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技術 培養装置及びこれを備えた観察装置

出願人 株式会社ニコン
発明者 中村協司
出願日 2007年6月29日 (13年6ヶ月経過) 出願番号 2007-171596
公開日 2009年1月15日 (11年11ヶ月経過) 公開番号 2009-005647
状態 未査定
技術分野 微生物・酵素関連装置
主要キーワード 雰囲気設定 自動開口 観察ステージ 専用ノズル 洗浄ボトル 洗浄専用 インターロック装置 キャリアケース
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2009年1月15日)のものです。
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図面 (5)

課題

本発明は、試料の培養を行う培養装置に関し、培養室内への培養容器搬入搬出を試料に悪影響を与えることなく行うことを目的とする。

解決手段

第1の雰囲気に維持され試料の培養容器が収容される培養室と、前記培養室に隣接して配置され第1の雰囲気を維持した状態で前記培養容器の受け渡しを行う密閉状態を形成可能な待避室と、前記待避室を前記第1の雰囲気と同一の雰囲気に設定するための雰囲気設定手段と、前記待避室又は培養室に配置され前記待避室と前記培養室との連通と遮断を行う第1の扉と、前記待避室に配置され前記第1の雰囲気と異なる第2の雰囲気の空間との連通と遮断を行う第2の扉とを有していることを特徴とする。

概要

背景

従来、細胞等の試料を培養する培養装置(インキュベータ)が知られている。このような培養装置では、所定の温度および湿度に保たれた培養室内に、細胞等の試料が収容される培養容器複数収納して試料の培養が行われる。
特開2004−344128号公報

概要

本発明は、試料の培養を行う培養装置に関し、培養室内への培養容器の搬入搬出を試料に悪影響を与えることなく行うことを目的とする。 第1の雰囲気に維持され試料の培養容器が収容される培養室と、前記培養室に隣接して配置され第1の雰囲気を維持した状態で前記培養容器の受け渡しを行う密閉状態を形成可能な待避室と、前記待避室を前記第1の雰囲気と同一の雰囲気に設定するための雰囲気設定手段と、前記待避室又は培養室に配置され前記待避室と前記培養室との連通と遮断を行う第1の扉と、前記待避室に配置され前記第1の雰囲気と異なる第2の雰囲気の空間との連通と遮断を行う第2の扉とを有していることを特徴とする。

目的

本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、培養室内への培養容器の搬入搬出を試料に悪影響を与えることなく行うことができる培養装置とこれを備えた観察装置を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

第1の雰囲気に維持され試料培養容器が収容される培養室と、前記培養室に隣接して配置され第1の雰囲気を維持した状態で前記培養容器の受け渡しを行う密閉状態を形成可能な待避室と、前記待避室を前記第1の雰囲気と同一の雰囲気に設定するための雰囲気設定手段と、前記待避室又は培養室に配置され前記待避室と前記培養室との連通と遮断を行う第1の扉と、前記待避室に配置され前記第1の雰囲気と異なる第2の雰囲気の空間との連通と遮断を行う第2の扉と、を有していることを特徴とする培養装置

請求項2

請求項1記載の培養装置において、前記第2の雰囲気の空間は、前記試料に関する作業を行う作業室であることを特徴とする培養装置。

請求項3

請求項1または請求項2記載の培養装置において、前記待避室は、前記培養容器を搬入搬出するための第3の扉を有していることを特徴とする培養装置。

請求項4

請求項3記載の培養装置において、前記第1の扉が開いている時に、前記第3の扉を閉じた状態に維持するロック手段を有していることを特徴とする培養装置。

請求項5

請求項1ないし請求項4のいずれか1項記載の培養装置において、前記待避室は、複数の前記培養容器を収納可能な収納部材を有していることを特徴とする培養装置。

請求項6

請求項1ないし請求項5のいずれか1項記載の培養装置において、前記待避室の容積は、前記培養室の容積より小さいことを特徴とする培養装置。

請求項7

請求項2ないし請求項6のいずれか1項記載の培養装置において、前記培養室、前記待避室、前記作業室は、同一のチャンバ内に隔壁を介して形成されていることを特徴とする培養装置。

請求項8

請求項7記載の培養装置において、前記培養室の下側に前記作業室が形成され、前記作業室内に前記待避室が形成されていることを特徴とする培養装置。

請求項9

請求項1ないし請求項7記載の培養装置を有し、前記培養室内には、試料を載置するステージを有し、前記ステージ下部には、前記培養室と隔離された顕微鏡装置を有していることを特徴とする観察装置

