CN109563458A - 送液装置、使用该送液装置的细胞培养装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供将液体培养基和细胞悬浊液分别以合适的送液方法输送至目的容器的送液装置。在保持有液体培养基的第一液体瓶(12)与保持细胞悬浊液的第二液体瓶(2)之间连接泵(6),在第二液体瓶(12)的下游连接用作培养容器的接受容器(8)。通过打开第一供给阀(17),第一液体瓶的液体培养基经由泵(6)、分支点(20)输送至接受容器,通过打开第一气体导入阀(10)、第二气体导入阀(15)以及第二供给阀(19),利用从第一气体导入阀(10)供给的气体经由泵(6)、分支点(16)而对第二液体瓶传输压力,由此,向接受容器输送第二液体瓶的细胞悬浊液。
Description
技术领域
本发明涉及培养细胞的细胞培养装置及方法,尤其涉及其送液技术。
背景技术
在使用自己的细胞或他人的细胞进行疾病的治疗的再生医疗中,培养从生物体采取到的细胞,使细胞数增加,或者以适当的方式构筑组织,用于移植治疗。用于治疗的细胞的培养必须在称为细胞制备中心(Cell Processing Center:CPC)的细胞培养用无尘室中按照GMP(Good Manufacturing Practice)进行。这里的课题点在于,细胞培养通过技术人员的手动作业进行,因此精力和成本非常高,以及存在因手动实施而引起的生物学上的污染风险。
作为解决这样的手动作业的课题的方案,研发出在封闭系统自动进行细胞培养工序的装置。通过使用无需进行开闭培养容器的盖的操作的封闭系统培养容器,能够实现细胞培养工序的自动化和生物学上的污染风险的降低。在自动培养装置中,具有如下方法:将分注器机械化,使与手动操作同样的分取和移送的动作联动,进行液体添加,但是,因为需要将整个装置设置于无菌环境,所以装置大型化。另一方面,在对分注操作使用了泵的情况下,具有以下方法:通过一次性的管连接从液体瓶到培养皿的空间,同时进行基于泵进行的定量和送液。该情况下,只要维持输送液体的管内部为无菌状态即可,自动化装置能够小型化。对于在自动培养装置中使用了机械化分注器的方案,在以下的专利文献1中有公开,对于使用了泵送液的方案,在专利文献2中有公开。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:(日本)特开2006-149268号公报
专利文献2:(日本)特开2007-222120号公报
发明内容
以专利文献2为代表,一般在分注使用泵的情况下,使用以下方法:在泵的上游配置保持成为送液始点的液体培养基、使细胞或生物体试样悬浮而成的液体培养基(以下,设为细胞悬浊液)的瓶,在泵的下游配置培养皿等容器,将液体的流动设为一个方向。此时,若细胞悬浊液通过泵的内部,则根据情况,存在由于随着送液的压力变化而对通过后的细胞或生物体试样产生过度的负荷的问题。
本发明的目的在于解决这样的课题,提供送液时降低对液体含有的细胞、生物体试样的应力负荷的送液装置、使用该送液装置的细胞培养装置以及方法。
用于解决课题的方案
为了实现上述的目的,本发明中提供一种送液装置,其结构为,具备:保持第一液体的第一液体保持部;保持第二液体的第二液体保持部;连接于第一液体保持部与第二液体保持部之间的泵;连接于第二液体保持部的下游的接受容器;将第一液体经由泵供给至接受容器的第一供给管;以及将第二液体供给至接受容器的第二供给管。
另外,为了实现上述的目的,本发明提供一种细胞培养装置,其具备:恒温槽;配置于恒温槽内的培养容器;进行向培养容器的液体的输送和排出的送液装置;以及对恒温槽和送液装置进行控制的控制部,送液装置具有:保持第一液体的第一液体保持部;保持第二液体的第二液体保持部;连接于第一液体保持部与第二液体保持部之间的泵;将第一液体经由泵供给至培养容器的第一供给管;以及将第二液体供给至培养容器的第二供给管。
进一步地,为了实现上述的目的,本发明提供一种细胞培养方法,其作为向配置于恒温槽内的培养容器进行液体的输送和排出的送液装置,使用如下结构的送液装置进行细胞培养,上述结构具有:保持第一液体的第一液体保持部;保持第二液体的第二液体保持部;连接于第一液体保持部与第二液体保持部之间的泵;将第一液体经由泵供给至培养容器的第一供给管;以及将第二液体供给至培养容器的第二供给管。
发明的效果
根据本发明,能够在送液时降低对液体含有的细胞、生物体试样的应力负荷。
附图说明
图1是实施例1的送液装置的一结构图。
图2是表示实施例1的送液装置的控制时间图的一例的图。
图3是实施例1的送液装置的其它结构图。
图4是表示实施例1的送液装置的控制时间图的其它例的图。
图5是实施例1的送液装置及细胞培养装置的一结构图。
图6是表示实施例1的自动培养装置的控制流程的一例的图。
图7是表示实施例1的自动培养装置的控制时间图例的图。
图8是实施例2的送液装置的一结构图。
图9是表示实施例2的送液装置的控制和重量测量数据例的图。
图10是实施例3的送液装置的一结构图。
图11是表示实施例3的送液装置的控制流程图例的图。
图12是实施例3的送液装置的其它结构图。
具体实施方式
以下,参照附图,对本发明的各种实施例进行说明。但是,这些实施例只是用于实现本发明的一例,并非限定本发明的技术性范围。另外,在各图中,对共用的结构标注相同的参照编号。此外,在本说明书中,将输送液体的送液管、以及输送气体的送气管统称为供给管,该供给管作为送液管或送气管发挥功能。
实施例1
实施例1是如下结构的送液装置及使用了该送液装置的细胞培养装置的实施例,上述送液装置具备:保持第一液体的第一液体保持部;保持第二液体的第二液体保持部;连接于第一液体保持部与第二液体保持部之间的泵;连接于第二液体保持部的下游的接受容器;经由泵将第一液体供给至接受容器的第一供给管;以及将第二液体供给至接受容器的第二供给管。以下,参照图1~图7,将实施例1的送液装置以及使用了该送液装置的细胞培养装置以送液装置、细胞培养容器和自动细胞培养装置的结构、细胞培养的操作的顺序来说明。
<送液装置>
图1是表示第一实施例的送液装置的一结构的图。在送液装置1中,保持液体的作为第一液体保持部的第一液体瓶2通过其盖(盖)能将内部保持为气密。设于盖的用于气压调整的气压调整管路3通过设于其开口端的网眼尺寸0.22μm的过滤器4向外部空气开放。设于盖的供给管5在第一液体瓶2的内部具有开口端,与液体瓶2内的液体相接成为液体排出口。泵6的一端连接于供给管5的另一端,另外一端连接于供给管7。此外,泵6在为滚压泵等的情况下,供给管5和供给管7例如由一个橡胶管构成,该流路连接于泵6的流体驱动部。该供给管7的送液的送液终点是向接受容器8供给液体的液体供给管21。有时将供给管5和供给管7统称为第一供给管。
在供给管5的比保持于第一液体瓶2的第一液体瓶内的液体的液面靠上方设有分支点9。由此,如在后面说明地,在将第一气体导入阀10打开输送气体时,使从分支点9的位置到第一液体瓶2间的位于供给管5的液体利用因液体的落差而产生势能返回至液体瓶2。这是因为,在将液体保持于供给管5中的状态下,会因干燥而发生堵塞,所以可以防止该情况。
第一气体导入阀10对连接于分支点9和过滤器11的管进行开闭。用于该第一气体导入阀10的阀机构优选电磁阀。所谓的电磁阀是将利用电磁铁的作用开闭的部件安装进橡胶管,通过电磁阀的ON/OFF使橡胶管弹性变形而对管部进行打开/关闭的机构。以下,在本说明书中,成为阀的构件是指电磁阀。过滤器11是网眼尺寸0.22μm的过滤器,且与外部空气相接。
