WO2003070874A1 - Dispositif de culture et recipient de stockage - Google Patents

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Yuichi Tamaoki
Takashi Arai
Tadahisa Saga
Hiroki Busujima
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Sanyo Electric Co., Ltd.
Sanyo Electric Biomedical Co.,Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a storage for storing bacteria and the like or a culture device for culturing bacteria and the like, for example, an apparatus called an automatic culture system, a blood storage, a frozen plasma storage, a pharmaceutical storage, or the like.
  • an apparatus called an automatic culture system, a blood storage, a frozen plasma storage, a pharmaceutical storage, or the like.
  • a culture device for culturing bacteria, etc. contains a large number of microplates that serve as culture containers for bacteria, etc., in order to simultaneously culture many bacteria, etc. with a single device. In some cases, the birds were moved by transport means. Recently, this type of culture equipment has been required from the market.
  • the robot arm 7 transfers the culture vessel (microplate) from outside to the transfer means in the culture apparatus.
  • the storage shelves 2 a, 2 b, and 2 c of the culture vessel 5 are installed in the storage of the culture device 1.
  • the storage shelves 2a, 2b, and 2c are arranged in an arc on the rotating table 3.
  • the culture vessel 5 A plurality of shelves 2a, 2b, and 2c are vertically inserted and stored.
  • the transport mechanism (transporting means) 4 inserts or removes the culture vessel 5 at an arbitrary height of the storage shelf.
  • the transfer port 6 is provided on the back of the culture device 1 and communicates the inside and outside of the culture device.
  • the transfer port 6 is provided with a shirt mechanism for opening and closing the transfer port 6, and is used for transferring the culture container 5 between the robot arm 7 as an external transfer mechanism and the transfer mechanism 4. Can be opened.
  • the transport mechanism 4 moves up and down to the height at which the culture container to be removed is stored.
  • the transfer arm is extended, and the transfer arm is inserted into the space below the culture vessel. Thereafter, the transport mechanism 4 moves slightly upward to lift the culture vessel. As a result, the culture vessel floats from the storage shelf.
  • the transfer arm is contracted, and the culture container placed on the transfer arm is completely removed from the storage shelf and detached.
  • the transport mechanism 4 is moved up and down to the height of the transport port 6, and is horizontally rotated at the same height so as to face the transport port 6. Next, open the shirt at delivery port 6.
  • the robot arm 7 grasps the culture vessel taken out and Take out to the department.
  • the transfer device 4 contracts the transfer arm and rotates in the horizontal direction so as to face the storage shelf, and closes the transfer opening 6.
  • the conventional culture device with a transport mechanism uses a storage shelf for a rotating culture container. For this reason, in order to put one culture container in and out, it is necessary to rotate the whole shelf and move it to the front of the transport means. For this reason, the culture container may vibrate frequently, and the cells may not be able to adhere to the container normally.
  • the present invention is provided with a transport mechanism for automatically transporting a culture vessel to a storage shelf, and a conventional culture apparatus with a transport mechanism utilizes a rotary culture vessel storage shelf. Therefore, it is necessary to rotate the entire shelf and move it to the front of the transport means in order to put one culture container in and out. This As a result, the culture vessel vibrates frequently, and the cells may not be able to adhere to the vessel normally. Disclosure of the invention
  • the present invention provides storage shelves (12a, 12b,%) Which are arranged in an arc or an annular shape and store a plurality of culture vessels in a vertical direction; It is equipped with a transportation means (15) for taking in and out.
  • the present invention provides a storage container (12a, 12b,%) For culturing vessels arranged in an arc shape or an annular shape, and a table (pedestal) (1) for supporting these storage shelves. 3), an air circulation port (39) provided in the table (13) so that the arc-shaped or annular inner air flows from below to above, and air sucked from above the inside of the refrigerator. And a circulation path (36) for returning the storage space downward.
  • the present invention is characterized in that a transfer port of the culture vessel is arranged at a position on the radiation having the arc-shaped or annular arrangement so as to be in contact with a circle concentric with the arc-shaped or annular arrangement.
