专利名称：细胞培养装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及培养细胞的细胞培养装置，特别是，涉及可以自动地进行伴随着从数日至数月间的培养的操作的细胞培养装置。
背景技术：
在细胞培养中，通过手作业来进行所谓培养器内的培养基的交换、或者用于使细胞密度适当的再播种等繁杂的传代过程。通常，为了避免产生污染等，这些作业在利用由半导体制造领域营造的清洁环境生成技术抑制大气中的浮游微粒子浓度而得到的比较净化的氛围中非常小心地进行。但是，即使在该净化的氛围中，对于避免污染也并不充分，在以作为培养器通常使用的圆形皿培养细胞的情况下，在培养基交换之际需要进行如下的繁杂困难的作业一边在上方进行遮挡并注意不使细菌混入从而提起皿的盖，一边快速插入移液管使得其不接触于皿与其盖的间隙、且皿的缘等周围的部位。这样的作业在日常操作中频繁地进行，通常由非常熟练的作业者进行。
专利文献1USP5,985,653如上所述，培养作业的现状是虽然繁杂但是仍以手操作进行，又，因为需要熟练作业，所以难以容易地实施培养作业。
特别是，近年，再生医疗用的技术开发盛行，不过在用于构筑组织的干细胞的培养等情况下，因为培养的细胞被移植到受检者体内，所以培养中的异物混入(污染)的可能性必须保证为0％。但是，清洁环境生成技术是抑制大气中的浮游粒子浓度的技术，由各种各样的规格(日本工业规格等)，对应于其浓度容许值而进行等级分类，不过通常在该环境内配置各种各样的电气或者机械类的部件，从而将微粒子的数目保障为0是极其困难的。用于细胞培养等要求的污染避免的必要条件是混入于细胞中的活细菌的数目为0，即使是1个微粒子，若其为细菌则也引起污染。这样，清洁环境生成技术对风险降低虽然是有效的，不过有不能够使污染避免可靠化这一问题。
又，近距离具体地在1个房间中，进行多个受检者细胞的培养这一情况，在交叉污染这一点上风险也变高。在菌类(例如霉)因某些主要原因混入于受检者的细胞中从而引起污染的情况下，难以排除胞子扩散从而传染其它受检者细胞这一可能性。例如，在USP5,985,653(专利文献1)中，公开了为了播种的均匀化而具有摆动机构的培养装置，不过因为未完全的封闭，所以仍残存污染的风险。
如上所述，细胞培养装置在批量化生产与安全性的相容化这一点上具有较大的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以尽可能排除污染的风险，自动地进行伴随着从数日至数月间的培养的操作的细胞培养装置。
本发明的细胞培养装置的第一技术方案的特征在于，包括培养器机构，培养细胞；保温箱机构，将所述培养器机构配置为适合于培养的状态，并保持为规定温度；驱动机构，使所述培养器机构在所述保温箱机构内转动；药品供给机构，从所述保温箱机构的外侧将未使用的药品供给到所述保温箱机构内的所述培养器机构中；废液排出机构，从所述保温箱机构内的所述培养器机构将不需要的废液排出到所述保温箱机构的外侧；以及培养状态观察机构，从所述保温箱机构的外侧观察所述保温箱机构内的所述培养器机构的细胞培养的状态。
这样，因为可以不从配置于保温箱机构内的培养器机构内取出培养器机构地，使用药品供给机构将新的药品供给到培养器机构中，或者使用废液排出机构将不需要的废液从培养器机构中排出，并且在将培养器机构容纳于保温箱机构中的状态下进行培养状态的观察，所以培养中外气不直接混入于培养器机构内，污染的风险完全消除，从而可以经由长时间地自动进行培养操作。
代表地，本发明具有以下的各方案。
(1).一种封闭系统细胞培养装置，包括培养器机构，培养细胞；保温箱机构，将所述培养器机构配置为适合于培养的状态，并保持为规定温度；驱动机构，使所述培养器机构在所述保温箱机构内转动；药品供给机构，从所述保温箱机构的外侧将将未使用的药品供给到所述保温箱机构内的所述培养器机构中；废液排出机构，从所述保温箱机构内的所述培养器机构将不需要的废液排出到所述保温箱机构的外侧；以及培养状态观察机构，从所述保温箱机构的外侧观察所述保温箱机构内的所述培养器机构的细胞培养的状态。
(2).在(1)的细胞培养装置，泵、阀以及挠性管部件设置于所述培养器机构与所述药品供给机构之间，供给、培养并回收细胞。
(3).在(1)的细胞培养装置，所述培养器机构是中央部平滑(也可以具有多少的凹凸)且由透明的无毒性的材料构成的容器。
(4).在(3)的细胞培养装置，所述透明的无毒性的材料是聚苯乙烯或者聚对苯二甲酸乙二酯。
(5).在(1)的细胞培养装置，所述培养状态观察机构具有照相机。
(6).在(5)的细胞培养装置，具有可以使所述照相机经由所述培养器机构的整个面进行扫描、且在光轴方向上设定所述细胞培养器机构内的焦点的照相机移动机构。
(7).在(6)的细胞培养装置，具有储存所述照相机的所述培养器机构上的摄影位置的存储机构，所述照相机移动机构再现与储存于所述存储机构中的摄影位置相同的摄影位置。
(8).在(1)、(2)、(5)中的任意一项的细胞培养装置，具有由闭塞部件密封了外部的毛细管，所述毛细管是细胞的供给口或者回收口，具有容纳细胞的容器，在所述容器的上部具有杀菌剂浸渍部件，所述毛细管在贯通所述杀菌剂浸渍部件后插入于所述容器内。
(9).在(2)的细胞培养装置，具有对所述保温箱机构内供给气体介质的储气瓶，所述阀以所述储气瓶的气压为驱动源开闭。
(10).在(2)的细胞培养装置，具有对在所述泵的动作时间内从药品供给机构供给到所述培养器机构中的药品的量进行决定的药品量决定机构。
(11).在(1)的细胞培养装置，所述废液排出机构包括挠性管部件、泵以及废液罐，在其中之一具有pH测定部。
(12).在(11)的细胞培养装置，pH测定部具有颜色因pH的变化而变化的物质、与读取该物质的颜色的受光元件。
(13).在(2)的细胞培养装置，具有控制机构，所述控制机构对细胞的供给、培养器机构的转动、药液的供给、废液以及细胞供给回收的定时与内容进行储存并作为细胞的培养顺序执行。
(14).在(13)的细胞培养装置，所述控制机构具有在运转多个所述细胞培养装置的情况下与其它控制机构交换培养信息的接口。
根据本发明，就有如下的效果可以尽可能排除污染的风险，自动地进行伴随着从数日至数月间的培养的操作。
图1是表示应用了本发明而得到的细胞培养装置的基本结构的方块图；图2是应用了本发明而得到的细胞培养装置的机构部的详细图，表示省略了图1中的系统控制器11的实际的结构；图3是表示图2的培养器38的详细结构的图；图4表示图2的细胞培养装置的控制方块图的详细结构，是表示连接多个细胞培养装置并将其机械设备化这一情况的方块图；图5是用于说明细胞培养装置的动作的流程图；图6是表示图5的步骤S55的「慢慢移动培养器，均匀化·播种」的动作的一例的图；图7是表示上述实施方式的细胞培养装置的培养器38的第一变形例的图，图7(a)表示从上面观察而得到的图，图7(b)是其侧视图；图8是表示上述实施方式的细胞培养装置的培养器38的第二变形例的图；图9是用于说明使用了图8的培养器的细胞培养装置的动作的流程图；图10是表示上述实施方式的细胞培养装置的培养器38的第三变形例的剖面图；图11是表示均匀地播种细胞的方法的一例的图；图12是表示上述的实时方式的培养器与管的连接方法的一例的图；图13是表示上述的实施方式的培养装置的一部分的灭菌法的图；图14是表示应用了本发明而得到的细胞培养装置的其它实施方式的机构部的详细图的图；图15是表示在图14中使用的培养器的详细结构的图；图16是表示培养器的第一端口141、第二端口142、第三端口143的详细结构的图；图17是表示图15的部分剖面的图，是表示排出培养器内的培养基这一情况的图；图18是表示图14的保温箱的详细结构的图，图18(A)是便于理解地表示保温箱的内部构造的图，图18(B)是保温箱的外观立体图；图19是表示S-S面的剖面的图，所述S-S面表示图18(A)的绝热构造的详细结构；图20是表示图14的细胞培养装置的保温箱16的控制块的图，是从图4中抽出了说明所需要的部分、省略了其它部分的图；图21是表示pH测定部的详细结构的图，是放大地表示图14的一部分的图；图22是表示pH测定部的详细结构的图，是表示pH测定部的传感器的详细结构的图；图23是表示容器230、240用的栓的大致结构的图，图23(A)是其立体图，图23(B)是其剖面图；图24是表示容器230、240用的栓的大致结构的图，图24(A)在摘下外部闭塞部件的状态下表示的俯视图，图24(B)是表示容器用的栓的大致结构的仰视图；图25是表示具有图24的容器用的栓的容器的一例的立体图；图26是表示图23～图25的容器用的栓的变形例的剖面图；图27是表示图23～图25的容器用的栓的其它变形例的剖面图；图28是表示图23～图25的容器用的栓的又一变形例的剖面图；
图29是说明从容器抽出液体或者将液体注入到容器中之际的操作的概略图；图30是说明从容器抽出液体或者将液体注入到容器中之际的操作的概略图；图31是表示照相机摄影系统的大致结构的方块图；图32是抽出图14中的与照相机摄影系统有关系的部分并示意地进行表示的图；图33是表示CCD照相机的扫描状态的图；图34是表示CCD照相机的扫描状态的图；图35是表示CCD照相机的扫描状态的图；图36是表示图31的图像处理组件312的详细结构的图；图37是表示图像处理组件14执行的群体判别的处理顺序的流程图；图38是表示细胞培养装置内的各构成机构的配置的概略图；图39是表示在任意的焦点上对培养器140的图像进行摄影的情况的图像处理组件执行的细胞抽出处理的一例的流程图；图40是表示照相机的移动距离与相邻的像素值的差的总和之间的关系的图；图41是表示物镜382的焦点位置位于培养器140的底面这一情况的图像的一例的图；图42是表示物镜382的焦点位置位于比培养器140的底面更前侧这一情况的图像的一例的图；图43是表示物镜382的焦点位置位于比培养器140的底面更后侧这一情况的图像的一例的图；图44是表示对于图42以及图43的图像的、差分·对位处理的结果，即针对细胞数目为最小且该细胞的长度的合计成为最大的差分图像，实施二值化处理这一情况、的图像的图；图45是表示具有可以将照相机移动到希望的位置上的照相机位置调整功能的照相机摄影系统的结构的概略图；图46是示意地表示图14的保温箱160内的培养器140、与照相机31之间的关系的图；
图47是表示摄影位置设定·显示的操作画面的一例的图；图48是表示显示于监视器上的图像的显示例的图，是由图像处理组件312显示的图；图49是表示摄影位置设定·显示处理软件的处理的一例的流程图；图50是表示单调/加法处理的详细过程的图；图51是表示可以自动且长期地以高可靠性工作的细胞培养装置的结构的概略图；图52是表示图51的自动培养装置执行的规定监视通信处理的一例的流程图。
图中，1-培养器；2-挠性管部件；3-泵；4-备用罐；5-挠性管部件；6-泵；7-废液罐；8-驱动机构；9-照相机；10-光源；11-系统控制器；15-主体；16-气体穿透膜；17-培养基；18-管连接部件；19-管连接部件；20-堰；21-供给管；22-转子；23-废液管；24-套筒节流阀；25-电缆卷筒；26-卷绕机；27-凸轮从动件；28-小齿轮；29-培养器驱动电机；30-保温箱(框架)；31-CCD照相机；32-观察窗；33-滤波器；34-光源；35-导向部件；36-管固定部件；37-蠕动泵；38-培养器；381-倾斜部；39-针；40-空气过滤器；41-针；42-空气过滤器；50-闸门电机；51-闸门；52-贮存培养前细胞的容器；53-针；56-细胞注入管；55-移液管臂；54-轴；57-移液管旋转运动电机；58-旋转部件；59-移液管上下运动部件；60-滑轮；62-保持部；61-带；63-电机；65-风扇；66a、66b-套筒节流阀；67-培养基罐；68-缓冲液罐；69、70、71-细胞剥离剂罐；72、105、73、74、75-套筒节流阀；78、79-空气流入口；80-绝热罐；81-闸门电机；82-闸门；83-针；84-贮存培养前细胞的容器；85-移液管臂；87-轴；88-移液管旋转运动电机；89-旋转部件；90-移液管上下运动部件；91-滑轮；92-带；93-保持部；94-电机；95-进给丝杠；96、97-架子；98-废液回收罐；99-导向部件；100-管固定部件；101-蠕动泵；102-废液罐；103-套筒节流阀；104-套筒节流阀；106-温度传感器；107-连接器；108-加热器；120-I/O；121-总线；122-CPU；123-操作桌；124-存储器；125-计算机网络驱动器；126-操作器；127、128、129-细胞培养装置；130-控制监视装置；167、168、169-培养器；170a～170d-培养器；171-管；174a～174d-管连接部件；175a～175d-管连接部件；182-供给管；183、184-连接管；185-废液管；186、187、188-套筒节流阀；191、192-培养辅助板；195-培养器主体；197-供给管；199-盖；201、202-培养辅助板；250-图像收入通道；278、279、282、283、284、285-镜；280-CCD照相机；281-光源；286-滤波器；288-组件；300-培养器主体；301-盖；302-供给用管连接部件；307、308、309、310-此帖；303、304、305、306-球状部件；314-供给用管连接部件；315-棒状部件；320-供给管；321、327-栓；322、328-针；323-供给管；324-注射器；325-培养器；326-废液管；329-废液管；381-倾斜部；140-培养器；141-第一端口；142-第二端口；143-第三端口；141b-废液管；144、145-蠕动泵；142b-供给管；142c-供给管；142d-辅助供给管；146、147-蠕动泵；146a、147a-套筒节流阀；143a-管；143b-空气过滤器；148-保持环；149-钩；150-杆；151-倾斜电机；153-转子；160-保温箱(incubator)；170-加温袋；172-套筒节流阀；173-空气过滤器；177-pH测定部；29a-培养器驱动电机；109-珀耳帖元件；110-散热设备；111-吸热设备；201～204-加热器；205、206-散热板；205-二氧化碳传感器；具体实施方式
以下，参照
应用本发明而得到的细胞培养装置的实施方式。
图1是表示应用本发明而得到的细胞培养装置的基本结构的方块图。
培养器1是培养细胞的容器，通过泵3以及挠性管部件2连接于被注入有未使用的药品的备用罐4上。废液罐7贮存使用过的药品，并通过泵6以及挠性管部件5连接于培养器1上。驱动机构8是转动培养器1的部件。照相机9通过从穿透了培养器1的光源10发射的光，观察培养器1中的培养细胞。系统控制器11连接于泵3、泵6、驱动机构8、光源10上，并控制这些泵3、泵6、驱动机构8、光源10。
图2是应用本发明而得到的细胞培养装置的机构部的详细图，表示省略了图1中的系统控制器11的、实际的结构。培养器38希望以透明的无毒性的材料形成，优选以聚苯乙烯或者聚对苯二甲酸乙二酯形成。在培养器38的主体15的表面贴有气体穿透膜16。培养器38的表面改性为细胞容易附着、具有亲水性即可。在培养器38的大致中央设置有用于药品注入的管连接部件19，起到使培养基17等药品流入到培养器38内部的作用。此时，倾斜部38缓和各种液体的下落冲击，防止对细胞培养的损坏。
在培养器38的底面粘接细胞，在此进行培养。管连接部件18是排出旧培养基的排出口，在所述旧培养基中，细胞的老化物溶化排出且培养基中的营养素变少。培养器38固定于转子22上，该转子22在下方由凸轮从动件27例如在圆周方向3个部位自如地支承以便可以在箭头E方向上旋转。进而，在转子22的下方形成有内啮合齿轮(未图示)，该齿轮与小齿轮28啮合，所述小齿轮28嵌合于固定在保温箱(框架)30上的培养器驱动电机28的输出轴上。电缆卷筒25卷绕设置于转子22上的套筒节流阀24的配线。即使转子22旋转，卷绕机26也卷绕套筒节流阀24的配线，并自动地卷绕配线使得配线不因松弛而缠绕于其它突起物上。例如，可以通过利用弹簧对电缆施加恒定的张力来实现。
