(57)【要約】【課題】  培養容器内の検体に対する所定の処理に際して飛散した物質が浮遊して他の培養容器内に混入することを防止する。【解決手段】  検体を収容した培養容器３の蓋３ｂを開けて培養容器３内部の検体に対して所定の処理を施す処理装置１９を収容した処理室を備え、培養容器３より下方に配される前記処理装置１９の上面を被覆するシート部材４５を備える培養処理装置を提供する。【選択図】    図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検体を収容した培養容器の蓋を開けて培養容器内部の検体に対して所定の処理を施す処理装置を収容した処理室を備え、培養容器より下方に配される前記処理装置の上面を被覆するシート部材を備える培養処理装置。
【請求項２】
帯状の前記シート部材をロール状に巻いてなる供給ロールと、該供給ロールからシート部材を繰り出すシート供給装置と、使用済みのシート部材を回収するシート回収装置とを備える請求項１に記載の培養処理装置。
【請求項３】
前記シート回収装置が、前記シート部材をロール状に巻き取る巻取り装置を備える請求項２に記載の培養処理装置。
【請求項４】
前記シート部材が液体を吸収可能な材質からなる請求項２または請求項３に記載の培養処理装置。
【請求項５】
前記シート部材に消毒液を含浸させる消毒液供給手段が備えられている請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の培養処理装置。
【請求項６】
前記シート部材が抗菌作用を有する材質からなる請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の培養処理装置。
【請求項７】
検体を収容した培養容器の蓋を開けて培養容器内部の検体に対して所定の処理を施す際に培養容器を載置する載置台上に、トレイ部材を供給するトレイ供給装置を備える請求項１に記載の培養処理装置。
【請求項８】
培養容器内部の検体に対する処理が終了し、培養容器がトレイ部材上から除去された後に、使用済みのトレイ部材を回収するトレイ回収装置を備える請求項７に記載の培養処理装置。
【請求項９】
前記トレイ部材に、該トレイ部材に培養容器を固定する固定部が設けられている請求項７または請求項８に記載の培養処理装置。
【請求項１０】
前記トレイ部材に、培養容器が載置されたときに培養容器を取り囲む周壁が設けられている請求項７から請求項９のいずれかに記載の培養処理装置。
【請求項１１】
検体を収容した培養容器を出し入れ可能に収容する培養室と、該培養室の外部に配置され培養容器の蓋を開けて培養容器内部の検体に対して所定の処理を施す処理装置を収容した処理室と、これら処理室と培養室との間で培養容器を搬送する搬送機構とを備え、
前記処理室または培養室の少なくともいずれかに、培養容器より下方に配される前記処理装置の上面を被覆するシート部材を備える自動培養装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、培養処理装置および自動培養装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の自動培養装置としては、複数の培養容器を収納可能な固定式の収納棚と、水平・昇降・回転移動可能な搬送手段とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
この自動培養装置は、培養室内に配置された収納棚に、鉛直方向に並ぶ複数の小部屋を備え、各小部屋の中に培養容器を１つずつ収容して培養を行い、培養途中あるいは培養終了時に搬送手段を作動させて、小部屋から１つずつ培養容器を取り出し、あるいは、小部屋へ培養容器を収容するよう構成されている。
この自動培養装置においては、各小部屋は密封されることなく培養室内に開放されており、培養室内は、一定の培養条件に維持されるようになっている。
【０００３】
また、この自動培養装置においては、小部屋から取り出された培養容器が、培養室壁面に設けた開閉可能な開口部から培養室外に送り出され、培養室外に配置された種々の処理装置によって、培地交換等の処理が行われるようになっている。
【特許文献１】特開２００２−２６２８５６号公報（図１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記自動培養装置においては、培養容器内への培地注入、培養容器内からの培地排出等の処理が、注入ポンプや排出ポンプの作動により培地注入ニードルや培地排出ニードルによって行われる。しかしながら、培地注入ニードルからの培地の放出が勢いよく行われる場合には、培養容器に注入される際に培地の飛沫が飛散して種々の処理装置が汚れる不都合がある。また、培地排出ニードルによって一旦吸引された培地が、培地排出ニードルの先端から落下することも考えられる。特に、飛散した培地内に細胞の一部が含まれていた場合には、その飛沫が時間とともに乾燥して浮遊することが考えられ、他の培養容器内への混入等の不都合の発生が考えられる。
【０００５】
このような不都合を回避するためには、各培養容器に対する処理工程が終了するごとに、処理が行われた空間の清掃を行う必要がある。しかしながら、清掃工程の自動化は困難であり、人手による清掃作業を必要としたのでは、効率が低減する不都合がある。
【０００６】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、培養容器内の検体に対する所定の処理に際して飛散した物質が浮遊して他の培養容器内に混入することを防止することができる培養処理装置および自動培養装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明は、以下の手段を提供する。
本発明は、検体を収容した培養容器の蓋を開けて培養容器内部の検体に対して所定の処理を施す処理装置を収容した処理室を備え、培養容器より下方に配される前記処理装置の上面を被覆するシート部材を備える培養処理装置を提供する。
