(57)【要約】【課題】大量培養の際、ポンプの送液量増大や複数の培養容器への等量送液を実現し、装置全体の小型化や、流路設置作業の効率化等を実現する。【解決手段】中間タンク１２を設けることで、細胞や培地が通るチューブ１４からなる流路とポンプ１３を分離させ、中間タンク１２と複数のポートを有した培養容器１１の間に、任意のポートへ送液する弁切り替えを可能とする多点弁機構２０を接続する。多点弁機構２０は、着脱可能な第１弁機構と第２弁機構からなり、着脱による流路設置の容易性向上や設置ミス防止を図ることができる。これにより、装置全体の小型化や、流路設置作業の効率化、細胞へのダメージを最小化する装置構成が可能になる。【選択図】図１
2016208864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
培養容器と、
細胞や培地を保持可能なタンクと、
前記培養容器と前記タンクとの間に設置される弁機構部材と、
前記培養容器と前記弁機構部材と前記タンクを接続する流路と、
前記弁機構部材を制御する制御部とを、備え、
前記弁機構部材は、前記培養容器に接続される前記流路が付設される第１弁機構と、前記第１弁機構が着脱可能に装着され、前記第１弁機構に付設される前記流路を開閉する第２弁機構からなる、
ことを特徴とする細胞培養装置。
【請求項２】
請求項１記載の細胞培養装置であって、
前記第１弁機構の前記第２弁機構に着脱される側に、前記流路が独立して少なくも１つ付設可能である、
ことを特徴とする細胞培養装置。
【請求項３】
請求項１記載の細胞培養装置であって、
前記タンクの前記弁機構部材とは接続しない側にポンプを設置する、
ことを特徴とする細胞培養装置。
【請求項４】
請求項１記載の細胞培養装置であって、
前記第１弁機構は、前記流路を付設するためのガイドを有する、
ことを特徴とする細胞培養装置。
【請求項５】
請求項１記載の細胞培養装置であって、
前記弁機構部材は、前記第１弁機構及び前記第２弁機構を固定する固定具を有し、
前記第１弁機構及び前記第２弁機構は、それぞれ着脱する側に相互に嵌合可能なガイドを有する、
ことを特徴とする細胞培養装置。
【請求項６】
請求項１記載の細胞培養装置であって、
前記第２弁機構は、前記第１弁機構が着脱される側に出し入れ可能な移動部を有する、
ことを特徴とする細胞培養装置。
【請求項７】
請求項６記載の細胞培養装置であって、
前記第２弁機構の前記移動部は、前記第１弁機構が着脱される側に出し入れされることにより、前記第１弁機構に付設される前記流路を開閉可能な突起を有する、
ことを特徴とする細胞培養装置。
【請求項８】
請求項７記載の細胞培養装置であって、
前記第１弁機構の前記第２弁機構に着脱される側に、前記第２弁機構の前記移動部が挿入可能な空間を有する、
ことを特徴とする細胞培養装置。
【請求項９】
請求項８記載の細胞培養装置であって、
前記第１弁機構は、前記空間に、前記第２弁機構の前記突起に対向する突起を有し、
前記制御部により、前記第２弁機構の前記移動部の出し入れを制御して、前記第１弁機構の突起と前記第２弁機構の突起とで前記流路を挟み込む、
ことを特徴とする細胞培養装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の細胞培養装置であって、
前記培養容器が設置される水平機構を備えた恒温槽と、培地供給機構と、ガス供給機構と、を更に備え、
前記培地供給機構は前記弁機構部材を介して、前記培養容器に培地を供給し、前記ガス供給機構は前記培養容器にガスを供給する、
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であって、
閉鎖型接続機器を介して、前記培地供給機構及び前記ガス供給機構との接続及び脱着を行う、
ことを特徴とする細胞培養装置。
【請求項１２】
培養容器に接続される複数の流路各々が独立して付設される第１弁機構と、
前記第１弁機構が着脱可能に装着され、前記第１弁機構に付設される複数の前記流路を選択的に開閉可能な移動部を備える第２弁機構とからなる、
ことを特徴とする弁機構部材。
【請求項１３】
請求項１２記載の弁機構部材であって、
前記第１弁機構は、前記流路各々を付設するための複数のガイドを有する、
ことを特徴とする弁機構部材。
【請求項１４】
請求項１２記載の弁機構部材であって、
