(57)【要約】【課題】コンタミネーションの原因物質の拡散を防止する。【解決手段】培養観察装置１２のインキュベータ部２１の内部空間は、細胞の培養に適した環境に維持されている培養環境とされている。容器観察部６２および顕微観察部６４は、あらかじめ設定されているスケジュールに従って、培養環境内で培養されている細胞を観察し、容器観察部６２および顕微観察部６４により撮像された画像を画像処理部９５が画像処理した結果に基づいて、制御部９６は、コンタミネーションが発生しているか否かを判定する。そして、制御部９６が、コンタミネーションが発生していると判定した場合、培養環境内が滅菌される。本発明は、例えば、細胞培養装置に適用できる。【選択図】図３
2009100669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞の培養に適した環境に維持されている培養環境内で、前記細胞を培養する細胞培養装置において、
あらかじめ設定されているスケジュールに従って、前記培養環境内で培養されている細胞を観察する観察手段と、
前記観察手段による観察結果に基づいて、前記細胞にコンタミネーションが発生しているか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により、前記細胞にコンタミネーションが発生していると判定された場合、前記培養環境内を滅菌する滅菌手段と
を備えることを特徴とする細胞培養装置。
【請求項２】
前記培養環境と外部とを隔てる扉と、
前記判定手段により、前記細胞にコンタミネーションが発生していると判定された場合、前記扉の開放を禁止する扉ロック手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の細胞培養装置。
【請求項３】
前記判定手段により、前記細胞にコンタミネーションが発生していると判定された場合、前記培養環境内を滅菌する処理を行う旨を警告する警告手段をさらに備え、
前記滅菌手段は、前記警告手段による警告に対し、滅菌する処理が行われることを了解する操作が行われたときに、前記培養環境内の滅菌を開始する
ことを特徴とする請求項１に記載の細胞培養装置。
【請求項４】
細胞の培養に適した環境に維持されている培養環境内で、前記細胞を培養する細胞培養方法において、
あらかじめ設定されているスケジュールに従って、前記培養環境内で培養されている細胞を観察し、
観察結果に基づいて、前記細胞にコンタミネーションが発生しているか否かを判定し、
前記細胞にコンタミネーションが発生していると判定された場合、前記培養環境内を滅菌する
ステップを含むことを特徴とする細胞培養方法。
【請求項５】
細胞の培養に適した環境に維持されている培養環境内で、前記細胞を培養する細胞培養装置を制御するコンピュータに実行させるプログラムにおいて、
あらかじめ設定されているスケジュールに従って、前記培養環境内で培養されている細胞を観察し、
観察結果に基づいて、前記細胞にコンタミネーションが発生しているか否かを判定し、
前記細胞にコンタミネーションが発生していると判定された場合、前記培養環境内を滅菌する
ステップを含むことを特徴とする処理をコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞培養装置および細胞培養方法、並びにプログラムに関し、特に、コンタミネーションの原因物質の拡散を防止することができるようにした細胞培養装置および細胞培養方法、並びにプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、培養装置は、細胞を培養するための密閉空間であるインキュベータや、細胞を観察する顕微鏡、無菌状態で培地を交換する作業を行うためのクリーンベンチなどを備えている。インキュベータの内部は、細胞を培養するのに適した環境に維持されるように、温度や、湿度、二酸化炭素濃度などが制御されている。
【０００３】
一般に、インキュベータや、顕微鏡、クリーンベンチなどを運用する際の動作シーケンスによって、細胞培養の効率性や安定性が大きく変化することが知られており、培養装置で細胞を培養する上で、これらの動作シーケンスが重要なものとなる。即ち、特定の動作シーケンスの下で細胞を培養することで、細胞を効率的かつ安定的に培養することができ、例えば、細胞の増殖において、その増殖率や細胞培養領域の占有率を的確に予想することができる。
【０００４】
また、細胞培養においては、コンタミネーションが発生してしまうこと、即ち、雑菌が培養中の細胞の培地に混入して増殖してしまい、培養環境が偶発的に悪化してしまうことがある。コンタミネーションが発生すると、操作者がインキュベータの内部を滅菌しなければならず、細胞培養を安定的かつ効率的に行うためには、コンタミネーションの発生を抑制するように、培養装置を運用することが必要である。
【０００５】
また、培養装置で培養中の細胞にコンタミネーションが発生し、インキュベータの内部を滅菌する際に、インキュベータを安易に開放すると、そのコンタミネーションの原因物質が周囲に拡散してしまう。そして、コンタミネーションの原因物質が拡散することで、培養装置の周囲にある培養対象物や操作者などに対して、二重コンタミネーションが発生することがある。
【０００６】
