(57)【要約】  循環流路の完全な液置換を、簡易な構造にて実現可能な流路モジュール及びそれを用いた細胞培養装置を提供する。流路モジュール１は、流体の流入流路４と接続される第１の分岐流路２ａ、流出流路５と接続される第２の分岐流路２ｂ、循環流路６の入側端部６ａと接続される第３の分岐流路２ｃ、循環流路６の出側端部６ｂと接続される第４の分岐流路２ｄを備え、各分岐流路間を連通可能とする可撓性分岐部２と、複数の分岐流路のうち所望の分岐流路を閉塞又は開放する開閉部材（３ａ，３ｂ）を有し、開閉部材を一方向へ移動し所望の分岐流路を押圧し閉塞することで、第３の分岐流路２ｃと第４の分岐流路２ｄが連通する第１の連通状態、及び、第１の分岐流路２ａと第３の分岐流路２ｃが連通し且つ第２の分岐流路２ｂと第４の分岐流路２ｄが連通する第２の連通状態を切り替える連通状態切替え部３を備える。
2017056142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体の流入流路の端部と接続される第１の分岐流路と、流出流路の端部と接続される第２の分岐流路と、循環流路の入側端部と接続される第３の分岐流路と、前記循環流路の出側端部と接続される第４の分岐流路を備え、前記各分岐流路間を連通可能とする可撓性分岐部と、
前記複数の分岐流路のうち所望の分岐流路を閉塞又は開放する開閉部材を有し、前記開閉部材を一方向へ移動し前記所望の分岐流路を押圧し閉塞することで、前記第３の分岐流路と第４の分岐流路が連通する第１の連通状態、及び、前記第１の分岐流路と前記第３の分岐流路が連通し且つ前記第２の分岐流路と前記第４の分岐流路が連通する第２の連通状態を切り替える連通状態切替え部と、を備えることを特徴とする流路モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の流路モジュールにおいて、
前記開閉部材は、前記可撓性分岐部に対し直交する方向に移動し、前記第１の連通状態と第２の連通状態を切り替えることを特徴とする流路モジュール
【請求項３】
請求項１に記載の流路モジュールにおいて、
前記開閉部材は、前記可撓性分岐部に対し平行な方向に移動し、前記第１の連通状態と第２の連通状態を切り替えることを特徴とする流路モジュール。
【請求項４】
請求項１に記載の流路モジュールにおいて、
前記開閉部材は、静止状態を維持する支持部材と、前記可撓性分岐部を挟み前記支持部材と反対側に配される押圧部材を備え、
前記押圧部材を一方向に移動し前記所望の分岐流路を押圧し閉塞することにより、前記第１の連通状態と第２の連通状態を切り替えることを特徴とする流路モジュール。
【請求項５】
請求項４に記載の流路モジュールにおいて、
前記支持部材は、前記可撓性分岐部の下面に配され、平面視十字状又はＴ字状の形状を有し、
前記押圧部材は、垂直投影面内においてＴ字状の形状を有し、前記支持部材と対向しつつ一方向へ延伸する第１押圧部と、前記第１押圧部に対し垂直方向へ延伸する第２押圧部を備え、
前記２押圧部は、前記第１押圧部との連結部より上方へと傾斜し所定の位置にて屈曲し所定の角度にて下方へ傾斜する横断面形状を有すると共に、前記連結部にて前記支持部材に設けられたヒンジと連結され、前記ヒンジを支点として、円弧状に回動することを特徴とする流路モジュール。
【請求項６】
請求項３に記載の流路モジュールにおいて、
前記開閉部材は、前記可撓性分岐部を載置する平板状の支持部材と、前記可撓性分岐部上に位置し前記可撓性分岐部に押し付け荷重を付与する複数のローラを回転可能に支持する平面視矩形状の連結部材と、前記連結部材が前記可撓性分岐部材に対し平行な方向へ移動すると共に、前記複数のローラは前記連結部材が移動する方向に対し直交するよう対向配置される２辺に回転可能に支持されることを特徴とする流路モジュール。
【請求項７】
請求項６に記載の流路モジュールにおいて、
前記可撓性分岐部は、平面視四角形状をなし、一の側面より等間隔にて前記可撓性分岐部の中央部側へ向かい延伸する３本の流路壁により、前記第１の分岐流路、前記第３の分岐流路、前記第４の分岐流路、及び前記２の分岐流路の順に分岐流路が画成され、
前記連結部材のうち前記流路壁と平行であって対向する２辺にそれぞれ前記ローラが回転可能に支持されることを特徴とする流路モジュール。
【請求項８】
請求項２に記載の流路モジュールにおいて、
前記可撓性分岐部は、前記第３の分岐流路及び前記第４の分岐流路が相互に対向しつつ連通し直線状に配されると共に、前記第１の分岐流路及び前記第２の分岐流路が、前記直線状に配される前記第３の分岐流路及び前記第４の分岐流路に直交又は所定の角度にて連通することを特徴とする流路モジュール。
【請求項９】
請求項８に記載の流路モジュールにおいて、
前記開閉部材は、静止状態を維持する支持部材と、前記可撓性分岐部に対し直交する方向へ移動する押圧部材を備え、
前記支持部材は、鉛直方向に延伸する立設部と、当該立設部の上端部にて屈曲し水平方向へ延伸する第１支持部と、前記第１支持部より所定の間隔にて下方に位置すると共に前記立設部より水平方向に延伸する第２支持部を有し、前記第１支持部及び前記第２支持部は垂直投影面内において相互に直交するよう配され、
前記押圧部材は、鉛直方向に延伸する立設部と、当該立設部の上端部に位置し前記第１支持部に対向するよう水平方向へ延伸する第１押圧部と、前記第１押圧部の一方端側に配され前記第２支持部と対向するよう水平方向に延伸する第２押圧部と、前記第１押圧部の一方端側に配され前記第２支持部と対向するよう水平方向に延伸する第３押圧部を有することを特徴とする流路モジュール。
【請求項１０】
細胞懸濁液又は培地を通流する流入流路と、
前記細胞懸濁液又は培地を循環する循環流路と、
前記循環流路に設置されるポンプと、
前記ポンプの下流側であって前記循環流路に設置される培養容器と、
流出流路に接続される回収バックと、
前記流入流路及び前記循環流路並びに前記流出流路に接続される流路モジュールを備え、
前記流路モジュールは、
前記流入流路の端部と接続される第１の分岐流路と、前記流出流路の端部と接続される第２の分岐流路と、前記循環流路の入側端部と接続される第３の分岐流路と、前記循環流路の出側端部と接続される第４の分岐流路を有し、前記各分岐流路間を連通可能とする可撓性分岐部と、
前記複数の分岐流路のうち所望の分岐流路を閉塞又は開放する開閉部材を有し、前記開閉部材を一方向へ移動し前記所望の分岐流路を押圧し閉塞することで、前記第３の分岐流路と第４の分岐流路が連通する第１の連通状態、及び、前記第１の分岐流路と前記第３の分岐流路が連通し且つ前記第２の分岐流路と前記第４の分岐流路が連通する第２の連通状態を切り替える連通状態切替え部を有することを特徴とする細胞培養装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の細胞培養装置において、
前記培養容器の下流側であって、前記循環流路に設置されるバッファタンクを備え、
前記バッファタンクは、前記循環流路内を通流する細胞懸濁液又は培地を導入する流入ポートと、前記バッファタンク内に収容される細胞懸濁液又は培地を前記循環流路へ送液する流出ポートと、前記バッファタンク内の空気を前記循環流路へ排出する空気排出ポートと、前記流出ポート及び前記空気排出ポートのうちいずれか一方を選択的に切り替える切換え弁を有することを特徴とする細胞培養装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の細胞培養装置において、
前記開閉部材は、前記可撓性分岐部に対し直交する方向に移動し、前記第１の連通状態と第２の連通状態を切り替えることを特徴とする細胞培養装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載の細胞培養装置において、
前記開閉部材は、前記可撓性分岐部に対し平行な方向に移動し、前記第１の連通状態と第２の連通状態を切り替えることを特徴とする細胞培養装置。
【請求項１４】
請求項１１に記載の細胞培養装置において、
前記開閉部材は、静止状態を維持する支持部材と、前記可撓性分岐部を挟み前記支持部材と反対側に配される押圧部材を備え、
前記押圧部材を一方向に移動し前記所望の分岐流路を押圧し閉塞することにより、前記第１の連通状態と第２の連通状態を切り替えることを特徴とする細胞培養装置。
【請求項１５】
請求項１３に記載の細胞培養装置において、
前記支持部材は、前記可撓性分岐部の下面に配され、平面視十字状又はＴ字状の形状を有し、
前記押圧部材は、垂直投影面内においてＴ字状の形状を有し、前記支持部材と対向しつつ一方向へ延伸する第１押圧部と、前記第１押圧部に対し垂直方向へ延伸する第２押圧部を備え、
前記２押圧部は、前記第１押圧部との連結部より上方へと傾斜し所定の位置にて屈曲し所定の角度にて下方へ傾斜する横断面形状を有すると共に、前記連結部にて前記支持部材に設けられたヒンジと連結され、前記ヒンジを支点として、円弧状に回動することを特徴とする細胞培養装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分析装置や細胞培養装置における流路切替え技術に係り、特に、相互に連通する複数の分岐流路を有し、所望の分岐流路間を連通可能とする流路モジュール及びそれを用いた細胞培養装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
循環流路にて培養液を循環させつつ培養する方法として、例えば、特許文献１が知られている。特許文献１では、培地中の微生物懸濁液を循環流路に循環させつつ微生物を増殖的に培養する装置が開示され、当該培養装置は、循環流路に連結された懸濁液排出口、循環流路に連結された培地供給槽、及び循環流路から分岐し一定量の微生物懸濁液が流れる試験流路（サンプリング流路）を有する。  
また、特許文献２には、透析治療装置が開示され、複数の中空糸膜を有し血液を浄化するダイアナライザの血液導入ポートに、四方弁を介して接続可能とされる動脈側血液回路及び動脈側ドリップチャンバを有する構成が開示されている。上記四方弁内に２つの流路が形成され、血液ポンプを正転させる場合、四方弁により、動脈側血液回路、動脈側ドリップチャンバ、血液導入ポートの順に連通させ、患者の血液をダイアナライザへ導入する。また、血液ポンプを逆転させる場合、四方弁により、血液導入ポート、動脈側ドリップチャンバ、動脈側血液回路の順に連通させ、透析液を患者の動脈へ返送する構成が記載されている。また、更に、特許文献２では、四方弁を可撓性部材から成る袋体とクランプ部材で構成し、上記血液ポンプの正転及び逆転に応じて、上記袋体をクランプするクランプ部材の方向を切り替える構成も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３５７５７５号公報
【特許文献２】特開２００５−８７６１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、懸濁液排出口と循環流路とを連結する流路、培地供給槽と循環流路とを連結する流路、及び試験流路にそれぞれバルブを設け、これら、異なるバルブを動作させることで、懸濁液の排出、培地の循環流路への供給、並びに試験流路への懸濁液の通流を行う構成である。そのため、部品点数の低減或いは装置の小型化は望めない。また、更に、培地中の微生物懸濁液を如何にして循環流路内に満たすか（以下、液置換と称する）について何ら考慮されておらず、微生物懸濁液へ気泡が混入する恐れがある。  
また、特許文献２の構成では、四方弁を回転させ、四方弁内の２つの流路を正確に位置決めしなければならない。また、クランプ部材と可撓性部材から成る袋体にて四方弁を構成する場合では、クランプ部材の開閉動作に加え、クランプ部材の向きを変更する動作が必須であるため、液置換を容易に実現することが困難となる。【０００５】
そこで、本発明は、循環流路の完全な液置換を、簡易な構造にて実現可能な流路モジュール及びそれを用いた細胞培養装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の流路モジュールは、流体の流入流路の端部と接続される第１の分岐流路と、流出流路の端部と接続される第２の分岐流路と、循環流路の入側端部と接続される第３の分岐流路と、前記循環流路の出側端部と接続される第４の分岐流路を備え、前記各分岐流路間を連通可能とする可撓性分岐部と、前記複数の分岐流路のうち所望の分岐流路を閉塞又は開放する開閉部材を有し、前記開閉部材を一方向へ移動し前記所望の分岐流路を押圧し閉塞することで、前記第３の分岐流路と第４の分岐流路が連通する第１の連通状態、及び、前記第１の分岐流路と前記第３の分岐流路が連通し且つ前記第２の分岐流路と前記第４の分岐流路が連通する第２の連通状態を切り替える連通状態切替え部と、を備えることを特徴とする。【０００７】