請求項10

請求項9の観察装置において、前記待避室は前記培養室の下部に設けられ、前記作業室は前記待避室の下部に設けられ、前記培養室には、前記培養室内での試料の搬送及び前記培養室と前記待避室との試料の搬送を行う第1の搬送装置を有し、前記作業室には、前記待避室と前記作業室との試料の搬送を行う第2の搬送装置を有することを特徴とする観察装置。

技術分野

0001

本発明は、試料の培養を行う培養装置とこれを備えた観察装置に関する。

背景技術

0002

従来、細胞等の試料を培養する培養装置(インキュベータ)が知られている。このような培養装置では、所定の温度および湿度に保たれた培養室内に、細胞等の試料が収容される培養容器複数収納して試料の培養が行われる。
特開2004−344128号公報

発明が解決しようとする課題

0003

しかしながら、従来の培養装置では、培養室の扉を開いた状態で、培養室内に培養容器を搬入搬出しているため、扉の開時に外部の悪環境が取り込まれ培養室内の試料に悪影響を与えるおそれがあるという問題があった。

0004

本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、培養室内への培養容器の搬入搬出を試料に悪影響を与えることなく行うことができる培養装置とこれを備えた観察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

0005

本発明の培養装置は、第1の雰囲気に維持され試料の培養容器が収容される培養室と、前記培養室に隣接して配置され第1の雰囲気を維持した状態で前記培養容器の受け渡しを行う密閉状態を形成可能な待避室と、前記待避室を前記第1の雰囲気と同一の雰囲気に設定するための雰囲気設定手段と、前記待避室又は培養室に配置され前記待避室と前記培養室との連通と遮断を行う第1の扉と、前記待避室に配置され前記第1の雰囲気と異なる第2の雰囲気の空間との連通と遮断を行う第2の扉とを有していることを特徴とする。

発明の効果

0006

本発明では、培養室内への培養容器の搬入搬出を試料に悪影響を与えることなく行うことができる。

発明を実施するための最良の形態

0007

以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。

0008

図1は、本発明の培養装置を備えた観察装置の一実施形態を示している。

0009

この実施形態の培養装置は、上部ケーシング11、下部ケーシング13を有している。上部ケーシング11は、下部ケーシング13上に載置されている。上部ケーシング11と下部ケーシング13とは、ベースプレート15により上下に仕切られ、上部ケーシング11内に培養室17が形成されている。また、下部ケーシング13内に作業室18が形成されている。培養室17内は、例えば、温度37℃、湿度90%の雰囲気に維持されている。また、作業室18内は、滅菌を考慮した常温の雰囲気に維持されている。

0010

培養室17内には、ストッカー19、照明部21、ステージ部23、第1の搬送ロボット25が配置されている。また、図2に示すように、ポンプ26、タンク27、ノズル部28、洗浄ボトル29が配置されている。

0011

ストッカー19は、上下および左右方向に複数の収容部19aを有している。各収容部19aには、細胞が収容されるディッシュウェルプレートフラスコ等の培養容器31が、ホルダー33とともに収容可能とされている。ホルダー33は、培養容器31の搬送および位置決めを容易にするもので、ホルダー33上に培養容器31が載置される。

0012

照明部21は、LED光源21aを有しており、光源21a及び光学系(不図示)は、筐体内に収められておりステージ部23上に突出した状態となっており、ステージ部23の観察ステージ23aを照明する。ステージ部23の観察ステージ23aには、培養容器31がホルダー33とともに載置可能とされている。顕微鏡58が配置されている観察ステージ23aの下部内側は、培養室17内の雰囲気と隔離されている。

0013

第1の搬送ロボット25は、ストッカー19に収容されるホルダー33を、培養容器31とともに観察ステージ23aおよび待避室35(後述する)に搬送する。第1の搬送ロボット25は、図2に示すように、回転軸25aを中心に回転する回転ステージ25bを有している。回転ステージ25bには、ミニステージ25cが移動可能に配置されている。ミニステージ25cには、アーム部25dが固定されている。アーム部25dは、左右一対のアームで構成され、アームにホルダー33の鍔部を載置して搬送を行う。

0014

培養室17の前面には、図2に示すように、大扉37、中扉38、小扉39が配置されている。大扉37は、上部ケーシング11および下部ケーシング13の前面を覆って配置されている。中扉38は、上部ケーシング11の前面を覆って配置されている。小扉39は、中扉38に配置されている。大扉37、中扉38、小扉39は、パッキンP1,P2,P3により気密性を維持されている。