  • the present invention is characterized in that a door for sealing the inside of the storage is provided, and a transport door smaller than the door is provided on the same side as the door.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a part of the culture apparatus according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view from the top of the first embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a conventional culture device. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 and FIG. FIG. 1 is a view showing a part of the culture apparatus.
  • storage shelves 12 a, 12 b, 12 c ⁇ are arranged in an arc shape (or an annular shape).
  • the storage shelves 12a, 12b, 12c are placed on a table (pedestal) 13, and each storage shelf is provided with a plurality of slots in the vertical direction.
  • the container has a structure in which a culture container can be inserted or removed.
  • Table 13 does not rotate during the culture and during the movement of the culture (culture vessel 18).
  • the support part 14 vertically supports the elevating shaft 17.
  • the transport mechanism (transport means) 15 rotates around the elevating shaft 17 and moves up and down.
  • the transport mechanism 15 moves and inserts or removes the culture vessel 18 with the culture adhered to the wall at a predetermined slot position on a predetermined storage shelf.
  • the door 16 has an external transfer mechanism and a transfer port for transferring the culture container.
  • Figure 2 is a view from above.
  • the storage shelves 12 a, 12 b, 12 c ⁇ 'that hold the culture vessels 18 are arranged on a table so as to form arcs 31, 32 as a whole.
  • the transport mechanism 15 is guided (not shown) so as to be movable in the vertical direction, and is provided with a thread groove that fits into a thread provided on the outer periphery of the elevating shaft 17. Therefore, by rotating the elevating shaft 17, the rotational force generated in the screw groove of the transport mechanism 15 is converted into a vertical force (moving force), and the transport mechanism 15 can be moved in the vertical direction.
  • the lifting shaft 17 is rotated by a stepping motor, and the number of rotations of the lifting shaft 17 (effectively the vertical position of the transport mechanism) is proportional to the number of steps output to the stepping motor.
  • the output phase (CW: clockwise / CCW: counterclockwise) of the step to rotate the stepping motor to the CW or CCW side, the height of the transport mechanism 15 can be controlled. .
  • the transfer mechanism 15 When the transfer mechanism 15 is moved to a slot in which a desired culture vessel of a desired height in a desired storage shelf is stored, the transfer mechanism 15 is moved from the current number of steps to a slot of a desired height. After calculating the number of steps and the output phase required for moving the robot by a microcomputer or the like, the calculated number of steps is output to a step motor to move the transport mechanism 15 in the vertical direction.
  • the lifting shaft 17 (including a step motor for rotating this shaft) and a guide for moving the transport mechanism 15 in the vertical direction are provided on a table that rotates the center axis of the lifting shaft 17 around the same center axis (not shown).
  • the storage shelf (or desired slot) facing the transport mechanism 15 can be changed by rotating the table.
  • this table is also configured to be rotatable by a step motor and gears for the storage shelves like the elevating shaft 17, by changing the number of steps and the output phase to be output to the step motor for the storage shelves,
  • the structure 15 can be rotated to a position facing a desired storage shelf.
  • means for moving the transport mechanism 15 to a position facing a desired slot is as follows:
  • transport mechanism 1 Adjust the height of 5.
  • the initial value adjustment of the step motor and the step motor for the storage shelf may be performed at least at the time of manufacturing the culture device according to the present invention, but is configured to be periodically performed after the culture device is installed (after use is started). You may do it.
  • the transport mechanism 15 is provided in the transport mechanism 15 after being moved to a position opposite to the culture container stored in the desired slot at the desired height on the desired storage shelf.
  • the arm is extended and inserted into the lower part of the culture vessel, and then a predetermined number of pulses are output to the step motor of the elevating shaft 17 to raise the arm of the transport mechanism 15 slightly to lift the culture vessel from the slot . Then, the arm is contracted to reach the state 33 shown in FIG.
  • the arm can be extended and the culture vessel can be transferred to and from an external transport device.
  • the transport mechanism since the transport mechanism does not pass over another culture vessel during transport, there is little damage due to an emergency drop or the like. Also, the number of operations is small, so that the speed of conveyance can be increased.
  • the transfer port is arranged on the radiation of the circular arcs 31 and 32 so as to be in contact with the circles concentric with the circular arcs 31 and 32, the culture vessel can be obtained only by extending the arm of the transfer mechanism 15. Can be discharged from the transfer port, and no special means is required for moving the culture vessel to the transfer port.