また本発明の細胞培養装置は、細胞懸濁液又は培地を通流する流入流路と、前記細胞懸濁液又は培地を循環する循環流路と、前記循環流路に設置されるポンプと、前記ポンプの下流側であって前記循環流路に設置される培養容器と、流出流路に接続される回収バックと、前記流入流路及び前記循環流路並びに前記流出流路に接続される流路モジュールを備え、前記流路モジュールは、前記流入流路の端部と接続される第１の分岐流路と、前記流出流路の端部と接続される第２の分岐流路と、前記循環流路の入側端部と接続される第３の分岐流路と、前記循環流路の出側端部と接続される第４の分岐流路を有し、前記各分岐流路間を連通可能とする可撓性分岐部と、前記複数の分岐流路のうち所望の分岐流路を閉塞又は開放する開閉部材を有し、前記開閉部材を一方向へ移動し前記所望の分岐流路を押圧し閉塞することで、前記第３の分岐流路と第４の分岐流路が連通する第１の連通状態、及び、前記第１の分岐流路と前記第３の分岐流路が連通し且つ前記第２の分岐流路と前記第４の分岐流路が連通する第２の連通状態を切り替える連通状態切替え部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、循環流路の完全な液置換を、簡易な構造にて実現可能な流路モジュール及びそれを用いた細胞培養装置を提供することが可能となる。【０００９】
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施例に係る流路モジュールを含む全体概略構成図である。
【図２】図１に示す分岐部材（可撓性分岐部）の拡大図である。
【図３】図１に示す分岐部材（可撓性分岐部）の形成法を説明する図である。
【図４】図１に示す連通状態切替え部の概略構成図である。
【図５】連通状態切替え部を構成するピンチ部材（押圧部材）と支持部材の形状及び相互の配置関係の一例を示す図である。
【図６】連通状態切替え部を構成するピンチ部材（押圧部材）と支持部材の形状及び相互の配置関係の他の例を示す図である。
【図７】図５に示す連通状態切替え部を有する流路モジュールを含む全体概略構成図である。
【図８】図６に示す連通状態切替え部を有する流路モジュールを含む全体概略構成図である。
【図９】本発明の他の実施例に係る実施例２の流路モジュールの概略構成図であって、第２の連通状態を示す図である。
【図１０】実施例２の流路モジュールの概略構成図であって、第１の連通状態を示す図である。
【図１１】本発明の他の実施例に係る実施例３の流路モジュールの概略構成図であって、第２の連通状態から第１の連通状態への切り替え動作を示す図である。
【図１２】本発明の他の実施例に係る実施例４の流路モジュールの概略構成図であって、第２の連通状態から第１の連通状態への切り替え動作を示す図である。
【図１３】本発明の他の実施例に係る実施例５の流路モジュールの概略構成図である。
【図１４】本発明の他の実施例に係る実施例６の流路モジュールを有する細胞培養装置の全体概略構成図である。
【図１５】図１４に示す細胞培養装置の変形例を示す図である。
【図１６】本発明の他の実施例に係る実施例７の流路モジュールを有する濁度計の全体概略構成図である。
【図１７】本発明の他の実施例に係る実施例８の流路モジュールを有する細胞分散装置の全体概略構成図である。
【図１８】本発明の他の実施例に係る実施例９の流路モジュールを有する細胞数調整装置の全体概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本明細書において、相互に連通する複数の分岐流路を有する、後述する分岐部材を可撓性分岐部と称する場合もある。また、一方向へ移動するピンチ部材を押圧部材と称する場合もあり、当該押圧部材と静止状態を維持する支持部材との協働により上記可撓性分岐部内の所望の分岐流路間を連通状態とする機構を連通状態切替え部と称する。また、上記ピンチ部材（押圧部材）と上記支持部材をもって開閉部材と称する場合もある。  
また、本明細書において、「液置換」とは、後述する循環流路内に、例えば、細胞培養液等の液体を、気泡混入を防止しつつ充填する、或いは、異種の液体を循環流路内において入れ替える動作も含むものである。  
以下、図面を用いて本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１は、本発明の一実施例に係る流路モジュールを含む全体概略構成図であり、図２は、図１に示す分岐部材（可撓性分岐部）の拡大図である。図１に示すように、本実施例の流路モジュール１は、分岐部材（可撓性分岐部）２及び連通状態切替え部３を備える。  
分岐部材（可撓性分岐部）２は、相互に連通する４本の分岐流路、すなわち、流入流路４の端部と接続される第１の分岐流路２ａ、流出流路５の端部と接続される第２の分岐流路２ｂ、循環流路６の入側端部６ａと接続される第３の分岐流路２ｃ、及び、循環流路６の出側端部６ｂと接続される第４の分岐流路２ｄを備える。図１に示す例では、分岐部材２を構成する第１の分岐流路２ａ〜第４の分岐流路２ｄのうち、隣り合う２つの分岐流路が水平面内において直交するよう配される。流入流路４と接続される第１の分岐流路２ａと循環流路６の出側端部６ｂと接続される第４の分岐流路２ｄとが対向しつつ連通する。また、流出流路５と接続される第２の分岐流路２ｂと循環流路６の入側端部６ａと接続される第３の分岐流路２ｃとが対向しつつ連通する。  
分岐部材（可撓性分岐部）２は、可撓膜（可撓性シート）から形成され、詳細後述する連通状態切替え部３を構成するピンチ部材３ａと支持部材３ｂの間に配され、押圧部材として機能するピンチ部材３ａの押圧力により容易に変形可能に構成されている。連通状態切替え部３は、一方向に移動するピンチ部材（押圧部材）３ａと静止状態を維持する支持部材３ｂを備え、第１の分岐流路２ａ及び第２の分岐流路２ｂを挟むよう配される一組のピンチ部材３ａと支持部材３ｂが配される。また、第１の分岐流路２ａと第２の分岐流路２ｂが接合する角部と、第３の分岐流路２ｃ及び第４の分岐流路２ｄとが接合する角部にわたり、分岐部材２の中心を通る平面視対角線状に他の一組のピンチ部材３ａと支持部材３ｂが配される。【００１３】
図１に示される分岐部材２の３（i）方向への押し潰し（ピンチ）、すなわち、上述の平面視対角線状に配される一組のピンチ部材３ａ及び支持部材３ｂによる分岐部材２の押し潰しが可能である。また、分岐部材２の３（ii）方向への押し潰し（ピンチ）、すなわち、上述の第１の分岐流路２ａ及び第２の分岐流路２ｂを挟むよう配される一組のピンチ部材３ａと支持部材３ｂによる分岐部材２の押し潰しが可能である。分岐部材２の３（i）方向への押し潰し（ピンチ）が行われると、流入流路４と循環流路６の入側端部６ａが第１の分岐流路２ａ及び第３の分岐流路２ｃを介して連通（導通）し、且つ、循環流路６の出側端部６ｂと流出流路５が第４の分岐流路２ｄ及び第２の分岐流路２ｂを介して連通（導通）し、オープン流路（開放系）が形成され循環流路が遮断される。この連通状態を、以下、「第２の連通状態」と称する。他方、分岐部材２の３（ii）方向への押し潰し（ピンチ）が行われると、循環流路６の入側端部６ａと循環流路６の出側端部６ｂが第３の分岐流路２ｃ及び第４の分岐流路２ｄを介して連通（導通）し、循環流路（閉鎖系）が形成され流入流路４及び流出流路５は遮断される。この連通状態を、以下、「第１の連通状態」と称する。なお、流体（液体）の循環において、外部から分岐部材２への流入及び／又は分岐部材２から外部への流出がなければ、分岐部材２の３（ii）方向への押し潰し（ピンチ）は必須ではないものの、逆流を防止する観点から、分岐部材２の３（ii）方向への押し潰し（ピンチ）を行う、第１の分岐流路２ａ及び第２の分岐流路２ｂを挟むよう配される一組のピンチ部材３ａと支持部材３ｂを備えることが望ましい。循環流路６にはポンプ７が設けられている。ポンプ７は、例えば弾性のチューブをしごいて送るしごきポンプ等が用いられる。この場合、循環流路６は、例えば、シリコンチューブ等の弾性を有する部材で構成することが望ましい。【００１４】
（分岐部材（可撓性分岐）の構成）  
図２に示すように、分岐部材（可撓性分岐部）２は、２枚の可撓膜（可撓性シート）を合わせ、内部に相互に連通する第１の分岐流路２ａ、第２の分岐流路２ｂ、第３の分岐流路２ｃ及び第４の分岐流路２ｄを備える。これら各分岐流路の外側の側部は、接合部２ｅにて接合され、各分岐流路の横断面は、円形若しくは楕円形に形成される。なお、各分岐流路の横断面は、円形又は楕円形に限られるのではなく、矩形あるいは多角形状であっても良い。この場合、角部を丸めた形状とすることが望ましい。接合部２ｅの接合法としては、例えば、超音波溶着や接着等が用いられる。なお、分岐部材（可撓性分岐部）２に、各分岐流路を予め接合しても良い。すなわち、第１の分岐流路２ａに流入流路４を、第２の分岐流路２ｂに流出流路５を、第３の分岐流路２ｃに循環流路６の入側端部６ａを、また、第４の分岐流路２ｄに循環流路６の出側端部６ｂを挿入し接合しても良い。図２では、流入流路４、流出流路５、循環流路６の入側端部６ａ、及び循環流路６の出側端部６ｂが、予め分岐部材（可撓性分岐部）２に接合されている例を示している。なお、これに代えて、接続部品を介して、分岐部材２を構成する各分岐流路と、上述の流入流路４等をそれぞれ接続する構成としても良い。【００１５】
図３は、分岐部材（可撓性分岐部）２の形成法を説明する図である。図３の右図に示すように、例えば、第１の可撓性シート１１ａ上に第２の可撓性シート１１ｂを合わせ、その後、例えば、超音波溶着若しくは熱溶着により四隅に接合部２ｅを形成することで、当該接合部２ｅにより画成される４本の分岐流路である、第１の分岐流路２ａ、第２の分岐流路２ｂ、第３の分岐流路２ｃ及び第４の分岐流路２ｄを形成する。また、これに限らず、例えば、図３の左図に示すように、相互に連通する４本の分岐流路の外側の側部を覆うよう、異種部材からなる接合部２ｅを接合しても良い。何れの場合においても、この接合部２ｅを有することにより、分岐部材（可撓性分岐部）２を、連通状態切替え部３を構成するピンチ部材（押圧部材）３ａ及び支持部材３ｂとの間に設置或いは装着する際の作業性が向上する。なお、異種部材からなる接合部２ｅを４本の分岐流路の外側の側部に接合する構成についいては、必須ではなく、異種部材からなる接合部２ｅを有さない分岐部材（可撓性分岐部）２を用いる構成としても良い。また、必ずしも２枚の可撓性シート１１ａ，１１ｂにて分岐部材（可撓性分岐部）２を形成することに限らず、１枚の可撓性シート（可撓膜）を折り畳み形成しても良い。【００１６】
（連通状態切替え部の構成）  
次に、連通状態切替え部３の構成について説明する。図４は、連通状態切替え部３の概略構成図である。図４に示すように、連通状態切替え部３は、一方向に移動するピンチ部材（押圧部材）３ａ、静止状態にある支持部材３ｂ、ピンチ部材３ａの一方の端部に固定される可動鉄心３ｃ、一端が可動鉄心３ｃの下面に接続され他端が固定鉄心３ｇに接続されるばね３ｅ、コイル３ｆ、及び支持部材３ｂの一方の端部を固定すると共に可動鉄心３ｃ、ばね３ｅ並びにコイル３ｆを収容する筐体３ｄを備える。押圧部材として機能するピンチ部材３ａは、可動鉄心３ｃの動作と共に一方向に移動する。ピンチ部材３ａ及び可動鉄心３ｃを合わせて、以下、アクチュエータと称する。支持部材３ｂは、一端が筐体３ｄの上面に固定され、常時静止状態を維持する。支持部材３ｂは、筐体３ｄの上面より鉛直方向上方へと立設する立設部、立設部の上端部にて屈曲し水平方向へ延伸するノーマルクローズ側部材（ＮＣ側部材）３ｂ１、及びＮＣ側部材３ｂ１より所定の間隔にて下方に位置し、立設部より水平方向へ延伸するノーマルオープン側部材（ＮＯ側部材）３ｂ２から構成される。ここで、ピンチ部材３ａ及び支持部材３ｂは、剛性を有するものであれば良く、例えば、ステンレス鋼、鉄、或いは樹脂にて形成される。分岐部材（可撓性分岐部）２は、これら支持部材３ｂとピンチ部材３ａの間に挿通され設置される。なお、図４では説明の便宜上、ピンチ部材３ａ及び支持部材３ｂの形状を簡略化し示している。【００１７】
アクチュエータは、ばね３ｅによるばね力、及びコイル３ｆに通電することにより発生する磁力により、図４において上下動する。すなわち、アクチュエータは一方向に移動する。コイル３ｆが非通電状態では、アクチュエータは、ばね３ｅのばね力により付勢され、支持部材３ｂを構成するＮＣ側部材３ｂ１へと向かい押し上げられる。これにより、ＮＣ側部材３ｂ１とピンチ部材３ａとの間に設置される分岐部材（可撓性分岐部）２の分岐流路は押し潰される（ピンチされる）。一方、コイル３ｆに通電すると、アクチュエータは、ばねｅのばね力に抗して固定鉄心３ｇ側に引き寄せされる。これにより、ＮＯ側部材３ｂ２とピンチ部材３ａとの間に設置される分岐部材（可撓性分岐部）２の分岐流路は押し潰される（ピンチされる）。なお、アクチュエータの駆動源としては、本図のような電磁気力を利用する構成の他、空気圧又は液圧等の圧力、或いはカムのように機械的な力を利用する構成としても良い。  
