(57)【要約】【課題】コンタミネーションが発生した後であっても、エアーチューブ内にカビや細菌が混入し、コンタミネーションが拡散することを防ぐこと。【解決手段】ピペットチップ１１２に薬液を吸引又は吐出させる薬液移動装置であって、吸引圧力又は吐出圧力を発生させるシリンジ部１１０と、一端が前記シリンジ部１１０に接続され、他端側に接続される前記ピペットチップ１１２に前記吸引圧力又は吐出圧力を伝達するエアーチューブ部１１１と、前記エアーチューブ部１１１の他端側に設けられた第１のフィルタ１２１と、前記エアーチューブ部１１１の他端側において、前記第１のフィルタ１２１よりも末端側に設けられた着脱可能な第２のフィルタ１２２と、前記エアーチューブ部１１１の他端側において、前記第２のフィルタ１２２よりも末端側に設けられ、前記ピペットチップ１１２を着脱可能に接続する結合部１１３と、を備える。【選択図】  図１
2017143813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピペットチップに薬液を吸引又は吐出させる薬液移動装置であって、
吸引圧力又は吐出圧力を発生させるシリンジ部と、
一端が前記シリンジ部に接続され、他端側に接続される前記ピペットチップに前記吸引圧力又は吐出圧力を伝達するエアーチューブ部と、
前記エアーチューブ部の他端側に設けられた第１のフィルタと、
前記エアーチューブ部の他端側において、前記第１のフィルタよりも末端側に設けられた着脱可能な第２のフィルタと、
前記エアーチューブ部の他端側において、前記第２のフィルタよりも末端側に設けられ、前記ピペットチップを着脱可能に接続する結合部と、
を備えることを特徴とする薬液移動装置。
【請求項２】
前記結合部に接続された前記ピペットチップを更に備える
ことを特徴とする請求項１に記載の薬液移動装置。
【請求項３】
前記ピペットチップは、内部にフィルタを有する
ことを特徴とする請求項２に記載の薬液移動装置。
【請求項４】
前記エアーチューブ部の他端側において、前記第２のフィルタよりも末端側に、前記ピペットチップの先端部が薬液に接触したときに生じる微小な圧力変動を検出する圧力センサを更に備える
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の薬液移動装置。
【請求項５】
前記ピペットチップが薬液を吸引又は吐出する位置を移動させるロボット部を更に備える
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の薬液移動装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の薬液移動装置を備える
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、薬液移動装置、及び細胞培養装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
細胞培養装置は、再生医療分野や創薬分野において、細胞を大量に作成するため、また自動化により培養する細胞の品質を一定化するために用いられる。培養される細胞は、再生医療として人体に戻したり、薬の効用・副作用を試験するために用いるために、細胞の品質が重要となる。
【０００３】
培養されている細胞の品質に大きな影響を与えるものとして、カビや細菌が培養液（以下、「薬液」とも言う）に混入するコンタミネーションがある。コンタミネーションが発生すると、培養している細胞は使用できなくなるため、コンタミネーションが発生しないような対策もしくは発生しても拡大しないような対策が採られている。
【０００４】
細胞培養装置内には、培養容器と薬液貯留槽の間で薬液を移動させる薬液移動装置が設けられている。例えば、かかる薬液移動装置においては、シリンジを駆動することで薬液などを吸引吐出する際に、シリンジと繋がったエアーチューブ、さらにその先端側で液面を検出するための圧力センサと実際に培養液に接触するピペットチップの間にカビや細菌を透過させにくいフィルタを設置することでコンタミネーションの拡大を防いでいる（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
