とを無菌状態を維持したまま連通させる接続手段とを備え、
上記収容庫は、開口部を開閉する扉を有し、
上記インキュベータは、被培養物を収容する収容部と、上記収容部に収容された被培養物を外部から観察可能とする透明な観察用窓と、上記開口部を開閉する扉とを有し、
上記接続手段により、上記収容庫およびインキュベータを連通させて無菌状態を維持したまま被培養物を上記インキュベータの収容部に移送可能とするとともに、上記インキュベータ内を無菌状態に維持したまま当該インキュベータを上記収容庫から離脱可能とし、
さらに上記収容庫およびインキュベータの外に観察手段を配置し、上記収容庫から離脱されたインキュベータを上記観察手段に移動させて、該観察手段によりインキュベータの収容部に収容された被培養物を上記観察用窓を介して観察可能としたことを特徴としている。

請求項２にかかる培養システムは、請求項１に記載の培養システムにおいて、上記接続手段は、上記収容庫およびインキュベータの開口部を覆う筒状部材と、上記筒状部材の内部に除染剤を供給する除染剤供給口とを備え、
上記筒状部材により上記収容庫と上記インキュベータとを接続して、当該筒状部材の内部に上記収容庫及び上記インキュベータに備えられた上記扉とによって区画された空間を形成し、
当該空間に上記収容庫および上記インキュベータの外部に設けた除染剤供給手段が除染剤を上記除染剤供給口を介して供給してから、上記扉を開放して上記収容庫と上記インキュベータとを無菌的に接続することを特徴している。

請求項３にかかる培養システムは、請求項１または請求項２のいずれかに記載の培養システムにおいて、上記インキュベータは除染剤を供給する除染剤供給口を備え、
上記インキュベータの外部に設けた除染剤供給手段で発生させた除染剤を、上記除染剤供給口よりインキュベータの内部に供給することを特徴としている。

請求項４にかかる培養システムは、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の培養システムにおいて、上記収容庫は、アイソレータであることを特徴としている。

請求項５にかかる培養システムは、請求項４に記載の培養システムにおいて、上記アイソレータは除染剤を供給する除染剤供給口を備え、
上記アイソレータの外部に設けた除染剤供給手段で発生させた除染剤を、上記除染剤供給口より上記アイソレータの内部に供給することを特徴としている。

請求項６にかかる培養システムは、請求項４または請求項５のいずれかに記載の培養システムにおいて、上記アイソレータの内部に搬送手段を設け、
上記搬送手段により上記アイソレータから上記インキュベータの収容部に被培養物を移動させることを特徴としている。

請求項７にかかる培養システムは、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の培養システムにおいて、上記インキュベータの収容部に外側に向けて突出する突出部を設けるとともに、当該突出部に上記観察用窓を設け、
上記被培養物を上記突出部に収容して、上記インキュベータの外に配置した観察手段により上記観察用窓を介して被培養物を観察可能としたことを特徴としている。

請求項８にかかる培養システムは、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の培養システムにおいて、上記インキュベータの収容部の内部に被培養物の移送手段を設け、
上記移送手段は、水平方向又は上下方向に被培養物を移送する機能を有し、上記観察用窓の位置に被培養物を移送することを特徴としている。

請求項９にかかる培養システムは、請求項８に記載の培養システムにおいて、上記移送手段は、回転テーブルであることを特徴としている。

請求項１０にかかる培養システムは、請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の培養システムにおいて、上記インキュベータを複数設けるとともに、上記接続手段によって各インキュベータを上記収容庫に対して接続可能としたことを特徴としている。

請求項１１にかかる培養システムは、請求項１０の培養システムにおいて、上記複数のインキュベータの各収容部に収容された被培養物は、上記観察手段によりそれぞれの観察用窓を介して観察可能であることを特徴としている。

上記請求項１の発明によれば、インキュベータの内部空間と収容庫の内部空間とを無菌状態を維持したまま接続可能となる。これにより、該インキュベータの内部に外部空間と隔絶した密閉空間を維持することが可能となり、所望の被培養物を、無菌状態を維持しながら収納することが可能となる。
またインキュベータに観察用窓を設けることで、インキュベータや収容庫の外部に設置した観察手段によって被培養物を外部から観察することができ、その際必要に応じて任意の観察手段を用いて観察を行うことができる。
このように、観察手段をインキュベータや収容庫の外部に設置することができるため、観察手段を除染したり無菌化する必要がなく、観察手段自体が除染剤に耐え、かつ発塵を防止する構成を必要としないことから、汎用の低価格の観察手段が使用可能となり、併せてインキュベータや収容庫内に汚染源となる機器を持ち込まなくてすむため、再生医療の用途に用いられる被培養物の安全性の確保が可能となる。
そして、観察手段をインキュベータの外部に設置したことにより、複数のインキュベータを交互に上記観察手段まで移動させれば、少ない観察手段により必要に応じて被培養物の培養状態を観察することができる。

請求項４の発明によれば、収納庫として、被培養物に対して所望の作業を行うアイソレータ（例えば、搬送ロボットを備えたアイソレータ、無菌的に培養可能なインキュベータ等）を使用することにより、該インキュベータを培養工程、細胞種または目的等に応じた所望のアイソレータと無菌的に接続することができ、目的に応じて培養している被培養物の状態を無菌的な状態で観察することが可能となる。

