(57)【要約】【課題】  供給配管内に残留する試薬の残留量を低減することを可能とする細胞培養装置及び細胞培養カセットを提供する。【解決手段】  細胞培養装置１００は、保冷温度T1で試薬を収容する試薬容器２１０と、保冷温度T1よりも高い恒温温度Ｔ２で培養される細胞を収容する細胞培養容器２３１と、試薬容器２１０から細胞培養容器２３１に供給される試薬の流路を構成する供給配管２４０と、試薬容器２１０と細胞培養容器２３１との間において、供給配管２４０の表面を所定温度Ｔ３に加熱する加熱部２１とを備える。所定温度Ｔ３は、恒温温度Ｔ２よりも高い。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞を培養する細胞培養装置であって、
保冷温度T1で試薬を収容する試薬容器と、
前記保冷温度T1よりも高い恒温温度Ｔ２で培養される細胞を収容する細胞培養容器と、
前記試薬容器と前記細胞培養容器とを繋いでおり、前記試薬容器から前記細胞培養容器に供給される試薬の流路を構成する供給配管と、
前記試薬容器と前記細胞培養容器との間において、前記供給配管の表面を所定温度Ｔ３に加熱する加熱部とを備え、
前記所定温度Ｔ３は、前記恒温温度Ｔ２よりも高いことを特徴とする細胞培養装置。
【請求項２】
前記試薬容器は、第１試薬を収容する第１試薬容器と、第２試薬を収容する第２試薬容器とであり、
前記供給配管は、前記第１試薬容器と前記細胞培養容器とを繋ぐ第１供給配管と、前記第２試薬容器と前記細胞培養容器とを繋ぐ第２供給配管とであり、
前記第１供給配管の体積は、前記第２供給配管の体積よりも小さく、
前記加熱部は、前記第１供給配管を流れる前記第１試薬を加熱することを特徴とする請求項１に記載の細胞培養装置。
【請求項３】
前記試薬容器と前記細胞培養容器との間において、前記第１供給配管の一部を構成する中間配管を収容する中間室をさらに備え、
前記加熱部は、前記中間室において、前記中間配管を流れる前記第１試薬を加熱することを特徴とする請求項２に記載の細胞培養装置。
【請求項４】
冷媒を圧縮する圧縮機、前記冷媒を放熱する放熱器、前記冷媒を減圧する減圧機及び前記冷媒から吸熱する吸熱器を有する冷凍回路をさらに備え、
前記吸熱器は、前記試薬容器に収容された試薬を前記保冷温度T1に冷却する冷却部として用いられ、
前記放熱器は、前記加熱部として用いられることを特徴とする請求項１に記載の細胞培養装置。
【請求項５】
細胞を培養する細胞培養装置に設けられる細胞培養カセットであって、
保冷温度T1で試薬を収容する試薬容器と、
前記保冷温度T1よりも高い恒温温度Ｔ２で培養される細胞を収容する細胞培養容器と、
前記試薬容器と前記細胞培養容器とを繋いでおり、前記試薬容器から前記細胞培養容器に供給される試薬の流路を構成する供給配管とを備え、
前記供給配管の一部は、前記試薬容器と前記細胞培養容器との間において、中間配管を構成し、
前記試薬容器と前記細胞培養容器との間において、前記中間配管の表面が所定温度Ｔ３に加熱され、
前記所定温度Ｔ３は、前記恒温温度Ｔ２よりも高いことを特徴とする細胞培養カセット。
【請求項６】
前記試薬容器は、第１試薬を収容する第１試薬容器と、第２試薬を収容する第２試薬容器とであり、
前記供給配管は、前記第１試薬容器と前記細胞培養容器とを繋ぐ第１供給配管と、前記第２試薬容器と前記細胞培養容器とを繋ぐ第２供給配管とであり、
前記第１供給配管の体積は、前記第２供給配管の体積よりも小さく、
前記中間配管は、前記第１供給配管の一部を構成することを特徴とする請求項５に記載の細胞培養カセット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞を培養する細胞培養装置及び細胞培養カセットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、細胞を培養するための培地を収容する細胞培養容器として、培養皿やフラスコなどを備えた細胞培養装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
具体的には、細胞培養装置は、少量の試薬を収容する第１試薬容器及び多量の試薬を収容する第２試薬容器を有する。また、細胞培養装置は、第１試薬容器と細胞培養容器とを繋いでおり、第１試薬容器から細胞培養容器に少量の試薬を供給するための第１供給配管を有する。同様に、細胞培養装置は、第２試薬容器と細胞培養容器とを繋いでおり、第２試薬容器から細胞培養容器に多量の試薬を供給するための第２供給配管を有する。
【０００４】