ここで、特許文献１には、細胞の一部を新しい培地に移し、再び培養する継代培養に伴う作業の作業性を向上させることができる培養装置が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１６１９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、従来の培養装置では、培養中の細胞にコンタミネーションが発生すると、その原因物質が周囲に拡散することがあった。
【０００９】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、コンタミネーションの原因物質の拡散を防止することができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の細胞培養装置は、細胞の培養に適した環境に維持されている培養環境内で、前記細胞を培養する細胞培養装置であって、あらかじめ設定されているスケジュールに従って、前記培養環境内で培養されている細胞を観察する観察手段と、前記観察手段による観察結果に基づいて、前記細胞にコンタミネーションが発生しているか否かを判定する判定手段と、前記判定手段により、前記細胞にコンタミネーションが発生していると判定された場合、前記培養環境内を滅菌する滅菌手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の細胞培養方法またはプログラムは、細胞の培養に適した環境に維持されている培養環境内で、前記細胞を培養する細胞培養方法、または、細胞の培養に適した環境に維持されている培養環境内で、前記細胞を培養する細胞培養装置を制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、あらかじめ設定されているスケジュールに従って、前記培養環境内で培養されている細胞を観察し、観察結果に基づいて、前記細胞にコンタミネーションが発生しているか否かを判定し、前記細胞にコンタミネーションが発生していると判定された場合、前記培養環境内を滅菌するステップを含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明の細胞培養装置および細胞培養方法、並びにプログラムにおいては、あらかじめ設定されているスケジュールに従って、培養環境内で培養されている細胞が観察される。そして、その観察結果に基づいて、細胞にコンタミネーションが発生しているか否かが判定され、細胞にコンタミネーションが発生していると判定された場合、培養環境内が滅菌される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の細胞培養装置および細胞培養方法、並びにプログラムによれば、コンタミネーションの原因物質の拡散を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明を適用した培養装置の一実施の形態の構成例を示す外観図である。
【００１６】
図１において、細胞培養装置１１は、培養観察装置１２と滅菌装置１３とを備え、培養観察装置１２と滅菌装置１３とが、通信ケーブル１４、並びに、２本のガスホース１５および１６で接続されて構成されている。
【００１７】
培養観察装置１２は、細胞を培養する環境に保持されるインキュベータ部２１、および細胞培養装置１１を制御するための制御部や、細胞を観察するための撮像部などが収納される架台部２２から構成される。
【００１８】
インキュベータ部２１では、筐体２３と扉２４とにより密閉された内部空間が、細胞を培養するのに適した環境に維持され、扉２４が、筐体２３に対して開閉自在に取り付けられている。
【００１９】
インキュベータ部２１は、細胞の培養に適した環境となるように、その内部の温度および湿度を制御することができるように構成されており、インキュベータ部２１の内部は、温度および湿度が一定に維持されている。また、インキュベータ部２１の内部は、各種の気体（例えば、二酸化炭素や酸素などの細胞培養時に必要とされるもの）のうちの、少なくとも１種の気体の濃度を制御することができるように構成されており、インキュベータ部２１の内部は、その気体の濃度が一定に維持されている。
【００２０】
また、インキュベータ部２１の筐体２３には、通信ケーブル１４が接続される通信コネクタ２５、ガスホース１５が接続される流入ポート２６、ガスホース１６が接続される流出ポート２７が設けられている。
【００２１】
インキュベータ部２１の扉２４には、細胞培養装置１１の操作に用いられる操作パネル２８が設けられている。
【００２２】
操作パネル２８は、例えば、操作者がその表面を触れる（タッチする）ことにより操作されるタッチパネルであり、その表示部に、所定の間隔で細胞を撮像するスケジュールを設定するスケジュール設定画面や、撮像倍率や撮像ポイントなどの撮像条件を設定する撮像条件設定画面などのGUI（Graphical User Interface）を表示する。また、操作パネル２８には、インキュベータ部２１の内部で培養されている細胞の画像が表示される。
【００２３】
架台部２２は、筐体３１と扉３２および３３とから構成されており、扉３２および３３が、筐体３１に対して開閉自在に取り付けられている。
【００２４】