保持液体的作为第二液体保持部的第二液体瓶12通过盖将内部保持为气密。设于盖的气体管路13经由设于气压调整管路3的开口端的网眼尺寸0.22μm的过滤器14连接于第二气体导入阀15。气体管路13经由第二气体导入阀15到达分支16。通过第一气体导入阀10和第二气体导入阀15,构成向作为第二液体保持部的第二液体瓶12导入气体的气体导入阀。在从泵6的一端延伸的供给管7的途中设有分支点16,上述的气体管路13从分支点16分支。气体管路13通过第二气体导入阀15开闭,供给管7通过插入分支点16与分支点20之间的第一供给阀17开闭。
设于第二液体瓶12的盖的供给管18在第二液体瓶12的内部具有开口端,且与液体相接,成为液体排出口。此外,有时将该供给管18称为第二供给管。在供给管18的途中连接有第二供给阀19,通过第二供给阀19对供给管18进行开闭。供给管7与供给管18的分支点20连接于至被气密性高的盖封闭的接受容器8的液体供给管21。此外,在接受容器8设有气压调整用的过滤器22。该液体供给管21的开口部及分支点20设于比第二液体瓶12内的液体的液面靠上方。这是为了使液体返回第二液体瓶12,防止堵塞。在这样的来自第二液体瓶12的加压型送液中,通过在比第二液体瓶12内的液面靠上方设置液体供给管21的开口部及分支点20,防止管内的液体不返回而残留。
以上的泵6、第一气体导入阀10、第二气体导入阀15、第一供给阀17以及第二供给阀19的开闭、即打开、关闭的动作由作为控制部的控制器23控制。控制器23能够通过中央处理部(CPU)执行程序实现。
送液装置1如下所述地进行第一液体瓶2内的液体的送液。将泵6的流量大致设为Q。在将第一气体导入阀10、第二气体导入阀15以及第二供给阀19关闭,且将第一供给阀17开放后,若使泵6工作,则泵6对供给管5内的气体进行输送,与气体相连的第一液体瓶2内的液体通过供给管5,开始送液。液体通过分支点9,在从第一液体瓶2供给了规定的液量A时,停止泵6。当停止时,由于泵6的内部构造,管被堵塞,液体不移动。
然后,当打开第一气体导入阀10时,从过滤器11进行气体导入,并且位于从分支点9的位置起至第一液体瓶2侧的供给管5的液体(返回量B)利用其落差能返回到液体瓶2。比分支点9靠泵6侧的液体由于上述的泵6的内部构造而维持停止状态。该泵6侧的液体为设为目的的规定的送液量。然后,当使泵6工作规定时间时,从过滤器11逐渐进行气体导入,并且液体从供给管7向液体供给管21移动。液体的前端到达接受容器8,开始液体的添加,若液体的后端到达接受容器8,则停止泵6。
然后,送液装置1如以下那样进行第二液体瓶12内的液体的送液。在关闭第一供给阀17,且打开第一气体导入阀10、第二气体导入阀15以及第二供给阀19后,当使泵6工作时,从过滤器11进行气体导入,并且经由分支点9,泵6开始对第二液体瓶12内的液体加压。通过经由气相的压力传播,第二液体瓶12内的液体从供给管18通过第二供给阀19,开始向接受容器8送液。液体通过分支点20,在从第二液体瓶12供给了规定的液量C时,停止泵6,关闭第二气体导入阀15和第二供给阀19。通过各个阀的作用,供给管18被堵塞,液体不移动。此时,在供给管18的成为比分支点20靠上游的管内充满有液体,将与根据该管的长度和直径求出的管内体积相当的液量设为D。
然后,打开第一供给阀17,当使泵6工作时,从过滤器11进行气体导入,气体经由分支点16和第一供给阀17从分支点20的位置起使容器侧的下游的液体向接受容器8移动。液体的前端到达接受容器8,开始液体的添加,若液体的后端到达接受容器8,则停止泵6。
图2表示本实施例的送液装置的控制时间图的一例。第一液体添加、即第一液体的送液时,以“开始”打开第一供给阀17后,使泵6工作,开始送液。从第一液体瓶2供给规定的液量A时,使泵6的工作快速停止。然后,打开第一气体导入阀10。设定比液体的后端到达接受容器8的时间长的时间,使泵6工作,在任意时间后,使泵6停止,然后关闭全部的阀。
然后,第二液体添加、即第二液体的送液时,在打开第一气体导入阀10、第二气体导入阀15以及第二供给阀19后,当使泵6工作时,开始送液。从第一液体瓶2供给规定的液量C时,使泵6的工作快速停止。然后,在关闭第二供给阀19和第二气体导入阀15后,打开第一供给阀17,设定比液体的后端到达接受容器8的时间长的时间使泵6工作,在任意时间后,使泵6停止。之后,打开第二气体导入阀15,然后关闭全部的阀。
从第一液体瓶2供给规定的液量C,一旦停止泵6的工作后的各阀的开闭时间对于高精度地送液很重要。最初关闭第二供给阀19和第二气体导入阀15,且停止液体和气体的流动是在瓶2保持有比第二液体瓶12内高的压力,液体的后端到达接受容器8后,打开第二气体导入阀15,瓶内的气相压力通过第一供给阀17向容器8侧传播,施加于管内的液体的压力维持为常压。
若使用以上说明的本实施例的送液装置1,将成为送液始点的液体中想要减小压力变化的影响的液体保持于第二液体瓶12,将成为送液始点的液体中压力变化的影响小的液体保持于第一液体瓶2,则想要减小压力变化的影响的液体能够减小通过泵6的影响而向目的容器输送,另一方面,不存在压力变化的影响的液体能够通过泵6反复定量地向目的容器输送。
该理由是因为,想要减小压力变化的影响的液体保持于在泵6的下游所配置的第二液体瓶12,通过经由气相的压力传播向目的容器8输送,从而能够减小通过泵6的内部的影响,向目的容器输送。另外,另一方面,不存在压力变化的影响的液体保持于在泵6的上游所配置的第一液体瓶2,通过泵6而输送,因此,能够通过基于泵6的流量精度的定量的控制,反复向目的容器输送。
此时,若在第二液体瓶12保持有细胞、生物体试样的悬浊液,则能够不通过泵而将细胞等的悬浊液输送至接受容器,能够降低对细胞或生物体试样的负荷。另外,若在第一液体瓶2保持有液体培养基等,则液体培养基能够定量地反复输送。泵6优选为滚压泵,但也能够应用薄膜泵、齿轮泵等其它方式的泵。也被称为所谓的蠕动泵、管泵的滚压泵是如下机构:在安装于马达旋转轴的滚柱卷绕橡胶管,通过马达旋转,使橡胶管弹性变形,从而输送内部的气体、液体。在细胞培养装置中,需要确保送液管的杀菌性,使用时可更换管的滚压泵是有用的。若可以在使用前对内部进行杀菌,则怎样的送液泵都可以使用。
另外,需要构成为在泵停止时,内部的液体不移动,但是,若在使用使液体移动的泵时,在泵的前后的任一方通过限制至送液瓶侧的流动的止回阀构成管路,则也能够应用于本实施例的装置。
在图2所示的流程图例中,为了方便,对先输送第一液体,然后输送第二液体进行了说明,但是该前后也可以调换。
关于以上所说明的本实施例的送液装置,在反复输送第二液体瓶12的液体时,第一次的液体的液面位于第二液体瓶12内部,接下来的送液时的液面位于供给管18中的分支点20的位置。如上所述,该液量为相当于供给管18中的比分支点20靠上游的管内体积的D量,但第一次送液时,只要能够进行考虑到该差量的送液控制即可。另外,第二次以后的送液只要具有保持于第二液体瓶12的液量,液面的端部始终位于分支点20,因此在实施多次送液的基础上,若能够进行输送固定液量的泵的控制,则能够进行更高精度的送液。
另一方面,根据本实施例的送液装置,也可以在对通过其它送液方法输送的液体进行搅拌后进行送液。图3中的送液装置的结构为与图1所示的实施例相同的结构,详细地图示了与第二液体瓶12关联的结构部分。