前記第２弁機構の前記移動部は、前記第１弁機構が着脱される側に出し入れされることにより、前記第１弁機構に付設される前記流路を開閉可能な突起を有する、
ことを特徴とする弁機構部材。
【請求項１５】
請求項１４記載の弁機構部材であって、
前記第１弁機構の前記第２弁機構に着脱される側に、前記第２弁機構の前記移動部が挿入可能な空間を有し、
前記第１弁機構は、前記空間に、前記第２弁機構の前記突起に対向する突起を有し、
前記第２弁機構の前記移動部の出し入れにより、前記第１弁機構の突起と前記第２弁機構の突起とで前記流路を挟み込む、
ことを特徴とする弁機構部材。
【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、特に、効率よく培養液を供給する自動培養技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、再生医療のための細胞培養の作業は限りなく除菌されたクリーンルームの中で、厳格な製造工程の下で熟練された作業者の手作業により行われている。特に、筋肉から採取した細胞による心不全治療や、人工多能性幹細胞 (induced pluripotent stem cell：iPS細胞）など幹細胞治療による再生医療においては、多量の細胞を培養しなければならない。特にiPS細胞は、細胞保存（iPS細胞ストックとも呼ぶ）の前後で多量の細胞増殖を要する。そのため、作業者の負担の大幅な増加と作業者への教育・育成に必要な時間とコスト、人為的なミスや検体の取り違え、さらに菌などを保有するヒトによる生物学的汚染（コンタミネーション）等が生じ易くなり、それらの対策に多くのコストを要する。そのことが細胞大量培養の普及や産業化において大きな壁となっている。そのため、機器により一連の培養作業を自動化することで、それら問題点を解決させることが期待されている。
【０００３】
しかし、密になった細胞を別のより大型の培養容器へ疎の状態で播きなおす継代作業や、培養終了時に大量の培地内に浮遊している細胞を回収するための濃縮作業が必要となる。多量の細胞を培養処理する場合には、細胞にダメージを与える浮遊状態で大量の細胞浮遊液のハンドリングや、細胞の乾燥に注意を払いながら大量の培地を注入・排出する必要がある。そこで、流路内の液体処理時間が可能な限り短くなるよう、送液の効率化が望まれる。iPS細胞などの未分化幹細胞は培養系によっては、細胞がダメージに弱い場合があるので、特に上記の効率化が必要である。
【０００４】
従来の培養装置では、清潔性を保持しつつ、多量の液体を処理し、外力や浮遊時間による細胞へのダメージの極小化するための工夫がなされているが、例えば特許文献１は、流路内に中間タンクおよび分離型電磁弁を設置して、それらを駆動させて、細胞へのダメージが少なく液体を送液する手段を備える。また、例えば特許文献２は複数の容器からの液体を一つの弁機構にて切り替えて送液する流体機構とその液体の送液手段を備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−３１４６１号公報
【特許文献２】ＷＯ２００４／０２７３９０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のような自動培養装置においては、中間タンクを介することでポンプが液体の通る流路外に設置しており、ポンプが送液に使用する外力を細胞懸濁液に与えない構成、また液体の分岐においてソレノイドと弁機構が分離していることにより、着脱が容易な構成を示している。しかし大量の液体を供給するために、弁機構が大型化・煩雑化し、ソレノイドを含む全体が大型化してしまう。更に、弁数が増加するほど、弁機構を設置する機構が大型化してしまい、着脱を如何容易におこなうかが課題となる。
【０００７】
特許文献２の自動培養装置においては、回転型弁機構によりポンプ一つで複数の液体保持機構内の液体を任意に供給している。しかし、回転弁機構を使用しているため、その部分では閉鎖系流路が接続できず、構造上必ず開放系になってしまう課題がある。
【０００８】