また、図４に示すばね３ｅに代えてロッドを配し、コイル３ｆに通電する電流の方向を切り替えることにより、アクチュエータが上下動する構成としても良い。【００１８】
図５は、連通状態切替え部を構成するピンチ部材（押圧部材）と支持部材の形状及び相互の配置関係の一例を示す図である。図５において、ピンチ部材（押圧部材）３ａ１、支持部材３ｂ’以外の構造、すなわち、上述の図４に示すコイル３ｆ、可動鉄心３ｃ、ばね３ｅ及び固定鉄心３ｇ等については省略している。ピンチ部材（押圧部材）３ａ１及び支持部材３ｂ’１とで開閉部材を構成している。なお、図５に示す状態は、上述のコイル３ｆが非通電状態にある場合を示している。図５に示すように、支持部材３ｂ’は、立設部の上端部にて屈曲し水平方向へ延伸するＮＣ側部材３ｂ１及び、ＮＣ側部材３ｂ１より所定の間隔にて下方に位置し、立設部より水平方向へ延伸するＮＯ側部材３ｂ２’を有し、これらＮＣ側部材３ｂ１及びＮＯ側部材３ｂ２’は、互いに異なる平面内において直交するよう配されている。換言すれば、ＮＣ側部材３ｂ１及びＮＯ側部材３ｂ２’は、垂直投影面内において、相互に直交するよう配されている。また、ピンチ部材（押圧部材）３ａ１は、鉛直方向上方へと立設する立設部、立設部の上端部に位置しＮＣ側部材３ｂ１と対向するよう水平方向へ延伸する第１押圧部３ａ１１、第１押圧部３ａ１１の一方端側に配されＮＯ側部材３ｂ２’と対向するよう水平方向へ延伸する第２押圧部３ａ１２、及び第２押圧部３ａ１２と同様に第１押圧部３ａ１１の一方端側に配されＮＯ側部材３ｂ２’と対向するよう水平方向へ延伸する第３押圧部３ａ１３を備える。第２押圧部３ａ１２及び第３押圧部３ａ１３は、同一平面内において第１押圧部３ａ１１に対し直交するよう配され、第２押圧部３ａ１２の第１押圧部３ａ１１側の端部及び第３押圧部３ａ１３の第１押圧部３ａ１１側の端部は、それぞれの延長線が繋がるよう位置する。また、第２押圧部３ａ１２の第１押圧部３ａ１１側の端部及び第３押圧部３ａ１３の第１押圧部３ａ１１側の端部は、第１押圧部３ａ１１の上記一方側端部と所定の開き角をもってＶ字状部にて連結されている。これにより、第２押圧部３ａ１２及び第３押圧部３ａ１３は、支持部材３ｂ’の立設部と干渉或いは接触することはない。【００１９】
また、図５に示すように、ピンチ部材（押圧部材）３ａ１を構成する第２押圧部３ａ１２と支持部材３ｂ’を構成するＮＯ側部材３ｂ２’との間のギャップΔＧ、及び、第３押圧部３ａ１３とＮＯ側部材３ｂ２’との間のギャップΔＧは、分岐部材（可撓性分岐部）２に設けられる各分岐流路（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）の外径以上であれば良く、分岐流路の外径とほぼ等しくすることが望ましい。  
図５に示すギャップΔＧを、分岐部材（可撓性分岐部）２に設けられる分岐流路の外径と略同一とした場合における、連通状態切替え部３への分岐部（可撓性分岐部）２の設置は例えば以下にて行う。図４に示すコイル３ｆが非通電の状態にて、ピンチ部材（押圧部材）３ａ１を構成する第２押圧部３ａ１２と支持部材３ｂ’を構成するＮＯ側部材３ｂ２’との間に、分岐部材（可撓性分岐部）２の第１の分岐流路２ａを挿入すると共に、第３押圧部３ａ１３とＮＯ側部材３ｂ２’との間に第２の分岐流路２ｂを挿入する。その後コイル３ｆに通電し、ピンチ部材（押圧部材）３ａ１を下方へ移動させ、第２押圧部３ａ１２とＮＯ側部材３ｂ２’にて第１の分岐流路２ａを押し潰す（ピンチする）と共に、第３押圧部３ａ１３とＮＯ側部材３ｂ２’にて第２の分岐流路２ｂを押し潰す。これにより、支持部材３ｂ’を構成するＮＣ側部材３ｂ１とピンチ部材（押圧部材）３ａ１を構成する第１押圧部３ａ１１との間にギャップΔＧが形成される。ここで、ＮＣ側部材３ｂ１と第１押圧部３ａ１１との間に、第３の分岐流路２ｃ及び第４の分岐流路２ｄを挿入する。ことき、第３の分岐流路２ｃと第４の分岐流路２ｄとが接合する角部の下面が第１押圧部３ａ１１上に、また、第３の分岐流路２ｃと第４の分岐流路２ｄとが接合する角部の上面がＮＣ側部材３ｂ１の直下に位置するよう配される。同様に、第１の分岐流路２ａと第２の分岐流路２ｂとが接合する角部の下面が第１押圧部３ａ１１上に、また、第１の分岐流路２ａと第２の分岐流路２ｂとが接合する角部の上面がＮＣ側部材３ｂ１の直下に位置するよう配される。以上にて、分岐部材（可撓性分岐部）２の連通状態切替え部３への設置が完了する。【００２０】
分岐部材（可能性分岐部）２のピンチ箇所は２方向３箇所となる。すなわち、ピンチ部材（押圧部材）３ａ１を構成する第１押圧部３ａ１１が延伸する方向、及び、第２押圧部３ａ１２及び第３押圧部３ａ１３が延伸する方向の２方向において、第２押圧部３ａ１２及びＮＯ側部材３ｂ２’にてピンチされる第１の分岐流路２ａ、第３押圧部３ａ１３及びＮＯ側部材３ｂ２’にてピンチされる第２の分岐流路２ｂ、及び第１押圧部３ａ１１及びＮＣ側部材３ｂ１にてピンチされる平面視対角線状（第１の分岐流路２ａと第２の分岐流路２ｂが接合する角部と、第３の分岐流路２ｃ及び第４の分岐流路２ｄとが接合する角部にわたる）の３箇所にてピンチされる。【００２１】
図６に、連通状態切替え部を構成するピンチ部材（押圧部材）と支持部材の形状及び相互の配置関係の他の例を示す。図６においても、図５と同様に、ピンチ部材（押圧部材）３ａ２、支持部材３ｂ”以外の構造、すなわち、上述の図４に示すコイル３ｆ、可動鉄心３ｃ、ばね３ｅ及び固定鉄心３ｇ等については省略している。図６に示すように、支持部材３ｂ”は、鉛直方向に立設する２本の立設部の上端部を結合するＮＣ側部材３ｂ１１、ＮＣ側部材３ｂ１１より所定の間隔にて下方に位置し、一方の立設部に一端が結合し当該立設部より水平方向に延伸する第１のＮＯ側部材３ｂ２１、及び他方の立設部に一端が結合し当該立設部より水平方向へ延伸する第２のＮＯ側部材３ｂ２２を有する。第１のＮＯ側部材３ｂ２１及び第２のＮＯ側部材３ｂ２２は、同一水平面内に位置し、それぞれが延伸する方向は逆方向となっている。また、第１のＮＯ側部材３ｂ２１及び第２のＮＯ側部材３ｂ２２は、垂直投影面内においてＮＣ側部材３ｂ１１に直交するよう配されている。ピンチ部材（押圧部材）３ａ２は、鉛直方向に立設する立設部の上端部に、当該立設部の上端部を中心とし水平方向へ延伸する第１押圧部３ａ２１、第１押圧部３ａ２１の一方端側に配され第１のＮＯ側部材３ｂ２１と対向するよう水平方向へ延伸する第２押圧部３ａ２２、及び第１押圧部３ａ２１の他方端側に配され第２のＮＯ側部材３ｂ２２と対向するよう水平方向へ延伸する第３押圧部３ａ２３を備える。第２押圧部３ａ２２の第１押圧部３ａ２１側の端部と第１押圧部３ａ２１の端部は、円弧状部にて連結されている。また、第３押圧部３ａ２３の第１押圧部３ａ２１側の端部と第１押圧部３ａ２１の端部は、円弧状部にて連結されている。これにより、第１のＮＯ側部材３ｂ２１が接続される支持部材３ｂ”の立設部と第２押圧部３ａ２２とが干渉或いは接触することはない。同様に、第２のＮＯ側部材３ｂ２２が接続される支持部材３ｂ”の立設部と第３押圧部３ａ２３とが干渉或いは接触することはない。なお、図６に示すように、第２押圧部３ａ２２及び第３押圧部３ａ２３は、互いに逆方向へ延伸する。【００２２】
図６に示すように、ピンチ部材（押圧部材）３ａ２を構成する第２押圧部３ａ２２と支持部材３ｂ”を構成する第１のＮＯ側部材３ｂ２１との間のギャップΔＧ、及び、第３押圧部３ａ２３と第２のＮＯ側部材３ｂ２２との間のギャップΔＧは、分岐部材（可撓性分岐部）２に設けられる各分岐流路（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）の外径以上であれば良く、分岐流路の外径とほぼ等しくすることが望ましい。  
図６に示すギャップΔＧを、分岐部材（可撓性分岐部）２に設けられる分岐流路の外径と略同一とした場合における、連通状態切替え部３への分岐部（可撓性分岐部）２の設置について以下に説明する。なお、ここでは、分岐部材(可撓性分岐部)２内に設けられる４本の分岐流路が、第１の分岐流路２ａと第２の分岐流路２ｂとが対向しつつ連通するよう配され、第３の分岐流路２ｃと第４の分岐流路２ｄとが対向しつつ連通するよう配される場合を想定する。図４に示すコイル３ｆが非通電の状態にて、ピンチ部材（押圧部材）３ａ２を構成する第２押圧部３ａ２２と支持部材３ｂ”を構成する第１のＮＯ側部材３ｂ２１との間に、分岐部材（可撓性分岐部）２の第２の分岐流路２ｂを挿入すると共に、第３押圧部３ａ２３と第２のＮＯ側部材３ｂ２２との間に第１の分岐流路２ａを挿入する。その後コイル３ｆに通電し、ピンチ部材（押圧部材）３ａ２を下方へ移動させ、第２押圧部３ａ２２と第１のＮＯ側部材３ｂ２１にて第２の分岐流路２ｂを押し潰す（ピンチする）と共に、第３押圧部３ａ２３と第２のＮＯ側部材３ｂ２２にて第１の分岐流路２ａを押し潰す。これにより、支持部材３ｂ”を構成するＮＣ側部材３ｂ１１とピンチ部材（押圧部材）３ａ２を構成する第１押圧部３ａ２１との間にギャップΔＧが形成される。ここで、ＮＣ側部材３ｂ１１と第１押圧部３ａ２１との間に、第３の分岐流路２ｃ及び第４の分岐流路２ｄを挿入する。ことき、第３の分岐流路２ｃと第４の分岐流路２ｄとが接合する角部の下面が第１押圧部３ａ２１上に、また、第３の分岐流路２ｃと第４の分岐流路２ｄとが接合する角部の上面がＮＣ側部材３ｂ１１の直下に位置するよう配される。同様に、第１の分岐流路２ａと第２の分岐流路２ｂとが接合する角部の下面が第１押圧部３ａ２１上に、また、第１の分岐流路２ａと第２の分岐流路２ｂとが接合する角部の上面がＮＣ側部材３ｂ１１の直下に位置するよう配される。以上にて、分岐部材（可撓性分岐部）２の連通状態切替え部３への設置が完了する。【００２３】
図５に示す開閉部材、すなわち、ピンチ部材（押圧部材）３ａ１と支持部材３ｂ’の構成よりも、図６に示す開閉部材、すなわち、ピンチ部材３ａ２と支持部材３ｂ”の構成の方が、ピンチ部材に対する曲げ力の発生が少ない。しかし、図５に示す開閉部材の構成及び図６に示す開閉部材の構成のどちらを用いても特に問題はない。図５に示す開閉部材及び図６に示す開閉部材のうち何れを用いるかは、分岐部材の使い方及びそれによる部品配置等の関係で決定すれば良い。なお、上述の図５におけるＮＣ側部材３ｂ１とＮＯ側部材３ｂ２’の高さ方向の位置関係を逆転する形状としても良い。但し、この場合、ＮＣ側部材３ｂ１とピンチ部材（押圧部材）３ａ１の立設部とが干渉或いは接触せぬよう形状を変更する必要がある。例えば、ＮＣ側部材３ｂ１のうち、ピンチ部材（押圧部材）３ａ１の立設部に対応する箇所を円弧状部にする等である。また、図６におけるＮＣ側部材３ｂ１１と、第１のＮＯ側部材３ｂ２１及び第２のＮＯ側部材３ｂ２２の高さ方向の位置関係を逆転する形状としても良い。【００２４】
（流路モジュールの構成及び動作）  
図７は、図５に示す連通状態切替え部を有する流路モジュールを含む全体概略構成図である。図７に示すように、流路モジュール１は、分岐部材（可撓性分岐部）２及び図５に示した連通状態切替え部３を備える。  
分岐部材（可撓性分岐部）２は、流入流路４の端部と接続される第１の分岐流路２ａ、流出流路５の端部と接続される第２の分岐流路２ｂ、循環流路６の入側端部６ａと接続される第３の分岐流路２ｃ、及び、循環流路６の出側端部６ｂと接続される第４の分岐流路２ｄを備える。第１の分岐流路２ａと第４の分岐流路２ｄとが対向しつつ連通され、第２の分岐流路２ｂと第３の分岐流路２ｃとが対向しつつ連通されている。循環流路６の入側端部６ａと接続される第３の分岐流路２ｃと、循環流路６の出側端部６ｂと接続される第４の分岐流路２ｄとが隣り合うよう配される。【００２５】
先ず、図４に示した連通状態切替え部３を構成するコイル３ｆを非通電状態とすることで、分岐部材（可撓性分岐部）２を３（i）方向へ押し潰す（ピンチする）。すなわち、図５に示した、ピンチ部材（押圧部材）３ａ１を構成する第１押圧部３ａ１１及び支持部材３ｂ’を構成するＮＣ側部材３ｂ１（図７では図示せず）にて、第１の分岐流路２ａと第２の分岐流路２ｂが接合する角部と、第３の分岐流路２ｃ及び第４の分岐流路２ｄとが接合する角部をわたるよう、平面視対角線状に分岐部材（可撓性分岐部）２をピンチする。これにより、流入流路４と循環流路６の入側端部６ａが第１の分岐流路２ａ及び第３の分岐流路２ｃを介して連通（導通）し、且つ、循環流路６の出側端部６ｂと流出流路５が第４の分岐流路２ｄ及び第２の分岐流路２ｂを介して連通（導通）しオープン流路（開放系）が形成され、第２の連通状態となる。【００２６】