この発明によれば、処理室内の処理装置により、培養容器内部の検体に対し所定の処理、例えば、培地の供給・排出等の所定の処理が施される。この場合に、培養容器の蓋が開かれているので、処理の際に培養容器内の検体が培養容器の外部に飛散する可能性があるが、この場合においても、培養容器より下方に配される部材の上面を覆うシート部材が設けられているので、飛散した検体がシート部材に捕獲される。したがってシート部材を交換するだけで、簡易に培養処理装置内部を清掃することが可能となる。
【０００８】
また、本発明は上記培養処理装置において、帯状の前記シート部材をロール状に巻いてなる供給ロールと、該供給ロールからシート部材を繰り出すシート供給装置と、使用済みのシート部材を回収するシート回収装置とを備える培養処理装置を提供する。
【０００９】
この発明によれば、シート供給装置の作動により、ロール状に巻かれた供給ロールからシート部材が処理装置上面を被覆するように供給され、シート回収装置の作動により、使用済みのシート部材が回収される。その結果、培養容器内から飛散しシート部材に捕獲された検体が、シート部材ごと回収されるので、乾燥等により培養処理装置内に浮遊することが防止される。
【００１０】
また、本発明は上記培養処理装置において、前記シート回収装置が、前記シート部材をロール状に巻き取る巻取り装置を備える培養処理装置を提供する。
この発明によれば、巻取り装置の作動により、使用済みのシート部材がロール状に巻き取られるので、シート部材を効率的に回収することが可能となる。
【００１１】
また、本発明は、上記培養処理装置において、前記シート部材が液体を吸収可能な材質からなる培養処理装置を提供する。
この発明によれば、培養容器内から落下した検体がシート部材に吸収されるので、シート回収装置により回収される際に、シート部材に保持されたまま外部にこぼれることなく回収されることになる。
【００１２】
また、本発明は上記培養処理装置において、前記シート部材に消毒液を含浸させる消毒液供給手段が備えられている培養処理装置を提供する。
この発明によれば、消毒液供給手段の作動により、シート部材に消毒液が含浸させられるので、培養容器内から落下してシート部材に捕獲された検体が消毒され、細菌等の増殖が防止されることになる。
【００１３】
さらに、本発明は上記培養処理装置において、前記シート部材が抗菌作用を有する材質からなる培養処理装置を提供する。
この発明によれば、シート部材自体の作用により、捕獲された検体において細菌等が増殖することが防止される。
【００１４】
さらに、上記発明においては、検体を収容した培養容器の蓋を開けて培養容器内部の検体に対して所定の処理を施す際に培養容器を載置する載置台上に、トレイ部材を供給するトレイ供給装置を備えることとしてもよい。
トレイ供給装置の作動により、載置台上のトレイ部材が供給されるので、培養容器がトレイ部材の上に載置された状態で、検体を収容した培養容器の蓋が開けられて培養容器内部の検体に対して所定の処理が施される。処理の際に、培養容器内の検体が培養容器の外部に飛散する可能性があるが、この場合においても、飛散した検体等がトレイ部材によって受け止められることになる。したがって、トレイ部材を交換するだけで、培養処理装置内の清浄度を高く維持することができる。
【００１５】
また、上記発明においては、培養容器内部の検体に対する処理が終了し、培養容器がトレイ部材上から除去された後に、使用済みのトレイ部材を回収するトレイ回収装置を備えることとしてもよい。
トレイ回収装置の作動により、検体を捕集した使用済みのトレイ部材が回収されるので、次の検体を収容した培養容器は新たなトレイ部材上に載置されることになり、前の検体が混入することを防止できる。
【００１６】
さらに、上記発明においては、前記トレイ部材に、該トレイ部材に培養容器を固定する固定部が設けられていることとしてもよい。
固定部により、培養容器がトレイ部材上において移動しないように維持されるので、トレイ部材ごと振動を加え、あるいは揺動させて、培養容器内部の検体を攪拌等することが可能となる。また、ロボット等の自動機により処理を行うに際して、培養容器を常に一定の位置に配置しておくことが可能となり、培養容器の位置検出等の複雑な装置を不要とすることができる。固定部としては、培養容器を嵌合させる凹部でもよく、培養容器の周囲に接触するようにトレイ部材に設けられたピンのような凸部でもよい。
【００１７】
また、上記発明においては、前記トレイ部材に、培養容器が載置されたときに培養容器を取り囲む周壁が設けられていることが好ましい。
トレイ部材に周壁が設けられることにより、培養容器から漏れた検体が、トレイ部材上において周壁によって堰き止められる。したがって、トレイ部材からさらに漏れて飛散することが防止される。
【００１８】
また、本発明は、検体を収容した培養容器を出し入れ可能に収容する培養室と、該培養室の外部に配置され培養容器の蓋を開けて培養容器内部の検体に対して所定の処理を施す処理装置を収容した処理室と、これら処理室と培養室との間で培養容器を搬送する搬送機構とを備え、前記処理室または培養室の少なくともいずれかに、培養容器より下方に配される前記処理装置の上面を被覆するシート部材を備える自動培養装置を提供する。
【００１９】
この発明によれば、培養室において培養された検体が、搬送機構の作動により処理室に搬送され、処理室において処理装置により所定の処理を施される。また、処理室において所定の処理を施された検体は、搬送機構の作動により培養室内に戻され、培養工程を続行される。その結果、検体が自動的に培養されることになる。この場合において、処理室または培養室の少なくともいずれかにおいて、培養容器より下方に配される処理装置の上面がシート部材により被覆されているので、何らかの理由により培養容器内から検体が落下した場合においても、該検体がシート部材により捕獲される。したがって、自動培養装置内の清掃を簡易に行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
この発明に係る培養処理装置および自動培養装置によれば、培養容器内部から飛散した検体を含む液体がシート部材に捕獲されるので、処理装置の上面に付着することを防止できる。その結果、シート部材を交換するだけで培養処理装置および自動培養装置内を清浄な状態に維持することができる。また、培養処理装置および自動培養装置内の清掃工程を簡易化することができ、保守作業も含めた培養処理の自動化率をさらに向上することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