請求項１０の発明によれば、インキュベータを複数設けることで、観察が必要な被培養物のみを選別して該インキュベータへ移送し、該インキュベータに設けた観察用窓を通して、該インキュベータ外部の設けた観察手段により、被培養物を観察することも可能となる。
また、異なる患者から採取した細胞等を培養する必要が生じた場合、別々のインキュベータで培養することが可能となる。これにより、各患者の細胞の交差汚染（クロスコンタミネーション）を防ぐことができ、また各細胞の培養状態もそれぞれのインキュベータで観察可能となる。

本実施例にかかる培養システムの構成図。 アイソレータとインキュベータとを示す側面図。 インキュベータの断面図。 インキュベータのハウジングを説明する斜視図。 インキュベータの開閉機構の動作を示す動作図。 接続手段を説明する平面図。 第２実施例にかかるインキュベータの断面図。 第２実施例にかかるインキュベータの平面図。 第３実施例にかかるインキュベータと無菌袋とを示す断面図。

以下図示実施例について説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。
図１は本発明にかかる培養システム１の構成図を示しており、この培養システム１は、被培養物に対して所要の作業を行い、インキュベータ４に被培養物を搬送する収容庫としてのアイソレータ２と、上記被培養物を観察する観察手段３と、被培養物の培養を行う複数のインキュベータ４とから構成されている。
上記被培養物は例えば患者から採取した皮膚組織などであり、上記アイソレータ２において培地入りの培養容器５に収容され、上記インキュベータ４で培養されるようになっている。
図２に示すように、上記インキュベータ４は移動手段としての台車６によって移動可能になっており、上記培養容器５を収容したインキュベータ４は、上記台車６によってアイソレータ２より離隔した位置まで移動され、その内部で被培養物の培養を行うことが可能となっている。
上記インキュベータ４は従来公知であり、ここには図示しないが、温度を調節する手段、湿度を調節する手段、炭酸ガス濃度を調節する手段等、細胞等を培養する条件を調節する手段を備えている。
またインキュベータ４は、細胞等を保管し培養する機能のみならず、外部の空間と隔絶する密閉構造となっている。そのため、インキュベータ４は外部から異物が混入せず、無菌状態を維持することができる。
なお、上記インキュベータ４は、アイソレータとしての機能を有していても良く、上述の細胞等を培養する条件を調節する機能を備えていないものであっても良い。これらは目的に応じて適宜選択することができる。
そして、各インキュベータ４とアイソレータ２とは、接続手段７によって相互に接続可能となっており、インキュベータ４とアイソレータ２との間で上記培養容器５を無菌状態を維持したまま移載することが可能となっている。
そして本実施例の培養システム１によれば、インキュベータ４内の被培養物の培養状態を観察したい場合には、インキュベータ４を上記観察手段３まで移動させれば、インキュベータ４の内部を直接上記観察手段３によって観察することが可能となっている。

上記アイソレータ２は、２つの作業用アイソレータ１１と、これら２つの作業用アイソレータ１１の間に設けられ、上記インキュベータ４の接続される移載用アイソレータ１２とから構成されている。なお、上記作業用アイソレータ１１は１つだけでも良いし３つ以上配置してもよい。
上記作業用アイソレータ１１、移載用アイソレータ１２、およびインキュベータ４は、それぞれ図示しない除染剤供給口を設えており、作業用アイソレータ１１、移載用アイソレータ１２およびインキュベータ４の外部に設けられた図示しない除染剤供給手段に接続されている。
上記除染剤供給手段で発生させた除染剤は、上記除染剤供給口を通して作業用アイソレータ１１、移載用アイソレータ１２およびインキュベータ４の内部に供給されることで、これらの内部が除染されて無菌状態となる。
作業用アイソレータ１１、移載用アイソレータ１２およびインキュベータ４の内部を除染する方法としては特に限定されないが、作業用アイソレータ１１、移載用アイソレータ１２およびインキュベータ４をそれぞれ開閉扉によって区画して個別に除染してもよく、上記開閉扉を開放して内部空間を一体的に連通させた状態で一度に除染することも可能である。このような除染方法は、目的に応じて適宜選択すればよい。
また上記除染剤としては、例えば過酸化水素でも良いし、過酢酸、ホルムアルデヒド、オゾン、二酸化塩素なども用いることができ、特に限定されない。そしてこれらを上記や気体またはミスト状として供給するものが好ましい。

上記作業用アイソレータ１１には、作業者が使用する図示しないグローブや培養作業を行うための器具等が備えられ、また、図示しないが作業用アイソレータ１１には作業前の被培養物や空の培養容器５等を搬入するための移送容器や、インキュベータ４とは別のインキュベータも接続可能となっている。
上記移載用アイソレータ１２の中央には、無菌状態下での作動に適したロボット１３が設けられており、ロボット１３のハンド１３ａによって上記培養容器５を把持するようになっている。
本実施例のロボット１３は、上記作業用アイソレータ１１で作業された被培養物入りの培養容器５を取り出し、この培養容器５を上記接続手段７によって接続されたインキュベータ４に移載するようになっている。
なお、培養容器５を移送する手段としては、上記ロボット１３のほか、エアシリンダやモーターアクチュエータを用いることも可能である。