次に、循環流路６に設置されるポンプ７を駆動する。ポンプ７の駆動により、分岐部材（可撓性分岐部）２内が負圧となり、流入流路４より、例えば、培養液等の液体が第１の分岐流路２ａ内に吸引される。第１の分岐流路２ａ内に吸引された液体は、第３の分岐流路２ｃを介して循環流路６の入側端部６ａに導入され循環流路６内を通流し、循環流路６の出側端部６ｂより第４の分岐流路２ｄへ流入する。その後、第４の分岐流路２ｄ及び第２の分岐流路２ｂを通流し流出流路５へと流れ出る。連通状態切替え部３により第２の連通状態を所定時間継続することにより、各分岐流路（第１の分岐流路２ａ〜第４の分岐流路２ｄ）内及び循環流路６内に存在する気相（気泡）は、流出流路５から排出されると共に、第１の分岐流路２ａ〜第４の分岐流路２ｄ内の内壁を液体が通流することにより、当該内壁に付着する気泡も排出される。【００２７】
その後、図４に示したコイル３ｆに通電することで、分岐部材（可撓性分岐部）２を３（ii）方向へピンチする。すなわち、図５に示した、ピンチ部材（押圧部材）３ａ１を構成する第２押圧部３ａ１２及びＮＯ側部材３ｂ２’（図７では図示せず）にて第１の分岐流路２ａをピンチすると共に、第３押圧部３ａ１３及びＮＯ側部材３ｂ２’にて第２の分岐流路２ｂをピンチする。これにより、循環流路６の入側端部６ａと循環流路６の出側端部６ｂが第３の分岐流路２ｃ及び第４の分岐流路２ｄを介して連通（導通）し循環流路（閉鎖系）が形成され、第１の連通状態となる。  
このように、連通状態切替え部３により、第２の連通状態としポンプ７を駆動し、所定時間経過後に第１の連通状態に切り替えることで、循環流路６内の完全な液置換が実現できる。【００２８】
また、異種の液体の入れ替えを行う場合、第１の連通状態において循環流路６内を通流する第１の液体を、連通状態切替え部３により第２の連通状態に切り替え、分岐部材（可撓性分岐部）２の第４の分岐流路２ｄ及び第２の分岐流路２ｂを介して流出流路５より排出する。その後、例えば、純水等のシステム水を第２の連通状態が維持された状態で、流入流路４、第１の分岐流路２ａ、第３の分岐流路２ｃ、循環流路６、第４の分岐流路２ｄ、第２の分岐流路、流出流路５の順に通水し排出する。その後、第１の液体と異なる第２の液体を、第２の連通状態が維持された状態で所定時間通流し、流出流路５より排出した後、連通状態切替え部３により第１の連通状態に切り替えることで、異種の液体の入れ替え動作である液置換を実現できる。【００２９】
図８は、図６に示す連通状態切替え部を有する流路モジュールを含む全体概略構成図である。図８に示すように、流路モジュール１は、分岐部材（可撓性分岐部）２及び図６に示した連通状態切替え部３を備える。厳密には、図６に示した開閉部材を構成するピンチ部材（押圧部材）３ａ２は、第２押圧部３ａ２２及び第３押圧部３ａ２３が、第１押圧部３ａ２１に対し直交することなく、所定の角度（鋭角）にて第１押圧部３ａ２１に連結される形状を備える。また、同様に開閉部材を構成する支持部材３ｂ”は、第１のＮＯ側部材３ｂ２１及び第２のＮＯ側部材３ｂ２２が、ＮＣ側部材３ｂ１１に対し直交することなく、所定の角度（鋭角）にて立設部を介してＮＣ側部材３ｂ１１に連結される形状を備える。また、図８に示すように、分岐部材（可撓性分岐部）２は、第１の分岐流路２ａと第２の分岐流路２ｂとが対向しつつ連通し、第３の分岐流路２ｃと第４の分岐流路２ｄとが対向しつつ連通する。換言すれば、循環流路６の入側端部６ａと循環流路６の出側端部６ｂとが、対向するよう配される。【００３０】
図４に示した連通状態切替え部３を構成するコイル３ｆを非通電状態とすることで、分岐部材（可撓性分岐部）２を３（i）方向へ押し潰す（ピンチする）。すなわち、ピンチ部材（押圧部材）３ａ２を構成する第１押圧部３ａ２１及び支持部材３ｂ”を構成するＮＣ側部材３ｂ１１（図８では図示せず）にて、第２の分岐流路２ｂと第３の分岐流路２ｃが接合する角部と、第１の分岐流路２ａ及び第４の分岐流路２ｄとが接合する角部をわたるよう、平面視対角線状に分岐部材（可撓性分岐部）２をピンチする。これにより、流入流路４と循環流路６の入側端部６ａが第１の分岐流路２ａ及び第３の分岐流路２ｃを介して連通（導通）し、且つ、循環流路６の出側端部６ｂと流出流路５が第４の分岐流路２ｄ及び第２の分岐流路２ｂを介して連通（導通）しオープン流路（開放系）が形成され、第２の連通状態となる。【００３１】
また、図４に示したコイル３ｆに通電することで、分岐部材（可撓性分岐部）２を３（ii）方向へピンチする。すなわち、ピンチ部材（押圧部材）３ａ２を構成する第２押圧部３ａ２２及び第１のＮＯ側部材３ｂ２１（図８では図示せず）にて第２の分岐流路２ｂをピンチすると共に、第３押圧部３ａ２３及び第２のＮＯ側部材３ｂ２２にて第１の分岐流路２ａをピンチする。これにより、循環流路６の入側端部６ａと循環流路６の出側端部６ｂが第３の分岐流路２ｃ及び第４の分岐流路２ｄを介して連通（導通）し循環流路（閉鎖系）が形成され、第１の連通状態となる。  
なお、液置換時の連通状態切替え部３による第２の連通状態から第１の連通状態への切り替え動作については、上述の図７と同様ゆえ説明を省略する。【００３２】
図７に示す流路モジュール１の構成よりも、図８に示す流路モジュール１の構成の方が、循環（第１の連通状態）時において送液をスムーズに実行し得る利点がある。なぜなら、循環流路６の入側端部６ａと循環流路６の出側端部６ｂとが、対向するよう配されているからである。一方、図７に示す流路モジュール１の構成においても図８に示す流路モジュール１と同様に、４本の分岐流路（第１の分岐流路２ａ〜第４の分岐流路）が高さ方向に交差することがないため、平面的な配置が可能という利点がある。従って、図７に示す流路モジュール１及び図８に示す流路モジュール１のうち何れを用いるかは、装置に求められる要求に合わせて決定すれば良い。なお、図７及び図８に示すように、液置換時の送液方向と循環時の送液方向が同一であれば、ポンプ７の制御が容易になる。但し、液置換時の送液方向と循環時の送液方向とを同一とすることは必須ではなく、目的に応じて送液方向を変えても良い。【００３３】
上述の通り、本実施例によれば、循環流路の完全な液置換を簡易な構造にて実現することが可能となる。  
【実施例２】
【００３４】
図９は本発明の他の実施例に係る実施例２の流路モジュールの概略構成図であって、第２の連通状態を示す図であり、図１０は実施例２の流路モジュールの概略構成図であって、第１の連通状態を示す図である。実施例１では、連通状態切替え部３を構成するピンチ部材（押圧部材）（３ａ，３ａ１，３ａ２）及び可動鉄心３ｃからなるアクチュエータが一方向（鉛直方向）に上下動することで、ピンチ部材及び常時静止状態を維持する支持部材との協働により分岐部材（可撓性分岐部）２を押し潰し（ピンチし）、第１の連通状態と第２の連通状態を切り替える構成とした。これに対し、本実施例では、ピンチ部材（押圧部材）が、支持部材に対しヒンジ（支点）を中心に回動することで、第１の連通状態と第２の連通状態を切り替える構成とした点が異なる。その他の構成要素は実施例１と同様であり、以下では実施例１と重複する説明を省略する。なお、図９及び図１０において実施例１と同様の構成要素に同一の符号を付している。【００３５】
図９は、上図に流路モジュール１の上面図を、下図に上図におけるＡ−Ａ断面図を示している。流路モジュール１は、分岐部材（可撓性分岐部）２及び連通状態切替え部８を備える。図９の上図及び下図に示すように、連通状態切替え部８は、ピンチ部材（押圧部材）８ａ及び常時静止状態を維持する支持部材８ｂからなる開閉部材を有する。ピンチ部材８ａは、平面視或いは垂直投影面内においてＴ字状の形状をなし、一方向へ延伸する第１押圧部８ａ１と、第１押圧部８ａ１に対し垂直な方向へ延伸する第２押圧部８ａ２を備える。また、支持部材８ｂは、平面視十字状の形状をなし、ピンチ部材８ａを構成する第１押圧部８ａ１と対向しつつ一方向へ延伸する部分と、ピンチ部材８ａを構成する第２押圧部８ａ２と対向しつつ他の方向へ延伸する部分とから構成される。【００３６】
ピンチ部材８ａは、図９の上図に示すように、第１押圧部８ａ１の一端は第２押圧部８ａ２の略中央部で連結する。また、図９の下図に示すように、第２押圧部８ａ２は、第１押圧部８ａ１との連結部より所定の角度にて上方へと傾斜し、所定の位置にて屈曲し所定の角度にて下方へと傾斜する横断面形状を備える。また、図９の下図に示すように、ピンチ部材８ａと支持部材８ｂは、支持部材８ｂに設けられたヒンジ８ｃを介して連結されている。ピンチ部材８ａがヒンジ８ｃと連結する箇所は、第１押圧部８ａ１と第２押圧部８ａ２の連結部である。ピンチ部材８ａがヒンジ８ｃを支点として円弧状に回動すること、すなわち、円弧状の軌道をなぞる方向である一方向に回動することにより、ピンチ部材８ａを構成する第１押圧部８ａ１と第２押圧部８ａ２とが相互に反対方向へと円弧状に回動する。ここで、ピンチ部材８ａがヒンジ８ｃを支点として円弧状に回動するための駆動力は、例えば、図示しないモータ、又は、ばねと電磁弁等の直動機構を組み合わせた駆動機構により供給される。  
ピンチ部材８ａ及び支持部材８ｂは、剛性を有するものであれば良く、例えば、ステンレス鋼、鉄、或いは樹脂にて形成される。【００３７】
分岐部材（可撓性分岐部）２は、図９の上図に示すように、循環流路６の入側端部６ａに接続される第３の分岐流路２ｃと循環流路６の出側端部６ｂに接続される第４の分岐流路２ｄが接合する角部、及び、流入流路４に接続される第１の分岐流路２ａと流出流路５に接続される第２の分岐流路２ｂが接合する角部にわたり、平面視対角線状に第１押圧部８ａ１と対向する支持部材８ｂ上に配される。また、第１の分岐流路２ａ及び第２の分岐流路２ｂは、第２押圧部８ａ２と対向する支持部材８ｂ上に配される。第１の分岐流路２ａ及び第２の分岐流路２ｂの流路長は、第３の分岐流路２ｃ及び第４の分岐流路２ｄの流路長よりも長い。【００３８】
図９に示す状態は、開閉部材を構成するピンチ部材８ａの第１押圧部８ａ１と支持部材８ｂにより、第１の分岐流路２ａと第２の分岐流路２ｂが接合する角部と、第３の分岐流路２ｃ及び第４の分岐流路２ｄとが接合する角部をわたるよう、平面視対角線状に分岐部材（可撓性分岐部）２がピンチされた状態である。これにより、流入流路４と循環流路６の入側端部６ａが第１の分岐流路２ａ及び第３の分岐流路２ｃを介して連通（導通）し、且つ、循環流路６の出側端部６ｂと流出流路５が第４の分岐流路２ｄ及び第２の分岐流路２ｂを介して連通（導通）しオープン流路（開放系）が形成され、第２の連通状態となる。【００３９】
図１０は、連通状態切替え部８により第１の連通状態に切り替えられた状態を示している。図１０は、上図に流路モジュール１の上面図を、下図に上図におけるＢ−Ｂ断面矢視図示している。図１０の下図に示すように、図９に示した第２の連通状態から第１の連通状態への切り替え時、図示しないモータ、又はばねと電磁弁等の直動機構を組み合わせた駆動機構により、ピンチ部材（押圧部材）８ａはヒンジ８ｃを支点として円弧状に回動する。すなわち、ピンチ部材８ａを構成する第１押圧部８ａ１は、それまで支持部材８ｂとの協働により、第１の分岐流路２ａと第２の分岐流路２ｂが接合する角部と、第３の分岐流路２ｃ及び第４の分岐流路２ｄとが接合する角部をわたるよう、平面視対角線状に分岐部材（可撓性分岐部）２をピンチする状態から、ヒンジ８ｃを支点として円弧状に上方へと回動する。第１押圧部８ａ１の回動に応じて、ピンチ部材８ａを構成する第２押圧部８ａ２は円弧状に下方へと回動する。そして、図１０の上図及び下図に示すように、第２押圧部８ａ２は支持部材８ｂとの協働により、分岐部材（可撓性分岐部）２を構成する第１の分岐流路２ａ及び第２の分岐流路２ｂを同時にピンチする。これにより、循環流路６の入側端部６ａと循環流路６の出側端部６ｂが第３の分岐流路２ｃ及び第４の分岐流路２ｄを介して連通（導通）し循環流路（閉鎖系）が形成され、第１の連通状態となる。【００４０】
なお、図１０の下図は上図のＢ−Ｂ断面矢視図であることから、常時静止状態を維持する支持部材８ｂの長手方向にわたり、その上面に分岐部材（可撓性分岐部）２が配されるよう示されている。但し、実際にはピンチ部材（押圧部材）２を構成する第１押圧部８ａ１と対向しつつ延伸する支持部材８ｂの上に配されているのは、分岐部材（可撓性分岐部）２のうち、第３の分岐流路２ｃと第４の分岐流路２ｄとが接合する角部から、分岐部材２の中心を通り第１の分岐流路２ａと第２の分岐流路２ｂとが接合する角部までの範囲である。【００４１】