ところで、第１試薬容器や第２試薬容器の内部は、保冷温度T1（例えば、４℃）に保たれる。一方で、細胞培養容器の内部は、恒温温度Ｔ２（３７℃）に保たれる。従って、細胞培養容器で既に培養されている細胞のダメージを軽減するために、第１試薬容器や第２試薬容器から試薬を細胞培養容器に供給する際に、試薬の温度を恒温温度Ｔ２に近づける必要がある。
【０００５】
ここでは、少量の試薬については、第１供給配管を長くすることによって、少量の試薬の温度を恒温温度Ｔ２に近づける。多量の試薬については、多量の試薬の温度を上昇するための保温庫を第２供給配管の途中に設ける。多量の試薬の温度は、保温庫において恒温温度Ｔ２に近づけられる。
【特許文献１】特開２００１−２７５６５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、試薬の温度を恒温温度Ｔ２に近づけるために、第１供給配管を長くする必要がある。第１供給配管が長いと、第１供給配管内に残留する試薬が多くなる。すなわち、細胞培養容器に供給される試薬の量のバラツキが生じてしまう。また、試薬が無駄になってしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、供給配管内に残留する試薬の残留量を低減することを可能とする細胞培養装置及び細胞培養カセットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の特徴に係る細胞培養装置は、細胞を培養する装置である。細胞培養装置は、保冷温度T1で試薬を収容する試薬容器と、前記保冷温度T1よりも高い恒温温度Ｔ２で培養される細胞を収容する細胞培養容器と、前記試薬容器と前記細胞培養容器とを繋いでおり、前記試薬容器から前記細胞培養容器に供給される試薬の流路を構成する供給配管と、前記試薬容器と前記細胞培養容器との間において、前記供給配管の表面を所定温度Ｔ３に加熱する加熱部とを備える。前記所定温度Ｔ３は、前記恒温温度Ｔ２よりも高い。
【０００９】
かかる特徴によれば、試薬容器と細胞培養容器との間において、供給配管の表面が所定温度Ｔ３に加熱される。所定温度Ｔ３は、恒温温度Ｔ２よりも高い。
【００１０】
従って、供給配管が短くても、細胞培養容器への供給口において試薬の温度を恒温温度Ｔ２に近づけることができる。すなわち、供給配管内に残留する試薬の残留量を低減することができる。これによって、細胞培養容器に供給される試薬の量のバラツキを抑制することができる。また、試薬を有効に利用することができる。
【００１１】
第１の特徴において、前記試薬容器は、第１試薬を収容する第１試薬容器と、第２試薬を収容する第２試薬容器とである。前記供給配管は、前記第１試薬容器と前記細胞培養容器とを繋ぐ第１供給配管と、前記第２試薬容器と前記細胞培養容器とを繋ぐ第２供給配管とである。前記第１供給配管の体積は、前記第２供給配管の体積よりも小さい。前記加熱部は、前記第１供給配管を流れる前記第１試薬を加熱する。
【００１２】
かかる特徴によれば、第２供給配管よりも小さい体積の第１供給配管を流れる第１試薬を加熱することによって、第１供給配管内に残留する第１試薬の残留量を低減することができる。これによって、細胞培養容器に供給される第１試薬の量のバラツキを抑制することができる。また、第１試薬を有効に利用することができる。
【００１３】
第１の特徴において、細胞培養装置は、前記試薬容器と前記細胞培養容器との間において、前記第１供給配管の一部を構成する中間配管を収容する中間室をさらに備える。前記加熱部は、前記中間室において、前記中間配管を流れる前記第１試薬を加熱する。
【００１４】
かかる特徴によれば、中間室において加熱部が中間配管を流れる第１試薬を加熱するため、中間室外に設けられた試薬容器や細胞培養容器に対して、加熱部による加熱が与える影響を軽減することができる。
【００１５】
第１の特徴において、細胞培養装置は、冷媒を圧縮する圧縮機、前記冷媒を放熱する放熱器、前記冷媒を減圧する減圧機及び前記冷媒から吸熱する吸熱器を有する冷凍回路をさらに備える。前記吸熱器は、前記試薬容器に収容された試薬を前記保冷温度T1に冷却する冷却部として用いられる。前記放熱器は、前記加熱部として用いられる。
【００１６】
かかる特徴によれば、冷凍回路に設けられた放熱器は、供給配管を流れる試薬を加熱する加熱部として用いられる。冷凍回路に設けられた吸熱器は、試薬容器に収容された試薬を冷却する冷却部として用いられる。従って、圧縮機のみの駆動によって放熱（加熱）及び吸熱（冷却）を同時に実現できるため、細胞培養装置の消費電力を低減することができる。すなわち、供給配管の加熱や試薬の冷却を別々な装置で実現するケースに比べて、細胞培養装置の消費電力を低減することができる。