该图中,第二液体的送液时,打开第一气体导入阀10、第二气体导入阀15以及第二供给阀19后,当使泵6工作时,从过滤器10进行气体导入,并且经由分支点16和气体管路13,泵6开始对第二液体瓶12内的液体加压。进行任意的送液时,第二液体在供给管内行进至液面24a位置。然后,若使泵6以与通常相反的吸引条件工作,则使第二液体瓶12内成为负压,保持于供给管18的第二液体返回第二液体瓶12内的液体,通过该液体的流动,第二液体瓶12内的液体被搅拌。
通过反复进行该加压和吸引操作,能够更高效率地得到液体的搅拌。作为送液对象,在液体组成不均匀的液体的情况下尤为显著,例如,在将细胞悬浮于培养基的细胞悬浊液中,在手动操作中,在细胞接种前推回分注器的活塞,从而使液体产生对流,进行搅拌操作,在本实施例的送液装置中,在向作为接受容器的多个培养容器接种时,在送液前使泵的驱动进行加压和吸引的运转,从而能够实现液体的搅拌。
然后,通过以下方法说明能够搅拌送液的液体,并且确保再现性的理由。在上述的搅拌操作后,且在进行第二液体的送液前,若使泵6在比加压条件稍微多的吸引条件下工作,然后停止,则通过供给管18从设于接受容器8的过滤器22进行气体导入,进行向第二液体瓶12内供给气体。此时,在赋予气体的流动停止的充分的时间时,成为送液开始点的液面24b成为第二液体瓶12的内部的供给管18的开口端的位置。之后,按照上述的送液步骤,执行加压和比加压稍多的吸引条件步骤,若在接下来的送液前反复执行上述搅拌及上述送液步骤,则送液开始点始终固定。送液控制更简单,而且能够进行再现性良好的送液。该效果在向多个培养容器定量地输送送液对象的情况下尤为显著,即使由于送液操作液体瓶的保持液量减少,成为送液开始的液面也能够始终控制在固定的位置,因此,送液控制能够通过泵的流量、目的液量、以及通过相当于根据相距目的容器的管的长度和径估计出的管体积的空间的时间控制来实现。
图4表示确保实施例1的送液的再现性并搅拌液体后进行送液的方法的控制流程图。第一液体的送液时,如在图2所说明地,在“开始”打开第一供给阀17后,使泵6工作,开始第一液体的送液。从第一液体瓶2供给规定的液量A时,使泵6的工作快速停止。然后,打开第一气体导入阀10。设定比液体的后端到达接受容器8的时间长的时间使泵6工作,在任意时间后,使泵停止,然后关闭全部的阀。
然后,在第二液体的送液时,在打开第一气体导入阀10、第二气体导入阀15以及第二供给阀19后,使泵6工作。如图4所示,首先,使泵6以与通常相反的吸引条件工作,使第二液体瓶12内成为负压,对第二液体瓶12内的液体进行搅拌。然后,当使泵6以通常的条件工作时,开始送液。从第二液体瓶12供给了规定的液量C时,使泵6的工作快速停止。然后,在关闭供给阀19和第二气体导入阀15后,打开第一供给阀17,设定比液体的后端到达接受容器8的时间长的时间使泵6工作,在任意时间后,使泵6停止,然后关闭全部的阀。在此,与图2同样,也可以在打开第二气体导入阀15后,关闭全部的阀。
但是,有时过度的搅拌对细胞等产生负荷,因此,在本实施例的结构中,除了管内送液速度条件外,还期望从大径容器至小径管的速度变化量的目标为100倍以下。即,推荐液体瓶的直径D1与供给管的直径D2的比为10倍以下。
液体瓶的形状一般为圆筒型,但通常其内径制作成底面径比开口径小,另外,底面部分若为三棱锥的形状,则更优选。通过做成三棱锥的形状、即圆锥形状,供给管配置为更接近底部,能够降低从液体瓶向供给管的排出时的残存量。
<细胞培养容器和自动细胞培养装置的结构>
图5是表示使用了实施例1的送液装置1的自动细胞培养装置31的一结构例的图。本实施例的细胞培养装置是如下结构的细胞培养装置、及使用了该细胞培养装置的细胞培养方法的实施例,上述细胞培养装置具备:恒温槽;配置于恒温槽内的培养容器;向培养容器进行液体的送液和排液的送液装置;以及控制恒温槽和送液装置的控制部,送液装置具有:保持第一液体的第一液体保持部;保持第二液体的第二液体保持部;连接于第一液体保持部与第二液体保持部之间的泵;经由泵将第一液体供给至培养容器的第一供给管;将第二液体供给至培养容器的第二供给管;以及向第二液体保持部导入气体的气体导入阀。
以下,对具备控制部的自动细胞培养装置的实施例进行说明,其中,控制部以供给或排除至作为接受容器的细胞培养容器的液体培养基的方式进行控制。恒温槽32以最适于细胞培养的培养温度保持第一培养容器80、第二培养容器等细胞培养容器。冰箱33保持补充用瓶69等需要冷温保持的机构。
保持播种用培养基的作为第一液体保持部的第一培养基瓶34通过盖能够将内部保持为气密。在第一培养基瓶34设有设于盖之一的用于气压调整的气压调整管35。另外,设置有设于开口端的网眼尺寸0.22μm的过滤器36,该过滤器36对恒温槽32的气相开放。设于盖的作为第一供给管发挥功能的供给管37的一端在第一培养基瓶34的内部具有开口端,且与接种用培养基相接,成为液体排出口。第一控制阀38控制供给管37的流。供给管37经由分支点39连接于后述的共用管42。分支点39设于比保持于第一培养基瓶34的液体的液面靠上方。
保持交换用培养基的第二培养基瓶43的结构与第一培养基瓶相同。供给管44的一端在第二培养基瓶43的内部具有开口端,且与交换用培养基相接,成为液体排出口。第二控制阀45控制供给管44的流。供给管44经由分支点46连接于共用管42。共用管42的上游连接于第一气压调整阀76,第一气压调整阀76连接于后述的气体共用管47。泵41连接于共用管42的下游,另外还连接于第一气体导入阀40。
第一气体导入阀40与加湿瓶48的排出部连接,加湿瓶48的导入部被分支,经由第二气压调整阀49连接于气体共用管47。另一个分支经由过滤器50连接于压力控制阀51,且在其上游连接包含CO2和O2的混合气体瓶52。气体瓶52是以最适于细胞培养的气体浓度被充填加压的CO2气体的压力瓶,目的在于进行细胞培养中的液体培养基的pH值调整,能够通过CO2气体从液体培养基的表面进行气体交换。加湿瓶48保持有杀菌水,使CO2气体潜入杀菌水,将被加湿的气体输送至培养容器,从而能够防止因液体培养基的蒸发而引起的液体培养基成分的浓缩。由此,从压力瓶52导出的CO2气体在加湿瓶48被加湿成最佳湿度,并待机。
在送液泵41中具有第一连接53和第二连接54。另外,第一连接53和第二连接54连接于第二气体导入阀55。第二气体导入阀55具有送液泵41的分流的作用。
送液泵41的第二连接54在分支点56分支,连接于对供给管57进行开闭控制的第三气体导入阀58和对送气管59进行开闭控制的送气阀60。细胞悬浊液保持于作为第二液体保持部的细胞瓶61,经由连接于细胞瓶61的盖的过滤器62连接于送气管59,另外一方为作为第二供给管发挥功能的供给管63,其一端在细胞瓶61的内部具有开口端,与细胞悬浊液相接,成为液体排出口。第三控制阀64对供给管63进行开闭控制。供给管57在分支点65从供给管63分支,一方在分支点66连接于对供给管67进行开闭控制的第四控制阀68。
用于交换用培养基的补充用培养基保持于补充用瓶69。补充用瓶69经由连接于其盖的过滤器70连接于气压调整管71,供给管67的一端在补充用瓶69的内部具有开口端,与补充用培养基相接成为液体排出口。即,补充用瓶69的交换用培养基是通过送液泵41的作用向第二培养基瓶43送液的配管结构。
