(57)【要約】  目的とする状態にある細胞を適時に提供することができる細胞処理システム及び細胞供給方法を提供する。細胞処理システム（１０）は、複数の培養ユニット（１５）を備えている。各培養ユニット（１５）は、培養槽（２１）と照明パネル（２３）等を備えている。各培養槽（２１）内には、クラミドモナスと培地とがそれぞれ収容されている。培養槽（２１）内の細胞は、照明パネル（２３）の点灯と消灯とによって、培養ユニット（１５）ごとに一定の明暗周期の下で同調培養される。制御部（１６）は、照明パネル（２３）による明暗周期を培養ユニット（１５）の相互間でずらす。細胞供給装置（１２）は、この明暗周期のずれに対応した時間間隔で培養槽（２１）を順次に切り替えて、培養槽（２１）内からクラミドモナスを培地とともに取り出す。培養槽（２１）から取り出されたクラミドモナスは、分析装置（１３）に送られる。
2017221591.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞を収容する複数の容器と、
前記各容器内の細胞に対してそれぞれ刺激を与える刺激部と、
前記刺激部により与える前記刺激のタイミングを前記各容器間で相互にずらす制御部と
を備えることを特徴とする細胞処理システム。
【請求項２】
前記刺激部は、前記刺激として細胞に対する環境因子を変化させることを特徴とする請求項１に記載の細胞処理システム。
【請求項３】
前記容器内に、細胞とともに培地を収容し前記容器内で細胞を培養する培養装置を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の細胞処理システム。
【請求項４】
前記制御部は、前記刺激部を制御して、環境因子を周期的に変化させるとともに、前記各容器の相互間における前記環境因子の周期の位相をずらすことを特徴とする請求項３に記載の細胞処理システム。
【請求項５】
前記制御部は、前記環境因子を細胞が同調培養となる範囲内の周期で変化させることを特徴とする請求項４に記載の細胞処理システム。
【請求項６】
前記刺激部は、光を細胞に照射する照明であり、
前記制御部は、細胞が同調培養となる範囲内の周期で前記照明の点灯と消灯を制御し、前記環境因子としての明暗を変化させることを特徴とする請求項５に記載の細胞処理システム。
【請求項７】
前記容器内の細胞の密度を検出し、前記容器内の細胞の密度が規定値を超える場合に、当該容器内の培地とともに細胞の一部を排出し、この排出後に培地を補充する細胞密度調節装置を備えることを特徴とする請求項６に記載の細胞処理システム。
【請求項８】
前記制御部は、前記環境因子の変化の１周期の期間をＴｓ、前記容器の個数をｎとしたときに、前記環境因子の変化周期の位相を「Ｔｓ／ｎ」ずつずらすことを特徴とする請求項４ないし７のいずれか１項に記載の細胞処理システム。
【請求項９】
前記刺激部は、刺激物質を前記容器内に加えることを特徴とする請求項１に記載の細胞処理システム。
【請求項１０】
前記容器を順次に選択し、選択した前記容器から細胞と培地とを取り出して供給先に送る細胞供給装置を備えることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の細胞処理システム。
【請求項１１】
前記容器を順次に選択し、選択した前記容器から一部の細胞と培地とを取り出して供給先に送る細胞供給装置と
一部の細胞と培地とを取り出した前記容器に培地を補充する培地補充部と
を備えることを特徴とする請求項３ないし８のいずれか１項に記載の細胞処理システム。
【請求項１２】
細胞処理装置からの細胞を分析装置に供給する細胞供給方法において、
細胞を収容した複数の容器を前記細胞処理装置に準備する準備ステップと、
前記各容器内の細胞に対して、前記各容器間でタイミングをずらして刺激を与える刺激ステップと、
前記分析装置が分析する特定状態と同じ状態と分析の際に看做せる細胞が収容された前記容器を選択し、選択した前記容器から細胞を取得して前記分析装置に供給する供給ステップと
を有することを特徴とする細胞供給方法。
【請求項１３】
前記分析装置から前記細胞処理装置に対して、前記特定状態を指定した細胞の供給を要求する要求ステップを有し、
前記供給ステップは、前記要求に応答して、前記要求ステップで指定された前記特定状態と同じ状態と分析の際に看做せる細胞が収容された前記容器を選択して細胞を前記分析装置に供給する
ことを特徴とする請求項１２に記載の細胞供給方法。
【請求項１４】
前記刺激ステップにおける前記各容器間の刺激のタイミングのずれは、前記分析装置によって分析する細胞の前記特定状態と同じ状態と看做せる細胞の安定時間以下である
ことを特徴とする請求項１２または１３に記載の細胞供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞処理システム及び細胞供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
細胞、例えば微細藻類を分析する手順は、分析対象とする微細藻類を培養し、培養された微細藻類を分析して、例えば所望とする形質が発現している個体を抽出する。例えばフローサイトメータ等の分析装置を用いて、多量の微細藻類を連続的に高速に分析することが可能である。微細藻類の培養装置は、例えば微細藻類とともに培地を収容する培養槽、微細藻類に光合成を行わせるための照明などで構成される。このような培養装置において微細藻類は、細胞分裂を繰り返して増殖する。【０００３】
微細藻類は、その状態が細胞周期の進行に応じて変化するため、細胞の状態は細胞周期の段階に応じて大きく異なる。照明からの光量を適切に増減する場合には、微細藻類の個々の細胞の細胞周期が明暗周期に同期したものとなり、個々の細胞の細胞周期における段階が揃ったいわゆる同調培養とすることができる。同調培養において、明暗周期を２４時間とした場合、微細藻類は、１日に１分裂して増殖する。光量を増減せずに照明を照射することによって連続明期とする場合には、微細藻類の個々の細胞の細胞周期が同期せずに細胞分裂を繰り返して増殖する。【０００４】