【００１７】
第２の特徴に係る細胞培養カセットは、細胞を培養する細胞培養装置に設けられる。細胞培養カセットは、保冷温度T1で試薬を収容する試薬容器と、前記保冷温度T1よりも高い恒温温度Ｔ２で培養される細胞を収容する細胞培養容器と、前記試薬容器と前記細胞培養容器とを繋いでおり、前記試薬容器から前記細胞培養容器に供給される試薬の流路を構成する供給配管とを備える。前記供給配管の一部は、前記試薬容器と前記細胞培養容器との間において、中間配管を構成する。前記試薬容器と前記細胞培養容器との間において、前記中間配管の表面が所定温度Ｔ３に加熱される。前記所定温度Ｔ３は、前記恒温温度Ｔ２よりも高い。
【００１８】
かかる特徴によれば、試薬容器と細胞培養容器との間において、中間配管の表面が所定温度Ｔ３に加熱される。所定温度Ｔ３は、恒温温度Ｔ２よりも高い。
【００１９】
従って、供給配管が短くても、細胞培養容器への供給口において試薬の温度を恒温温度Ｔ２に近づけることができる。すなわち、供給配管内に残留する試薬の残留量を低減することができる。これによって、細胞培養容器に供給される試薬の量のバラツキを抑制することができる。また、試薬を有効に利用することができる。
【００２０】
第２の特徴において、前記試薬容器は、第１試薬を収容する第１試薬容器と、第２試薬を収容する第２試薬容器とである。前記供給配管は、前記第１試薬容器と前記細胞培養容器とを繋ぐ第１供給配管と、前記第２試薬容器と前記細胞培養容器とを繋ぐ第２供給配管とである。前記第１供給配管の体積は、前記第２供給配管の体積よりも小さい。前記中間配管は、前記第１供給配管の一部を構成する。
【００２１】
かかる特徴によれば、第２供給配管よりも小さい体積の第１供給配管を流れる第１試薬を加熱することによって、第１供給配管内に残留する第１試薬の残留量を低減することができる。これによって、細胞培養容器に供給される第１試薬の量のバラツキを抑制することができる。また、第１試薬を有効に利用することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、供給配管内に残留する試薬の残留量を低減することを可能とする細胞培養装置及び細胞培養カセットを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下において、本発明の実施形態に係る細胞培養装置及び細胞培養カセットについて、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。
【００２４】
ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００２５】
［実施形態の概要］
実施形態に係る細胞培養装置は、細胞を培養する装置である。細胞培養装置は、保冷温度T1で試薬を収容する試薬容器と、保冷温度T1よりも高い恒温温度Ｔ２で培養される細胞を収容する細胞培養容器と、試薬容器と細胞培養容器とを繋いでおり、試薬容器から細胞培養容器に供給される試薬の流路を構成する供給配管と、試薬容器と細胞培養容器との間において、供給配管の表面を所定温度Ｔ３に加熱する加熱部とを備える。所定温度Ｔ３は、恒温温度Ｔ２よりも高い。
【００２６】
実施形態に係る細胞培養カセットは、細胞を培養する細胞培養装置に設けられる。細胞培養カセットは、保冷温度T1で試薬を収容する試薬容器と、保冷温度T1よりも高い恒温温度Ｔ２で培養される細胞を収容する細胞培養容器と、試薬容器と細胞培養容器とを繋いでおり、試薬容器から細胞培養容器に供給される試薬の流路を構成する供給配管とを備える。供給配管の一部は、試薬容器と細胞培養容器との間において、中間配管を構成する。試薬容器と細胞培養容器との間において、中間配管の表面が所定温度Ｔ３に加熱される。所定温度Ｔ３は、恒温温度Ｔ２よりも高い。
【００２７】
このように、実施形態では、試薬容器と細胞培養容器との間において、供給配管の表面が所定温度Ｔ３に加熱される。所定温度Ｔ３は、恒温温度Ｔ２よりも高い。
【００２８】
従って、供給配管が短くても、細胞培養容器への供給口において試薬の温度を恒温温度Ｔ２に近づけることができる。すなわち、供給配管内に残留する試薬の残留量を低減することができる。これによって、細胞培養容器に供給される試薬の量のバラツキを抑制することができる。また、試薬を有効に利用することができる。
【００２９】
［第１実施形態］
（細胞培養装置の構成）
以下において、第１実施形態に係る細胞培養装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る細胞培養装置１００を示す図である。
【００３０】
