(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を収容する２つの試料容器と、
該試料容器を支持し、これら２つの試料容器の中心位置に配置された軸線回りに回転される回転支持部と、
該回転支持部を前記軸線回りに回転させる駆動部と、
前記回転支持部の前記軸線に交差する方向の振動を検出する振動検出部と、
該振動検出部の検出方向に対する前記回転支持部の回転角を検出する回転角検出部と、
前記振動検出部により検出された前記回転支持部の振動と前記回転角検出部により検出された回転角との関係に基づいて、前記２つの試料容器間の試料量の大小を判断する試料量判断部と
を備える遠心分離機。
【請求項２】
前記試料量判断部が、前記回転支持部の回転角が１８０°異なる位置での前記回転支持部の振動の振幅を比較する請求項１に記載の遠心分離機。
【請求項３】
前記回転角検出部が、発光部と受光部とを有するフォトインタラプタと、前記回転支持部に設けられ、前記フォトインタラプタの光軸を前記回転支持部の１／２回転ごとに断続させる光遮断部とを備える請求項１または請求項２に記載の遠心分離機。
【請求項４】
前記試料量判断部が、前記回転支持部の基準回転角度位置を設定する設定手段と、前記回転支持部の振動の振幅がピークとなる時点の回転角度位置を検出する検出手段とを備える請求項１に記載の遠心分離機。
【請求項５】
前記回転角検出部が、発光部と受光部とを有するフォトインタラプタと、前記回転支持部に設けられ、前記フォトインタラプタの光軸を前記回転支持部の１回転ごとに断続させる光遮断部とを備える請求項１または請求項４に記載の遠心分離機。
【請求項６】
前記回転角検出部が、前記駆動部の駆動信号に基づいて前記回転支持部の回転角を検出する請求項１から請求項５のいずれかに記載の遠心分離機。
【請求項７】
前記振動検出部が、加速度センサである請求項１から請求項６のいずれかに記載の遠心分離機。
【請求項８】
前記振動検出部が、前記駆動部の前記回転支持部近傍に配置されている請求項１から請求項７のいずれかに記載の遠心分離機。
【請求項９】
生体細胞を含む生体組織を洗浄する洗浄部と、
該洗浄部により洗浄された生体組織を消化し、生体細胞を分離する消化部と、
該消化部により分離された生体細胞を濃縮する請求項１から請求項８のいずれかに記載の遠心分離機とを備える細胞処理装置。
【請求項１０】
２つの試料容器間の試料量の大小を表示する試料量表示部を備え、
前記試料量判断部が、前記２つの試料容器間の試料量が均等でないと判断した場合に、前記駆動部の作動を停止するとともに、前記試料量表示部に前記２つの試料容器間の試料量の大小を表示する請求項９に記載の細胞処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠心分離機および遠心分離機を用いた細胞処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、生体細胞を生体組織から取り出す装置では、生体組織を消化することにより分離した生体細胞を遠心分離機により遠心分離して濃縮している。遠心分離機では、遠心処理される生体細胞が試料として複数のチャンバに収容され、チャンバが所要の回転数で所要時間回転されることにより、試料の遠心処理が行われる。
【０００３】
この場合に、各チャンバ間において、収容する試料の量が均等に配分されていないと、チャンバを回転駆動する際に回転軸に異常振動が発生し、遠心分離機が破損する場合がある。このような問題を解消するために、各チャンバ間の試料の量に過大なアンバランスが生じている状態で回転軸が回転された場合に、モータの回転を停止させる技術が知られている。（特許文献１参照）。
特許文献１には、遠心分離機の回転軸に所定の間隔を介して囲む円筒体を配置し、過大振動により回転軸がこの円筒体にぶつかった場合に、その衝撃を検知してモータの回転を停止させる技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１４４９７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に開示されている手法では、回転軸に異常振動が生じた場合に、モータの回転を停止させることにより回転軸が折損することは防止できるものの、各チャンバ間の試料の量の大小については分からず、試料の量を均等にする補正を速やかに行うことができないという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、各チャンバ間の試料量の大小を判断して、試料の量を速やかに均等に補正することができ、回転軸をスムーズに回転させて試料の遠心分離