なお、本実施例では、支持部材８ｂを平面視十字状の形状をなすものとしたが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、ピンチ部材８ａを構成する第１押圧部８ａ１と対向しつつ一方向へ延伸する部分と、ピンチ部材８ａを構成する第２押圧部８ａ２と対向しつつ他の方向へ延伸する部分とから構成され、図１０の下図に示すように、第２押圧部８ａ２と対向する位置に配され、これらが平面視Ｔ字状をなすよう支持部材８ｂを形成しても良い。【００４２】
本実施例によれば、実施例１のようなピンチ部材（押圧部材）と支持部材との干渉或いは接触を回避することを考慮することなく、ピンチ部材及び支持部材からなる開閉部材を形成することが可能となる。これにより、実施例１に比較し、更に簡易な構造にて循環流路の完全な液置換を実現することが可能となる。
【実施例３】
【００４３】
図１１は、本発明の他の実施例に係る実施例３の流路モジュールの概略構成図であって、第２の連通状態から第１の連通状態への切り替え動作を示す図である。本実施例では、複数のローラ（押圧部材）と、分岐部材（可撓性分岐部）２を挟み複数のローラとは反対側に平板状の支持部材を配し、開閉部材を構成した点が、上述の実施例１及び実施例２と異なる。その他の構成要素は実施例１と同様であるため、以下では実施例１と重複する説明を省略する。なお、図１１において、上述の実施例１及び実施例２と同様の構成要素に同一の符号を付している。【００４４】
図１１に示すように、本実施例の流路モジュール１は、分岐部材（可撓性分岐部）２及び連通状態切替え部９を備える。分岐部材（可撓性分岐部）２は、流入流路４と接続される第１の分岐流路２ａ、流出流路５と接続される第２の分岐流路２ｂ、図示しない循環流路６の入側端部６ａと接続される第３の分岐流路２ｃ、及び循環流路６の出側端部６ｂと接続される第４の分岐流路２ｄを備える。第１の分岐流路２ａと第４の分岐流路２ｄは対向しつつ連通するよう配され、第２の分岐流路２ｂと第３の分岐流路２ｃは対向しつつ連通するよう配される。図１１に示すように、第１の分岐流路２ａ及び第２の分岐流路２ｂの流路長は、第３の分岐流路２ｃ及び第４の分岐流路２ｄの流路長よりも長い。【００４５】
連通状態切替え部９を構成する開閉部材は、図１１において、分岐部材（可撓性分岐部）２よりも奥行方向に配され、平板状の支持部材（図示せず）と、分岐部材（可撓性分岐部）２の上方に配され、四角形状であって線状或いは棒状の連結部材９ｂに回転可能に支持される３個のローラ９ａ１（以下、第１ローラと称する）、９ａ２（以下、第２ローラと称する）、及び９ａ３（以下、第３ローラと称する）から構成される。連結部材９ｂは、第１の分岐流路２ａと第２の分岐流路２ｂとが接合する角部、及び、第３の分岐流路２ｃと第４の分岐流路とが接合する角部を通る線分（以下、分岐部材２の対角線と称する）に対し平行であって、相互に所定の間隔にて離間し対向する２辺の線状或いは棒状部と、これら２辺の線状或いは棒状部の両端部を連結し相互に所定の間隔にて離間し対向する他の２辺の線状或いは棒状部から構成される。連結部材９ｂのうち、分岐部材２の対角線に対し平行となるよう配される一方の線状或いは棒状部に第１ローラ９ａ１が回転可能に支持されると共に、他方の線状或いは棒状部に第２ローラ９ａ２及び第３ローラ９ａ３が回転可能に支持されている。図１１では、分岐部材２の対角線に対し平行となるよう配される２辺のうち左側の線状或いは棒状部であって、長手方向中央部より上側に第１ローラ９ａ１が、また、右側の線状或いは棒状部であって、長手方向中央部より上側に第２ローラ９ａ２が、長手方向中央部より下側に第３ローラ９ａ２がそれぞれ配されている。なお、第２ローラ９ａ２及び第３ローラ９ａ３は長手方向に沿って僅かな間隔を有して相互に離間し配されている。【００４６】
第１ローラ９ａ１、第２ローラ９ａ２、及び第３ローラ９ａ３は、長手方向の長さが略同一であって、第１の分岐流路２ａと第２の分岐流路２ｂとが接合する角部及び、第３の分岐流路２ｃと第４の分岐流路２ｄとが接合する角部とを結ぶ線分の長さ以上の長さを有する。また、これら３つのローラ９ａ１〜９ａ３の長手方向の長さは、後述する第１の分岐流路２ａ及び第２の分岐流路２ｂを押し潰す（閉塞する）のに適した長さに設定されている。また、図示しない平板状の支持部材の面積は、少なくとも分岐部材（可撓性分岐部）２の最大外接矩形の面積よりも大きく、これにより、平板状の支持部材上に分岐部材（可撓性分岐部）２を載置（配する）可能であると共に、第１ローラ９ａ１〜第３ローラ９ａ３及びこれらを回転可能に支持し連結する連結部材９ｂにて、上記支持部材との間に分岐部材（可撓性分岐部）２を挟みつつ一方向に移動可能な構成となっている。なお、第１ローラ９ａ１〜第３ローラ９ａ３には、分岐部材（可撓性分岐部）２を押し潰す方向に力又は荷重が常時付加されている。【００４７】
図１１の左図に示す状態では、第３ローラ９ａ３及び平板状の支持部材との協働により、第１の分岐流路２ａと第２の分岐流路２ｂとが接合する角部と、第３の分岐流路２ｃと第４の分岐流路２ｄとが接合する角部にわたり平面視対角線状に分岐部材（可撓性分岐部）２が押し潰された（閉塞された）状態を示している。これにより、流入流路４と循環流路６の入側端部６ａが第１の分岐流路２ａ及び第３の分岐流路２ｃを介して連通（導通）し、且つ、循環流路６の出側端部６ｂと流出流路５が第４の分岐流路２ｄ及び第２の分岐流路２ｂを介して連通（導通）しオープン流路（開放系）が形成され、第２の連通状態となる。【００４８】
図１１の左図に示す状態から、図示しない例えばアクチュエータ等により、第１ローラ９ａ１〜第３ローラ９ａ３及びこれらを回転可能に支持し連結する連結部材９ｂを水平方向（図１１では左側から右側へと向かう方向）へ移動させた後の状態を図１１の右図に示している。図１１の右図に示すように、第１ローラ９ａ１と平板状の支持部材の協働により第１の分岐流路２ａが押し潰される（閉塞される）と共に、同時に、第２ローラ９ａ２と平板状の支持部材との協働により第２の分岐流路２ｂが押し潰される（閉塞される）。これにより、循環流路６の入側端部６ａと循環流路６の出側端部６ｂが第３の分岐流路２ｃ及び第４の分岐流路２ｄを介して連通（導通）し循環流路（閉鎖系）が形成され、第１の連通状態となる。【００４９】
なお、本実施例においては、第１ローラ９ａ１を、連結部材９ｂを構成する左側の線状又は棒状部に配すると共に、第２ローラ９ａ２及び第３ローラ９ａ３を、連結部材９ｂを構成する右側の線状又は棒状部に配する構成としたがこれに限られるものではない。例えば、第３ローラ９ａ３を、連結部材９ｂを構成する左側の線状又は棒状部であって、当該左側の線状又は棒状部の長手方向の中央部より下側に配する構成としても良い。この場合、図示しないアクチュエータ等により、第１ローラ９ａ１〜第３ローラ９ａ３及びこれらを回転可能に支持する連結部材９ｂを水平方向に、図１１に向かって右側から左側へと移動させることで、第２の連通状態から第１の連通状態へ切り替えることができる。  
また、第１ローラ９ａ１〜第３ローラ９ａ３を回転可能に支持する、連結部材９ｂを構成する２辺の線状又は棒状部の両端部を連結し、相互に所定の間隔にて離間し対向する他の２辺の線状或いは棒状部を直線状にて形成したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えは、上記他の２辺を円弧状にするなど、第１ローラ９ａ１〜第３ローラ９ａ３を回転可能に支持する２辺の線状又は棒状部の両端部を連結する構造であれはいずれの形状としても良い。【００５０】
また、本実施例において、第１ローラ９ａ１〜第３ローラ９ａ３及びこれらを回転可能に支持する連結部材９ｂ並びに平板状の支持部材を、例えば、ステンレス鋼、鉄、或いは樹脂等、剛性を有するもので形成すれば良い。【００５１】
本実施例によれば、第１ローラ９ａ１〜第３ローラ９ａ３が水平方向に移動し分岐部材（可撓性分岐部）の連通状態を切り替える構成、すなわち、スライド方式により連通状態を切り替える構成であるため、実施例１及び実施例２と比較し、第２の連通状態から第１の連通状態へと切り替える切替え時間が多少長くなるものと予想される。しかしながら、本実施例では、水平面内において一方向にスライドさせることで連通状態の切り替えが可能であることから、更なる簡易化を図ることができる。
【実施例４】
【００５２】
図１２は、本発明の他の実施例に係る実施例４の流路モジュールの概略構成図であって、第２の連通状態から第１の連通状態への切り替え動作を示す図である。図１２では、分岐部材（可撓性分岐部）内を通流する、例えば、培養液等の液体の流れを点線矢印で示している。本実施例では、分岐部材（可撓性分岐部）の第１の分岐流路２ａ〜第４の分岐流路２ｄの４本の分岐流路全てを同一の向きとなるよう整列すると共に、２つのローラ（押圧部材）と分岐部材（可撓性分岐部）を挟み上記２つのローラとは反対側に配される図示しない平板状の支持部材にて開閉部材を構成した点が実施例３と異なる。その他の構成要素は実施例１と同様であるため、以下では実施例１と重複する説明を省略する。【００５３】
図１２に示すように、本実施例の流路モジュール１は、分岐部材（可撓性分岐部）２’及び連通状態切替え部１０を備える。分岐部材（可撓性分岐）２’は、流入流路４と接続される第１の分岐流路２ａ、図示しない分岐流路６の入側端部６ａと接続される第３の分岐流路２ｃ、分岐流路６の出側端部６ｂに接続される第４の分岐流路２ｄ、及び流出流路５に接続される第２の分岐流路２ｂを備え、これら４本の分岐流路が上述の順番にて隣接し、全て同一の向きとなるよう整列されている。換言すれば、平面視四角形状の分岐部材（可撓性分岐部）２’の同一側面に、第１の分岐流路２ａ〜第４の分岐流路２ｄが配される。図１２に示すように、分岐部材（可撓性分岐部）２’の右側側面より中央部側へと水平に延伸する３つの流路壁にて、下側から順に、第１の分岐流路２ａ、第３の分岐流路２ｃ、第４の分岐流路２ｄ、及び第２の分岐流路２ｂがそれぞれ画成される。そして、これら４本の分岐流路は、上記３つの流路壁の左側端部（分岐部材の中央側の端部）から分岐部材（可撓性分岐部）２’の左側側面までの領域で相互に連通可能とされている。ここで、上記３つの流路壁は、例えば、１枚の可撓性シートを折り畳み、超音波溶着若しくは熱溶着により形成される。【００５４】
連通状態切替え部１０を構成する開閉部材は、図１２において、分岐部材（可撓性分岐部）２’よりも奥行方向に配され、平板状の支持部材（図示せず）と、分岐部材（可撓性分岐部）２’の上方に配され、四角形状であって線状或いは棒状の連結部材１０ｂに回転可能に支持される２個のローラ１０ａ１（以下、第１ローラと称する）及び１０ａ２（以下、第２ローラと称する）から構成される。連結部材１０ｂは、３つの流路壁に対し平行であって、相互に所定の間隔にて離間し対向する２辺の線状或いは棒状部と、上記３つの流路壁と直交し、相互に所定の間隔にて離間し対向する他の２辺の線状又は棒状部から構成される。３つの流路壁に対し平行となるよう配される一方の線状或いは棒状部に第１ローラ１０ａ１が回転可能に支持されると共に、他方の線状或いは棒状部に第２ローラ１０ａ２が回転可能に支持されている。【００５５】
図１２に示すように、第１ローラ１０ａ１及び第２ローラ１０ａ２を回転可能に支持する２辺の間隔は、３つの流路壁のうち外側に配される２つの流路壁の間隔と一致する。すなわち、第１の分岐流路２ａと第３の分岐流路２ｃを画成する流路壁と、第４の分岐流路２ｄと第２の分岐流路２ｂを画成する流路壁との間隔と同一である。また、第１ローラ１０ａ１及び第２ローラ１０ａ２の長手方向の長さは、少なくとも、３つの流路壁の左側端部（分岐部材の中央側の端部）から分岐部材（可撓性分岐部）２’の左側側面までの間隔よりも長い。また、図示しない平板状の支持部材の面積は、少なくとも分岐部材（可撓性分岐部）２’の面積よりも大きく、且つ、連結部材１０ｂが配される領域を覆う面積を有する。これにより、平板状の支持部材上に分岐部材（可撓性分岐部）２’を載置（配する）可能であると共に、第１ローラ１０ａ１及び第２ローラ１０ａ２を回転可能に支持し連結する連結部材１０ｂにて、上記支持部材との間に分岐部材（可撓性分岐部）２’を挟みつつ一方向に移動可能な構成となっている。なお、第１ローラ１０ａ１及び第２ローラ１０ａ２には、分岐部材（可撓性分岐部）２’を押し潰す方向に力又は荷重が常時付加されている。【００５６】