図４は、特許文献１に開示された従来の細胞培養装置に用いられる薬液移動装置の構成図である。従来の薬液移動装置は、モータ８によってシリンジ２を駆動することで液体を吸引・吐出するものであり、シリンジ２の先にエアーチューブ３、その先に圧力センサ６、その先にフィルタ４があり、最先端にピペットチップ９を装着するという構成になっている。そして、特許文献１では、圧力センサ６によりピペットチップ９が薬液１０に接触したかどうかを検出しながら、フィルタ４によりコンタミネーションを防止することができるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１９４６８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の従来技術においては、ピペットチップと圧力センサの間にフィルタを追加しているため、圧力センサの応答性が低下し、液面検出の精度が低下するという問題が生じる。この問題を解決するためにフィルタを圧力センサよりも末端側に設置することも考えられる。しかし、カビや細菌は、非常に小さく、加えて、無色であることから、コンタミネーションが発生したときに瞬時にその発生を検出することは難しく、いずれの場合でも、しばらくの間は、コンタミネーションが発生したままの状態で薬液の吸引・吐出を行うことになる。そのため、フィルタを圧力センサよりもピペットチップの末端側に設置した場合には、圧力センサやフィルタまでのエアーチューブも汚染されてしまう。
【０００８】
また、カビや細菌の中には付着性のものもあるが、浮遊性のものも多く、細胞培養装置内にカビや細菌が浮遊して存在していることがある。このような環境下では、仮に、フィルタを用いることで、薬液の吸引・吐出を行っている際には、薬液移動装置のエアーチューブ内へのカビや細菌の混入を防止できても、ピペットチップ、圧力センサ、エアーチューブ、フィルタ等を交換する際に、当該エアーチューブおよびシリンジ側に対して、浮遊しているカビや細菌が混入してしまうおそれが多い。そして、一度、コンタミネーションがエアーチューブおよびシリンジ側に発生してしまうと、直径２ｍｍ程度の細径のエアーチューブの中に混入した菌を死滅させることは通常の除染方法では困難となる。
【０００９】
本発明は、上記の問題点に鑑み、ピペットチップや圧力センサにおいてコンタミネーションが発生した後であっても、シリンジおよびシリンジに接続されたエアーチューブ内にカビや細菌が混入し、コンタミネーションが拡散することを防ぐことが可能な薬液移動装置及び細胞培養装置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】
【００１０】
本開示の一態様は、ピペットチップに薬液を吸引又は吐出させる薬液移動装置であって、吸引圧力又は吐出圧力を発生させるシリンジ部と、一端が前記シリンジ部に接続され、他端側に接続される前記ピペットチップに前記吸引圧力又は吐出圧力を伝達するエアーチューブ部と、前記エアーチューブ部の他端側に設けられた第１のフィルタと、前記エアーチューブ部の他端側において、前記第１のフィルタよりも末端側に設けられた着脱可能な第２のフィルタと、前記エアーチューブ部の他端側において、前記第２のフィルタよりも末端側に設けられ、前記ピペットチップを着脱可能に接続する結合部と、を備えることを特徴とする薬液移動装置である。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明によれば、ピペットチップや圧力センサでコンタミネーションが発生した場合であっても、シリンジ部やエアーチューブ部側にコンタミネーションが拡散しにくい薬液移動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる薬液移動装置の概要図
【図２】本発明の実施の形態１にかかる細胞培養装置の内部の概要図
【図３】本発明の実施の形態１にかかるコンタミネーションが発生したときの対処方法に関するプロセスを示す図
【図４】先行文献の薬液移動装置の構成を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。尚、同じ構成要素には同じ符号を付しており、説明を省略する場合もある。また、図面は、理解しやすくするためにそれぞれの構成要素を主体として、模式的に示している。
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態１における薬液移動装置の概要図である。また、図２は、本発明の実施の形態１にかかる細胞培養装置１００の内部の概要図である。
【００１５】
本実施の形態１の薬液移動装置は、図１に示すように、薬液を吸引吐出するために駆動するシリンジ部１１０と、シリンジ部１１０に接続されたエアーチューブ部１１１と、エアーチューブ部１１１の先端に設けられた非交換フィルタ１２１（第１のフィルタに相当）と、非交換フィルタ１２１のさらに先端側に設けられた交換フィルタ１２２（第２のフィルタに相当）と、薬液に接触するピペットチップ１１２を接続するための結合部１１３と、を含んで構成される。
【００１６】
