JP2018000130A - Cell culture device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、細胞培養装置に関する。 The present disclosure relates to a cell culture device.
細胞培養装置として、例えば、特許文献1には、三次元培養を行う細胞培養ユニットと、各種の薬液、培養液、廃液等を送液するユニットとを有する細胞培養装置が開示されている。この細胞培養装置は、培養液中に懸濁した担体上で細胞を培養するための装置であり、従来は作業者の手作業で実施していた培地交換、継代等の作業を自動的に行うために、各ユニットを制御する制御ユニットが設けられている。 As a cell culture device, for example, Patent Literature 1 discloses a cell culture device having a cell culture unit for performing three-dimensional culture and a unit for feeding various chemical solutions, culture solutions, waste solutions, and the like. This cell culture device is a device for culturing cells on a carrier suspended in a culture solution, and it automatically performs operations such as medium exchange and passaging that have been performed manually by workers. To do so, a control unit is provided to control each unit.
近年、医療分野への応用が拡大したことで、細胞培養装置には、培養の効率化や、得られる培養細胞の高品質化及び均質化が求められている。 In recent years, with the expansion of applications in the medical field, cell culture apparatuses are required to improve the efficiency of culture and to improve the quality and homogenization of the obtained cultured cells.
本開示は、幹細胞等の細胞培養を効率良く実施し、高品質な培養細胞を安定して得ることが可能な細胞培養装置を説明する。 The present disclosure describes a cell culture apparatus capable of efficiently performing cell culture of stem cells and the like and stably obtaining high-quality cultured cells.
本開示の一態様に係る細胞培養装置は、培養液中に懸濁した細胞の三次元培養を行う培養槽、及び、培養槽内で培養液が上昇流を成すように培養液を循環させる循環手段を含む培養ユニットと、培養槽内の細胞分布を検出する細胞分布検出ユニットと、細胞分布検出ユニットで検出された細胞分布に基づいて、循環手段による培養液の循環速度を制御する制御ユニットと、を備える。 A cell culture device according to one embodiment of the present disclosure includes a culture tank that performs three-dimensional culture of cells suspended in a culture solution, and a circulation that circulates the culture solution so that the culture solution forms an upward flow in the culture vessel. A culture unit including means, a cell distribution detection unit for detecting cell distribution in the culture tank, and a control unit for controlling the circulation rate of the culture medium by the circulation means based on the cell distribution detected by the cell distribution detection unit; .
本開示の一態様に係る細胞培養装置によれば、幹細胞等の細胞培養を効率良く実施し、高品質な培養細胞を安定して得ることができる。 According to the cell culture device according to one embodiment of the present disclosure, cell culture of stem cells and the like can be efficiently performed, and high-quality cultured cells can be stably obtained.
本開示の一態様に係る細胞培養装置は、培養液中に懸濁した細胞の三次元培養を行う培養槽、及び、培養槽内で培養液が上昇流を成すように培養液を循環させる循環手段を含む培養ユニットと、培養槽内の細胞分布を検出する細胞分布検出ユニットと、細胞分布検出ユニットで検出された細胞分布に基づいて、循環手段による培養液の循環速度を制御する制御ユニットと、を備える。 A cell culture device according to one embodiment of the present disclosure includes a culture tank that performs three-dimensional culture of cells suspended in a culture solution, and a circulation that circulates the culture solution so that the culture solution forms an upward flow in the culture vessel. A culture unit including means, a cell distribution detection unit for detecting cell distribution in the culture tank, and a control unit for controlling the circulation rate of the culture medium by the circulation means based on the cell distribution detected by the cell distribution detection unit; .
この細胞培養装置では、細胞は培養液中に懸濁しており、循環手段による上昇流と自重との均衡によって培養液中に浮遊しながら培養される。細胞分布検出ユニットは、培養槽内の培養液中に浮遊する細胞の分布を検出することで、循環手段による上昇流と細胞の自重との均衡状態を検知することができる。制御ユニットは、循環手段による培養液の循環速度を制御することで、循環手段による上昇流と細胞の自重との均衡状態を調節し、培養槽内における細胞分布を適切に保持できる。 In this cell culture device, the cells are suspended in the culture solution, and are cultured while floating in the culture solution due to the balance between the upward flow by the circulation means and the dead weight. The cell distribution detection unit can detect the equilibrium state between the upward flow caused by the circulation means and the dead weight of the cell by detecting the distribution of the cells floating in the culture solution in the culture tank. The control unit controls the circulation speed of the culture solution by the circulation means, thereby adjusting the equilibrium state between the upward flow caused by the circulation means and the dead weight of the cells, and appropriately maintaining the cell distribution in the culture tank.
ここで、従来の細胞培養装置では、培養液中の細胞分布が培養槽内の適切な位置より下段又は上段に偏ることで、培養細胞が過度に集塊するなどして均質な培養が困難となる場合があった。また、培養過程で、細胞塊のサイズの変化等によって細胞分布が徐々に変化するため、培養槽内の適切な位置に細胞分布を保持することが難しかった。 Here, in the conventional cell culture apparatus, the cell distribution in the culture solution is biased to the lower or upper stage from an appropriate position in the culture tank, and thus, the cultured cells are excessively agglomerated and it is difficult to perform homogeneous culture. There was a case. In addition, since the cell distribution gradually changes due to changes in the size of the cell mass during the culturing process, it was difficult to maintain the cell distribution at an appropriate position in the culture tank.
上記態様に係る細胞培養装置では、細胞分布検出ユニットが細胞分布を検出し、その検出結果に基づいて制御ユニットが培養液の循環速度を制御する。また、培養過程で細胞のサイズの変化等により細胞分布が変化しても、細胞分布検出ユニットによる検出及び制御ユニットによる制御によって、循環手段による上昇流と細胞の自重との均衡状態が調節される。このため、上記態様に係る細胞培養装置では、細胞分布を適切に維持して、均質な培養を実施することができる。 In the cell culture device according to the above aspect, the cell distribution detection unit detects the cell distribution, and the control unit controls the circulation rate of the culture solution based on the detection result. In addition, even if the cell distribution changes due to changes in cell size, etc. during the culturing process, the equilibrium state between the upflow by the circulation means and the cell's own weight is adjusted by the detection by the cell distribution detection unit and the control by the control unit. . For this reason, in the cell culture apparatus according to the above aspect, it is possible to appropriately maintain the cell distribution and perform homogeneous culture.