滅菌装置１３には、通信ケーブル１４が接続される通信コネクタ４１、ガスホース１５が接続される流出ポート４２、および、ガスホース１６が接続される流入ポート４３が設けられている。また、滅菌装置１３は、ボンベ４４および制御部４５を収納している。ボンベ４４には、滅菌ガスが充填されており、制御部４５は、通信ケーブル１４を介して培養観察装置１２との通信を行い、培養観察装置１２への滅菌ガスの供給を制御する。
【００２５】
次に、図２を参照して、図１の培養観察装置１２の構成について説明する。
【００２６】
図２Ａは、インキュベータ部２１の扉２４、並びに、架台部２２の扉３２および３３を外した状態の培養観察装置１２の正面図であり、図２Ｂは、正面図の矢印Ａ−Ａ方向から見た培養観察装置１２の断面図である。
【００２７】
培養観察装置１２は、培養容器５１に収容されている細胞を培養し、その細胞の培養過程を観察することができ、培養観察装置１２の内部には、観察ユニット５２、ストッカ部５３、搬送部５４、およびコントロールユニット５５が設けられている。
【００２８】
観察ユニット５２は、ステージ６１、容器観察部６２、照明部６３、顕微観察部６４、および照明部６５から構成されており、ステージ６１、容器観察部６２、および照明部６３は、インキュベータ部２１の内部に設けられ、顕微観察部６４、および照明部６５は、架台部２２の内部に設けられている。
【００２９】
ステージ６１は、その上に載置される培養容器５１への下方からの光が透過することができるように、少なくとも一部が透明な部材で構成されている。
【００３０】
容器観察部６２は、ステージ６１上の培養容器５１の上方に設けられており、培養容器５１の上方からの広範囲な視野による観察（バードビュー観察）を行う。
【００３１】
照明部６３は、容器観察部６２および顕微観察部６４が観察を行うための照明を、ステージ６１上の培養容器５１の上方から照射する。照明部６３としては、例えば、白色LED（Light Emitting Diode：発光ダイオード）やハロゲンランプなどが用いられる。
【００３２】
顕微観察部６４は、ステージ６１上の培養容器５１の下方から、培養容器５１内の細胞の一部を拡大して、顕微観察を行う。例えば、顕微観察部６４は、照明部６３から培養容器５１に照射される光が、培養容器５１内の細胞を透過し、その透過光による位相差画像を撮像する。また、顕微観察部６４は、照明部６５から培養容器５１に照射される励起光により培養容器５１内の細胞に含まれる蛍光物質が蛍光する光による蛍光画像を撮像し、観察の対象とされている細胞に既に導入されている蛍光タンパク質の発現度合いをチェックする。
【００３３】
照明部６５は、顕微観察部６４による蛍光観察時において、ステージ６１上の培養容器５１内の細胞に含まれる蛍光物質を励起させる波長の励起光を照射する励起光光源と、容器観察部６２によるバードビュー観察時において、バックライトを照射するバックライト光源とを有しており、それぞれの観察に応じて、培養容器５１の下方から光を照射する。照明部６５の励起光光源としては、所定の色の励起光を発光するLEDが用いられ、例えば、培養容器５１で培養されている細胞に含まれる蛍光物質に応じて、440〜460ｎｍの励起光、460〜490ｎｍの励起光、または520〜550ｎｍの励起光を発光する。
【００３４】
ストッカ部５３は、細胞が入れられる培養容器５１を複数収納する。ストッカ部５３には、図２に示すように、培養容器５１を載置する棚が、縦方向に複数設けられており、各々の棚は、その奥行き方向に、培養容器５１を複数載置することができる。
【００３５】
また、ストッカ部５３の最下段には、ストッカ部５３に収納される培養容器５１を搬入出するための搬入出台７３が設けられており、搬入出台７３付近のインキュベータ部２１の筐体２３の壁面には、搬入出口７１が設けられている。また、搬入出口７１の外部側の開口部は、扉７２により開閉可能とされている。
【００３６】
操作者は、搬入出台７３を利用して、外部から培養容器５１を搬入したり、インキュベータ部２１内にある培養容器５１を搬出したりすることができる。例えば、搬入出台７３は、搬入出口７１内を、手動機構または電動機構により移動することができるように構成されており、操作者は、扉７２付近に搬入出台７３を移動させて、搬入出台７３に培養容器５１を載置し、搬入出台７３をストッカ部５３に移動させて、ストッカ部５３に収納させることができる。また、搬入出台７３には、培養容器５１の搬入出に用いられる運搬容器を設けることができる。
【００３７】
また、インキュベータ部２１には、培養容器５１を搬入出する際に、培養容器５１が搬入出されたか否かを確認するためのセンサや、培養容器５１の搬入出を効率的に行うための引き出し機構、この引き出し機構の位置を確認するためのセンサなどを設けることができる。さらに、ストッカ部５３にも、培養容器５１を収納する各収納領域に、培養容器５１の有無や位置などを確認するためのセンサや、培養容器５１を適正な位置に固定するためのロック機構を設けることができる。
【００３８】
操作者は、オペレーション時に、これらのセンサからの情報を用いて、動作シーケンスを決定することができる。
【００３９】