供给管21连接于设置在培养器38的大致中央的管连接部件19上。导向部件35是对供给管21进行导向的部件。该供给管21由设置于导向部件35的上方的管固定部件36固定，从该管固定部件36至管连接部件19之间的管在导向部件35的内部自由地运动。
培养基罐67贮存未使用的培养基，缓冲液罐68贮存缓冲液，细胞剥离剂罐69、70、71贮存细胞剥离剂。各罐67、68、69、70、71设置于绝热箱80内。套筒节流阀72、105、73、74、75是控制来自于各罐76、68、69、70、71的送液的部件。又，套筒节流阀66是控制后述的培养前细胞的注入的部件。空气流入口78、79是为了防止管内的液体滞留而导入大气中的空气的部件，具有用于除去大气中的不纯物的过滤器(网眼的大小优选是0.2μm以下)。从各罐67、68、69、70、71取出的管连接于所述供给管21上，可以由蠕动泵37送液。蠕动泵37是通过以辊夹入管并旋转该辊来送出管内的液体的泵。
废液管33连接于设置在培养器38的底面上的管连接部件18上，并通过导向部件99导向到框架30外。在该导向部件99的下部设置有关固定部件100，废液管23由该管固定部件100固定，且在该管固定部件100与管连接部件18之间，废液管23自由地运动。因细胞的老化物溶化排出且培养基中的营养素变少而生成的旧培养基通过蠕动泵101而经过废液管23，并贮存于废液回收箱98内的废液罐102中。套筒节流阀103是控制对废液罐102的送液的部件，套筒节流阀104是控制以蠕动泵101将废液向废液罐102送液之际的送液状态的部件。
闸门电机50是以闸门51开闭设置于框架30的右侧面上的开口部的部件，在其旋转轴上卷绕有连接于闸门51上的金属线。可以通过控制闸门电机50的旋转而在箭头A方向(附图上的上下方向)上移动闸门51。贮存培养前细胞的容器52支承于保持部62上。保持部62可以通过具有进给丝杠的电机63而在箭头B方向(附图上的左右方向)上移动。在容器52的上表面设置有橡胶材，从而与外气隔绝(图示略)。针53连接于细胞注入管56上，并固定于移液管55上。移液管55支承于轴54上，并通过移液管旋转运动电机57而在箭头D1方向上旋转。旋转部件58是与轴54一起旋转的部件，具有移液管上下运动电机59与滑轮60。固定于移液管59的输出轴上的滑轮与滑轮60由带61连结，该带61的一部分固定于轴54上。
轴54通过移液管上下运动电机59的驱动而上下动作。套筒节流阀66是在以过孔电机37对培养前细胞进行送液之际，控制送液状态的部件。另外，在移液管55上固定有针39，在其一端上设置有空气过滤器40。在容器52以硬质的塑料材料形成的情况下，该针39的功能是防止内部施加电压，从而细胞难以吸引。另外，说清晰培养前细胞由过孔电机37吸引这一情况，不过也可以通过从针39对容器52压送空气来进行送液。
闸门电机81是以闸门82开闭设置于框架30的左侧面上的开口部的部件，在其旋转轴上卷绕有连接于闸门82上的金属线。可以通过控制闸门电机81的旋转而在箭头F方向(附图上的上下方向)上移动闸门82。贮存培养前细胞的容器84支承于保持部93上。保持部93可以通过具有进给丝杠95的电机94而在箭头G方向(附图上的左右方向)上移动。在容器84的上表面设置有橡胶材，从而与外气隔绝(图示略)。针83连接于细胞注入管84上，并固定于移液管85上。移液管85支承于轴87上，并通过移液管旋转运动电机88而在箭头D2方向上旋转。旋转部件89是与轴87一起旋转的部件，具有移液管上下运动电机90与滑轮91。固定于移液管90的输出轴上的滑轮与滑轮91由带92连结，该带92的一部分固定于轴87上。
轴87通过移液管上下运动电机90的驱动而上下动作。套筒节流阀103是在以过孔电机101对培养前细胞进行送液之际，控制送液状态的部件。另外，在移液管55上固定有针41，在其一端上设置有空气过滤器42。在容器84以硬质的塑料材料形成的情况下，该针41的功能是防止内部施加电压，从而细胞难以吸引。另外，说清晰培养前细胞由过孔电机101吸引这一情况，不过也可以对培养器38压送空气来进行送液。
光源34是从框架30的下侧对框架30内供给光的部件，在光的出射侧具有滤波器33。CCD照相机31是如下部件具有透镜，为了从设置于框架30的上侧的观察窗32观察由培养器培养的细胞，或者判定传代时的时刻而利用。为了防止图像的亮度不均，光源34优选是无深浅反差地配置有多个LED这一类型的光源，不过若光量充分则也可以以1个LED或者灯构成。又，为了降低入射于CCD照相机21上的光量，滤波器33由ND滤波器构成，以及为了得到适合于细胞观察的光反差，滤波器33由适当的带通滤波器构成。该滤波器也可以设置于CCD照相机31的前面。ND滤波器优选设置于CCD照相机31的前面，又带通滤波器在切去对细胞产生伤害的短波长光的情况下优选设置于光源34的前面。加热器108是基于来自于温度传感器106的检测温度来将框架30的内部保持为一定的温度的部件。风扇65是搅拌框架30内的空气的部件。架子96、97是将该细胞培养装置整体立设于地面上的部件。连接器107具有用于除去供给混合气体之际的不纯物的过滤器，所述混合气体通过控制二氧化碳、氮气以及氧气的比率而得到。
贴于培养器38的上表面的气体穿透膜16如图所示覆盖整个面，不过也可以部分地设置。另外，为了防止培养基的蒸发，可以增加框架30内部的湿度，这一点是不说自明的。该情况下，将注入有水的排水管配置于内部是容易且有效的。在未以气体穿透膜16覆盖培养器38的情况下，可以将从连接器107供给的混合气体直接供给到培养器38的内部，又，也可以溶入其它培养基等。
又，框架30作成为大致覆盖整体的形状，不过也可以作成为只覆盖培养器38的周边部分的构造。即，说清晰2组移液管作为框架30的一部分而设置于左右的情况，不过可以与框架30另成一体地构成，也可以在框架30的外部配置2组移液管。
图3是表示图2的培养器38的详细结构的图。图3(a)是从上表面观察培养器38而得到的俯视图，图3(b)是其侧剖面图。在图3(a)中，管连接部件19设置于从培养器38的圆中心离开距离L1的位置，即设置于旋转中心附近。排出旧培养基的管连接部件18或者堰20的位置与形状也可以作成为变形例112、113、114。变形例112省略了堰20，变形例113的管连接部件18设置于培养器38的侧面，变形例114设置为管连接部件18的开口部接触于培养器38的底面。
在变形例112、114中，细胞因伴随着培养器38的旋转而产生的离心力而部分地凝集于管连接部件18的开口部以外的凹坑部分，针对这一点，在变形例113中，可以通过离心力将细胞排出到培养器38外，所以变形例113是更优选的。另外，该管连接部件18的位置也可以配置于培养器38的任意位置上，并不特别地限定。又，距离L1也并不特别地限定。不过，培养器38的圆中心与旋转中心相偏离，在细胞的均匀播种这一点上是优选的。通过将管连接部件18的位置配置于例如培养器38的圆中心附近，也可以避免细胞的凝集。
在此，转动包括旋转、偏心旋转、平行移动、往复平行移动中至少任意之一、与它们的组合，特别是，对细胞或者液体的搅拌或者均匀化有用的动作。例如，使培养器倾斜动作，即可进行培养基或者已中和的细胞剥离剂从培养器中的排出。又，使培养器振动，即可以进行培养器内的细胞的均匀播种。在手作业所进行的细胞培养中，通过使培养器以描绘“8”字的轨迹的方式动作，可以均匀地播种。这样的旋转动作最简单且也容易构成，不过不必限定于旋转，也可以是各种各样的平移动作、或者旋转与平移动作的组合。
图4表示图2的细胞培养装置的控制方块图的详细结构，是表示连接多个细胞培养装置并将其机械设备化这一情况的方块图。图2的细胞培养装置在图4中以较大的块127表示。各套筒节流阀24、66、72、73、74、75、76、77、103、104、温度传感器106、加热器108、风扇65、蠕动泵37、101、容器移动电机94、63、培养器驱动电机29、移液管上下运动电机59、移液管旋转运动电机57、移液管上下运动电机90、移液管旋转运动电机88、闸门电机50、81等分别通过I/O120连接于总线121上。又，CCD照相机31通过图像收入通道250与I/O120连接于总线121上。在总线121上连接有CPU122、操作桌123、操作器126、存储器124、计算机网络驱动器125。
在图4中，计算机网络配置于外部，在该计算机网络上连接有细胞培养装置127以及其以外的多个细胞培养装置128、129，进而，通过连接于该计算机网络上的控制监视装置130，从各自的远离的场所监视着多个细胞培养装置127、128、129，并进行控制。控制监视装置130可以是通用的个人计算机。另外，在计算机网络的情况下，若是双向的数据通信机构，则不特别地限定。又，若仅仅是从远离的场所识别细胞培养装置的状态这一目的，则也可以是单向的数据通信。连接于该计算机网络上的细胞培养装置的台数不特别地限定。在利用多个细胞培养装置的情况下，通过数据通信机构连接，以此可以在通常需要数周的长时间培养期间中，时常遥控监视各细胞培养装置的状态，所以对于大规模的培养设备是优选的。
控制监视装置130具有逐次监视在图5中说明的细胞培养装置的动作、并在异常时对外部发射信号的功能，该功能现在是公知的技术，所以省略详细的说明，不过监视功能也可以由各培养装置负担，也可以由控制监视装置130承担。例如如下的方法是最容易的控制监视装置130以时间划分来确认各细胞培养装置的动作，在各细胞培养装置产生异常的情况下，使外部知道该细胞培养装置。
图5是用于说明细胞培养装置的动作的流程图。以下，参照图1～图5说明细胞培养装置的动作。另外，如图4所示的CPU122、存储器124、总线121是在通用计算机中使用的技术，所以以下省略CPU122、存储器124、总线121的详细动作，只说明各致动器的动作。
步骤S51「开始」是细胞培养装置127的动作开始，是操作人员通过按压操作桌123的操作器126的开始开关而开始的处理。又，如所述图4所示，在多个细胞培养装置与控制监视装置连接于计算机网络上的情况下，也可以构成为在控制监视装置侧按压开始开关。另外，在此时点，培养器38、或者各罐67、68、69、70、71中，药品已设置于培养装置127中。
步骤S52「培养基注入」套筒节流阀72开放，蠕动泵37动作，培养基罐67内的培养基经过管21被送液。另外，后述的泵101也同样，不过不设置计量液量的机构，通过泵的动作时间决定液量。被送液的培养基经过箭头J1、箭头J的路径流入到培养器38内，在培养器38内成为培养基17。若注入了预先设定的量的培养基，则停止蠕动泵37的动作，套筒节流阀72关闭。在此的培养基的量的设定值储存于存储器124中。
步骤S53「容器52的投入」若操作人员操作操作器的该开关，则闸门电机50动作，闸门51在箭头A方向(上升方向)上滑动。闸门51上升规定量之后，容器移动电机63动作，保持器在箭头B方向(右方向)上移动。该移动之后，操作人员将注入有培养前细胞的容器52放置于保持器62上。然后，容器移动电机63在与上述相反的方向上旋转，保持器62在箭头B方向(左方向)上移动。闸门电机50旋转，闸门51在箭头A方向(下降方向)上移动，从而关闭。
步骤S54「驱动移液管，将细胞输送到培养器38内」容器移动电机63小刻度地正反旋转，混浊容器52内的细胞。虽未详细叙述，不过也可以在保持器62内部具有使容器52振动的致动器。该动作之后，移液管旋转运动电机57动作，移液管臂55旋转。接着，移液管上下运动电机59动作，移液管臂55下降，针53插入于容器52内。套筒节流阀66开放，蠕动泵37动作。以此，容器52内的培养前细胞被吸出，细胞从箭头J2向J方向经过管56地被送液，并经过管21而注入到培养器38内。该注入完成之后，套筒节流阀66关闭，又，蠕动泵37停止。
步骤S55「慢慢移动培养器、均匀化·播种」电机28旋转，为了均匀化·播种注入于培养器38中的细胞而进行混浊。因为过度的细胞密度有导致细胞变质的危险，所以为了高效地进行细胞培养，细胞的均匀化·播种是必要的处理。另外，并不是确认了培养前细胞的注入后电机28开始旋转，在培养细胞是粘接依存性细胞(通过识别固态物并粘接于该固态物上来培养的细胞)的情况下，最好在培养前细胞注入于培养器38内部的进行过程中，旋转电机28。另外，步骤S55之后有时进入到步骤S56中，有时进入到步骤S58中。在此，说明进入到步骤S58中的情况。
步骤S58「培养」在该步骤中，培养前细胞进入到培养过程中，培养中，框架30内通过温度传感器106以及加热器108控制为适合于培养的温度(37℃前后)，又，框架30内部的大气也通过风扇65搅拌，使得不产生温度不均。
步骤S56「排出培养基」该步骤是在执行步骤S58之前适当地执行的步骤，套筒节流阀24、套筒节流阀104开放，蠕动泵101动作，培养器38内的培养基17经过管23，从而培养基被送液(排出)到废液罐102内。送液(排出)完成后，蠕动泵101停止，套筒节流阀24与套筒节流阀104关闭。
步骤S57「注入新的培养基」该步骤也同样地，是可以在执行步骤S56之前适当地执行的步骤，套筒节流阀72开放，使蠕动泵37动作，对培养器38注入新的培养基。在该培养基的注入之后，套筒节流阀72关闭，蠕动泵37停止。
步骤S59「传代的定时？」在上述培养中，可以预先决定时间，也可以在操作桌上设置开关，由技术人员指示动作，若如下所述利用图像，则有助于细胞的质量稳定化。光源34适当地发光，CCD照相机取得在培养器38内培养的细胞的图像。培养初期阶段的细胞在较多的部位上密度非常低，有时局部地形成较密的状态(群体)。CCD照相机通过培养器驱动电极38的动作捕捉该群体并进行计测。若该群体部分的细胞未达到群集，则继续培养。群集与否的判断与后述的步骤S60的细胞数目灵敏度相同。此时若需要的话，则在进行步骤S56与S57的处理之后进入到步骤S58中。又，若达到群集，则成为传代的定时，进入到接下来的步骤S60中。
步骤S60「目标的细胞数目？」
以来自于CCD照相机31的信息为基础计算或者运算细胞数目。作为其结果，若细胞数目达到操作人员预先设定的值，则进入到步骤S68中，若未达到目标细胞数目，则进入到步骤S61中。
步骤S61「排出培养基」步骤S61～步骤S67的处理是在细胞数目未达到操作人员预先设定的值的情况下执行的处理。首先，在该步骤中，套筒节流阀24与套筒节流阀104开放，蠕动泵101动作，培养器38内的培养基17经过管23，从而培养基被送液(排出)到废液罐102中。在送液(排出)结束后，蠕动泵101停止，套筒节流阀24与套筒节流阀104关闭。
步骤S62「以缓冲液冲洗培养器」套筒节流阀105开放，蠕动泵37动作，缓冲液从缓冲液罐68注入到培养器38中。注入后，套筒节流阀105关闭，蠕动阀37停止。培养器驱动器28旋转，使培养器38旋转，从而使缓冲液遍布培养器底面。然后，套筒节流阀24开放，蠕动泵101动作，将培养器38内的缓冲液送液到废液罐102中。
步骤S63「注入细胞剥离剂」套筒节流阀73开放，蠕动泵37动作，细胞剥离剂从细胞剥离剂罐69注入到培养器38中。注入后，套筒节流阀73关闭，蠕动泵37停止。培养器驱动电机28旋转，使细胞剥离剂遍布培养器底面。
步骤S64「注入中和剂」在此，将中和剂作为培养基。作为上述的细胞剥离剂，能够利用各种各样的细胞剥离剂，不过在此，使培养基中包含血清，假定由该血清中和的细胞剥离剂。因而，与上述的步骤52同样地，开放套筒节流阀74，从罐70注入中和剂。
步骤S65「慢慢移动培养器，均匀化·播种」进行与步骤S55同一的处理。即，电机28旋转，为了均匀化·播种，浑浊注入到培养器38中的细胞。然后，在经过规定时间后即细胞粘接后，进入到接下来的步骤S66中。
步骤S66「排出被中和的细胞剥离剂」套筒节流阀24与套筒节流阀104开放，蠕动泵101动作，培养基被送液(排出)到废液罐102中。送液(排出)结束后，蠕动泵101停止，套筒节流阀24与套筒节流阀104关闭。