いくつかの態様において、細胞分布検出ユニットは、培養槽内の培養液の濁度を鉛直方向の複数箇所で測定する濁度測定手段を含んでいる。この場合、複数の測定箇所で測定される濁度の高低によって、培養液中の細胞分布を検出できる。また、細胞分布の検出と併せて、培養開始時からの濁度変化を基に培養液中の細胞数の増加量を推測することもできる。 In some embodiments, the cell distribution detection unit includes turbidity measuring means for measuring the turbidity of the culture solution in the culture tank at a plurality of locations in the vertical direction. In this case, the cell distribution in the culture solution can be detected based on the level of turbidity measured at a plurality of measurement locations. In addition to the detection of cell distribution, the amount of increase in the number of cells in the culture solution can also be estimated based on the change in turbidity from the start of culture.
いくつかの態様において、培養ユニットは、培養槽内の培養環境を検出する培養環境検出手段と、培養槽内の培養環境を調整する培養環境調整手段と、を含んでいる。この場合、培養環境検出手段により培養槽内の培養環境を検出することで、所期の培養環境が維持されているか否かを容易に確認することができ、必要に応じて培養環境調整手段により培養槽内の培養環境を容易に調整できる。培養環境調整手段は、制御ユニットによって制御されていてよく、制御ユニットは、培養環境検出手段で検出された培養環境に基づいて、培養環境調整手段による培養環境の調整を制御していてよい。 In some embodiments, the culture unit includes culture environment detection means for detecting a culture environment in the culture tank and culture environment adjustment means for adjusting the culture environment in the culture tank. In this case, it is possible to easily confirm whether or not the intended culture environment is maintained by detecting the culture environment in the culture tank by the culture environment detection means, and if necessary, the culture environment adjustment means. The culture environment in the culture tank can be easily adjusted. The culture environment adjusting means may be controlled by the control unit, and the control unit may control the adjustment of the culture environment by the culture environment adjusting means based on the culture environment detected by the culture environment detecting means.
いくつかの態様において、細胞培養装置は、培養ユニットに培養液を供給する培養液供給ユニットと、培養ユニットに洗浄液を供給する洗浄液供給ユニットと、培養ユニットから培養液又は洗浄液を含む廃液を回収する廃液回収ユニットと、を更に備えていてよい。この場合、細胞培養における培養液交換、継代等の作業を、各ユニットの操作により容易に実施できる。 In some embodiments, the cell culture apparatus collects a culture solution supply unit that supplies a culture solution to the culture unit, a wash solution supply unit that supplies a wash solution to the culture unit, and a waste solution containing the culture solution or the wash solution from the culture unit. And a waste liquid recovery unit. In this case, operations such as culture medium exchange and passage in cell culture can be easily performed by operating each unit.
いくつかの態様において、制御ユニットは、培養液供給ユニットから培養ユニットへの培養液の送液、洗浄液供給ユニットから培養ユニットへの洗浄液の送液、及び、培養ユニットから廃液回収ユニットへの廃液の送液をそれぞれ制御する。この場合、細胞培養における培養液交換、継代等の作業を制御ユニットによって一括して実施でき、作業の自動化を図ることができる。 In some embodiments, the control unit is configured to supply the culture solution from the culture solution supply unit to the culture unit, supply the cleaning solution from the wash solution supply unit to the culture unit, and supply the waste solution from the culture unit to the waste solution recovery unit. Control the feeding of each liquid. In this case, operations such as culture medium exchange and passage in cell culture can be performed collectively by the control unit, and the operation can be automated.
いくつかの態様において、培養液供給ユニットは、培養液を所定温度で保管する培養液保管手段と、培養液を所定温度以上の温度に加温する培養液加温手段と、を含む。培養液は、培養液保管手段において保管に適した温度で保管され、培養液加温手段において培養に適した温度に加温されて、培養槽に供給される。この場合、培養槽に培養液を供給する必要が生じた際に、培養液保管手段で保管された培養液を培養液加温手段で加温して使用できるため、装置外から培養液を補充する場合と比較して作業手順が簡略化される。 In some embodiments, the culture solution supply unit includes a culture solution storage unit that stores the culture solution at a predetermined temperature, and a culture solution heating unit that heats the culture solution to a temperature equal to or higher than a predetermined temperature. The culture solution is stored at a temperature suitable for storage in the culture solution storage means, heated to a temperature suitable for culture in the culture solution heating means, and supplied to the culture tank. In this case, when it becomes necessary to supply the culture solution to the culture tank, the culture solution stored in the culture solution storage means can be heated and used by the culture solution heating means, so that the culture solution is replenished from outside the apparatus. The work procedure is simplified as compared with the case of doing so.
いくつかの態様において、細胞培養装置は、培養槽内の培養液の液量を検出する液量検出手段を更に備えており、制御ユニットは、液量検出手段で検出された液量に基づいて、培養液供給ユニットから培養ユニットへの培養液の送液を制御する。この場合、液量検出手段によって培養槽内の液量が検出され、その検出結果に基づいて、制御ユニットの制御により培養槽内に培養液が供給される。これにより、培養液の供給量が緻密に制御され、培養液の供給量の多寡による培養細胞への悪影響が避けられる。 In some embodiments, the cell culture device further includes a liquid volume detection unit that detects a volume of the culture solution in the culture tank, and the control unit is based on the liquid volume detected by the liquid volume detection unit. Control of the feeding of the culture solution from the culture solution supply unit to the culture unit. In this case, the liquid quantity in the culture tank is detected by the liquid quantity detection means, and based on the detection result, the culture liquid is supplied into the culture tank under the control of the control unit. Thereby, the supply amount of the culture solution is precisely controlled, and the adverse effect on the cultured cells due to the large amount of supply amount of the culture solution is avoided.
いくつかの態様において、細胞培養装置は、培養ユニットに酵素を含む酵素液を供給する酵素供給ユニットを更に備えており、制御ユニットは、酵素供給ユニットから培養ユニットへの酵素液の送液を制御する。この場合、制御ユニットによる制御によって、必要なタイミングで必要量の酵素液を容易に培養ユニットへ供給することができる。 In some embodiments, the cell culture device further includes an enzyme supply unit that supplies an enzyme solution containing an enzyme to the culture unit, and the control unit controls the supply of the enzyme solution from the enzyme supply unit to the culture unit. To do. In this case, the required amount of enzyme solution can be easily supplied to the culture unit at the required timing under the control of the control unit.
いくつかの態様において、酵素供給ユニットは、酵素液を所定温度で保管する酵素保管手段を含む。これにより、酵素液が保管に適した温度で保管される。 In some embodiments, the enzyme supply unit includes an enzyme storage unit that stores the enzyme solution at a predetermined temperature. Thereby, the enzyme solution is stored at a temperature suitable for storage.