搬送部５４は、培養容器５１を支持する支持部５４Ａを有し、コントロールユニット５５の制御に従って、観察の対象となる培養容器５１を支持部５４Ａが支持して、ストッカ部５３から観察ユニット５２のステージ６１上に搬送する。また、搬送部５４は、搬入出台７３を利用してインキュベータ部２１に搬入された培養容器５１を、観察ユニット５２のステージ６１またはストッカ部５３の収納領域に搬送する。
【００４０】
コントロールユニット５５は、培養観察装置１２の各部を制御する。コントロールユニット５５は、例えば、所定の培養容器５１のスケジュールに従って、その培養容器５１の観察が行われるように、搬送部５４を制御して、培養容器５１を搬送させ、観察ユニット５２を制御して、培養容器５１の画像を撮像する。
【００４１】
また、コントロールユニット５５は、各種の作業（例えば、計測作業や、培地交換作業、継代設定作業など）に必要な所要時間を培養計画に基づいて作成し、各種の作業を効率的に実施可能とするためにスケジュールの調整を行うスケジュール手段としての機能を有する。そして、コントロールユニット５５は、操作パネル２８（図１）にスケジュールを表示させたり、電子メールにて他の装置にスケジュールを送信したりすることにより、操作者にスケジュールを通知する。
【００４２】
また、コントロールユニット５５は、細胞培養装置１１が備える細胞培養手段（図示せず）を制御し、細胞の培養に必要な継代操作や培地交換などを行わせ、例えば、栄養要求が足りなければ培地を交換し、占有面積が多くなれば継代を実施することができる。また、コントロールユニット５５は、細胞培養装置１１が備える認識手段により、培養容器５１の情報や、培養容器５１において培養されている細胞の情報を認識することができる。
【００４３】
次に、図３は、図１の培養観察装置１２の構成例を示すブロック図である。
【００４４】
培養観察装置１２において、扉ロック部８１、温度調整部８２、噴霧部８３、ガス導入部８４、環境センサ部８５、容器搬入出機構８６、および容器搬送機構８７は、インキュベータ部２１内に設けられており、バスやケーブルなどの通信媒体を介して、制御部９６にそれぞれ接続されている。また、入力部９１、出力部９２、記憶部９３、通信部９４、画像処理部９５、および制御部９６は、架台部２２内に設けられており、コントロールユニット５５を構成する。
【００４５】
また、図２を参照して説明したように、容器観察部６２および照明部６３は、インキュベータ部２１内に設けられ、顕微観察部６４および照明部６５は、架台部２２内に設けられており、制御部９６にそれぞれ接続されている。
【００４６】
扉ロック部８１は、インキュベータ部２１の扉２４（図１）の開閉を検知するセンサ、および制御部９６の制御に従い、インキュベータ部２１の扉２４による閉鎖を電磁力によりロックするロック機構を備えている。そして、扉ロック部８１は、インキュベータ部２１の扉２４の開閉状況を制御部９６に通知し、インキュベータ部２１の扉２４が開放されないようにロックする。
【００４７】
温度調整部８２は、例えば、ペルチェ素子を利用して温度調整を行う。即ち、インキュベータ部２１の筐体２３および扉２４の各壁面には、複数のペルチェ素子が内蔵されており、温度調整部８２は、制御部９６の制御に従い、ペルチェ素子の通電極性を反転させることでペルチェ効果による加熱または冷却を行う。なお、温度調整部８２は、ペルチェ素子の他、例えば、ヒータユニットおよび冷媒循環ユニットを利用して温度調整を行う構成としてもよい。
【００４８】
噴霧部８３は、インキュベータ部２１の筐体２３の内壁面に、複数の噴霧口を有し、制御部９６の制御に従い、インキュベータ部２１の内部空間に噴霧を行う。
【００４９】
ガス導入部８４は、図示しない二酸化炭素ボンベに接続され、制御部９６の制御に従い、インキュベータ部２１の内部空間に二酸化炭素ガスを注入する。
【００５０】
環境センサ部８５は、インキュベータ部２１の内部空間における温度、湿度、および二酸化炭素濃度を測定し、それらの測定値を制御部９６に供給する。例えば、環境センサ部８５からの測定値に基づいて、制御部９６により温度調整部８２、噴霧部８３、またはガス導入部８４が制御され、インキュベータ部２１の内部空間が、細胞の培養に適した環境として、温度３７℃、湿度９０％、二酸化炭素濃度５％などに維持される。
【００５１】
容器搬入出機構８６は、搬入出台７３（図２）を移動させるための駆動部（モータユニット）を備えており、制御部９６の制御に従って、所定の培養容器５１が載置されている搬入出台７３を移動させて、培養容器５１の搬入出を行う。
【００５２】
容器搬送機構８７は、搬送部５４が有する支持部５４Ａを移動させるための駆動部を備えており、制御部９６の制御に従って、所定の培養容器５１を支持部５４Ａにより支持させ、その培養容器５１を搬送させる。
【００５３】
入力部９１は、インキュベータ部２１の扉２４に設けられている操作パネル２８（図１）に接続されており、操作者が操作パネル２８を操作すると、その操作に応じた操作信号を制御部９６に供給する。また、入力部９１は、操作パネル２８以外にも、例えば、インキュベータ部２１の筐体２３の表面に設けられた操作ボタンなどを操作者が操作すると、その操作に応じた操作信号を制御部９６に供給する。
【００５４】
出力部９２は、操作パネル２８に接続されており、制御部９６の制御に従って、操作パネル２８の表示部に画像を表示させる。
【００５５】
記憶部９３は、例えば、ハードディスクやフラッシュメモリなどより構成され、制御部９６が実行するプログラムや、各培養容器５１を観察するスケジュールなどを記憶する。