図１に示すように、細胞培養装置１００は、保冷ゾーン１０と、加熱ゾーン２０と、恒温ゾーン３０とを有する。具体的には、細胞培養装置１００は、細胞培養カセット２００を有しており、細胞培養カセット２００は、保冷ゾーン１０と、加熱ゾーン２０と、恒温ゾーン３０とを有する。また、細胞培養装置１００は、冷却部（冷却部１１）と、加熱部（加熱部２１、加熱部２２、加熱部３１、加熱部３２）とを有する。
【００３１】
保冷ゾーン１０は、保冷温度T1（例えば、４℃）で試薬を収容する試薬容器２１０を有する。冷却部１１は、ペルチェ素子などであり、保冷ゾーン１０の外側に設けられる。なお、保冷ゾーン１０は、加熱ゾーン２０と仕切られており、保冷室を構成する。
【００３２】
試薬容器２１０に収容される試薬は、冷却部１１によって冷却され、冷却部１１によって保冷温度T1に保たれる。試薬は、例えば、酵素、タンパク、誘導剤、導入剤、血清、サイトカイン、培地又はリン酸緩衝溶液（ＰＢＳ；Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ  Ｂｕｆｆｅｒｅｄ  Ｓａｌｉｎｅ）などである。
【００３３】
試薬容器２１０に収容された試薬は、後述する細胞培養容器２３１に供給配管２４０を介して供給される。供給配管２４０は、試薬容器２１０と細胞培養容器２３１とを繋いでおり、試薬容器２１０から細胞培養容器２３１に供給される試薬の流路を構成する。
【００３４】
加熱ゾーン２０は、保冷ゾーン１０（試薬容器２１０）と恒温ゾーン３０（細胞培養容器２３１）との間において、供給配管２４０の一部を構成する中間配管２４１を収容する。加熱部２１及び加熱部２２は、電熱ヒータなどであり、加熱ゾーン２０の外側に設けられる。なお、加熱ゾーン２０は、保冷ゾーン１０及び恒温ゾーン３０と仕切られており、中間室を構成する。
【００３５】
中間配管２４１は、金属材料によって構成される。中間配管２４１の形状は、枝分かれ形状、編目形状、偏平形状、単一形状（１本の配管）などである。
【００３６】
中間配管の表面は、加熱部２１及び加熱部２２によって所定温度Ｔ３に加熱される。所定温度Ｔ３は、後述する恒温温度Ｔ２（例えば、３７℃）よりも高い。所定温度Ｔ３は、保冷温度T1（例えば、４℃）よりも高いことは勿論である。
【００３７】
例えば、所定温度Ｔ３は、恒温温度Ｔ２×α（＞１．０）で表される。αは、例えば、１．０５である。ここで、αの値は、中間配管の長さ、中間配管を流れる試薬の流速や流量によって定められる。例えば、中間配管が短い程、αの値が大きくなる。中間配管を流れる試薬の流速が速い程、αの値が大きくなる。中間配管を流れる試薬の流量が多い程、αの値が大きくなる。
【００３８】
なお、保冷温度T1、恒温温度Ｔ２及び所定温度Ｔ３は、制御目標値である。従って、これらの実測値は、制御目標値に対してある程度の幅（例えば、±０．２５℃）を持っていてもよい。このような幅は、冷却部１１（例えば、ペルチェ素子）、加熱部２１、加熱部２２、加熱部３１、加熱部３２（例えば、電熱ヒータ）などの性能に依存する。また、このような幅は、保冷温度T1、恒温温度Ｔ２及び所定温度Ｔ３を測定するセンサの性能に依存する。
【００３９】
ここで、所定温度Ｔ３は、中間配管の表面に設けられた温度センサによって測定することが可能である。加熱部２１及び加熱部２２は、中間配管の表面に近接して設けられており、中間配管の表面を所定温度Ｔ３に加熱することが可能である。
【００４０】
恒温ゾーン３０は、細胞培養容器２３１と、ポンプ２３２と、ファン２３３と、加湿パン２３４とを有する。加熱部３１及び加熱部３２は、電熱ヒータなどであり、恒温ゾーン３０の外側に設けられる。なお、恒温ゾーン３０は、加熱ゾーン２０と仕切られており、恒温室を構成する。
【００４１】
細胞培養容器２３１は、保冷温度T1よりも高い恒温温度Ｔ２（例えば、３７℃）で培養される細胞を収容する。細胞培養容器２３１に収容された収容物（細胞、培地及びリン酸緩衝溶液）は、加熱部３１及び加熱部３２によって加熱され、加熱部３１及び加熱部３２によって恒温温度Ｔ２に保たれる。
【００４２】
ポンプ２３２は、供給配管２４０を介して、試薬容器２１０から供給される試薬を細胞培養容器２３１に送り出す。ファン２３３は、恒温ゾーン３０内において空気を循環させる。加湿パン２３４は、恒温ゾーン３０内を加湿して、恒温ゾーン３０内を略１００％の湿度に保つ。
【００４３】
ここで、細胞培養カセット２００は、細胞培養装置１００から着脱可能に構成されていることに留意すべきである。すなわち、細胞培養カセット２００は、交換可能に構成されている。
【００４４】
（作用及び効果）