步骤S67「注入新培养基」进行与步骤S52同一的处理。即，套筒节流阀72开放，蠕动泵37动作，培养罐67内的培养基经过管21被送液。被送液的培养基经过箭头J1、箭头J的路径流入到培养器38内，在培养器38内成为培养基17。若注入了预先设定的量的培养基，则停止蠕动泵37的动作，套筒节流阀72关闭。
步骤S68～S71的处理是在细胞数目达到操作人员预先设定的值的情况下执行的处理，与上述的步骤S61～步骤S64的处理相同。
步骤S68「排出培养基」进行与步骤S61同一的处理。即，套筒节流阀24与套筒节流阀104开放，蠕动泵101动作，培养器38内的培养基17经过管23，从而培养基被送液(排出)到废液罐102中。在送液(排出)结束后，蠕动泵101停止，套筒节流阀24与套筒节流阀104关闭。
步骤S69「以缓冲液冲洗培养器」进行与步骤S62同一的处理。即，套筒节流阀105开放，蠕动泵37动作，缓冲液从缓冲液罐68注入到培养器38中。注入后，套筒节流阀105关闭，蠕动阀37停止。培养器驱动器28旋转，使培养器38旋转，从而使缓冲液遍布培养器底面。然后，套筒节流阀24开放，蠕动泵101动作，将培养器38内的缓冲液送液到废液罐102中。
步骤S70「注入细胞剥离剂」进行与步骤S63同一的处理。即，套筒节流阀73开放，蠕动泵37动作，细胞剥离剂从细胞剥离剂罐69注入到培养器38中。注入后，套筒节流阀73关闭，蠕动泵37停止。培养器驱动电机28旋转，使细胞剥离剂遍布培养器底面。
步骤S71「注入中和剂」进行与步骤S64同一的处理。即，开放套筒节流阀74，从罐70注入中和剂。然后，在经过规定时间后即细胞粘接后，进入到接下来的步骤S72中。
步骤S72「排出被中和的细胞剥离剂」
进行与步骤S66同一的处理。即，套筒节流阀24与套筒节流阀104开放，蠕动泵101动作，培养基被送液(排出)到废液罐102中。送液(排出)结束后，蠕动泵101停止，套筒节流阀24与套筒节流阀104关闭。
步骤S73「驱动移液管，将细胞输送到容器中」移液管驱动电极88动作，使移液管臂旋转。接着，移液管上下运动电机90动作，移液管臂85下降，针83插入到容器84内。套筒节流阀24、103开放，蠕动泵101动作。以此，培养器38内的培养后细胞被吸出，细胞在箭头P1方向上经过管23，被送液(输送)。然后，经过管86，注入到细胞保管容器84中，步骤S74「将细胞保管容器输出到装置外」闸门电机81动作，闸门82上升。上升规定量后，容器移动电机94动作，保持器在箭头G方向上移动。以此，操作人员可以取得被培养的细胞所进入的细胞保管容器84。
步骤S75「结束」操作人员可以取得与培养前比较，无污染的纯粹的培养细胞所进入的容器84。
另外，在上述步骤S53中，在进入到容器52中的培养前细胞是包含于骨髓液中的细胞的情况下，为了除去作为目的的细胞以外的不需要的细胞(与血液有关系的细胞)，只要在步骤S56与步骤S57之间插入以下的步骤即可。
步骤S62→步骤S63→步骤S64→步骤S66图6是表示图5的步骤S55的「慢慢移动培养器，均匀化·播种」的动作的一例的图。培养器38如图6(a)所示重复正反旋转。例如，正方向旋转1次，反方向旋转1次，并在最后的正方向旋转1次的停止时缓缓地停止。即，通过缩短最初的加速时间与减速时间(t1、t2、t3、t4、t5)，培养器38的培养基17急剧地波动，从而成为浑浊状态。进而，通过增长最后的动作的减速时间(t6)，培养基一边因其惯性在圆周方向上流动，一边降低其速度，最终停止。以此，细胞被均衡地播种。另外，也可以使最后的减速时间(t6)为S字曲线。
图6(b)是表示细胞的播种状态的仿真结果的概略图。颜色浓的中心附近的部位(内周部S2)表示因为在最后的动作(减速时间t6)中，流动的切线速度低，所以细胞比较凝集这一状态，外周部S1表示细胞被较薄地播种的状态。另外，正反旋转的重复数、旋转速度、角加速度(t1、t2、t3、t4、t5、t6)不特别地限定，也可以根据条件，经由培养器38的前表面，均衡地播种细胞。但是，例如，通过如上所述有意地实现在中心附近凝集细胞的动作，有时也对通过只观察该部分的图像来进行的群集的定时判定是有利的。即，不需要经由培养器38的整个面地进行观察，又，不因过度地培养而损坏细胞的质量。又，在培养容易对应于密度增殖的细胞种的情况下，这样的密度控制是优选的。
图7是表示上述实施方式的细胞培养装置的培养器38的第一变形例的图，图7(a)表示从上面观察而得到的图，图7(b)是其侧视图。例如，将4个培养器170a～170d载置于转子22上使得旋转中心成为4个培养器170a～170d的中心。该图的培养器170a～170d形成为大概同一的圆柱形状，各培养器170a～170d的管连接部件174a～174d通过管171连接。另外，在图7(B)中，省略培养器170a、170c。该管171是起到与图2的管21同一的功能的部件。管连接部件175a～175d是排出旧的培养器的部件。在此，培养器170a～170d为4个，不过不特别地限定为4个，也可以自由地选择为2个、3个、6个。又，也可以重叠地培植培养器。如该图7所示，通过将培养器分开为多个，可以自由地变更培养面积。以此，在细胞是粘接系的细胞(例如间叶系干细胞)，可以培养的细胞数目与面积成比例关系的情况较多，从而可以调整细胞培养中的细胞数目。另外，动作与图5的处理流程同一，通过如箭头M所示慢慢移动，培养器170a～170d内的培养基在箭头Q的方向最终地流动，从而培养器170a～170d内的细胞被均匀地播种。
图8是表示上述实施方式的细胞培养装置的培养器38的第二变形例的图。细胞在培养时，因其细胞种而不同，不过大概都群体状地增加。因而，若成为群集，则需要在更广的面积的、比较净化的表面上播种，即传代。如图8(A)所示的培养器167、168、169是应用于这样的特征显著的情况的细胞培养的、优选的培养器的一例。培养器167具有大概圆形的皿构造，在其上表面连接有与图2的供给管21相同的功能的供给管182。培养器168具有与培养器167几乎相同的封装构造，不过在内部设置有1片培养辅助板189。培养器169具有与培养器167几乎相同的封装构造，不过在内部设置有2片培养辅助板191、192。在该培养器169的底面连接有废液管185。各个培养器167、168、169由管183、184分别连接，通过设置于其途中的套筒节流阀186、187、188控制送液。这些培养器167、168、169与套筒节流阀186、187、188固定于如图2所示的转子22上。图8(B)是表示各培养器167、168、169的旋转中心轴之间的位置关系的图，如图所示，即使从旋转中心轴T大幅地偏离也无妨，通过在以箭头R所示的方向上慢慢移动，培养器167、168、169内的细胞就被均匀地播种。
使用图8的培养器167、168、169的细胞培养装置的动作，与直至所述的培养器没有较大的差异，不过培养器为3个，又，套筒节流阀增加2个。
图9是用于说明使用了图8的培养器的细胞培养装置的动作的流程图。使用了图8的培养器的动作，因为与图5的动作相似，所以只说明与图5的不同点。在图9中，因为对与图5相同的结构的部件标注同一的符号，所以省略其说明。
在图5中说明的动作时穿戴时排出培养基(步骤S61)、以缓冲液冲洗培养器(步骤S62)、注入细胞剥离剂(步骤S63)、注入中和剂(步骤S64)、慢慢移动培养器、均匀化·播种(步骤S65)、排出被中和的细胞剥离剂(步骤S66)、注入新的培养剂(步骤S67)。即，在传代时并不转移到新的培养器中，而是在通过该场所慢慢移动培养器均衡地播种群体状地增加的细胞，再次培养到直至成为目标的细胞。相对于此，在图8的培养器中，步骤S64之后，执行步骤S90的「对下级的培养器进行播种」这一处理。
即，若在培养器167中成为群集，则通过对细胞进行送液转移到其下的培养器168中。而且，若在培养器168中成为群集，则通过对细胞进行送液转移到其下的培养器169中。注入到各个的培养器中的培养基量，按传代增多培养基量，使得可以进行在培养辅助板上的培养。即，在初次的培养中，培养量在培养器167中作成为只对培养器主体180的底面进行培养的量。1次传代后的培养在培养器168中作成为培养辅助板189大约被浸渍的培养量。以此，细胞可以在培养器主体180、与培养辅助板189这两方上培养。2次传代后的培养在培养器197中作成为培养辅助板190与培养辅助板191大约被浸渍的培养量。以此，细胞可以在培养器主体180、培养辅助板190、以及培养辅助板191这3片上培养。通过作成为培养辅助板被浸渍的量，培养器168成为培养器167的大约2倍，培养器169成为培养器167的大约3倍。
接着，说明套筒节流阀的动作。
(1)初次的培养排出培养基、缓冲液、细胞剥离剂、中和剂时，开放套筒节流阀186、187、188。
(2)传代1次后的培养注入培养基、缓冲液、细胞剥离剂、中和剂时，开放套筒节流阀186。又，排出培养基、缓冲液、细胞剥离剂、中和剂时，关闭套筒节流阀187、188。
(3)传代2次后的培养注入培养基、缓冲液、细胞剥离剂、中和剂时，开放套筒节流阀186、187。又，排出培养基、缓冲液、细胞剥离剂、中和剂时，关闭套筒节流阀188。
在上述的实施方式中，培养器的个数、各培养器的形状或者大小等不限定，也可以是椭圆形或者矩形，也可以改变各自的大小。又，培养辅助板的片数不限定为1片或者2片。在图8的实施方式中，培养器可以整体地小型化，从而可以实现装置地小型化。另外，在图8中，多个镜278、279、282、283、284、285配置于各培养器167～169间。这些镜用于以CCD照相机接受从光源281出射的光。在光源281的正前方设置有滤波器286。CCD照相机280、光源281、滤波器286一体化为组件288，可以通过省略了图示的驱动机构(例如，以电机与进给丝杠构成)在箭头V方向上移动。培养器即使为多层构造，也可以利用CCD照相机280与镜278、279、282、283、284、285，从侧面观察培养器167～169。这些镜278、279、282、283、284、285也可以在图中横向(X轴方向)移动，扫描培养器内。
图10是表示上述实施方式的细胞培养装置的培养器38的第三变形例的剖面图。图10的培养器与图8的培养器的不同点在于，传代时不转移到新的培养器中，可以与图2所示的培养器38同样地操作。在构造上，具有大概圆形的皿构造，在上表面连接有与图2的供给管21功能相同的供给管197。在培养器主体195上覆盖有盖199，并在其内部设置有2片培养辅助板201、202。动作的概要与图8相同，不过按传代增多培养量，并可以进行在培养辅助板上的培养。即，在初次的培养中培养量只是培养器主体195的底面。1次传代后的培养作成为培养辅助板大约被浸渍的培养量。以此，细胞可以在培养器主体195、培养辅助板201、培养辅助板202这3片上培养。以此，与图2的培养器38比较，可以与图8同样地实现小型化。在以上的说明中，培养器的个数或者各培养器的形状或者大小等不限定，也可以是椭圆形或者矩形，也可以种种地改变各自的大小。又，培养辅助板的片数也不限定为2片。根据如图10所示的方式，可以整体地使培养器进一步小型化，从而可以实现装置的小型化。
图11表示均匀地播种细胞的方法的一例。该方法通过应用于上述的实施方式的培养器中，产生优选的效果。在图11(A)中，在培养器主体300上设置有培养器主体的盖301，在其上表面侧设置有供给用管连接部件302，在下表面设置有磁铁307、308、309、310。倾斜部381缓和从供给用管连接部件302供给的液体的落下冲击，从而防止对细胞的损坏。这些磁铁307、308、309、310在图2中固定于框架30上。球状部件303、304、305、306放置于培养器主体300(与图2的培养器同一)，在球状磁性材的表面涂覆有对于细胞无毒性的高分子塑料、陶瓷、钛等。若培养器300旋转，则球状部件303、304、305、306也伴随着该旋转在培养器主体300内滚转，搅拌内部的培养基，从而可以进行细胞的均匀播种。图11(B)，在培养器主体312上设置有培养器主体的盖313，在其上表面设置有供给用管连接部件314，在下表面设置有棒状部件315。棒状部件315放置于培养器主体300(与图2的培养器38同一)中，在棒状的磁性材的表面涂覆有对于细胞无毒性的高分子塑料、陶瓷、钛等。使用了图11(B)的棒状部件315的情况也起到与图11(A)同样的效果。
图12是表示上述的实施方式的培养器与管的连接方法的一例的图。在图2中，说清晰预先连接培养器、管、备用罐等的情况，不过在此，将被在途中切断的管连接于供给用管连接部件，进行培养。在培养器325(与图2的培养器38同一)上连接有供给管320与废液管326。在各自的管320、326的切断部插入有例如由橡胶那样的柔软材构成的栓321、327。在实际进入到培养之前，连接具有针322、328的供给管323与废液管329。另外，在刺入针322、328之前以酒精等对栓321、327进行灭菌即可。以此，在将连接有长管的培养器设置于装置中之际，管的处理简单，从而操作性提高。另外，在注入培养前细胞之际，若使用注射器324，则可以将细胞直接注入到培养器325内。又，也可以在不预先将在途中被切断的供给管323与废液管连接于培养器325上的前提下，将橡胶栓321、327直接安装于管连接部件上。
图13是表示上述的实施方式的培养装置的一部分的灭菌法的图。在该灭菌法中，培养器38与各罐71、70、69、68、67、102分别由管连接，并在该状态下如箭头S所示整个密封于灭菌袋中，利用γ射线等进行灭菌。灭菌袋340以防止与外气的接触的材质作成，使用通常所利用的灭菌袋即可。这样通过将接触于细胞的细菌被全部杀灭，培养中就不必摘下管，所以污染的风险完全消除。
另外，在所述图2中，400是使用了光或者超声波的、检测培养器38内的液面高度的液面检测机构。在泵或者套筒节流阀产生动作不良的情况下，液面高度从设定位置偏离，不过在这样的情况下，对外部发出警报。
图14是表示应用本发明而得到的细胞培养装置的其它实施方式的机构部的详细图。该细胞培养装置具有基本上与图2相同的结构。因而，在图14中，因为对与图2相同结构的部件标注相同的符号，所以简略化其说明。
培养器140与图2的培养器38同样地，在底面粘接细胞，在此进行培养。培养器140包括培养器主体与盖部。因为需要能够以显微镜等观察培养中的细胞，所以培养器140优选透明的材质，又，需要无毒性。因此作为材质，优选聚苯乙烯(PS)或者聚对苯二甲酸乙二酯(PET)。在该盖部件上设置有用于药品注入以及排出的3个第一端口141、第二端口142、第三端口143。
第一端口141是培养基等药品或者培养后的细胞的排出用端口。在第一端口141上连接有废液管141b，配置有用于排出培养基的蠕动泵144、145，可以排出培养基。第二端口142是用于供给培养基等药品或者培养前的细胞的端口。在第二端口142上连接有供给管142b，与第一端口141同样地配置有蠕动泵146、147。第三端口143是通向培养器140内部的大气吸入用端口，在其外侧经由管143a连接有空气过滤器143b。该第三端口143是通向培养器140内部的空气吸入端口，不过若是实现该目的的部件，则也可以不特别地具有端口。在图14的细胞培养装置中，通过在保持培养器140的保持换148的底面侧挂有钩149，并以杆150以及倾斜电机151提升培养器140，来倾斜培养器140整体。
培养器140保持于固定在保温箱(incubator)160内的转子153上的保持环148上，该转子153连结于设置在保温箱160的上部的培养器驱动电机29a的输出轴上，在箭头E方向上旋转驱动。图14表示转子153顺时针(左方向)旋转、保持环148以及培养器140移动到保温箱160的左侧这一状态。因而，通过从该状态转子153逆时针(右方向)旋转，保持环148以及培养器140经过附图上的面前侧，移动到保温箱160的右侧。保温箱160是不采用现有的2重箱构造、又以几乎不考虑气密的简易的方法构成的保温箱。该保温箱160的详细结构将在后面叙述。