図６に示すように、上記移載用アイソレータ１２には、上記培養容器５をインキュベータ４に移載するための開口部１２ａが形成されており、上記開口部１２ａはアイソレータ２の内部に設けた開閉扉１４によって開閉可能となっている。
上記開口部１２ａの形成された壁面１２ｂには、アイソレータ２の内側に向けてパッキン１５が固定され、このパッキン１５は図示しないエア供給手段によって膨張状態と収縮状態とに切り替わるようになっている。
またアイソレータ２の内部空間には、上下方向に向けて設けられた２本のレール１６と、上記開閉扉１４を昇降させるエアシリンダ１７とが設けられ、上記開閉扉１４の背面には上記レール１６と係合する案内ローラ１８が設けられている。
上記案内ローラ１８には凹部が形成されており、この凹部に上記レール１６が係合している。また、上記案内ローラ１８は上記開閉扉１４の四隅に回転可能に設けられており、上記エアシリンダ１７によって開閉扉１４が上下に移動する際には、案内ローラ１８がレール１６に沿って移動しながら回転するようになっている。

このような構成により、上記移載用アイソレータ１２の開閉扉１４を閉鎖状態とするには、上記エアシリンダ１７が開閉扉１４を上記開口部１２ａを覆う高さまで上昇させると、上記パッキン１５がエア供給手段によって膨張して開閉扉１４に密着する。
膨張したパッキン１５は開閉扉１４をアイソレータ２の内部に向けて付勢するが、案内ローラ１８の凹部と上記レール１６が係合しているため、開閉扉１４はアイソレータ２の内部へ向けた方向へは移動せず、パッキン１５と開閉扉１４とは気密を保った状態で密着する。
一方、閉鎖状態から開放状態とする際には、上記パッキン１５のエアを排出して開閉扉１４より離脱させ、この状態でエアシリンダ１７が開閉扉１４を下降させれば、開口部１２ａを開放することができる。
なお、このような構成を有するアイソレータ２および開閉扉１４は従来公知であり、他の構成、例えば上記ロボット１３によって内側から開閉扉１４を開閉させる構成を有したアイソレータ２であってもよい。また、インキュベータ４にロボット等を設けて、インキュベータ４の内側から開閉扉１４を開閉させるようにしてもよい。

図３に示すように、観察手段３は載置台２１の上部に固定された本体部２２と、当該本体部２２にアーム２２ａを介して連結された照明手段２３と、上記本体部２２の内部に設けられたカメラ２４とから構成されている。
上記載置台２１はインキュベータ４を移動させる上記台車６と干渉しないようになっており、詳しくは、上記台車６は上方から見て略コ字形を有しており、載置台３ａがこの台車６の内部に収容されるようになっている。
上記本体部２２は略直方体を有しており、その内部には上記カメラ２４のほか、このカメラ２４の上方に設けられたレンズ２５や、上記カメラ２４が撮影した画像を処理する画像処理部等が収容されている。
上記照明手段２３は略筒状のハウジングに収容されるとともに、上記アーム２２ａによって上記本体部２２のカメラ２４の上方に保持され、下方に位置する被培養物に向けて光を照射するようになっている。
上記カメラ２４は、上記レンズ２５によって上方に位置する被培養物を任意の倍率で撮影することが可能となっており、この撮影した画像は、上記画像処理部によって図示しないモニタに表示させることが可能となっている。
なお、このような観察手段３は従来公知であり、詳細な説明は省略する。

上記インキュベータ４は、内部が無菌状態に維持されたハウジング３１と、ハウジング３１に形成された開口部３１ａを閉鎖する開閉扉３２と、当該開閉扉３２を開閉する開閉機構３３とを備え、上記インキュベータ４は上記台車６の上部に固定されている。
また上記インキュベータ４は図示しない温度・湿度調整手段を備え、内部が所定の温度ならびに湿度に維持されて、被培養物の培養に好適な環境が維持されるようになっている。
図４は上記ハウジング３１の形状を説明する斜視図であり、以下の複数の空間から構成されている。なお以下の説明において、ハウジング３１におけるアイソレータ２側を背面、観察手段３側を正面と呼ぶこととする。
上記ハウジング３１は、背面側に形成されて上記開閉扉３２を収容する搬出入部３４と、正面側に形成されて上記培養容器５を収容する収容部３５と、上記搬出入部３４および収容部３５の両側面に形成されて上記開閉機構３３を収容する開閉機構部３６とから構成されている。

図３に示すように、上記搬出入部３４は上下方向に長細く形成された空間となっており、上記開口部３１ａの形成された壁面３１ｂから上記収容部３５までの距離は、上記開閉扉３２が収容可能な程度の長さに設定されている。
上記開口部３１ａはハウジング３１の内部側に設けたシール部材３７によって囲繞され、上記開閉扉３２が密着することでインキュベータ４の内部を気密を保った状態で閉鎖可能となっている。
上記開口部３１ａおよび開閉扉３２の下端部は、上記収容部３５の下端部よりも下方に位置している。このため開閉扉３２を上記壁面３１ｂに軸支させてしまうと、開閉扉３２がハウジング３１の内部に向けて揺動した際に上記収容部３５に干渉してしまうことから、上記開口部３２ａと上記収容部３５との距離を長くしなければならない。
これに対し、本実施例の開閉扉３２は、上記開閉機構３３によって上記搬出入部３４の内部を上記開口部３１ａに沿って上下に移動するようになっており、これにより上記開口部３１ａから上記収容部３５までの距離を短くすることができる。