この発明の実施形態に係る培養処理装置および自動培養装置について、図１〜図８を参照して説明する。
本実施形態に係る自動培養装置１は、外部から観察可能な透明な壁材により密閉され、シャッタ２を介して相互に連絡する第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とを備えている。
【００２２】
第１空間Ｓ１の両側空間Ｓ１１，Ｓ１３には、培養容器３を収容する培養室４が２個ずつ計４個配置され、中央空間Ｓ１２には、培養容器３を移動するための搬送ロボット（搬送機構）５が備えられている。中央空間Ｓ１２の上部には、中央空間Ｓ１２内の空気を浄化するために清浄な下降空気流を送る空気清浄部６が設けられている。
４個の培養室４は、それぞれ中央空間Ｓ１２に向けて扉４ａを配置することにより、横に並んだ２個ずつが相互に扉４ａを対向させて、間隔をあけて配置されている。
【００２３】
前記各培養室４は、図２および図３に示されるように、一側面に開口部４ｂを有し、該開口部４ｂを開閉可能な扉４ａを備えている。開口部４ｂに向かって左右の側壁には、対応する高さ位置に複数のレール状のトレイ保持部材４ｃが設けられており、左右対となる各トレイ保持部材４ｃに掛け渡すようにして、トレイ７を上下方向に複数段収容できるようになっている。各培養室４内は、所定の培養条件、例えば、温度３７±０．５℃、湿度１００％およびＣＯ２濃度５％等に維持されている。なお、トレイ保持部材４ｃはレール状に限定されず、トレイ７を出し入れ可能に支持することができれば任意の形態でよい。
【００２４】
各トレイ７には、複数個、例えば、１０個の培養容器３を並べて載置できるようになっている。各培養容器３は、図４に示されるように、容器本体３ａと、該容器本体３ａの上面に設けられた蓋体３ｂとからなり、容器本体３ａの左右の側面には、後述する第２空間内のハンドにより引っかけられる突起３ｃが設けられている。
【００２５】
各培養室４の下方には、未使用の培養容器３をトレイ７に搭載した状態で複数収容するストッカ８が配置されている。ストッカ８は、前記培養室４の扉とは反対側の第１空間Ｓ１の外部に向かう側面に開閉可能なドアを有している。該ドアは、ストッカ８の一側面全体を開放する大きさに形成されている。
【００２６】
前記搬送ロボット５は、４個の培養室４の間隔位置のほぼ中央に配置されている。該搬送ロボット５は、水平回転可能な第１アーム５ａと、該第１アーム５ａの先端に鉛直軸回りに回転可能に連結された第２アーム５ｂと、該第２アーム５ｂの先端に鉛直軸回りに回転可能に取り付けられ、それ自身は駆動部、伝導機構などの培養室内の環境を劣化させる機構を持たないハンド５ｃと、これら第１アーム５ａ、第２アーム５ｂおよびハンド５ｃを昇降可能な昇降機構５ｄとを備えている。これにより、搬送ロボット５は、４個の培養室４内の全てのトレイ７にアクセスするとともに、前記シャッタ２を跨いで第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２との間に配置されたコンベア９上にトレイ７を引き渡すことができる水平方向の動作範囲を有している。
【００２７】
前記コンベア９は、搬送ロボット５のハンド５ｃの幅寸法より大きな間隔をあけて左右に配置された２本の無端ベルト９ａを備え、これら無端ベルト９ａに掛け渡してトレイ７を載置できるようになっている。また、搬送ロボット５は、培養室４内の全てのトレイ７にアクセスするとともに、前記ストッカ８内の少なくとも最上段のトレイ７にアクセスできる垂直方向の動作範囲を有している。
なお、ベルト９ａは無端ベルトに限られない。
【００２８】
前記ハンド５ｃは、トレイ７を載置可能に水平方向に伸びる平坦な形状に形成されており、培養室４に収容されているトレイ７間の隙間に挿入可能な厚さ寸法に形成されている。そして、ハンド５ｃは、トレイ７間の隙間に挿入された状態から上昇させられることにより、２本の腕によってトレイ７を下方から押し上げてトレイ保持部材４ｃから取り上げるとともに、トレイ７を安定して保持できるようになっている。
【００２９】
前記第２空間Ｓ２には、培養処理装置３０が構成されている。この培養処理装置３０は、シャッタ２が開かれた状態で第１空間Ｓ１からコンベア９によって搬送されてきたトレイ７上の培養容器３を取り扱うハンドリングロボット１０と、培養容器３内の培地から細胞を分離する遠心分離機（処理装置）１１と、血清や試薬等の種々の液体を分注するための電動ピペット１２を備えた水平回転および昇降移動可能な２台の分注ロボット１３と、これら分注ロボット１３の電動ピペット１２先端に取り付ける使い捨て可能なチップ１４を複数収容していて分注ロボット１３の動作範囲内に提供可能な３台のチップ供給装置（処理装置）１５と、使用済みのチップ１４を廃棄回収するチップ回収部（図示略）と、血清や試薬等の種々の液体を複数の容器に貯留する試薬等供給装置（処理装置）１６と、培養容器３内における細胞の様子を観察可能な顕微鏡（処理装置）１７と、各試薬および培地交換等により廃棄される廃液をそれぞれ貯留する複数の貯留タンク１８と、前記コンベア９と各ロボット１０，１３との間で培養容器３を受け渡し可能とするように培養容器３を移動させる水平移動機構（処理装置）１９と、該水平移動機構１９のスライダ２０に取り付けられ、受け取った培養容器３を載置して振動を加えるシェーカ２１とを備えている。
なお、第２空間Ｓ２にも、該第２空間Ｓ２内の空気を浄化するために清浄な下降気流を送る空気清浄部（図示略）が設けられている。
【００３０】
前記ハンドリングロボット１０は、培養容器３を取り扱う把持ハンド１０ａを水平移動および昇降移動させる水平多関節型ロボットである。例えば、図１に示す例では、相互に連結された３つの水平アーム１０ｂ，１０ｃ，１０ｄと、これら水平アーム１０ｂ〜１０ｄを昇降させる昇降機構１０ｅとを備えている。また、水平アーム１０ｂ〜１０ｄの先端には、培養容器３を把持する把持ハンド１０ａの他に、培養容器３内から細胞や培地を出し入れするチップ１４を着脱可能な電動ピペット（図示略）と、培養容器３の蓋体３ｂを引っかけて開閉する蓋体開閉ハンド（図示略）とが備えられている。
【００３１】