【００５６】
また、記憶部９３には、画像処理部９５により画像処理が施された画像の解析に必要とされる各種データや、培養容器５１の識別コード、培養容器５１の種類および形状、培養容器５１の収納位置などのデータも記憶される。培養容器５１の収納位置は、例えば、操作者が操作パネル２８を操作して入力する他、例えば、容器観察部６２が、培養容器５１の識別マーカ１０３（図４）を読み込むことで培養容器５１を認識して、制御部９６が自動的に設定することができる。
【００５７】
また、記憶部９３には、容器観察部６２および顕微観察部６４により撮像された画像や、その画像に付属する情報、例えば、撮像された培養容器５１を識別する情報や撮像日時などが記憶される。また、記憶部９３には、インキュベータ部２１の内部空間の環境変化（温度や、湿度、二酸化炭素濃度などの変化）の履歴が記憶される。
【００５８】
通信部９４は、モデム、ターミナルアダプタ、その他の通信インターフェースなどより構成され、Internetや、LAN（Local Area Network）、電話回線、CATV（cable television）などを含む各種のネットワーク（図示せず）を介しての通信処理を行う。また、通信部９４は、制御部９６の制御に従い、通信ケーブル１４を介して、滅菌装置１３の制御部４５（図１）との通信を行う。
【００５９】
画像処理部９５は、容器観察部６２および顕微観察部６４による培養容器５１の観察において撮像された画像の画像処理を行う。例えば、画像処理部９５は、容器観察部６２により培養容器５１の全体が撮像された画像から、細胞が培養されている領域を抽出し、その領域の透過光量を算出する。
【００６０】
制御部９６は、CPU（Central Processing Unit）や、ROM（Read Only Memory）、RAM（Random Access Memory）などを備えており、記憶部９３に記憶されているプログラムを読み出して実行し、培養観察装置１２の各部を制御する。
【００６１】
次に、図４を参照して、培養容器５１について説明する。
【００６２】
図４において、培養容器５１は、６個のディッシュ１００を有しており、ディッシュ１００を保持するホルダ１０１、搬送部５４の支持部５４Ａが培養容器５１を支持する際に利用される支持片１０２、および、ホルダ１０１を識別するための識別マーカ１０３から構成されている。
【００６３】
ディッシュ１００内の培地には、通常、フェノールレッドなどのｐＨ指示薬が入れられている。ｐＨ指示薬は、培地の酸性度（アルカリ度）によってその色が変化する。また、各ディッシュ１００内の培地は、それぞれのディッシュ１００の内部に確実に納まっている必要がある。
【００６４】
また、ディッシュ１００内のコンタミネーションを検出する方法としては、ディッシュ１００にバックライトを照射し、その透過光を観察する方法がある。
【００６５】
例えば、コンタミネーションの原因物質の一つであるカビが、ディッシュ１００内の培地に発生すると、そのカビが発生した領域の透過率が極端に減少するため、透過光を観察することにより、カビの発生を検出することができる。また、カビは、コロニーを形成しながら増殖することが分かっており、コロニーが形成された状態と、通常の状態との差に基づいて、カビの発生を検出することができる。
【００６６】
具体的には、まず、ディッシュ１００全体の透過光量を算出する。次に、ディッシュ１００内のプロファイルスキャンを実施して、透過光量が落ち込む領域と、その領域の面積を算出する。その後、ディッシュ１００の面積と、カビにより透過光量が減衰した領域の面積に基づいて、透過光量が減衰した領域の面積比を算出する。
【００６７】
そして、ディッシュ１００全体の透過光量が、あらかじめ設定されている所定の閾値以下である場合や、透過光量が減衰した領域の面積比が、あらかじめ設定されている所定の閾値以上である場合などに、カビが発生したこと、即ち、コンタミネーションが発生したことが検出される。
【００６８】
なお、培養容器５１としては、ディッシュを有するものの他、複数のウェルを有するものや、フラスコを有するものを用いてもよい。
【００６９】
次に、図５を参照して、プロファイルスキャンについて説明する。
【００７０】
図５Ａには、カビの発生したディッシュ１００が示されており、図５Ｂには、透過光量、測定位置、およびスキャン位置の関係を示すグラフが示されている。
【００７１】
図５に示すように、ディッシュ１００に対して、ある１方向に向かってスキャンが行われ、そのスキャンが行われる方向に対して直交する方向に、スキャン位置を移動させて、スキャンが繰り返される。
【００７２】
ディッシュ１００にカビが発生していると、カビが発生した箇所では、透過光量が低下するグラフが得られる。
【００７３】
次に、図６は、細胞培養装置１１が滅菌を行う処理を説明するフローチャートである。
【００７４】
例えば、操作者が細胞培養装置１１に培養容器５１を搬入して、その培養容器５１の観察スケジュールを入力すると処理が開始される。なお、以下では、細胞培養装置１１では、ｎ個の培養容器５１により細胞が培養されている例について説明する。
【００７５】