現在、培養で作成したヒト細胞や組織をヒトへ移植する再生医療では、手術室で採取した組織を無菌処理した試験管等に入れて、内部が無菌的状態で運び出し、適正製造基準（GMP：Good Manufacturing Practice）に準拠したクリーンルーム（CPC: Cell Processing Center）内で組織から必要な細胞を単離し、目的の調整を実施して培養する。採取された細胞を製造工程内で一切の汚染なく培養するために、厳格なレギュレーションに適合した工程、環境下で人手により製造しなければならない。培養処理を機械により自動的に行う自動培養装置においても、製造した細胞や組織は、工程内で、一切菌やウィルス等による生物学的汚染があってはならない。
【０００９】
そのような状況下で、自動培養のための培養容器自身ならびに流路を閉鎖系構造とし、その内部は滅菌処理可能で、外部から駆動力を供給して細胞を培養するシステムが開発されている。しかし、閉鎖系構造の培養容器で培養するためには、培養処理を実施する機構と制御を如何に効率化するかが課題である。特に、多量の細胞を処理するため、培養容器が大型化し、培養工程が複雑化した場合に一層の効率化が求められる。特に、閉鎖系構造の流路においては、ピンチバブル形式のペリスタポンプを用いられることが多いが、ペリスタポンプはチューブをしごいて無菌的に送液を行う特性上、大容量の送液には向いていない。大容量の送液を行うためのチューブの大型化による、乱流の発生や直接しごくことによる細胞へのダメージの問題が生じるためである。更に、ピンチバルブ形式では、チューブを開閉する開閉部とその駆動力を与えるソレノイド部が一体化しているため、閉鎖系流路では、培養装置に設置する際に一本一本チューブを設置しなければならず、設置の煩雑性、設置ミスの危険性といった課題がある。
【００１０】
本発明の目的は、このような状況における課題を解決し、大容量の培地処理のための装置の小型化や、流路設置作業の効率化等を可能とする細胞培養装置、及び弁機構部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するため、本発明においては、培養容器と、細胞や培地を保持可能なタンクと、培養容器とタンクとの間に設置される弁機構部材と、培養容器と弁機構部材とタンクを接続する流路と、弁機構部材を制御する制御部とを備え、弁機構部材は、培養容器に接続される流路が付設される第１弁機構と、第１弁機構が着脱可能に装着され、第１弁機構に付設される流路を開閉する第２弁機構からなる細胞培養装置を構成する。
【００１２】
また、上記の目的を達成するため、本発明においては、培養容器に接続される複数の流路各々が独立して付設される第１弁機構と、第１弁機構が着脱可能に装着され、第１弁機構に付設される複数の流路を選択的に開閉可能な移動部を備える第２弁機構とからなる弁機構部材を構成する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、弁機構部材の第１弁機構および第２弁機構の着脱可能な構成による装置の小型化、流路設置の容易性向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１に係る、自動培養装置の培地分岐機構の一例を示した構成図である。
【図２】実施例１に係る、弁機構部材の第1弁機構と第２弁機構が接続する前の分離状態を示した構成図である。
【図３】実施例１に係る、弁機構部材の第1弁機構と第２弁機構が接続した後の接続固定状態を示した構成図である。
【図４Ａ】実施例１に係る、接続固定状態でチューブ周辺を示す構成図である。
【図４Ｂ】実施例１に係る、接続固定状態でソレノイドがチューブをつぶしたチューブ周辺を示す構成図である。
【図４Ｃ】実施例１に係る、分離状態でチューブ周辺を示す構成図である。
【図５Ａ】実施例１に係る、第１弁機構の空間内にソレノイドが入りチューブをつぶした状態を示す構成図である。
【図５Ｂ】実施例１に係る、第１弁機構の空間内にソレノイドが入る前の状態を示す構成図である。
【図６】実施例１に係る、自動培養装置における培養容器要素であるモジュールの配置の一例を示す構成図である
【図７】実施例１に係る、自動培養装置における培養容器要素であるモジュールの着脱の一例を示す構成図である。
【図８】実施例１に係る、自動培養装置全体の制御回路構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。ただし、以下で説明する実施形態は本発明を実現するための一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではないことに注意すべきである。また、各図において共通の構成については同一の参照番号が付されている。