いくつかの態様において、細胞培養装置は、培養ユニット内で循環する培養液の溶存酸素量を検出する溶存酸素量検出手段を更に備えており、培養ユニットは、培養液に酸素を供給する酸素供給手段を更に含んでおり、制御ユニットは、溶存酸素量検出手段で検出された溶存酸素量に基づいて、酸素供給手段による酸素の供給量を制御する。この場合、制御ユニットの制御により、必要量の酸素が培養液に供給されるため、一定の溶存酸素量を維持した細胞培養を容易に実施することができる。 In some embodiments, the cell culture apparatus further includes a dissolved oxygen amount detection unit that detects a dissolved oxygen amount of a culture solution circulating in the culture unit, and the culture unit supplies oxygen to the culture solution. The control unit further includes a means for controlling the amount of oxygen supplied by the oxygen supply means based on the amount of dissolved oxygen detected by the dissolved oxygen amount detection means. In this case, since the required amount of oxygen is supplied to the culture solution under the control of the control unit, cell culture can be easily performed while maintaining a constant dissolved oxygen amount.
いくつかの態様において、細胞培養装置は、培養槽内の培養液のpHを検出するpH検出手段を更に備えており、制御ユニットは、pH検出手段で検出されたpHに基づいて、培養液の交換時期を判断し、ユーザへの通知又は培養液の交換を行う。この場合、培養液のpHの変化をpH検出手段が検出し、検出結果に基づいて自動的に制御ユニットが培養液の交換時期を判断することから、交換時期の徒過による培養細胞の品質低下等が防止される。制御ユニットは、インターフェースユニット等を介して交換時期をユーザに通知してよい。また、制御ユニットは、上述の培養液供給ユニット、洗浄液供給ユニット及び廃液供給ユニットの制御により、交換時期の判断後に自動的に培養液の交換を行ってもよい。 In some embodiments, the cell culture device further comprises pH detection means for detecting the pH of the culture solution in the culture tank, and the control unit is configured to control the culture solution based on the pH detected by the pH detection means. The time for replacement is determined, and notification to the user or replacement of the culture medium is performed. In this case, the pH detection means detects the change in the pH of the culture solution, and the control unit automatically determines the replacement time of the culture solution based on the detection result. Etc. are prevented. The control unit may notify the user of the replacement time via the interface unit or the like. Further, the control unit may automatically replace the culture solution after determining the replacement time by controlling the culture solution supply unit, the washing solution supply unit, and the waste solution supply unit.
いくつかの態様において、細胞培養装置は、培養ユニットにRhoキナーゼ阻害剤を供給する阻害剤供給ユニットを更に備えていてよく、制御ユニットは、培養槽内における培養液中のRhoキナーゼ阻害剤の濃度が所定の濃度となるように、阻害剤供給ユニットによるRhoキナーゼ阻害剤の供給量を制御する。この場合、制御ユニットによる制御によって、必要なタイミングで必要量のRhoキナーゼ阻害剤を容易に培養ユニットへ供給できる。 In some embodiments, the cell culture device may further include an inhibitor supply unit that supplies a Rho kinase inhibitor to the culture unit, and the control unit includes the concentration of the Rho kinase inhibitor in the culture medium in the culture tank. The amount of Rho kinase inhibitor supplied by the inhibitor supply unit is controlled so that becomes a predetermined concentration. In this case, the required amount of Rho kinase inhibitor can be easily supplied to the culture unit at the required timing under the control of the control unit.
いくつかの態様において、阻害剤供給ユニットは、Rhoキナーゼ阻害剤を所定温度で保管する阻害剤保管手段を含む。これにより、Rhoキナーゼ阻害剤が保管に適した温度で保管される。 In some embodiments, the inhibitor supply unit includes an inhibitor storage means for storing the Rho kinase inhibitor at a predetermined temperature. Thereby, the Rho kinase inhibitor is stored at a temperature suitable for storage.
いくつかの態様において、細胞培養装置は、培養ユニットに薬液を供給する薬液供給ユニットを更に備えており、制御ユニットは、薬液供給ユニットから培養ユニットへの薬液の送液を制御する。この場合、制御ユニットによる制御によって、必要なタイミングで必要量の薬液を容易に培養ユニットへ供給できる。 In some embodiments, the cell culture device further includes a chemical solution supply unit that supplies the chemical solution to the culture unit, and the control unit controls the feeding of the chemical solution from the chemical solution supply unit to the culture unit. In this case, the required amount of the chemical solution can be easily supplied to the culture unit at the required timing by the control of the control unit.
いくつかの態様において、薬液供給ユニットは、薬液を所定温度で保管する薬液保管手段を含む。これにより、薬液が保管に適した温度で保管される。 In some embodiments, the chemical solution supply unit includes a chemical solution storage unit that stores the chemical solution at a predetermined temperature. Thereby, a chemical | medical solution is stored at the temperature suitable for storage.
いくつかの態様において、細胞培養装置は、培養ユニットから細胞の一部を回収する撮影用細胞回収ユニットと、撮影用細胞回収ユニットにより回収された細胞の顕微鏡写真を取得する撮影ユニットと、を更に備えている。この場合、細胞培養装置内で培養終了後又は培養途中の細胞の顕微鏡写真を容易に取得できるため、培養した細胞の評価、培養条件の評価等をより正確に行うことができる。 In some embodiments, the cell culture apparatus further includes: a photographing cell collection unit that collects part of the cells from the culture unit; and a photographing unit that obtains a micrograph of the cells collected by the photographing cell collection unit. I have. In this case, since the micrograph of the cell after completion | finish of culture | cultivation in the cell culture apparatus or in the middle of culture | cultivation can be acquired easily, evaluation of the cultured cell, evaluation of culture conditions, etc. can be performed more correctly.