尚、ここでは、薬液移動装置は、図２に示すように、細胞培養装置１００内に設けられ、チューブ１３１やボトル１３２などから薬液を吸引し、ディッシュやウェルプレートなどの培養容器１３３に薬液を移動させるために用いられるものとする。
【００１７】
シリンジ部１１０は、押子１１０ａと、シリンジ部１１０の外筒と押子１１０ａの間に密閉された中空部１１０ｂを有する。そして、シリンジ部１１０は、電磁モータなどのアクチュエータにより押子１１０ａを外筒に対して移動させることで、中空部１１０ｂの容積を可変して、ピペットチップ１１２に薬液を吐出させる吐出圧力を発生させ、また、ピペットチップ１１２に薬液を吸引させる吸引圧力を発生させることができる。
【００１８】
エアーチューブ部１１１は、片側（一端）がシリンジ部１１０に接続され、もう片側（他端）が結合部１１３に接続されている。そして、エアーチューブ部１１１は、シリンジ部１１０の駆動に応じて、シリンジ部１１０の中空部１１０ｂとピペットチップ１１２の間で空気を移動させ、シリンジ部１１０で発生した吐出圧力又は吸引圧力をピペットチップ１１２に伝達する。
【００１９】
結合部１１３は、エアーチューブ部１１１の他端側に設けられ、ピペットチップ１１２を接続する接続部材である。結合部１１３は、交換フィルタ１２２のさらに先端側（末端側）に設けられており、片側に交換フィルタ１２２が接続され、もう片側にピペットチップ１１２が接続される構成となっている。そして、結合部１１３は、ピペットチップ１１２を、例えば、ネジ込み方式によって着脱可能に接続している。結合部１１３は、中空の管状になっており、エアーチューブ部１１１とピペットチップ１１２との間は、連通した状態となっている。尚、結合部１１３は、交換フィルタ１２２の部品等と別個の接続部品であってもよいし、交換フィルタ１２２に形成された接続構造（例えば、先端側に設けられた雌ねじ部）であってもよい。
【００２０】
非交換フィルタ１２１および交換フィルタ１２２は、エアーチューブ部１１１の先端側において、ピペットチップ１１２との間に介在するように設けられ、カビや細菌が、ピペットチップ１１２側からシリンジ部１１０側へ通過することを防止する。非交換フィルタ１２１および交換フィルタ１２２は、例えば、ＨＥＰＡフィルタであり、カビや細菌を通過させにくくするために、空孔が０．２ｕｍ以下の滅菌済みフィルタが用いられる。
【００２１】
コンタミネーションが発生した際には、非交換フィルタ１２１は、エアーチューブ部１１１に対して取り付けられた状態で保持される一方、交換フィルタ１２２は、エアーチューブ部１１１から取り外され、交換される。そのため、交換フィルタ１２２は、エアーチューブ部１１１に固定された非交換フィルタ１２１に対して、例えば、ネジ込み方式によって、着脱可能に取り付けられている。
【００２２】
ピペットチップ１１２は、ポリプロピレンなどの樹脂で成型された薬液吸引部材である。ピペットチップ１１２は、上記したとおり、結合部１１３に着脱可能に接続されており、接触する薬液や細胞の種類が変わるごとに廃棄・交換される。尚、カビや細菌がエアーチューブ部１１１に向かって通過しにくくするため、ピペットチップ１１２の内部にも、独自にフィルタが設置されてもよい。
【００２３】
薬液移動装置は、上記のような構成を備え、ピペットチップ１１２の先端が薬液に接触している状態でシリンジ部１１０の押子１１０ａの位置を引き込み方向に移動させると、エアーチューブ部１１１から伝達される吸引圧力によって、ピペットチップ１１２内に薬液が吸引される。また、反対に、シリンジ部１１０の押子１１０ａの位置を押し込み方向に移動させると、エアーチューブ部１１１から伝達される吐出圧力によって、ピペットチップ１１２内から薬液が吐出される。
【００２４】
ピペットチップ１１２が接触した薬液にコンタミネーションが発生していることがわかったときには、多くの場合にはピペットチップ１１２の内部に設置されたフィルタによりコンタミネーションの拡大が防がれていることが多いが、フィルタを越えて結合部１１３に薬液とともに細菌やカビが進入してくる可能性がある。このような場合であっても、交換フィルタ１２２を設置しておくことで、コンタミネーションの拡大の可能性を低減することができる。
【００２５】
また、ピペットチップ１１２内のフィルタや交換フィルタ１２２により、細菌・カビの進入を防げていた場合であっても、コンタミネーションの発生が発覚した時点で、そのときに結合部１１３に装着されていたピペットチップ１１２を廃棄した上で、細胞培養装置１００内部の除染作業を行う。
【００２６】
図３に、細胞培養装置１００の内部でコンタミネーションが発生したときに細胞培養装置１００を通常使用するまでに実施するプロセスを示す。図３に示すフローチャートは、細胞培養装置１００を制御する制御装置（ＣＰＵ）が、プログラム制御しているものとする。