上記収容部３５は、上記搬出入部３４の上端から略中央にかけて形成された空間となっており、背面側から正面側にかけて傾斜する傾斜面３５ａと、当該傾斜面３５ａの中央に形成した凹部３５ｂとを備えている。
上記収容部３５の下端部は、上述したように上記開口部３１ａの下端部よりも上方に位置しており、かつ図３に示すように上記観察手段３の本体部２２に対して若干上方に位置している。
そして、上記収容部３５の内部底面には培養容器５を保持するための保持具３８が設けられており、図６に示すように培養容器５に当接するストッパ３８ａと、当該ストッパ３８ａに固定されて上記培養容器５を両側から保持する板ばね３８ｂとから構成されている。
このような構成により、図２に示す移載用アイソレータ１２に設けられたロボット１３は、培養容器５を水平方向に移動させるだけで、この収容部３５に培養容器５を移載することが可能となっている。
その際、ロボット１３は培養容器５を上記保持具３８の板ばね３８ｂを変形させながら押し込めば、培養容器５は板ばね３８ｂの付勢力によって挟持され、その後インキュベータ４を移動させても培養容器５が移動しないように保持される。

上記傾斜面３５ａの中央に形成された凹部３５ｂは、上記観察手段３における照明手段２３を収容可能な形状に形成され、当該凹部３５ｂの底部は上記照明手段２３の下端部よりも若干下方に位置している。
この凹部３５ｂの底部と上記収容部３５の底面との間隔は、上記培養容器５を収容可能であって、かつ上記観察手段３における照明手段２３と本体部２２との間に挿入可能な間隔となっている。
以上のことから、上記ハウジング３１における上記凹部３５ｂの形成された部分は、図３に示すように上記搬出入部３４と収容部３５とによって断面略ト字形の空間を形成している。
そして上記収容部３５の底面には、該収容部３５に収容された培養容器５を外部から観察可能とする透明な観察用窓３９が設けられており、また上記観察用窓３９を挟んで上記培養容器５の反対側となる上記凹部３５ｂの底部には照明用窓４０が設けられている。
このような構成により、上記照明手段２３が照明用窓４０を介して収容部３５に収容された被培養物に光を照射すれば、上記カメラ２４がこの光によって照明された被培養物を上記観察用窓３９を介して下方から撮影可能となっている。
そして、これら観察用窓３９および照明用窓４０は、図示しないが従来公知のヒータによって加熱されるようになっており、上記観察手段３によって培養容器５の内部を観察する際に、これらの窓がインキュベータ４内部の湿度によって結露しないようにすることができる。

上記開閉機構部３６は、上記搬出入部３４および収容部３５の両側に形成されており、上記収容部３５の載置部の高さから上記搬出入部３４の下端部にかけて形成された空間となっている。
このため、ハウジング３１を正面から見ると、上記収容部３５と開閉機構部３６とによって、下方が開口した略コ字形の空間が形成され、この空間には図３に示すように上記観察手段３の本体部２２が収容されるようになっている。

上記開閉機構３３は、ハウジング３１の外部に設けられた１対の閉鎖維持レバー４１と、該閉鎖維持レバー４１の基部に形成された偏心カム４２と、上記開閉扉３２の略中央に設けた閉鎖維持用ピン４３と、ハウジング３１の外部に設けられた１対の開閉レバー４４と、該閉鎖維持レバー４１の基部に連結された開閉アーム４５と、上記開閉扉３２の下方に設けた開閉用ピン４６とから構成されている。
また図５は上記開閉機構３３の動作を説明する図であって、（ａ）は開閉扉３２の閉鎖状態を、（ｂ）は開放状態をそれぞれ示している。
上記閉鎖維持レバー４１は、図６に示すようにハウジング３１の両側に設けられており、上記開閉機構部３６の外側に気密を保った状態で回転可能に軸支されている。
上記偏心カム４２は、上記閉鎖維持レバー４１の基部に設けられており、回転中心に対して偏心した位置にキー溝４２ａが形成されている。このキー溝４２ａは開閉扉３２の閉鎖状態では上記閉鎖維持レバー４１によって開口部３１ａ側を向き、開閉扉３２の開放状態では下方を向くようになっている。
上記開閉扉３２に形成された閉鎖維持用ピン４３は、この偏心カム４２のキー溝４２ａが開口部３１ａ側を向いた際に、該キー溝４２ａによって開口部３１ａ側に押圧されるようになっている。
つまり、開閉扉３２はこの偏心カム４２によって開口部３１ａ側に付勢され、上記パッキン１５に密着した状態を維持するようになっている。
この開閉扉３２の閉鎖状態から、上記閉鎖維持レバー４１を回転させると、上記偏心カム４２のキー溝４２ａが下方を向き、上記閉鎖維持用ピン４３が開口部３１ａより離隔することとなる。
その結果、開閉扉３２は上記パッキン１５より離脱し、上記昇降手段４２によって昇降可能な状態となる。