を円滑に行うことができる遠心分離機および遠心分離機を用いた細胞処理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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、試料を収容する２つの試料容器と、該試料容器を支持し、これら２つの試料容器の中心位置に配置された軸線回りに回転される回転支持部と、該回転支持部を前記軸線回りに回転させる駆動部と、前記回転支持部の前記軸線に交差する方向の振動を検出する振動検出部と、該振動検出部の検出方向に対する前記回転支持部の回転角を検出する回転角検出部と、前記振動検出部により検出された前記回転支持部の振動と前記回転角検出部により検出された回転角との関係に基づいて、前記２つの試料容器間の試料量の大小を判断する試料量判断部とを備える遠心分離機を提供する。
【０００７】
本発明によれば、駆動部の作動により、２つの試料容器を支持する回転支持部が、その中心位置に配置された軸線回りに回転させられる。これにより、各試料容器に収容されている試料が、回転の半径方向外方に向かって回転数に応じた遠心力を受け、遠心分離が行われる。
【０００８】
この場合に、各試料容器に収容されている試料の量が異なると、２つの試料容器間の重量バランスが崩れるので、これらの試料容器を支持する回転支持部に周期的な振動が発生する。本発明によれば、振動検出部の作動により、回転支持部の軸線に交差する方向の振動が検出され、回転角検出部の作動により、振動検出部による振動の検出方向に対する回転支持部の回転角が検出される。
【０００９】
回転支持部の振動は周期的なので、試料量判断部の作動により、回転支持部の振動とこの振動の検出方向に対する回転角との関係、すなわち、どの回転角で振動の振幅にピークが発生するのかを判定することにより、２つの試料容器間の試料量の大小を容易に判断することができる。そして、この判断結果に基づいて２つの試料容器間の試料の量が均等になるように補正することにより、回転支持部をスムーズに回転させ、試料の遠心分離を円滑に行うことが可能となる。
【００１０】
上記発明においては、前記試料量判断部が、前記回転支持部の回転角が１８０°異なる位置での前記回転支持部の振動の振幅を比較することとしてもよい。
このように構成することで、回転支持部の１／２回転ごとに検出される回転支持部の振動の振幅に基づいて、振動の振幅のピークがいずれの検出時点に近いのかを容易に判断することができる。すなわち、回転支持部の周期的な振動は、１周期、つまり、回転支持部が１回転する間に振動の検出方向に１回の振幅のピークを有するが、そのピークそのものの検出を行うことなく、任意の１／２回転ごとの位置での検出信号の比較のみにより、簡易に２つの試料容器間の試料量の大小を判断することができる。
【００１１】
また、上記発明においては、前記回転角検出部が、発光部と受光部とを有するフォトインタラプタと、前記回転支持部に設けられ、前記フォトインタラプタの光軸を前記回転支持部の１／２回転ごとに断続させる光遮断部とを備えることとしてもよい。
【００１２】
このように構成することで、光遮断部の作動により、フォトインタラプタの光軸が回転支持部の１／２回転ごとに断続されるので、フォトインタラプタにより、回転支持部の回転を１／２回転ごとに検出することができる。したがって、回転支持部の１／２回転ごとの振動の振幅を簡易に検出することができる。
【００１３】
また、上記発明においては、前記試料量判断部が、前記回転支持部の基準回転角度位置を設定する設定手段と、前記回転支持部の振動の振幅がピークとなる時点の回転角度位置を検出する検出手段とを備えることとしてもよい。
【００１４】
このように構成することで、設定手段の作動により回転支持部の基準回転角度位置が設定され、検出手段により回転支持部の振動の振幅がピークとなる時点の回転角度位置が検出される。したがって、基準回転角度位置から振動の振幅がピークとなる時点までの回転支持部の回転角度を求めることができる。これにより、振動の振幅がピークとなる時点の回転角度位置が基準回転角度位置に近いか否かを判断することができる。その結果、２つの試料容器間の試料量の大小を判断することができる。
【００１５】
また、上記発明においては、前記回転角検出部が、発光部と受光部とを有するフォトインタラプタと、前記回転支持部に設けられ、前記フォトインタラプタの光軸を前記回転支持部の１回転ごとに断続させる光遮断部とを備えることとしてもよい。
【００１６】
このように構成することで、光遮断部の作動により、フォトインタラプタの光軸が回転支持部の１回転ごとに断続されるので、フォトインタラプタにより、回転支持部の回転を１回転ごとに検出することができる。したがって、回転支持部の基準回転角度位置を容易に設定することができる。