供给管142b的一端连接于设置在培养器140的外周附近的第二端口142上。该供给管142b设置于保温箱160内部的转子153上方，对应于转子153的旋转在内部自如地运动。供给管142b的另一端连接于加温袋170上。加温袋170将经过供给管142b的介质的温度从4度加温至约20度，在背面具有加热用加热器171。
另外，若加温袋170可以提高介质的温度，则其形状不限定。也可以将管卷绕为螺旋状。在介质经过该加温袋170时，控制泵146、147、套筒节流阀147a，使介质暂时滞留。
培养基罐67贮存未使用的培养基，缓冲液罐贮存缓冲液，细胞剥离剂罐69、70、71贮存细胞剥离剂。另外，在图15中，只表示细胞剥离剂罐69，省略细胞剥离剂管70、71的图示。各罐67、68、69、70、71设置于绝热箱80内。在绝热箱80的侧面分别经由珀耳帖元件109在外部设置有散热设备110，在内部设置有吸热设备111。进行热交换，保持为一定温度。套筒节流阀72、105、73、74、75控制从各罐67、68、69、70、71向供给管142c的送液。从各罐67、68、69、70、71抽出的管连接于供给管142c上，可以以蠕动泵146、147送液。蠕动泵146、147是以转子夹入管并通过旋转该转子将管内的液体送出的泵。在蠕动泵146、147的正后方设置有送液调整用的套筒节流阀146a、147a。
另外，泵144、145不设置计量送液量的机构，通过这些泵的动作时间决定液量。
套筒节流阀66a、66b控制培养前细胞对供给管142b的注入，2个套筒节流阀66a、66b设置于辅助供给管142d上。并列地设置2个套筒节流阀66a、66b是为了防止在细胞注入后外气等经由辅助供给管142d流入。
供给管142d的一端连接于加热袋170上，另一端通过套筒节流阀172插入于保温箱160内，在该端部上设置有空气过滤器173。通过该空气过滤器173、供给管142c、加温袋170、供给管142b、第三端口143、管143a、空气过滤器143b形成空气循环路径。即，通过蠕动泵146、147旋转，送出供给管142c内的空气，来使培养器140内的空气循环。
废液管141b的一端连接于设置在培养器140的外周附近的第一端口。该废液管141b设置于保温箱160内部的转子153上方，对应于转子153的旋转在内部自如地运动。废液管141b在途中分支为2股，经由各自的路径被送液到废液罐102或者贮存培养后细胞的容器84中。即，废液管141b的分支的一方经由套筒节流阀176、pH测定部177、蠕动泵145、套筒节流阀178连接于废液罐102上，另一方经由套筒节流阀144、蠕动泵144连接于废液罐102上或者经由套筒节流阀174、蠕动泵144、套筒节流阀175连接于容器84上。
因细胞的老化物溶化排出且培养基中的营养素变少而生成的旧培养基通过蠕动泵144经过废液罐141b，贮存于废液回收箱内的废液罐102中。另一方面，为了测定废液的pH，旧培养基通过蠕动泵145经过废液管141b，经过pH测定部177，同样被送液到废液罐102内。
pH测定部177通过在测定废液的pH之前，使贮存于设置在保温箱160内的校正液罐161、162中的校正液经过套筒节流阀163、164，来将pH校正为基准值，然后使废液经过并测定pH。将在后面详细叙述该pH测定部177的详细结构。
贮存培养前细胞的容器230支承于对于电机231的旋转轴偏心地设置的保持器232上。通过电机231旋转，容器230内的培养前细胞充分地浑浊。在容器230的上表面设置有由橡胶材构成的帽233，从而与外气隔绝。在帽233的内部设置有浸染了酒精消毒液的无纺布234，并设置有罩体235使得其覆盖帽整体。针236经由帽233以及无纺布234连接于容器230内的管部件238，并固定于未图示的臂上，可以在箭头D1方向上直线移动。针237对容器230内供给大气，在其端部具有空气过滤器239。该针237的功能是防止在容器230以硬制的塑料材料形成的情况下，内部成为阴压，从而难以吸引细胞。另外，培养前细胞通过蠕动泵147吸引，不过也可以通过从该针237对容器230内压送空气来进行送液。贮存该培养前细胞的容器230以及针236、237的详细结构将在后面叙述。
贮存培养后细胞的容器240支承于未图示的保持器上。在容器240的上表面设置有由橡胶材构成的帽241，从而与外气隔绝。在帽241的内部设置有浸染了酒精消毒液的无纺布244，并设置有罩体245使得其覆盖帽整体。针246经由帽241以及无纺布244侵入于容器240内，可以送液培养前细胞。针246固定于未图示的臂上，可以在箭头G1方向上直线移动。针247排出容器240内的空气，在其端部具有空气过滤器249。该针247的功能是防止在容器240以硬制的塑料材料形成的情况下，内部成为阴压，从而难以吸引细胞。另外，培养后细胞通过蠕动泵144吸引，不过也可以通过从该针247排出容器240内的空气来进行送液，也可以通过对保温箱160内压送空气来进行送液。贮存该培养后细胞的容器240以及针246、247的详细结构将在后面叙述。
光源34a从保温箱160的上侧将光照射到保温箱160内，在光的出射侧具有滤波器等。CCD照相机31a具有透镜，并被用作从设置于保温箱160的下侧的观察窗观察在培养器140中培养的细胞，或者判定传代时的定时。为了防止图像的亮度不均，光源34a优选是无深浅反差地配置有多个LED这一类型的光源，不过若光量充分则也可以以1个LED或者灯构成。又，作为配置于光源34a上的滤波器，为了降低入射于CCD照相机31a上的光量，由ND滤波器构成，以及为了得到适合于细胞观察的光反差，由适当的带通滤波器构成。该滤波器也可以设置于CCD照相机31a的前面。ND滤波器优选设置于CCD照相机31a的前面，又带通滤波器在切去对细胞产生伤害的短波长光的情况下优选设置于光源34的前面。光源34a以及CCD照相机31a设置为可以在与图14的纸面垂直的方向上移动。即，光源34a以及CCD照相机31a经由辊34c、34d、31c、31d可以移动地设置于在与图垂直的方向上延伸的导轨34b、31b上。以此，通过旋转移动的培养器140、在垂直方向上移动的光源34a以及CCD照相机31a，成为可以观察培养器140的期望的场所这一结构。
加热器201～204基于来自于设置在保温箱160内的温度传感器106的温度将保温箱160的内部保持为一定的温度。另外，在本实施方式中，在加热器201～204上，沿着保温箱160的侧面设置有热扩散用的散热板205、206。风扇65搅拌保温箱160内的空气。连接器107具有用于除去在供给对二氧化碳、氮气以及氧气的比率进行了控制而得到的混合气体之际的不纯物。二氧化碳传感器205用于检测保温箱160内的二氧化碳并保持为一定，可以从二氧化碳储气瓶210经由调整器211以及电磁阀212将规定量的二氧化碳供给到保温箱160内。另外，在本实施方式中，使用从二氧化碳储气瓶210经由调整器送出的二氧化碳气体来控制多工位电磁阀213，从而控制设置于管的各处的套筒节流阀。
图15是表示在图14中使用的培养器的详细结构的图。培养器140包括培养器主体140a与盖部件140b。在该盖部件140b上设置有用于药品注入以及排出的3个第一端口141、第二端口142以及第三端口143，在各自的端口上连接有废液管141b、供给管142b以及管143a。
图16是表示培养器的第一端口141、第二端口142以及第三端口143的详细结构的图。另外，为了明确地进行图示，而如剖面图所示进行明确表示，不过正确的位置关系如后述的图17所示。第一端口141是培养基等药品或者培养后的细胞的排出用端口。在该第一端口141上设置有管部件141a使得其突出到培养器140内部。该管部件141a倾斜地设置为即使其前端部接触于培养器140a的底面也可以吸引培养基140。
在第一端口142的外侧连接有废液管141b，配置有用于排出培养基蠕动泵144、145，可以排出培养基140c。第二端口142是用于供给培养基140c等药品或者培养前的细胞的端口。在该第二端口142的外侧连接有供给管142b，与第一端口141同样地，配置有蠕动泵146、147。
第三端口143是通向培养器140内部的大气吸入用端口，在其外侧经由管143a连接有空气过滤器143b。该过滤器143b具有防止微粒子或者细菌等侵入到培养器140内部的作用，并内封有具有0.5μm左右的孔径的过滤器。该孔径若完全地遮断细菌的侵入则优选0.2μm。另外，也可以在管143a的前端连接有与空气过滤器143b同样的过滤器，通过蠕动泵将空气送入到培养器140内部。该情况下，可以将空气积极地送入到培养器140内部。
另外，该第三端口143是通向培养器140内部的空气吸入口，不过若是实现该目的的部件，则也可以不特别地具有端口。例如，也可以对盖部件的一部分进行切口，并贴附气体穿透膜。又，也可以采取如下构造在培养器140内部具有板材，增加底面积。以此，在粘接于底面并以单一层增殖的粘接(固定)依存性细胞的情况下，可以增加增殖的细胞数目。
图17是表示图15的一部分剖面的图，是表示排出培养器内的培养基这一情况的图。使没有管部件141a的一方，对于有突出到培养器140内的管部件141a的一方相对地上升，对于水平面倾斜角度θ°，并从管部件141a吸引培养器140内部的培养基140c等液体，以此可以在不开放培养器140的盖部件140b的基础上排出内部的培养基140c或者细胞140d。使没有管部件20的一方，对于有管部件141a的一方相对地上升的机构不特别地限定，不过在图14的细胞培养装置中，通过在保持培养器140的保持环148的底面侧，将钩149钩挂于未存在管部件141a的一方的保持环148上，并以杆150以及倾斜电机151提升保持环148，来倾斜培养器140整体。即，可以通过在有管部件141a的一方设置支轴并提拉没有管部件141a的一方那样的倾动动作机构来实现，也可以以手作业进行。
另外，如在所述图2中说明所述，400是使用了光或者超声波的、检测培养器140内的液面高度的液面检测机构。在泵或者套筒节流阀产生动作不良的情况下，液面高度从设定位置偏离，不过在这样的情况下，对外部发出警报。
图18是表示图14的保温箱的详细结构的图，图18(A)是便于理解地表示保温箱的内部构造的图，图18(B)是保温箱的外观立体图。图19是表示表示S-S面的剖面的图，所述S-S面表示图18(A)的绝热构造的详细结构。该保温箱160是细胞培养用恒温槽，在内部具有培养器140。培养器140安装于连结在培养器驱动电机29a的输出轴上的转子153上，对应于转子153的旋转动作如箭头A1-A2所示在保温箱160内旋转。保温箱160包括成为外箱的框体160a、与留有规定的空间地配置于框体160a的内侧的内箱160b。框体160a以及内箱160b的材质优选是不锈钢或者ABS等塑料。
在外箱160a与内箱160b之间设置有第一绝热材160c与第二绝热材160d。作为第一绝热材160c，优选发泡氨基甲酸乙酯等绝热性能比较好的绝热材。不过，如后所述，为了与从第二绝热材160d向外侧的传热量相比，增大向内侧的传热量，即使是发泡氨基甲酸乙酯也更优选软系质的发泡氨基甲酸乙酯，且形成为比第二绝热材160d薄为好。热扩散板160e、160f具有覆盖内箱160b的左右侧面部的大概コ字形状。即，因为需要在保温箱160的上下设置有光源34a或者CCD照相机31，进行培养器140的观察，所以针对对观察必要的部分，不设置热扩散板160e、160f。
热扩散板160e、160f的材质以热传导率高的铝或者黄铜板等构成。该热扩散板160e、160f以双面胶带等粘接使得它们覆盖第一绝热材160c的左右侧面。进而，在该热扩散板160e、160f的底面侧以及侧面侧同样地以双面胶带等粘接面板型加热器160g～160j。在第二绝热材160d中传递并泄露到外部的热量成为保温箱外部的漏损。因而，第二绝热材160d最重要的是尽可能提高绝热性能，具体地，优选使用将硬质系的发泡氨基甲酸乙酯或者真空绝热材，例如发泡氨基甲酸乙酯等置于铝叠板中，使该叠板内部为真空，并作成为板状而得到的绝热材等。如图18(B)所示，在该保温箱160内，通过铰链160m如箭头160n所示开闭自如地支承有具有同样的绝热构造的门160。
图20是表示图14的细胞培养装置的保温箱16的控制块的图，是从图4中抽出了说明所需要的部分、省略了其它部分的图。在图20中，因为对与图4相同的结构的部件标注同一的符号，所以省略其说明。在该控制块中，操作桌22具有动作开关或者温度设定开关等。在控制部11上连接有加热器160g～160j、培养器驱动电机29a、以及温度传感器106。温度传感器106可以是使用热传递等公知技术的温度传感器。
说明该控制块的动作。若操作人员操作操作桌22的动作开关或者温度设定开关，则控制部11读入温度传感器106的温度数据，与设定温度比较，并将对应于它们的差的电力赋予到加热器160g～160j。适时地进行温度数据的读入或者与设定温度的比较，在保温箱160内部的温度与设定温度相等，或者比其大的情况下，降低赋予到加热器160g～160j的电力。另一方面，温度上升的加热器160g～160j的热量在热扩散板160e、160f中传递，使保温箱160的内部变暖，不过因为与第一绝热材160c相比，第二绝热材160d的传热量小，所以加热器160g～160j的大多数热量对加热保温箱160的内部起到作用。另外，培养器驱动电机29a是用于为了均衡地播种培养器140内部的细胞而进行旋转动作的部件。
根据本实施方式，可以不采取现有的2层箱构造，又以几乎不考虑气密的简单方法或者结构构成保温箱。又，通过使在第一绝热材160c中传递的热量比在第二绝热材160d中传递的热量小，可以抑制用于加温的能量。又，热扩散板160e、160f通过在垂直方向上与培养器140的培养面重叠的面上形成切口，可以抑制对培养器的直接的辐射热，从而不仅仅使保温箱也可以使培养器内部的温度进一步一定化。
图21以及图22是表示pH测定部的详细结构的图，图21是放大地表示图14的一部分的图，图22是表示pH测定部的传感器部的详细结构的图。通常，就pH计测而言，以目视判断包含pH指示药(酚红)的细胞培养液的颜色的变化，或者使用自动地进行目视判断的装置(特开昭62-115297号公报记载的装置)，不过因为将与细胞培养无关的pH指示药置于细胞培养液中，对细胞培养产生影响，所以不是优选的，又，在精度这一点上也差。又，也有将pH电极浸渍于细胞培养液中，进行其电位差计测，不过若pH电极未被充分地灭菌，则有可能引起杂菌等的污染，从而不是优选的。因此，在本实施方式中，在从培养器至废液罐之间的流路的途中设置有使用了薄膜状的pH传感器膜的pH测定部177，利用来自于培养器140的废液，进行pH计测。
如图22所示，pH测定部177具有发光元件(LED)177a，出射约570[nm]的波长的光；发光元件177b，出射约770[nm]的波长的光；以及光检测器177c，接受来自于这些各发光元件177a、177b且穿透pH传感器膜177d以及被pH传感器膜177d反射的光。
在本实施方式中，作为pH传感器膜177d，使用反射式指示药色素薄膜FR-PR型(酚红)。该pH传感器膜177d是因为对应于pH变色，所以可以通过光谱计测该穿透光以及反射光来求出pH的、所谓的薄膜状的光学式化学传感器。
该pH传感器膜177d设置于从废液管141b分路的废液管141c与连接于废液罐102上废液管141d之间的由穿透部构成的传感器保持器177e中。来自于废液管141c的废液经过保持有pH传感器膜177d的传感器保持器177e内，被送液到废液管141d中。此时pH传感器177d被废液浸渍。以光检测器177c接受来自于被废液浸渍的pH传感器膜177d的穿透光以及反射光，测定其吸光光谱变化，计测pH值。
在以pH测定部177计测pH之前，需要进行pH传感器膜177d的校正。因为在设置于保温箱160内的校正液罐161、162中贮存有校正液，所以通过蠕动泵145将校正液罐161、162内的校正液送液到废液罐102中。以此，因为校正液经过套筒节流阀163、164，经过pH测定部177，所以pH传感器膜177d通过校正液被校正为pH基准值。校正后使废液经过，测定pH。