ステップＳ１１において、細胞培養装置１１の制御部９６（図３）は、記憶部９３に記憶されている観察スケジュールに基づいて、定期観察を行うか否か、即ち、細胞培養装置１１内のｎ個の培養容器５１のうちの、いずれかの培養容器５１の観察を行う時刻になったか否かを判定し、定期観察を行うと判定するまで処理を待機する。
【００７６】
ステップＳ１１において、制御部９６が、定期観察を行うと判定すると、処理はステップＳ１２に進む。
【００７７】
ステップＳ１２において、制御部９６は、容器搬送機構８７を制御して、搬送部５４を駆動させ、ストッカ部５３に収納されているｎ個の培養容器５１のうちの、観察を行う対象となった培養容器５１を観察ユニット５２のステージ６１上に搬送させる。
【００７８】
ステップＳ１２の処理後、処理はステップＳ１３に進み、容器観察部６２および顕微観察部６４により、観察ユニット５２のステージ６１上の培養容器５１の観察が行われる。容器観察部６２および顕微観察部６４が培養容器５１を観察した結果得られる画像は、画像処理部９５により画像処理され、処理はステップＳ１４に進む。
【００７９】
ステップＳ１４において、制御部９６は、ステップＳ１３で画像処理部９５により画像処理された画像に基づいて、図４および図５を参照して説明したように、観察の対象となった培養容器５１にコンタミネーションが発生しているか否かを判定する。
【００８０】
ステップＳ１４において、制御部９６が、観察の対象となった培養容器５１にコンタミネーションが発生していないと判定した場合、処理はステップＳ１１に戻り、以下、同様の処理が繰り返される。即ち、記憶部９３に記憶されている培養容器５１の観察スケジュールに基づいて、ｎ個の培養容器５１の観察がそれぞれ行われる。
【００８１】
一方、ステップＳ１４において、制御部９６が、観察の対象となった培養容器５１にコンタミネーションが発生していると判定した場合、処理はステップＳ１５に進み、インキュベータ部２１の内部空間を滅菌する滅菌処理が行われる。
【００８２】
ステップＳ１５で滅菌処理が終了すると、処理はステップＳ１１に戻り、以下、上述した処理が繰り返される。
【００８３】
次に、図７は、図６のステップＳ１５の滅菌処理を説明するフローチャートである。
【００８４】
ステップＳ２１において、制御部９６（図３）は、出力部９２を制御して、操作パネル２８の表示部に、コンタミネーションが発生したことを警告する警告画面を表示させる。
【００８５】
ステップＳ２１の処理後、処理はステップＳ２２に進み、制御部９６は、観察スケジュールに従った定期観測のシーケンスを中止する処理を行い、処理はステップＳ２３に進む。
【００８６】
ステップＳ２３において、制御部９６は、滅菌ガスの注入を開始するための準備処理として、細胞培養装置１１の動作モードを滅菌モードに移行する処理を行う。制御部９６は、滅菌モードに移行する処理において、例えば、扉ロック部８１を制御して、インキュベータ部２１の扉２４が開放されないようにロックさせ、温度調整部８２を制御して、滅菌ガスの効果が高まる温度（細胞培養中の通常の温度よりも高い温度）に調整させる。また、制御部９６は、噴霧部８３を制御して、インキュベータ部２１の内部空間への噴霧を停止させ、ガス導入部８４を制御して、インキュベータ部２１の内部空間への二酸化炭素ガスの注入を停止させる。
【００８７】
ステップＳ２３の処理後、処理はステップＳ２４に進み、制御部９６は、出力部９２を制御して、操作パネル２８の表示部に、滅菌ガスの注入を開始することを警告する警告画面を表示させる。例えば、この警告画面には、滅菌ガスの注入を開始する旨のメッセージが表示される他、滅菌ガスの注入を開始することを承諾するときに、操作者により操作されるＯＫボタンのGUIが表示される。
【００８８】
ステップＳ２４の処理後、処理はステップＳ２５に進み、制御部９６は、滅菌ガスの注入を開始することを承諾する操作信号が入力部９１から供給されるまで処理を待機する。例えば、操作者が、ステップＳ２４で操作パネル２８の表示部に表示された警告画面のＯＫボタンにタッチすると、その操作に応じた操作信号が入力部９１を介して制御部９６に供給され、処理はステップＳ２５からステップＳ２６に進む。
【００８９】
ステップＳ２６において、制御部９６は、通信部９４を介して、滅菌装置１３の制御部４５（図１）に対し、滅菌ガスが充填されているボンベ４４のバルブを開放させるコマンドを送信する。また、制御部９６は、出力部９２を制御し、操作パネル２８の表示部に、滅菌作業が開始されたことを警告する警告画面を表示させる。
【００９０】
滅菌装置１３の制御部４５は、制御部９６からのコマンドに応じて、ボンベ４４のバルブを開放し、滅菌ガスが、ガスホース１５を介して、流出ポート４２から流入ポート２６へ流れ、インキュベータ部２１の内部空間に充満する。そして、インキュベータ部２１の内部空間の滅菌ガスは、ガスホース１６を介して、流出ポート２７から流入ポート４３に流れ、滅菌装置１３内の図示しない回収装置により安全に回収される。
【００９１】
ステップＳ２６で滅菌ガスの注入が開始されてから、あらかじめ設定された量の滅菌ガスがインキュベータ部２１の内部空間に注入されると、処理はステップＳ２７に進む。
【００９２】