【００１７】
また、上記発明においては、前記回転角検出部が、前記駆動部の駆動信号に基づいて前記回転支持部の回転角を検出することとしてもよい。
このように構成することで、回転支持部の回転角が駆動部からの駆動信号に基づいて検出されるので、回転支持部の回転角を精度よく検出することができる。
【００１８】
また、上記発明においては、前記振動検出部が、加速度センサであることとしてもよい。
このように構成することで、加速度センサの作動により、回転支持部の振動の振幅に基づく加速度を検出することができる。
【００１９】
また、上記発明においては、前記振動検出部が、前記駆動部の前記回転支持部近傍に配置されていることとしてもよい。
このように構成することで、回転支持部の振動が振動検出部に伝わり易く、振動の検出を精度よく行うことができる。
【００２０】
本発明は、生体細胞を含む生体組織を洗浄する洗浄部と、該洗浄部により洗浄された生体組織を消化し、生体細胞を分離する消化部と、該消化部により分離された生体細胞を濃縮する上記本発明の遠心分離機とを備える細胞処理装置を提供する。
【００２１】
本発明によれば、２つの試料容器間の試料量を速やかに均等に補正可能な遠心分離機の採用により、細胞を生体組織から取り出して濃縮する細胞処理を、処理速度を向上して効率よく行うことが可能となる。
【００２２】
上記発明においては、２つの試料容器間の試料量の大小を表示する試料量表示部を備え、前記試料量判断部が、前記２つの試料容器間の試料量が均等でないと判断した場合に、前記駆動部の作動を停止するとともに、前記試料量表示部に前記２つの試料容器間の試料量の大小を表示することとしてもよい。
【００２３】
このように構成することで、２つの試料容器間の試料量が不均等の場合に、試料量表示部の作動により、これら２つの試料容器間の試料量の大小関係を簡易に認知することができる。また、駆動部が停止されることにより各試料容器が静止状態となるので、２つの試料容器間の試料の量を均等にする補正を手動で速やかに行うことができる。
【００２４】
また、上記発明の参考例に係る発明としては、前記試料量判断部により判断された前記２つの試料容器間の試料量の大小関係に基づき、前記試料容器間の試料量の調整を行う試料量調整部を備えることとしてもよい。
【００２５】
このように構成することで、２つの試料容器間の試料の量が不均等の場合に、試料量調整部の作動によりこれら試料容器間の試料量が調整されるので、２つの試料容器間の試料の量を均等にする補正を自動化することができる。したがって、遠心分離の自動化率を向上させ、生体細胞の濃縮を効率よく行うことができる。
【００２６】
また、上記発明の参考例に係る発明としては、前記試料量調整部が、前記試料容器に試料を供給する試料供給部、または、前記試料容器から試料を吸引する試料吸引部であることとしてもよい。
このように構成することで、試料供給部の作動により、試料量が少ない試料容器に試料を補給し、または、試料吸引部の作動により、試料量が多い試料容器から試料を吸引することで、２つの試料容器間の試料の量を速やかに均等に補正することができる。
【００２７】
また、上記発明の参考例に係る発明としては、前記試料量調整部が、前記２つの試料容器間の試料を移動させる試料移動部であることとしてもよい。
このように構成することで、試料移動部の作動により、試料を吸引除去する場合に比べて試料の損失を少なくすることができ、細胞処理の効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、２つの試料容器間の試料量の大小を判断して、試料の量を速やかに均等に補正することができ、回転支持部をスムーズに回転させて試料の遠心分離を円滑に行う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】
【００２９】
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係る細胞処理装置について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る細胞処理装置１は、図１に示すように、生体細胞を含む生体組織を洗浄する洗浄部３と、該洗浄部３により洗浄された生体組織を消化し、生体細胞を分離する消化部５と、該消化部５により分離された生体細胞を濃縮する遠心分離機１０とを備えている。
洗浄部３および消化部５としては、公知の装置を用いることができ、特に限定されるものではない。
【００３０】