0015

作業室18内には、図1に示すように、待避室35、観察部41、第2の搬送ロボット43が配置されている。また、図3に示すように、冷凍庫44、解凍器45、遠心分離器46、ポンプ26A、タンク27A、ノズル部28A、洗浄ボトル29Aが配置されている。

0016

待避室35は、図1に示すように、培養室17の下側に隣接して配置されている。すなわち、ベースプレート15の下側には、ケーシング47が固定されており、このケーシング47により待避室35が形成されている。待避室35は、培養室17と作業室18との間において培養容器31の受け渡しを行う。待避室35の容積は、培養室17の容積より充分に小さくされている。従って、待避室35内の雰囲気を培養室17内の雰囲気と同一の雰囲気にすることが容易に可能になる。

0017

待避室35の上部には、培養室17内に開口可能な第1の扉49が設けられている。また、待避室35の下部には、作業室18内に開口可能な第2の扉51が設けられている。第1の扉49および第2の扉51は、例えばゲートバルブからなる。

0018

待避室35には、キャリアケース53が収容可能とされている。キャリアケース53は、後述する小扉61を介して外部から待避室35内に出し入れ可能とされている。キャリアケース53には、培養容器31が載置されるホルダー33およびピペット55を収容する収容部53aが形成されている。また、待避室35には過酸化水素等による滅菌装置(不図示)からの排出入ダクトが配置されている。

0019

観察部41は、ステージ部23の下方に配置されるケーシング57を有している。ケーシング57は、ステージ部23の下方に開口されている。ステージ部23の下方には、顕微鏡58、CCDカメラ59が配置されている。

0020

第2の搬送ロボット43は、作業室18内で行われる各種作業に伴って、所定の作業場所に移動し、予め定められた作業を行う。第2の搬送ロボット43は、図3に示すように、回転軸43aを中心に回転する回転ステージ43bを有している。回転ステージ43bには、ミニステージ43cが移動可能に配置されている。ミニステージ43cには、アーム部43dが固定されている。アーム部43dは、左右一対のアームで構成され、アームにホルダー33の鍔部を載置して搬送を行う。アーム部43dの先端には、ピペット55を保持し易いように曲面をした一対の先端アーム43e(図1に示す)が取り付けられている。そして、先端アーム43eの間隔をピペット55の径に合わせて駆動制御してピペット55を保持し、ピペット55の搬送を行う。

0021

作業室18の前面には、図3に示すように、上述した大扉37が配置されている。大扉37の内側には、待避室35のケーシング47の開口部47aが位置している。そして、大扉37には、ケーシング47の開口部47aとなる位置に小扉61が配置されている。小扉61は、外部からのアクセスを容易にするため設けられている。大扉37、小扉61は、パッキンP1,P4により気密性を維持されている。また、ケーシング47の開口部47aと大扉37もパッキンP5により気密性を維持されている。

0022

この実施形態では、待避室35の第1の扉49が開いている時に、小扉61および大扉37を開くことを阻止するインターロック装置が設けられている。すなわち、小扉61および大扉37には、小扉61および大扉37が開くことを阻止するロック機構R1,R2が設けられており、第1の扉49が開いている時には、小扉61および大扉37が開くことが阻止される。従って、第1の扉49から外部の雰囲気が培養室17内に侵入することを防止することができる。

0023

図1において、符号63は、空調装置を示している。空調装置63は、培養室17に、例えば、温度37℃、湿度90%の空調空気を供給する供給管路63aを有している。また、培養室17からの空調空気を循環するための戻り管路63bを有している。供給管路63aおよび戻り管路63bから分岐して待避室35に開口する分岐管路63c,63dが接続されている。分岐管路63c,63dには、分岐管路63c,63dの開閉を行う電磁開閉弁63e,63fが設けられている。電磁開閉弁63e,63fは、第2の扉51が開いている時には、閉じられている。そして、待避室35の第1の扉49および第2の扉51を閉じた状態で、電磁開閉弁63e,63fを開とすることにより、待避室35内に、例えば、温度37℃、湿度90%の空調空気が供給され、待避室35の雰囲気が培養室17内の雰囲気と同一の雰囲気にされる。

0024

上述した培養装置では、培養室17内において培地交換作業が行われる。培地交換作業は、ストッカー19内の培養容器31内で培養されている細胞の古くなった培地交換する作業である。

0025

培地交換作業では、先ず、古くなった培地を有する培養容器31を、第1の搬送ロボット25によりホルダー33とともにストッカー19から取り出し、観察ステージ23a上に搬送する。この時には、待避室35の第1の扉49は閉じられている。第2の扉51は、閉じているのが望ましいが、開いていても良い。次に、照明部21の側面に配置されるノズル部28の培地廃棄ノズル(不図示)を挿入し、培養容器31内の古くなつた培地をポンプ26で吸い上げタンク27に廃棄する。