ステップＳ２７において、制御部９６は、通信部９４を介して、滅菌装置１３の制御部４５に対し、ボンベ４４のバルブを閉鎖させるコマンドを送信し、このコマンドに応じて、滅菌装置１３の制御部４５は、ボンベ４４のバルブを閉鎖して滅菌ガスの注入を停止する。また、制御部９６は、出力部９２を制御して、操作パネル２８の表示部に、滅菌ガスの注入が終了した旨を表す警告画面を表示させ、処理はステップＳ２８に進む。
【００９３】
ステップＳ２８において、制御部９６は、観察ユニット５２のステージ６１上に載置されている培養容器５１の状態を確認する処理（後述する図８のフローチャートの処理）を行う。
【００９４】
ステップＳ２８の処理後、処理はステップＳ２９に進み、制御部９６は、ステップＳ２８で確認された培養容器５１の状態（解析結果）に基づいて、観察ユニット５２のステージ６１上の培養容器５１が滅菌されたか否か、例えば、培養容器５１に発生していたコンタミネーションの原因物質であるカビや菌などが死滅したか否かを判定する。
【００９５】
ステップＳ２９において、制御部９６が、観察ユニット５２のステージ６１上の培養容器５１が滅菌されていないと判定した場合、処理はステップＳ３０に進み、制御部９６は、細胞培養装置１１の処理モードを滅菌処理モードのままに維持し、処理はステップＳ２４に戻り、以下、同様の処理が繰り返される。即ち、この場合、ステップＳ２３において滅菌処理モードとされたのと同様に、扉ロック部８１によるインキュベータ部２１の扉２４のロック、温度調整部８２による温度の調整、噴霧部８３による噴霧の停止、ガス導入部８４によるガス注入の停止が維持される。
【００９６】
一方、ステップＳ２９において、制御部９６が、観察ユニット５２のステージ６１上の培養容器５１が滅菌されたと判定した場合、処理はステップＳ３１に進み、制御部９６は、細胞培養装置１１内の全ての培養容器５１が滅菌されたことが確認されたか否かを判定する。
【００９７】
ステップＳ３１において、制御部９６が、細胞培養装置１１内の全ての培養容器５１が滅菌されたことが確認されていないと判定した場合、処理はステップＳ３２に進む。
【００９８】
ステップＳ３２において、制御部９６は、容器搬送機構８７を制御して、搬送部５４を駆動させ、観察ユニット５２のステージ６１上の培養容器５１をストッカ部５３に収納させる。その後、ストッカ部５３に収納されているｎ個の培養容器５１のうちの、ステップＳ２８での状態の確認が行われていない培養容器５１を、観察ユニット５２のステージ６１に載置させる。ステップＳ３２の処理後、処理はステップＳ２８に戻り、観察ユニット５２のステージ６１に新たに載置された培養容器５１を観察の対象とし、ストッカ部５３に収納されているｎ個の培養容器５１の観察が行われるまで、以下、同様の処理が繰り返される。
【００９９】
一方、ステップＳ３１において、制御部９６が、細胞培養装置１１内の全ての培養容器５１が滅菌されたことが確認されたと判定した場合、処理はステップＳ３３に進む。
【０１００】
ステップＳ３３において、制御部９６は、出力部９２を制御して、操作パネル２８の表示部に、滅菌作業が終了して通常の状態に復帰することを報告する報告画面を表示させる。この報告画面には、細胞培養装置１１内にある培養容器５１の搬出を指示するメッセージや、新規のスケジュールを設定することができる旨のメッセージなどが表示される。
【０１０１】
また、制御部９６は、扉ロック部８１を制御して、インキュベータ部２１の扉２４のロックを解除させるとともに、温度調整部８２、噴霧部８３、およびガス導入部８４を制御して、インキュベータ部２１の内部空間が細胞の培養に適した環境となるように、温度、湿度、二酸化炭素濃度を調整させ、滅菌処理は終了される。
【０１０２】
次に、図８は、図７のステップＳ２８で、培養容器の確認を行う処理について説明するフローチャートである。
【０１０３】
ステップＳ４１において、容器観察部６２は、制御部９６の制御に従って、培養容器５１の全体を撮像し、その結果得られる画像を画像処理部９５に供給する。このとき、培養容器５１には、その下方から、観察ユニット５２の照明部６５により光が照射されている。
【０１０４】
ステップＳ４１の処理後、処理はステップＳ４２に進み、画像処理部９５は、ステップＳ４１で容器観察部６２により撮像された画像から、培養容器５１において細胞が培養されている領域を、観察対象領域として抽出し、処理はステップＳ４３に進む。
【０１０５】
ステップＳ４３において、画像処理部９５は、図４および図５を参照して説明したように、観察対象領域における透過光量を解析し、その解析結果を制御部９６に供給し、処理は終了する。
【０１０６】
以上のように、細胞培養装置１１では、定期観察においてコンタミネーションの発生を検出し、滅菌ガスを注入することにより滅菌処理を行うので、コンタミネーションの原因物質の拡散を防止することができる。即ち、従来の細胞観察装置では、例えば、コンタミネーションの発生を検出した場合には、操作者が、インキュベータを開放して、その内部を滅菌する作業を行う必要があり、その作業においてコンタミネーションの原因物質が拡散することがあったが、細胞培養装置１１では、定期観察と組み合わせて滅菌処理が行われるので、操作者が滅菌作業を行うことに伴うコンタミネーションの原因物質の拡散を防止することができる。
【０１０７】
また、細胞培養装置１１では、滅菌処理が行われている間は、扉ロック部８１によりインキュベータ部２１の扉２４がロックされているので、インキュベータ部２１の扉２４が不用意に開放されて、コンタミネーションの原因物質の拡散を防止することができる。