微細藻類の培養槽を多段に配置し、設置面積あたりの培養効率を高めた液面浮遊培養法を用いた培養装置が知られている（特許文献１を参照）。この特許文献１に記載された培養装置では、誘導期、対数増殖期、オイル蓄積期、増殖停止期といった増殖過程の時期を培養槽の相互間でずらしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−５７９９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記のように微細藻類のような細胞は、細胞周期の進行に応じて細胞の状態が変化するため、細胞の特定状態を分析したり、細胞が特定の機能を発現しているか否かを分析したりするには、細胞周期の特定のフェイズやタイミングにある細胞を分析装置に供給する必要があり、供給できるタイミングが限定されていた。また、微細藻類に限らないが、外部からの刺激に対する細胞の応答性を分析する場合には、刺激からの時間経過によって細胞の状態が変化するので、所定の時間が経過した状態の細胞を分析装置に供給する必要があり、やはり供給できるタイミングが限定されていた。このため、目的とする状態にある細胞を適時に提供することが望まれている。【０００７】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、目的とする状態にある細胞を適時に提供することができる細胞処理システム及び細胞供給方法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】
本発明の細胞処理システムは、細胞を収容する複数の容器と、各容器内の細胞に対してそれぞれ刺激を与える刺激部と、刺激部により与える刺激のタイミングを各容器間で相互にずらす制御部とを備えるものである。【０００９】
また、本発明は、細胞処理装置からの細胞を分析装置に供給する細胞供給方法において、細胞を収容した複数の容器を細胞処理装置に準備する準備ステップと、各容器内の細胞に対して、各容器間でタイミングをずらして刺激を与える刺激ステップと、分析装置が分析する特定状態と同じ状態と分析の際に看做せる細胞が収容された容器を選択し、選択した容器から細胞を取得して分析装置に供給する供給ステップとを有するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、複数の容器に収容されている細胞に対して、容器の相互間で細胞に与える刺激のタイミングがずらされるので、細胞周期の特定のフェイズやタイミングとなる時期、刺激からの時間経過がずれた細胞が用意された状態になるため、目的とする状態にある細胞を適時に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る細胞処理システムの構成を示す概略図である。
【図２】培養ユニットの構成を示す分解斜視図である。
【図３】明暗周期に対応したクラミドモナスの細胞体積の変化を模式的に示す説明図である。
【図４】各培養ユニットの明期及び暗期と供給バルブの開閉タイミングを示すタイミングチャートである。
【図５】明暗周期の位相のずれた各培養条件下でのクラミドモナスの細胞体積の変化を示すグラフである。
【図６】第２実施形態に係る細胞処理システムの構成を示す概略図である。
【図７】刺激を与えてからのユーグレナの細胞体積の変化を示すグラフである。
【図８】ＡＦ―６培地で培養しているクラミドモナスに刺激を与えてからの細胞体積の変化を示すグラフである。
【図９】ＴＰ培地で培養しているクラミドモナスの刺激を与えてからの細胞体積の変化を示すグラフである。
【図１０】第３実施形態に係る細胞処理システムの構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
［第１実施形態］
第１実施形態の細胞処理システム１０は、培養装置１１と、細胞供給装置１２とを備え、培養装置１１において細胞としてのクラミドモナス（Chlamydomonas reinhardtii CC-503）を培養し、その培養されたクラミドモナスを細胞供給装置１２により、供給先としての分析装置１３に供給するように構成されている。後述するように、培養装置１１は、複数の培養ユニット１５でそれぞれ同調培養し、各培養ユニット１５で同調培養の位相をずらすことで、目的とする状態（特定状態）として細胞体積が最大となるタイミングのクラミドモナスを連続的に供給できるようにしている。なお、細胞処理システム１０と分析装置１３とは、細胞分析システムを構成しており、細胞処理システム１０が細胞分析システムにおける細胞処理装置となっている。
【００１３】
培養装置１１は、複数の培養ユニット１５と、制御部１６と、ＣＯ２供給部１７、培地補充部１８を備えている。制御部１６は、培養装置１１を統括的に制御する。培養装置１１には、細胞密度調節装置１９が設けられている。各培養ユニット１５は、培養槽２１、恒温水槽２２、照明パネル２３をそれぞれ備えている。
【００１４】
容器としての培養槽２１は、その槽内に培地（培養液）とともにクラミドモナスを収容する。恒温水槽２２は、その槽内に恒温器２５で調温した水が循環するようになっており、これにより培養槽２１内の培地をクラミドモナスの培養に適した一定の温度に維持する。ＣＯ２供給部１７は、二酸化炭素が所定の濃度に調整された空気を空気供給管２６を通して各培養槽２１内の培地中に供給する。これにより、クラミドモナスの光合成に必要な二酸化炭素を各培地に溶解する。なお、この例では、クラミドモナスを培養する培地の温度を一定に維持しているが、培養する細胞に応じてその培養に適した温度に培地を調整すればよく、培地の温度が一定でなくてもよい。
【００１５】
培地補充部１８は、培養槽２１内に新規の培地を補充する。この例では、培地補充部１８は、後述するように細胞供給装置１２によって培養槽２１内の培地がクラミドモナスとともに取り出された場合、及び細胞密度調節装置１９によって培養槽２１内の培地がクラミドモナスとともに排出された場合に、それぞれ作動される。これにより、培養槽２１内の培地を一定量に保つ。なお、この例では、培地補充部１８は、空気供給管２６を通して培地に供給する。
【００１６】
図２において、各培養ユニット１５の培養槽２１及び恒温水槽２２は、照明パネル２３から光合成に必要な照明光が培養槽２１内のクラミドモナスに照射されるように、それぞれ壁面が透明な容器になっている。恒温水槽２２の前面と背面とのそれぞれに照明パネル２３が取り付けられている。照明パネル２３は、例えば、一方の面に複数の発光ダイオード２３ａを設けた構成であり、その発光ダイオード２３ａが恒温水槽２２に向けた姿勢で配されている。培養槽２１は、厚みの薄い直方体形状であり、その厚み方向に一対の照明パネル２３が配されるように恒温水槽２２内に配置されている。これにより、培養槽２１の中心部にまで照明パネル２３からの照明光が達するようにしてある。各照明パネル２３は、培養ユニット１５ごとの駆動部２７（図１参照）によって駆動される。
【００１７】
上記照明パネル２３は、培養ユニット１５ごとに点灯と消灯とが制御部１６によって制御される。これにより、培養ユニット１５ごとに、照明パネル２３を点灯してクラミドモナスに照明光が照射される明期と、照明パネル２３を消灯して照明光がクラミドモナスに照射されない暗期とを交互に切り替える。この切り替えよって、培養ユニット１５ごとに、各クラミドモナスの細胞周期が明暗周期に同調した同調培養を行う。
【００１８】