ハンドリングロボット１０は、コンベア９で搬送されてきたトレイ７上の培養容器３の蓋体３ｂを開閉し、培養容器３を把持して搬送することによりシェーカ２１および顕微鏡１７に供給し、電動ピペット先端のチップ１４を交換し、培養容器３内から取り出した細胞入り培地を遠心分離機１１に投入するようになっている。したがって、ハンドリングロボット１０は、コンベア９、シェーカ２１、顕微鏡１７、チップ供給装置１５、チップ回収装置および遠心分離機１１等の種々の装置をその動作範囲内に配置している。
【００３２】
前記遠心分離機１１は、ハンドリングロボット１０から供給された細胞入り培地を低速回転させることにより培地内に浮遊していた比重の重い細胞を培地から分離して沈下させるようになっている。遠心分離機１１には、図５に示されるように、その上面を被覆するシート部材３１と、該シート部材３１を供給するシート供給装置３２と、シート部材３１を回収するシート回収装置３３とが設けられている。
【００３３】
シート部材３１は遠心分離機１１の幅寸法より広い幅寸法を有する長尺の帯状に形成されている。シート部材３１は、例えば、液体を吸収可能な布材により構成されている。また、シート部材３１はその両端においてロール状に巻かれている。シート供給装置３２は、一端側に配置されたロール状の供給ロール３２ａからシート部材３１を繰り出す方向に駆動する繰り出しモータ３４を備えている。シート回収装置３３は、シート部材３１の他端側においてシート部材３１を巻き取る巻取りモータ３５を備えている。シート部材３１には、所定の長さ分だけ繰り出されたシート部材３１が停止させられたときに遠心分離機１１への細胞の投入口１１ａに一致する位置に、孔３６が形成されており、ハンドリングロボット１０の電動ピペット先端に取り付けられたチップ１４を、孔３６を介して遠心分離機１１の投入口１１ａに挿入することができるようになっている。図中符号３７は、遠心分離機１１の上方に間隔をあけてシート部材３１を伸展した状態に保持するアイドルローラである。
【００３４】
前記分注ロボット１３は、先端にチップ１４を着脱可能に取り付ける電動ピペット１２を備えた水平回転可能なアーム１３ａと、該アーム１３ａを昇降させる昇降機構１３ｂとを備えている。分注ロボット１３は、水平移動機構１９によって搬送されて来た培養容器３内へ、培地や種々の試薬を供給するようになっている。したがって、分注ロボット１３は、水平移動機構１９上のシェーカ２１、チップ供給装置１５、チップ回収部および試薬等供給装置１６等の種々の装置をその動作範囲内に配置している。
【００３５】
前記チップ供給装置１５は、上方に開口した容器１５ａ内に、電動ピペット１２への取付口を上向きにして複数のチップ１４を配列状態に収容しており、ハンドリングロボット１０や分注ロボット１３が、新たなチップ１４を必要とするときに、電動ピペット１２を上方から挿入するだけで、電動ピペット１２の先端にチップ１４を取り付けるように構成されている。容器１５ａは、ハンドリングロボット１０や分注ロボット１３による電動ピペット１２の移動方向に対して交差する方向に往復移動させられるように移動機構１５ｂに取り付けられている。これにより、容器１５ａ内の全てのチップ１４に対して電動ピペット１２がアクセスすることができるようになっている。
【００３６】
また、チップ供給装置１５には、図６に示されるように、容器１５ａの上面を覆うシート部材３８と、上記と同様のシート供給装置３２およびシート回収装置３３とが備えられている。シート部材３８は、移動機構１５ｂによる移動範囲の全体にわたって容器１５ａの上面を覆うように配置されている。これにより、容器１５ａがいずれの位置にあっても容器１５ａの上部開口がシート部材３８によって覆われ、容器１５ａ内部のチップ１４への塵埃等の付着が防止されるようになっている。また、シート部材３８には、次に容器１５ａ内から取り出されるチップ１４の位置の上方に配される孔３９が設けられている。これにより、電動ピペット１２は、その孔３９を貫通して、下方に配されているチップ１４を取り出すことができるようになっている。
【００３７】
前記チップ回収装置（図示略）は、回収容器の入口に、チップ１４を把持する把持装置を備えていて、ハンドリングロボット１０や分注ロボット１３において使用されたチップ１４が把持装置に挿入されると、これを把持するようになっている。そして、この状態でハンドリングロボット１０や分注ロボット１３が電動ピペット１２を移動させることにより、電動ピペット１２先端から使用済みチップ１４が取り外され、回収容器内に回収されるようになっている。
【００３８】
前記試薬等供給装置１６は、例えば、図１に示されるように、円筒状のケーシング内部に、水平回転可能なテーブル１６ａを収容し、該テーブル１６ａ上に、扇型の底面形状を有する筒状の試薬等容器１６ｂを周方向に複数配列して搭載している。各試薬等容器１６ｂには、種々の試薬等が貯留されている。例えば、細胞を培養するために必要な培地を構成するＭＥＭ(Minimal Essential
Medium：最小必須培地)またはＤＭＥＭ（Dulbecco's Modified
Eagle Medium）、ＦＢＳ（Fetal Bovine Serum：ウシ胎児血清）やヒト血清のような血清、培養容器３内の細胞を剥離させるトリプシンのような蛋白質分解酵素や、培養に際して細胞を成長させるサイトカインのような成長因子、細胞を分化させるデキサメタゾンのような分化誘導因子、ペニシリン系抗生物質のような抗生剤、エストロゲン等のホルモン剤や、ビタミン等の栄養剤が貯留されている。
【００３９】
試薬等供給装置１６のケーシングの上面には、分注ロボット１３が電動ピペット１２先端のチップ１４を挿入する挿入口１６ｃが設けられている。この挿入口１６ｃは、前記分注ロボット１３の動作範囲内に配置されている。また、各試薬等容器１６ｂは、その上面に、前記挿入口１６ｃに一致する位置に配置される開口部（図示略）を備えている。これにより、テーブル１６ａを回転させて試薬等容器１６ｂの開口部をケーシングの挿入口１６ｃの鉛直下方に配置することで、分注ロボット１３が、電動ピペット１２先端のチップ１４を上方から試薬等容器１６ｂ内へ挿入して、内部に貯留されている試薬等を吸引することができるようになっている。試薬等供給装置１６と、分注ロボット１３とを２台ずつ設けているのは、検体に共通のトリプシンのような薬液と、検体に固有の血清のような液体とを分離して取り扱うようにしているためである。