第１実施形態では、試薬容器２１０と細胞培養容器２３１との間において、供給配管２４０（中間配管２４１）の表面が所定温度Ｔ３に加熱される。所定温度Ｔ３は、恒温温度Ｔ２よりも高い。
【００４５】
従って、供給配管２４０が短くても、細胞培養容器２３１への供給口において試薬の温度を恒温温度Ｔ２に近づけることができる。すなわち、供給配管２４０内に残留する試薬の残留量を低減することができる。これによって、細胞培養容器２３１に供給される試薬の量のバラツキを抑制することができる。また、試薬を有効に利用することができる。
【００４６】
例えば、酵素（トリプシンなど）を使用するときに効果を奏する。また、酵素（トリプシンなど）に比べて、使用量が少なく、高価なサイトカインについて、第１実施形態に係る構成を適用すると、サイトカインの残留量が低減するため、効果的である。すなわち、使用量が少ないサイトカインの供給量のバラツキを抑制することができ、高価なサイトカインが無駄にならない。
【００４７】
第１実施形態では、加熱ゾーン２０において加熱部２１及び加熱部２２が中間配管２４１を流れる試薬を加熱するため、中間配管２４１外に設けられた試薬容器２１０や細胞培養容器２３１に対して、加熱部２１及び加熱部２２による加熱が与える影響を軽減することができる。
【００４８】
［変更例１］
以下において、第１実施形態の変更例１について、図２を参照しながら説明する。以下においては、第１実施形態との相違点について主として説明する。なお、図２では、図１と同様の構成について同様の符号を付していることに留意すべきである。
【００４９】
具体的には、変更例１では、図２に示すように、冷却部１１は、保冷ゾーン１０の外側ではなくて、保冷ゾーン１０の内側に設けられる。加熱部２１及び加熱部２２は、加熱ゾーン２０の外側ではなくて、加熱ゾーン２０の内側に設けられる。加熱部３１は、恒温ゾーン３０の外側ではなくて、恒温ゾーン３０の内側に設けられる。
【００５０】
このように、加熱部２１及び加熱部２２は、供給配管２４０の一部を構成する中間配管２４１を流れる試薬を直接的に加熱する。また、加熱部３１は、細胞培養容器２３１に収容された収容物（細胞、培地及びリン酸緩衝溶液）を直接的に加熱する。
【００５１】
これによって、加熱ゾーン２０が恒温ゾーン３０と仕切られている必要がなく、加熱ゾーン２０及び恒温ゾーン３０は１つの処理室を構成する。
【００５２】
［変更例２］
以下において、第１実施形態の変更例２について、図３を参照しながら説明する。以下においては、第１実施形態との相違点について主として説明する。なお、図３では、図１と同様の構成について同様の符号を付していることに留意すべきである。
【００５３】
具体的には、変更例２では、図３に示すように、細胞培養装置１００は、保冷ゾーン１０、加熱ゾーン２０及び恒温ゾーン３０に加えて、保管ゾーン４０を有する。なお、図３は、細胞培養装置１００の模式図であり、図３では、上述した構成が省略されていることに留意すべきである。
【００５４】
また、細胞培養装置１００は、試薬容器２１０と細胞培養容器２３１とを繋ぐ供給配管２４０ＩＮと、細胞培養容器２３１と保管タンク４１とを繋ぐ供給配管２４０ＯＵＴとを有する。
【００５５】
なお、供給配管２４０ＩＮの一端（注入口２４５ＩＮ）は、細胞培養容器２３１の壁面に接触するように配置されることが好ましい。これによって、細胞培養容器２３１の壁面を伝って試薬が注入されるため、細胞へのダメージが軽減される。
【００５６】
また、供給配管２４０ＯＵＴの一端（排出口２４５ＯＵＴ）は、細胞培養容器２３１の底面近傍に配置されることが好ましい。これによって、細胞培養容器２３１で培養された細胞を含む細胞懸濁液が効率的に排出される。すなわち、細胞培養容器２３１内に残留する細胞懸濁液が低減する。
【００５７】
保冷ゾーン１０は、ポンプ１２Ａと、ポンプ１２Ｂと、バルブ１３Ａと、バルブ１３Ｂとを有する。ポンプ１２Ａは、供給配管２４０ＩＮを介して、試薬容器２１０から供給される試薬を細胞培養容器２３１に送り出す。ポンプ１２Ｂは、供給配管２４０ＯＵＴを介して、細胞培養容器２３１から取り出される細胞を保管タンク４１に送り出す。バルブ１３Ａは、供給配管２４０ＩＮを流れる試薬の流量を調整する。バルブ１３Ｂは、供給配管２４０ＯＵＴを流れる細胞の流量を調整する。
【００５８】
なお、変更例２では、保冷ゾーン１０には、複数の試薬容器２１０を一体として有する試薬キット２２０が設けられている。
【００５９】
保管ゾーン４０は、保管温度（例えば、−１８℃、−３０℃又は−８０℃）で保たれており、保管タンク４１を有する。保管タンク４１は、細胞培養容器２３１内において、培地によって培養された細胞を保管する。
【００６０】