pH的算出按照以下说明的pH值算出算法进行。首先，在最初的步骤中，基于以下的运算式(1)，进行PD暗电流、放大器或者ADC的偏差校正。
I＝Iraw-Id…(1)在此，Id是光遮断时的基线信号，Iraw是计测原始数据，I、Iraw都是波长λ的函数。在此的波长λ1＝570nm，λ2＝770nm。
在下一步骤中，基于以下的运算式(2)、(3)，算出相对穿透率T以及原始的相对吸光度Araw。
T＝I/I2…(2)Araw＝-logT＝log(I2/I)…(3)在此，I2是pH校正液2(pH2)的I值。因而，成为相对穿透率T以及相对吸光度Arawλ的函数。
在下一步骤中，进行基线波长2的吸光校正。因为相对吸光度Araw因气泡混入等而对于波长λ非依存性波动，所以为了对其进行校正，基于运算式(4)，从尖峰波长(λ1＝570nm)的值减去非尖峰波长(λ2＝780nm)的值，算出净吸光度A。
A＝Aarw(λ1)-Aarw(λ2)…(4)在下一步骤中，进行应答曲线的直线近似。因为在pH的测定范围附近，传感器的相对吸光度A(基线校正)与pH大致成比例，所以可以进行直线近似。因此，基于运算式(5)～(7)进行直线近似。pH如以下的运算式(5)所示。
pH＝S·A+b…(5)在此，S表示灵敏度。
在此，因为pH校正液2的pH值是pH2，所以得到如下的运算式(6)。
pH2＝b…(6)又，因为pH校正液2时，运算式(4)的结果为「0」，所以A＝Aarw(λ1)＝Aarw(λ2)＝0pH＝S·A+pH2…(7)在下一步骤中，基于以下的运算式(8)进行校正(灵敏度的算出)。
pH＝S·A1+pH2…(8)A1是pH标准液1(pH1)的A值。另外，若pH1＜pH2则A1为负值。因而，灵敏度S如以下的运算式(9)所示。
S＝(pH1-pH2)/A1…(9)在下一步骤中，未知试料的pH计测可以通过以下的运算式(10)求出。
pH＝A·(pH1-pH2)/A1+pH2…(10)在此，A是未知试料的相对吸光度。另外，若pH1＜pH2则A1为负值。
以下，说明实际的测定顺序。
首先，使标准液1、2的pH值为pH1、pH2。
计测此时的暗电流Id。
若将pH校正液2的情况的计测电流值I2raw(λ1)、I2raw(λ2)代入到所述运算式(1)，则如下所示。
I2(λ1)＝I2raw(λ1)-Id
I2(λ2)＝I2raw(λ2)-Id同样地，若将pH校正液1的情况的计测电流值I1raw(λ1)、I1raw(λ2)代入到所述运算式(1)，则如下所示。
I1(λ1)＝I1raw(λ1)-IdI1(λ2)＝I1raw(λ2)-IdpH校正液1的情况的相对吸光度按照所述运算式(3)，如下所示。
A1raw(λ1)＝log(I2(λ1)/I1(λ1))A1raw(λ2)＝log(I2(λ2)/I1(λ2))pH校正液1的情况的净吸光度A按照所述运算式(4)，如下所示。
A1＝A1raw(λ1)-A1raw(λ2)按照所述运算式(6)、(9)进行校准曲线导出。
b＝pH2S＝(pH1-pH2)/A1针对未知试料，进行Iraw(λ1)、Iraw(λ2)的计测，通过与所述同样的方法求出净吸光度A。
若按照所述运算式(7)、(8)、(9)导出pH，则如下所示。
pH＝A·S+b＝A·(pH1-pH2)/A1+pH2因为该pH测定部利用废液，所以培养装置内的细胞与pH传感器不接触，又，因为校正液也在废液流路中流动，所以不注入到培养器中。因而，可以避免细胞与传感器、校正液的直接接触，从而不引起灭菌处理问题。又，因为不在培养装置内设置pH计测部，而在废液流路的途中设置，所以装置的机构构造也可以小型简略化。
另外，不限定于设置如图21所示的pH测定部177。即，也可以观察细胞培养液的颜色的变化。该情况下，也可以使所述的CCD照相机31为彩色照相机，进行运算。另外，不需要管141c、套筒节流阀176、163、164、泵145、管141d、校正液罐161、162，这一点是不说自明的。
在细胞培养等中，进行下述等操作从被灭菌的容器抽出细胞悬浊液等液体，例如从被灭菌的容器内对培养的细胞进行取样；将液体注入到被灭菌的容器中，例如将培养的细胞播种到贮存有培养液的容器中或者将药剂注入到培养液中。在这样的从被灭菌的容器抽出液体或者将液体注入到被灭菌的容器中的操作中，需要抑制污染的产生。
例如，为了在从被灭菌的容器抽出液体，并将该液体注入到其它被灭菌的容器中这样的、在物理上不是一体的被灭菌的容器间使细胞悬浊液或者药剂等液体移动这一操作等中抑制污染的产生，提高净化台内等操作环境的净化度或者抑制来自于作业者的污染等。进而，在被灭菌的容器被置于净化台等被净化的环境外，即置于微生物等污染物浮游的普通环境的情况下，在净化台内等喷洒酒精，对容器的外表面进行杀菌，并擦拭容器的栓的部分，除去过剩的酒精，在进行了如上所述的容器的杀菌操作之后，摘下栓并进行液体的抽出或者注入的操作，以此抑制污染。
这样，在容器被放置于普通环境的情况下，在抑制污染的产生上需要进行容器的杀菌操作，为了抑制污染的产生也需要尽可能迅速地进行如下的一系列的操作在喷洒酒精，对容器的外表面进行杀菌，并擦拭容器的栓的部分，除去过剩的酒精之后，摘下栓并进行液体的抽出或者注入的操作。但是，这一系列的操作繁杂，为了迅速地进行这一系列的操作，需要熟练的操作人员。
进而，进行被放置于这样的普通环境中的容器的杀菌操作，并从被灭菌的容器抽出液体或者将液体注入到容器中这一系列的操作也在例如用于使用于再生医疗中的细胞的增殖等的细胞培养等、工业的细胞生产中的细胞培养中进行。因此，在这样的工业的细胞生产中的细胞培养等中需要熟练的技术人员，由此成为导致细胞培养的成本增大的一个主要原因，所以不是优选的。因此，为了即使不是熟练的技术人员也可以一边抑制污染的产生一边从被放置于普通的环境中的容器抽出液体或者将液体注入到容器中，需要一种不进行对容器的外表面进行杀菌或者开放容器的栓这些操作且抑制污染的产生的技术，即可以一边使从容器抽出液体或者将液体注入到容器中之际的操作简洁化一边抑制污染的产生的技术。
因此，在本实施方式中，作为可以一边使从容器抽出液体或者将液体注入到容器中之际的操作简洁化一边抑制污染的产生的结构，采用贮存培养前细胞的容器230以及针236、237、贮存培养后细胞的容器240以及针246、247。以下，使用图23～30说明该结构。
图23以及图24是表示容器230、240用的栓的大致结构的图，图23(A)是其立体图，图23(B)是其剖面图，图24(A)在摘下外部闭塞部件的状态下表示的俯视图，图24(B)是表示容器用的栓的大致结构的仰视图，图25是表示具有该容器用的栓的容器的一例的立体图。
如图23以及图34所示，容器用的栓(帽)233是橡胶或者合成树脂等树脂制，形成为设置有从一方的端面贯通到另一方的端面的剖面圆形的通路233a～233d的大致圆筒状。各通路233a～233d的分别不同。栓233的通路233a～233d的成为用于插通中空针236、237、246、247等管体或者细管的通路，所述中空针236、237、246、247等管体或者细管进行液体对安装有该栓233的容器230、240内的注入以及液体从容器230、240内的抽出的至少一种。通路233a成为形成于栓233的一方的端面侧上的入口部。通路233b连接于该入口部，且成为直径比该入口部大的收容室，在该收容室233b中收容有杀菌剂浸渍部件(无纺布)234、244。通路233c成为贯通孔，所述贯通孔形成于成为该收容室233b的底的隔板233e的中央部。通路233d设置于栓233的另一方的端面侧，且成为经由隔板233e的贯通孔233c与收容室233b相连通的出口部。
在本实施方式中，如图25所示，栓233的通路233d的出口部也起到用于在气密地紧贴于容器230、240的状态下安装栓233的作用，出口部233d的内径形成为与圆筒状的容器230、240的外径相同的大小。不过，在栓233对容器的安装方法不同的情况下，也可以适当地设定出口部，又，也可以不设置出口部233d。又，栓233的形成于隔板233e的中央部的贯通孔233c以可以插通中空针236、237、246、247等管体或者细管的直径形成。
如图14、图23～图25所示，在栓233的设置有入口部233a的一侧的端面安装有由具有气密性的薄膜或者膜构成的外部闭塞部件235、245使得其覆盖该端面。外部闭塞部件235、245例如可以由层压了铝箔与合成树脂制的薄膜等而得到的层压薄膜、具有柔软性与弹性的橡胶或者硅、弹性体树脂等树脂制的膜等、可以抑制杀菌剂的蒸发的各种各样的材料形成。又，在作为外部闭塞部件235、245使用了层压薄膜等的情况下，在使用具有栓233的容器230、240时，从栓233的入口部233a侧的端面剥离。
另一方面，在作为外部闭塞部件235、245使用树脂制的膜等的情况下，使中空针236、237、246、247等管体或者细管穿刺外部闭塞部件235、245并使用。若外部闭塞部件235、245是具有柔软性与弹性的树脂制，则即使从外部闭塞部件235、245拔出穿刺的中空针236、237、246、247等管体或者细管，通过中空针236、237、246、247等管体或者细管而形成于外部闭塞部件235、245上的孔也成为几乎关闭的状态。另外，在使外部闭塞部件235、245为树脂制的情况下，也可以与通路233a～233d等栓233的其它部分一体地形成。该情况下，外部闭塞部件235、245只形成于与通路233a～233d的入口部对应的部分。
在本实施方式中，收容于栓233的通路233b即收容室中且成为圆盘状的杀菌剂浸渍部件234、235通过隔板233e保持在通路233b内。杀菌剂浸渍部件234、244可以穿刺地插通中空针236、237、246、247等管体或者细管，例如，由无纺布或者酒精棉等形成。在以酒精棉形成杀菌剂浸渍部件234、244的情况下，浸渍酒精，不过若为杀菌剂，则除了酒精之外也可以使逆性肥皂等具有杀菌作用的药剂浸渍于无纺布等中，形成杀菌剂浸渍部件234、244。进而，杀菌剂浸渍部件234、244也可以由凝胶体状的杀菌剂，例如酒精凝胶体等形成。若由酒精凝胶体等形成杀菌剂浸渍部件234、244，则可以抑制如下的情况杀菌剂浸渍部件234、244的杀菌剂从杀菌剂浸渍部件234、244流出，进入到具有该栓233的容器内，从而对容器的内容物产生影响。
本实施方式的栓233为多重盖的构造，安装于容器230、240那样的在对内部进行灭菌的状态下使用的适当的容器的、进行液体的抽出与注入的开口部。栓233不限定于如图25所示的容器230、240那样的形状，可以应用于各种各样的形状的容器中，又，可以应用于各种各样的用途的容器中。例如，栓233可以应用于收容有被灭菌的药剂的药剂容器、收容有培养液的培养器、用于通过离心分离从细胞悬浊液回收细胞的离心沉淀管、又、管状的容器、长方体状的容器、输液包装那样的弹性容器等、灭菌后使用的各种各样的形状与用途的容器中。
在此，例如，若具有栓233的容器230、240是用于通过离心分离从细胞悬浊液回收细胞的离心沉淀管，则容器230、240为内部被灭菌、并收容有细胞悬浊液的状态，不过为了进行离心分离，而被从净化台取出并被安置于设置在普通环境中的离心机上，以此变为放置于普通环境中的状态，从而变为外表面有可能被污染的状态。在从这样的容器230、240抽出液体或者对容器230、240内注入液体时，作业者不通过酒精喷洒等进行容器230、240的外表面的杀菌操作，而使安装于液体的抽出或者液体的注入用的注射器等上的中空针等管体或者细管如图25所示的虚线的箭头所示，插通于栓233的通路233a～233d中。此时，从栓233的通路233a～233d的入口部插入的管体或者细管穿刺于杀菌剂浸渍部件244并贯通杀菌剂浸渍部件244，经过隔板233e的贯通孔233c，进入到容器230、240的内部。
因而，即使受到因为被从净化台内等净化环境取出到普通环境中所以外侧有可能被污染的容器230、240的影响，管体或者细管的外表面也有可能被污染，也可以在将中空针等管体或者细管插通于栓233中时，通过管体或者细管穿刺杀菌剂浸渍部件244，利用浸渍于杀菌剂浸渍部件244中的杀菌剂对管体或者细管的外表面进行杀菌。因而，作业者不需要进行对放置于普通环境中的容器230、240喷洒酒精这一容器外表面的杀菌操作、或者为了擦去栓的周围的酒精而开放栓这一操作，可以一边通过使管体或者细管插通于栓中抑制污染的产生，一边从容器230、240抽出液体或者将液体注入到容器230、240中。
这样若是本实施方式的容器用的栓或者容器，则可以一边使从容器抽出液体或者将液体注入到容器中之际的操作简洁化一边抑制污染的产生。进而，通过可以一边使进行从容器抽出液体或者将液体注入到容器中之际的操作简洁化一边抑制污染的产生，就不需要熟练的技术人员从容器抽出液体或者将液体注入到容器中。又，因为不需要熟练的技术人员进行操作，所以可以降低用于使用于再生医疗中的细胞的增殖等的细胞培养等、工业的细胞生产中的细胞培养的成本。而且，因为不需要如现有所述，具有用于供给用于栓部分的灭菌的蒸汽的设备或者配管，所以可以降低对于栓或者容器的使用的限制，又，可以使栓等构造简洁化。
通过酒精的喷洒等对被置于普通环境中的容器进行杀菌、摘下容器的栓等操作不适合于自动地进行容器或者注入动作等的液体处理装置，而是通过手作业进行。通过手作业进行的操作有可能导致带入作业者自身产生的污染或者产生作业者的疏忽造成的污染。
相对于此，若是本实施方式的容器用的栓或者容器，则因为不需要进行通过酒精的喷洒等对被置于普通环境中的容器进行杀菌、摘下容器的栓等操作，所以可以自动化地从使用了液体处理装置等的容器抽出液体或者将液体注入到容器中。而且，通过可以自动化，可以防止带入作业者自身产生的污染或者产生作业者的疏忽造成的污染等。
进而，在本实施方式的容器用的栓或者容器中，栓233的通路233a～233d的入口部侧的端面可以穿刺管体或者细管，或者，由可以摘下且可以气密地密闭的外部闭塞部件235、245闭塞通路233a。因此，即使杀菌剂是酒精等，也可以抑制杀菌剂从杀菌剂浸渍部件234、244蒸发。而且，因为外部闭塞部件235、245防止浸渍于杀菌剂浸渍部件234、244中的杀菌剂的蒸发，所以例如即使在将试药注入到容器内之后，进行从该容器内对细胞等试料进行取样这一操作的情况下，也可以延长杀菌剂浸渍部件的杀菌效果持续的时间，又，也不需要开放容器的栓。因此，作业者可以具有充裕的时间进行将液体注入到容器内，进而，进行从容器内取样即液体的抽出这一系列的操作。因而，对于作业者而言，不需要尽可能快速地进行这样的一系列的无菌操作的高度的技能。
图26是表示图23～图25的容器用的栓的变形例的剖面图。在图26中，因为对与图23～图25相同的结构的部件标注同一的符号，所以省略其说明，只说明不同的结构或者特征部等。
图26的容器用的栓2331与图23～图25的栓233不同的点在于，在收容于栓的通路中的杀菌剂浸渍部件与在通路内保持杀菌剂浸渍部件的隔板之间设置有闭塞通路的内部闭塞部件。即，本实施方式的容器用的拴2331的由入口部233a、收容室233b、形成于隔板233e的中央部的贯通孔233e、以及出口部233d等构成的通路的形状等，与图23～图25的栓233相同。但是，设置有膜状的内部闭塞部件233f使得其覆盖划成收容室233b的、壁的内表面中成为收容室233b的底面的隔板233e的表面以及成为收容室233b的侧面的表面。而且，杀菌剂浸渍部件234、244在由内部闭塞部件233f覆盖的状态下收容于收容室233b内。换言之，内部闭塞部件233f是在被夹于杀菌剂浸渍部件234、244、与成为收容室233b的底面的隔板233e的表面以及成为收容室233b的侧面的表面之间的状态下设置的容器状的部件。
图26的内部闭塞部件233f以具有柔软性与弹性的树脂制、例如由注射药等的容器的栓等使用的弹性体树脂或者硅、天然橡胶等树脂制的膜构成，密闭贯通孔233c的收容室233b侧的开口，并且在拔出穿刺的中空针等管体或者细管之后形成于内部闭塞部件233f中的孔也成为几乎密闭的状态。进而，内部闭塞部件233f可以通过形成为容器状，在内侧保持液体。又，也可以擦去附着于贯通了杀菌剂浸渍部件234、244的中空针等管体或者细管的外表面上的杀菌剂。