【０１０８】
また、細胞培養装置１１では、滅菌処理において、操作者が滅菌ガスの注入を承諾するまで処理を待機するので、操作者は、滅菌ガスの注入を開始する前に、例えば、細胞培養装置１１の周囲に置いてあった細胞などの試料を退避させる作業などを行うことができる。
【０１０９】
なお、細胞培養装置１１には、例えば、図示しないパーソナルコンピュータを、通信部９４を介して、イーサネット（登録商標）などのケーブルにて接続することができ、細胞培養装置１１への接続の際には、パスワードなどの暗号化手段により、ログインする作業者を特定することができるように構成することができる。そして、パーソナルコンピュータにログインした作業者は、制御部９６を介して、各種の作業を細胞培養装置１１に行わせることができる。
【０１１０】
また、操作者は、パーソナルコンピュータから、単純にシーケンシャルな動作設定を用いた制御を行うことができる他、一連の操作プロトコル（培養計画）を、細胞培養装置１１にアップロードして、記憶部９３に記憶させることができる。
【０１１１】
また、細胞培養装置１１の内部で培養されていている細胞の画像などを、通信部９４を介してパーソナルコンピュータに送信し、そのディスプレイに表示させるようにしてもよい。
【０１１２】
なお、上述のフローチャートを参照して説明した各処理は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいは個別に実行される処理（例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理）も含むものである。また、プログラムは、１のCPUにより処理されるものであっても良いし、複数のCPUによって分散処理されるものであっても良い。
【０１１３】
また、図３の制御部９６（のCPU）が実行するプログラムは、例えば、磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory),DVD(Digital Versatile Disc)等）、光磁気ディスク、もしくは半導体メモリなどよりなるパッケージメディアであるリムーバブルメディアに記録して、あるいは、ローカルエリアネットワーク、インタネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供される。
【０１１４】
そして、プログラムは、リムーバブルメディアを通信部９４を介して接続されているドライブに装着することにより、記憶部９３にインストールすることができる。また、プログラムは、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部９４で受信し、記憶部９３にインストールすることができる。その他、プログラムは、記憶部９３に、あらかじめインストールしておくことができる。
【０１１５】
なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明を適用した培養装置の一実施の形態の構成例を示す外観図である。
【図２】培養観察装置１２の構成を説明する図である。
【図３】培養観察装置１２の構成例を示すブロック図である。
【図４】培養容器５１を説明する図である。
【図５】プロファイルスキャンを説明する図である。
【図６】細胞培養装置１１が滅菌を行う処理を説明するフローチャートである。
【図７】図６のステップＳ１５の滅菌処理を説明するフローチャートである。
【図８】図７のステップＳ２８で、培養容器の確認を行う処理について説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１７】
１１  細胞培養装置，  １２  培養観察装置，  １３  滅菌装置，  １４  通信ケーブル，  １５および１６  ガスホース，  ２１  インキュベータ部，  ２２  架台部，  ２３および２４  筐体，  ２５  通信コネクタ，  ２６  流入ポート，  ２７  流出ポート，  ２８  操作パネル，  ３１  筐体，  ３２および３３  扉，  ４１  通信コネクタ，  ４２  流出ポート，  ４３  流入ポート，  ４４  ボンベ，  ４５  制御部，  ５１  培養容器，  ５２  観察ユニット，  ５３  ストッカ部，  ５４  搬送部，  ５５  コントロールユニット，  ６１  ステージ，  ６２  容器観察部，  ６３  照明部，  ６４  顕微観察部，  ６５  照明部，  ７１  搬入出口，  ７２  扉，  ７３  搬入出台，  ８１  扉ロック部，  ８２  温度調整部，  ８３  噴霧部，  ８４  ガス導入部，  ８５  環境センサ部，  ８６  容器搬入出機構，  ８７  容器搬送機構，  ９１  入力部，  ９２  出力部，  ９３  記憶部，  ９４  通信部，  ９５  画像処理部，  ９６  制御部，  １００  ディッシュ，  １０１  ホルダ，  １０２  支持片，  １０３  識別マーカ
【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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