【００４０】
試薬等供給装置１６の上方には、図７に示されるように、上記と同様のシート部材４０、シート供給装置３２およびシート回収装置３３が備えられている。シート部材４０には、前記ケーシングの挿入口１６ｃの上方に配される孔４１が設けられている。分注ロボット１３は、この孔４１に電動ピペット１２先端のチップ１４を貫通させて挿入口１６ｃに挿入させることにより、ケーシング内部の試薬等を吸引することができるようになっている。
【００４１】
前記顕微鏡１７は、培養工程の途中、あるいは、培地交換の際に、培養容器３内の細胞数を計数する場合などに使用されるようになっている。顕微鏡１７のＸＹステージや作動距離調整、倍率の変更等は全て遠隔操作により行うことができるように構成されている。第２空間Ｓ２の外方に向けて接眼レンズを配置しておくことにより、自動培養装置１の外部から培養容器３内の細胞の状態を目視できるようにしてもよい。
【００４２】
前記貯留タンク１８は、例えば、全ての検体に共通して使用できるＭＥＭやＰＢＳ（リン酸緩衝化食塩水）等を貯留しておき、必要に応じて試薬等供給装置１６内の試薬等容器１６ｂ内に供給するようになっている。また、貯留タンク１８には、廃液タンクとして、培地交換の際に排出される廃培地等を貯留するものもある。
【００４３】
前記水平移動機構１９は、直線移動機構により水平方向に移動可能なスライダ２０を備えている。スライダ２０上には前記シェーカ２１が搭載されており、シェーカ２１に搭載された培養容器３を、コンベア９から分注ロボット１３の動作範囲まで移動させることができるようになっている。
【００４４】
水平移動機構１９のスライダ２０は、図８に示されるように、水平移動機構本体４２の上面を覆う天板４３を抱き込むようにして、側面に設けられたスリット４４を通して水平移動機構本体４２内部のボールネジやリニアガイドのような直線移動機構（図示略）に接続されている。水平移動機構１９の天板４３とスライダ２０との間の隙間には、帯状のシート部材４５が貫通させられて、水平移動機構本体４２の長手方向に沿って天板４３上面を覆うように配置されている。シート部材４５は、その両端に配される上記と同様のシート供給装置３２とシート回収装置３３とにおいてロール状に巻かれている。
【００４５】
前記シェーカ２１は、コンベア９上のトレイ７内から移載された培養容器３を搭載して保持する保持機構（図示略）を備えるとともに、該培養容器３に振動を付与する加振装置（図示略）を備えている。加振装置は、例えば、培養容器３を所定の角度範囲で往復揺動させる装置である。なお、加振装置として、超音波振動を加える装置や、水平方向の振動を加える装置を採用してもよい。
本実施形態に係る自動培養装置１の各種装置には、図示しない制御装置が接続されている。制御装置は、各工程の順序や動作タイミング等を制御するとともに、動作履歴等を記録保存するようになっている。
【００４６】
このように構成された本実施形態に係る培養処理装置３０および自動培養装置１の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係る自動培養装置１を用いて、細胞を培養するには、まず、患者から採取された骨髄液を遠心分離容器（図示略）に入れた状態で遠心分離機１１に投入する。この工程は、作業者が行ってもよく、また、ハンドリングロボット１０に行わせてもよい。これにより、遠心分離機１１の作動により、骨髄液中から比重の重い骨髄細胞が集められる。
【００４７】
集められた骨髄細胞は、ハンドリングロボット１０により、培養容器３に投入される。このとき、コンベア９の作動により、トレイ７に載せた１０個の空の培養容器３が、第１空間Ｓ１から第２空間Ｓ２に差し出されている。ハンドリングロボット１０は、差し出された培養容器３の内の２個の蓋体３ｂを開けた後に、把持ハンド１０ａを作動させてこれを把持してすることにより、シェーカ２１上に移載する。なお、蓋体３ｂを開けるロボットを別途設けてもよい。これにより処理直前に蓋体３ｂを開けることができ、容器本体３ａ内に異物が入る確率を低減することができる。
【００４８】
チップ供給装置１５が移動機構１５ｂを作動させることにより、未使用のチップ１４をハンドリングロボット１０の動作範囲内に配すると、ハンドリングロボット１０は、チップ供給装置１５から未使用のチップ１４を受け取って電動ピペットの先端に取り付ける。
この状態で、ハンドリングロボット１０を作動させて、電動ピペット先端のチップ１４を遠心分離機１１内に集められた骨髄細胞に接触させる。そして、電動ピペットを作動させることにより、チップ１４内に骨髄細胞を吸引する。吸引された骨髄細胞はハンドリングロボット１０を作動させることにより、シェーカ２１上に蓋体３ｂを開けて移載されている培養容器３内に投入される。
骨髄細胞を培養容器３内に投入し終わると、ハンドリングロボット１０は、チップ回収部までチップ１４を搬送してチップ１４を取り外す。
【００４９】
この場合において、ハンドリングロボット１０による遠心分離機１１から培養容器３までの骨髄細胞の搬送の間、骨髄細胞投入後の培養容器３からチップ回収装置までのチップ１４の移動の間等に、チップ１４の先端から骨髄細胞を含んだ液体が落下したり、チップ１４から培養容器３への投入時に飛沫となった液体が培養容器３外に飛散したりすることが考えられる。本実施形態に係る培養処理装置３０および自動培養装置１によれば、このようにして培養容器３外に飛散した骨髄細胞を含む液体は、該培養容器３の下方に配置されている各種処理装置１１，１５，１６，１９の上面に落下させられる。
【００５０】
本実施形態に係る培養処理装置３０によれば、各種処理装置、特に、遠心分離機１１、チップ供給装置１５、試薬等供給装置１６および水平移動機構１９の上面がシート部材３１，３８，４０，４５によって覆われているので、チップ１４や培養容器３等から落下した液体はシート部材３１，３８，４０，４５に捕獲されることにより吸収され、各種処理装置１１，１５，１６，１９に付着することが防止される。また、シート供給装置３２およびシート回収装置３３が、定期的に作動させられることにより、液体が付着した使用済みのシート部材３１，３８，４０，４５が巻き取られ、新たなシート部材３１，３８，４０，４５が供給される。したがって、液体が経時的に乾燥して粉体化することにより培養処理装置３０内に浮遊することが防止される。