遠心分離機１０は、試料となる生体細胞を収容するチャンバ（試料容器）１１Ａ，１１Ｂと、該チャンバ１１Ａ，１１Ｂを支持する回転軸（回転支持部）１３と、該回転軸１３を軸線回りに回転させるモータ（駆動部）１５と、回転軸１３の振動を検出する加速度センサ（振動検出部）１７と、回転軸１３の回転角を検出する回転角検出部１９と、チャンバ１１Ａ，１１Ｂ間の試料量の大小を判断する試料量判断部２１と、試料量の調整を行う試料供給部（試料量調整部）２３とを備えている。
【００３１】
チャンバ１１Ａ，１１Ｂは、有底円筒状に形成され、開口部が蓋部２５Ａ，２５Ｂにより締結されるようになっている。チャンバ１１Ａ，１１Ｂには、試料を供給するための試料供給路２７ａ，２７ｂがそれぞれ蓋部２５Ａ，２５Ｂを介して挿入されている。
また、チャンバ１１Ａ，１１Ｂは、互いの中心位置に軸線を有する回転軸１３に支持されて、分離槽２９に収容されている。
【００３２】
回転軸１３は、分離槽２９の下方に位置するモータ１５の駆動軸（図示略）に取り付けられている。回転軸１３は、鉛直に配置され、軸線方向の上側先端部が分離槽２９に挿入されている。この上側先端部は、Ｔ字状に形成され、チャンバ１１Ａ，１１Ｂを支持する腕部３１ａ，３１ｂを有している。すなわち、分離槽２９内において、回転軸１３のＴ字状に形成された一方の腕部３１ａがチャンバ１１Ａの蓋部２５Ａと連結され、他方の腕部３１ｂがチャンバ１１Ｂの蓋部２５Ｂと連結されている。
【００３３】
モータ１５は、回転軸１３を、軸線回りに回転させることにより、分離槽２９内において、回転軸１３の腕部３１ａ，３１ｂにより支持されるチャンバ１１Ａ，１１Ｂを回転軸１３の軸線回りに回転させるようになっている。
【００３４】
また、モータ１５は、取り付け板３３に載置され、取り付け板３３の下端に設置された取り付けダンパ３５を介して筐体３６に収容されている。ダンパ３５は、モータ１５が駆動されることにより発生する振動を吸収するようになっている。
【００３５】
回転角検出部１９は、分離槽２９とモータ１５との間に配置されている。回転角検出部１９は、回転軸１３に直接取り付けられたドグ（光遮断部）３７と、図示しない支柱に支持され、発光部と受光部（図示略）とを有するフォトインタラプタ３９とを備えている。
【００３６】
ドグ３７は、図２に示すような、ほぼ半円板状の部材であり、半円の中心部分に回転軸１３が取り付けられている。また、ドグ３７は、回転軸１３の軸線方向に直交するように配置され、回転軸１３とともにその軸線回りに回転させられるようになっている。
ドグ３７の取り付け方向は、回転軸１３の軸線方向から見て、直線部分が腕部３１ａ，３１ｂの長手方向に対して直交する方向を除き、任意の方向でよい。
【００３７】
フォトインタラプタ３９は、ドグ３７を板厚方向に挟んで対向する位置に発光部と受光部とを配置している。したがって、フォトインタラプタ３９は、半円板状のドグ３７が回転軸１３の軸線回りに１回転させられる間に、発光部と受光部との間の光軸を１／２回転ごとに遮断するのを利用して、回転軸１３の回転角を検出するようになっている。
フォトインタラプタ３９は、発光部の光を受光部により検出している間をＯＮ信号、発光部の光がドグ３７に遮られて検出できない間をＯＦＦ信号として、試料量判断部２１に出力するようになっている。
【００３８】
また、取り付け板３３には、モータ１５の近傍に加速度センサ１７が載置されている。加速度センサ１７は、取り付け板３３を介して伝達される回転軸１３の軸線に直交する方向の振動を加速度信号として検出し、試料量判断部２１に出力するようになっている。
なお、加速度センサ１７による振動の検出方向は、回転軸１３の軸線に交差する方向であれば、いずれの方向に設定してもよい。
【００３９】
試料量判断部２１は、上記フォトインタラプタ３９および加速度センサ１７と接続されている。試料量判断部２１は、フォトインタラプタ３９からのＯＮ／ＯＦＦ信号と、加速度センサ１７からの加速度信号とを受けて、これらＯＮ／ＯＦＦ信号と加速度信号との関係に基づいて、チャンバ１１Ａ，１１Ｂ間の試料量の大小を判断するようになっている。
【００４０】
具体的には、試料量判断部２１は、図３に示すように、加速度センサ１７からの加速度信号を記憶する第１のバッファ部４１と、フォトインタラプタ３９からのＯＮ／ＯＦＦ信号を記憶する第２のバッファ部４３と、前記ＯＮ信号の立ち上がり時の加速度信号Ｖ１をサンプルホールドする第１のサンプルホールド部４５と、前記ＯＦＦ信号の立ち上がり（ＯＮ信号の立ち下がり）時の加速度信号Ｖ２をサンプルホールドする第２のサンプルホールド部４７と、加速度信号Ｖ１と加速度信号Ｖ２との差分を求める演算部４９と、前記差分に基づいてモータ１５の駆動を制御する駆動制御部５１とを備えている。
【００４１】