内部闭塞部件233f的中央部即与形成于隔板233e上的贯通孔233c对应的部分朝向收容室233b内侧突出为随着朝向前端而变细的圆锥台状，突出为该圆锥台状的部分成为中空针等管体或者细管穿刺地贯通的贯通部233g。圆锥台状的贯通部233g内形成与贯通孔233c连续的中空状态，以便使中空针等管体或者细管容易穿刺地贯通。另外，该杀菌剂浸渍部件234、244在收容于容器状的内部闭塞部件233f内的状态下，设置于收容室233b内。又，该杀菌剂浸渍部件234、244的与内部闭塞部件233f的贯通部233g对应的部分成为凹陷的状态。
这样的栓2331具有容器状的内部闭塞部件233f，所述内部闭塞部件233f具有突出到收容室233b即杀菌剂浸渍部件234、244侧的贯通部233g，进而，在该内部闭塞部件233f内具有杀菌剂浸渍部件234、244。而且，穿刺中空针等管体或者细管的贯通部233g具有阶差使得该贯通部233g比内部闭塞部件233f的其它部分高，在表面积比其它部分窄的贯通部233g的顶点部分穿刺中空针等管体或者细管。因此，即使来自于杀菌剂浸渍部件234、244的过剩的杀菌剂流出，或者杀菌剂在将中空针等管体或者细管穿刺于杀菌剂浸渍部件234、244中时的因管体或者细管而产生的加压下从杀菌剂浸渍部件234、244流出，流出的杀菌剂也滞留于内部闭塞部件233f的贯通孔233g周围的容器状的部分中。因而，即使杀菌剂从杀菌剂浸渍部件234、244流出，也可以抑制如下的情况流出的杀菌剂经由贯通孔233c流入到容器内，对容器的内容物产生影响。
进而，因为即使杀菌剂从杀菌剂浸渍部件234、244流出，流出的杀菌剂也难以经由贯通孔233c流入到容器内，所以在进行穿刺中空针等管体或者细管并从容器抽出液体或者将液体住入到容器内这些操作之际，不需要一边注意使得杀菌剂不从杀菌剂浸渍部件5流出，又，流出的杀菌剂不经由贯通孔233c流入到容器内，一边进行操作，从而可以使这样的操作容易。又，在本实施方式中，内部闭塞部件233f以具有柔软性与弹性的树脂形成整体，不过至少也可以作成为如下的结构只使插通未图示的中空针等管体或者细管的部分为具有柔软性与弹性的树脂制。
图27是表示图23～图25的容器用的栓的其它变形例的剖面图。在图27中，因为对与图23～图25相同的结构的部件标注同一的符号，所以省略其说明，只说明不同的结构或者特征部等。
图27的容器用的栓2332与图23～图25的栓233不同的点在于，在收容于栓的通路中的杀菌剂浸渍部件与在通路内保持杀菌剂浸渍部件的隔板之间设置有闭塞通路的内部闭塞部件，进而，内部闭塞部件与杀菌剂浸渍部件的形状不同。即，本实施方式的栓2332具体覆盖收容室233b侧的隔板233e的、圆形的膜状的内部闭塞部件233h、与收容于收容室233b中的粒状的多个杀菌剂浸渍部件234a、244a。
本实施方式的内部闭塞部件233h是具有柔软性与弹性的树脂制、例如由注射药等的容器的栓等使用的弹性体树脂或者硅、天然橡胶等树脂制的圆形的膜，密闭贯通孔233c的收容室233b侧的开口，并且在拔出穿刺的中空针等管体或者细管之后形成于内部闭塞部件233f中的孔也成为几乎密闭的状态。又，在该内部闭塞部件233h上，在与隔板233e侧的表面的中央部即隔板233e的贯通孔233c对应的位置形成有嵌合于贯通孔233c中的突起233j。该杀菌剂浸渍部件234a、244a以具有吸水性的粒状的部件例如氨基甲酸乙酯珠等形成，且浸渍杀菌剂。
内部闭塞部件233h抑制杀菌剂对具有栓2332的容器内的流入，并且在杀菌剂浸渍部件234a、244a的直径比贯通孔233c的直径小的情况下，防止杀菌剂浸渍部件234a、244a经由贯通孔233c进入到容器内。抑制杀菌剂对具有栓2332的容器的内容物的影响。
在本实施方式的栓2332中，杀菌剂浸渍部件234a、244a为粒状地多个收容于收容室233b中的状态。因此，不需要将中空针等管体或者细管穿刺于圆板状的杀菌剂浸渍部件中，中空针等管体或者细管一边在多个杀菌剂浸渍部件234a、244a之间以外表面接触于杀菌剂浸渍部件234a、244a一边插通栓2332。因而，与将中空针等管体或者细管穿刺于圆板状的杀菌剂浸渍部件中的情况相比，可以容易地进行中空针等管体或者细管对栓的拔出与插入。进而，因为在将圆板状的杀菌剂浸渍部件穿刺于中空针等管体或者细管时难以加压，所以可以抑制将中空针等管体或者细管插通于栓中时杀菌剂从杀菌剂浸渍部件流出。
图28是表示图23～图25的容器用的栓的又一变形例的剖面图。在图28中，因为对与图23～图25相同的结构的部件标注同一的符号，所以省略其说明，只说明不同的结构或者特征部等。
图28的容器用的栓2333与图25～图27的栓的不同点在于，在比栓的通路的杀菌剂浸渍部件更靠近容器内侧设置有擦去附着于中空针等管体或者细管的外表面上的液体的擦去部件。即，在于如下的点本实施方式的容器用的栓233具有设置于通路233a～233d的出口部内的圆板状的擦去部件233k。擦去部件233k在接触于与隔板233e的设置有杀菌剂浸渍部件234、244的一侧的表面相反的一侧的表面、即容器内侧的表面的状态下设置，成为闭塞形成于隔板233e的贯通孔233c的出口侧的状态。擦去部件233k以可以穿刺中空针等管体或者细管且可以擦去附着于中空针等管体或者细管外表面的液体的材料，例如发泡苯乙烯、棉花、氨基甲酸乙酯、其它过滤器或者过滤器那样的部件等形成。
本实施方式的容器用的栓2333可以在中空针等管体或者细管穿刺并贯通杀菌剂浸渍部件234、244之后，通过穿刺擦去部件233k，擦去在贯通杀菌剂金子部件234、244是附着于中空针等管体或者细管的外表面的酒精等杀菌剂。因而，因为可以抑制杀菌剂因附着于贯通了杀菌剂浸渍部件234、244的中空针等管体或者细管的外表面而被带入到容器内，所以可以降低杀菌剂对容器的内容物的影响。
图29以及图30是说明从容器抽出液体或者将液体注入到容器中之际的操作的概略图。使用具有图23的容器用的栓233的容器230，说明发挥液体对容器的注入以及液体从容器的抽出的至少一方的功能，即取样装置以及分注装置的至少一方的功能。该液体处理装置从图14的贮存培养前细胞的容器230将培养前细胞送液到培养器140中，或者将培养后细胞从培养器140送液到容器230中。即，液体处理装置例如发挥从培养器140的细胞悬浊液的取样或者药液的吸入那样的抽出、通过细胞悬浊液对培养液所进入的培养器140的注入而产生的细胞的播种或者药液的注入那样的液体的注入等、取样装置以及分注装置的至少一方的功能。在本实施方式中，如图25所示，例示使用了具有栓233的容器230的情况。另外，也可以使用具有如图26～图28所示的栓2331、2332、2333的容器。
图29以及图30的液体处理装置，具有栓233的容器230由台座291上的保持件292保持。在容器230的栓233的上方通过支承部件294支承有用于进行液体对容器230的注入以及液体从容器230的抽出的至少一方的中空针等管体或者细管293。支承部件294连结于导向棒295上，所述导向棒295通过驱动机构295对驱动机构295产生的管体或者细管293的上下方向的移动进行导向。导向棒295从台座291朝向上方延伸的状态下，固定于台座291上。管体或者细管293经由管296连接于用于进行液体的吸引以及排出的至少一方的泵297上。在此的、管体或者细管293对应于图14的针236、246，泵297对应于图14的蠕动泵144、147，管296对应于图14的管142d、141b。另外，在图29以及图30中，省略图14的电机231。
管296由设置于支承部件294的下表面的连结部294a连结于管体或者细管293的一方的端部。又，在连结部294a上气密地安装有覆盖管体或者细管293的袋状的包覆部件298的开口部分。包覆材料298是以可以穿刺管体或者细管293的柔软的具有弹性以及气密性的膜状的材料，例如橡胶或者硅、弹性体树脂等形成的袋状的部件。
在本实施方式的液体处理装置中，在使中空针等管体或者细管293插通于栓233中时，如图29所示，中空针等管体或者细管293通过内含于包覆部件298中，成为与包覆材料298的外侧的环境气密地隔离的状态。因而，即使液体处理装置被置于净化环境即净化台外等、与外气接触的普通环境中，在包覆材料298内的管体或者细管293也不被外气污染。
为了液体的注入或者抽出，在使中空针等管体或者细管293插通于栓233中并插入于容器230内时，驱动机构295沿着导向棒295移动到下方。以此，如图25所示，管体或者细管293依次穿刺栓233的外部闭塞部件235、杀菌剂浸渍部件234，并插入于容器230内。此时，如图30所示，管体或者细管293在包覆材料298的下端部分接触于栓233的外部闭塞部件235的外表面的状态下，穿刺包覆材料298与外部闭塞部件235，并插通于栓233的通路233a～233d内。因而，在管体或者细管293插入于容器230内时，包覆材料298内也保持密闭状态，管体或者细管293的位于栓233的外侧的部分不曝露于外气中，从而不产生位于包覆材料298内的管体或者细管293的部分的来自于外气的污染。又，管体或者细管293的插通于栓233内的部分也如上所述不产生污染。
从容器230拔出管体或者细管293时，驱动机构295沿着导向棒294移动到上方。以此，管体或者细管293从图30的状态如图29所示，返回到内含于包覆材料298中的状态。又，因为包覆材料298具有柔软性且弹性，所以穿刺管体或者细管293时形成的孔为关闭的状态，从而维持包覆部件298的密封性。因而，在从容器230拔出管体或者细管293之后，也防止因管体或者细管292与外气接触而导致的污染。
在本实施方式的液体处理装置中，使用具有如图23所示的栓233的容器，进而，中空针等管体或者细管293由以可以穿刺管体或者细管293的柔软的具有弹性以及气密性的膜状的材料形成的袋状的包覆材料298覆盖，所以也可以抑制未插通于栓中的状态的管体或者细管的污染，所以可以进一步可靠地抑制污染的产生。又，该液体处理装置不限定于图29以及图30的结构，若以包覆材料包覆管体或者细管，则可以以各种各样的方式实施，包含种种的变形例。进而，容器用的栓233或者容器230不限定于上述实施方式的结构的容器用的栓，若是可以穿刺管体或者细管且浸渍有杀菌剂的杀菌剂浸渍部件保持的结构的栓，则可以应用各种各样的结构，这一点是不说自明的。
通常，使用了如图1以及图14所示的套筒节流阀的细胞培养装置从设置于细胞培养装置的外部的空气压缩装置(空气压缩机)等作为压缩空气取入用于驱动套筒节流阀的压力，或者使用内置于细胞培养装置中的空气压缩机使套筒节流阀动作。在从外部取入压缩空气的情况下，需要进行从空气压缩装置至细胞培养装置的配管，通常因为配管被固定于壁、天花板等所以细胞培养装置的设置场所受到限制，或者不能够被设置，从而不是优选的。又，在使用内置于细胞培养装置中的空气压缩机的方式中，虽在设置场所上没有限制，不过有尘埃产生、振动、噪音等问题，从而不是优选的。
因此，在图14的实施方式中，将二氧化碳储气瓶210内的气体作为用于驱动设置于管的各处的套筒节流阀的压缩空气使用。二氧化碳储气瓶210内的气体经由调整器211以及多工位型电磁阀213送出到设置于管的各处的套筒节流阀中。另外，若二氧化碳的气体压力变低，则不能够进行套筒节流阀的驱动，不过在细胞培养时，必须使用二氧化碳，所以不能够驱动套筒节流阀的可能性小。又，因为套筒节流阀的二氧化碳气体的使用量每一次是0.5cc左右，所以与在保温箱160内使用的二氧化碳气体的量比较，也是相当少的。在图1的实施方式的情况下也同样地驱动套筒节流阀。
在图1以及图14的细胞培养装置中，通过在任意的定时、任意的时间开闭控制套筒节流阀，可以将需要量的、需要的试药注入到培养器140中，或者将培养基处理为废液。二氧化碳储气瓶210经过空气管(以图14的点划线表示的配管)将二氧化碳气体供给到各套筒节流阀。另一方面，规定量的二氧化碳从二氧化碳储气瓶210经由调整器211与电磁阀212供给到保温箱160内。
供给到各套筒节流阀的二氧化碳气体在套筒节流阀驱动用的空气压力缸中作为压缩空气送出，因此使用于套筒节流阀的驱动中，供给到保温箱160内的二氧化碳气体使用于对保温箱160内的二氧化碳浓度进行调整。若施加于空气压力缸上的压力满足规格，则也可以增设几个套筒节流阀驱动用的空气压力缸。在图14中，来自于二氧化碳储气瓶210的二氧化碳气体由空气管连接于调整器211上，不过虽未图示但在其之间设置有除去细菌的灭菌过滤器、除去水分的滤雾器等。套筒节流阀驱动用的空气压力缸通常具有2条管，通过对一方供给二氧化碳气体，空气压力缸动作，关闭套筒节流阀，通过对另一方供给二氧化碳气体，气体压力缸反方向动作，开放套筒节流阀。多工位电磁阀213切换这样的二氧化碳气体的供给。另一方面，供给到保温箱160内的二氧化碳气体通过电磁阀212，控制其注入与遮断。通常使用二氧化碳传感器205测定保温箱160内的二氧化碳浓度，在比目标值低的情况下，开放电磁阀212，在比目标值高的情况下，关闭电磁阀212，将保温箱160内的二氧化碳浓度保持为一定。另外，在此，以二氧化碳储气瓶为例进行了说明，不过若是非可燃性气体，则可以同样地使用，这一点是不说自明的。
通常，在细胞培养中，为了确认群体的有无或者其大小，将细胞染色并以肉眼确认，或者以照相机进行摄影并对图像实施图像处理，以此进行确认。使用照相机对群体进行摄影之际，例如如特开2001-275659号公报记载所述，使用可以同时对培养器整体进行摄影的具有宽象场角的低倍率的透镜。这样，通过以使用了低倍率宽象场角的透镜的照相机对培养器整体进行摄影，迅速地确认群体的有无。
但是，在培养细胞中群体小，或者照相机的析像度低的情况等，有时不能够清晰地描出群体。又，在确认了群体的有无与尺寸之后，为了对任意的群体内的细胞进行摄影，必须另行准备更高倍率的透镜。在这样的情况下，从由低倍率的透镜确认的位置精度低的图像中找出目标位置，为了进行在高倍率透镜下的摄影，将照相机或者培养器移动到该位置，这是非常耗费时间的作业。
因此，在本实施方式中，采用一种照相机摄影系统，该照相机摄影系统在培养细胞之际，可以同时进行群体的有无确认与其尺寸确认这一作业、与观察群体内的细胞的培养经过的详细过程这一作业，进而，在进行作业间的切换之际，可以排除来自于外部的污染，在观察培养状态之际，可以尽可能排除对培养细胞的损坏。
图31是表示照相机摄影系统的概略结构的方块图。照相机摄影系统310对图像数据实施种种的处理，并显示为可以确认细胞等，所述图像数据从对保温箱160内的培养器140进行摄影的CCD照相机31得到，且照相机摄影系统310由变频器311、电机控制器313以及照相机·培养器驱动装置314构成。培养器140与CCD照相机31的位置关系如图14所示，以CCD照相机31a经由设置于保温箱160的下侧的观察窗32a对来自于设置在保温箱160的上侧的光源34a的光进行摄影。在图1的细胞培养装置的情况下也作成为处于同样的位置关系。
变频器311将由CCD照相机拍摄的图像数据变换为用于传送到图像处理组件14中的电信号。图像处理组件14对从变频器311输入的电信号施加种种的处理，变换为容易目视确认细胞的图像。电机控制器313基于被进行了图像处理的图像，将CCD照相机31与培养器140的相对的位置关系控制为期望的位置关系，照相机·培养器驱动装置314进行移动使得CCD照相机31与培养器140成为该期望的关系。
图32是抽出图14中的与照相机摄影系统有关系的部分并示意地进行表示的图。即，该图表示控制CCD照相机31与培养器140的相对位置关系的情况的最典型的控制机构。在培养器140固定地存在于保温箱160内的情况下，使CCD照相机31相对于该培养器140移动，控制两者的相对位置关系。另外，也可以如图1所示，固定地设置CCD照相机31，培养器140(或者内部的镜)移动，也可以如图14所示，两者同时移动。
