專利名稱：細胞培養裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及ー種細胞培養裝置，并且更特別地涉及ー種具有隔離器的細胞培養裝置，該隔離器包括用于收容細胞培養箱的無菌空間，該細胞培養箱裝填有包含待培養細胞的培養液。
背景技術：
在例如再生醫學和人工受精這樣的領域中，已經提出了可以用于細胞培養或取樣的各種現有技術的培養裝置和取樣裝置(例如，參見日本專利No. 4，365，783和JP-A-2009-180594)。作為這種裝置的類型，還已經提出了能夠將多個細胞培養箱收容于維持在無菌狀態的培養箱中的隔離器型的培養裝置。 在這種隔離器型的培養裝置中，為了維持無菌空間處于無菌狀態，必須使該無菌空間與外部高度隔離。因此，例如，在要對細胞培養箱中的培養液取樣的情況下，培養箱中的該細胞培養箱必須是首先被攜出至與構成無菌空間的所述培養箱鄰接地設置的中轉箱等中，然后再被取出到外部，結果是該取樣操作要求大量的勞カ和時間。

發明內容
根據本發明，提供了ー種細胞培養裝置，包括其中設置有無菌空間的隔離器，該無菌空間收容裝填有包含待培養的細胞的培養液的細胞培養箱；取樣單元，該取樣単元被構造成取樣所述細胞培養箱中的培養液；運送流路，通過該運送流路，所述無菌空間內部與所述無菌空間外部相互連通，該運送流路被構造成將該運送流路中的流動限制在從所述無菌空間內部指向該無菌空間外部的方向；以及培養液運送部，該培養液運送部被構造成經由所述運送流路將取樣的培養液運送到所述無菌空間外部。所述運送流路可以包括單路閥，該單路閥不阻斷從無菌空間內部指向該無菌空間外部的流動，并且該單路閥阻斷從無菌空間外部指向該無菌空間內部的流動。所述培養液運送部可以包括緩沖物質供給部，該緩沖物質供給部被構造成供給在將取樣的培養液運送到無菌空間外部時所使用的緩沖物質。所述緩沖物質供給部可以設置在所述無菌空間內部，并且連接于所述運送流路在所述無菌空間內部側上的端部。所述緩沖物質供給部可以設置在所述無菌空間外部，并且在維持無菌狀態的同時連接于所述無菌空間。所述緩沖物質供給部可以包括抽吸泵，該抽吸泵被構造成朝著所述運送流路在所述無菌空間外部側上的一部分抽吸由所述取樣単元取樣的培養液。所述抽吸泵是在所述無菌空間的內側和外側其中一側上設置在所述運送流路中的蠕動泵。所述抽吸泵是連接于所述運送流路在外部側上的端部的負壓泵。所述運送流路可以包括設置在所述無菌空間內部的排出部。所述取樣単元可以被構造成抽吸細胞培養箱中的預定量的培養液，并且將所抽吸的培養液排出到所述排出部中。所述細胞培養裝置可以進一歩包括測量裝置，該測量裝置被構造成對經由所述運送流路而運送到無菌空間外部的所述培養液進行測量。所述細胞培養裝置可以進一歩包括在維持無菌狀態的同時連接于所述緩沖物質供給部的校準流路，并且所述無菌空間的內部和所述無菌空間的外部通過該校準流路而相互連通。所述測量裝置可以被構造成對經由所述校準流路而運送到所述無菌空間外部的緩沖物質進行測量。上述說明并沒有列出本發明的全部必要特征，而是這些特征群的亞組合所能夠構成本發明。


圖I是本發明實施例的細胞培養裝置11的概略圖。圖2是本發明實施例的另ー實例的細胞培養裝置12的概略圖。圖3是本發明實施例的又ー實例的細胞培養裝置13的概略圖。圖4是本發明實施例的又ー實例的細胞培養裝置14的概略圖。圖5是本發明實施例的又ー實例的細胞培養裝置15的概略圖。