共用管42经由第三气压调整阀77和第一气压调整阀76与补充用瓶69的气压调整管71、第二培养基瓶43的气压调整管72连接。而且,共用管42经由过滤器73连接于气体袋74和上述的第二气压调整阀49。在该气体袋74设有止回阀75,与恒温机32内的气相相通,通过仅打开第二气压调整阀49,能够将气体瓶52的气体保持于气体袋74。而且,超过气体袋74的容量的气体量通过止回阀75放出至恒温机32内的气相,因此,气体袋74的内部的气压始终维持大气压。即,构成为,保持于气体袋74内的气体经由共用管42与交换用培养基瓶43内的气相和补充用瓶69的气相相接。而且,构成为,若打开气压调整阀76、第一控制阀38以及第二控制阀45,则第二培养基瓶43内的液相、以及接种用培养基瓶34的液相相接。
供给管57连接于通向培养容器的多分支部78,且连接于第一培养容器80的送液用的容器开闭阀82和第二培养容器81用的容器开闭阀83。第一培养容器80和第二培养容器81两者为相同的结构,因此,以下以第一培养容器80为代表说明结构。
第一培养容器80是外观包括主体部84和盖部85的气密的容器,内部在主体部84的内底部能够保持可保持并培养细胞悬浊液86的容器87。在盖部85设有三个贯通的口,其中一个是向容器87添加液体的送液口88,连接于上述的容器开闭阀82。另外一个是接近容器87的底面附近将液体排出的排出口89,最后一个是气压调整口90。其中,送液口88同时用作气体导入时的送气口,因此,送液口88和气压调整口90的开口端设定为即使液体充满容器87也不与液体相接的高度。气压调整口90连接于第四气压调整阀91,经由与第二培养容器81的多分支部92连接于存水瓶93。存水瓶93设置于冰箱33,在此通过的气相经由过滤器94放出至冰箱33。
对从第一培养容器80或者第二培养容器81排出保持的液体的结构进行说明。在排液瓶97气密地连接有排液管98。排液管98经由排出阀99连接于排液泵96的吐出口。在排液泵96的吸引口通过多分支部100分支,连接于第一培养容器80用的第一容器排出阀101和第二培养容器81用的第一容器排出阀102。第一容器排出阀101连接于第一培养容器80的排出口89。即排液瓶97是通过排液泵96的作用从第一培养容器80或第二培养容器81的容器87排出液体的配管结构。上述所示的各种电磁阀、泵96、恒温槽32、冰箱33等由作为控制部的控制器103控制。
<细胞培养的操作>
图6是图5所示的由作为控制部的控制器103控制的细胞培养装置31的细胞培养的整体的操作的流程图的图。对于“开始”,在将流路设置于恒温槽32后(S01),将另外准备的保持细胞悬浊液的细胞瓶61、保持接种用培养基的培养基瓶34、以及保持交换用培养基的交换用培养基瓶69连接于流路(S02)。然后,通过自动控制向气体袋74填充气体(S03)。向第一培养容器80及第二培养容器81输送气体后,从细胞瓶61输送细胞悬浊液(S04)。立即从接种用培养基瓶34将接种用培养基输送至培养容器(S05)。通过未图示的摆动机构对各培养容器内的细胞悬浊液进行搅拌,然后向培养容器输送被加湿的气体,对细胞维持恒温并静置(S06)。根据细胞培养的进行状态,进行是否开始液体培养基的交换的判断(S07)。当交换液体培养基时,从补充用培养基瓶69向第二培养基瓶43填充规定量(S08),然后排斥培养容器中的之前的培养基(S09),然后从第二培养基瓶43输送新的液体培养基(S10)。继续进行加湿气体的送气和静置(S11),根据细胞培养的进行状态,进行培养的继续判断(S12),需要时,再次执行培养基交换。细胞培养结束时,结束自动培养,通过手动作业从培养容器进行培养出的细胞的取出(S13),为了确认细菌增殖的有无,回收排液袋97(S14),从恒温槽32卸下使用过的流路而结束(END)。
图7示出了通过图5的控制器103控制的培养容器80的送液、送气的时间图的一例。横轴表示操作项目和时间轴,纵向示出了图5所示的从第一控制阀38到容器排出阀102这18个电磁阀、以及送液泵48和排液泵96这些滚压泵等的动作时间。在初始状态下,全部的电磁阀为OFF,关闭,全部的泵为OFF,为停止送液的状态。
在对细胞培养容器80内的容器87进行细胞接种时(图6的S04),按照细胞接种的动作。从初始状态起,当打开第一气压调整阀76、送气阀60以及第三控制阀64,再将容器开闭阀82和第四气压调整阀91设为ON(打开)时,从气体袋74通过送液泵41,进一步地连通细胞瓶61和培养容器80连通,进一步地连通存水瓶93。然后,当将送液泵41设为ON规定时间时,开始从细胞瓶61输送细胞悬浊液,送液开始点到达容器80。在目的液量到达分支点65时,停止送液泵41的输送。
然后,关闭第三控制阀64,关闭送气阀60,接下来,当打开第三气体导入阀58开始送液泵41的送液时,通过容器开闭阀82,从培养容器80的第一口88输送细胞液悬浊液。此时,第三口90通过存水瓶93连通于外部空气,因此细胞培养容器80的内部的压力被调整被常压。若细胞悬浊液的后端到达培养容器80,则进行了规定量的注入,停止送液泵41。
然后,将送气阀60打开,然后关闭,由此在使细胞瓶61的内压开放后,将打开的各阀设为OFF而关闭,结束送液。作为使细胞瓶61的内压返回到常压的方法,虽然在时间图中未示出,但是,通过以下的方法能够有效地导入气体袋内的气体:目的的液量到达分支点65,且停止送液泵41的送液时,关闭第三控制阀64,打开第二气体导入阀55。
在如细胞培养容器80、81那样地具有多个接受容器时,预先在细胞瓶61保持能够分配至多个细胞培养容器的量的细胞悬浊液,在上述的操作中,关闭容器开闭阀82,打开图5中的容器开闭阀83,适当打开第四气压调整阀91,从而若进行上述动作,则能够向细胞培养容器81输送相同量的细胞液悬浊液。
对细胞培养容器80内的容器87进行接种用培养基的输送时(图6的S05),按照输送接种用培养基的动作。从初始状态起,当打开第一控制阀38和第三气体导入阀58,再将容器开闭阀82和第四气压调整阀91设为ON(打开)时,从接种用培养基瓶34,通过送液泵41连通培养容器80连通,进一步地连通存水瓶93。然后,当将送液泵41设为ON规定时间时,开始从接种用培养基瓶34输送接种用培养基,送液开始点到达容器80。
目的液量到达分支点39时,停止送液泵41的送液。然后,若打开第一气压调整阀76及第一控制阀,则供给管37内的接种用培养基在分支点39被分割,接种用培养基瓶34侧的液体由于落差而返回瓶内。然后,当开始送液泵41的送液时,通过容器开闭阀82,从培养容器80的第一口88输送接种用培养基。此时,第三口90通过存水瓶93连通于外部空气,因此细胞培养容器80的内部的压力被调整为常压。若接种用培养基的后端到达培养容器80,则进行了规定量的注入,停止送液泵41,将打开的各阀设为OFF而关闭,结束送液。
细胞培养容器为多个时,预先在接种用培养基瓶34保持能够向多个细胞培养容器分配的量的接种用培养基,在上述的操作中,关闭容器开闭阀82,打开图5中的容器开闭阀83,适当打开第四气压调整阀91,从而,若进行上述动作,则能够向细胞培养容器81输送相同量的接种用培养基。
然后,在培养容器80的内部被加湿后的CO2气体充满时(图6的S06),按照向培养容器输送加湿气体的操作。从初始状态起,当打开第一气体导入阀40和第二气体导入阀55,再将容器开闭阀82和第四气压调整阀91设为ON(打开)时,从加湿瓶48连通培养容器80,再连通存水瓶93。然后,将压力控制阀51调整为规定压并打开,当将第一气体导入阀40设为ON规定时间时,加湿后的CO2气体最佳地从压力瓶52通过加湿瓶48到达培养容器81。培养容器81被密闭,但是从第三口90到连通于外部空气的过滤器94被打开,因此,培养容器的内部的压力为被调整成外部空气压的压力。进行规定量的CO2气体的注入后,首先关闭第一气体导入阀40,然后关闭第二气体导入阀55,培养容器内的压力成为与大气压相等时,关闭容器开闭阀82、第四气压调整阀91。