１周期の明暗周期は、連続したそれぞれ１回の明期と暗期とからなり、同調培養下において、明暗周期の１周期がクラミドモナスの細胞周期の１周期に相当する。この例では、明期の時間を１４時間、暗期の時間を１０時間としているが、これらの時間、すなわち明暗周期は、その明暗周期に同調してクラミドモナスが同調培養される範囲内で任意に決めることができる。制御部１６は、詳細を後述するように。明暗周期の位相を培養ユニット１５の相互でずらしている。この例は、照明パネル２３が刺激部であり、照明パネル２３は、クラミドモナスに対して環境因子の１つである明暗を刺激として与えている。
【００１９】
各恒温水槽２２の両側には、遮光板２８がそれぞれ配してある。これら遮光板２８により、１つの培養ユニット１５の照明パネル２３からの照明光が他の培養ユニット１５の培養槽２１に入射することを防止している。各培養ユニット１５は、例えば暗所に配されており、それぞれ対応した照明パネル２３からの照明光以外の光が入射しないようにしてある。なお、上部等から他の培養ユニット１４からの照明光が入射しないように、遮光板２８を上方に延設することも好ましい。
【００２０】
細胞密度調節装置１９は、センサ３１、排出管３２、排出バルブ３３、排出ポンプ３４と、密度制御部３５等とから構成される。センサ３１、排出管３２、排出バルブ３３は、各培養槽２１にそれぞれ設けられている。センサ３１は、培養槽２１内の培地の濁度を測定し、その濁度に応じた信号を出力する。密度制御部３５は、各センサ３１からの信号に基づき、いずれかの培養槽２１内の培地の濁度が規定値を超えている場合に、当該培養槽２１に対応する排出バルブ３３を開き、他の排出バルブ３３を閉じた状態にしてから排出ポンプ３４を作動させ、排出管３２を介して当該培養槽２１内の一部のクラミドモナスと培地とを取り出して排出する。
【００２１】
上述の培地補充部１８は、細胞密度調節装置１９の一部としても機能し、排出ポンプ３４によってクラミドモナスと培地液が排出された培養槽２１内に新たな培地を補充することによって、クラミドモナスの密度（単位体積の培地に対して占めるクラミドモナスの体積または個数）を低くする。これにより、各培養槽２１内のクラミドモナスの密度が過大になることを抑制し、クラミドモナスが他のクラミドモナスに対する照明光の影になることを抑制して照明光がクラミドモナスに均一に照射されるようにしている。
【００２２】
なお、この例では、培養槽２１内のクラミドモナスの密度に関連するパラメータとして培地の濁度を測定してクラミドモナスの密度を調節しているが、クラミドモナスの密度に関連するパラメータとして培地の溶存酸素量、溶存二酸化炭素量、あるいは培地の誘電率を測定するセンサを用い、その測定結果に基づいて培地中のクラミドモナスの密度を調節してもよい。
【００２３】
また、細胞密度調節装置１９を設ける代わりに、細胞供給装置１２によってクラミドモナスが取り出されるまでの間に、クラミドモナスの密度が規定値を超えないように、培養初期に投入されるクラミドモナスの個数、及び細胞供給装置１２で取り出された後に培養槽２１内に残るクラミドモナスの個数を調整してもよい。
【００２４】
細胞供給装置１２は、培養槽２１ごとに設けた取出管４１及び供給バルブ４２と、供給ポンプ４３、供給制御部４４とを備える。供給制御部４４は、培養装置１１の制御部１６と協調し、明暗周期に同期して供給バルブ４２を順次に排他的に選択し、選択した１つの供給バルブ４２だけを開き、供給ポンプ４３を、例えば新たに供給バルブ４２が開かれるごとに一定時間ずつ作動する。このようにして、細胞供給装置１２は、明暗周期に同期して、供給バルブ４２を開くことでクラミドモナスを取り出す培養槽２１を順次に選択し、選択している培養槽２１から取出管４１を介してクラミドモナスを培地とともに取り出して分析装置１３に送る。この例では、細胞体積が最大となるタイミングのクラミドモナスを供給するため、明期となった時点からほぼ１４時間が経過して、明期が終了する直前の培養槽２１を選択している。
【００２５】
細胞供給装置１２は、培養槽２１からクラミドモナスを取り出した際に、一部のクラミドモナスが培養槽２１内に残るように供給ポンプ４３の作動時間が調整されている。培養槽２１内に残ったクラミドモナスは、クラミドモナスを増殖させるために用いられる。すなわち、取り出し後の暗期においてクラミドモナスを分裂させる。培養槽２１内に残るクラミドモナスの個数が、次回の明期のときに供給前と同程度またはそれ以上になるように調整される。なお、培養槽２１内に配された取出管４１の端部の上下方向の位置を調整で培養槽２１内に残る培地の量を増減し、残るクラミドモナスの個数を調整するようにしてもよい。
【００２６】
なお、１つの培養槽２１から細胞供給装置１２がクラミドモナスを培地とともに取り出す時間と、分析装置１３に供給する時間とは、必ずしも一致させる必要はない。例えば、培養槽２１から取り出したクラミドモナスと培地とを一旦バッファに貯め、このバッファから徐々にクラミドモナスを分析装置１３に供給するようにした場合、分析装置１３への供給時間よりも培養槽２１から取り出す時間を短くすることができる。ただし、クラミドモナスが分析の際に特定状態（この例では細胞体積が最大となるタイミング）にあると看做せる時間内に分析装置１３に供給する必要がある。
【００２７】
分析装置１３は、多量の細胞を高速に分析することができるフローサイトメータを用いている。分析装置１３は、フローサイトメータに限定されるものではなく、また供給先は分析装置に限定されるものではない。
【００２８】
図３に概略的に示すように、クラミドモナスは、明暗周期に同調して同調培養されている状態では、明暗周期に応じて細胞体積が増減する。これは、周知のように、明期で細胞体積を増大し、暗期に入ると細胞分裂をして細胞体積が急激に減少するためである。
【００２９】
以下では、複数の培養ユニット１５の個々を特に区別する場合には、ｎを培養ユニット１５の全個数として、第１培養ユニット１５、第２培養ユニット１５、・・・第ｎ培養ユニット１５と称する。また、培養槽２１、照明パネル２３、供給バルブ４２についても、個々を特に区別する場合には、対応する培養ユニット１５の序数（第１、第２、・・・第ｎ）を付す。
【００３０】
図４に示すように、制御部１６は、各培養ユニット１５について、同じ明暗周期を設定して照明パネル２３を駆動する。この例では、明期は１４時間、暗期は１０時間であり、明暗周期は２４時間となっている。また、培養槽２１からクラミドモナスを分析装置１３に供給するために、供給制御部４４は、各培養槽２１のそれぞれについて、上記のように明期の終了直前の一定の時間だけ対応する供給バルブ４２を開く。
【００３１】
ここで、ｉを２、３・・・ｎとしたときに、第ｉ培養ユニット１５（第ｉ培養槽２１）の明期は、第（ｉ−１）培養ユニット１５（第（ｉ−１）培養槽２１）の明期よりも遅延時間Ｔｄだけ位相が遅れ、第ｉ培養槽２１に接続された第ｉ供給バルブ４２が開くタイミングは、第（ｉ−１）培養槽２１に接続された第（ｉ−１）供給バルブ４２が開くタイミングよりも遅延時間Ｔｄだけ遅れるように供給制御部４４によって制御される。この例においては、第ｎ培養ユニット１５の明期から遅延時間Ｔｄだけ遅れて、第１培養ユニット１５が再び明期となるようにして、各培養ユニット１５が明期と暗期とを交互に繰り返し、明期の終了直前の一定の時間だけ対応する供給バルブ４２が開くように制御される。これにより、遅延時間Ｔｄで培養槽２１を順次に切り替えながらクラミドモナスを分析装置１３に連続供給し、細胞体積が最大となるタイミングのクラミドモナスを分析装置１３に供給する。