具體實施例方式下文中，將通過本發明的實施例來說明本發明。然而，下面的實施例并不意圖限制如所附權利要求所限定的本發明，并且實施例中描述的特征的所有組合對于本發明的解決手段并非一直都是必要的。圖I是本發明實施例的細胞培養裝置11的概略圖。該細胞培養裝置11包括隔離器101、測量裝置300和數據管理裝置400。隔離器101具有無菌室120和中轉箱130。無菌室120的內部空間形成為維持在無菌水平的適于收容細胞培養箱500的無菌空間，該細胞培養箱500裝填有包含待培養的細胞的培養液520。所述內部空間與鄰近的中轉箱130隔開，以便能夠經由可開閉的門132而打開和關閉。中轉箱130通過如上所述的可開閉的門132而與所述無菌室120的內部空間隔開，并且還通過可開閉的門131而與外部空間(非無菌空間)隔開。在無菌室120的內部空間中，收容裝填有培養液520的多個細胞培養箱500 (在本實例中，六個)，并且設置有對所述細胞培養箱500中的培養液520取樣的取樣單元140。該取樣單元140包括注入ロ 141和移送裝置142，該注入口 141能夠抽吸和排出待取樣的每個細胞培養箱500中的培養液520，該移送裝置142移送該注入口 141。無菌室120的內部空間經由運送流路150而與外部連通。在要通過藥劑而使該無菌室120的內部無菌化的情況下，使用與該藥劑反應性極低的材料作為運送流路150的材料。運送流路150在無菌室120的內部空間側上的端部連接于設置在無菌空間內部(在無菌室120中)的緩沖物質供給部171，以便向該運送流路150供應緩沖物質。在內部空間中的運送流路150的所述端部附近，設置有上側敞ロ的排出部161。另ー方面，運送流路150在所述外部空間側上的端部連接于測量裝置300。在運送流路150在外部空間側上的部分中，從靠近無菌室120 —側起順次設置單向閥165和蠕動泵172。本實施例中使用的蠕動泵是實施的ー種形態。該泵并不局限于此，并且也可以是其它類型的泵，只要其能夠從排出部161抽吸培養液520即可。所述單路閥165是止逆閥，在流體試圖在運送流路150中從無菌室120的內部空間朝著外部空間流動的情況下，該止逆閥并不阻斷該流動，并且僅僅阻斷逆向流動(從外部空間朝向無菌室120的內部空間流動)。蠕動泵172使得從無菌室120內側通過所述運送流路150的流動進ー步朝著測量裝置300流動。 數據管理裝置400通過裝置主機410、鍵盤420、鼠標430和顯示器440構成。裝置主機410經由通信電纜310而連接于測量裝置300，并且接收來自該測量裝置300的各種測量結果。此外，裝置主機410將諸如從測量裝置300提供的測量結果這樣的信息以及該測量裝置300的設定信息顯示在顯示器440上，通過鍵盤420或鼠標430接收諸如所述設定的變更這樣的指令輸入，并且向測量裝置300輸出所述指令。下文中，將具體描述利用上述細胞培養裝置對收容在所述無菌室120中的其中一個細胞培養箱500中的培養液520取樣的方法。首先，使緩沖物質從緩沖物質供給部171連續地流向運送流路150。作為從所述緩沖物質供給部171提供的緩沖物質，例如，優選使用諸如無菌化的純水這樣的液體或無菌化的氣體。結果，實現了運送流路150充滿緩沖物質并且該緩沖物質從緩沖物質供給部171朝著測量裝置300連續流動的狀態。接下來，通過移送裝置142將所述注入ロ 141移送到將受到取樣的細胞培養箱500，并且通過該注入ロ 141抽吸該細胞培養箱500中的培養液520。然后，通過移送裝置142將已經完成抽吸操作的注入ロ 141移送到排出部161正上方的位置。在該位置中，注入ロ 141朝著排出部161排出所抽吸的培養液520。排出到所述排出部161的培養液520(下文中，將這種溶液稱作為“取樣培養液”)通過在所述運送流路150中連續流動的緩沖物質而被輸送到無菌室120的外部。然后，經由所述單向閥165和蠕動泵172將所述取樣培養液供給到測量裝置300，以受到測量處理。由所述測量裝置300所進行的測量項目并不是受具體限制的，而是例如可以測量該取樣培養液的PH值、ニ氧化碳濃度和葡萄糖含量。