いくつかの態様において、制御ユニットは、撮影用細胞回収ユニットによる細胞の回収、及び、撮影ユニットによる顕微鏡写真の取得を制御する。この場合、制御ユニットによる制御によって、所望のタイミングでの顕微鏡写真を容易に(場合により、自動的に)取得できる。 In some embodiments, the control unit controls the collection of cells by the imaging cell recovery unit and the acquisition of micrographs by the imaging unit. In this case, a microphotograph at a desired timing can be easily (in some cases automatically) acquired by control by the control unit.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図1を参照して、本発明の一実施形態に係る細胞培養装置1について説明する。細胞培養装置1は、培養液F1中に懸濁した細胞の三次元培養を行う培養槽11と、培養槽内で培養液F1が上昇流を成すように培養液F1を循環させる循環用ポンプ12と、培養液F1の循環途中に設けられ、培養液F1に酸素を供給する酸素供給槽13と、を備えている。細胞培養装置1では、培養槽11と、循環用ポンプ12と、酸素供給槽13と、これらを互いに接続するライン(配管又は管路)とにより、培養ユニットが構成されている。培養槽11と酸素供給槽13とは第一循環ラインL1により接続されており、培養槽11の上段部から抜き出された培養液F1が第一循環ラインL1を介して酸素供給槽13へ送液される。酸素供給槽13と循環用ポンプ12とは第二循環ラインL2により接続されており、酸素供給槽13内で必要に応じて酸素を供給された培養液F1が、第二循環ラインL2を介して循環用ポンプ12へ送液される。循環用ポンプ12と培養槽11とは第三循環ラインL3により接続されており、循環用ポンプ12から送液された培養液F1が第三循環ラインL3を介して培養槽11の下段部へ供給される。第三循環ラインL3を介して供給された培養液F1は、培養槽11の下段部から上段部へ上昇流を成して移動し、第一循環ラインL1から培養槽11外へ送液される。
With reference to FIG. 1, the cell culture apparatus 1 which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated. The cell culture apparatus 1 includes a
細胞培養装置1には、培養槽11内の培養液F1の濁度を鉛直方向の複数箇所で測定する濁度計15が設けられている。細胞培養装置1では、濁度計15によって、培養槽11内における培養液F1中の細胞分布が検出される。なお、細胞培養装置1は、細胞分布検出ユニットとして濁度計15を備えるが、細胞分布検出ユニットはこれに限定されず、例えば、培養液F1の画像を取得するカメラ等を備えるものであってよい。
The cell culture device 1 is provided with a
細胞培養装置1には、酸素供給槽13における培養液F1への酸素の供給を補助する補助手段として、マイクロバブルポンプ14が設けられている。マイクロバブルポンプ14は、第二循環ラインL2から分岐する第四循環ラインL4と、第一循環ラインL1に接続する第五循環ラインL5とを介して酸素供給槽13と接続されている。第二循環ラインL2を通過する培養液F1の一部は、第四循環ラインL4を介してマイクロバブルポンプ14へ送液され、マイクロバブルポンプ14から第五循環ラインL5及び第一循環ラインL1を介して酸素供給槽13へ返送される。マイクロバブルポンプ14は、培養液F1にマイクロバブルを発生させ、培養液F1への酸素の溶解を促進する。また、細胞培養装置1は、培養槽11内の培養液F1における溶存酸素量を検出する溶存酸素計16を備えている。溶存酸素計16は、培養開始前に溶存酸素量を検出してよく、培養途中に常時溶存酸素量を検出してよく、培養途中に所定の間隔で溶存酸素量を検出してもよい。
The cell culture apparatus 1 is provided with a
細胞培養装置1は、培養槽11内の培養液F1のpHを検出するpH計17を更に備えている。pH計17は、培養開始前にpHを検出してよく、培養途中に常時pHを検出してよく、培養途中に所定の間隔でpHを検出してもよい。pH計によるpHの検出結果は培養液F1の交換時期の判断基準になり得る。
The cell culture device 1 further includes a
培養槽11は、培養槽11内の培養環境を一定に保持するためのインキュベータ21内に配置されている。インキュベータ21は、内部を所定の培養環境(例えば、温度35〜38℃、二酸化炭素濃度5%)に調整及び維持しており、外的環境によって培養環境が変動することを防止している。細胞培養装置1では、酸素供給持の培養液F1の温度変化を避けるため、酸素供給槽13もインキュベータ内に配置されている。細胞培養装置1は、培養槽11内の温度又は培養槽11内の培養液F1の温度を測定する温度計22を備えていてよく、この場合、温度計22によって培養槽11内が所定の培養環境に調整され、維持されていることが確認できる。なお、細胞培養装置1は、温度計22の他に、温度以外の培養環境を検出する検出手段を更に備えていてもよい。
The
細胞培養装置1は、培養液F1を保管する培養液保管タンク31と、培養液F1を加温する培養液加温タンク32と、培養液保管タンク31と培養液加温タンク32とを接続する培養液送液ラインL6とを更に備えており、培養液送液ラインL6には培養液送液ポンプ33が設けられている。培養液保管タンク31中に保管されている培養液F1は、必要に応じて培養液送液ラインL6を介して培養液加温タンク32に送液され、培養液加温タンク32内で培養に適した温度に加温される。培養液加温タンク32で加温された培養液F1は、培養液加温タンク32と培養槽11とを接続する加温済み培養液送液ラインL7を介して、培養液加温タンク32から培養槽11へ送液される。培養液保管タンク31と培養液送液ラインL6とは、無菌コネクタ34を介して接続されている。これにより、培養液保管タンク31の交換に際して、培養液送液ラインL6以降の無菌状態を容易に維持できる。培養液保管タンク31は、冷蔵ユニット35内に配置されている。冷蔵ユニット35は、培養液保管タンク31を、培養液F1の保管に適した温度(例えば、2〜6℃)下に保持している。培養液加温タンク32はインキュベータ21内に配置されており、インキュベータ21は、培養液加温タンク32内の培養液F1を培養に適した温度(例えば、35〜38℃)に加温する。
The cell culture device 1 connects a culture
細胞培養装置1は、培養槽11内から培養した細胞を回収する回収経路となる細胞回収ラインL8を更に備えており、細胞回収ラインL8には細胞回収ポンプ41が設けられている。細胞回収ラインL8の出口には無菌コネクタ42が設けられており、細胞回収バイアル43と無菌的に接続可能になっている。細胞培養装置1では、無菌コネクタ42に細胞回収バイアル43を接続後、細胞回収ポンプ41の作動によって培養槽11内から細胞回収ラインL8に細胞を流通させることで、培養した細胞を回収できる。
The cell culture device 1 further includes a cell recovery line L8 serving as a recovery path for recovering cells cultured from the
細胞培養装置1は、洗浄液F2を保管する洗浄液保管タンク51と、洗浄液保管タンク51から洗浄液F2を培養槽11へ送液する洗浄液送液ポンプ52とを更に備えている。洗浄液保管タンク51は洗浄液送液ラインL9を介して培養槽11と接続されており、洗浄液保管タンク51に保管されている洗浄液F2は、必要に応じて洗浄液送液ポンプ52により洗浄液送液ラインL9を介して培養槽11へ送液される。洗浄液送液ラインL9は、培養ユニットの循環経路である第三循環ラインL3に接続されており、洗浄液F2は洗浄液送液ラインL9及び第三循環ラインL3を経由して培養槽11に送液され、場合により培養ユニットの循環経路に流通した後、廃液として培養ユニットから排出される。洗浄液保管タンク51と洗浄液送液ラインL9とは、無菌コネクタ53を介して接続されている。これにより、洗浄液保管タンク51の交換に際して、洗浄液送液ラインL9以降の無菌状態を容易に維持できる。
The cell culture apparatus 1 further includes a cleaning
洗浄液F2は特に限定されず、細胞培養に使用される公知の洗浄液であってよい。例えば洗浄液F2は、Phosphate Buffered Salin(PBS)であってよい。また、洗浄液F2は、培養する細胞に適切な基礎培地等であってもよい。例えば、DMEM、F−12、RPMI等が代表的な培地である。 The washing solution F2 is not particularly limited, and may be a known washing solution used for cell culture. For example, the cleaning liquid F2 may be Phosphate Buffered Salin (PBS). The washing solution F2 may be a basal medium suitable for cells to be cultured. For example, DMEM, F-12, RPMI, etc. are typical media.