【００３２】
遅延時間Ｔｄは、適宜設定できるが、クラミドモナスが実質的に同じ状態、この例では細胞体積が最大となるタイミングにあるとみなせる時間（以下、安定時間という）内に、１つの培養槽２１から次の培養槽２１にクラミドモナスの供給元を切り替えるように遅延時間Ｔｄ（Ｔｄ≦安定時間）を設定すれば、実質的に同じ状態にあるクラミドモナスを連続して供給することが可能になる。なお、安定時間は、分析の目的、分析の手法等に応じて細胞が実質的に同じ状態にあるとみなせる時間として設定すればよく、この例ではクラミドモナスの細胞体積の変化が５％以内となる時間として設定している。
【００３３】
したがって、同じ状態にあるとみなせるクラミドモナスを連続して供給するためには、安定時間をＴｋとしたときに「Ｔｄ≦Ｔｋ」を満たすようにすればよく、「Ｔｄ＝Ｔｋ」とすれば培養槽（培養ユニット１５）の個数を少なくすることができ、培養装置１１、細胞処理システム１０の小型化に寄与する。一方、ｎ個の培養槽２１を用いて、明暗周期の１周期分の期間Ｔｓにわたりクラミドモナスを供給するには、「Ｔｄ＝Ｔｓ／ｎ」とすればよい。安定時間Ｔｋに基づいて、「Ｔｄ＝Ｔｋ」と「Ｔｄ＝Ｔｓ／ｎ」との条件式を同時に満たすようにすれば、培養槽２１の個数を最小にしながら、明暗周期の１周期分の期間にわたって連続的に同じ状態とみなせるクラミドモナスを供給することができる。
【００３４】
例えば、明暗周期を２４時間とし、安定時間Ｔｋを２０分とした場合、７２個の培養槽２１を用いることで、明暗周期の１周期分の期間にわたり同じ状態にあるクラミドモナスを連続的に供給することができる。
【００３５】
上記のように、この例では明暗周期の１周期分の期間の経過後の培養ユニット１５から再びクラミドモナスを供給しているが、複数周期の明暗周期を通した分裂によって供給前の個数と同程度までにクラミドモナスを増殖させることもできる。培養槽２１からクラミドモナスを取り出してから明暗周期のｋ周期分の期間の経過後に同じ培養槽２１から再びクラミドモナスを取り出す場合、「Ｔｄ＝Ｔｓ／（ｋ・ｎ）」の条件式を満たすように、培養槽２１の個数（ｋ・ｎ）を決めればよい。なお、値ｋは、１以上の整数である。また、上記条件式における培養槽２１の個数は、同じタイミングでクラミドモナスが取り出されるもの１個と計数する。
【００３６】
また、この例では、各培養槽２１のそれぞれについて、分析装置１３への供給後に残るクラミドモナスが供給後の暗期における分裂によって、供給前の個数と同程度またはそれ以上にクラミドモナスを増殖させることにより、明暗周期の複数周期分の期間にわたって連続的に同じ状態にあるクラミドモナスを供給できるようにしている。このため、上記のように、供給ポンプ４３の作動時間等により、供給直後に培養槽２１内に残るクラミドモナスの個数が調整される。
【００３７】
次に上記構成の作用について説明する。細胞処理システム１０からクラミドモナスを供給するのに先立ち、クラミドモナスを培地とともに各培養槽２１に投入して初期培養を開始する。この初期培養は、培養槽２１内でクラミドモナスを十分な個数に増殖させるのと同時に、照明パネル２３によって作り出される明暗周期にクラミドモナスの細胞周期を同調させることを目的としている。クラミドモナスは、３周期程度で明暗周期に同調させることができる。
【００３８】
上記初期培養では、細胞供給装置１２を作動させない他は、制御部１６によって、通常の場合と同様に照明パネル２３の点灯・消灯が制御される。例えば、第１培養ユニット１５では、第１照明パネル２３が点灯して明期になり、点灯を開始してから１４時間が経過すると第１照明パネル２３が消灯されて暗期となる。第１照明パネル２３の消灯から１０時間が経過すると、第１照明パネル２３が再び点灯されて第１培養ユニット１５は明期となる。このようにして、第１培養ユニット１５では、明期と暗期とが交互に繰り返される。
【００３９】
これに対して、第２培養ユニット１５では、同様に明期と暗期とが交互に繰り返されるが、第２培養ユニット１５は、第１培養ユニット１５の明期の開始から遅延時間Ｔｄだけ遅れて第２照明パネル２３が点灯することで明期となり、第１培養ユニット１５の暗期開始から遅延時間Ｔｄだけ遅れて暗期となる。そして、第２照明パネル２３は、第１培養ユニット１５が再び明期となってから遅延時間Ｔｄだけ遅れて再び明期となる。結果として、第１培養ユニット１５に対して第２培養ユニット１５は、遅延時間Ｔｄだけ位相が遅れた明暗周期とされる。同様に、第３〜第ｎ培養ユニット１５についても、明暗周期が繰り返されるが、位相が遅延時間Ｔｄずつ遅くなっている。そして、第１培養ユニット１５と第ｎ培養ユニット１５との関係では、第ｎ培養ユニット１５が明期になってから遅延時間Ｔｄが経過した時点で第１培養ユニット１５が明期になる。
【００４０】
また、ＣＯ２供給部１７から二酸化炭素の濃度が調整された空気が培地中に供給され、恒温器２５によって調温された水が恒温水槽２２内を循環することで培養槽２１内の培地がクラミドモナスの培養に適した一定の温度に維持される。これらにより、各培養槽２１内のクラミドモナスは、それぞれ明期中に光合成し、暗期中に分裂して増殖するように、培養槽２１ごとに明暗周期に細胞周期が同調した状態で培養されるようになる。
【００４１】
上記のようにして各培養槽２１内でのクラミドモナスの培養が行われている間では、各センサ３１は、対応する培養槽２１内の培地の濁度を測定している。そして、密度制御部３５は、いずれかのセンサ３１による測定結果に基づいて、いずれかの培養槽２１内の培地の濁度が既定値を超えている場合には、当該培養槽２１に接続された排出バルブ３３を開いてから排出ポンプ３４を所定時間作動させる。これにより、濁度が規定値を超えている培地がクラミドモナスとともに培養槽２１から一定量排出される。排出ポンプ３４の停止後には、密度制御部３５からの指示に基づき、培地が排出された培養槽２１に培地補充部１８から排出量と同量の培地が補充される。これにより、当該培養槽２１内の培地中のクラミドモナスの密度が低くされる。このようにして、各培養槽２１内の培地中のクラミドモナスの密度が過大にならないようにされているため、培地中のクラミドモナスに均一に照明光が照射される。したがって、均一な生育環境でクラミドモナスが培養される。
【００４２】
初期培養の完了後、任意のタイミングで細胞供給装置１２を作動させて分析装置１３への供給を開始する。なお、分析装置１３への供給を開始してからも、培養装置１１は、上記の初期培養と同様に動作する。