【実施例１】
【００１６】
実施例１は、培養容器と、細胞や培地を保持可能なタンクと、培養容器とタンクとの間に設置される弁機構部材と、培養容器と弁機構部材とタンクを接続する流路と、弁機構部材を制御する制御部とを備え、弁機構部材は、培養容器に接続される流路が付設される第１弁機構と、第１弁機構が着脱可能に装着され、第１弁機構に付設される流路を開閉する第２弁機構からなる構成の細胞培養装置、並びに弁機構部材の実施例である。
【００１７】
図１は実施例１に係る自動培養装置の一構成例の全体概略図を示す図である。同図において、複数のポートを有する培養容器１１は弁機構部材である多点弁機構２０、チューブ１４、弁１５を介して、細胞懸濁液や培地を一時的に保持する中間タンク１２に接続され、中間タンク１２の他端にはポンプ１３が接続されている。言い換えるなら、タンクの弁機構部材とは接続しない側にポンプを設置した構成となっている。多点弁機構２０は、複数の連続して配置される弁機構２３を備えている。なお、チューブで構成される流路１７、１８は後で説明する閉鎖型接続機構である無菌接続機構１６を介して培地供給機構や廃液入れ１９に接続される。
【００１８】
図２、図３は、本実施例の弁機構部材である多点弁機構２０の一構成例を説明するための図である。図２は多点弁機構２０を構成する第１弁機構２１と第２弁機構２２が接続される前の状態を示し、図３は弁機構部材である多点弁機構２０を構成する第１弁機構２１と第２弁機構２２が接続された状態を示している。図２に示すように、第１弁機構２１と第２弁機構２２が接続される前に、第１弁機構２１には流路であるチューブ４が付設される。そのため、第１弁機構２１には、図２に示すようにチューブガイド３６が設けられている。言い換えるなら、第１弁機構２１の第２弁機構２２に着脱される側に、チューブ４からなる流路が独立して少なくも１つ付設可能な構成となっており、第１弁機構２１は、流路を固定するためのチューブガイドを有する。また、第１弁機構２１は第２弁機構２２と接続固定状態となるため、第２弁機構２２と対抗する面が嵌合するための凹凸構造を有し、ガイド３２が両端に形成されている。すなわち、第１弁機構及び第２弁機構は、それぞれ着脱する側に相互に嵌合可能なガイドを備える。
【００１９】
一方、第２弁機構２２には、第１弁機構２１と対抗する面が嵌合するための凸凹構造を有し、ガイド３２がその両端に形成されている。また、その凸構造部には、移動部であるソレノイド３０が挿入される。ソレノイド３０の第１弁機構２１と対抗する面には流路であるチューブを開閉するための凸部３４が形成されている。なお、図３に示すように、３１は後で説明する移動部であるソレノイドが挿入される空間を示し、３３は、第１弁機構２１と第２弁機構２２を接続固定状態に保つための固定具である。すなわち、第２弁機構は、第１弁機構が着脱される側に出し入れ可能な移動部を有し、この移動部は、第１弁機構が着脱される側に出し入れされることにより、第１弁機構に付設される流路であるチューブを開閉可能な突起である凸部を有する。また、弁機構部材は、第１弁機構及び第２弁機構を固定する固定具を有する。
【００２０】
図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃはそれぞれ、第１弁機構２１と第２弁機構２２が接続し、第２弁機構２２の第１弁機構２１が着脱される側に出し入れ可能な移動部であるソレノイド３０によりチューブ１４を開閉する状態を説明するための断面概略図である。図５Ａ及び図５Ｂはそれぞれ、第１弁機構２１の空間３１内に移動部であるソレノイド３０を配置した状態を説明するための概略図である。
【００２１】
＜弁機構部材の構成＞
以下、図２、図３、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、図５Ａ、及び図５Ｂを用いて、本実施例の弁機構部材である多点弁機構の一構成例の詳細について説明する。上述の通り、多点弁機構２０は第1弁機構２１および第２弁機構２２から構成されており、第１弁機構２１にはチューブガイド３６に沿ってチューブ１４が付設され、第２弁機構２２には流路を開閉する開閉機構として機能する移動部であるソレノイド３０が設置される。以下、図２に示す状態を第１の状態と呼ぶ。第１弁機構２１と第２弁機構２２はガイド３２により、接続時の位置のずれや形による設置間違いを補正できるようになっている。第１弁機構２１と第２弁機構２２をガイド３２に沿って接続させ、固定具３３で固定すると図３に示す状態になる。以下、図３に示す状態を第２の状態と呼ぶ。