その結果、培養処理装置３０内の清掃作業の回数を減らすことができ、保守作業も含めた培養処理の自動化率をさらに向上することができる。
【００５１】
次に、骨髄細胞が投入された培養容器３は、水平移動機構１９を作動させることにより、シェーカ２１ごと水平移動させられ、各分注ロボット１３の動作範囲内に配置される。分注ロボット１３は、チップ供給装置１５から受け取った未使用のチップ１４を先端に取り付けた電動ピペット１２を作動させることにより、試薬等供給装置１６の試薬等容器１６ｂ内からＤＭＥＭや血清、あるいは各種試薬を適量吸引した後に、培養容器３の上方まで搬送して培養容器３内に注入する。血清や各試薬の吸引は、各試薬等の吸引ごとにチップ供給装置１５から未使用のチップ１４に交換して行われる。これにより、培養容器３内においては、適正な培地内に骨髄細胞が混合された状態で存在することになる。なお、培地内において骨髄細胞を均一に分布させるために、シェーカ２１を作動させて、培養容器３ごと加振することにしてもよい。
【００５２】
この場合において、試薬等供給装置１６による各種試薬の培養容器３内への注入時や、シェーカ２１による加振時に培養容器３内から細胞を含んだ液体が培養容器３外に飛散する可能性がある。本実施形態に係る培養処理装置３０および自動培養装置１によれば、培養容器３の下方に配される各種処理装置１１，１５，１６，１９がシート部材３１，３８，４０，４５によって覆われているので、飛散した液体をシート部材３１，３８，４０，４５によって捕獲し、定期的に回収することにより、細菌の増殖や乾燥による浮遊を防止することができる。
【００５３】
そして、全ての処理を終えた培養容器３は水平移動機構１９の作動により、ハンドリングロボット１０の動作範囲に戻される。ハンドリングロボット１０は、容器本体３ａに蓋体３ｂを被せた上で、培養容器３をトレイ７上に戻す。
トレイ７上の全ての培養容器３に対して所定の処理が行われた後に、コンベア９を作動させることにより、トレイ７に載せられた培養容器３が第２空間Ｓ２から第１空間Ｓ１の中央空間Ｓ１２内に挿入される。
【００５４】
この状態で、搬送ロボット５を作動させることにより、ハンド５ｃによってトレイ７を持ち上げる。そして、トレイ７を収容する培養室４の前まで搬送したところで、当該培養室４の扉４ａを開き、搬送ロボット５によって、空いているトレイ保持部材４ｃ上にトレイ７を挿入する。そして、再度、扉４ａを閉じることにより、培養室４内の培養条件を一定に保持して細胞の培養が行われることになる。なお、骨髄細胞投入や、ＤＭＥＭ、血清、各種試薬の投入や吸引の順序は適宜変更してもよいのは言うまでもない。
【００５５】
また、培地交換や容器交換の際にも、上記と同様にして、培養室４外に配置されている搬送ロボット５の作動により、培養室４内の培養容器３がトレイ７ごと取り出され、第１空間Ｓ１から第２空間Ｓ２へ受け渡される。第２空間Ｓ２では、培養容器３内にトリプシンが注入されて、培養容器３内の細胞が剥離させられた状態で、ハンドリングロボット１０の作動によって遠心分離機１１内に投入され、間葉系幹細胞等の必要なもののみが集められる。その他の処理工程は上記と同様である。
【００５６】
そして、複数回の培地交換や容器交換を介した所定期間にわたる培養工程を行うことにより、間葉系幹細胞が十分な細胞数まで増殖させられることになる。十分な細胞数に達したか否かは、ハンドリングロボット１０の作動により、間葉系幹細胞が底面に付着した培養容器３を顕微鏡１７まで搬送することにより、測定され、判断される。なお、トレイ７上には、同一検体の培養容器３が載置されていてもよいし、異なる検体の培養容器３が混在していてもよい。また、シェーカ２１上には同一検体の培養容器３が載置されてもよいし、異なる検体の培養容器３が混在していてもよい。
【００５７】
このようにして、本実施形態に係る自動培養装置１により、患者から採取した骨髄液から十分な細胞数の間葉系幹細胞を自動的に培養することが可能となる。なお、十分な間葉系幹細胞が得られた後には、培養容器３内にリン酸カルシウムのような生体組織補填材およびデキサメタゾンのような分化誘導因子を投入して、再度培養工程を継続することにより、生体の欠損部に補填可能な、生体組織補填体を製造することにしてもよい。
【００５８】
この場合において、本実施形態に係る自動培養装置１によれば、培養室４内に、培養容器３を取り出すための機構部が存在しない。すなわち、培養室４内には、トレイ７を載置した状態に支持するトレイ保持部材４ｃが設けられているのみであり、培養容器３を取り出すための機構部は全て培養室４外に配置された搬送ロボット５に集約されている。そして、搬送ロボット５は、トレイ７の出し入れ作業が行われた後には、培養室４の扉４ａの外側に完全に退避することができるようになっている。
【００５９】
したがって、扉４ａが閉じられた状態では、培養室４内に機構部が存在せず、機構部の作動によって発生するような塵埃の発生は全く存在しない。また、培養室４内は、温度３７±０．５℃、湿度１００％およびＣＯ２濃度５％等に維持されるが、機構部が存在しないために、このような環境下においても、腐食等の問題が生ずることがない。また、扉４ａが開かれた状態においても、培養室４内に挿入されるのは搬送ロボット５のハンド５ｃ先端のみであり、実質的に回転機構や摺動機構が培養室４内に入ることはない。したがって、培養室４内への塵埃の侵入が抑制され、培養室４内部の清浄度を高めることができる。
なお、培養室４はＣＯ２インキュベータ、マルチガスインキュベータ、インキュベータ、保冷庫等のように、培養に利用されるものあるいはその組合せで構成されていてもよい。
【００６０】
さらに、本実施形態に係る自動培養装置１は、搬送ロボット５の設置されている中央空間Ｓ１２の上部に、空気清浄部６を備えているので、搬送ロボット５の存在する中央空間Ｓ１２内も常に清浄度が維持されている。したがって、培養室４の扉４ａが開かれときにも、培養室４内に塵埃が流入することを最小限に抑えることが可能となる。
したがって、本実施形態に係る自動培養装置１によれば、培養中の細胞が塵埃等によって汚染される可能性を低減し、健全な細胞を培養することができるという効果がある。