駆動制御部５１は、演算部４９による演算結果に基づいて、チャンバ１１Ａ，１１Ｂ間の試料量の大小を判断するとともに、試料量の差が規定値以内か否かを検出するようになっている。そして、駆動制御部５１は、試料量の差が規定値内である場合には、回転数を上げる信号をモータ１５へ出力する一方、試料量の差が規定値外である場合には、モータ１５の回転数を維持するとともに、試料供給部２３に試料補給信号を出力するようになっている。
【００４２】
試料供給部２３は、駆動制御部５１から出力された試料補給信号に基づいて、試料供給路２７ａを介してチャンバ１１Ａに試料を補給し、あるいは、試料供給路２７ｂを介してチャンバ１１Ｂに試料を補給するようになっている。
【００４３】
次に、上述した本実施形態に係る細胞処理装置１の動作について説明する。
生体細胞を含む生体組織は、まず、洗浄部３において洗浄され、消化部５へと送られる。続いて、消化部５において、洗浄後の生体組織が消化されて生体細胞が分離される。分離された生体細胞は、遠心分離機１０へと送られて、遠心処理されることにより濃縮される。
【００４４】
遠心分離機１０の動作について詳細に説明する。
濃縮される生体細胞は、遠心分離機１０の試料供給部２３に送られ、試料供給路２７ａ，２７ｂを介して、試料としてチャンバ１１Ａ，１１Ｂにそれぞれ供給される。続いて、モータ１５が作動されることにより、回転軸１３が軸線回りに回転させられ、チャンバ１１Ａ，１１Ｂがその軸線回りに回転させられる。これにより、チャンバ１１Ａ，１１Ｂに収容されている試料が、回転の半径方向外方に向かって回転数に応じた遠心力を受けて遠心分離が行われる。
【００４５】
本実施形態に係る遠心分離機１０によれば、回転軸１３が回転させられると、回転角検出部１９の作動により、１／２回転ごとに交互にＯＮ／ＯＦＦするＯＮ／ＯＦＦ信号が発生する。
また、試料供給量２３から供給されるチャンバ１１Ａ，１１Ｂ間の試料の量が均等に配分されていないと、チャンバ１１Ａ，１１Ｂ間の重量バランスが崩れる。そのため、チャンバ１１Ａ，１１Ｂ間の試料量のアンバランスの程度に応じてチャンバ１１Ａ，１１Ｂを支持する回転軸１３に周期的な振動が発生する。
【００４６】
回転軸１３に発生した振動は、加速度センサ１７の作動により検出される。そして、回転角検出部１９の作動により、加速度センサ１７による振動の検出方向に対する回転軸１３の回転角が検出される。
【００４７】
具体的には、加速度センサ１７により、回転軸１３の軸線に交差する方向の振動が検出され（図６において、ステップＡ１参照）、振動の振幅に基づく加速度信号が試料量判断部２１へ出力される。上述したように回転軸１３の振動は周期的なので、加速度信号は、図４および図５に示すような正弦波となる。
【００４８】
また、半円板状に形成されたドグ３７が、回転軸１３とともに軸線回りに回転することにより、フォトインタラプタ３９の発光部と受光部との間の光軸が、回転軸１３の１／２回転間隔で断続される。これにより、回転軸１３の回転が１／２回ごとに検出される（図６において、ステップＡ２参照）。そして、フォトインタラプタ３９から、図４および図５に示すような１８０°間隔で切替わる矩形波のＯＮ／ＯＦＦ信号が試料量判断部２１へ出力される。
【００４９】
試料量判断部２１においては、図３に示すように、加速度センサ１７から出力された加速度信号が第１のバッファ部４１に記憶され、フォトインタラプタ３９から出力されたＯＮ／ＯＦＦ信号が第２のバッファ部４３に記憶される。
第１のバッファ部４１に記憶された加速度信号のうち、第２のバッファ部４３に記憶されたＯＮ／ＯＦＦ信号の立ち上がり時の加速度信号Ｖ１が第１のサンプルホールド部４５にサンプルホールドされ、第２のバッファ部４３に記憶されたＯＮ／ＯＦＦ信号の立ち下がり時の加速度信号Ｖ２が、第２のサンプルホールド部４７にサンプルホールドされる。
【００５０】
これら加速度信号Ｖ１および加速度信号Ｖ２は、それぞれ演算部４９に出力される。演算部４９においては、加速度信号Ｖ１と加速度信号Ｖ２との差分が求められ、演算結果が駆動制御部５１へ出力される。
駆動制御部５１においては、演算結果に基づいて、ＯＮ／ＯＦＦ信号の立ち上がり時と立ち下がり時のいずれの検出時点の加速度信号Ｖ１，Ｖ２が、回転軸１３の振動の振幅のピークに近いかが判断される。
【００５１】
例えば、図４示す例では、加速度信号Ｖ１より加速度信号Ｖ２の方が大きく、回転軸１３の振動の振幅のピークは、ＯＮ／ＯＦＦ信号の立ち下がり時に近いことが分かる。この場合、半円板状のドグ３７が取り付けられている側に配置されているチャンバ１１Ａあるいはチャンバ１１Ｂの試料量が大きいと判断される。
【００５２】