除了這些測量項目或者代替這些測量項目，該測量裝置300可以測量取樣培養液的各組成元素的含量。然后，測量裝置300將取樣培養液的測量結果輸出到數據管理裝置400。數據管理裝置400對從測量裝置300提供的該取樣培養液的測量結果施加各種處理，然后顯示并且存儲結果數據。如上所述，本實施例的細胞培養裝置11能夠對收容在無菌室120中的其中ー個細胞培養箱500中的培養液520連續地進行取樣和測量，而無需例如經由中轉箱130將該細胞培養箱500取出到無菌室120外部。因此，能夠顯著地減少取樣所需要的勞カ和時間。在運送流路150中，如上所述，設置有不阻斷從無菌室120指向外部空間的流動而阻斷從外部空間指向無菌室120的流動的所述單向閥165，并且設置有將在測量裝置300附近的運送流路150中的流體輸送到該測量裝置300的蠕動泵172。因此，運送流路150中的流體從無菌室120朝著外部空間穩定地流動，并且不存在無菌室120內部被逆向流動污染的可能性。
圖2是本發明實施例的另ー實例的細胞培養裝置12的概略圖。在將要參考圖2描述的該細胞培養裝置12中，用相同的參考標號表示與已經參考圖I描述的所述細胞培養裝置11的相同的部件，并且省略它們的描述。在該實例的細胞培養裝置12中，緩沖物質供給部171設置在無菌空間外部(無菌室120外部)，并且連接于運送流路150的一端。在該實例中，盡管緩沖物質供給部171設置在無菌室120外部，但是緩沖物質供給部171在維持無菌狀態的同時連接于所述無菌空間(無菌室120內部)。即，存儲緩沖物質供給部171中的緩沖物質的罐是內部維持無菌狀態的高度密封的容器，并且經由內部同樣維持無菌狀態的運送流路150而連接至無菌室120中的排出部161。在運送流路150中，相對于所述排出部161，在測量裝置300側上的部分以與上述的細胞培養裝置11相同的方式構造而成。因此，從位于無菌室120外部的緩沖物質供給部171提供到運送流路150的緩沖物質經由無菌室120中的排出部161而流向位于該無菌室120外部的測量裝置300。根據該構造，在細胞培養裝置12中，與緩沖物質供給部171設置在無菌室120中的情況相比，能夠以更加容易的方式在無菌室120外部進行緩沖物質向緩沖物質供給部171的供給。圖3是本發明實施例的又ー實例的細胞培養裝置13的概略圖。在將要參考圖3描述的該細胞培養裝置13中，用相同的參考標號表示與已經參考圖I描述的所述細胞培養裝置11和已經參考圖2描述的細胞培養裝置12的相同的部件，并且省略它們的描述。在本實例的細胞培養裝置13中，與上述的細胞培養裝置12類似，緩沖物質供給部17設置在無菌空間外部(無菌室120外部)，并且連接于運送流路150的一端。與所述細胞培養裝置12類似，存儲緩沖物質供給部171中的緩沖物質的罐是內部維持無菌狀態的高度密封的容器，并且經由內部同樣維持無菌狀態的運送流路150而連接至無菌室120中的排出部161。在運送流路150中，相對于所述排出部161，位于測量裝置300側上的部分以與上述的細胞培養裝置11、12相同的方式構造而成。因此，從位于無菌室120外部的緩沖物質供給部171提供到運送流路150的緩沖物質經由無菌室120中的排出部161而流向位于該無菌室120外部的測量裝置300。在該實例的細胞培養裝置13中，與上述的細胞培養裝置12不同，緩沖物質供給部171附接在無菌室120的壁面上。根據該構造，在細胞培養裝置13中，與上述的細胞培養裝置12類似，能夠在無菌室120外部容易地進行緩沖物質向緩沖物質供給部171的供給，并且能夠進ー步縮短從緩沖物質供給部171延伸至排出部161的運送流路150。這還有益于節省空間。圖4是本發明實施例的又ー實例的細胞培養裝置14的概略圖。