【００６１】
なお、この発明は、上記実施形態に示した構成に限定されるものではない。すなわち、培養室４の形状や数、搬送ロボット５、ハンドリングロボット１０および分注ロボット１３の形態や数、各種装置の形態や数等は、何ら限定されることなく、適用条件に合わせて任意に設定することができる。
また、成長因子としては、サイトカインの他に、例えば、濃縮血小板、ＢＭＰ、ＥＧＦ、ＦＧＦ、ＴＧＦ−β、ＩＧＦ、ＰＤＧＦ、ＶＥＧＦ、ＨＧＦやこれらを複合させたもの等の成長に寄与する物質を採用することにしてもよい。また、抗生剤としては、ペニシリン系抗生物質の他、セフェム系、マクロライド系、テトラサイクリン系、ホスホマイシン系、アミノグリコシド系、ニューキノロン系等任意の抗生物質を採用することができる。
【００６２】
また、生体組織補填材としては、リン酸カルシウムに代えて、生体組織に親和性のある材料であれば任意のものでよく、生体吸収性の材料であればさらに好ましい。特に、生体適合性を有する多孔性のセラミックスや、コラーゲン、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ヒアルロン酸、またはこれらの組合せを用いてもよい。また、チタンの様な金属であってもよい。また、生体組織補填材は、顆粒状でもブロック状でもよい。
【００６３】
また、本実施形態に係る培養処理装置３０および自動培養装置１においては、シート部材３１，３８，４０，４５により、遠心分離機１１、チップ供給装置１５、試薬等供給装置１６および水平移動機構１９の上面を被覆することとしたが、これに限定されるものではなく、他の処理装置、例えば、培養容器３を載置するシェーカ２１の載置台４６、顕微鏡１７のＸ−Ｙステージ等の上面を上記と同様のシート部材によって被覆することにしてもよい。また、シート供給装置３２およびシート回収装置３３として、ロール状に巻く方式のものを採用したが、折り畳まれたシート部材３１，３８，４０，４５を展開しながら供給し、あるいは、巻き取ることなく回収容器（図示略）内に回収してもよい。また、チップ１４を挿入可能な孔３６，３９，４１をシート部材に設けておき、その孔３６，３９，４１を処理装置１１，１５，１６に設けた挿入口１１ａ，１６ｃ等に一致させることとしたが、これに代えて、シート部材３１，３８，４０，４５を電動ピペット１２等によって貫通可能に構成しておき、電動ピペット１２等によって任意の場所に孔を開けながらチップ交換や試薬等の吸引を行うことにしてもよい。
【００６４】
さらに、図９に示されるように、エチルアルコールのような消毒液Ａをシート部材３１，３８，４０，４５に含浸させる消毒液供給装置４７を設けてもよい。この消毒液供給装置４７は、消毒液Ａを貯留するリザーバタンク４８と、該リザーバタンク４８の出口配管４９に設けられ、シート部材３１，３８，４０，４５に接触させられるスポンジ部材５０とを備えている。これにより、リザーバタンク４８内の消毒液Ａがスポンジ部材５０を介して徐々に浸み出し、シート部材３１，３８，４０，４５に含浸させられるようになっている。このように構成することによって、培養容器３内から飛散した細胞を含む液体がシート部材３１，３８，４０，４５に捕獲されても、消毒液Ａによって消毒されることにより細菌が増殖することを防止できるという利点がある。
【００６５】
また、水平移動機構１９として水平移動機構本体４２に対してスライダ２０を移動させる構造のものを用いて説明したが、水平移動機構本体４２上を移動させられるシート部材４５自体に培養容器３を載置してコンベアのように使用してもよい。この場合には、培養容器３がシート部材４５に対して位置決めされないことにより位置ずれを生ずることが考えられるので、カメラのような位置検出手段（図示略）によって培養容器３の位置を確認すればよい。
【００６６】
また、シート部材３１，３８，４０，４５によって被覆する箇所は、培養処理装置３０内に限られず、第１空間Ｓ１内の種々の装置を被覆することにしてもよい。
さらに、消毒液供給装置４７に代えて、シート部材３１，３８，４０，４５自体を抗菌作用を有するものにしてもよい。このようにすることで、消毒液供給装置４７と同様に細菌の繁殖等を防止することができるとともに、消毒液Ａの補給を不要として、さらに自動化率を向上することができる。
【００６７】
また、図１０および図１１に示されるように、水平移動機構４２により移動させられるシェーカ２１の載置台４６上に、培養容器３を搭載するトレイ部材５１を着脱可能に固定することにしてもよい。
図１０は、区画壁１３３，１３４によって、培養処理装置３０の第２空間Ｓ２を、上下３つの空間Ｓ２１，Ｓ２２１，Ｓ２２２に区画した例を示している。空間Ｓ２１は、培養容器に対して処理が行われる空間であって、高い清浄度に維持されている。空間Ｓ２２１は主として機構部、チップ供給装置１５および試薬等供給装置１６が配置される空間である。
【００６８】
空間Ｓ２２２には、遠心分離機１１、貯留タンク１８、チップ回収部１３１の廃棄容器１３９、および排気ファン１４１が配置されている。排気ファン１４１の出口にはＨＥＰＡフィルタのようなフィルタ１４２が設けられ、排気される空気を清浄にするようになっている。空気清浄機１３２から下降する空間Ｓ２１内の気流は、排気ファン１４１により吸引されて通気口１３８，１４３を介して空間Ｓ２２２に導かれ、排気ファン１４１によって外部に排気されるようになっている。
【００６９】
符号１３５は、載置台４６を空間Ｓ２１において移動させるために、載置台４６を空間Ｓ２２１内の水平移動機構１９に連結するための長孔であり、符号１３６は、空間Ｓ２２１に配置されたチップ供給装置１５から空間Ｓ２１内にチップ１４を取り出すための貫通孔であり、符号１３７は、使用済みのチップ１４を廃棄するための廃棄口である。
【００７０】
この場合に、トレイ部材５１を使い捨て可能とするように、未使用のトレイ部材５１を供給するトレイ供給部５２と、使用済みのトレイ部材５１を回収するトレイ回収部５３とを設け、移載ロボット５４によって、トレイ供給部５２から載置台４６上に、または、載置台４６からトレイ回収部５３へと移動させることとすればよい。
【００７１】