［第２実施形態］
以下において、第２実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下においては、第１実施形態との相違点について説明する。
【００６１】
第２実施形態では、試薬容器は、第１試薬を収容する第１試薬容器と、第２試薬を収容する第２試薬容器とである。供給配管は、第１試薬容器と細胞培養容器とを繋ぐ第１供給配管と、第２試薬容器と細胞培養容器とを繋ぐ第２供給配管とである。第１供給配管の体積は、第２供給配管の体積よりも小さい。加熱部は、第１供給配管を流れる前記第１試薬を加熱する。
【００６２】
（細胞培養装置の構成）
以下において、第２実施形態に係る細胞培養装置について、図面を参照しながら説明する。図４は、第２実施形態に係る細胞培養装置１００を示す図である。なお、図４では、図１と同様の構成について同様の符号を付していることに留意すべきである。
【００６３】
図４に示すように、保冷ゾーン１０は、試薬容器として、少量の試薬（酵素、タンパク、誘導剤、導入剤、血清、サイトカインなど）として第１試薬を収容する第１試薬容器２１０Ａと、多量の試薬（培地、ＰＢＳなど）として第２試薬を収容する第２試薬容器２１０Ｂとを有する。なお、細胞培養容器２３１への第１試薬の供給量は、細胞培養容器２３１への第２試薬の供給量よりも少ないことに留意すべきである。
【００６４】
また、細胞培養装置１００は、供給配管として、第１試薬容器２１０Ａと細胞培養容器２３１とを繋ぐ第１供給配管２４０と、第２試薬容器２１０Ｂと細胞培養容器２３１とを繋ぐ第２供給配管２５０とを有する。なお、第１供給配管２４０の体積は、第２供給配管２５０の体積よりも小さいことに留意すべきである。
【００６５】
ここで、第２実施形態に係る第１供給配管２４０は、第１実施形態に係る供給配管２４０と同様である。すなわち、第１供給配管２４０の一部は、第１実施形態に係る中間配管２４１を構成する。
【００６６】
第２供給配管２５０は、第２試薬が細胞培養容器２３１に到達する前に、第２試薬の温度が恒温温度Ｔ２となるように、十分な長さを有する。具体的には、第２供給配管２５０の一部を構成する中間配管２５１が恒温ゾーン３０内に設けられている。中間配管２５１は、例えば、折畳み形状を有する。
【００６７】
第２実施形態では、恒温ゾーン３０は、複数のポンプ２３２（ポンプ２３２Ａ及びポンプ２３２Ｂ）と、複数のバルブ２３５（バルブ２３５Ａ、バルブ２３５Ｂ及びバルブ２３５Ｃ）と、廃液タンク２３６とを有する。
【００６８】
ポンプ２３２Ａは、第１供給配管２４０を介して、第１試薬容器２１０Ａから供給される第１試薬を細胞培養容器２３１に送り出す。ポンプ２３２Ｂは、第２供給配管２５０を介して、第２試薬容器２１０Ｂから供給される第２試薬を細胞培養容器２３１に送り出す。
【００６９】
バルブ２３５Ａは、第１供給配管２４０を流れる第１試薬の流量を調整する。バルブ２３５Ｂは、第２供給配管２５０を流れる第２試薬の流量を調整する。バルブ２３５Ｃは、細胞培養容器２３１と廃液タンク２３６とを繋げる配管を流れる廃液の流量を調整する。
【００７０】
廃液タンク２３６は、培地及びリン酸緩衝溶液などの混合液（廃液）を収容する。
【００７１】
第２実施形態では、細胞培養装置１００は、乾燥室２６０を有する。乾燥室２６０は、加熱ゾーン２０と恒温ゾーン３０とを連通する連通路２６１を有する。連通路２６１の一部は、保冷ゾーン１０に隣接して設けられる。
【００７２】
これによって、恒温ゾーン３０から流れ込む多湿の気体は、保冷ゾーン１０に隣接して設けられた連通路２６１の一部で結露し、連通路２６１を流れる気体が乾燥する。これによって、恒温ゾーン３０で暖められた気体が加熱ゾーン２０の温度上昇に用いられ、加熱ゾーン２０の温度を効率的に所定温度Ｔ３に上昇することができる。
【００７３】
また、乾燥室２６０は、恒温ゾーン３０から流れ込む多湿の気体を乾燥するため、加熱ゾーン２０で結露が生じることを抑制することができる。
【００７４】
（細胞培養方法）
以下において、第２実施形態に係る細胞培養方法について、図面を参照しながら説明する。図５及び図６は、第２実施形態に係る細胞培養方法を示すフロー図である。
【００７５】
なお、図５及び図６に示す処理の前提として、保冷ゾーン１０は、冷却部１１によって冷却されており、恒温ゾーン３０は、加熱部３１及び加熱部３２によって加熱されている。
【００７６】
図５に示すように、ステップ１０において、各種セッティングが行われる。各種セッティングは、安全キャビネットやアイソレータなどを用いて無菌環境下で行われる。例えば、第１試薬容器２１０Ａ、第２試薬容器２１０Ｂ及び細胞培養容器２３１がセットされる。