また、図５に示す例では、加速度信号Ｖ１の方が加速度信号Ｖ２より大きく、回転軸１３の振動の振幅のピークは、ＯＮ／ＯＦＦ信号の立ち上がり時に近いことが分かる。この場合、半円板状のドグ３７が取り付けられていない側に配置されているチャンバ１１Ａあるいはチャンバ１１Ｂの試料量が大きいと判断される。
【００５３】
このようにして、駆動制御部５１において、チャンバ１１Ａ，１１Ｂ間の試料量の大小が判断される。また、駆動制御部５１においては、演算部４９による演算結果に基づいて、試料量の差が所定の規定値以内か否かを判断される（図６において、ステップＡ４参照）。
【００５４】
チャンバ１１Ａ，１１Ｂ間の試料差が所定の規定値内と判断されると、駆動制御部５１から回転数を上げる信号がモータ１５に送られて、遠心分離が継続して行われる（図６において、ステップＡ５参照）。また、試料差が所定の規定値外と判断されると、モータ１５の回転数が維持されるとともに、試料量の少ないチャンバ１１Ａあるいはチャンバ１１Ｂに試料を補給するための試料補給信号が試料供給部２３に出力される。
【００５５】
試料供給部２３においては、駆動制御部５１から出力される試料補給信号に基づいて、試料供給路２７ａを介してチャンバ１１Ａに、あるいは、試料供給路２７ｂを介してチャンバ１１Ｂに試料が補給される（図６において、ステップＡ６参照）。
そして、チャンバ１１Ａ，１１Ｂ間の試料量の差が所定の規定値内になるように、ステップＡ１からステップＡ４の動作が繰り返される。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態に係る細胞処理装置１によれば、回転軸１３の周期的な振動に基づく加速度信号と、回転軸１３の１／２回転ごとに切替わるＯＮ／ＯＦＦ信号との関係に基づいて、チャンバ１１Ａ，１１Ｂ間の試料量の大小を判断することができる。そして、この判断結果に基づいてチャンバ１１Ａ，１１Ｂ間の試料の量が均等になるように補正することにより、回転軸１３をスムーズに回転させ、試料の遠心分離を円滑に行うことが可能となる。
また、チャンバ１１Ａ，１１Ｂ間の試料量を均等にする補正を自動化することができ、遠心分離の自動化率を向上させて、生体細胞の濃縮効率を向上させることができる。
【００５７】
なお、本実施形態においては、試料供給部２３を採用して、試料量の小さいチャンバ１１Ａあるいはチャンバ１１Ｂに試料を補給することを例示して説明したが、これに代えて、例えば、試料量の大きいチャンバ１１Ａあるいはチャンバ１１Ｂから試料を吸引する試料吸引部を採用することとしてもよい。また、例えば、チャンバ１１Ａ，１１Ｂ間で試料を移動させる試料移動部を採用することとしてもよい。
【００５８】
さらに、本実施形態は、以下のように変形することができる。
例えば、細胞処理装置の遠心分離機が、図７に示すように、チャンバ１１Ａ，１１Ｂ間の試料量の大小関係を表示する試料量表示部５３を備え、試料量判断部２１が、チャンバ１１Ａ，１１Ｂ間の試料量が均等でないと判断した場合に、モータ１５の駆動を停止することとしてもよい。
【００５９】
この場合、図８のフローチャートに示すように、加速度センサ１７により回転軸１３の振動が検出され（ステップＢ１参照）、回転角検出部１９により回転軸１３の回転角が検出される（ステップＢ２参照）。そして、駆動制御部５１においてチャンバ１１Ａ，１１Ｂ間の試料量の差が検知される（ステップＢ３参照）。試料量判断部２１の駆動制御部５１の作動により、チャンバ１１Ａ，１１Ｂ間の試料量の大小が判断されると、モータ１５に駆動停止信号が送られて駆動が停止されるとともに（ステップＢ４参照）、試料量表示部５３に試料量の大小を示す信号が送られて、チャンバ１１Ａ，１１Ｂ間の試料量の大小関係が表示される（ステップＢ５参照）。
【００６０】
このようにすることで、チャンバ１１Ａ，１１Ｂ間の試料量が不均等の場合に、試料量表示部５３に表示されるチャンバ１１Ａ，１１Ｂ間の試料量の大小関係により、ユーザーは、どちらの試料量が大きいのかを簡易に認識することができる。
また、モータ１５の駆動が停止されることによりチャンバ１１Ａ，１１Ｂが静止状態となるので、チャンバ１１Ａ，１１Ｂ間の試料の量を均等にする補正を手動により速やかに行うことができる。
【００６１】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態に係る細胞処理装置について、図９〜図１２を参照して説明する。
本実施形態に係る細胞処理装置は、図９および図１０に示すように、遠心分離機６０の回転角検出部６１の構成および試料量判断部６３の構成において第１の実施形態と異なる。
以下、第１の実施形態に係る細胞処理装置１と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