细胞培养容器为多个时,在上述的操作中,打开容器开闭阀83、第四气压调整阀91,从而若进行上述动作,则向培养容器81填充CO2气体。
接下来,在判断为从细胞培养容器进行液体培养基的交换时(图6的S07),按照图7的动作时间图中的补充用培养基的充填(图6的S08)的操作。
从初始状态起,打开第三气压调整阀77、第二控制阀45、第三气体导入阀58以及第四控制阀68。其结果,经由送液泵41,从第二培养基瓶43连通补充用培养基瓶69。然后,送液泵41以与通常相反的方向送液。送液时,前端到达第二培养基瓶43,在成为目的的送液量时,停止泵41的送液。然后,若打开第一气压调整阀76,则供给管44中的液体在分支点46被分割,本次的送液方向上的第二培养基瓶43侧的供给管44内的液体由于落差而输送至第二培养基瓶43。即,目的的送液量为输送至第二培养基瓶43的液量和保持于供给管44的分支点46的液量。
然后,当送液泵41向通常的送液方向送液时,后端位于分支点66的液体开始移动,液体到达初始的补充用培养基瓶69。此时,第二培养基瓶43的气相通过气压调整管71连通补充用培养基瓶69的气相,因此,第二培养基瓶43和补充用培养基瓶69的内部的压力被调整为常压。将打开的各阀设为OFF而关闭,结束送液。
细胞培养容器为多个时,与预先在第二培养基瓶43保持能够向多个细胞培养容器分配的量的液体培养基的方式调整泵的送液量。另外,在细胞培养的培养基的交换次数预定为多次时,只要在补充用培养基瓶69保持能够输送细胞培养容器为多个时所需的液体培养基量乘以培养基的交换次数所得到的液体培养基的量的液体培养基,便可以持续对多个细胞培养容器进行多次培养基的交换。
从培养容器80内的容器87进行培养基排出时(图6的S09),按照图7的动作时间图中的从容器排出培养基的动作。从初始状态起,当打开第一气压调整阀76、第二气体导入阀55、第三气体导入阀58、容器开闭阀82,且将容器排出阀101和排出阀99设为ON(打开)时,从气体袋74通过第一气压调整阀76连通直至第二培养容器81的第一口88的管路。另外,从排液瓶97经由排出泵96连通直至排出口89的流路。然后,当赋予用于排出保持于容器87的液体量的排出时间,将排出泵96设为ON规定时间时,从容器吸引液体培养基,开始送液,而到达排液瓶97。此时,第一口88连通于气体袋,因此细胞培养容器55的内部的压力被调整为常压,而且导入气体袋的气体。进行了规定量的排出后,停止排出泵96,将开放的各阀设为OFF而关闭,结束送液。
细胞培养容器为多个时,在上述的操作中,关闭容器开闭阀82,打开图5中的容器开闭阀83,关闭容器排出阀101,打开容器排出阀102,从而,若进行上述动作,则能够从培养容器81的容器排出液体培养基。
对培养容器80内的容器87进行液体培养基的添加时(图6的S10),按照向容器添加培养基的动作。当将第二控制阀45和第三气体导入阀58设为ON(打开),进一步地将容器开闭阀82和第四气压调整阀91设为ON时,从第二培养基瓶43通过送液泵41,连通培养容器80,进一步地连通存水瓶93。然后,当将送液泵41设为ON规定时间时,开始从第二培养基瓶43输送交换用培养基,送液开始点到达容器80。
在目的的液量到达分支点39时,停止送液泵41的送液。然后,若打开第一气压调整阀76,则供给管44内的交换用培养基在分支点46被分割,第二培养基瓶43侧的液体由于落差而返回瓶内。然后,当开始送液泵41的送液时,通过容器开闭阀82从培养容器80的第一口88输送交换用培养基。此时,第三口90通过存水瓶93连通于外部空气,因此细胞培养容器80的内部的压力被调整为常压。若交换用培养基的后端到达培养容器80,则进行了规定量的注入,停止送液泵41,将打开的各阀设为OFF而关闭,结束送液。
细胞培养容器为多个时,预先在第二培养基瓶43保持能够向多个细胞培养容器分配的量的液体培养基,在上述的操作中,关闭容器开闭阀82,打开图5的容器开闭阀83,适当打开第四气压调整阀91,从而,若进行上述动作,则能够向细胞培养容器81输送相同量的交换用培养基。
接下来,在培养容器80的内部被加湿后的CO2气体充满时(图6的S11),只要按照上面说明了的输送加湿气体的项即可。
如以上那样,在图5所示的细胞培养装置的实施例中,通过基于图6所示的动作顺序和图7所示的详细的时间图的运用,能够通过以下操作进行细胞的自动培养:培养容器80通过恒温器32保持为最佳的培养温度;通过送液装置能够向培养容器输送细胞悬浊液;随后通过送气机构将液体培养基维持为合适的CO2气体环境和湿度条件;由于细胞接触容器87的内底面繁殖,吸引并排出随着培养发生了成分变化的液体培养基,能够分离细胞和液体培养基;能够将交换用培养基适量地填充至保持于恒温槽32内的第二培养基瓶43,且能够进行预热保持;然后向培养容器依次添加交换用培养基,能够进行培养基交换。
根据本实施例的送液装置,若将在成为送液始点的液体中想要减小压力变化的影响的液体保持于第二液体瓶,将在成为送液始点的液体中压力变化的影响小的液体保持于第一液体瓶,则想要减小压力变化的影响的液体能够减小通过泵的影响而输送至目的容器,另一方面,不存在压力变化的影响的液体能够通过泵定量地反复输送至目的容器。
以上,根据实施例1记载的送液装置及细胞培养装置,能够消除作为第一课题的因随着送液的压力变化而细胞或生物体试样受损的问题,进一步地,能够进行细胞的自动培养。该理由是因为,想要减小压力变化的影响的液体保持于在泵的下游所配置的第二液体瓶,通过经由气相的压力传播输送至目的容器,从而能够输送至目的容器。另外,另一方面,不存在压力变化的影响的液体保持于在泵的上游所配置的第一液体瓶,通过泵进行输送,能够通过基于泵的流量精度的定量的控制反复向目的容器输送。此时,若在第二液体瓶保持有细胞悬浊液,则能够降低因随着送液的压力变化而细胞或生物体试样受损的问题。若在第二液体瓶保持有液体培养基等,则液体培养基能够定量地反复输送。
另外,根据本实施例的送液装置及使用了该送液装置的细胞培养装置,具有以下的效果。在图6所示的流程图中,先输送细胞悬浊液,接下来后输送接种用培养基。此时,在先输送细胞悬浊液后,在通至培养容器的液体供给管的管内存在细胞悬浊液成为少量的液滴而残留的可能性。之后,在将接种用培养基等输送时,通过液体供给管,因此能够与含有细胞悬浊液的少量的液滴混合,到达目的容器。具有能够通过所谓的预洗的效果,降低细胞残留于管内的影响的效果。
实施例2
实施例2是在实施例1所说明的送液装置的结构的基础上,通过以下的方法能够确认送液量的送液装置的实施例。即,本实施例的送液装置是如下结构的送液装置的实施例:除了实施例1的结构外,还具备分别探测第一液体保持部的第一液体和第二液体保持部的第二液体的重量的重量传感器,控制部根据重量传感器的输出控制泵。
图8是表示第二实施例的送液装置110的结构的图,基本的结构与实施例1相同,但是,作为确认送液量的方法,附加了检测液体瓶的重量变化值的结构。即,相对于实施例1,第一液体瓶2、气压调整管路3、过滤器4、供给管5、泵6、供给管7、接受容器8、分支点9、第一气体导入阀10、过滤器11、第二液体瓶12、气体管路13、过滤器14、第二气体导入阀15、分支点16、第一供给阀17、供给管18、第二供给阀19、分支点20、液体供给管21、过滤器22、以及构成控制部的控制器23与图1的结构相同。