【００２２】
図４Ｃおよび図５Ｂは第１の状態を示しており、図４Ａおよび図５Ａは第２の状態を示している。また、図４Ｂは第２弁機構の第１弁機構が着脱される側に出し入れ可能な移動部であるソレノイド３０の凸部３４を第１弁機構２１の空間３１に突出する凸部３５に押し込み、チューブ１４をつぶして、流路を閉じた状態を示し、以下、この状態を第３の状態と呼ぶ。言い換えるなら、第１弁機構の第２弁機構に着脱される側に、第２弁機構の移動部が挿入可能な空間を有し、また、第１弁機構は、当該空間に第２弁機構の突起に対向する突起を有し、制御部により、第２弁機構の移動部の出し入れを制御して、第１弁機構の突起と第２弁機構の突起とで流路を挟み込むことで流路の開閉を実現する。
【００２３】
図４Ｃおよび図５Ｂのように、第1弁機構内２１のチューブガイド３６に沿って、チューブ１４が設置している。チューブガイド３６の両側にはチューブ固定具３７があり、チューブ１４をつぶした際にチューブ１４の移動を防止する。このチューブ固定具３７は第１弁機構２１から突出してチューブガイド３６の両側に形成され、チューブ１４を両側から挟み込んで固定する構造を有する。
【００２４】
図４Ｂの第３の状態に示すように、第２弁機構２２のソレノイド３０の凸部３４がチューブ１４を第１弁機構２１の空間３１の凸部３５に押し込む際に、第1弁機構２１の空間３１にソレノイド３０が入るようになっている。ソレノイド３０の凸部３４は同図では１本を図示してあるが、流路を確実に閉じるため、平行、或いは×印様に交差した２本以上の凸部で構成してもよい。第１弁機構２１の空間３１内にはソレノイド３０の凸部３４に対する凸部３５があるが、この凸部３５はソレノイド３０の凸部３４より大きいことが望ましい。なお、ソレノイド３０各々の上面や、それらの凸部３４に荷重センサを設けて、各ソレノイド３０が作動しているかどうかをチェックすることができる。
【００２５】
図４Ａに示すように、第２の状態ではソレノイド３０の凸部３４がチューブ１４を押さない程度、すなわち流路は開状態になっている。第１弁機構２１の空間３１により、ソレノイド３０の凸部３４を含む先端は空間３１内に入ることにより、第３の状態にならないエラーを回避することができる。図４Ｂに示すように、第３の状態でソレノイド３０が押し込まれ、チューブ１４をつぶしている状態では、ソレノイド３０の凸部３４および空間３１の凸部３５がチューブ１４を閉じて、流路を開閉する弁機能を果たすことができる。培養容器１１の複数のポートに対応する複数のチューブ１４をそれぞれ開閉する複数のソレノイド３０のオンオフは制御部８２によって制御される。
【００２６】
本実施例の弁機構部材である多点弁機構では、第1弁機構２１にはチューブ１４のみを設置する構成とし、駆動系にかかわる機構を排除することで、軽量化、量産化が果たすことができ、消耗品としての使用を可能にする。一方、第２弁機構２２には移動部であるソレノイド３０があり、基本的には制御部８２等を備えた自動培養装置１０本体に固定し、制御部８２の制御を可能とする構成とする。そして、この固定された第２弁機構２２に第１弁機構２１を嵌合するよう設置することで、多点弁機構２０として動作させることができる。
【００２７】
＜弁機構部材の配置＞
続いて、図１を用いて、培養容器１１への細胞懸濁液や培地などの送液方法の一例について説明する。細胞懸濁液や培地は中間タンク１２上面に接続したポンプ１３で吸引して、チューブなどの流路１７、無菌接続機構１６を介して、中間タンク１２内に供給・保持する。所定量の液量を吸引した後に、弁１５を閉から開に切り替える。その際に多点弁機構２０の任意の弁機構２３を開け（閉じ）、ポンプ１３を動作させて、培養容器１１の所定の場所へ吸引・保持した細胞懸濁液や培地を供給する。培養容器１１内の液体を廃棄する場合には、弁機構部材である多点弁機構２０の任意の弁機構２３を開け（閉じ）、ポンプ１３を動作させて、中間タンク１２に廃液を一時保存して、もしくはそのまま、流路１８を介して、図示を省略した廃液入れへ送液する。本実施例の構成において用いるポンプ１３はペリスタポンプ、シリンジポンプ、ダイヤフラムポンプ等いずれでも構わない。