【００４３】
細胞供給装置１２を作動させると、供給制御部４４は、その直後の最も早く取り出しタイミングを迎える、すなわち明期の開始からの時間がほぼ１４時間になる培養槽２１を特定する。そして、その特定した培養槽２１が取り出しタイミングとなると、当該培養槽２１に接続された供給バルブ４２を開いてから、供給ポンプ４３を一定時間作動させる。
【００４４】
例えば、第３培養槽２１が特定された場合、この第３培養槽２１が明期の開始からの時間がほぼ１４時間になったタイミングで、第３供給バルブ４２が開かれ、他の供給バルブ４２を閉じた状態とされて、供給ポンプ４３が作動を開始する。これにより、第３培養槽２１から培地とともにクラミドモナスが取り出され、一部のクラミドモナスが培地とともに第３培養槽２１内に残る。この後に、供給ポンプ４３の一定時間の作動後、供給ポンプ４３が停止されるとともに、第３供給バルブ４２が閉じられ、第３培養槽２１からのクラミドモナスの取り出しが終了する。第３培養槽２１から取り出されたクラミドモナスは、例えばバッファに一旦貯められてから、遅延時間Ｔｄ内で分析が完了されるように分析装置１３に送られる。
【００４５】
また、クラミドモナスの取り出しが終了した第３培養槽２１には、取り出された量と同じ量の新たな培地が培地補充部１８から供給される。この第３培養槽２１は、続いて暗期を迎え、残ったクラミドモナスが暗期中に分裂して供給前の個数またはそれ以上に増加し、それぞれが次の明期で光合成をする。
【００４６】
第３培養槽２１からの取り出し終了後、次に取り出しタイミングを迎える第４培養槽２１を選択し、その選択した第４培養槽２１が明期の開始からほぼ１４時間が経過して取り出しタイミングを迎えると、供給制御部４４は、第４供給バルブ４２を開いてから、供給ポンプ４３を作動させ、一定時間の経過後に供給ポンプ４３を停止するとともに、第４供給バルブ４２を閉じる。これにより、第３培養槽２１からの取り出しに遅延時間Ｔｄだけ遅れて、第４培養槽２１から培地とともにクラミドモナスが取り出されてバッファを介して分析装置１３に送られる。また、一部のクラミドモナスが培地とともに第４培養槽２１内に残る。第４培養槽２１についても、取り出し終了後には、新たな培地が培地補充部１８から供給され、明期に続く暗期中に残ったクラミドモナスが分裂して増加し、それぞれが次の明期で光合成をする。
【００４７】
第４培養槽２１からの取り出し終了後、次に取り出しタイミングを迎える第５培養槽２１を選択し、第５培養槽２１が取り出しタイミングを迎えると、第５供給バルブ４２を開いてから、供給ポンプ４３を作動させ、クラミドモナスを取り出して分析装置１３に送る。以下、同様に第６培養槽２１から第ｎ培養槽２１までを順次に選択して、選択した培養槽２１からクラミドモナスを取り出して分析装置１３に送る。第ｎ培養槽２１からクラミドモナスを取り出した後には、第１培養槽２１から第ｎ培養槽２１に向けて培養槽２１を順次に選択し、選択した培養槽２１からクラミドモナスを取り出して分析装置１３に送る。このようにして、遅延時間Ｔｄずつ時間をずらしながら、ｎ個の培養槽２１から連続的にクラミドモナスを取り出して分析装置１３に送る。もちろん、各培養槽２１は、一部のクラミドモナスが残されて暗期中に分裂して供給前の個数まで増加するので、同じ培養槽２１からクラミドモナスを取り出すことができる。
【００４８】
上記のように、細胞処理システム１０では、各培養槽２１の相互間で明暗周期の位相をずらして培養されているため、目的とする状態にあるクラミドモナスを適時に供給できるようにクラミドモナスが用意された状態になっている。そして、クラミドモナスが取り出されるタイミングは、培養槽２１ごとに異なるが、各培養槽２１からは明暗周期における同じタイミングでクラミドモナスを取り出しているので、分析装置１３には、細胞体積が最大となるタイミングのクラミドモナスが連続的に取り出されて、連続的に分析装置１３に供給される。
【００４９】
位相をずらした２つの明暗周期（一方を位相Ａ、他方を位相Ｂとする）下で６周期にわたりクラミドモナスを培養し、そのたクラミドモナスの細胞体積の変化を調べた。この培養では、明暗周期の１周期の長さを１日（２４時間）、明期１４時間、暗期１０時間とし、位相を１２時間ずらした。クラミドモナスの細胞体積は、位相Ａ、位相Ｂのいずれについても６周期の培養期間中すなわち６日間のそれぞれの時刻９時、１２時、１５時、１８時、２１時に測定した。ただし、位相Ｂについては、時刻２１時の測定は、１〜４周期目（１〜４日目）のみ行った。時刻２１時は、位相Ａにおける明期の開始から１４時間が経過した時点の時刻であり、時刻９時は、位相Ｂにおける明期の開始から１４時間が経過した時点の時刻である。各周期の測定時刻ごとに任意の細胞数（複数）のクラミドモナスの細胞体積を測定し、その平均値を当該測定時刻の細胞体積とした。この結果を図５及び下記表１に示す。なお、この培養では、タービドスタット連続培養装置を用い、培地としてＡＦ−６培地を用いて、室温で培養した。また、細胞体積の測定には粒子計数分析装置（シスメックス株式会社製ＣＤＡ−１０００）を用いた。
【００５０】
【表１】
2017221591.tif 000003
【００５１】
位相Ａの時刻９時、位相Ｂの時刻２１時の各クラミドモナスの細胞体積を比較し、また位相Ａの時刻２１時、位相Ｂの時刻９時の細胞体積を比較した結果、ほぼ同じ計測結果が得られている。Paired t-testのｐ値は、前者が「ｐ＝０．９４」、後者が「ｐ＝０．９９」であり、いずれも有意な差が見られなかった。したがって、明暗周期の位相をずらしても各培養槽２１から明暗周期の位相のずれに同期したタイミングで統計的に差の無い状態のクラミドモナスが得られることがわかる。
【００５２】
上記では、明暗周期の１周期分の期間（この例では２４時間）にわたって同じ状態にあるクラミドモナスを連続的に供給する例について説明したが、１周期分よりも短い時間間隔で間欠的に、例えば３０分ごとに同じ状態にあるクラミドモナスを供給するようにしてもよい。また、所定の供給期間だけ連続的または間欠的にクラミドモナスを供給することもできる。その供給期間を分析装置１３等の供給先の稼働期間と一致させれば、無駄のない効率的な供給が可能である。なお、特定状態にあるクラミドモナスとしては、細胞体積が最大になるタイミングにあるクラミドモナスに限定されない。例えば、暗期の終了直前にあるクラミドモナスを供給してもよい。
【００５３】
さらに、各培養槽２１は、それぞれ明暗周期の位相をずらした状態でクラミドモナスを培養しているから、分析の目的とする任意の特定状態にあるクラミドモナスを任意のタイミングに得ることもできる。この場合、分析装置１３によって分析する特定状態となっているクラミドモナスが収容された培養槽２１を選択し、その選択した培養槽２１からクラミドモナスを取得して分析装置１３に供給すればよい。培養槽２１を選択する場合には、培養槽２１から供給されて分析装置１３で実際に分析されるまでの時間を考慮して、特定状態と同じ状態と做せるクラミドモナスが分析装置１３において分析されるように、分析する特定状態と同じ状態と分析の際に看做せるクラミドモナスが収容された培養槽２１を選択することが好ましい。培養槽２１の選択は、選択すべき培養槽２１に対応する供給バルブ４２を開くことによって行う。