【００２７】
まず、細胞培養装置１００の内部でコンタミネーションが発生したことを検出する（ステップ０１）。具体的には、細菌やカビ（コンタミネーション）が薬液に混入した場合、当該薬液の色や懸濁度等に変化が生じるので、当該薬液を撮影した画像の画像情報を解析したり、各種センサを用いて、コンタミネーションの発生を検出する。
【００２８】
その後、コンタミネーションの発生を検出していた時に使用していたピペットチップ１１２、チューブ、培養容器などの消耗品を自動的に廃棄する（ステップ０２）。このとき、直接カビや細菌が触れた可能性のある消耗品や結合部１１３および交換フィルタ１２２は廃棄されているが、非交換フィルタ１２１をエアーチューブ部１１１の末端側に設置しておくことによって、細胞培養装置１００の内部の空気中に浮遊し、残存している可能性のあるカビや細菌が、エアーチューブ部１１１に進入することを防止している。
【００２９】
この状態で細胞培養装置１００の内部を除染することによって、残存している細菌・カビなどを死滅させる（ステップ０３）。除染作業は、例えば、霧状の過酸化水素や過酢酸を細胞培養装置１００内に充満させることによって行われる。この際、仮に非交換フィルタ１２１が設置しておらず、エアーチューブ部１１１やシリンジ部１１０にカビや細菌が進入していた場合には、エアーチューブ部１１１の内径が２ｍｍ程度と細く、また数ｍと長いこともあり、十分に除染しきれないことがある。この点、交換フィルタ１２２の基端側（シリンジ部１１０側）に非交換フィルタ１２１を設けることによって、エアーチューブ部１１１の内部におけるシリンジ部１１０の方向へのカビや細菌の侵入を防ぐことができ、除染後においても、エアーチューブ部１１１の内部に細菌・カビが存在する状態を避けることができる。
【００３０】
以上の工程により、細胞培養装置１００内部の状態は正常な状態となり、培養を行う際の通常の稼動を開始する（ステップ０４）。
【００３１】
このように、本発明の実施の形態１にかかる薬液移動装置によれば、コンタミネーションが発生した場合にも、薬液を吸引又は吐出しているときには、交換フィルタ１２２でカビや細菌がエアーチューブ部１１１に拡散することを防ぐとともに、ピペットチップ１１２を交換するときには、交換フィルタ１２２より先端を交換することで浮遊しているカビや細菌がシリンジ部１１０やエアーチューブ部１１１に拡散することを防ぐことができる。
【００３２】
尚、図２に示すように、細胞培養装置１００内には、上記の薬液移動装置の他、種々の構成を備えるものとしてもよい。
【００３３】
例えば、結合部１１３には、細胞培養装置１００内の空間を移動することができるロボット部１３０が接続されてもよい。これにより、ピペットチップ１１２が薬液を吸引又は吐出する位置を移動させることが可能となり、細胞の懸濁液や薬液が保管されているチューブ１３１やボトル１３２などから薬液を吸引し、ディッシュやウェルプレートなど培養容器１３３に吸引した薬液を吐出することができる。また、ディッシュやウェルプレートなど培養容器１３３に入っている薬液を吸引し、廃液部１３４にて廃棄することもできる。このようにインキュベータ部１３５において保管されている培養容器１３３に対して、ＰＣ部１３６において薬液移動装置で処置すべき操作を指示し、実施する培養タスクやコンタミネーションの発生有無や発生日時などの各種センサのログをメモリやハードディスク等のデータ保存部１３７で管理しながら、細胞培養を実施することができる。
【００３４】
尚、結合部１１３と交換フィルタ１２２の間や、結合部１１３とピペットチップ１１２の間に、圧力センサが取り付けられていてもよい。圧力センサを用いることによって、ピペットチップ１１２の先端部が薬液に接触したときに生じる微小な圧力変動を検出することができる。特に、交換フィルタ１２２よりも先端側に圧力センサを設けることによって、ピペットチップ１１２の先端部が、薬液の液面に接触したことを高い精度で検出することができる。
【００３５】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明の薬液移動装置は、再生医療や創薬など細胞を用いた治療や検査が必要な領域で有用である。
【符号の説明】
【００３７】
１００  細胞培養装置
１１０  シリンジ部
１１１  エアーチューブ部
１１２  ピペットチップ
１１３  結合部
１２１  非交換フィルタ
１２２  交換フィルタ
１３０  ロボット部
【図１】
2017143813.tif 000003
【図２】
2017143813.tif 000004
【図３】
2017143813.tif 000005
【図４】
2017143813.tif 000006