トレイ部材５１は、例えば、滅菌処理された平板部材であって、その上面に、培養容器３を嵌合させる凹部５１ａを備えるとともに、縁部全周にわたって立ち上がる周壁５１ｂとを備えている。また、下面には、トレイ供給部５２に積み重ねられた状態においても、移載ロボット５４によって取り上げることを可能とするように、対向する２辺に沿って、下側に隣接する他のトレイ部材５１または床との間に隙間を形成する段部５１ｃが設けられている。また、下面には、前記シェーカ２１の載置部４６に対してトレイ部材５１を固定する固定手段（図示略）が設けられている。
【００７２】
前記移載ロボット５４は、例えば、搬送ロボット５と同様に、多関節ロボットであって、先端にフォーク状のハンド５５を備えている。移載ロボット５４は、多関節を自在に回転させてハンド５５をトレイ供給部５２の各トレイ部材５１に位置合わせし、フォーク状のハンド５５の先端部をトレイ部材５１に設けた段部５１ｃに挿入して持ち上げることにより、トレイ部材５１を搬送することができるようになっている。
【００７３】
このように構成することにより、培養容器３に対する培地交換や攪拌等の処理が行われる載置台４６上において、培地の供給や攪拌等の際に、培養容器３の上部開口から外部に飛び出した内部の検体や培地等が、直下のトレイ部材５１によって受け止められることになる。したがって、培地や検体等の飛散する範囲を比較的狭いトレイ部材５１の範囲内にとどめて、広範にわたって飛散することを防止できる。そして、トレイ部材５１を交換するだけで、培養処理装置内部の空間Ｓ２を清浄な状態に維持することができる。
【００７４】
また、上記トレイ部材５１には、全周にわたって立ち上がる周壁５１ｂが設けられているので、仮に多量の培地等が培養容器３からトレイ部材５１上に漏れたとしても、周壁５１ｂによって堰き止められることにより、それ以上外側に漏洩することが防止されることになる。
また、上記トレイ部材５１には、培養容器３を嵌合させる凹部５１ａが設けられているので、水平移動機構１９による移動の際、あるいはシェーカ２１の作動による振動の際、あるいは、培地交換等において培養容器３が傾斜させられる際等に、トレイ部材５１に対して培養容器３の位置がずれることを防止することができる。
【００７５】
なお、上記実施形態においては、トレイ供給部５２に積み重ねられた各トレイ部材５１に対して、移載ロボット５４の作動によってハンド５５を位置合わせして取り上げることとしたが、これに代えて、トレイ供給部５２側にバネで押し上げる機構等を設けておき、常に一定の高さ位置においてハンド５５に供給するようにしてもよい。
【００７６】
また、図１２に示されるように、トレイ供給部５２に積み重ねられたトレイ部材５１の上方を覆うカバー５６を配置することにしてもよい。これにより、トレイ供給部５２に待機しているトレイ部材５１に浮遊してきた塵埃等が落下して付着することを防止できる。
また、上記トレイ部材５１においては、培養容器３を嵌合させる凹部５１ａを設けたが、これに代えて、図１３に示されるように、培養容器３の側面に密着させられるピン５７を複数設けておいてもよい。
【００７７】
また、単一の移載ロボット５４の単一のハンド５５によって未使用のトレイ部材５１の供給と使用済みのトレイ部材５１の回収とを行うこととしたが、これに代えて、供給用と回収用とでハンドを分けることにしてもよく、供給用の移載ロボットと回収用の移載ロボットとを別個に設けることにしてもよい。これにより、さらに確実に他種検体間の混入を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】この発明の一実施形態に係る自動培養装置を示す斜視図である。
【図２】図１の自動培養装置の第１空間を概略的に示す縦断面図である。
【図３】図１の自動培養装置の第１空間を概略的に示す平面図である。
【図４】図１の自動培養装置において用いられる培養容器の一例を示す斜視図である。
【図５】図１の自動培養装置の培養処理装置内に配置された遠心分離機を示す斜視図である。
【図６】図１の自動培養装置の培養処理装置内に配置されたチップ供給装置を示す斜視図である。
【図７】図１の自動培養装置の培養処理装置内に配置された試薬等供給装置を示す斜視図である。
【図８】図１の自動培養装置の培養処理装置内に配置された水平移動機構を示す斜視図である。
【図９】シート部材への消毒液供給手段を示す模式図である。
【図１０】図１の自動培養装置の変形例を示す斜視図である。
【図１１】図１０の自動培養装置における載置台上へのトレイ部材の供給と回収とを説明する斜視図である。
【図１２】図１１のトレイ供給部にカバーを配置した場合を示す斜視図である。
【図１３】図１０のトレイ部材における凹部に代えてピンを配置したものを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００７９】
１  自動培養装置
３  培養容器
３ｂ  蓋
１１  遠心分離機（処理装置）
１５  チップ供給装置（処理装置）
１６  試薬等供給装置（処理装置）
１９  水平移動機構（処理装置）
３０  培養処理装置
３１，３８，４０，４５  シート部材
３２  シート供給装置
３２ａ  供給ロール
３３  シート回収装置
３５  巻取りモータ（巻取り装置）
４７  消毒液供給装置（消毒液供給手段）
５１  トレイ部材
５１ａ  凹部（固定部）
５１ｂ  周壁
５４  移載ロボット（トレイ供給装置、トレイ回収装置）
５７  ピン（固定部）
Ａ  消毒液
Ｓ２  第２空間（処理室）
【図１】
2005034142.tif 000003
【図２】
2005034142.tif 000004
【図３】
2005034142.tif 000005
【図４】
2005034142.tif 000006
【図５】
2005034142.tif 000007
【図６】
2005034142.tif 000008
【図７】
2005034142.tif 000009
【図８】
2005034142.tif 000010
【図９】
2005034142.tif 000011
【図１０】
2005034142.tif 000012
【図１１】
2005034142.tif 000013
【図１２】
2005034142.tif 000014
【図１３】
2005034142.tif 000015