  • the air inside the storage compartment 38 including the inside of the storage shelves 12a, 12b, and 12c, arranged so as to form the arcs 31 and 32, flows through the culture space with the culture vessels. It rises from the bottom through the through-hole (distribution port) 39, is collected in the circulation path 36, and circulates down. This makes it possible to maintain a uniform temperature and gas concentration in the storage.
  • a blower may be provided in the lower part of the through hole or in the circulation path 36 to promote the circulation of air.
  • the present invention does not rotate the storage shelf holding the culture container for transporting the culture, so that the stress on the cells due to the vibration can be minimized.
  • the cultures are arranged in an arc, and the transport mechanism is arranged inside the cultures are arranged in an arc. For this reason, it is possible to shorten the transport time and reduce the vibration. Also, since there is no rotary table, it is easy to speed up the transport mechanism.
  • the transport mechanism is inside the arc, the extra space required for installation and operation of the transport mechanism can be reduced, so that many cultures can be stored even in a small incubator. .

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Description

明 細 書
培養装置及び保存庫 技術分野
本発明は、 細菌等を保管する保管庫又は細菌等を培養する培養装 置に関するものであり、 例えば、 自動培養システム、 血液保存庫、 凍結血漿保存庫、 医薬品保存庫等と称される装置又は保存庫に関す る。 背景技術
細菌等を培養する培養装置は、 単一の装置でたくさんの細菌等を 同時に培養するために細菌等の培養容器となるマイクロプレー卜を 庫内に多数収納し、 且つ、 庫内でのマイクロプレー 卜の移動を搬送 手段によって行うものがあった。 最近は、 このタイプの培養装置が 市場から要求されている。
このようなタイプの培養装置の一例が、 特開平 1 1 — 8 9 5 5 9 号公報に示されている。 また、 米国特許 6， 1 2 9， 4 2 8号公報 にも示されている。
第 3図を参照しつつ、 このような培養装置の一例を説明する。 この例では、 ロボッ 卜アーム 7が培養容器 （マイクロプレー卜） を外部から培養装置内の搬送手段に受け渡している。
培養装置 1 の庫内には、 培養容器 5の収納棚 2 a、 2 b、 2 cが 設置されている。 そして、 この収納棚 2 a、 2 b、 2 cは、 回転す るテーブル 3の上に円弧状に配置されている。 培養容器 5は、 それ ぞれの棚 2 a 、 2 b 、 2 cに複数個が縦方向に挿入されて収納され る。