図１２の左図に示す状態では、第２ローラ１０ａ２及び平板状の支持部材との協働により、第３の分岐流路２ｃと第４の分岐流路２ｄを画成する流路壁の中央部側端部から分岐部材（可撓性分岐部）２’の左側側面までが押し潰された（閉塞された）状態を示している。また、第１ローラ１０ａ１及び平板状の支持部材との協働により、分岐部材（可撓性分岐部）２’の上辺部が押し潰された（閉塞された）状態を示している。これにより、図中点線矢印にて示すように、流入流路４と循環流路６の入側端部６ａが第１の分岐流路２ａ及び第３の分岐流路２ｃを介して連通（導通）し、且つ、循環流路６の出側端部６ｂと流出流路５が第４の分岐流路２ｄ及び第２の分岐流路２ｂを介して連通（導通）しオープン流路（開放系）が形成され、第２の連通状態となる。このとき、培養液等の液体は、分岐部材（可撓性分岐部）２’の左側側面にて折り返される流れとなる。【００５７】
図１２の左図に示す状態から、図示しない例えばアクチュエータ等により、第１ローラ１０ａ１及び第２ローラ１０ａ２を回転可能に支持し連結する連結部材１０ｂを水平方向（図１２では上側から下側へと向かう方向）へ移動させた後の状態を図１２の右図に示している。図１２の右図に示すように、第１ローラ１０ａ１と平板状の支持部材の協働により、第２の分岐流路２ｂと第４の分岐流路２ｄを画成する流路壁の中央部側端部から分岐部材（可撓性分岐部）２’の左側側面までが押し潰される（閉塞される）と共に、同時に第２ローラ１０ａ２と平板状の支持部材の協働により、第１の分岐流路２ａと第３の分岐流路２ｃを画成する流路壁の中央部側端部から分岐部材（可撓性分岐部）２’の左側側面までが押し潰される（閉塞される）。これにより、循環流路６の出側端部６ｂと循環流路６の入側端部６ａが第４の分岐流路２ｄ及び第３の分岐流路２ｃを介して連通（導通）し循環流路（閉鎖系）が形成され、第１の連通状態となる。このとき、培養液等の液体は、分岐部材（可撓性分岐部）２’の左側側面にて折り返される流れとなる。【００５８】
本実施例によれば、第２の連通状態及び第１の連通状態において、培養液等の液体は分岐部材（可撓性分岐部）２’の左側側面に一旦衝突し、その後折り返される流れとなるため、流線の観点からは必ずしも望ましくないものの、第１の分岐流路２ａ〜第４の分岐流路２ｄの全ての流路向きが揃うため、各分岐流路に対し流入流路４等を接続することが容易となる。また、図１２に示すように４本の分岐流路（２ａ〜２ｄ）の流路幅が均等であることから押圧部として機能するローラを２個のみとでき、実施例３に比べ部品点数を低減できる。
【実施例５】
【００５９】
図１３は、本発明の他の実施例に係る実施例５の流路モジュールの概略構成図である。本実施例では、上述の実施例１から実施例４に対し、分岐部材（可撓性分岐部）２を構成する第１の分岐流路２ａ〜第４の分岐流路２ｄの配置関係又は接続関係が異なる。
その他の構成要素は実施例１と同様であるため、以下では実施例１と重複する説明を省略する。【００６０】
図１３の左上図に示す流路モジュール１は、分岐部材（可撓性分岐部）２及び実施例１の図５に示した連通状態切替え部３を備える。分岐部材（可撓性分岐部）２は、図示しない循環流路６の入側端部６ａと接続される第３の分岐流路２ｃと、循環流路６の出側端部６ｂと接続される第４の分岐流路２ｄとが対向しつつ連通され、これら第３の分岐流路２ｃと第４の分岐流路２ｄとが直線状に配される。これに対し、流入流路４と接続される第１の分岐流路２ａは、所定の角度（鋭角）にて直線状に配される第３の分岐流路２ｃ及び第４の分岐流路２ｄの略中央部に接合される。また、同様に、流出流路５と接続される第２の分岐流路２ｂは、所定の角度（鋭角）にて直線状に配される第３の分岐流路２ｃ及び第４の分岐流路２ｄの略中央部に接合される。そして、第１の分岐流路２ａ及び第２の分岐流路２ｂは、直線状に配される第３の分岐流路２ｃ及び第４の分岐流路２ｄに対し、平面視同一側に配される。また、連通状態切替え部３を構成する開閉部材は、実施例１の図５に示したピンチ部材（押圧部材）３ａ１及び常時静止状態を維持する支持部材３ｂ’により構成される。第２の連通状態において、ピンチ部材（押圧部材）３ａ１を構成する第１押圧部３ａ１１及び支持部材３ｂ’を構成するＮＣ側部材３ｂ１（図１３では図示せず）にて分岐部材（可撓性分岐部）２がピンチされ（押し潰され）、流入流路４と循環流路６の入側端部６ａが第１の分岐流路２ａ及び第３の分岐流路を介して連通すると共に、循環流路６の出側端部６ｂと流出流路５が第４の分岐流路２ｄ及び第２の分岐流路２ｂを介して連通され、オープン流路（開放系）が形成される。このとき、培養液等の液体は、第１の分岐流路２ａを通流し、鋭角に折り返され第３の分岐流路２ｃを通流することとなる。そのため、これら第１の分岐流路２ａと第３の分岐流路とのなす角度は、極力、流路抵抗が増大しない範囲内で適宜設定することが望ましい。なお、第２の分岐流路２ｂと第４の分岐流路２ｄとのなす角度についても同様である。他方、第１の連通状態においては、ピンチ部材（押圧部材）３ａ１を構成する第２押圧部３ａ１２及びＮＯ側部材３ｂ２’（図１３では図示せず）にて第１の分岐流路２ａをピンチすると共に、第３押圧部３ａ１３及びＮＯ側部材３ｂ２’にて第２の分岐流路２ｂをピンチする。これにより、循環流路６の入側端部６ａと循環流路６の出側端部６ｂが、直線状に配される第３の分岐流路２ｃ及び第４の分岐流路２ｄを介して連通（導通）し循環流路（閉鎖系）が形成されるため、循環流路の流れがスムーズとなる。【００６１】
図１３の右上図に示す流路モジュール１は、分岐部材（可撓性分岐部）２及び実施例１の図６に示した連通状態切替え部３を一部変形した構成を備える。分岐部材（可撓性分岐部）２は、第１の分岐流路２ａと第４の分岐流路２ｄとが相互に平行であって所定の間隔離間し配される。また、第２の分岐流路２ｂと第３の分岐流路２ｃとが相互に平行であって所定の間隔離間し配されると共に、第３の分岐流路２ｃと第４の分岐流路２ｄとが直線状に配される。このような分岐部材（可撓性分岐部）２の形状であることにより、ピンチ部材（押圧部材）を構成する第１押圧部３ａ２１、第２押圧部３ａ２２’、及び第３押圧部３ａ２３’を垂直投影面内において直線状に配することが可能となる。第１押圧部３ａ２１に対し、所定の間隔だけ下方に第２押圧部３ａ２２’及び第３押圧部３ａ２３’を配することで１本のピンチ部材（押圧部材）にて、分岐部材（可撓性分岐部）２の３箇所をピンチすることが可能となり、実施例１と比較しピンチ部材の形状を単純化或いはピンチ部材の構成要素の低減を図ることが可能となる。【００６２】
図１３の左下図に示す流路モジュール１は、分岐部材（可撓性分岐部）２及び実施例１の図６に示した連通状態切替え部３を備える。分岐部材（可撓性分岐部）２は、第１の分岐流路２ａと第２の分岐流路２ｂとが直線状に配されると共に、第３の分岐流路２ｃ及び第４の分岐流路２ｄが直線状に配され、これらが所定の角度にて接合するよう配する構成を備える。換言すれば、分岐部材（可撓性分岐部）２は、直線状に配される第３の分岐流路２ｃ及び第４の分岐流路２ｄを基準とした場合、直線状に配される第１の分岐流路２ａ及び第２の分岐流路２ｂが傾斜しつつ接合される形状を備える。第１押圧部３ａ２１及びＮＣ側部材３ｂ１１（図１３では図示せず）にて分岐部材（可撓性分岐部）２をピンチすることで、オープン流路（開放系）を形成する第２の連通状態、及び、第２押圧部３ａ２２及び第１のＮＯ側部材３ｂ２１（図１３では図示せず）にて第２の分岐流路２ｂをピンチすると共に、第３押圧部３ａ２３及び第２のＮＯ側部材３ｂ２２にて第１の分岐流路２ａをピンチすることで、循環流路（閉鎖系）を形成する第１の連通状態の何れの場合においても、培養液等の液体の流れをスムーズにすることが可能となる。【００６３】
図１３の右下図に示す流路モジュール１は、分岐部材（可撓性分岐部）２及び実施例１の図６に示した連通状態切替え部３を備える。分岐部材（可撓性分岐部）２は、第３の分岐流路２ｃ及び第４の分岐流路２ｄが直線状に配されると共に、第３の分岐流路２ｃ及び第４の分岐流路２ｄに対し直交するよう配される第１の分岐流路２ａ及び第２の分岐流路２ｂが、オフセット配置される形状を備える。換言すれば、第１の分岐流路２ａと第２の分岐流路２ｂとが筋向いとなって配される。このような形状の分岐部材（可撓性分岐部）２に対し、図６に示した連通状態切替え部３を適用することにより、第２の連通状態及び第１の連通状態の何れの場合においても、分岐部材（可撓性分岐部）２内に、培養液等の液体が残留することなく送液することが可能となる。
【実施例６】
【００６４】
図１４は、本発明の他の実施例に係る実施例６の流路モジュールを有する細胞培養装置の全体概略構成図であり、図１５は、図１４に示す細胞培養装置の変形例を示す図である。以下では、上述の実施例１における図７に示す流路モジュール１の構成を一例として説明するが、図８に示した流路モジュール１の構成、又は実施例２〜実施例５にて説明した流路モジュールの構成のうち何れかを用いても同様である。図１４及び図１５において、上述の実施例１に示した構成要素と同様の構成要素に同一符号を付し、以下では実施例１と重複する説明を省略する。【００６５】
図１４に示すように、細胞培養装置２０は、細胞懸濁液２１を収容する供給バック、培地２２を収容する供給バック、ＨＥＰＡフィルタ２３、流路切替え部２４、流路モジュール１、循環流路６、循環流路６に設置される例えばしごきポンプ等のポンプ７、ポンプ７の下流側であって循環流路６に設置される培養容器２５、及び培養に供された培地或は培養液を回収する回収バック２６を備える。細胞培養装置２０は、細胞播種及び培地交換を自動で行い培養を行う。細胞懸濁液２１又は培地２２は、詳細後述するように流路モジュール１を介して循環流路６へ導入され、培養容器２５が設置される循環流路６内を循環することにより閉鎖系を形成している。このように、閉鎖系を形成する循環流路６内で培養を行うことにより、外部からのコンタミネーションを防止し、高信頼性の培養を行うことができる。【００６６】
細胞懸濁液２１又は培地２２は、流入流路４に導入され、流路切替え部２４により選択的に送液される。また、ＨＥＰＡフィルタ２３は、流路切替え部２４により選択的に流入流路４に接続可能とされ、ＨＥＰＡフィルタ２３を透過する空気により流路内に残留或は流路内を通流する液体を押し出すことが可能となっている。流入流路４は分岐部材（可撓性分岐部）２の第１の分岐流路２ａに接続され、一端が回収バック２６に接続される流出流路５は分岐部材（可撓性分岐部）２の第２の分岐流路２ｂに接続されている。また、循環流路６の入側端部６ａは分岐部材（可撓性分岐部）２の第３の分岐流路２ｃに接続され、循環流路６の出川端部６ｂは分岐部材（可撓性分岐部）２の第４の分岐流路２ｄに接続されている。細胞播種時又は培地交換時において、図４に示した連通状態切替え部３を構成するコイル３ｆを非通電状態とすることで、分岐部材（可撓性分岐部）２を３（i）方向へ押し潰す（ピンチする）。すなわち、図５に示した、ピンチ部材（押圧部材）３ａ１を構成する第１押圧部３ａ１１及び支持部材３ｂ’を構成するＮＣ側部材３ｂ１（図１４では図示せず）にて、第１の分岐流路２ａと第２の分岐流路２ｂが接合する角部と、第３の分岐流路２ｃ及び第４の分岐流路２ｄとが接合する角部をわたるよう、平面視対角線状に分岐部材（可撓性分岐部）２をピンチする。これにより、流入流路４と循環流路６の入側端部６ａが第１の分岐流路２ａ及び第３の分岐流路２ｃを介して連通し、且つ、循環流路６の出側端部６ｂと流出流路５が第４の分岐流路２ｄ及び第２の分岐流路２ｂを介して連通しオープン流路（開放系）が形成され、第２の連通状態となる。【００６７】
次に、循環流路６に設置されるポンプ７を駆動することにより、分岐部材（可撓性分岐部）２内が負圧となり、流入流路４より細胞懸濁液２１又は培地２２が第１の分岐流路２ａ内に吸引される。第１の分岐流路２ａ内に吸引された細胞懸濁液２１又は培地２２は、第３の分岐流路２ｃを介して循環流路６の入側端部６ａに導入され循環流路６内を通流し、循環流路６に設置された培養容器２５を介して循環流路６の出側端部６ｂより第４の分岐流路２ｄへ流入する。その後、第４の分岐流路２ｄ及び第２の分岐流路２ｂを通流し流出流路５へと流出し回収バック２６へと送液される。静置して培養する場合は、上述の連通状態切替え部３により第２の連通状態を継続させる。【００６８】
一方、仮に何らかの目的で、細部懸濁液２１又は培地２２を、循環流路６内を循環させる場合は、上述の図４に示したコイル３ｆに通電することで、分岐部材（可撓性分岐部）２を３（ii）方向へピンチする。すなわち、図５に示した、ピンチ部材（押圧部材）３ａ１を構成する第２押圧部３ａ１２及びＮＯ側部材３ｂ２’（図１４では図示せず）にて第１の分岐流路２ａをピンチすると共に、第３押圧部３ａ１３及びＮＯ側部材３ｂ２’にて第２の分岐流路２ｂをピンチする。これにより、循環流路６の入側端部６ａと循環流路６の出側端部６ｂが第３の分岐流路２ｃ及び第４の分岐流路２ｄを介して連通（導通）し循環流路（閉鎖系）が形成され、第１の連通状態に切り替えられる。例えば、第１の連通状態にて、細胞懸濁液２１又は培地２２を、循環流路６内を循環させることにより、流体のせん断力を付与することができる。【００６９】