【００２８】
以上説明したことから明らかなように、本実施例の弁機構部材では、第１弁機構のチューブガイドにチューブを設置する。弁動作時にチューブがずれないようにチューブガイドには固定具を設ける。チューブガイド内に空間３１を有し、ここに第２弁機構の移動部であるソレノイドが入ることでチューブを開閉する。開閉を確実にするため、第１弁機構および第２弁機構には凸部を設けている。また、第１弁機構との接続を正確にするガイドと、第1弁機構と第２弁機構の設置に使う固定具を用いている。
【００２９】
本構成により、複数の流路を含めた複数の弁機構を同時にワンタッチで簡便かつ設置ミスを防止して構成することができ、細胞懸濁液や培地は送液時に、ポンプ１３の駆動部を直接介さないため、細胞等へのダメージを極小にすることができる。また、通常弁機構は消耗品として、使用後に廃棄することは難しいが、本実施例の構成における第１弁機構２１を第２弁機構２２から取り外し、第１弁機構２１に付設されたチューブ１４等と一緒に廃棄することが可能となり、コスト削減やバイオハザードの安全性を確保することが可能となる。閉鎖型流路は単回使用であることが多いが、本構成の第１弁機構には部品を有さないので、第１弁機構自信を最小の部品構成として単回使用の消耗品とすることができる。
【００３０】
なお、より好適には、第１弁機構２１に付設したチューブ１４の一端に接続する培養容器１１、チューブ１４の他端に接続する弁１５、中間タンク１２、及び無菌接続機構１６を一体化して消耗品として製造・出荷することで、コスト削減、廃棄処理の容易化、バイオハザードの安全性をより一層確保することができる。この場合、多点弁機構２０の第２弁機構２２と同様、ポンプ１３、更には、次に説明する恒温槽４０や水平機構４１は、自動培養装置１０本体に固定する構成となる。
【００３１】
＜培養容器を含む自動培養装置の構成＞
図６は本実施例の自動培養装置１０の全体配置の一例を示した概略斜視図であり、図７は自動培養装置１０の培養要素の配置に関する概略構成図である。図６に示すように、図示を省略した複数のポートを有する培養容器１１は、例えば一つもしくは複数の培養面を有し、複数のポートを介して細胞懸濁液や培地を供給・排出するよう構成される。培養容器１１は周辺温度が３７℃に保持してある恒温槽４０内部で、加速度センサとアクティブステージからなる水平機構４１の上に設置する。水平機構４１は後で説明する制御部８２と表示部８０および入力部８１によりコントロールされる。培養容器１１、水平機構４１とでモジュール４７を構成する。
【００３２】
培養容器１１には加湿されたガスを供給するためのガス供給機構４２や、細胞懸濁液や培地を供給するための培地供給機構４３や、図示を省略した廃液入れが接続されている。培地供給機構４３等と培養容器１１の間には、必要に応じて分岐４４があり、図１に示したポンプ１３、中間タンク１２、弁１５、弁機構部材である多点弁機構２０等を含む培地分岐機構４５が配置されている。言い換えるなら、図６に示す自動培養装置は、ガスを供給するガス供給機構から細胞容器にガスを供給し、培養容器を温度一定空間である恒温槽内で、水平機構の上に設置する構成を備えている。
【００３３】
ガス供給機構４２、培地供給機構４３、および廃液入れ等と、培養容器１１や培地分岐機構４５との間に無菌接続機構４６を設ける。図７に示すように分岐４４から細胞の培養状態に応じて、培養容器要素であるモジュール４７を接続・脱着することで、連続的な細胞培養処理ができる。すなわち、培養容器は、閉鎖型接続機器である無菌接続機構を介して、培地供給機構及びガス供給機構との接続及び脱着を行う。これにより、無菌状態を保持したまま大量かつ効率的に細胞培養処理を可能とすることができる。なお、図７においては図示の都合上、廃液入れと、それに接続される流路は図示を省略した。
【００３４】
＜自動培養装置の回路構成＞
図８は、本実施例における、自動培養装置１０における内部機器を制御するための制御系回路の一構成を示すブロック図である。自動培養装置１０の制御系回路は、データや指示を入力するための入力部（キーボード、マウス等）８１と、自動培養装置１０の各動作を制御する中央処理部（ＣＰＵ）で構成される制御部８２と、制御の状況をユーザに示す表示部８０と、ＣＰＵで実行されるプログラムやパラメータ等を格納するＲＯＭ８５と、一時的にデータや処理結果を格納するＲＡＭ８６と、キャッシュ等の動作を行うためのメモリ８５と、ヒータ、ファン、ガス供給、水供給等の処理をおこない、それらのセンサによる恒温槽４０内の環境保持装置８７と、ガス供給の環境を制御するガス供給部環境制御部８８、培地保管部の環境を制御する培地保管部環境制御部８９を備えている。