細胞培養装置1は、培養ユニットから回収された廃液F3を貯留する廃液貯留タンク61を更に備えている。また、細胞培養装置1は、第一廃液経路として培養槽11と廃液貯留タンク61とを接続する第一廃液ラインL10、また、第二廃液経路として酸素供給槽13と廃液貯留タンク61とを接続する第二廃液ラインL11をそれぞれ備えている。第一廃液ラインL10には、培養槽11から排出される廃液を廃液貯留タンク61に送液する第一廃液ポンプ62が設けられており、第二廃液ラインL11には、酸素供給槽13から排出される廃液を廃液貯留タンク61に送液する第二廃液ポンプ63が設けられている。第一廃液ラインL10及び第二廃液ラインL11は、廃液貯留タンク61に到達する前に合流し、無菌コネクタ64を介して廃液貯留タンク61と接続されている。無菌コネクタ64により、第一廃液ラインL10及び第二廃液ラインL11の無菌状態を容易に維持しつつ、廃液貯留タンク61を交換できる。廃液貯留タンク61に貯留される廃液は、培養液又は洗浄液を含む廃液であってよく、例えば、培養液交換時の使用済み培養液、細胞回収又は継代前に廃棄される使用済み培養液、洗浄液による洗浄後に生じた廃液等であってよい。
The cell culture device 1 further includes a waste
細胞培養装置1は、酵素を含む酵素液F4を保管する酵素液保管タンク71と、酵素液保管タンク71から酵素液F4を培養槽11へ送液する酵素液送液ポンプ72とを更に備えている。酵素液保管タンク71は酵素液送液ラインL12を介して培養槽11と接続されており、酵素液保管タンク71に保管されている酵素液F4は、必要に応じて酵素液送液ポンプ72により酵素液送液ラインL12を介して培養槽11へ送液される。酵素液保管タンク71と酵素液送液ラインL12とは無菌コネクタ73を介して接続されており、これにより酵素液保管タンク71の交換に際して、酵素液送液ラインL12以降の無菌状態を容易に維持できる。酵素液保管タンク71は、冷蔵ユニット35内に配置され、培養液保管タンク31と共に所定の温度(例えば、2〜6℃)下に保持されている。なお、酵素液F4の保管に適する温度が培養液F1の保管に適する温度と異なる場合、酵素液保管タンク71は、冷蔵ユニット35内で培養液保管タンク31とは異なる温度下に保持されていてよく、冷蔵ユニット35とは異なる他の冷蔵ユニット内に配置されていてもよい。酵素は細胞分散に用いられる既知の薬液であってよい。たとえば酵素としてはAccutase、Trypsin−EDTA、Dispase、Collagenaseがあげられる。また、一態様では、酵素に代えて、細胞分散の機能のある薬剤を用いてもよい。このような薬剤としては、EDTA溶液等があげられる。
The cell culture device 1 further includes an enzyme
細胞培養装置1は、Rhoキナーゼ阻害剤を保管する阻害剤保管タンク81と、阻害剤保管タンク81からRhoキナーゼ阻害剤を培養槽11へ送液する阻害剤送液ポンプ82とを更に備えている。阻害剤保管タンク81は阻害剤送液ラインL13を介して培養槽11と接続されており、阻害剤保管タンク81に保管されているRhoキナーゼ阻害剤は、必要に応じて阻害剤送液ポンプ82により阻害剤送液ラインL13を介して培養槽11へ送液される。阻害剤保管タンク81と阻害剤送液ラインL13とは無菌コネクタ83を介して接続されており、これにより阻害剤保管タンク81の交換に際して、阻害剤送液ラインL13以降の無菌状態を容易に維持できる。阻害剤保管タンク81は、冷蔵ユニット35内に配置され、培養液保管タンク31と共に所定の温度(例えば2〜6℃)下に保持されている。なお、Rhoキナーゼ阻害剤の保管に適する温度が培養液F1の保管に適する温度と異なる場合、阻害剤保管タンク81は、冷蔵ユニット35内で培養液保管タンク31とは異なる温度下に保持されていてよく、冷蔵ユニット35とは異なる他の冷蔵ユニット内に配置されていてもよい。
The cell culture apparatus 1 further includes an
細胞培養装置1は、薬液を保管する薬液保管タンク91と、薬液保管タンク91から薬液を培養槽11へ送液する薬液送液ポンプ92とを更に備えている。薬液保管タンク91は薬液送液ラインL14を介して培養槽11と接続されており、薬液保管タンク91に保管されている薬液は、必要に応じて薬液送液ポンプ92により薬液送液ラインL14を介して培養槽11へ送液される。薬液保管タンク91と薬液送液ラインL14とは無菌コネクタ93を介して接続されており、これにより薬液保管タンク91の交換に際して、薬液送液ラインL14以降の無菌状態を容易に維持できる。薬液保管タンク91は、冷蔵ユニット35内に配置され、培養液保管タンク31と共に所定の温度(例えば2〜6℃)下に保持されている。なお、薬液の保管に適する温度が培養液F1の保管に適する温度と異なる場合、薬液保管タンク91は、冷蔵ユニット35内で培養液保管タンク31とは異なる温度下に保持されていてよく、冷蔵ユニット35とは異なる他の冷蔵ユニット内に配置されていてもよい。薬液は、細胞培養に使用される公知の薬液であってよい。例えば薬液は、サイトカイン等の未分化の維持、分化の促進、活性化に係る薬剤等であってよく、Activin、b−FGF、SCF、TGF−beta等が挙げられる。
The cell culture device 1 further includes a chemical
細胞培養装置1は、撮影ユニット101と、細胞回収ラインL8から分岐して撮影ユニット101に接続される撮影用送液ラインL15とを更に備えており、撮影用送液ラインL15には、撮影ユニット101に細胞を含有する測定サンプルを送液する撮影用送液ポンプ102が設けられている。また、撮影ユニット101には、撮影用バッファF5を保管するバッファタンク103が接続されている。撮影ユニット101は、撮影用送液ポンプ102により送液された測定サンプルを撮影し、測定サンプルに含まれる細胞の顕微鏡写真を取得する。顕微鏡写真取得後の測定サンプルは、撮影ユニット101から廃液として破棄されてよい。また、顕微鏡写真取得後の測定サンプルは、撮影用送液ラインL15を介して細胞回収ラインL8に送液され、細胞回収バイアル43に回収されてもよい。このとき、撮影用送液ポンプ102は、測定サンプルを撮影ユニット101から細胞回収ラインL8へ送液する役割を担っていてよい。撮影ユニット101及びバッファタンク103は、培養環境における細胞状態をより正確に観察するため、インキュベータ21内に配置され、所定の温度(例えば、35〜38℃)下に保持されている。
The cell culture device 1 further includes a photographing
細胞培養装置1は、制御ユニットとしてのコントローラ111を更に備えている。コントローラ111は、濁度計15により検出される濁度の情報を取得し、当該濁度の情報に基づいて循環用ポンプ12を制御し、培養液F1の循環速度の調整を実施する。
The cell culture device 1 further includes a
図2を参照して、コントローラ111による循環速度制御の実行手順について説明する。まず、コントローラ111は、濁度計15から濁度に係る検出情報(入力値)を取得する(ステップS01)。濁度計15は、培養槽11内の培養液F1の濁度を鉛直方向の複数箇所で測定しており、コントローラ111には、各箇所で検出された情報がそれぞれ入力される。次いで、コントローラ111は、濁度計15からの複数の入力値を、それぞれ所定の工学値に変換する(ステップS02)。なお、コントローラ111が、濁度計15の検出情報を工学値として取得する場合、ステップS02は省略されてよい。
With reference to FIG. 2, the execution procedure of the circulation speed control by the