0026

次に、ノズル部28の洗浄専用ノズル(不図示)により洗浄ボトル29に洗浄液注入して一定量満たす。そして、洗浄ボトル29に培地廃棄ノズルを差し込み、ポンプ26を使い洗浄液を出し入れして培地廃棄ノズルの洗浄を行う。

0027

次に、ノズル部28の培地注入ノズル(不図示)により、細胞が沈殿している培養容器31の底部に新しい培地を注入する。

0028

次に、第1の搬送ロボット25が、新しい培地が入った培養容器31が載置されるホルダー33を保持してストッカー19へ搬送する。そして、ストッカー19で一定期間の培養と、その間に顕微鏡58で細胞の育成状態の観察が行われる。

0029

細胞の成長が達すると、第1の搬送ロボット25は、培養容器31が載置されるホルダー33を待避室35に搬送する作業を行う。この作業の前には、待避室35の第2の扉51を閉じて待避室35を密封状態にする。そして、空調装置63の電磁開閉弁63e,63fを開いて、待避室35内を培養室17と同じ雰囲気の温度37℃、湿度90%の状態にする。

0030

次に、第2の扉51を閉じた状態で第1の扉49を開け、培養容器31が載置されるホルダー33をキャリアケース53に挿入して挿入が完了したら第1の扉49を閉じる。次に、待避室35の小扉61を開け、待避室35からキャリアケース53を取り出す。キャリアケース53の取り出しは作業者により行われる。

0031

上述した培養装置では、作業室18内において継代作業が行われる。継代作業は、培養容器31の培地に細胞を継代する作業である。

0032

継代作業では、先ず、第2の搬送ロボット43により冷凍庫44内に収納されたピペット55が、第2の搬送ロボット43の先端アーム43eにより取り出される。この時には、待避室35の第1の扉49は閉じられている。また、第2の扉51は、開いている。冷凍庫44内には、凍結された細胞が収納される多数のピペット55が収容されている。冷凍庫44の扉は、第2の搬送ロボット43の先端アーム43eの接近により自動開口される。

0033

次に、第2の搬送ロボット43の先端アーム43eを解凍器45に移動すると解凍器45の扉が白動開口する。第2の搬送ロボット43は、解凍器45内の37℃の温水にピペット55の細胞凍結部を浸し解凍を行う。予め解凍時間をデータに取り、解凍に最適な時に解凍器45からピペット55を引き上げる。

0034

次に、ピペット55をノズル部28Aに搬送し、ピペット55に培地注入ノズル(不図示)を挿入し培地を少量注入する。次に、ピペット55にノズル部28Aの撹拌専用ノズル(不図示)を挿入して、ポンプ26Aを使い細胞と培地を出し入れして撹拌を行う。

0035

次に、ノズル部28Aの洗浄専用ノズル(不図示)から洗浄ボトル29Aに洗浄液を注入して一定量満たす。洗浄ボトル29Aに撹拌専用ノズルを差し込み、ポンプ26Aを使い洗浄液を出し入れして撹拌専用ノズルの洗浄を行う。

0036

次に、遠心分離器46にピペット55をセットし、遠心分離器46の回転により細胞と培地を分離する。次に、第2の搬送ロボット43は、遠心分離器46からピペット55を取り出し、ノズル部28Aの廃棄用ノズル(不図示)をピペット55に挿入して分離した培養液を、ポンプ26Aを使いタンク27Aに廃棄備蓄する。

0037

次に、ノズル部28Aの洗浄専用ノズルから洗浄ボトル29Aに洗浄液を注入して一定量満たす。洗浄ボトル29Aに廃棄用ノズルを差し込み、ポンプ26Aを使い洗浄液を出し入れして廃棄用ノズルの洗浄を行う。

0038

次に、細胞だけになったピペット55にノズル部28Aの培地注入ノズルを挿入し培地を少量注入する。次に、ノズル部28Aの撹拌専用ノズルを挿入して、ポンプ26Aを使い細胞と培地を出し入れして撹拌を行い、ピペット55に入った細胞と培地を撹拌専用ノズルで途中まで吸い上げ維持する。そして、第2の搬送ロボット43は、ピペット55をダクト(不図示)から廃棄する。