【００３５】
ユーザが入力部８１や通信部８４から処理するべき培養工程を指示すると、制御部８２は、ＲＯＭ８５に格納された培養準備プログラムに従って、初期値出し等に関係する培養容器１１の水平機構４１の駆動機構９０、ポンプ１３等の制御をおこない、チューブ１４の設置や動作を表示部８０で通知し、その状態を検知する。第２弁機構２２の移動部であるソレノイド３０の制御、およびそれに付随するセンサの処理も同様におこなう。そして、制御部８２は、ＲＯＭ８５に格納された自動培養プログラムに従って、培養容器１１の水平機構４１を制御し、ポンプ１３を制御する制御や、ソレノイド３０等の制御をおこない、細胞培養処理を実施する。随時、表示部８０と通信部８４でその処理状況をユーザに示すことができる。細胞培養処理が終了したら、表示部８０と通信部８４で終了をユーザに示し、制御部８２は、ＲＯＭ８５に格納された終了プログラムに従い、終了処理をおこなう。以上により、自動培養装置１０による一連の細胞培養処理を実現することが可能となる。
【００３６】
以上説明した本実施例によれば、大容量の培地処理が必要な大量継代培養等において、ポンプの送液量増大や複数の培養容器への等量送液を実現し、装置全体の小型化や、流路設置作業の効率化、更には細胞へのダメージを最小化する自動培養装置を提供することができる。
【００３７】
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のより良い理解のために詳細に説明したのであり、必ずしも説明の全ての構成を備えるものに限定されものではない。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が可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。例えば、上記の実施例においては、細胞懸濁液や培地の培養容器への供給と、廃液とは中間タンクに接続された２本のチューブ等の流路を用いる構成を説明したが、１本の流路で細胞懸濁液や培地の供給、排出を行うようにすることも可能である。また、ガス供給部環境制御部８８、培地保管部環境制御部８９は、制御部８２とは別構成にしたが、これらを全て制御部８２で兼用しても良い。更に、図６において、恒温槽４０は全てのモジュール４７に共通の一つの恒温槽を用いても良いし、適当な個数を纏めて共通の恒温槽を利用する構成でも良い。
【００３８】
更に、上述した各構成、機能、処理部等は、それらの一部又は全部を実現するプログラムを作成する例を説明したが、それらの一部又は全部を例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現しても良いことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３９】
１０  自動培養装置
１１  培養容器
１２  中間タンク
１３  ポンプ
１４  チューブ
１５  弁
１６、４６  無菌接続機構
１７、１８  経路
１９  廃液入れ
２０  多点弁機構
２１  第1弁機構
２２  第２弁機構
２３  弁機構
３０  ソレノイド
３１  空間
３２  ガイド
３３  固定具
３４  凸部（ソレノイド）
３５  凸部（第1弁機構）
３６  チューブガイド
３７  チューブ固定具
４０  恒温槽
４１  水平機構
４２  ガス供給機構
４３  培地供給機構
４４  分岐
４５  培地分岐機構
４７  モジュール
８０  表示部
８１  入力部
８２  制御部
８３  メモリ
８４  通信部
８５  ＲＯＭ
８６  ＲＡＭ
８７  環境保持装置
８８  ガス供給部環境制御部
８９  培地保管部環境制御部
９０  駆動機構部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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