本实施例中,分支点9设于供给管5的比保持于第一液体瓶2的第一液体瓶内的液体的液面靠上方。由此,打开第一气体导入阀10输送气体时,能够使从分支点9的位置到第一液体瓶2之间的位于供给管5的液体通过因液体的落差而产生的势能返回到液体瓶2,能够防止堵塞。而且,在计量以下说明的送液前后的液体瓶重量时,优选使液体返回到液体瓶2,管内残留为0。
在本实施例的结构中,具备对保持液体的第一液体瓶2、气压调整管路3以及过滤器4这一组的重量进行测量的第一重量传感器111、和固定供给管5的固定夹具112。若供给管5使用柔软性高的橡胶管等管材,则连接于比分支点9靠下游的结构件不会影响第一液体瓶2的重量测量,因此较为合适。而且,在本实施例的结构中,具备对保持液体的第二液体瓶12、气体管路13、过滤器14以及供给管18这一组的重量进行测量的第二重量传感器113、固定气体管路13的固定夹具114、以及固定供给管18的固定夹具115。固定治具114、115出于与固定治具112相同的目的而被附加。
本实施例的送液装置110如以下那样进行送液和送液量的确认。图9示出了,在横轴记载本实施例的控制的顺序,纵轴表示与之相应地通过重量传感器得到的重量测量值。作为重量测量的例,对第二液体瓶12内的液体的送液方法和重量传感器113的计量值的变化进行说明。计量送液前的第二重量传感器113的重量计量值,在此设为零。关闭第一供给阀17,打开第一气体导入阀10、第二气体导入阀15以及第二供给阀19后,当使泵6工作时,从过滤器11进行气体导入,并且经由分支点9,泵6对第二液体瓶12内的液体开始加压。第二液体瓶12内的液体从供给管18通过第二供给阀19开始向容器8输送,与此同时,重量减少。
到达目标值重量E的同时,停止泵6,并且关闭第二供给阀19,然后关闭第二气体导入阀15。供给管18被堵塞,液体不会移动。然后,打开第一供给阀17,当使泵6工作时,从过滤器11进行气体导入,气体经由分支点16和第一供给阀17,从分支点20的位置起使容器侧的下游的液体开始移动,该容器8侧的液体成为目的送液量。液体的前端到达接受容器8,开始液体的添加,若液体的后端到达接受容器8,则停止泵6。然后,若打开第二气体导入阀15和第二供给阀19,则供给管18内的液体因落差而返回第二液体瓶12内,计量此时的重量传感器113的重量计量值,结束送液。
目标值重量E是在针对目的的液体的送液量根据其液量和密度求出的重量换算值的基础上,加上用液体充满与从分支点20到液体瓶2内的液体的液面相应的供给管18的体积时的根据密度求出的重量F后的重量。即,输送至容器8的送液量能够根据通过E-F求出的重量计量值探测。反复送液时,通过执行上述的操作,能够将依次减少的重量用作送液重量。
根据本实施例的送液装置,能够用于细胞接种时的细胞悬浊液的送液量的确认。一般地,在细胞培养的工序中,通过作业者的熟练度和作业实施记录来确保这样的分注工序的执行。若使用本实施例,则将成为送液始点的细胞瓶的重量的变化量记录减少的目的重量分,从而作为一次的分注的作业记录,能够保证细胞培养工序的可靠的执行结果。另外,当长时间使用泵时,管形状的变形和恢复变得迟缓,有时泵流量发生变化,但是,即使在这样的变化中,由于作为结果,根据输送的液体的重量变化量进行送液控制,因此,可以说是再现性更高的送液方法。而且,若整理使全部的泵工作的时间记录、对泵施加电压的记录、液面传感器的工作时间记录等从自动装置得到工作信息,则能够可靠性高地保证送液及排出的执行结果。
而且,若将本实施例的送液装置应用于实施例1所示的细胞培养装置,则能够降低因伴随送液的压力变化而对细胞生物体试样等施加的负荷,而且,能够高精度地控制送液量,并且进行送液,而且能够进行细胞的自动培养。
实施例3
实施例3是在实施例1所说明的送液装置的结构的基础上,通过以下的方法能够再现性良好地输送微量的送液量的送液装置的实施例。即,该实施例是一种送液装置,以及具备本送液装置的细胞培养装置,该送液装置的特征在于,具备保持第一液体的第一液体瓶、进行第一液体的导通的供给管、气体导入阀、气体导入阀、该液体瓶、保持想要减小压力变化的影响的液体的第二液体瓶、进行第二液体的导通的供给管、泵、以及目的容器,在该第二液体瓶的下游连接有容器,使该泵向自身的方向进行吸引后,向该目的容器送液。
图10是表示实施例3的送液装置120的一结构的图,示出了以下结构:使成为送液始点的液体中想要减小压力变化的影响的液体在供给管内滞留所需量后,反复定量地向目的容器送液。即,相对于实施例1,第一液体瓶2、气压调整管路3、过滤器4、供给管5、泵6、供给管7、接受容器8、分支点9、第一气体导入阀10、过滤器11、第二液体瓶12、过滤器14、供给管18、第二供给阀19、分支点20、液体供给管21、过滤器22、以及控制器23为相同的结构。进一步地,具备与供给管7在分支点20接合于供给管18的滞留管121,还具备对连接于滞留管121的液体供给管21进行控制的第一供给阀122。滞留管121为已知的长度和管径,也可以与作为其它管的供给管7、供给管18、液体供给管21为相同直径,在此,为了便于说明,改变附图标记而显示。
本实施例的送液装置120如下进行送液和送液量的确认。图11表示本实施例的控制流程图的一例。添加第二液体,即输送第二液体时,打开第一气体导入阀10和第二供给阀19,然后当使泵6以与目的的送液方向相反的吸引方向工作时,开始第二液体的输送。规定的液量C从第二液体瓶12经由供给管18供给至滞留管121时,使泵6的工作快速停止。
然后,关闭第二供给阀19后,打开第一供给阀122。设定比液体的后端达到接受容器8的时间长的时间使泵6工作,在任意时间后,使泵6停止,然后关闭全部的阀。在添加第一液体,即输送第一液体时,打开第一供给阀122,然后当使泵6以目的的送液方向工作时,开始保持于第一瓶2的第一液体的输送。
根据本实施例的送液装置,能够减小细胞接种时的对细胞悬浊液的压力变化,而且,能够简化装置结构。与实施例1的送液装置1相比,通过使用滞留管将想要减小压力变化的影响的细胞悬浊液等液体和不存在压力变化的影响的液体培养基等液体的供给管共有化,从而具有能够减少对该供给管进行控制的控制阀的效果。
本实施例的送液装置能够简化机构控制,并且解决课题。图12是表示与在图10所示的送液装置120的基本结构相同,但是取代第二供给阀19和第一供给阀122,按照图示的方向设有止回阀131、132的变形结构例的图。更详细而言,通过止回阀131、132,供给管18的送液的方向始终相对于送液泵6为吸引方向,在加压方向上不产生流。另一方面,液体供给管21的送液的方向始终相对于送液泵6为加压方向,在吸引方向上不产生流。在该结构中,若送液泵6在与目的的接受容器8相反的方向上执行吸引运转,则从第二瓶吸引规定量的液体,将其保持于滞留管121,然后若使送液泵6在目的的容器8方向上实施加压运转,则可以向目的的容器8输送保持于滞留管121的液体。
如本结构这样,要控制的装置结构减少,能够得到成本降低、小型化等效果。另外,能够降低复杂性,提高可靠性。另外,滞留管121根据目的的送液量适当变更,作为目的的送液量多时,增大管径,应当避免形成过长的管长。另一方面,作为目的的送液量为微量且要求精度的情况下,缩小管径,缩小滞留管121的管内的表面积,这也是有用的。
若根据以上说明的本发明的送液装置及使用了该送液装置的细胞培养装置,若将成为送液始点的液体中想要减小压力变化的影响的液体保持于第二液体瓶且将成为送液始点的液体中压力变化的影响小的液体保持于第一液体瓶,则想要减小压力变化的影响的液体能够减小通过泵的影响而输送至目的的容器,另一方面,不存在压力变化的影响的液体能够通过泵反复地向目的容器定量地输送。