0039

次に、第2の搬送ロボット43は、待避室35に収納されている空の培養容器31をホルダー33とともに取り出し、培養容器31をノズル部28Aの撹拌専用ノズルの下に搬送する。そして、撹拌専用ノズルに入った細胞と培地を培養容器31に注入する。

0040

次に、ノズル部28Aの洗浄専用ノズルから洗浄ボトル29Aに洗浄液を注入して一定量満たす。洗浄ボトル29Aに撹拌専用ノズルを差し込み、ポンプ26Aを使い洗浄液を出し入れして撹拌専用ノズルの洗浄を行う。

0041

次に、第2の搬送ロボット43は、待避室35の第2の扉51から待避室35内のキャリアケース53に培養容器31が載ったホルダー33を収容する。そして、第2の搬送ロボット43は、第2の扉51から作業室18内に戻る。

0042

次に、第2の扉51を閉じて待避室35を密封状態にする。そして、空調装置63の電磁開閉弁63e,63fを開いて、待避室35内を培養室17と同じ雰囲気の温度37℃、湿度90%の状態にする。

0043

次に、第2の扉51を閉じた状態で第1の扉49を開けると、第1の搬送ロボット25が待避室35内の培養容器31が載置されるホルダー33を取りに来て、観察ステージ23a上またはストッカー19に搬送する。観察ステージ23a上に搬送された培養容器31内の細胞の像は、顕微鏡58を介してCCDカメラ59に撮像されモニターに映し出される。顕微鏡58で観察してみて死細胞の割合、細胞量、形態を把握し、培地交換を行う。継代は、培地を廃棄ノズルで吸い取り、リン酸バッファー液を加える。そして、トリプシン液を加え、細胞を剥がして球状に浮遊の形態の状態にさせる。セルソーター(不図示)で細胞数を数え、培地を適量加える。継代専用ノズルに培養液を取り込み、第1の搬送ロボット25は新しい培養容器31を搬送し、培養液を分割して注入を行う。そして、ストッカー19に搬送される。ストッカー19に搬送された培養容器31内の細胞は、ストッカー19において培養される。

0044

上述した培養装置では、培養室17内の培養容器31を培養室17の外部に搬出する時には、第1の扉49を閉じた状態で第2の扉51を閉じ、待避室35内の雰囲気が培養室17内の雰囲気と同じ雰囲気にされる。そして、第1の扉49を開いて培養容器31を待避室35内に搬送した後に第1の扉49が閉じられ、待避室35から培養容器31が外部に取り出される。従って、培養室17内に培養室17の雰囲気と異なる雰囲気が侵入することがなくなり、培養室17内の培養容器31の搬出を細胞に悪影響を与えることなく行うことができる。

0045

また、培養室17内に培養容器31を外部から搬入する時には、第1の扉49を閉じた状態で第2の扉51を開いて培養容器31を待避室35内に搬送した後、第2の扉51を閉じ、待避室35内の雰囲気が培養室17内の雰囲気と同じ雰囲気にされる。そして、第1の扉49を開き、待避室35から培養容器31を培養室17内に取り出した後、第1の扉49が閉じられる。従って、培養室17内に培養室17の雰囲気と異なる雰囲気が侵入することがなくなり、培養室17内の培養容器31の搬入を細胞に悪影響を与えることなく行うことができる。

0046

(実施形態の補足事項)
以上、本発明を上述した実施形態によって説明してきたが、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のような形態でも良い。

0047

(1)上述した実施形態では、培養室17の下側に作業室18を配置し、作業室18内に待避室35を配置した例について説明したが、例えば、図4に示すように、待避室35Aの一側に第1の扉49Aを介して培養室17Aを配置し、他側に第2の扉51Aを介して作業室18Aを配置しても良い。また、作業室18Aを配置することなく待避室35Aの第2の扉51A側を外部の雰囲気に直接開口するようにしても良い。

0048

(2)上述した実施形態では、第1の搬送ロボット25および第2の搬送ロボット43を多関節接ロボットからなる垂直ロボットにした例について説明したが、例えば、水平ロボットと組み合わせても良い。また、多関節ロボットではなく直動ステージを使用しても良い。

図面の簡単な説明

0049

本発明の培養装置の一実施形態を示す説明図である。
図1の培養装置の培養室を示す上面図である。
図1の培養装置の作業室を示す上面図である。
本発明の培養装置の変形例を示す説明図である。

符号の説明

0050

17,17A…培養室、18,18A…作業室、31…培養容器、35,35A…待避室、49,49A…第1の扉、51,51A…第2の扉、53…キャリアケース(収納部材)、61…小扉(第3の扉)、63…空調装置、R1,R2…ロック機構。

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