上記開閉レバー４４は、図６に示すようにハウジング３１の両側に設けられており、上記開閉機構部３６の外側に気密を保った状態で回転可能に軸支されている。
上記開閉アーム４５は上記開閉レバー４４によって上記ハウジング３１の開閉機構部３６の内部で揺動し、その先端には上記開閉用ピン４６に係合する係合溝４５ａが形成されている。
上記開閉扉３２を閉鎖状態から開放するには、予め上記閉鎖維持レバー４１を操作して上記開閉扉３２を上記パッキン１５より離脱させておき、その状態で開閉レバー４４を操作する。
開閉レバー４４を操作して上記開閉アーム４５の先端が下方に移動すると、上記係合溝４５ａに係合している開閉用ピン４６に伴って開閉扉３２が下方に移動し、これにより開口部３１ａが開放されるようになっている。
そして開放状態から開閉扉３２を閉鎖状態とするには、上記動作を逆に行えばよい。

次に、図６を用いて上記移載用アイソレータ１２とインキュベータ４とを接続する接続手段７について説明する。接続手段７は、上記移載用アイソレータ１２に設けた４つの接続用シリンダ５１と、各インキュベータ４に設けた４つの接続用プレート５２と、上記移載用アイソレータ１２およびインキュベータ４の開口部１２ａ、３１ａを連通させる筒状部材５３と、上記筒状部材５３の内部に除染剤を供給する除染剤供給手段５４とから構成されている。
上記接続用シリンダ５１は移載用アイソレータ１２の壁面１２ｂの外部に固定され、先端に設けた接続ピン５１ａが図示しないエア供給手段によって進退動するようになっている。
上記接続用プレート５２は、インキュベータ４におけるハウジング３１の壁面３１ｂの背面に固定されており、その先端には上記接続ピン５１ａが挿入される貫通穴５２ａ（図３参照）が形成されている。
このような構成により、上記インキュベータ４を移載用アイソレータ１２に接近させ、その状態で上記接続用シリンダ５１を作動させると、上記接続ピン５１ａが接続用プレート５２の貫通穴５２ａに嵌合し、これによりインキュベータ４は移載用アイソレータ１２に連結固定されることとなる。

上記筒状部材５３は、上記移載用アイソレータ１２およびインキュベータ４の開口部１２ａ、３１ａを覆うように形成され、一端が上記移載用アイソレータ１２の壁面１２ｂに固定され、他端には上記インキュベータ４の密着するパッキン５５が設けられている。
上記パッキン５５は、移載用アイソレータ１２とインキュベータ４とが上記接続用シリンダ５１および接続用プレート５２によって接続されると、図示しないエア供給手段によって膨張し、インキュベータ４の壁面３１ｂに密着するようになっている。
そして上記筒状部材５３の側面には、上記除染剤供給手段５４からの除染剤により当該筒状部材５３の内部を除染する除染剤供給口５６と、筒状部材５３から除染済みの除染剤を排出させる除染剤排出口５７とが設けられている。
そして、上記除染剤供給口５６と除染剤供給手段５４との間には供給配管５８が配設されるとともに、上記除染剤排出口５７には排出配管５９が接続されており、この排出配管５９には排出する除染剤を分解する触媒６０が設けられている。また上記供給配管５８および排出配管５８はそれぞれ開閉バルブ６１、６２によって開閉可能となっている。
上記除染剤供給手段５４は、除染剤としての過酸化水素水溶液を貯溜する貯液タンク６３と、当該貯液タンク６３から過酸化水素水溶液を所定流量ずつ送液する送液ポンプ６４と、ブロア６５によって送気されたエアを加熱するとともに上記過酸化水素水溶液を蒸発させて過酸化水素蒸気を発生させる蒸発器６６とを備え、上記ブロア６５の上流側にはＨＥＰＡフィルタ６７が設けられている。
上記構成によれば、上記除染剤供給手段５４が作成した過酸化水素蒸気は、上記除染剤供給口５６より筒状部材５３に流入すると、上記筒状部材５３の内部に形成された空間を充満し、上記アイソレータ２およびインキュベータ４において外部に露出していた部分を除染する。
特に、上記開口部１２ａ、３１ａの周囲が除染されるため、その後上記開口部１２ａ、３１ａを開放しても、これらの間は上記筒状部材５３によって除染された空間が維持されているため、除染された状態でインキュベータ４とアイソレータ１２との内部空間を接続可能となり、無菌状態を維持しながら培養容器５の移載、収納を行うことが可能となっている。

上記構成を有する培養システム１の使用方法について説明する。
使用者は培養前の被培養物を上記作業用アイソレータ１１に搬送し、その後グローブを用いて作業用アイソレータ１１の内部で被培養物を培養可能な状態にし、これを上記培養容器５に収容する。
次に、上記移載用アイソレータ１２のロボット１３が作動して、上記作業用アイソレータ１１と移載用アイソレータ１２とを区画する開閉扉を開放し、作業用アイソレータ１１の所要の位置に載置された培養容器５を保持する。
これと並行して、使用者は空のインキュベータ４を上記移載用アイソレータ１２に隣接した位置まで移動させ、上記接続手段７によってインキュベータ４を移載用アイソレータ１２に接続する。
具体的には、上記台車６によってインキュベータ４を移載用アイソレータ１２に隣接した位置まで移動させると、上記接続用シリンダ５１が作動して上記接続ピン５１ａをインキュベータ４に設けた接続用プレート５２の貫通孔５２ａに嵌合させ、これによりインキュベータ４を移載用アイソレータ１２に連結固定する。
続いて、上記筒状部材５３の先端に設けられた上記パッキン５５が図示しないエア供給手段によって膨張すると、該パッキン５５がインキュベータ４の壁面３１ｂに密着し、これにより筒状部材５３の内部が外気から区画される。
このようにインキュベータ４を移載用アイソレータ１２に接続したら、上記除染剤供給手段５４が作動し、除染剤供給口５６を介して筒状部材５３の内部に除染剤を充満させ、所定時間経過後、除染剤を上記排出配管５９から排出する。
これにより、筒状部材５３の内部空間に露出していたインキュベータ４および移載用アイソレータ１２の開口部１２ａ、３１ａの周囲が除染され、これら開口部１２ａ、３１ａを開放して無菌状態下で培養容器５を移載用アイソレータ１２からインキュベータ４へと移載可能な状態となる。