【００６２】
遠心分離機６０の回転角検出部６１は、第１の実施形態のほぼ半円板状に形成されたドグ３７に代えて、図９に示すような、ほぼ円板状に形成されたドグ６５を備えている。
ドグ６５は、その中心に回転軸１３を貫通させて、回転軸１３に固定されている。また、ドグ６５には、厚さ方向に貫通する孔（光遮断部）６７が１ヶ所設けられている。
【００６３】
ドグ６５の孔６７は、フォトインタラプタ３９の光軸が配置されている半径方向位置に設けられている。これにより、回転軸１３が回転してドグ６５の孔６７がフォトインタラプタ３９の光軸に一致する回転角度の位置に配置されたときに、フォトインタラプタ３９の発光部から発光された光が受光部により検出され、ＯＮ信号を出力するようになっている。
【００６４】
試料量判断部６３は、図１０に示すように、フォトインタラプタ３９からのＯＮ／ＯＦＦ信号を受けて、回転軸１３が１回転する間の時間を計測するタイマ（設定手段）６９と、加速度センサ１７からの加速度信号を保持して逐次比較することにより、加速度信号の振幅のピーク時を検出するピーク時検出部（検出手段）７１と、該ピーク時検出部７１により検出されるピーク時と前記フォトインタラプタ３９から定期的に出力されるＯＮ／ＯＦＦ信号との相対関係を検出するタイミング検出部７３とを備えている。
【００６５】
フォトインタラプタ６７の作動により、図１１および図１２に示すような回転軸１３が軸線回りに１回転する間に１パルスを出力する矩形波のＯＮ／ＯＦＦ信号が試料量判断部６３へ出力されるようになっている。
試料量判断部６３においては、フォトインタラプタ６７から出力されたＯＮ／ＯＦＦ信号がタイマ６９に入力され、加速度信号１７からの加速度信号がピーク時検出部７１に入力されるようになっている。
【００６６】
タイマ６９においては、フォトインタラプタ６７からのＯＮ／ＯＦＦ信号の立ち上がりをトリガとして計時を開始し、次のＯＮ／ＯＦＦ信号の立ち上がりをトリガとして計時を終了するようになっている。そして、ＯＮ／ＯＦＦ信号の計時の開始時刻（このときの時間信号を「第１の立ち上がり信号Ｋ０」とする。）が基準回転角度位置として設定され、計時が開始されてから終了するまでの時間信号が逐次タイミング検出部７３に出力されるようになっている。
【００６７】
ピーク時検出部７１においては、加速度センサ１７からの加速度信号の振幅のピークが検出されると、ピーク時検出信号がタイミング検出部７３に出力される。
タイミング検出部７３においては、ピーク時検出部７１からの検出信号を受けると、その時点におけるタイマ６９からのピーク時信号Ｋ１をピーク時刻として保持する。また、タイミング検出部７３は、次回のＯＮ／ＯＦＦ信号の立ち上がりが入力された時点の時刻の第２の立ち上がり信号Ｋ２を受け取るようになっている。
【００６８】
これら、ピーク時信号Ｋ１および第２の立ち上がり信号Ｋ２は、ＯＮ／ＯＦＦ信号の第１の立ち上がり信号Ｋ０を基準として計時されたものである。したがって、第１の立ち上がり信号Ｋ０からピーク時信号Ｋ１までの時間Ｔ１は、基準回転角度位置から振動の振幅がピークとなる時点までの回転軸１３の回転角度を間接的に表していることになる。また、第１の立ち上がり信号Ｋ０から第２の立ち上がり信号Ｋ２までの時間Ｔ２は、回転軸１３の１回転の角度３６０°を間接的に表していることになる。
【００６９】
そこで、タイミング検出部７３においては、（Ｔ１／Ｔ２）×３６０（°）の演算が行われて、回転軸１３の振動の振幅がピークとなる回転角度位置が算出される。この演算結果は、駆動制御部５１に出力されて、回転軸１３の振動の振幅がピークとなる時点の回転角度位置が基準回転角度位置に近いか否かが判断される。
【００７０】
例えば、図１１示す例では、第１の立ち上がり信号Ｋ０からピーク時信号Ｋ１までの時間Ｔ１が、第１の立ち上がり信号Ｋ０から第２の立ち上がり信号Ｋ２までの時間Ｔ２に対して短く、（Ｔ１／Ｔ２）×３６０（°）の演算結果が１８０（°）より小さいことが分かる。すなわち、回転軸１３の振動の振幅がピークとなる時点の回転角度位置が基準回転角度位置に近いことが分かる。
この場合、回転軸１３の軸線方向から見て、ドグ６５の回転方向に孔６７が設けられている側に配置されたチャンバ１１Ａあるいはチャンバ１１Ｂの試料量が大きいと判断される。
【００７１】
また、図１２に示す例では、第１の立ち上がり信号Ｋ０からピーク時信号Ｋ１までの時間Ｔ１が、第１の立ち上がり信号Ｋ０から第２の立ち上がり信号Ｋ２までの時間Ｔ２に対して長く、（Ｔ１／Ｔ２）×３６０（°）の演算結果が１８０（°）より大きいことが分かる。すなわち、回転軸１３の振動の振幅がピークとなる時点の回転角度位置が基準回転角度位置から離れていることが分かる。