【００５４】
特定状態の指定やクラミドモナスの供給タイミングの指定は、任意の手法で行うことができるが、例えば分析装置１３から細胞処理システム１０に対して、特定状態を指定したクラミドモナスの供給を要求する構成としてもよい。この場合、細胞処理システム１０では、分析装置１３からの要求に供給制御部４４が応答して、指定される特定状態と同じ状態と分析の際に看做せるクラミドモナスが収容された培養槽２１を選択して、その選択した培養槽２１からのクラミドモナスを取得して分析装置１３に供給する。また、明暗周期ないし細胞周期における各状態（位相）のクラミドモナスをほぼ同時に取り出して供給することも可能である。
【００５５】
細胞処理システム１０によって培養・供給する細胞としては、クラミドモナスをはじめとする他の微細藻類を挙げることができるが、これに限定されるものではなく、同調培養が可能な細胞であれば、どのような細胞であってもよい。明暗周期を同調因子として細胞を同調培養しているが、他の同調因子、例えば温度周期によって同調培養してもよい。
【００５６】
同調因子を含む環境因子（環境の条件）を周期的に変化させてもよい。環境因子としては、明暗や温度の他に、例えば培地におけるＣＯ２の濃度、栄養成分の濃度等が挙げられる。細胞が同調培養とならなくてもよい。上記では、細胞周期において細胞体積が最大になるタイミングのクラミドモナスを目的とする状態にある細胞としているため、同調培養を行っているが、同調培養とするか否かは分析目的や細胞の種類に応じて決めればよい。例えば、環境因子を周期的に変化させたときに、細胞周期とは無関係に、環境因子の周期の特定のタイミングで発現する細胞の何らかの変化を分析する場合や、そのような変化を発現する細胞を抽出するような場合には、同調培養とする必要はない。また、この場合、同調培養とならない細胞の種類であれば、当然に同調培養にする必要がない。
【００５７】
［第２実施形態］
第２実施形態の細胞処理システムは、容器を順次に選択し、選択した容器内の細胞に刺激を与えるようにしたものである。以下では、細胞としてのユーグレナ（ミドリムシ）を懸濁した懸濁液に、リン酸緩衝生理食塩水（以下、ＰＢＳと称する）を刺激として与える例について説明するが、細胞及び刺激は、これらに限定されるものではない。
【００５８】
図６において、細胞処理システム６０は、刺激を与えたユーグレナを含む懸濁液を供給先としての分析装置６１に送る。細胞処理システム６０は、複数の容器６３、これら容器６３を搬送する回転テーブル６４、容器６３に懸濁液を供給する懸濁液供給部６５、容器６３内の懸濁液にＰＢＳを添加する刺激部６６、細胞供給装置６７、及び各部を統括に制御する制御部６８等を備えている。例えば、細胞処理システム６０は、分析装置６１にＰＢＳの添加後、一定時間経過したユーグレナすなわち浸透圧の変化によって細胞体積が最小になるタイミングのユーグレナを分析する特定状態にある細胞として供給する。
【００５９】
回転テーブル６４は、円板形状であり、その周方向に沿って一定のピッチで容器６３を保持する複数の保持穴が設けられている。この回転テーブル６４は、制御部６８の制御下で駆動されるモータ７１によって間欠的に所定の回転角度ずつ回転し、保持穴に保持した容器６３を、各ステーションＳ１〜Ｓ７に順次に搬送する。回転テーブル６４が所定の回転角度だけ回転する１ステップの回転で、容器６３を１つのステーションから次のステーションに移動して、容器６３が１ステーション分ずつ進むように制御される。回転テーブル６４の１ステップの回転は、一定の時間間隔Ｔｐごとに行われる。なお、図６では、回転テーブル６４の周方向を左右方向に展開して描いてある。また、回転テーブル６４に代えてチェーンコンベア等を用いて容器６３を搬送してもよい。
【００６０】
容器供給ステーションＳ１には、容器供給部７２が配置されている。この容器供給部７２は、空の容器６３を回転テーブル６４の保持穴にセットして、その容器６３を回転テーブル６４に保持させる。回転テーブル６４の回転によって、保持穴に保持された容器６３は、下流（図中左方向）に向けて搬送される。この容器供給部７２は、回転テーブル６４が１ステップの回転するごとに空の容器６３を保持穴にセットするので、複数の容器６３が順次に下流に向けて搬送される。
【００６１】
空の容器６３は、容器供給ステーションＳ１から搬送されて懸濁液供給ステーションＳ２に搬送される。この懸濁液供給ステーションＳ２には、懸濁液供給部６５が配置されている。懸濁液供給部６５は、懸濁液供給ステーションＳ２に空の容器６３が搬送されてくるごとに、その容器６３に懸濁液を供給する。懸濁液は、例えば培地（培養液）に多数のユーグレナを懸濁させたものである。懸濁液中のユーグレナは、分析装置６１による分析目的に応じた状態のものとすることができる。例えば、懸濁液供給部６５を、第１実施形態の細胞処理システム１０（図１参照）と同様な構成にすれば、例えば細胞体積が最大となるタイミングのように特定の状態にあるユーグレナを含む懸濁液を常に容器６３に供給することもできる。また、栄養欠乏のユーグレナを含む懸濁液を容器６３に供給してもよい。なお、懸濁液は、水にユーグレナを懸濁させたものでもよい。さらに、空の容器６３に懸濁液を供給することに代えて、細胞とともに固体培地を収容した容器を供給してもよい。
【００６２】
懸濁液供給ステーションＳ２で懸濁液が供給された容器６３は、回転テーブル６４の回転により次の添加ステーションＳ３に送られる。添加ステーションＳ３には、刺激部６６が配置されている。この刺激部６６は、容器６３内の懸濁液に刺激物質としてのＰＢＳを添加して、その懸濁液中のユーグレナに刺激を与える。ＰＢＳの添加は、添加ステーションＳ３に新たな容器６３が搬送されてくるごとに行われるので、複数の容器６３の相互間でタイミングをずらして懸濁液中のユーグレナに対して刺激が与えられる。刺激のタイミングずれは、搬送方向に前後する容器６３間で回転テーブル６４の１ステップの回転の時間間隔Ｔｐと同じである。ＰＢＳが懸濁液に添加された容器６３は、回転テーブル６４の回転により、添加ステーションＳ３からダミーステーションＳ４、Ｓ５を経て、取出ステーションＳ６に搬送される。
【００６３】
細胞に対する刺激物質は、分析目的、細胞の種類等に応じて決めることができ、例えばＰＢＳ等の塩類、糖類、アミノ酸、窒素、リン等を挙げることができるが、特に限定されるものでない。一時的な光の照射、あるいは非照射、冷却、加温、振動等を刺激として与えてもよい。
【００６４】