在將要參考圖4描述的該細胞培養裝置14中，用相同的參考標號表示與已經參考圖I至圖3描述的所述細胞培養裝置11至13的相同的部件，并且省略它們的描述。在本實例的細胞培養裝置14中，設置在無菌室120內部的緩沖物質供給部171與設置在無菌室120外部的測量裝置300經由其中內部流路維持在無菌狀態的校準流路151而彼此相連。因此，兩條流路，即，其中排出部161設置在中部的運送流路150以及所述校準流路151，從無菌室120中的緩沖物質供給部171向設置在無菌室120外部的測量裝置 300延伸，使得所述緩沖物質供給部171能夠在維持無菌狀態(除了因對培養液取樣引起的污染以外)的同時經由每一流路將緩沖物質提供到測量裝置300。同樣地，在校準流路151中，單向閥141和蠕動泵173從靠近無菌室120 —側起順次地設置。它們與設置在所述運送流路150中的單向閥165與蠕動泵172相同，并且因而省略它們的說明。當校準流路151設置成能夠將緩沖物質從緩沖物質供給部171供給到測量裝置300時，該物質可以用作為用于提升或者維持該測量裝置的測量精度的參考。圖5是本發明實施例的又ー實例的細胞培養裝置15的概略圖。在將要參考圖5描述的該細胞培養裝置15中，用相同的參考標號表示與已經參考圖I至圖4描述的所述細胞培養裝置11至14的相同的部件，并且省略它們的描述。該實例的細胞培養裝置15包括排出部(取樣杯)162，代替所述細胞培養裝置11中的排出部161和緩沖物質供給部171。在運送流路150中，如圖5所示，在無菌室120的內部空間側上的端部連接于排出部162。該細胞培養裝置15進ー步包括負壓泵176，代替所述細胞培養裝置11中的蠕動泵172。所述運送流路150在外部空間側上的端部連接于該負壓泵176。該負壓泵176在其中生成負壓，以抽吸運送流路150中的流體。
在該細胞培養裝置15中，注入ロ 141將從待取樣的細胞培養箱500中抽吸的取樣培養液排出到所述排出部162。排出到所述排出部162的取樣培養液被連接于運送路徑150的所述負壓泵176抽吸，以被輸送到測量裝置300，并且然后受到測量。當進行培養液520的取樣時，負壓泵176可以一直抽吸運送流路150中的液體。替換地，檢測取樣培養液向所述排出部162排出的時刻的結構可以設置在所述細胞培養裝置15中，并且可以僅僅在從取樣培養液運送到測量裝置300之前即刻的時段期間進行所述抽吸。如上所述，同樣地，本實例的細胞培養裝置15能夠對收容在無菌室120中的其中一個細胞培養箱500中的培養液520連續地進行取樣和測量，而無需例如經由中轉箱130將該細胞培養箱500取出到無菌室120外部。因此，能夠顯著地減少取樣所需要的勞カ和時間。同樣地，在該實例中，在運送流路150中，設置有不阻斷從無菌室120指向外部空間的流動而阻斷從外部空間指向無菌室120的流動的單向閥165，并且設置有將運送流路150中的流體輸送到該測量裝置300的負壓泵176。因此，排出到排出部162的取樣培養液從無菌室120朝著外部空間穩定地流動，并且不存在無菌室120內部被逆向流動污染的可能性。在所述細胞培養裝置11至15中，緩沖物質供給部171、蠕動泵172、負壓泵176等構成了本發明的培養液運送部的ー個構造實例。然而，該培養液運送部的構造并不局限于此。例如，在細胞培養裝置11中，單向閥165和蠕動泵172可以設置在位于隔離器101內部的運送流路150中。在所述細胞培養裝置11至15中，單向閥165、166、蠕動泵172、173、負壓泵176等