【００７７】
ステップ２０において、細胞培養装置１００は、加熱ゾーン２０を加熱する加熱部２１をオンにする。
【００７８】
ステップ３０において、細胞培養装置１００は、バルブ２３５Ａ及びバルブ２３５Ｂを開く。
【００７９】
ステップ４０において、細胞培養装置１００は、試薬を細胞培養容器２３１に注入する。具体的には、細胞培養装置１００は、第１供給配管２４０を介して、第１試薬を細胞培養容器２３１に注入する。細胞培養装置１００は、第２供給配管２５０を介して、第２試薬を細胞培養容器２３１に注入する。
【００８０】
ステップ５０において、細胞培養装置１００は、加熱ゾーン２０を加熱する加熱部２１をオフにする。
【００８１】
ステップ６０において、細胞培養装置１００は、バルブ２３５Ａ及びバルブ２３５Ｂを閉じる。
【００８２】
ステップ７０において、細胞培養装置１００は、細胞培養容器２３１内において、細胞の培養を開始する。
【００８３】
ステップ８０において、細胞培養装置１００は、細胞の培養を中断し、細胞の培養を再開する。なお、ステップ８０の詳細については後述する（図６を参照）。
【００８４】
ステップ９０において、細胞培養装置１００は、細胞培養容器２３１内において、細胞の培養を終了する。
【００８５】
ステップ１００において、細胞培養容器２３１が取り出され、細胞培養容器２３１から培養後の細胞が取り出される。
【００８６】
続いて、培養中断／再開処理（ステップ８０）の詳細について、図６を参照しながら説明する。
【００８７】
図６に示すように、ステップ８１において、細胞培養装置１００は、バルブ２３５Ｃを開いて、細胞培養容器２３１に収容された培地を廃液タンク２３６に排出する。
【００８８】
ステップ８２において、細胞培養装置１００は、バルブ２３５Ｂを開いて、第２供給配管２５０を介して、第２試薬（培地）を細胞培養容器２３１に注入する。
【００８９】
ステップ８３において、細胞培養装置１００は、加熱ゾーン２０を加熱する加熱部２１をオンにする。
【００９０】
ステップ８４において、細胞培養装置１００は、バルブ２３５Ａを開く。
【００９１】
ステップ８５において、細胞培養装置１００は、第１供給配管２４０を介して、第１試薬を細胞培養容器２３１に注入する。
【００９２】
ステップ８６において、細胞培養装置１００は、加熱ゾーン２０を加熱する加熱部２１をオフにする。
【００９３】
ステップ８７において、細胞培養装置１００は、バルブ２３５Ａを閉じる。
【００９４】
ステップ８８において、細胞培養装置１００は、細胞培養容器２３１内において、細胞の培養を再開する。
【００９５】
（作用及び効果）
第２実施形態では、細胞培養容器２３１への供給量が少量の第１試薬について、第１実施形態と同様の効果が得られる。すなわち、第１供給配管２４０内に残留する第１試薬の残留量を低減することができる。これによって、細胞培養容器２３１に供給される第１試薬の量のバラツキを抑制することができる。また、第１試薬を有効に利用することができる。
【００９６】
［第３実施形態］
以下において、第１実施形態の第３実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下においては、第１実施形態との相違点について主として説明する。
【００９７】
具体的には、第３実施形態では、細胞培養装置１００は、冷媒を圧縮する圧縮機、冷媒を放熱する放熱器、冷媒を減圧する減圧機及び冷媒から吸熱する吸熱器を有する冷凍回路をさらに備える。吸熱器は、試薬容器に収容された試薬を保冷温度T1に冷却する冷却部として用いられる。放熱器は、試薬容器と細胞培養容器との間において、供給配管（中間配管）を流れる試薬を加熱する加熱部として用いられる。
【００９８】
（細胞培養装置の構成）
以下において、第３実施形態に係る細胞培養装置について、図面を参照しながら説明する。図７は、第３実施形態に係る細胞培養装置１００を示す図である。なお、図７では、図１と同様の構成について同様の符号を付していることに留意すべきである。
【００９９】
図７に示すように、細胞培養装置１００は、冷凍回路３００を有する。冷凍回路３００は、吸熱器３１０と、圧縮機３２０と、放熱器３３０と、減圧機３４０と、冷媒流路３５０とを有する。
【０１００】
ここでは、冷媒流路３５０内を循環する冷媒としてＨＦＣ（Ｈｙｄｒｏ  Ｆｌｕｏｒｏ  Ｃａｒｂｏｎ）冷媒やＨＣ（Ｈｙｄｒｏ  Ｃａｒｂｏｎ）冷媒を例に挙げて説明する。また、図８を参照しながら、冷媒の循環について説明する。図８において、縦軸は、冷媒に対する圧力（Ｐ）であり、横軸は、冷媒のエンタルピー（ｈ）である。等温線は、温度が一定となる圧力（Ｐ）及びエンタルピー（ｈ）の組み合わせを示す線である。飽和液線は、過冷却液と湿り蒸気との境界を示す線であり、飽和蒸気線は、湿り蒸気と過熱蒸気との境界を示す線である。臨界点は、飽和液線と飽和蒸気線との境目である。