この場合、回転軸１３の軸線方向から見て、ドグ６５の回転方向と反対側に孔６７が設けられている側のチャンバ１１Ａあるいはチャンバ１１Ｂの試料量が大きいと判断される。
【００７２】
以上説明したように、本実施形態に係る細胞処理装置によれば、回転軸１３の周期的な振動に基づく加速度信号と、回転軸１３の１回転間隔で検出されるＯＮ／ＯＦＦ信号との関係に基づいて、チャンバ１１Ａ，１１Ｂ間の試料量の大小を判断することができる。そして、この判断結果に基づいて、チャンバ１１Ａ，１１Ｂ間の試料の量が均等になるように補正することにより、回転軸１３をスムーズに回転させ、試料の遠心分離を円滑に行うことが可能となる。
【００７３】
なお、本実施形態においては、回転角検出部６１として、ほぼ円板状に形成されたドグ６５を例示して説明したが、回転軸１３が軸線回りに１回転するうちの１点を検出することができればよく、例えば、回転軸１３に軸線方向に直交する光遮断棒を設けることとし、該光遮断棒が回転軸１３ともに軸線回りに回転することにより、フォトインタラプタ６７の光軸が遮断される時をＯＦＦ信号とするＯＮ／ＯＦＦ信号を出力することとしてもよい。このようにすることで、ＯＦＦ信号時の回転角度の位置を基準回転角度位置とすることができる。
【００７４】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、第１の実施形態および第２の実施形態においては、回転角検出部１９，６１として、ドグ３７，６５とフォトインタラプタ３９により回転軸１３の回転角を検出することを例示して説明したが、これに代えて、モータ１５に備えられたエンコーダ等からの回転角度信号を直接利用することとしてもよい。
【００７５】
また、例えば、加速度センサ１７により、回転軸１３の振動の振幅に基づく加速度を検出することを例示して説明したが、これに代えて、光学式の変位センサを採用することとし、回転軸１３の振動の変位を検出することとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る細胞処理装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１の回転角検出部を回転軸の軸線方向から見た図である。
【図３】図１の試料量判断部の概略構成を示すブロック図である。
【図４】図１の試料量判断部に入力される加速度信号とＯＮ／ＯＦＦ信号の位相関係を示した図である。
【図５】図１の試料量判断部に入力される加速度信号とＯＮ／ＯＦＦ信号の別の位相関係を示した図である。
【図６】図１の遠心分離機の遠心処理工程を示すフローチャート図である。
【図７】第１の実施形態の変形例に係る細胞処理装置の遠心分離機の概略構成を示すブロック図である。
【図８】図７の遠心分離機の遠心分離工程を示すフローチャート図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る細胞処理装置の遠心分離機の回転角検出部を回転軸の軸線方向から見た図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る細胞処理装置の遠心分離機の試料量判断部の概略構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る細胞処理装置の試料量判断部に入力される加速度信号とＯＮ／ＯＦＦ信号の別の位相関係を示した図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る細胞処理装置の試料量判断部に入力される加速度信号とＯＮ／ＯＦＦ信号の別の位相関係を示した図である。
【符号の説明】
【００７７】
１  細胞処理装置
１０  遠心分離機
１１Ａ，１１Ｂ  チャンバ（試料容器）
１３  回転軸（回転支持部）
１５  モータ（駆動部）
１７  加速度センサ（振動検出部）
１９  回転角検出部
２１  試料量判断部
【図１】
0004850143.tif 000002
【図２】
0004850143.tif 000003
【図３】
0004850143.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
0004850143.tif 000007
【図７】
0004850143.tif 000008
【図８】
0004850143.tif 000009
【図９】
0004850143.tif 000010
【図１０】
0004850143.tif 000011
【図１１】
0004850143.tif 000012
【図１２】
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