ダミーステーションＳ４、Ｓ５は、上述のように添加ステーションＳ３と取出ステーションＳ６との間に設けられている。これらダミーステーションＳ４、Ｓ５は、刺激部６６によってＰＢＳを添加してから細胞供給装置６７によって懸濁液を取り出すまでの時間間隔を調整するために設けられている。この例では、２つのダミーステーションＳ４、Ｓ５を設けているが、ダミーステーションの数は、回転テーブル６４が１ステップ回転ずつ回転する際の時間間隔Ｔｐとともに、ＰＢＳを添加してから懸濁液を取り出すまでに必要な時間（以下、反応待機時間という）に応じて決められる。反応待機時間が、時間間隔Ｔｐ以下の短い場合には、ダミーステーションを設けない。
【００６５】
なお、１ステップ回転のタイミングに対する懸濁液へのＰＢＳの添加タイミングと細胞供給装置６７による懸濁液の取り出しタイミングとを調整することにより、反応待機時間を微調整したり、時間間隔Ｔｐよりも短くしたりすることができる。
【００６６】
取出ステーションＳ６には、細胞供給装置６７が配置されている。細胞供給装置６７は、上下方向に伸縮自在な吸引管６７ａを有している。この細胞供給装置６７は、取出ステーションＳ６に容器６３が搬送されてくると、吸引管６７ａを容器６３内に伸ばして懸濁液を吸引して取り出す。細胞供給装置６７は、容器６３が搬送されてくるごとに、容器６３から懸濁液を取り出して、懸濁液を分析装置６１に送る。これにより、ＰＢＳの添加から反応待機時間が経過した状態を特定状態とするユーグレナを分析装置６１に供給する。
【００６７】
取出ステーションＳ６よりも下流に容器回収ステーションＳ７が設けられており、懸濁液が取り出された容器６３が容器回収ステーションＳ７に搬送される。この容器回収ステーションＳ７には、容器回収部７３が配置されている。容器回収部７３は、容器６３を保持穴から取り出して回収する。容器回収部７３によって容器６３が取り出された保持穴は、容器供給ステーションＳ１に移動し、容器供給部７２によって新たな空の容器６３が再びセットされる。このようにして、目的とする特定状態にあるユーグレナを適時に提供できるようになる。
【００６８】
図７は、ユーグレナ（Euglena gracilis NIES-48）をＡＦ−６培地（培養液）で培養し、そのユーグレナを含む培地を懸濁液としてＰＢＳを加えた場合のユーグレナの細胞の体積変化を調べた結果を示している。なお、培地としてＡＦ−６培地を用い、室温でユーグレナを培養した。ユーグレナの細胞の体積は、粒子計数分析装置（シスメックス株式会社製ＣＤＡ−１０００）を用いて、それぞれの測定時間について任意の細胞数（複数）を測定した平均値を図７にプロットした。
【００６９】
ユーグレナは、ＰＢＳを添加した直後から細胞体積が減少して、３分程度で細胞体積が最小となり、その後細胞体積が増大する（図７（Ａ））。このため、例えば、ＰＢＳの添加によって細胞体積が最小となるユーグレナを分析する場合には、反応待機時間が３分となるように、ダミーステーションの数と、回転テーブル６４の１ステップ回転の時間間隔Ｔｐを決めればよい。
【００７０】
連続的、例えば１分間隔で、３分経過した状態のユーグレナを供給する場合では、時間間隔Ｔｐを１分とし、図６に示されるように、２つのダミーステーションＳ４、Ｓ５を設ければよい。そして、例えば１ステップ回転の完了直後に、添加ステーションＳ３においては容器６３内にＰＢＳを添加し、取出ステーションＳ６においては容器６３から懸濁液を取り出して分析装置６１に送る。
【００７１】
また、例えば、刺激液を添加してから反応待機時間を３分として、懸濁液を１０分間隔で供給することもできる。この場合、ダミーステーションを設けずに、時間間隔Ｔｐを懸濁液の供給間隔である１０分とする。そして、添加ステーションＳ３では、１ステップ回転が行われる直前に添加ステーションＳ３の容器６３内の懸濁液にＰＢＳを添加し、取出ステーションＳ６では１ステップ回転完了した時点から反応待機時間である３分が経過した時点で容器６３から懸濁液を取り出す。このようにすることにより、各容器６３からは、ＰＢＳの添加によって細胞体積が最小となるタイミングにあるユーグレナを含む懸濁液が取り出され（図７（Ｂ））、分析する特定状態にあるユーグレナを含む懸濁液が１０分間隔で分析装置６１に供給される。
【００７２】
図８、図９は、クラミドモナス（Chlamydomonas reinhardtii CC-503）を含む培地を培養し、そのクラミドモナスを含む培地を懸濁液としてＰＢＳ加えた場合のクラミドモナスの細胞の体積変化を調べた結果を示している。これらの結果から、ユーグレナの場合と同様にして、目的とする状態として例えば細胞体積が最小となる状態のクラミドモナスを連続的あるいは間欠的に供給できることがわかる。なお、図８のグラフに示す細胞体積の変化は、培地としてＡＦ−６培地を用いており、細胞体積が最小となるまでの時間は、ＰＢＳを添加してから約３分である。また、図９のグラフに示す細胞体積の変化は、培地としてＴＰ培地を用いており、細胞体積が最小となるまでの時間は、ＰＢＳを添加してから約１０分である。いずれも室温でクラミドモナスを培養し、粒子計数分析装置（シスメックス株式会社製ＣＤＡ−１０００）を用いて、それぞれの測定時間について、任意の細胞数（複数）を測定した細胞体積の平均値をプロットした。
【００７３】
上記では、特定状態すなわち反応待機時間を一定なものとしたが、その時間長を任意に変えられるようにしてもよい。反応待機時間を任意に変えるためには、例えば、添加ステーションＳ３よりも下流側において、細胞供給装置６７を容器６３の搬送方向に沿って移動自在に設け、添加ステーションＳ３よりも下流の各ステーションのいずれかに細胞供給装置６７をセットして、そのステーションに搬送されているまたはステーションに搬送されてくる容器６３を選択するように構成する。そして、反応待機時間を短くする場合には、細胞供給装置６７を添加ステーションＳ３に近いステーションにセットして容器６３から懸濁液を取り出し、反応待機時間を長くする場合には、細胞供給装置６７を添加ステーションＳ３に離れたステーションにセットして容器６３から懸濁液を取り出す。このときに、１ステップ回転のタイミングに対する細胞供給装置６７による懸濁液を取り出しタイミングを併せて変化させれば、反応待機時間をより細かく変えることができる。
【００７４】
なお、このように反応待機時間を任意に変える場合においては、細胞供給装置６７がセット可能な添加ステーションＳ３から容器回収ステーションＳ７までの間のステーション数を多くすることが反応待機時間の範囲を広げる上で有利である。また、容器６３から供給されて分析装置６１で実際に分析されるまでの時間を考慮して、特定状態と同じ状態と做せるユーグレナが分析装置１３において分析されるように、特定状態と同じ状態と分析の際に看做せるユーグレナが収容された容器６３を選択するように細胞供給装置６７をセットするステーションを決める。
【００７５】