在图32中，表示在保温箱160内封闭地内含CCD照相机31、培养器140、CCD照相机的移动用导向件315这一情况。此外，也可以在保温箱160中内含成为对培养器140内的细胞照射光的照明装置的光源34、由照相机·培养器驱动装置314驱动的电机29a、以及将图像信号变换为电信号的变频器311等。
培养器140可以是培养中通常使用的烧瓶或者培养皿，也可以使特愿2002-180120号公报、特愿2003-027710号公报或者特愿2003-420510号公报那样的结构。
若CCD照相机31是光学式摄像装置，则可以是CCD也可以是CMOS，除此之外若是能够取得电气式、电子式、或者光学式信号的摄像装置，则可以是任何摄像装置。在CCD照相机31上可以安装透镜316，透镜316可以是更换式的，也可以是固定式的。作为CCD照相机的透镜更换支架，除了例如通称为C支架的螺纹式的支架以外，也可以应用带槽反锥连接式的支架。若是透镜固定式，则可以进一步避免杂质或者灰尘或者湿气对照相机内的混入，从而可以消除它们照入到摄影图像上的危险，并且也可以避免它们泄漏到保温箱160内，从而产生污染的危险。
另外，透镜的更换不是必须的，所以可以使用廉价、导致污染的危险小且密封性高的透镜固定式的照相机。又，透镜316使用倍率比较高且视界不宽的透镜。此外，所谓倍率是指，通过照相机的摄影元件尺寸、透镜的焦点距离以及摄影距离决定的摄影倍率。又，视界范围也同样地是指，通过照相机的摄影元件尺寸、照相机的光圈或者快门开口直径以及透镜的象场角决定。
在图32中，未图示照明装置，不过有使培养器透明，并对从其里侧照射的穿透光进行摄影的方式、或者从照相机侧照射光，并对反射光进行摄影的方式等。若是穿透光方式，则照明装置配置于培养器的下部。此时不一定需要置于保温箱160内，若使保温箱160的下部为具有光穿透性的结构，则也可以置于保温箱160的外侧。若置于保温箱160外，则在万一的故障或者电灯泡破损等之际，也可以不冒着污染的危险地进行修理更换。
又，光源只要不具有对培养的细胞有害的波长成分即可。例如，紫外线对细胞的DNA产生损伤，或者引起紫外线感应细胞凋亡，其结果是，成为细胞癌化的原因。因而，在培养通常的细胞时，作为光源必须避免包含那样的成分。
又，因为红外线产生热，所以对细胞施加应力。相反地，因为特定的波长的光有时也使细胞活性化，所以也可以积极地控制为光源的波长成为对培养有利的波长。光源的波长或者其成分比优选可以对应于培养的细胞或者其目的变更。具体地，通过在光源与培养器之间夹装滤波器，遮断如上所述对细胞的培养不是优选的紫外线成分，或者也可以通过预先准备多个单色性强的LED等光源并选择性地开放关闭，作成包含任意的波长成分的光源。或者也可以通过并用3波长荧光管与滤波器，选择波长。
又，在反射光式的情况下，与穿透光式同样地，光源可以在保温箱160内，也可以在保温箱160外。若在保温箱160内，则因为与细胞的距离短，所以对光源的供给电力可以较小，与此相反，因为光强度过强，对细胞产生损伤，或者光不充分漫射，所以有时在图像上产生明亮度的不均。若在保温箱160外，则因为与在穿透光式中说明的理由相同的理由，可以减少污染的机会，并且光源的保养容易，与此相反，因为来自于照明装置的光被照相机遮断，所以有时也在图像上产生明亮度的不均。在这样的情况下，也可以使用在保温箱内包围透镜周围那样的环形照明器。或者，也可以不特别地设置照明装置，而以保温箱外的房间的照明对细胞进行照射。在该情况下，针对光源的波长，也如已经在穿透光方式中说明所述。
另外，在穿透光的情况下因为光难以绕入细胞表面，所以在送料细胞(feeder cells)存在于培养细胞下时等，产生细胞表面难以确认的情况。在这样的情况下，只要并用反射光方式即可。若照明装置不仅可以波长也可以调整其光量或者照射角度等，则可以使摄影图像进一步高画质。
说明照相机·培养器驱动装置314如图32所示配置于保温箱160内这一情况。在图32中，CCD照相机、支承该CCD照相机31的架子317以及成为用于支承该架子317的基座的台车318在导轨315上直线移动。在台车318上通过动力传递部319安装有电机320a。可以通过驱动旋转该电机320a，经由动力传递部319使台车318直线移动。
这样，在图32中，照相机·培养器驱动装置314由电机320a、台车319、以及导轨315构成，不过在图14中，以培养器驱动机构29a、导轨34b、31b、辊34c、34d、31c、31d等构成，培养器140旋转移动，CCD照相机31直线移动，从而调节两者的相对的位置关系。
电机320a一边接收来自于电机控制器313的指示，将与培养器140的表面之间的距离保持为大致一定，一边驱动以便2维地扫描培养器140的表面。而且，可以通过与该扫描同时地以CCD照相机31进行摄影，使培养器140的整个面图像化。
图33是表示CCD照相机的扫描的状态的图。图33(a)是表示培养器140的形状是横长矩形，且使用了能够将Y方向收容于视界范围331内的倍率的透镜316这一情况的图。在该情况下，因为不需要对Y方向的扫描，所以只要在X方向上扫描即可。此时只要培养器与照相机的位置关系是相对的位置关系即可，所以在如图33(a)所示的进行一方向扫描的情况下，可以采用如图32所示XY地使照相机侧运动这一结构与如图34所示使培养器140侧运动这一结构的任意之一。
图33(b)是表示因为培养器140接近正方形，其面积大，所以只以X方向的扫描不能够将Y方向收容于视界范围331内这一情况的图。在该情况下，因为同样地只要培养器与照相机的位置关系是相对的位置关系即可，所以可以以图32的结构进行扫描。在图34的结构的情况下，需要构成为可以通过照相机·培养器驱动装置314使照相机31至少在Y方向上进行扫描。例如，若使与图32的情况的电机320a、动力传递部319以及导轨315同样的设置在台车318上90度旋转并载置，则可以在X-Y方向上扫描。又，在如图34所示使培养器运动这一结构的情况下，若同样地作成为可以在正交的2方向上扫描这一结构，则也可以进行如图33(b)所示的摄影。
如图33(c)所示，在培养器140如图1或者图14所示接近圆形，且能够将其半径收容于视界范围331内的情况下，只要以培养器140的中心为旋转轴只在θ方向上扫描即可。该情况下，可以通过利用如图5所示的结构，进行扫描。在图35中，培养器140为圆形，在架子350的前端安装有电机351，通过使电机351旋转，使照相机31圆形状地扫描。另外，也可以不圆形状地移动照相机31，而圆形状地移动培养器140。
如图33(d)所示，在培养器140接近圆形，且不能够将其半径收容于视界范围331内的情况下，只要在r方向与θ方向上扫描即可。该情况下，也可以通过图35所示的结构进行扫描。不过，因为也需要在r方向上扫描，所以只要照相机31可以通过搭载于其上的其它电机353在旋转臂352上滑动即可。又，也可以不移动照相机31，而移动培养器140。
图33(e)是表示图14的培养器140与照相机31之间的关系的图。如图所示，培养器140以转子153为中心，如箭头140s所示在保温箱160内旋转。另一方面，因为照相机31如箭头331a所示沿着导轨31b直线移动，所以通过调整两者的位置关系，可以在视界范围331内全部地包含培养器140进行扫描。
图36是表示图31的图像处理组件312的详细结构的图。图像处理组件312由通过数据库361进行运算处理的CPU362、该CPU暂时地作为存储区域使用的主存储器363、储存图像数据或者位置信息的外部存储装置364、用于与电机控制器313进行通信的通信端口365、显示细胞抽出后的图像的监视器366、以及接受使用者的输入的键盘367构成。该图像处理装置312通过变频器311读入来自于CCD照相机31的图像，进行种种的图像处理。
图37是表示图像处理装置14执行的群体判别的处理顺序的流程图。有培养器140的大小预先设定于外部存储装置364中的情况、与使用照相机31通过图像处理进行检测的情况，在本实施方式中，说明预先设定的情况。
在步骤S371中，作成作为用于对培养器140进行摄影的扫描位置信息的图像摄影位置列表。在扫描之际，可以决定为对培养器140整体进行摄影，也可以决定为对培养器140的一部分进行摄影。图像位置列表，例如若以用于培养器140的培养的平面为X-Y坐标系，则是其上的多个X-Y坐标点的集合。该图像摄影位置列表储存于主存储器363中，其内容可以通过电机控制器313等随时参照。图像摄影位置列表如在图33中说明所述，通过透镜的视界范围(象场角)与培养器140的大小决定。
在步骤S372中，CPU362按照在之前的步骤S371中作成的图像摄影位置列表发出移动指令。CPU362发出的指令经由数据库361、通信端口365到达电机控制器367。电机控制器313使照相机·培养器驱动装置314动作，在记录于图像摄影位置列表中的摄影位置使照相机31或者培养器140停止。
在步骤S373中，每次达到对应于图像摄影位置列表的目的位置时，都进行图像的摄影与多值化处理。即，图像读入命令通过CPU362输入到照相机31中。照相机31在将图像数据以变频器311变换为电信号之后，经由数据库将该信号传送到主存储器363中。在CPU362中，执行用于将该信号显示于监视器366上的多值化处理。
在步骤S374中，CPU362为了基于储存于主存储器363中的图像数据取得明暗信息，执行直方图算出处理。
在步骤S375中，将明暗信息即直方图成为最大的像素值与摄影位置信息一起保存于外部存储装置364中。
在步骤S376中，进行是否对记录于图像摄影位置列表中的摄影位置全部摄影完毕这一判定，即是否针对所有计测点完成摄影这一判定，在判定为摄影完成(yes)的情况下，进入到步骤S377中，在判定为摄影未完成的情况下，返回到步骤S372中。
在步骤S377中，读出存储于外部存储装置364中的位置信息与像素值，在主存储器363中储存对应于该位置信息的像素值，作为可以显示在监视器366上图像而准备。
在步骤S378中，将这样作成的明暗图像，通过与预先通过经验求出并储存于外部存储装置364中的阈值比较，进行二值化处理。
在步骤S379中，从在之前的步骤S377中得到的二值化图像算出群体的有无、即大小、面积、周长，从而完成。
如上所述，可以取得群体的大小、面积、周长，在确认这样确认的群体的详细图像的情况下，只要预先将摄影数据与图像摄影位置列表内的扫描位置信息或者摄影位置的信息一起记录于外部存储装置364等中，且以该摄影位置为线索调出摄影图像即可。如上所述，因为透镜可以使用高倍率的透镜，所以不再次使用其它的透镜重新进行摄影，也可以根据摄影完成的图像评价培养状态。以此，传代的定时等决定可以更可靠地、短时间且无污染的风险地进行。
接着，说明使用照相机31通过图像处理检测培养器140的大小的情况。该情况下，可以通过如下变形，实现图37的步骤S371的图像摄影位置列表的作成的部分。即，在执行步骤S371之际，在设计容许的范围内，尽可能宽地扫描包含培养器140的区域。根据这样得到的图像求出培养器140的大小。进而，根据照相机的倍率或者视界范围的信息在CPU362中作成图像摄影位置列表。此时，也可以根据照相机31的摄影距离识别透镜的倍率或者照相机31的视界范围的信息。
因而，可以在摄影前全部自动地识别培养器140的大小以及透镜的倍率或者照相机31的视界范围的信息，也可以全自动地设定图像摄影位置列表。在作成图像摄影位置列表之际，CPU362如从图33(a)至图33(d)所示，决定可以网络地扫描培养器140的视界范围331的路径。进而也在同路径中计算摄影的定时，将其地点作为摄影位置。从尽可能不对培养物施加应力的观点考虑，该路径优选是可以一笔划式地追踪的路径。将这样作成的摄影位置的集合作为X-Y坐标或者r-θ坐标的集合储存于外部储存装置364等中。这是图像摄影位置列表的作成方法。另外，在执行步骤S371之际，也可以使用在步骤S373中说明的照明进行摄影。
因为这样使用照相机31通过图像处理来特定摄影位置，所以对于不同尺寸的培养器即使不输入其尺寸也可以进行扫描。例如，即使在完全封闭的保温箱内在培养之前忘记计测培养器表面积，也可以通过步骤S371的预先扫描，作成图像摄影位置列表。因此，可以减轻作业者的负担。
在上述的实施方式中，说清晰在图像摄影位置列表记载的摄影位置上进行摄影的情况，接着说明不以一边沿着扫描的路径使照相机随时移动一边在摄影位置使照相机停止的方式进行摄影的情况。
在不以在摄影位置上使照相机停止的方式进行摄影的情况下，图像有可能因照相机移动而模糊。该图像的模糊通过快门速度与扫描速度决定其容许值。例如，若培养器的大小是100微毫米左右，扫描速度是每1[mm]1秒，快门速度是1/1000秒，则每一图像的移动距离是1微毫米，该数值对于培养细胞的大小是可以忽略的。这样对应于培养对象的细胞的大小，使扫描速度与快门速度变化，决定对适合于连续摄影的参数。
因为为了进行群体判别而使用图像的明暗，所以不需要清晰地捕捉群体的边缘，又，因为摄影在短时间内完成，所以摄影时照相机31或者培养器140不必完全静止。通过连续摄影，不需要重复照相机31或者培养器140的移动停止，从而可以减小施加于培养器140上的震动等。通过这样构成，可以缩短摄影时间，并且特别是在使培养器140移动而进行摄影的情况下，有可以降低对于细胞的应力这一优点。
在上述的实施方式中，照相机的光学系统以使用简单光检测细胞表面的散射光或者穿透光这一方式进行了说明，不过并不限定于此，也可以使用相位差方式的光学系统。
通常，为了从培养中取得的图像数据抽出细胞，以像素值的分布为基础，算出阈值，将该阈值以上或者以下的像素值作为细胞而抽出。为了不受到培养基的颜色变化、光源的光量的变化、图像中心部与周边部的明暗差、包含于图像中的干扰等影响，稳定地抽出细胞，必须在细胞抽出处理之前，进行干扰除去、平滑化滤波、轮廓强调等滤波处理。监测图像数据内明亮度的变化，以特定的阈值产生触发信号，在规定的延迟时间之后以照相机重复进行摄影，从而求出其加法平均值。
就这样进行滤波处理而言，细胞抽出处理前的滤波处理对细胞抽出精度产生较大的影响。通过该滤波处理，可以某种程度地除去图像中心部与周边部的明暗差、包含于图像中的干扰等，又，专利文献1记载的细胞培养装置也可以某种程度地除去包含于图像中的干扰等。不过，有时该效果因图像数据而变小，或者细胞的轮廓因图像数据而变得不清晰。
因此，说明可以不受到培养基的颜色变化、光量的变化、图像中心部与周边部的明暗差、干扰等影响地只抽出细胞部分的照相机摄影系统。
该照相机摄影系统的基本结构与如图36所示的方块图相同，不过在本实施方式中，CCD照相机31在构成为沿着移动用导向件上下移动并对在任意的焦点位置上的培养器140的图像进行摄影这一点上，与所述的照相机不同。
图38是表示细胞培养装置内的各构成机构的配置的概略图。如图明确所示，在培养装置内的上表面部安装有光源381。在该光源381的下侧配置有培养器140，进而在该培养器140的中央附近下侧配置有CCD照相机31，所述CCD照相机31具有物镜382。CCD照相机31构成为，可以由照相机·培养器驱动装置314在沿着移动用导向件383的上下方向上移动控制，且对在任意的焦点位置上的培养器140的图像进行摄影。
图39是表示在任意的焦点上对培养器140的图像进行摄影的情况的图像处理组件执行的细胞抽出处理的一例的流程图。
在该步骤中，一边对电机控制器313输出命令，使CCD照相机31上下地移动，一边执行对图像进行摄影的图像取得处理。通过该图像取得处理取得的图像数据经由变频器311保存于与外部存储装置364中。
在该步骤中，拍摄完成所有的图像之后，执行图像选择处理。在该图像选择处理中，至少选择2片以上的细胞的边缘清晰的图像。在细胞的边缘清晰的图像中，与不清晰的图像相比，像素值的变化变大。因此，算出相邻的像素值的差的绝对值，求出它们的总和，并储存于主存储器363中。