次いで、コントローラ111は、取得した複数の工学値に基づいて、培養槽11内の培養液F1の鉛直方向の濁度を比較し(ステップS03)、濁度分布を作成し(ステップS04)、濁度計15による複数の測定位置のうち、濁度が最大となる測定位置を抽出する(ステップS05)。これらのステップにより、コントローラ111は、培養槽11内の培養液F1中における細胞分布の情報を得る。
Next, the
コントローラ111は、得られた細胞分布の情報に基づいて培養液F1の循環速度の決定及び循環用ポンプ12の制御を行う。具体的には、まず、事前に、培養液F1中で細胞が分布すべき位置と濁度計15による測定位置との関係を基に、各測定位置に対して、循環速度を所定の上昇量で上昇させる、循環速度を所定の下降量で下降させる、又は、循環速度を保持する旨の設定を行っておく。コントローラ111は、この設定を参照して、対象の測定位置(例えば、ステップS05で抽出された濁度最大の測定位置)が速度上昇設定であるか否かを判断する(ステップS06)。コントローラ111は、速度上昇設定であると判断すると(ステップS06:YES)、設定された上昇量を参照して循環速度の上昇量を仮決定する(ステップS07)。また、速度上昇設定でないと判断すると(ステップS06:NO)、コントローラ111は、対象の測定位置が速度下降設定であるか否かを判断し(ステップS08)、速度下降設定であると判断すると(ステップS08:YES)、設定された下降量を参照して循環速度の下降量を仮決定する(ステップS09)。コントローラ111は、ステップS07で仮決定した上昇量又はステップS08で仮決定した下降量と、初期の循環速度(循環速度制御の実行前の循環速度)とから、循環後の循環速度の仮値(実行前の循環速度+上昇量、又は、実行前の循環速度−下降量)を算出する(ステップS10)。なお、ステップS08で速度降下設定でもないと判断した場合(ステップS08:NO)は、初期の循環速度を制御後の循環速度の仮値として算出する。
The
次いで、コントローラ111は、算出された仮値が細胞培養装置1における循環速度の上限値を超えるか否かを判断する(ステップS11)。コントローラ111は、仮値が上限値を超えると判断すると(ステップS11:YES)、仮値を上限値に置き換える(ステップS12)。また、コントローラ111は、仮値が上限値を超えないと判断すると(ステップS11:NO)、次いで仮値が下限値未満であるか否かを判断する(ステップS13)。コントローラ111は、仮値が下限値未満であると判断すると(ステップS13:YES)、仮値を下限値に置き換える(ステップS14)。また、コントローラ111は、仮値が下限値未満でないと判断すると(ステップS14:NO)、仮値が維持される。そしてコントローラ111は、ステップS11〜S14を経て設定された仮値を、制御後の循環速度として決定する(ステップS15)。コントローラ111は、決定された循環速度に基づいて循環用ポンプ12を制御する(ステップS16)。
Next, the
なお、コントローラ111による循環速度制御の実行手順は上記に限定されず、濁度計15による検出結果に基づいて循環用ポンプ12が制御されていればよい。また、コントローラ111は、濁度計15以外の計器から測定される情報を更に取得してよく、循環用ポンプ12以外のポンプを更に制御してもよい。
In addition, the execution procedure of the circulation speed control by the
コントローラ111は、溶存酸素計16の検出結果を取得して、取得した検出結果に基づいてマイクロバブルポンプ14を制御してよい。コントローラ111は、溶存酸素量の既定値が維持されるように、溶存酸素計16により検出された溶存酸素量が既定値を超える場合はマイクロバブルポンプ14によるマイクロバブル発生量を減少させ、溶存酸素計16により検出された溶存酸素量が規定値未満である場合はマイクロバブルポンプ14によるマイクロバブル発生量を増加させてよい。
The
コントローラ111は、pH計17の検出結果を取得して、取得した検出結果に基づいて培養液F1の交換時期を判断し、ユーザへの通知又は培養液F1の交換を行ってよい。また、コントローラ111は、培養液送液ポンプ33、洗浄液送液ポンプ52、第一廃液ポンプ62、及び第二廃液ポンプ63をそれぞれ制御してよい。この場合、コントローラ111は、自身の判断又はユーザの指示によって、各ポンプの制御を行い、培養液の交換、継代等の作業を実行できる。また、細胞培養装置1は、培養槽11内の培養液F1の液量を検出する液量検出計(図示しない)を更に備えていてよく、コントローラ111は、液量検出計の検出結果を取得して、取得した検出結果に基づいて培養液送液ポンプ33による培養液の送液量を制御してよい。
The
コントローラ111は、細胞回収ポンプ41を制御できる。この場合、例えば、コントローラ111は、事前に設定された培養時間経過後に自動で細胞回収ポンプ41(更に、必要に応じて培養液送液ポンプ33、洗浄液送液ポンプ52、第一廃液ポンプ62、及び第二廃液ポンプ63)を制御して、細胞を自動回収できる。
The
コントローラ111は、酵素液送液ポンプ72を制御してよく、この場合、ユーザの指示又は事前の設定に基づいて酵素液F4を培養槽11に送液できる。また、コントローラ111は、阻害剤送液ポンプ82を制御してよく、この場合、ユーザの指示又は事前の設定に基づいてRhoキナーゼ阻害剤を培養槽11に送液できる。また、コントローラ111は、薬液送液ポンプ92を制御してよく、この場合、ユーザの指示又は事前の設定に基づいて薬液を培養槽11に送液できる。また、コントローラ111は、撮影用送液ポンプ102を制御していよく,この場合、この場合、ユーザの指示又は事前の設定に基づいて撮影ユニット101に測定サンプルを送液できる。さらに、コントローラ111は撮影ユニット101による顕微鏡写真の撮影を制御してよく、この場合、ユーザの指示又は事前の設定に基づいて自動的に細胞の顕微鏡写真を取得できる。
The
このような細胞培養装置1では、細胞は培養液F1中に懸濁しており、培養液F1の上昇流と自重との均衡によって培養液F1中に浮遊しながら培養される。コントローラ111は、循環用ポンプ12による培養液F1の循環速度を制御することで、培養液F1の上昇流と細胞の自重との均衡状態を調節し、培養槽11内における細胞分布を適切に保持できる。
In such a cell culture device 1, the cells are suspended in the culture solution F1, and are cultured while floating in the culture solution F1 due to the balance between the upward flow of the culture solution F1 and its own weight. The
また、細胞培養装置1では、濁度計15が培養槽11内の培養液F1の濁度を検出し、コントローラ111が上記実行手順で循環速度を制御する。これにより、培養過程で細胞のサイズの変化等により細胞分布が変化しても、コントローラ111の制御によって培養液F1の上昇流と細胞の自重との均衡状態を自動的に調節できる。このため、細胞培養装置1では、細胞分布を適切に維持して、均質な培養を実施できる。
Moreover, in the cell culture apparatus 1, the
また、細胞培養装置1では、濁度計15が培養槽11内の培養液F1の濁度を鉛直方向の複数箇所で測定している。ここで、培養槽11内で培養される細胞数が増加すると、培養液F1の濁度が増加する。また、培養される細胞のサイズ(又は細胞塊のサイズ)が大きくなると、自重により細胞分布が徐々に鉛直方向下側に移動する。上記の濁度計15によれば、これらの培養状態をモニターすることも可能となる。