上記筒状部材５３の内部が除染されると、移載用アイソレータ１２の開閉扉１４が開放され、一方で使用者はインキュベータ４の開閉機構３３の閉鎖維持用レバー４３と開閉レバー４４とを操作し、開閉扉３２を開放する。
すると、ロボット１３は保持した培養容器５を水平に移動させて、上記アイソレータ２およびインキュベータ４の開口部１２ａ、３１ａを通過させた後、インキュベータ４のハウジング３１に形成された収容部３５に収容し、上記保持具３８に保持させる。
このように培養容器５がインキュベータ４内に収容されたら、使用者は再びインキュベータ４の開閉機構３３により開閉扉３２を閉鎖するとともに、移載用アイソレータ１２の開閉扉１４を閉鎖し、さらに上記接続手段７を解除してアイソレータ２とインキュベータ４とを分離し、インキュベータ４を所要の位置まで移動させて被培養物の培養を行う。

その後、インキュベータ４内で培養された被培養物の培養状態を確認したい場合には、使用者はこのインキュベータ４を上記観察手段３まで移動させることができる。
使用者は、インキュベータ４を台車６によって移動させ、図３に示すように観察手段３における照明手段２３と本体部２２との間に、上記ハウジング３１を構成する上記収容部３５を挿入し、これにより上記観察手段３による観察可能位置に上記培養容器５が位置するようになっている。
そして上記証明手段２３の光は収容部３５の上部に設けた照明用窓４０を通過して上記培養容器５内の被培養物を照明し、上記カメラ２４はこの被培養物を上記観察用窓３９を介して撮影するようになっている。
このとき、これら照明用窓４０および観察用窓３９はヒータによって結露が除去されており、カメラ２４によって鮮明な被培養物の画像を得ることが可能となっている。
一方、照明用窓４０および観察用窓３９の設けられた収容部３５はインキュベータ４のハウジング３１より突出しているため、ハウジング３１の内部に比べて冷やされやすく、被培養物にとって最適な培養条件より逸脱する可能性がある。
そのため、照明用窓４０および観察用窓３９が有するヒータにより、観察用窓３９の上に載せた被培養物の周囲の温度を培養に最適な温度に維持するようになっている。
そして観察が終了した後には、使用者は再びインキュベータ４を所定の位置まで移動させて、被培養物の培養を続行することができる。

上記実施例によれば、無菌状態に維持されたアイソレータ２内で処理された培養容器５を無菌状態を維持したまま、インキュベータ４内に移送することができ、インキュベータ４の外部に配置されている観察手段３よって観察することができるので、被培養物への汚染の恐れがない観察を行うことができる。
また、観察用窓３９を備えたインキュベータ４は移動可能となっているため、培養容器５を収容したインキュベータ４を、例えば異なる実験室などに移動させて、当該実験室に配置されている別の観察手段３によって被培養物の観察を行うことも可能であるし、車などの移動手段を用いれば、遠く離れた研究施設に持ち込んで被培養物を観察することも可能である。
さらに、１つの観察手段３によって複数のインキュベータ４内の被培養物を観察することが可能であるので、観察手段３を各インキュベータ４に配置する必要がなく、観察手段を用意するコストを抑えることができる。
なお、上記実施例では観察手段３は移動しないようになっているが、観察手段３に台車などの移動手段を設けて移動可能としてもよく、台数も１台に限るものではない。

図７、図８は第２実施例にかかるインキュベータ１０４を示しており、以下の説明において、上記第１実施例のインキュベータ４と共通する構成については説明を省略するものとし、第１実施例で使用した符号に１００を加算した符号を使用するものとする。
本実施例のインキュベータ１０４も、内部が無菌状態に維持されたハウジング１３１と、当該ハウジング１３１の開口部１３１ａを閉鎖する開閉扉１３２と、当該開閉扉１３２を開閉する開閉機構１３３とを備えている。
そして本実施例のインキュベータ１０４は、上記ハウジング１３１の内部で複数の培養容器１０５を保持可能となっており、所望の培養容器１０５を照明用窓１３９と観察用窓１４０の間に位置させることが可能となっている。
具体的には、上記ハウジング１３１の内部に設けられて複数の培養容器１０５を保持する２枚の第１、第２回転テーブル１７１Ａ、１７１Ｂと、これら第１、第２回転テーブル１７１Ａ、１７１Ｂを移動させる移動機構１７２とを備えており、また本実施例の開閉扉１３２および開閉機構１３３は上記第１実施例とは異なる構成を有している。
また上記ハウジング１３１における上下およびアイソレータ側に隣接する位置には、上記移動機構１７２や開閉機構１３３を収容する機器室１７３が設けられており、当該機器室１７３は上記ハウジング１３１の開口部１３１ａを囲繞する開口部１７３ａを備え、接続手段１０７を構成する筒状部材１５３のパッキン１５５はこの開口部１７３ａを囲繞するように密着するようになっている。