搬送機構 （搬送手段） 4は、 培養容器 5を収納棚の任意の高さの 位置に挿入又は取リ出す。
搬送口 6は、 培養装置 1 の背面に設けられ、 培養装置の庫内と庫 外とを連通させている。 この搬送口 6には、 この搬送口 6を開閉す るシャツ夕機構が設けられ、 外部の搬送機構であるロボッ 卜アーム 7と搬送機構 4との間で、 培養容器 5の受け渡しを行う際に開けら れる。
搬送機構 4が、 収納棚の任意の位置に収納されている培養容器を 取り出すには、 まず、 回転テーブル 3を回転させて、 その培養容器 が収納された収納棚を搬送機構 4の前に移動させる。
次に、 搬送機構 4は、 その取り出したい培養容器の収納されてい る高さまで上下移動する。
つぎに、 搬送アームを伸ばし、 搬送アームをその培養容器の下方 のスペースに挿入する。 その後、 搬送機構 4は、 少しだけ上方に移 動して、 その培養容器を持ち上げる。 これにより、 培養容器は、 収 納棚から浮く。
そして、 搬送アームを縮めて搬送アーム上に乗せている培養容器 を完全に収納棚から取り出し離脱させる。
次に、 搬送機構 4を搬送口 6の高さに上下移動させ、 且つ、 搬送 口 6に向かい合うようにその高さのまま水平に回転させる。 次に搬 送口 6のシャツタを開ける。
そして、 搬送アームを伸ばして、 培養容器を搬送口 6より外部に 出す。
ロボッ トアーム 7は、 この外部に出された培養容器をつかみ、 外 部に持ち出す。
この後、 搬送装置 4は、 搬送アームを縮めて、 且つ、 収納棚に向 かい合うように水平方向で回転し、 搬送口 6のシャツタを閉じる。
このようにひとつの培養容器を庫内から外部に持ち出したり、 外 部から庫内に収納する時、 棚 2 a、 2 b、 2 cの全ての収納棚がテ 一ブル 3と共に回転する。
このように、 培養容器の出し入れの度に他の全ての培養容器も同 時にテーブル 3 と共に回転させられるため棚 2 a、 2 b、 2 cに収 納されている全ての培養容器が振動し、 結果的に培養容器の静置状 態がほとんど無くなる。 付着性の細胞を培養する場合には、 培養容 器の壁面に培養物を付着することにより正常に増殖する。
しかし、 上述した培養容器の振動が、 細菌等の細胞育成の生成ス 卜レスとなる。
また、 培養物の出し入れは、 非常に頻繁に行われるので、 培養容 器を出し入れする際の搬送動作の更なる高速化が求められている。
しかし、 培養容器の振動を考慮するとテーブル 3の回転速度をむ やみに速くするわけにはいかない。
従来の搬送機構付きの培養装置は、 回転式の培養容器の収納棚を 利用している。 このため、 ひとつの培養容器を出し入れするために、 棚全体を回転させ搬送手段の前まで移動させる必要がある。 このた め、 培養容器が頻繁に振動し、 細胞が正常に容器に付着することが できないことがある。
本発明は、 培養容器を収納棚に自動搬送する搬送機構を備え、 且 つ、 従来の搬送機構付きの培養装置は、 回転式の培養容器の収納棚 を利用している。 このため、 ひとつの培養容器を出し入れするため に、 棚全体を回転させ搬送手段の前まで移動させる必要がある。 こ のため、 培養容器が頻繁に振動し、 細胞が正常に容器に付着するこ とができないことがある。 発明の開示
本発明は、 円弧又は環状に配置され、 複数の培養容器を縦方向に 収納する収納棚 （ 1 2 a、 1 2 b · · ) と、 前記円弧又は環状配置 の内側に培養容器を収納棚から出し入れするための搬送手段 （ 1 5 ) を備えている。
また、 本発明は、 配置が円弧状、 または、 環状に配置される培養 容器の収納棚 （ 1 2 a、 1 2 b · · ) と、 これらの収納棚を支持す るテーブル （台座） （ 1 3 ) と、 前記の円弧状、 環状の内側の空気 を下から上へ流すように前記テーブル （ 1 3 ) に設けられた空気の 流通口 （ 3 9 ) と、 庫内上方から吸い込んだ空気を庫内下方に戻す ための循環路 （ 3 6 ) とを備えることを特徴とする。
また、 本発明は、 前記円弧状又は環状配置の有する放射線上の位 置に前記培養容器の搬送口を、 前記円弧状又は環状配置と同心円の 円に接するように配置したことを特徴とする。
また、 本発明は、 庫内を密閉するための扉を備え、 それよりも小 さい搬送用扉を前記扉と同じ側に有することを特徴とする。 図面の簡単な説明