【０１０１】
吸熱器３１０は、冷媒流路３５０を循環する冷媒によって熱を吸熱する。具体的には、吸熱器３１０は、試薬容器２１０に収容された試薬を冷却する冷却部として用いられる。図８では、工程（１）に示すように、冷媒による吸熱によって、圧力（Ｐ）が一定のまま、エンタルピー（ｈ）が増大する。
【０１０２】
圧縮機３２０は、吸熱器３１０において蒸発した冷媒を圧縮する。図８では、工程（２）に示すように、圧力（Ｐ）の増大によって、冷媒の過熱度が増大する。
【０１０３】
放熱器３３０は、圧縮機３２０によって圧縮された冷媒の熱を放熱する。具体的には、放熱器３３０は、供給配管２４０（中間配管２４１）を流れる試薬を加熱する加熱部として用いられる。
【０１０４】
詳細には、冷媒流路３５０上において圧縮機３２０に近い側に設けられた放熱器３３０の一部３３１は、供給配管２４０（中間配管２４１）を流れる試薬を加熱する加熱部として用いられる。一方で、冷媒流路３５０上において減圧機３４０に近い側に設けられた放熱器３３０の一部３３２は、細胞培養容器２３１で培養される細胞を加熱する加熱部として用いられる。
【０１０５】
図８では、工程（３）に示すように、冷媒の冷却によって、圧力（Ｐ）が一定のまま、エンタルピー（ｈ）が減少する。これによって、冷媒は、過冷却液に遷移する。
【０１０６】
減圧機３４０は、放熱器３３０によって放熱された冷媒を減圧する。図８では、工程（４）に示すように、エンタルピー（ｈ）が一定のまま、圧力（Ｐ）が減少する。これによって、冷媒は、湿り蒸気に遷移する。
【０１０７】
冷媒流路３５０は、冷媒の流路である。具体的には、冷媒流路３５０は、吸熱器３１０、圧縮機３２０、放熱器３３０及び減圧機３４０を通る環状の流路である。
【０１０８】
（作用及び効果）
第３実施形態では、冷凍回路３００に設けられた放熱器３３０は、供給配管２４０（中間配管２４１）を流れる試薬を加熱する加熱部として用いられる。冷凍回路３００に設けられた吸熱器３１０は、試薬容器２１０に収容された試薬を冷却する冷却部として用いられる。従って、圧縮機３２０のみの駆動によって放熱（加熱）及び吸熱（冷却）を同時に実現できるため、細胞培養装置１００の消費電力を低減することができる。すなわち、供給配管２４０の加熱や試薬の冷却を別々な装置で実現するケースに比べて、細胞培養装置１００の消費電力を低減することができる。
【０１０９】
［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【０１１０】
例えば、第３実施形態において、圧縮機３２０の振動が細胞培養容器２３１に伝わらないように、冷凍回路３００に防振構造が設けられていてもよい。防振構造は、例えば、防振部材やバネ懸架などである。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】第１実施形態に係る細胞培養装置１００を示す図である。
【図２】変更例１に係る細胞培養装置１００を示す図である。
【図３】変更例２に係る細胞培養装置１００を示す図である。
【図４】第２実施形態に係る細胞培養装置１００を示す図である。
【図５】第２実施形態に係る細胞培養方法を示すフロー図である。
【図６】第２実施形態に係る細胞培養方法を示すフロー図である。
【図７】第３実施形態に係る細胞培養装置１００を示す図である。
【図８】第３実施形態に係る冷媒を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１０…保冷ゾーン、１１…冷却部、１２…ポンプ、１３…バルブ、２０…加熱ゾーン、２１、２２…加熱部、３０…恒温ゾーン、３１、３２…加熱部、４０…保管ゾーン、４１…保管タンク、１００…細胞培養装置、２００…細胞培養カセット、２１０…試薬容器、２１１…試薬キット、２３１…細胞培養容器、２３２…ポンプ、２３３…ファン、２３４…加湿パン、２３５…バルブ、２３６…廃液タンク、２４０…供給配管（第１供給配管）、２４１…中間配管、２５０…第２供給配管、２５１…中間配管、２６０…乾燥室、２６１…連通路、３００…冷凍回路、３１０…吸熱器、３２０…圧縮機、３３０…放熱器、３４０…減圧機、３５０…冷媒流路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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