図７、図８に示すように、上記２枚の第１、第２回転テーブル１７１Ａ、１７１Ｂはそれぞれ半円状を有しており、その外周側に沿ってそれぞれ５つの培養容器１０５を載置するとともに、第１回転テーブル１７１Ａは第２回転テーブル１７１Ｂに対して上方に設けられている。
上記第１回転テーブル１７１Ａと上記第２回転テーブル１７１Ｂとの間隔は、上記ロボット１１３のハンド１１３ａが第２回転テーブル１７１Ｂに培養容器１０５を載置可能な程度の間隔に設定され、またこれら第１回転テーブル１７１Ａおよび上記第２回転テーブル１７１Ｂは上記移動機構１７２によって円弧の中心を中心にそれぞれ個別に回転可能となっている。
上記移動機構１７２は、上記第１回転テーブル１７１Ａに連結された第１回転軸１７４Ａと、当該第１回転軸１７４Ａと同心状に設けられて上記第２回転テーブル１７１Ｂに連結された第２回転軸１７４Ｂと、これら第１回転軸１７４Ａおよび第２回転軸１７４Ｂを回転させる第１、第２モータ１７５Ａ、１７５Ｂおよび第１、第２ギア１７６Ａ、１７６Ｂと、第１、第２回転軸１７４Ａ、１７４Ｂを昇降させる第１、第２エアシリンダ１７７Ａ、１７７Ｂとから構成されている。
このような構成により、第１、第２回転テーブル１７１Ａ、１７１Ｂは個別に回転可能となっており、また第１、第２エアシリンダ、またはモーター等を利用したアクチュエーターによって昇降可能となっている。

そして、上記開閉扉１３２を開閉させる上記開閉機構１３３は上記機器室１７３に設けられたエアシリンダ１３３ａとなっており、開閉扉１３２を昇降させてハウジング１３１の開口部を開閉するようになっている。
また開閉扉１３２が開口部１３１ａを閉鎖すると、機器室１７３の内部に設けられたエアによって膨張するパッキン１７９が密着して、当該開口部１３１ａが密閉されるようになっている。

上記構成を有するインキュベータ１０４において、最初に上記インキュベータ１０４に培養容器１０５を供給する場合について説明する。
まず、上記接続手段１０７を介してインキュベータ１０４をアイソレータ１０２に接続し、その際、第１、第２回転テーブル１７１Ａ、１７１Ｂは上記移動機構１７２によってアイソレータ１０２側に回転している。
この状態で上記開閉機構１３３を構成するエアシリンダ１３３ａによって開閉扉１３２が開放されると、アイソレータ１０２に設けられたロボット１１３のハンド１１３ａが培養容器１０５をインキュベータ１０４の内部に移動させる。
上記移動機構１７２は、例えば最初に第１回転テーブル１７１Ａをハンド１１３ａによる供給高さに位置させ、さらに第１回転テーブル１７１Ａを順次回転させて複数の培養容器１０５を載置させる。
続いて、上記移動機構１７２は第２回転テーブル１７１Ｂをハンド１１３ａによる供給高さに位置させ、さらに第２回転テーブル１７１Ｂを順次回転させて複数の培養容器１０５を載置させる。

そして、培養中に培養状態を確認したくなった場合には、インキュベータ１０４を観察手段１０３まで移動させ、上記移動機構１７２は図７に示すように例えば第２回転テーブル１７１Ｂを上記観察用窓１３９と照明用窓１４０との間の高さに位置させる。
その後、移動機構１７２は当該第２回転テーブル１７１Ｂを回転させ、所要の培養容器１０５を観察用窓１３９と照明用窓１４０との間に位置させ、上記観察手段１０３によって観察する。
このように、第１、第２回転テーブル１７１Ａ、１７１Ｂによって複数の培養容器１０５を保持可能としたことにより、複数の被培養物を同時に培養し、また所要の培養容器１０５の観察も行うことが可能となっている。
なお、上記回転テーブルについては２枚に限らず３枚以上設けても良く、もしくは１枚の円盤状の回転テーブルとしてもよい。また、上記ロボット１１３のハンド１１３ａについては、保持した培養容器１０５を昇降させて、第１、第２回転テーブル１７１Ａ、１７１Ｂの高さを変えずに、培養容器１０５を載置させるようにしても良い。

図９は第３実施例にかかるインキュベータ２０４を示しており、以下の説明において、上記第１実施例および上記第２実施例のインキュベータ４、１０４と共通する構成については説明を省略するものとし、第１、第２実施例で使用した符号に２００または１００を加算した符号を使用するものとする。
本実施例のインキュベータ２０４には、内部が無菌状態に維持された収容庫としての袋状の無菌袋２８１が、接続手段２０７を介して接続されるようになっている。
上記無菌袋２８１は、開閉可能に設けられた開閉扉２８２と、少なくともひとつの手袋２８３とを備えており、作業者は当該手袋２８３の導入口２８３ａより手を入れ、手袋２８３により無菌袋２８１の内側に収納された被培養物２０５を保持または操作することが可能となっている。
また、上記開閉扉２８２における無菌袋２８１の内部側には把手２８２ａが設けられており、作業者は上記手袋２８３により上記把手２８２ａを把持することで、開閉扉２８２を開閉することが可能となっている。