さらに、第１実施形態と同様に、特定状態（反応待機時間）の指定やユーグレナの供給タイミングの指定は、任意の手法で行うことができるが、分析装置６１から細胞処理システム６０に対して、特定状態を指定したユーグレナの供給を要求する構成としてもよい。この場合、細胞処理システム６０では、分析装置６１からの要求に、例えば制御部６８が応答して、指定される特定状態と同じ状態と分析の際に看做せるクラミドモナスが収容された容器６３を選択するように細胞供給装置６７を移動させてセットして、ユーグレナを取得して分析装置６１に供給する。
【００７６】
［第３実施形態］
第３実施形態の細胞処理システムは、細胞を培養しながら刺激を加える構成である。なお、以下に詳細を説明する他は、第２実施形態と同様であり、実質的に同じ構成部材には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００７７】
図１０において、細胞処理システム８０では、回転テーブル６４の間欠的な回転によって、容器６３が培地補充ステーションＳ１１、培養ステーションＳ１２１〜Ｓ１２ｐ、Ｓ１３１〜Ｓ１３ｑ、添加ステーションＳ３、ダミーステーションＳ４、Ｓ５、取出ステーションＳ６に順次に送られ、取出ステーションＳ６からステーションＳ１４を経て培地補充ステーションＳ１１に戻るように構成されている。なお、ステーションＳ１４は省略できる。
【００７８】
培地補充ステーションＳ１１には、培地補充部８１が配置されている。また、培養ステーションＳ１２１〜Ｓ１２ｐ、Ｓ１３１〜Ｓ１３ｑは、培養装置８２内に設けられている。取出ステーションＳ６では、細胞供給装置６７は、一部の細胞と培地とを容器６３内に残して容器６３から細胞と培地を取り出す。細胞は、特に限定されないが、この例では刺激部６６によって添加される刺激として与えられる特定の栄養成分（例えば、糖やアミノ酸等）を消費する細胞となっている。
【００７９】
培地補充ステーションＳ１１には、上記のように取出ステーションＳ６で培地とともに細胞が残された容器６３がステーションＳ１４を経て搬送される。培地補充部８１は、培地補充ステーションＳ１１に容器６３が搬送されてくるごとに、その容器６３に細胞を培養するための培地を補充する。なお、細胞処理システム８０の動作初期には、細胞を含む培地を収容した容器６３を回転テーブル６４の保持穴にセットすればよい。
【００８０】
培養装置８２内では、容器６３は、培養区間となる培養ステーションＳ１２１〜Ｓ１２ｐを経て、消費区間となる培養ステーションＳ１３１〜Ｓ１３ｑを順次に搬送される。容器６３が培養区間を搬送されている間では、培養装置８２は、培地の温度の調整や細胞の栄養成分の追加等を行い容器６３内で細胞を増殖させる。容器６３が消費区間を搬送されている間では、培養装置８２は、特定の栄養成分の補給することなく生育ないし培養することによって、細胞を特定の栄養成分について栄養欠乏にする。なお、培養装置８２における培養の手法は、細胞に応じて適宜決めることができる。
【００８１】
添加ステーションＳ３の刺激部６６は、上記のように培養ステーションＳ１３１〜Ｓ１３ｑで栄養欠乏となった栄養成分を刺激物質として含む刺激液を容器６３内の培地に添加する。
【００８２】
添加ステーションＳ３で刺激液が添加された容器６３は、ダミーステーションＳ４、Ｓ５を介して取出ステーションＳ６に搬送される。そして、その容器６３から、刺激液の添加から所定の待機経過時間が経過した細胞が目的とする状態にある細胞として培地とともに取り出されて分析装置６１に送られる。取出ステーションＳ６には、回転テーブル６４が１ステップ回転するごとに、容器６３が搬送されてくるため、刺激液の添加から所定の反応待機時間が経過した細胞が連続的あるいは間欠的に取り出されて分析装置６１に供給される。
【００８３】
取出ステーションＳ６では、上記のように一部の細胞と培地とが容器６３内に残され、その容器６３がステーションＳ１４を経て培地補充ステーションＳ１１に戻る。そして、培地補充ステーションＳ１１に戻った容器６３には、再び培地が補充される。このようにして細胞の培養を繰り返しながら、培養された細胞に刺激を与えたものが分析装置６１に供給される。これにより、目的とする状態にあるクラミドモナスを適時に供給できるようにクラミドモナスが用意された状態になっている。培地補充ステーションＳ１１で培地が補充される容器６３内に刺激液に含まれる特定の栄養成分が残っていても、その栄養成分は、培養区間、消費区間を容器６３が搬送されている間に細胞によって消費されるので問題にならない。
【００８４】
上記構成は、一例であり、本発明はこれに限定されない。上記では特定の栄養成分について栄養欠乏になった細胞に、その特定の栄養成分を刺激物質として与える場合について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、細胞に与える刺激物質は、細胞が栄養欠乏となった栄養成分に限定されるものではなく、また刺激を与える細胞は栄養欠乏になった細胞に限定されるものではない。例えば、細胞が栄養欠乏となった栄養成分とは異なる栄養成分を刺激として与えたり、栄養成分以外の刺激を与えたりしてもよい。
【００８５】
また、上記のように、細胞の培養を繰り返しながら刺激を与える場合、細胞に対する刺激は、消失するものであればどのようなものでもよい。例えば、細胞によって消費あるいは分解される刺激物質や、時間経過とともに自然分解や揮発したりして消失する刺激物質を用いることができる。また、刺激は、一時的な光の照射や冷却、加温、振動等の刺激のように、刺激を与えていない状態に戻せるものでもよい。
【００８６】
さらに、培地補充ステーションＳ１１から添加ステーションＳ３までの間で、細胞、例えば微細藻類を同調培養し、一定の状態の微細藻類に対して刺激を与えることもできる。この場合には、例えば透明にされた容器６３に対して光を照射する区間、光を照射しない区間を交互に通すようにして、容器６３を搬送すればよい。
【００８７】
本発明は、植物培養細胞、動物培養細胞、微細藻類、酵母等の真核微生物、バクテリア等の原核微生物等、未分化の細胞全般について利用することができる。
【符号の説明】
【００８８】
１０，６０，８０  細胞処理システム
１１  培養装置
１２，６７  細胞供給装置
１３，６１  分析装置
１５  培養ユニット
１６，６８  制御部
１８，８１  培地補充部
２１  培養槽
２３  照明パネル
６３  容器
６６  刺激部
【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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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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