此外,本发明不限于上述的实施例,包括各种变形例。例如,上述的实施例是为了更好地理解本发明而详细说明的例子,并非限定于必须具备所说明的全部结构。另外,能够将某实施例的结构的一部分置换成其它实施例的结构,另外,能够对某实施例的结构添加其它实施例的结构。另外,对于各实施例的结构的一部分,可以进行其它结构的追加、削除、置换。
而且,上述的各结构、功能、作为控制部的控制器等说明了做成实现它们的一部分或者全部的程序的例,但是,不言而喻,也可以通过以集成电路的方式设计等利用硬件实现它们的一部分或者全部。即,处理部的全部或者一部分的功能可以取代程序而通过例如ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable GateArray)等集成电路等实现。
符号说明
1、110、120、130—送液装置,2—第一液体瓶,3—气压调整管路,4、11、14、22、36、50、62、70、73、94—过滤器,5、7、18、37、44、57、63、67—供给管,6—泵,8—接受容器,9、16、20、39、46、56、65、66—分支点,10—第一气体导入阀,12—第二液体瓶,13—气体管路,15—第二气体导入阀,17、122—第一供给阀,19—第二供给阀,21—液体供给管,23、103—控制器,31—自动细胞培养装置,32—恒温槽,33—冰箱,34—第一培养基瓶,35、71、72—气压调整管,38—第一控制阀,42—共用管,43—第二培养基瓶,45—第二控制阀,76—第一气压调整阀,47—气体共用管,40—第一气体导入阀,48—加湿瓶,49—第二气压调整阀,51—压力控制阀,52—混合气体瓶,53—第一连接,54—第二连接,55—第二气体导入阀,58—第三气体导入阀,59—送气管,60—送气阀,61—细胞瓶,64—第三控制阀,68—第四控制阀,69—补充用瓶,74—气体袋,75、131、132—止回阀,78、92、100—多分支部,80—第一培养容器,82、83—容器开闭阀,81—第二培养容器,84—主体部,85—盖部,86—细胞悬浊液,87—容器,88—送液口,89—排出口,90—气压调整口,91—第四气压调整阀,92、100—多分支部,93—存水瓶,96—排液泵,97—排液瓶,98—排液管,99—排出阀,101—第一容器排出阀,102—第一容器排出阀,111—第一重量传感器,112、114、115—固定夹具,113—第二重量传感器,121—滞留管。
Claims (15)
1.一种送液装置,其特征在于,具备:
保持第一液体的第一液体保持部;
保持第二液体的第二液体保持部;
连接于上述第一液体保持部与上述第二液体保持部之间的泵;
连接于上述第二液体保持部的下游的接受容器;
将上述第一液体经由上述泵供给至上述接受容器的第一供给管;以及
将上述第二液体供给至上述接受容器的第二供给管。
2.根据权利要求1所述的送液装置,其特征在于,
具备向上述第二液体保持部导入气体的气体导入阀,
上述气体导入阀包括:在上述第一液体保持部与上述泵之间的上述第一供给管所连接的第一气体导入阀;以及在上述泵与上述接受容器之间的上述第一供给管与上述第二液体保持部之间所连接的第二气体导入阀。
3.根据权利要求2所述的送液装置,其特征在于,具备:
对上述泵与上述接受容器之间的上述第一供给管进行开闭的第一供给阀;
对上述第二液体保持部与上述接受容器之间的上述第二供给管进行开闭的第二供给阀;以及
对上述泵、上述第一供给阀、上述第二供给阀、上述第一气体导入阀以及上述第二气体导入阀进行控制的控制部。
4.根据权利要求3所述的送液装置,其特征在于,
上述控制部通过打开上述第一供给阀使上述泵工作,从而从上述第一液体保持部经由上述第一供给管向上述接受容器输送上述第一液体,通过打开上述第一气体导入阀使上述泵工作,从而向上述接受容器输送规定量的上述第一液体。
5.根据权利要求3所述的送液装置,其特征在于,
上述控制部通过打开上述第二供给阀、上述第一气体导入阀以及上述第二气体导入阀使上述泵工作,从而从上述第二液体保持部经由上述第二供给管向上述接受容器输送上述第二液体,
通过在关闭上述第二供给阀和上述第二气体导入阀后,打开上述第一供给阀,使上述泵工作,从而向上述接受容器输送规定量的上述第二液体。
6.根据权利要求5所述的送液装置,其特征在于,
上述控制部在使打开上述第一供给阀进行工作的上述泵停止后,将上述第二气体导入阀打开、关闭。
7.根据权利要求5所述的送液装置,其特征在于,
上述控制部通过打开上述第二供给阀、上述第一气体导入阀以及上述第二气体导入阀使上述泵进行正反向工作,从而对上述第二液体保持部的上述第二液体进行搅拌。
8.根据权利要求1所述的送液装置,其特征在于,
上述第一液体保持部和上述第二液体保持部分别由液体瓶构成,上述液体瓶的直径与从上述液体瓶排出上述第一液体和上述第二液体的上述第一供给管和上述第二供给管的直径的比为10倍以下。
9.根据权利要求1所述的送液装置,其特征在于,
上述第一液体保持部和上述第二液体保持部分别由液体瓶构成,上述液体瓶的底面部分具有三棱锥的形状。
10.根据权利要求1所述的送液装置,其特征在于,
具备对上述第一液体保持部的上述第一液体和上述第二液体保持部的上述第二液体的重量分别进行探测的重量传感器,
上述控制部根据上述重量传感器的输出控制上述泵。
11.一种细胞培养装置,其特征在于,
具备:恒温槽;配置于上述恒温槽内的培养容器;进行向上述培养容器的液体的输送和排出的送液装置;以及对上述恒温槽和上述送液装置进行控制的控制部,
上述送液装置具有:
保持第一液体的第一液体保持部;
保持第二液体的第二液体保持部;
连接于上述第一液体保持部与上述第二液体保持部之间的泵;
将上述第一液体经由上述泵供给至上述培养容器的第一供给管;以及
将上述第二液体供给至上述培养容器的第二供给管。
12.根据权利要求11所述的细胞培养装置,其特征在于,
具有向上述第二液体保持部导入气体的气体导入阀,
上述气体导入阀包括:在上述第一液体保持部与上述泵之间的上述第一供给管所连接的第一气体导入阀;以及在上述泵与上述接受容器之间的上述第一供给管与上述第二液体保持部之间所连接的第二气体导入阀。
13.根据权利要求12所述的细胞培养装置,其特征在于,具备:
对上述泵与上述接受容器之间的上述第一供给管进行开闭的第一供给阀;以及
对上述第二液体保持部与上述接受容器之间的上述第二供给管进行开闭的第二供给阀,
上述控制部对上述泵、上述第一供给阀、上述第二供给阀、上述第一气体导入阀以及上述第二气体导入阀进行控制。
14.根据权利要求13所述的细胞培养装置,其特征在于,
就上述控制部而言,
通过打开上述第一供给阀使上述泵工作,从而从上述第一液体保持部经由上述第一供给管向上述培养容器输送上述第一液体,通过打开上述第一气体导入阀使上述泵工作,从而向上述培养容器输送规定量的上述第一液体,
通过打开上述第二供给阀、上述第一气体导入阀以及上述第二气体导入阀使上述泵工作,从而从上述第二液体保持部经由上述第二供给管向上述培养容器输送上述第二液体,通过在关闭上述第二供给阀和上述第二气体导入阀后,打开上述第一供给阀,使上述泵工作,从而向上述培养容器输送规定量的上述第二液体。
15.一种细胞培养方法,其特征在于,
作为向配置于恒温槽内的培养容器进行液体的输送和排出的送液装置,使用如下结构的送液装置进行细胞培养,
上述结构具有:
保持第一液体的第一液体保持部;