上記接続手段２０７は、従来公知のリピッドトランスファーポート（ＲＴＰ：Ｒａｐｉｄ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｐｏｒｔ）となっており、例えば特許第３４４５８１３号に記載されるような、アルファフランジとベータフランジを接続してこれらを一体的に開閉する無菌接続方式となっている。
具体的には、アルファフランジとしてのインキュベータ２０４の開閉扉２３２と、ベータフランジとしての上記無菌袋２８１の開閉扉２８２とを密着させ、これら２つの開閉扉２３２、２８２の密着部分によって、それまで外部に露出していた非無菌空間を閉鎖するようになっている。
これにより、作業者は無菌袋２８１の内部から上記把手２８２ａを操作することで、開閉扉２３２、２８２を一体的に開放することができ、上記インキュベータ２０４と無菌袋２８１とを無菌状態を維持したまま連通させることが可能となっている。
なお、上記インキュベータ２０４と無菌袋２８１とを接続する接続手段としては、第１実施例と同様、インキュベータ２０４の開閉扉２３２と、無菌袋２８１の開閉扉２８２を、筒状部材によって囲繞し、これによって形成された空間に除染剤供給手段で発生させた除染剤を除染剤供給口を介して供給するようにしてもよい。

１ 培養システム ２ アイソレータ
３ 観察手段 ４ インキュベータ
５ 培養容器 ６ 台車
７ 接続手段 ２３ カメラ
２４ 照明手段 ３１ ハウジング
３２ 開閉扉 ３３ 開閉機構
３４ 搬出入部 ３５ 収容部
３９ 観察用窓 ４０ 照明用窓
５３ 筒状部材 ５４ 除染剤供給手段

Claims (11)

1. 開閉可能な開口部が設けられて被培養物を収容する収容庫と、開閉可能な開口部が設けられて被培養物の培養を行うインキュベータと、上記収容庫とインキュベータとを接続するとともに上記収容庫の開口部と上記インキュベータの開口部とを無菌状態を維持したまま連通させる接続手段とを備え、
   上記収容庫は、開口部を開閉する扉を有し、
   上記インキュベータは、被培養物を収容する収容部と、上記収容部に収容された被培養物を外部から観察可能とする透明な観察用窓と、上記開口部を開閉する扉とを有し、
   上記接続手段により、上記収容庫およびインキュベータを連通させて無菌状態を維持したまま被培養物を上記インキュベータの収容部に移送可能とするとともに、上記インキュベータ内を無菌状態に維持したまま当該インキュベータを上記収容庫から離脱可能とし、
   さらに上記収容庫およびインキュベータの外に観察手段を配置し、上記収容庫から離脱されたインキュベータを上記観察手段に移動させて、該観察手段によりインキュベータの収容部に収容された被培養物を上記観察用窓を介して観察可能としたことを特徴とする培養システム。
2. 上記接続手段は、上記収容庫およびインキュベータの開口部を覆う筒状部材と、上記筒状部材の内部に除染剤を供給する除染剤供給口とを備え、
   上記筒状部材により上記収容庫と上記インキュベータとを接続して、当該筒状部材の内部に上記収容庫及び上記インキュベータに備えられた上記扉とによって区画された空間を形成し、
   当該空間に上記収容庫および上記インキュベータの外部に設けた除染剤供給手段が除染剤を上記除染剤供給口を介して供給してから、上記扉を開放して上記収容庫と上記インキュベータとを無菌的に接続することを特徴とする請求項１に記載の培養システム。
3. 上記インキュベータは除染剤を供給する除染剤供給口を備え、
   上記インキュベータの外部に設けた除染剤供給手段で発生させた除染剤を、上記除染剤供給口よりインキュベータの内部に供給することを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の培養システム。
4. 上記収容庫は、アイソレータであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の培養システム。
5. 上記アイソレータは除染剤を供給する除染剤供給口を備え、
   上記アイソレータの外部に設けた除染剤供給手段で発生させた除染剤を、上記除染剤供給口より上記アイソレータの内部に供給することを特徴とする請求項４に記載の培養システム。
6. 上記アイソレータの内部に搬送手段を設け、
   上記搬送手段により上記アイソレータから上記インキュベータの収容部に被培養物を移動させることを特徴とする請求項４または請求項５のいずれかに記載の培養システム。
7. 上記インキュベータの収容部に外側に向けて突出する突出部を設けるとともに、当該突出部に上記観察用窓を設け、
   上記被培養物を上記突出部に収容して、上記インキュベータの外に配置した観察手段により上記観察用窓を介して被培養物を観察可能としたことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の培養システム。
8. 上記インキュベータの収容部の内部に被培養物の移送手段を設け、
   上記移送手段は、水平方向または上下方向に被培養物を移送する機能を有し、上記観察用窓の位置に被培養物を移送することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の培養システム。
9. 上記移送手段は、回転テーブルであることを特徴とする請求項８に記載の培養システム。
10. 上記インキュベータを複数設けるとともに、上記接続手段によって各インキュベータを上記収容庫に対して接続可能としたことを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の培養システム。
11. 上記複数のインキュベータの各収容部に収容された被培養物は、上記観察手段によりそれぞれの観察用窓を介して観察可能であることを特徴とする請求項１０に記載の培養システム。

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