図１５は、循環流路６であって培養容器２５の下流側にバッファタンク２７を有する細胞培養装置２０’の全体概略構成図である。循環流路６は、流路径（内径）及び流路長により流路体積が一義的に決定されるため、培養量に関しフレキシブルな対応が困難となる。そこで、循環流路６中にバッファタンク２７を設置し、培養量をフレキシブルに変更可能な構成とする。バッファタンク２７は、循環流路６中であって培養容器２５の下流側に設置され、タンク筐体２７ａ、流入ポート２７ｂ、流出ポート２７ｃ、及び空気排出ポート２７ｄから構成される。流出ポート２７ｃはタンク筐体２７ａの下部に設けられ、空気排出ポート２７ｄはタンク筐体２７ａの上部に設けられる。細胞懸濁液２１又は培地２２を、流路モジュール１介して循環流路６へ送液する場合は、流出ポート２７ｃより循環流路６の下流側へ通流させる、一方、タンク筐体２７ａ内に充満する空気を逃がす場合は、空気排出ポート２７ｄを介して循環流路６の下流側へ空気を押し出し、連通状態切替え部３により第２の連通状態とし、分岐部材（可撓性分岐部）２の第４の分岐流路２ｄ及び第２の分岐流路２ｂ並びに流出流路５を介して排気する。これら流出ポート２７ｃ及び空気排出ポート２７ｄの切り替えは、切換え弁２８により選択的に実行される。なお、流入ポート２７ｂの設置位置は必ずしもタンク筐体２７ａの上部に限られるものではない。【００７０】
本実施例では、細胞培養装置２０がＨＥＰＡフィルタ２３を有する構成としたが、ＨＥＰＡフィルタ２３は必須ではなく、ＨＥＰＡフィルタ２３に代えて、例えば、純水等のシステム水を収容するバックを設ける構成としても良い。第２の連通状態において、システム水を、分岐部材（可撓性分岐部）２を介して循環流路６内を通流させ、流出流路５を介して排出することにより、培地交換を好適に行うことが可能となる。【００７１】
本実施例によれば、細胞懸濁液又は培地を、気泡混入を防止しつつ循環流路内に送液可能な細胞培養装置を実現することが可能となる。  
また、循環流路内にバッファタンクを設置することにより、所望の培養量を得ることが可能となる。
【実施例７】
【００７２】
図１６は、本発明の他の実施例に係る実施例７の流路モジュールを有する濁度計の全体概略構成図である。以下では、上述の実施例１における図７に示す流路モジュール１の構成を一例として説明するが、図８に示した流路モジュール１の構成、又は実施例２〜実施例５にて説明した流路モジュールの構成のうち何れかを用いても同様である。図１６において、上述の実施例１に示した構成要素と同様の構成要素に同一符号を付し、以下では実施例１と重複する説明を省略する。【００７３】
図１６に示すように、濁度計３０は、未知の濁度を有する液体を導入する流入口３４、流路モジュール１、循環流路６、循環流路６に設置される例えばしごきポンプ等のポンプ７、ポンプ７の下流側であって循環流路６に設置されるフローセル３１、フローセル３１内を通流する液体に光を照射するための光源３２、フローセル３１を挟み光源３２と反対側に設置される検出器３３、及び濁度が計測された液体を流出口３５へ送液する流出流路５を備える。【００７４】
先ず、図４に示した連通状態切替え部３を構成するコイル３ｆを非通電状態とすることで、分岐部材（可撓性分岐部）２を３（i）方向へ押し潰す（ピンチする）。すなわち、図５に示した、ピンチ部材（押圧部材）３ａ１を構成する第１押圧部３ａ１１及び支持部材３ｂ’を構成するＮＣ側部材３ｂ１（図１６では図示せず）にて、第１の分岐流路２ａと第２の分岐流路２ｂが接合する角部と、第３の分岐流路２ｃ及び第４の分岐流路２ｄとが接合する角部をわたるよう、平面視対角線状に分岐部材（可撓性分岐部）２をピンチする。これにより、流入流路４と循環流路６の入側端部６ａが第１の分岐流路２ａ及び第３の分岐流路２ｃを介して連通し、且つ、循環流路６の出側端部６ｂと流出流路５が第４の分岐流路２ｄ及び第２の分岐流路２ｂを介して連通しオープン流路（開放系）が形成され、第２の連通状態となる。【００７５】
次に、循環流路６に設置されるポンプ７を駆動することにより、分岐部材（可撓性分岐部）２内が負圧となり、流入口３４より導入される未知の濁度を有する液体は流入流路４より第１の分岐流路２ａ内に吸引される。第１の分岐流路２ａ内に吸引された未知の濁度を有する液体は、第３の分岐流路２ｃを介して循環流路６の入側端部６ａに導入され循環流路６内を通流し、ポンプ７の下流側に設置されるフローセル３１内を通流する。このとき光源３２よりフローセル３１内を通流する液体に向け光が照射され、その透過光及び／又は散乱光を検出器３３が受光し、透過光及び／又は散乱光の光強度に基づき濁度が計測される。濁度が計測された液体は、その後、循環流路６の出川端部６ａから分岐部材（可撓性分岐部）２の第４の分岐流路２ｄ、第２の分岐流路２ｂ、及び流出流路５を介して流出口３５より排出される。【００７６】
低濁度を有する液体の場合或は環境光等の外乱ノイズにより、一度の計測にて濁度を測定できない場合も生じ得る。この場合、上述の図４に示したコイル３ｆに通電することで、分岐部材（可撓性分岐部）２を３（ii）方向へピンチする。すなわち、図５に示した、ピンチ部材（押圧部材）３ａ１を構成する第２押圧部３ａ１２及びＮＯ側部材３ｂ２’（図１６では図示せず）にて第１の分岐流路２ａをピンチすると共に、第３押圧部３ａ１３及びＮＯ側部材３ｂ２’にて第２の分岐流路２ｂをピンチする。これにより、循環流路６の入側端部６ａと循環流路６の出側端部６ｂが第３の分岐流路２ｃ及び第４の分岐流路２ｄを介して連通し循環流路（閉鎖系）が形成され、第１の連通状態に切り替えられる。循環流路６内を通流し、再び液体がフローセル３１内を通流する再、再度、光源３２よりフローセル３１内を通流する液体に向け光が照射され、その透過光及び／又は散乱光を検出器３３が受光し、透過光及び／又は散乱光の光強度に基づき濁度が計測される。濁度が計測された場合には、連通状態切替え部３により第２の連通状態へと切り替え、濁度が計測された液体は、分岐部材（可撓性分岐部）２の第４の分岐流路２ｄ、第２の分岐流路２ｂ、及び流出流路５を介して流出口３５より排出される。【００７７】
本実施例によれば、未知の濁度を有する液体を、連通状態切替え部にて第２の連通状態とし、循環流路に導入し、循環流路に設置されるフローセル、光源、及び検出器から構成される濁度検出機構により容易に濁度を計測することが可能となる。  
また、仮に低濁度を有する液体の場合或は環境光等の外乱ノイズにより、一度の計測にて濁度を測定できない場合であっても、連通状態切替え部にて第１の連通状態に切り替え当該液体を、循環流路内を循環させることで、確実に濁度を計測することが可能となる。
【実施例８】
【００７８】
図１７は、本発明の他の実施例に係る実施例８の流路モジュールを有する細胞分散装置の全体概略構成図である。以下では、上述の実施例１における図７に示す流路モジュール１の構成を一例として説明するが、図８に示した流路モジュール１の構成、又は実施例２〜実施例５にて説明した流路モジュールの構成のうち何れかを用いても同様である。図１７において、上述の実施例１に示した構成要素と同様の構成要素に同一符号を付し、以下では実施例１と重複する説明を省略する。【００７９】
図１７に示すように、細胞分散装置４０は、細胞の分散の程度が未知である細胞懸濁液を導入する流入口４６、流路モジュール１、循環流路６、循環流路６に設置される例えばしごきポンプ等のポンプ７、ポンプ７の下流側であって循環流路６に設置されるオリフィス４１、オリフィス４１の下流側であって循環流路６に設置されるフローセル４３、フローセル４３内を通流する細胞懸濁液に光を照射するための光源４４、フローセル４３を挟み光源４４と反対側に設置される検出器４５、フローセル４３の下流側であって循環流路６に設置されるバッファタンク４７、細胞が均一に分散した細胞懸濁液を排出するための流出口４８、及び制御部４２を備える。細胞分散装置４０は、細胞の分散の程度が未知である細胞懸濁液を流入口４６から取り込み、内部で細胞集塊を分散させ、流出口４８より細胞が均一に分散した細胞懸濁液を排出する機能を有する。ポンプ７の下流側であって循環流路６に設置されるオリフィス４１は流路狭窄部を形成する。オリフィス４１は、流路断面積を急激に変化させることで、内部を通流する細胞懸濁液に対し強力な剪断力を付与し、細胞集塊の分散を促進する。オリフィス４１の径（断面径）は、一般的に細胞の大きさが１０μｍ程度であることに鑑みると、０．５ｍｍ〜１ｍｍの範囲とすると、細胞集塊を効率よく分散でき好ましい。また、細胞の大きさや接着性に基づいて、細胞毎に適したオリフィス径に変えてもよい。オリフィス４１は安価な樹脂製のものを用いれば、必要に応じて流路ごと使い捨てとする、すなわち、ディスポーザブルオリフィスとなり、コンタミネーション防止の観点から望ましい。【００８０】
オリフィス４１の下流側であって循環流路６に設けられるフローセル４３は、フローセル内を細胞懸濁液が通流する際に、細胞集塊の分散の程度に関するデータとして、光強度が測定される。光源４４からフローセル４３に向け光を照射し、その透過光及び／又は散乱光を検出器４５で検出する。換言すれば、光源４４、フローセル４３、及び検出器４５にて細胞分散度測定器を構成している。フローセル４３から観測される透過光及び／又は散乱光は、細胞懸濁液の細胞分散度の変化に伴って光量が変化する。そこで、検出器４５が検知した光強度の経時変化に着目し、光強度値の変化量が小さくなり、一定の値（好ましくは予め定めた目標値）に集束していくことに基づいて、十分な細胞分散が行われたと判断することが可能となる。制御部４２は、検出器４５により得られた光強度データに基づいて、細胞が所定の分散度に達したか否かを判断し、所定の分散度に達していない場合、ポンプ７の駆動を継続する。ポンプ７の送液速度を変化させることにより、細胞懸濁液に付与される剪断力を変化させても良い。【００８１】
このように、循環流路６内にて細胞懸濁液中の細胞集塊を分散し、細胞が均一に分散した細胞懸濁液を得るため、先ず、図４に示した連通状態切替え部３を構成するコイル３ｆを非通電状態とすることで、分岐部材（可撓性分岐部）２を３（i）方向へ押し潰す（ピンチする）。すなわち、図５に示した、ピンチ部材（押圧部材）３ａ１を構成する第１押圧部３ａ１１及び支持部材３ｂ’を構成するＮＣ側部材３ｂ１（図１７では図示せず）にて、第１の分岐流路２ａと第２の分岐流路２ｂが接合する角部と、第３の分岐流路２ｃ及び第４の分岐流路２ｄとが接合する角部をわたるよう、平面視対角線状に分岐部材（可撓性分岐部）２をピンチする。これにより、流入流路４と循環流路６の入側端部６ａが第１の分岐流路２ａ及び第３の分岐流路２ｃを介して連通し、且つ、循環流路６の出側端部６ｂと流出流路５が第４の分岐流路２ｄ及び第２の分岐流路２ｂを介して連通しオープン流路（開放系）が形成され、第２の連通状態となる。【００８２】
次に、循環流路６に設置されるポンプ７を駆動することにより、分岐部材（可撓性分岐部）２内が負圧となり、流入口４６より導入される細胞懸濁液は流入流路４より第１の分岐流路２ａ内に吸引される。第１の分岐流路２ａ内に吸引された細胞懸濁液は、第３の分岐流路２ｃを介して循環流路６の入側端部６ａに導入され循環流路６内を通流し、ポンプ７の下流側に設置されるオリフィス４１及びフローセル３１内を通流する。なお、バッファタンク４７の構成及び動作については図１５に示した実施例６と同様であるため説明を省略する。【００８３】
なお、細胞分散度を測定する方法として、上述のように、光源４４よりフローセル４３に向け光照射し、その透過光及び／又は散乱光を検出器４５で検出する方法を採用すると、細胞懸濁液を流動させたままの状態で細胞分散度を測定することができるため特に好ましい。しかしながら、細胞分散度の測定方法はこれに限定されるものではなく、他の方法を採用してもよい。例えば、循環流路６中に何らかの観察窓を設け、ＣＣＤカメラ付きの顕微鏡で画像（静止画または動画）を撮影し、取得される画像から細胞分散度を算出するようにしても良い。細胞懸濁液を流動させた状態で測定するためにはリアルタイムの処理が求められるが、そのような高速な画像処理が可能であれば、光強度測定に代えて細胞分散度測定法として採用することができる。【００８４】
循環流路６を構成するチューブの材質は、細胞への影響がないか、或は極めて少ないものを使用することが好ましい。そのような材質の一例として、医療用シリコンチューブが挙げられる。また、フローセル４３はガラス製のものでもよいが、安価な樹脂製のものを用いると、一度細胞を通したものは循環流路６を含めて使い捨てとするようにし易くなるためより好ましい。【００８５】