Moreover, in the cell culture apparatus 1, the
また、細胞培養装置1では、溶存酸素計16により培養液F1の溶存酸素量が検出され、コントローラ111はその検出結果に基づいてマイクロバブルポンプ14を制御できる。このため、細胞培養装置1では、コントローラ111の制御により、一定の溶存酸素量を維持した細胞培養を容易に実施することができる。
Moreover, in the cell culture apparatus 1, the dissolved oxygen meter 16 detects the amount of dissolved oxygen in the culture solution F1, and the
また、細胞培養装置1では、pH計17により培養液F1のpHが検出され、コントローラ111はその検出結果に基づいて培養液F1の交換時期を判断し、ユーザへの通知又は培養液F1の交換を実行できる。このような細胞培養装置1では、コントローラ111によって自動的に培養液F1の交換時期が判断され、交換時期の徒過による培養細胞の品質低下等が防止される。
In the cell culture device 1, the pH of the culture solution F1 is detected by the
また、細胞培養装置1では、コントローラ111が培養液送液ポンプ33、洗浄液送液ポンプ52、第一廃液ポンプ62、及び第二廃液ポンプ63をそれぞれ制御できる。このため、細胞培養装置1では、コントローラ111の判断又はユーザの指示に応じて、培養液F1の交換、継代等の作業を自動的に実施できる。
In the cell culture apparatus 1, the
また、細胞培養装置1では、コントローラ111が酵素液送液ポンプ72、阻害剤送液ポンプ82、及び薬液送液ポンプ92をそれぞれ制御できる。このため、細胞培養装置1では、コントローラ111の制御によって、事前に設定された量及びタイミングで酵素液、Rhoキナーゼ阻害剤及び薬液を培養槽11に自動で供給できる。
Further, in the cell culture device 1, the
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られない。例えば、培養槽11は、水平方向の断面積が底部から上方へ向かうに従い大きくなる円錐台状を有していてよい。これにより、上昇流に速度勾配が設けられ、循環速度と細胞分布との相関が顕著となる。
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, the
1 細胞培養装置
11 培養槽
12 循環用ポンプ
13 酸素供給槽
14 マイクロバブルポンプ
15 濁度計
16 溶存酸素計
17 pH計
21 インキュベータ
22 温度計
31 培養液保管タンク
32 培養液加温タンク
33 培養液送液ポンプ
34 無菌コネクタ
35 冷蔵ユニット
41 細胞回収ポンプ
42 無菌コネクタ
43 細胞回収バイアル
51 洗浄液保管タンク
52 洗浄液送液ポンプ
53 無菌コネクタ
61 廃液貯留タンク
62 第一廃液ポンプ
63 第二廃液ポンプ
64 無菌コネクタ
71 酵素液保管タンク
72 酵素液送液ポンプ
73 無菌コネクタ
81 阻害剤保管タンク
82 阻害剤送液ポンプ
83 無菌コネクタ
91 薬液保管タンク
92 薬液送液ポンプ
93 無菌コネクタ
101 撮影ユニット
102 撮影用送液ポンプ
103 バッファタンク
111 コントローラ
F1 培養液
F2 洗浄液
F3 廃液
F4 酵素液
F5 撮影用バッファ
L1 第一循環ライン
L2 第二循環ライン
L3 第三循環ライン
L4 第四循環ライン
L5 第五循環ライン
L6 培養液送液ライン
L7 加温済み培養液送液ライン
L8 細胞回収ライン
L9 洗浄液送液ライン
L10 第一廃液ライン
L11 第二廃液ライン
L12 酵素液送液ライン
L13 阻害剤送液ライン
L14 薬液送液ライン
L15 撮影用送液ライン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (17)
前記培養槽内の細胞分布を検出する細胞分布検出ユニットと、
前記細胞分布検出ユニットで検出された細胞分布に基づいて、前記循環手段による前記培養液の循環速度を制御する制御ユニットと、
を備える、細胞培養装置。 A culture tank that performs three-dimensional culture of cells suspended in the culture medium, and a culture unit that includes a circulation means for circulating the culture liquid so that the culture liquid forms an upward flow in the culture tank;
A cell distribution detection unit for detecting a cell distribution in the culture tank;
Based on the cell distribution detected by the cell distribution detection unit, a control unit for controlling the circulation rate of the culture solution by the circulation means;
A cell culture device.
前記培養ユニットに洗浄液を供給する洗浄液供給ユニットと、
前記培養ユニットから前記培養液又は前記洗浄液を含む廃液を回収する廃液回収ユニットと、
を更に備える、請求項1〜3のいずれか一項に記載の細胞培養装置。 A culture solution supply unit for supplying the culture solution to the culture unit;
A cleaning liquid supply unit for supplying a cleaning liquid to the culture unit;
A waste liquid recovery unit for recovering a waste liquid containing the culture liquid or the washing liquid from the culture unit;
The cell culture device according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
前記制御ユニットが、前記液量検出手段で検出された液量に基づいて、前記培養液供給ユニットから前記培養ユニットへの前記培養液の送液を制御する、請求項4〜6のいずれか一項に記載の細胞培養装置。 A liquid amount detecting means for detecting the amount of the culture solution in the culture tank;
The said control unit controls the liquid feeding of the said culture solution from the said culture solution supply unit to the said culture unit based on the liquid amount detected by the said liquid amount detection means. The cell culture device according to Item.