第 1 図は、 本発明の第 1実施形態である培養装置の一部を透過し た斜視図であり、 第 2図は、 この第 1実施形態の上面からの断面図 であり、 第 3図は、 従来の培養装置を示す斜視図である。 発明を実施するための最良の形態 本発明の第 1の実施形態を第 1 図、 第 2図を参照しつつ説明する。 第 1 図は培養装置の一部を透過した図である。
培養装置 1 1 の内部には、 収納棚 1 2 a、 1 2 b、 1 2 c · · · が、 円弧状 （又は環状） に配置される。 この収納棚 1 2 a、 1 2 b、 1 2 c · · · は、 テーブル （台座） 1 3の上に設置され、 それぞれ の収納棚は縦方向に複数のスロッ 卜が設けられ、 それぞれのスロッ 卜は培養容器を挿入又は取リ出し可能な構造を有している。
テーブル 1 3は、 培養中及び培養物 （培養容器 1 8 ) の移動中に 回転することはない。
従って、 棚 1 2 a、 1 2 b、 1 2 (= · · · も移動せず、 培養容器 は振動しない。
支持部 1 4は、 昇降軸 1 7を垂直に支持する。 搬送機構 （搬送手 段） 1 5は、 この昇降軸 1 7を中心に回転し、 又、 上下に移動する。 培養物が壁面に付着した培養容器 1 8は、 搬送機構 1 5が移動し て所定の収納棚の所定のスロッ 卜の位置に挿入又は取り出される。 図示省略したが、 扉 1 6には外部の搬送機構と培養容器の受け渡 しをする搬送口がある。
図 2は上面からの図である。
培養容器 1 8を保持する収納棚 1 2 a、 1 2 b、 1 2 c · · ' は、 全体として円弧 3 1 、 3 2を構成するようにテーブル上に配置され ている。
搬送機構 1 5は垂直方向に移動可能にガイ ド （図示せず） されて いると共に、 昇降軸 1 7の外周に設けられたねじ山に嵌まるネジ溝 が設けられている。 従って、 昇降軸 1 7を回転させることによって 搬送機構 1 5のねじ溝に生じる回転力が上下方向の力 （移動力） へ 変換されて搬送機構 1 5を上下方向に移動させることができる。 こ の昇降軸 1 7はステップモータで回転させられ、 昇降軸 1 7の回転 数 （実質的には搬送機構の上下の高さ位置） はステップモータへ出 力させるステップ数に比例するので、 ステップモータへのステップ の出力位相 （C W ： 時計回り / C C W ： 反時計回り） を変えてステ ップモータを C W側又は C C W側へ回転させることによって搬送機 構 1 5の上下の高さを制御することができる。
搬送機構 1 5を所望の収納棚の所望の高さの所望の培養容器が収 納されているスロッ トへ移動させるときは、 現在のステップ数から 所望の高さのスロッ 卜へ搬送機構 1 5を移動させるのに必要なステ ップ数及び出力位相をマイコン等で算出した後、 この算出されたス テツプ数をステップモータに出力して搬送機構 1 5を上下方向へ移 動させる。
昇降軸 1 7 (この軸を回転させるためのステップモータを含む） 、 搬送機構 1 5を垂直方向に移動させるガイ ドは昇降軸 1 7の中心軸 を同じ中心軸で回転する台 （図示せず） 上に設けられ、 この台が回 転することによって搬送機構 1 5の対向する収納棚 （又は所望のス ロッ 卜） が変えられる。
この台も昇降軸 1 7 と同様に収納棚用ステップモータ及びギアに よつて回転が可能に構成されているので、 収納棚用ステップモータ へ出力するステップ数及び出力位相を変えることによって、 搬送機 構 1 5を所望の収納棚と相対向する位置に回転させることができる。
すなわち、 搬送機構 1 5を所望のスロッ ト （所望の培養容器） と 相対向する位置へ移動させる手段は、
① . 搬送機構 1 5の高さを合わせた後、 搬送機構 1 5を所望の収 納棚まで回転させる。
② . 搬送機構 1 5を所望の収納棚まで回転させた後、 搬送機構 1 5の高さを合わせる。
③. 搬送機構 1 5の回転を高さ合わせと同時に行う。
の 3通りが考えられるが、 何れの手順を用いても本発明の主旨を 変えるものではない。
尚、 ステップモータ及び収納棚用ステップモータの初期値合わせ は、 少なくとも本発明に係る培養装置の製造時に行えばよいが、 培 養装置の設置後 （使用開始後） に定期的に行うように構成しても良 い。