等可以設置在無菌室120中。盡管已經利用各實施例描述了本發明，但是本發明的技術范圍并不局限于各實施例的說明的范圍。對于本領域技術人員顯而易見的是，能夠對各實施例進行各種改變和改迸。根據本發明的一方面，可以在不經由中轉箱取出細胞培養箱的情況下對該細胞培養箱中的培養液取樣，因此，顯著地減少了取樣時所需要的勞カ和時間。此外，在使隔離器中的無菌空間與外部(非無菌空間)相連通的運送流路中的流動被限制在從無菌空間內部指向外部的方向，因此 ，在非無菌空間中產生的污染并不進入到無菌空間中。因而，在取樣等時，能夠防止無菌空間被污染，從而能夠實現安全的細胞培養環境。
權利要求
1.ー種細胞培養裝置，包括 其中設置有無菌空間的隔離器，該無菌空間收容細胞培養箱，該細胞培養箱裝填有包含待培養的細胞的培養液； 取樣單元，該取樣単元被構造成對所述細胞培養箱中的培養液取樣； 運送流路，通過該運送流路，所述無菌空間的內部與所述無菌空間的外部相互連通，該運送流路被構造成將該運送流路中的流動限制在從所述無菌空間的內部指向該無菌空間的外部的方向；以及 培養液運送部，該培養液運送部被構造成經由所述運送流路將取樣的培養液運送到所述無菌空間的外部。
2.根據權利要求I所述的細胞培養裝置，其中，所述運送流路包括單路閥，該單路閥不阻斷從所述無菌空間的內部指向該無菌空間外部的流動，并且該單路閥阻斷從所述無菌空間的外部指向該無菌空間的內部的流動。
3.根據權利要求I所述的細胞培養裝置，其中，所述培養液運送部包括緩沖物質供給部，該緩沖物質供給部被構造成供給在將取樣的培養液運送到所述無菌空間的外部時所使用的緩沖物質。
4.根據權利要求3所述的細胞培養裝置，其中，所述緩沖物質供給部設置在所述無菌空間的內部，并且連接于所述運送流路在所述無菌空間的內部側上的端部。
5.根據權利要求3所述的細胞培養裝置，其中，所述緩沖物質供給部設置在所述無菌空間的外部，并且在維持無菌狀態的同時連接于所述無菌空間。
6.根據權利要求I所述的細胞培養裝置，其中，所述緩沖物質供給部包括抽吸泵，該抽吸泵被構造成朝著所述運送流路在所述無菌空間的外部側上的一部分抽吸由所述取樣單元取樣的培養液。
7.根據權利要求6所述的細胞培養裝置，其中， 所述抽吸泵是在所述無菌空間的內部側和外部側的其中一側上設置在所述運送流路中的蠕動泵。
8.根據權利要求6所述的細胞培養裝置，其中，所述抽吸泵是連接于所述運送流路在外部側上的端部的負壓泵。
9.根據權利要求I所述的細胞培養裝置，其中 所述運送流路包括設置在所述無菌空間的內部的排出部；并且 所述取樣単元被構造成抽吸所述細胞培養箱中的預定量的培養液，并且將所抽吸的培養液排出到所述排出部中。
10.根據權利要求I所述的細胞培養裝置，進ー步包括測量裝置，該測量裝置被構造成對經由所述運送流路而運送到所述無菌空間的外部的所述培養液進行測量。
11.根據權利要求10所述的細胞培養裝置，進ー步包括在維持無菌狀態的同時連接于所述緩沖物質供給部的校準流路，并且所述無菌空間的內部和所述無菌空間的外部通過該校準流路而相互連通，其中 所述測量裝置被構造成對經由所述校準流路而運送到所述無菌空間的外部的緩沖物質進行測量。
全文摘要
一種細胞培養裝置，包括其中設置有無菌空間的隔離器，該無菌空間收容細胞培養箱，該細胞培養箱中裝填有包含待培養的細胞的培養液；取樣單元，該取樣單元被構造成對所述細胞培養箱中的培養液取樣；運送流路，通過該運送流路，所述無菌空間的內部與所述無菌空間的外部相互連通，該運送流路被構造成將該運送流路中的流動限制在從所述無菌空間的內部指向該無菌空間的外部的方向；以及培養液運送部，該培養液運送部被構造成經由所述運送流路將取樣的培養液運送到所述無菌空間的外部。
文檔編號C12M3/00GK102719360SQ20121008706
公開日2012年10月10日 申請日期2012年3月28日 優先權日2011年3月28日
發明者久保寬嗣, 岡野光夫, 大浦光宏, 武田樸, 清水達也 申請人:學校法人東京女子醫科大學, 日本光電工業株式會社