前記制御ユニットが、前記酵素供給ユニットから前記培養ユニットへの前記酵素液の送液を制御する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の細胞培養装置。 An enzyme supply unit for supplying an enzyme solution containing an enzyme to the culture unit;
The cell culture device according to any one of claims 1 to 7, wherein the control unit controls feeding of the enzyme solution from the enzyme supply unit to the culture unit.
前記培養ユニットが、前記培養液に酸素を供給する酸素供給手段を更に含み、
前記制御ユニットが、前記溶存酸素量検出手段で検出された溶存酸素量に基づいて、前記酸素供給手段による酸素の供給量を制御する、請求項1〜9のいずれか一項に記載の細胞培養装置。 Further comprising a dissolved oxygen content detection means for detecting the dissolved oxygen content of the culture fluid circulating in the culture unit,
The culture unit further includes oxygen supply means for supplying oxygen to the culture solution,
The cell culture according to any one of claims 1 to 9, wherein the control unit controls the amount of oxygen supplied by the oxygen supply unit based on the amount of dissolved oxygen detected by the dissolved oxygen amount detection unit. apparatus.
前記制御ユニットが、前記pH検出手段で検出されたpHに基づいて、前記培養液の交換時期を判断し、ユーザへの通知又は前記培養液の交換を行う、請求項1〜10のいずれか一項に記載の細胞培養装置。 Further comprising pH detection means for detecting the pH of the culture solution in the culture tank;
11. The control unit according to any one of claims 1 to 10, wherein the control unit determines a replacement time of the culture medium based on a pH detected by the pH detection means, and notifies a user or replaces the culture medium. The cell culture device according to Item.
前記制御ユニットが、前記培養槽内における前記培養液中の前記Rhoキナーゼ阻害剤の濃度が所定の濃度となるように、前記阻害剤供給ユニットによる前記Rhoキナーゼ阻害剤の供給量を制御する、請求項1〜11のいずれか一項に記載の細胞培養装置。 An inhibitor supply unit for supplying a Rho kinase inhibitor to the culture unit;
The control unit controls the supply amount of the Rho kinase inhibitor by the inhibitor supply unit so that the concentration of the Rho kinase inhibitor in the culture medium in the culture tank becomes a predetermined concentration. Item 12. The cell culture device according to any one of Items 1 to 11.
前記制御ユニットが、前記薬液供給ユニットから前記培養ユニットへの前記薬液の送液を制御する、請求項1〜13のいずれか一項に記載の細胞培養装置。 A chemical solution supply unit for supplying a chemical solution to the culture unit;
The cell culture device according to any one of claims 1 to 13, wherein the control unit controls the feeding of the chemical solution from the chemical solution supply unit to the culture unit.
前記撮影用細胞回収ユニットにより回収された前記細胞の顕微鏡写真を取得する撮影ユニットと、
を更に備える、請求項1〜15のいずれか一項に記載の細胞培養装置。 A cell collection unit for photographing that collects a part of the cells from the culture unit;
An imaging unit for obtaining a micrograph of the cells recovered by the imaging cell recovery unit;
The cell culture device according to any one of claims 1 to 15, further comprising:
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019162093A (en) * | 2018-03-20 | 2019-09-26 | 株式会社Ihi | Hematopoietic cell production method |
| JP2020028245A (en) * | 2018-08-22 | 2020-02-27 | 日機装株式会社 | Cell culture method and cell culture apparatus |
| JP2020150815A (en) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | オリンパス株式会社 | Medium monitoring device |
| CN113174331A (en) * | 2021-05-20 | 2021-07-27 | 郑路瑶 | Self-adjusting cell culture ware for biological medicine |
| WO2022071469A1 (en) * | 2020-09-30 | 2022-04-07 | テルモ株式会社 | Live cell isolation system using enzymatic degradation treatment |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07203945A (en) * | 1994-01-12 | 1995-08-08 | Hitachi Ltd | Living cell culture device |
| JP2005198626A (en) * | 2004-01-19 | 2005-07-28 | Sanyo Electric Co Ltd | Automatic subculture apparatus and subculture method using the same |
| WO2009006422A1 (en) * | 2007-06-29 | 2009-01-08 | Stem Cell Products, Inc. | Automated method and apparatus for embryonic stem cell culture |
| JP2015136330A (en) * | 2014-01-22 | 2015-07-30 | 株式会社Ihi | Cell culture device and cell culture method |
| WO2016013395A1 (en) * | 2014-07-22 | 2016-01-28 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Cell dispersion measurement mechanism, and cell subculture system utilizing same |
-
2016
- 2016-07-05 JP JP2016133534A patent/JP2018000130A/en active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07203945A (en) * | 1994-01-12 | 1995-08-08 | Hitachi Ltd | Living cell culture device |
| JP2005198626A (en) * | 2004-01-19 | 2005-07-28 | Sanyo Electric Co Ltd | Automatic subculture apparatus and subculture method using the same |
| WO2009006422A1 (en) * | 2007-06-29 | 2009-01-08 | Stem Cell Products, Inc. | Automated method and apparatus for embryonic stem cell culture |
| JP2015136330A (en) * | 2014-01-22 | 2015-07-30 | 株式会社Ihi | Cell culture device and cell culture method |
| WO2016013395A1 (en) * | 2014-07-22 | 2016-01-28 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Cell dispersion measurement mechanism, and cell subculture system utilizing same |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019162093A (en) * | 2018-03-20 | 2019-09-26 | 株式会社Ihi | Hematopoietic cell production method |
| JP2020028245A (en) * | 2018-08-22 | 2020-02-27 | 日機装株式会社 | Cell culture method and cell culture apparatus |
| WO2020040041A1 (en) * | 2018-08-22 | 2020-02-27 | 日機装株式会社 | Cell culture method and cell culture apparatus |
| JP7231355B2 (en) | 2018-08-22 | 2023-03-01 | 日機装株式会社 | Cell culture method and cell culture apparatus |
| JP2020150815A (en) * | 2019-03-19 | 2020-09-24 | オリンパス株式会社 | Medium monitoring device |
| WO2022071469A1 (en) * | 2020-09-30 | 2022-04-07 | テルモ株式会社 | Live cell isolation system using enzymatic degradation treatment |
| CN113174331A (en) * | 2021-05-20 | 2021-07-27 | 郑路瑶 | Self-adjusting cell culture ware for biological medicine |
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