以上のようにして、 搬送機構 1 5は所望の収納棚の所望の高さの 所望のスロッ トに収納された培養容器と相対向する位置まで移動さ せた後、 搬送機構 1 5に設けられたアームを伸ばして培養容器の下 部に挿入し、 次いで昇降軸 1 7のステップモータに所定数のパルス を出力して搬送機構 1 5のアームをわずかに上昇させて培養容器を スロッ トから持ち上げる。 次いで、 アームを縮めることによって第 2図に示す状態 3 3になる。
尚、 搬送機構 1 5のアームはモータ （又はステップモータ等） の 駆動力を用いて伸び縮みさせる汎用の構造を適用することができる。
次いで、 第 2図に示す状態 3 4へ搬送機構 1 5が移動するように ステツプモータ及び収納棚用ステツプモータへ出力されるパルス数 及び出力位相を制御する。
ここでアームを伸ばし、 培養容器を外部の搬送機器と受け渡すこ とが可能となる。
この実施形態によれば、 搬送機構が搬送中に、 他の培養容器の上 を通らないので、 万一の落下等による被害が少ない。 また、 動作が 少ないので、 搬送の高速化が行える。
また、 円弧 3 1 内、 円弧 3 2外の中で動作するので、 余分な動作 空間を必要としない。 そのため、 小型の培養装置に多くの培養物を 収納することができる。
また、 搬送口は、 円弧 3 1 、 3 2の円弧の有する放射線上に円弧 3 1 、 3 2と同心円の円に接するように配置されるので、 搬送機構 1 5のアームを伸ばすのみで培養容器を搬送口から出すことができ、 搬送口に培養容器を移動させるための特別な手段が必要ない。
前面が開いた円弧状に複数の収納棚が配置されているので、 培養 容器や搬送機構の状況が見やすく、 またメンテナンスも容易である。
円弧 3 1 、 3 2を構成するように配置された収納棚 1 2 a、 1 2 b、 1 2 c · · の円弧の内側を含む庫内 3 8の空気は、 培養容器の ある培養空間を貫通穴 （流通口） 3 9を通って下から上へ上昇し、 循環路 3 6に回収され、 下へ降りる循環を行う。 これによリ庫内の 温度やガス濃度を均一に維持することが可能である。 この際、 空気 の循環を促すために送風装置を貫通孔の下部又は循環路 3 6中に設 けても良い。
以上説明したように、 本発明は、 培養物の搬送のために、 培養容 器を保持する収納棚を回転移動することがないので振動による細胞 へのストレスを最小限にできる。 培養物を円弧状に配置し、 搬送機 構は培養物が円弧状に並べられている内側に配置されている。 その ため、 搬送時間の短縮及び振動の低減が達成できる。 また、 回転テ 一ブルがないので搬送機構の高速化が容易である。
更に、 搬送機構は、 前記円弧の内側にあるため、 搬送機構の設置、 及び動作のため必要とする余分な空間を少なくすることができるの で、 小型の培養器でも多くの培養物が収納できる。
収納物が密に収納されると庫内の温度分布が悪くなリがちだが、 本発明では収納棚で環状に囲まれた内側にも空気の流路を構成する ので、 温度分布を悪化させない。 産業上の利用可能性
以上説明したように、 本発明によれば、 培養物の搬送のために、 培養物を保持する棚を移動することがないので振動による細胞への ス卜レスを最小限にできる。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 配置が円弧又は環状に配置される培養容器の収納棚 （ 1 2 a、 1 2 b - ■ ) と、
前記円弧又は環状配置の内側に前記培養容器を前記収納棚 （ 1 2 a、 1 2 b - - ) から出し入れする搬送手段 （ 1 5 ) を備えたこと を特徴とする培養装置又は保存庫。
2. テーブル （ 1 3 ) 上に配置が円弧状、 または、 環状に配置され る培養容器の収納棚 （ I 2 a、 1 2 b ' と、
前記の円弧状、 環状の内側の空気が下から上へ流れるように前記 テーブル （ 1 3 ) に設けられた空気の流通口 （ 3 9 ) と、
庫内上方から吸い込んだ空気を、 庫内下方を経て前記流通口 （ 3 9 ) へ戻すための循環路 （ 3 6 ) とを備える培養装置又は保存庫。
3. 前記円弧状又は環状配置の有する放射線上の位置に前記培養容 器の搬送口を放射線の中心に向けて配置したことを特徴とする請求 項 1 又は 2に記載の培養装置又は保存庫。
4. 庫内を密閉するための扉を備え、 それよりも小さい搬送用扉を 前記扉と同じ側に有することを特徴とする請求の範囲第 1 項、 第 2 項又は第 3項の何れか 1 項に記載の培養装置又は保存庫。
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