本実施例によれば、流路モジュールを構成する連通状態切替え部により第２の連通状態とすることにより、容易に細胞懸濁液中の細胞集塊を分散し、細胞が均一に分散した細胞懸濁液を得ることが可能となる。
【実施例９】
【００８６】
図１８は、本発明の他の実施例に係る実施例９の流路モジュールを有する細胞数調整装置の全体概略構成図である。以下では、上述の実施例１における図７に示す流路モジュール１の構成を一例として説明するが、図８に示した流路モジュール１の構成、又は実施例２〜実施例５にて説明した流路モジュールの構成のうち何れかを用いても同様である。図１８において、上述の実施例１に示した構成要素と同様の構成要素に同一符号を付し、以下では実施例１と重複する説明を省略する。【００８７】
図１８に示すように、細胞数調整装置５０は、細胞を高濃度で含有する細胞数濃度（細胞懸濁液の単位量あたりに含まれる細胞の数）が未知の細胞懸濁液を導入する流入口５６、導入された細胞懸濁液に希釈液を添加し細胞数濃度を調整するための希釈容器５１、流路モジュール１、循環流路６、循環流路６に設置される例えばしごきポンプ等のポンプ７、ポンプ７の下流側であって循環流路６に設置されるフローセル５３、フローセル５３内を通流する細胞懸濁液に光を照射するための光源５４、フローセル５３を挟み光源５４と反対側に設置される検出器５５、フローセル５３の下流側であって循環流路６に設置されるバッファタンク５７、細胞数が調整された細胞懸濁液を排出するための流出口５８、及び制御部５２を備える。【００８８】
細胞数調整装置５０は、細胞を高濃度で含有する細胞数濃度（細胞懸濁液の単位量あたりに含まれる細胞の数）が未知の細胞懸濁液を流入口５６から取り込み、内部で濃度を調整し、流入口５６から流入する細胞懸濁液中の細胞数濃度よりも低い所望の細胞数濃度で細胞を含有する細胞懸濁液を流出口５８から排出する機能を有する。流入口５６と流出口５８の間は循環流路６を含む流路系を構築している。流路内の細胞懸濁液を流動させるための送液ポンプであるポンプ７が設けられており、制御部５２は少なくともポンプ７を制御する。【００８９】
ポンプ７の下流側であって循環流路６に設けられるフローセル５３内を細胞懸濁液が通流する際に、単位量あたりの細胞数濃度に関するデータとして、光強度が測定される。光源５４からフローセル５３に向け光照射し、その透過光及び／又は散乱光を検出器５５で検出する。換言すれば、光源５４、フローセル５３、及び検出器５５にて細胞数計測器を構成している。検出器５５で検出された透過光または散乱光の強度と細胞数の関係は別途予め求めておき、当該透過光または散乱光の強度と細胞数の関係と検出器５５で検出した光強度とに基づいて細胞数濃度を算出する。透過光または散乱光の強度と細胞数の関係は、例えば培養予定の細胞の濃度既知の細胞懸濁液を数種用意しておき、それぞれについて光強度測定を行い、得られた結果から検量線を作成することにより求められる。なお、フローセル５３を通過する細胞懸濁液の流量は、流入口５６から取り込んだ量に基づいて、あるいはフローセル５３の容積または断面積とポンプ７の送液速度に基づいて求めることができる。必要な希釈液量は、細胞数濃度と細胞懸濁液の量に基づいて決定される。【００９０】
光強度に基づく細胞数濃度測定によれば、細胞懸濁液を流動させた状態で細胞数濃度を算出することができる。細胞懸濁液を流動させた状態で細胞数濃度を算出する場合、検出器５５は連続的に絶え間なく光強度を測定していても良く、あるいは断続的に、すなわち間をあけて、好ましくは一定間隔毎に測定しても良い。なお、本実施例の細胞数調整装置５０において、細胞数濃度の算出は他の算出法を用いても良い。【００９１】
流入流路４の一部は分岐して分岐流路６０と接続されており、分岐部分には切替え弁６１が設けられている。切替え弁６１は、分岐流路６０と流入流路４を切替えることができる。切替え弁６１にはピンチ弁を使用することが好ましい。ピンチ弁は、弾性素材からなる流路を外側から押しつぶして（ピンチして）流れを制御するものであり、流体に直接触れることがないため、細胞懸濁液及びピンチ弁自身も汚染せずに細胞懸濁液を制御することができる。切替え弁６１は、２つの流路を切替える機能を持ち、２つのピンチ弁を組み合わせても実現できるが、１つのアクチュエータで２つの流路を同時に閉開互い違いに制御できるユニバーサル型のものを用いても良い。制御部５２は、切替え弁６１に設けられたアクチュエータを制御することにより弁の切替えを制御する。後述する他の切替え弁についても同様である。【００９２】
分岐流路６０の先には希釈液を収容する希釈液容器５１が接続されている。制御部５２は、少なくともポンプ７を、好ましくは併せて切替え弁６１も制御し、検出器５５の検出結果に応じて取り込んだ細胞懸濁液に希釈液を添加し、さらに細胞懸濁液と添加した希釈液が十分に撹拌され細胞数濃度が均一になるようにする。制御部５２によるポンプ７及び切替え弁６１等の制御について、以下詳細に説明する。【００９３】
制御部５２は、切替え弁６１が分岐流路６０を閉塞して流入流路４を選択している状態でポンプ７を駆動し、流入口５６から細胞懸濁液の原液を取り込む。取り込まれた細胞懸濁液は、流路モジュール１を介してそのままフローセル５３まで移送される。このとき、流路モジュール１を構成する連通状態切替え部３は第２の連通状態としている。細胞懸濁液がフローセル５３を通流する際に検出器５５による光強度測定を行う。制御部５２は、その測定結果から細胞数濃度を算出し、予め定めてある目標値と比較した上で、取り込んだ原液の量なども考慮して必要となる希釈液の量を決定する。【００９４】
制御部５２は、次に切替え弁６１を、分岐流路６０側を選択している状態に切り替え、ポンプ７を一定時間駆動し、希釈液容器５１から希釈液を、流路モジュール１を介して循環流路６内に取り込む。循環流路６内は、調整前の細胞数濃度が高い細胞懸濁液と希釈液の２液が不均一に存在する状態となる。次に制御部５２は、ポンプ７を駆動することにより２液を混合する。循環流路６は、その移動のための空間も含め、細胞懸濁液と希釈液とを保持するに十分な空間を有している。【００９５】
光強度測定の測定値は、最初のうちは循環流路６内における細胞数濃度が不均一であるため振れ幅が大きいが、ポンプ７の駆動につれ、細胞数濃度が徐々に均一となって振れ幅が小さくなっていき、最終的には目標値、すなわち予め定めた細胞数濃度に対応する光強度の値に収束する。そこで、光強度測定の測定値に時間的変化が所定の値（目標値±α）の範囲内となった時点、好ましくは変化が無くなった時点で、制御部５２は分岐部材（可撓性分岐部）２内の液が均一になったと判断する。仮に収束した値が目標値と異なる場合には、制御部５２が上述した希釈工程を再度繰り返すようにしてもよい。希釈工程により所望の細胞数濃度となった細胞懸濁液は、ポンプ７を駆動させて流出口５８から排出される。【００９６】
取り扱う細胞懸濁液の量に対し循環流路６等の断面積が小さいと、混合のために繰り返し移動する際などに流路内の移動に時間がかかり、細胞に負担がかかってしまう。したがって、少なくとも細胞懸濁液が通流する循環流路６、さらに好ましくはフローセル５３の断面積は、扱う細胞のサイズや取り込む細胞懸濁液の量を考慮して十分な大きさを有していることが好ましい。例えば、取り込む細胞懸濁液の量が１ｍＬ〜１０００ｍＬの範囲であれば、循環流路６を構成するチューブとして直径１〜１０ｍｍ程度のものを使用することが好ましく、フローセル５３としては１〜１０ｍｍ角のものを使用することが好ましい。【００９７】
循環流路６を構成するチューブの材質は、細胞への影響がないか、あるいは極めて少ないものを使用することが好ましい。そのような材質の一例として、医療用シリコンチューブが挙げられる。また、フローセル５３はガラス製のものでもよいが、安価な樹脂製のものを用いると、一度細胞を通したものは循環流路６を含めて使い捨てとするようにし易くなるためより好ましい。【００９８】
細胞数濃度を測定する方法として、上述のように、光源５４からフローセル５３に向け光照射し、その透過光及び／又は散乱光を検出器５５で検出する方法を採用すると、細胞懸濁液を流動させたままの状態で細胞数濃度を測定することができるため特に好ましい。しかしながら、細胞数濃度の測定方法はこれに限定されるものではなく、他の方法を採用してもよい。例えば、循環流路６中に何らかの観察窓を備え、ＣＣＤカメラ付きの顕微鏡で画像（静止画または動画）を撮影し、画像から細胞数を算出するようにしてもよい。細胞懸濁液を流動させた状態で測定するためにはリアルタイムの処理が求められるが、そのような高速な画像処理が可能であれば、光強度測定に代えて細胞数濃度測定法として採用することができる。【００９９】
なお、細胞懸濁液は静置すると細胞が沈降してしまうため、本実施例の細胞数調整装置５０は、希釈液を加えて細胞懸濁液を希釈するのみならず、細胞懸濁液を単に撹拌するための装置として用いてもよい。  
細胞分散装置４０と細胞数調整装置５０を接続すれば、剥離した細胞を分散し、細胞数を調整した上で再播種する、すなわち継代培養が可能である。また、例えば細胞分散装置４０の流路に分岐流路とそこに繋がる希釈液バッグをさらに設け、細胞分散度測定器を構成する検出器４５が検出した光強度データに基づいて細胞懸濁液濃度を判断し、必要な量の希釈液を希釈液バッグから取り込むような構成を追加することにより、細胞数調整装置５０は省略することもできる。【０１００】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の実施例の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【０１０１】
１…流路モジュール，２，２’…分岐部材（可撓性分岐部），２ａ…第１の分岐流路，２ｂ…第２の分岐流路，２ｃ…第３の分岐流路，２ｄ…第４の分岐流路，２ｅ…接合部，３，８，９，１０…連通状態切替え部，３ａ，３ａ１，３ａ２，８ａ…ピンチ部材（押圧部材），３ｂ，３ｂ’，３ｂ”，８ｂ…支持部材，３ｂ１…ノーマルクローズ側部材（ＮＣ側部材），３ｂ２…ノーマルオープン側部材（ＮＯ側部材），３ｃ…可動鉄心，３ｄ…筐体，３ｅ…ばね，３ｆ…コイル，３ｇ…固定鉄心，４…流入流路，５…流出流路，６…循環流路，６ａ…入側端部，６ｂ…出側端部，７…ポンプ，８ａ１，８ａ２…押し部，８ｃ…ヒンジ，９ａ１，９ａ２，９ａ３，１０ａ１，１０ａ２…ローラ，９ｂ，１０ｂ…連結部材，１１ａ…第１の可撓性シート，１１ｂ…第２の可撓性シート，２０，２０’…細胞培養装置，２１…細胞懸濁液，２２…培地，２３…ＨＥＰＡフィルタ，２４…流路切替え部，２５…培養容器，２６…回収バック，２７，４７，５７…バッファタンク，２７ａ，４７ａ，５７ａ…タンク筐体，２７ｂ，４７ｂ，５７b…流入ポート，２７ｃ，４７ｃ，５７ｃ…流出ポート，２７ｄ，４７ｄ，５７d…空気排出ポート，２８，４９，５９，６１…切換え弁，３０…濁度計，３１，４３，５３…フローセル，３２，４４，５４…光源，３３，４５，５５…検出器，３４，４６，５６…流入口，３５，４８，５８…流出口，４０…細胞分散装置，４１…オリフィス，４２，５２…制御部，５０…細胞数調整装置，５１…希釈液容器，６０…分岐流路
【図１】
2017056142.tif 000003
【図２】
2017056142.tif 000004
【図３】
2017056142.tif 000005
【図４】
2017056142.tif 000006
【図５】
2017056142.tif 000007
【図６】
2017056142.tif 000008
【図７】
2017056142.tif 000009
【図８】
2017056142.tif 000010
【図９】
2017056142.tif 000011
【図１０】
2017056142.tif 000012
【図１１】
2017056142.tif 000013
【図１２】
2017056142.tif 000014
【図１３】
2017056142.tif 000015
【図１４】
2017056142.tif 000016
【図１５】
2017056142.tif 000017
【図１６】
2017056142.tif 000018
【図１７】
2017056142.tif 000019
【図１８】
2017056142.tif 000020
【国際調査報告】
2017056142.tif 000021
2017056142.tif 000022
2017056142.tif 000023
2017056142.tif 000024