保持第二液体的第二液体保持部;
连接于上述第一液体保持部与上述第二液体保持部之间的泵;
将上述第一液体经由上述泵供给至上述培养容器的第一供给管;以及
将上述第二液体供给至上述培养容器的第二供给管。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113025481A (zh) * | 2021-03-30 | 2021-06-25 | 上海艾众生物科技有限公司 | 一种自动补液装置、单次补液方法及生物反应系统 |
| CN114026217A (zh) * | 2019-06-20 | 2022-02-08 | 昕芙旎雅有限公司 | 细胞回收方法及细胞培养装置 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6913650B2 (ja) * | 2018-03-14 | 2021-08-04 | 株式会社日立製作所 | 細胞培養装置 |
| WO2020257335A1 (en) * | 2019-06-17 | 2020-12-24 | Deka Products Limited Partnership | System and method for centralized fluid management and culture control |
| JP7339138B2 (ja) * | 2019-12-02 | 2023-09-05 | 株式会社日立製作所 | 細胞培養装置 |
| WO2024150581A1 (ja) * | 2023-01-12 | 2024-07-18 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 細胞培養装置及び培養容器 |
| FR3147813A1 (fr) * | 2023-04-17 | 2024-10-18 | Synsym Biosciences Sas | Méthode de production de micro-organismes et installation de mise en œuvre |
| WO2026013729A1 (ja) * | 2024-07-08 | 2026-01-15 | 株式会社日立製作所 | 閉鎖系培養容器、細胞培養装置、細胞培養方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4889812A (en) * | 1986-05-12 | 1989-12-26 | C. D. Medical, Inc. | Bioreactor apparatus |
| CN104093827A (zh) * | 2012-02-01 | 2014-10-08 | 东洋制罐集团控股株式会社 | 细胞培养用试剂盒、及细胞培养用试剂盒的使用方法 |
| US20160108350A1 (en) * | 2013-08-23 | 2016-04-21 | Hitachi, Ltd. | Liquid delivery device and cell culture device using same |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5459817B2 (ja) | 2004-11-29 | 2014-04-02 | 川崎重工業株式会社 | 多関節型ロボットを備えた自動細胞培養装置 |
| US20100317102A1 (en) * | 2006-01-17 | 2010-12-16 | Tsutomu Suzuki | Cell Culture Method and Automatic Culture System Using the Method |
| JP4732187B2 (ja) | 2006-02-27 | 2011-07-27 | 株式会社カネカ | 自動培養装置 |
| JP4854568B2 (ja) * | 2007-03-30 | 2012-01-18 | 三井造船株式会社 | アルコール生産方法 |
| WO2014051503A1 (en) * | 2012-09-27 | 2014-04-03 | Ge Healthcare Bio-Sciences Ab | Tangential flow perfusion system |
| JP6272023B2 (ja) * | 2013-12-26 | 2018-01-31 | 高砂電気工業株式会社 | マイクロ流体チップ装置 |
| JP2015188381A (ja) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 東レエンジニアリング株式会社 | 分離装置および分離方法 |
| WO2016013070A1 (ja) * | 2014-07-23 | 2016-01-28 | 株式会社日立製作所 | 送液装置、及び細胞培養装置 |
| JP5892216B1 (ja) | 2014-09-17 | 2016-03-23 | 東洋製罐グループホールディングス株式会社 | 細胞培養システムにおける送液方法、及び細胞培養システム |
| JP6291429B2 (ja) * | 2015-01-20 | 2018-03-14 | 富士フイルム株式会社 | 細胞培養装置および細胞培養方法 |
-
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4889812A (en) * | 1986-05-12 | 1989-12-26 | C. D. Medical, Inc. | Bioreactor apparatus |
| CN104093827A (zh) * | 2012-02-01 | 2014-10-08 | 东洋制罐集团控股株式会社 | 细胞培养用试剂盒、及细胞培养用试剂盒的使用方法 |
| US20160108350A1 (en) * | 2013-08-23 | 2016-04-21 | Hitachi, Ltd. | Liquid delivery device and cell culture device using same |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 郝岱峰等: "《压疮基础理论与防治》", 31 December 2015 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114026217A (zh) * | 2019-06-20 | 2022-02-08 | 昕芙旎雅有限公司 | 细胞回收方法及细胞培养装置 |
| TWI868137B (zh) * | 2019-06-20 | 2025-01-01 | 日商昕芙旎雅股份有限公司 | 細胞回收方法 |
| CN113025481A (zh) * | 2021-03-30 | 2021-06-25 | 上海艾众生物科技有限公司 | 一种自动补液装置、单次补液方法及生物反应系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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