图40是表示照相机的移动距离与相邻的像素值的差的总和之间的关系的图。在图40中，有2个部位的波峰，表示该波峰值的图像成为细胞的边缘清晰的图像。图41以及图42是表示相当于所述的2个部位的波峰的图像的一例的图。图41是表示物镜382的焦点位置位于培养器140的底面这一情况的图像的一例的图，图42是表示物镜382的焦点位置位于比培养器140的底面更前侧这一情况的图像的一例的图，图43是表示物镜382的焦点位置位于比培养器140的底面更后侧这一情况的图像的一例的图。如这些图明确所示，物镜382的焦点位置偏离于前后任意一方时可以取得细胞的边缘清晰的图像。
在该步骤中，选择相当于所述的2个部位的波峰的2片以上的图像，进行是否算出了该位置的判定，在yes的情况下，进入到接下来的步骤S394中，在no的情况下，返回到步骤S392中。
在该步骤中，在X、Y方向上每1个像素地使2片图像中的1片偏离，取得差分，进行用于对合该位置的差分·对位处理。
进行之前的步骤S394的差分·对位处理的结果，是否是细胞数目最小且该细胞的长度的合计最大这一情况的判定，在yes的情况下，在该位置上使2片的图像的差分·对位处理结束，进入到步骤S396中，在no的情况下，返回到步骤S394中，进行差分·对位处理直至该步骤S395的判定成为yes。
在该步骤中，为了容易地解析细胞的长度、个数、形状等，进行图像的二值化处理。图44是表示对于图42以及图43的图像的、差分·对位处理的结果，即针对细胞数目为最小且该细胞的长度的合计成为最大的差分图像，实施二值化处理这一情况、的图像的图。基于图44的图像，可以容易地进行细胞的长度、个数、形状等的解析。
通常，为了指定摄影位置，以目视确认位置，直至照相机到达目的的位置，照相机的即时的位置也同样地以目视确认。而且，一次摄影的位置以目视定性地确认。一次摄影的图像与培养器上的位置关系必须在每次操作者对细胞进行摄影时作成两者的对应表并进行管理。在这样的方法中，为了将照相机移动到目的的场所，需要繁杂的操作，在直至到达目的的位置之前需要进行若干次尝试。为了确认即时的位置，需要目视确认保温箱中的培养器，不过难以把握正确的位置，若一次移动照相机则难以正确地返回到同一位置。不能够判定摄影的图像是在培养器内的哪一位置上进行摄影而得到的图像，显示某一点的随时间而推移的图像也通过手操作来进行。
因此，采用了如下的结构在操作终端上显示表示培养器的图，在该图上显示表示即时的照相机的位置的标记、表示欲移动的位置的标记、以及以前保存有图像的标记，通过接收移动开始命令的输入的控制器机构，在培养器的图上指定欲移动的位置，并发送移动开始命令，以此可以将照相机移动到目的的摄影位置。移动结束后表示欲移动的位置的表示变化为表示即时的照相机的位置的标记。
图45是表示具有可以将照相机移动到希望的位置上的照相机位置调整功能的照相机摄影系统的结构的概略图。如图所示，照相摄影系统450包括提供对细胞培养最优的温度或者二氧化碳浓度的保温箱160；培养细胞的培养器140；用于对细胞进行摄影的物镜382；将该物镜382的数据电子化的CCD照相机31；用于将从可以该CCD照相机得到的图像数据传送到图像处理组件312中的变频器311；用于移动CCD照相机31的照相机驱动装置314a；用于移动培养器140的培养器驱动装置314b；以及控制照相机驱动装置314a与培养器驱动装置314b的电机控制器313。
图45的图像处理组件312的详细结构与如图36所示的图像处理组件几乎相同。图像处理组件312包括通过变频器311进行运算处理的CPU362；该CPU362暂时地作为存储区域使用的主存储器363；储存图像数据或者位置信息的外部存储装置364；用于与电机控制器313通信的通信端口365；显示细胞抽出后的图像的监视器366；以及接收使用者的输入的键盘367。该图像处理组件312经由变频器311取入来自于CCD照相机31的图像，进行种种的图像处理。在图45的图像处理组件312的情况下，虽未在图36中图示，不过说明作为接收使用者的输入的装置，除了键盘367之外还连接有鼠标的图像处理组件。
图46是示意地表示图14的保温箱160内的培养器140、与照相机31之间的关系的图。另外，在图14中，培养器140以转子153为中心，以在保温箱160内旋转的方式移动，不过在图46中，培养器140与图34的情况同样地，说明由电机320a直线驱动的培养器。
图47是表示摄影位置设定·显示的操作画面的一例的图。在该摄影位置设定·显示画面470上显示有以培养器140为模型的圆形上的培养器471，在该培养器471上分别显示有表示照相机的即时位置的照相机位置标识器472；表示照相机的移动位置的移动位置标识器473；以及表示已经被保存的图像的位置的保存图像位置标识器474～476。进而，在该摄影位置设定·显示画面470上显示有选择培养器471的背景的北京选择控制器477；用于使照相机移动到移动位置标识器473的照相机移动控制器478；显示图像的图像显示控制器479；保存照相机的位置的位置保存控制器47A；调出保存的位置的位置调出控制器47B；以及结束处理的结束控制器47C。另外，在保存图像位置标识器474上存在选择·非选择的状态，用于后述的图像显示画面的显示图像判定。
图48是表示显示于监视器上的图像的显示例的图，由图像处理组件312显示。该显示图像显示显示即时照相存在的位置的图像以及被保存的图像的图像显示区域480；保存被显示在该图像显示区域480上的图像的显示图像保存控制器481；读出被保存的图像的图像读入控制器482；变更被显示于图像显示区域480上的图像的图像输送控制器483；图像返回控制器484；以及发出比较被显示于图像显示区域480上的图像与在同一位置且不同时刻拍摄的图像这一命令的图像比较控制器485。
图49是表示摄影位置设定·显示处理软件的处理的一例的流程图。以下，按照该流程图，说明摄影位置设定·显示处理的动作。
在最初的步骤S490中，图像处理组件312监视在输入等待循环中操作者进行何种的输入。
在步骤S491中，判定来自于如图47C所示的结束控制器47的输入，在有输入(yes)的情况下，结束处理，进入到步骤S49M中，执行输入等待循环处理。另一方面，在无输入(no)的情况下，进入到接下来的步骤S492中。
在步骤S492中，算出照相机的即时位置，在图像上显示该照相机即时位置表示器472。
在步骤S493中，进行是否通过背景选择控制器477指定背景的判断，在指定(yes)的情况下，进入到步骤S494中，在不指定(no)的情况下，进入到步骤S495中。
在步骤S494中，因为通过背景选择控制器477指定背景，所以执行显示该被指定的背景的处理。通过该处理，在培养器471上显示格子以及细胞细胞的密度分布图像。
在步骤S495中，在存在已经被保存的图像的情况下，将显示该图像的位置的保存图像位置标识器474～476如图47所示显示于培养器471上。
在步骤S496中，操作者选择保存位置图像标识器474～476的任意之一，或者使用位置调出控制器47B，判定是否进行预先保存的图像的保存位置的读入，在读出中(yes)的情况下，进入到步骤S497中，在不读出(no)的情况下，进入到步骤S498中。
在步骤S497中，因为进行保存位置的读入，所以执行将移动位置标识器473显示于培养器471上的移动位置显示处理。如图47所示，在移动位置标识器473已经显示于培养器471上的情况下，将保存图像位置标识器474～476的任意之一变更为移动位置标识器473。除此之外在操作者使用鼠标或者键盘设定移动位置标识器473的情况下，也执行同样的处理。
在步骤S498中，进行是否通过照相机移动控制器478发出照相机的移动命令这一判定，在发出(yes)的情况下，进入到步骤S499中，在不发出(no)的情况下，进入到步骤S49C中。
在步骤S499中，因为通过照相机移动控制器478发出照相机的移动命令，所以按照按移动命令执行照相机移动处理。在该照相机移动处理中，图36的CPU362进行坐标的变换，经由通信端口对电机控制器313发出指令，驱动图45的照相机驱动装置314a以及培养器驱动装置314b。若照相机移动到以移动位置标识器473表示的位置，则该移动位置标识器473变化为照相机即时位置标识器472。
在步骤S49A中，进行是否从位置保存控制器47A发出即时位置的保存命令，在发出(yes)的情况下，进入到步骤S49B中，在不发出(no)的情况下，进入到步骤S49C中。
在步骤S49B中，因为从位置保存控制器47A发出即时位置的保存命令，所以按照该保存命令执行即时位置的保存处理。通过该保存处理保存的位置作为新的保存图像位置标识器，显示于图47的培养器471上。
在步骤S49C中，进行是否从图像显示控制器479发出图像显示的命令这一判定，在发出(yes)的情况下，进行入到步骤S49D中，在不发出(no)的情况下，进入到步骤S49F中。
在步骤S49D中，执行显示在处于选择状态的保存图像位置标识器474～476的任意之一的位置上保存的图像的选择位置图像显示处理。此时，在对于1个保存图像位置标识器存在多个图像的情况下，可以使用图像输送控制器483与图像返回控制器483，显示该位置的所有的图像。
在步骤S49E中，因为与在不选择保存图像位置标识器474～476的任意之一的基础上发出来自于图像显示控制器479的图像显示命令这一情况相对应，所以执行显示即时的照相机的位置的图像的、即时位置图像显示处理，进入到步骤S49G中。
在步骤S49G中，进行是否从图48的图像读入控制器482发出图像读入命令这一判定，在发出(yes)的情况下，进入到步骤S49H中，在不发出(no)的情况下，进入到步骤S49K中。
在步骤S49H中，将在之前的步骤S49G中操作者指定的图像从图36的外部存储装置364读入到主存储器363中，执行显示于图像显示区域480上的图像读入处理，进入到步骤S49J中。
在步骤S49J中，使对应的位置的保存图像位置标识器474～476为选择状态，执行将在哪一位置拍摄图像这一情况向操作者明确表示的图像位置显示更新处理，进入到步骤S49K中。
在步骤S49K中，进行是否从图48的图像比较控制器485发出图像比较命令这一判定，在发出(yes)的情况下，进入到步骤S49L中，在不发出(no)的情况下，进入到步骤S49M中，执行输入等待循环处理。
在步骤S49L中，作成不同颜色的单调图像，并对各自的图像通过被设定的穿透度进行加权，然后进行加法处理，并执行显示表示该结果的画面的单调/加法处理，进入到步骤S49M中，执行输入等待循环处理。
在步骤S49M中，与步骤S490同样地，通过图像处理组件312进行输入等待循环，监视操作者进行何种的输入。
图50是表示单调/加法处理的详细过程的图。该单调/加法处理中的图像数据是每一个像素中具有RGB这3个成分的图像数据。首先在最初的步骤500中，进行输入是彩色图像还是灰色标度图像这一彩色图像判定，在yes的情况下，进入到步骤S501中，在no的情况下，进入到接下来的步骤S502中。
在步骤S501中，因为输入是彩色图像，所以进行将该彩色图像变换为黑白图像的灰色标度变换处理，进入到步骤S502中。
在步骤S502中，进行处理对象是否是显示于图像显示区域480中的图像，即是否是即时显示中图像这一判定，在yes的情况下，进入到步骤S503中，在no的情况下，进入到步骤S505中。
在步骤S503中，进行R成分代入处理，即对图像数据具有的RGB成分中，R成分代入(复制)黑白变换之后的像素值，其它的G成分以及B成分代入0。在该时点图像作为R成分的明暗表现。
在步骤S504中，进行即时显示中的图像与比较对象的合成比、即对即时显示中的图像进行加权的穿透度运算处理，进入到步骤S505中。
在步骤S505中，进行处理对象是否是比较对象图像这一判定，在yes的情况下，进入到步骤S506中，在no的情况下，进入到步骤508中。
在步骤S506中，与步骤S503同样地，对于比较对象图像，进行G成分代入处理，即在RGB成分中，对G成分代入黑白变换后的图像的像素值，对其它的R成分以及B成分代入0。在此时点成为比较对象的图像作为G成分的明暗表现。
在步骤S507中，与步骤504同样地，进行即时显示中的图像与比较对象的合成比、即对即时显示中的图像进行加权的穿透度运算处理，进入到步骤S508中。
在此，在步骤504与步骤507的穿透度运算处理的情况下，若步骤504的处理中的穿透度高，则强调比较对象图像并进行表示，若步骤507的处理中的穿透度高，则强调即时显示中的图像并进行表示。
在步骤S508中，对步骤S504以及步骤S507的穿透度运算处理的结果图像进行加法处理。在此，因为步骤S504的穿透度运算处理后的图像只具有R成分，步骤S507的穿透度运算处理后的图像只具有G成分，所以步骤S508的加法运算处理后，两者的图像数据的重复像素部分为具有RG成分的图像，两者未重复的像素为只具有R成分、或者G成分的像素值的图像。这样，通过单调/加法处理，可以用颜色成分表现2个图像的不同点。
细胞培养的现状是以手操作进行培养器内的培养基的交换、或者对用于传代培养的其它培养器再播种等繁杂的操作，又，需要熟练的操作者，所以难以容易地实施。因此，提出了种种的自动地进行细胞的培养的细胞培养装置。这些细胞培养装置几乎全是电控制的，基本上以CPU实现，且是可编程的，所以容易顾客化，可靠性高。但是，细胞的培养通常经过数周时间与长期，在该期间，细胞培养装置必须处于连续工作状态。可以应用由通常使用的CPU或者存储器构成的控制装置即所谓的个人计算机等，不过这些控制装置作为自动且长期地使细胞增殖的装置，在确保可靠性上不充分。因此，采用可以自动且长期地以高可靠性使自动培养装置工作的结构。
图51是表示可以自动且长期地以高可靠性工作的细胞培养装置的结构的概略图。自动培养装置511包括装置控制机构512、使用者接口机构513、培养时间表管理机构514以及UPS(无停电电源)515。UPS515连接于培养时间表管理机构514上。若电源投入到自动培养装置511中，则在培养时间表管理机构514与装置控制机构512之间、以及培养时间表管理机构514与使用者接口机构513之间，以规定间隔进行通信，相互监视。另外，该规定间隔可以是一定的时间间隔，也可以是可变的时间间隔，且意味着定期地进行通信。
图52是表示图51的自动培养装置执行的规定监视通信处理的一例的流程图。以下，按照图52的流程图，说明培养时间表管理机构514与装置控制机构512之间的监视通信。
首先，通过监视通信的开始，在步骤S520中，从培养时间表管理机构514对装置控制机构512发送应答要求信号。在步骤S521中，培养时间表管理机构514进行是否以规定间隔接收来自于装置控制机构512的应答确认信号这一判定，在接收(yes)的情况下，装置控制机构512若接收来自于培养时间表管理机构514的应答确认信号，则将应答确认信号输送到培养时间表管理机构514中。培养时间表管理机构514通过接收来自于装置控制机构512的应答确认信号，结束从培养时间表管理机构514对于装置控制机构512的监视通信，并返回。另一方面，在不接收应答确认信号(no)的情况下，进入到接下来的步骤S522中。
在步骤S522中，进行培养时间表管理机构514对于装置控制机构512发送应答要求信号的次数是否在规定值a以下，在应答要求信号发送次数是规定值a以下(yes)的情况下，返回到步骤S520中，在此发送应答要求信号。另一方面，在应答要求信号发送次数比规定值a多的情况下，进入到接下来的步骤S533中。
在步骤S533中，是在不能够接收应答确认信号的情况下进行的处理。该处理是在如下的情况下执行的处理，即在装置控制机构512中产生不良情况，培养时间表管理机构514不能够以规定间隔接收来自于装置控制机构512的应答确认信号的情况，或者培养时间表管理机构514对于装置控制机构512发送多次(可变地设定)的应答要求信号，不过即使如此也不能够接收来自于装置控制机构512的应答确认信号的情况，从培养时间表管理机构514对于装置控制机构512发送再起动命令，软件化地进行装置控制机构512的再起动。
在步骤S524中，进行是否经过装置控制机构512的再起动需要的时间(可变地设定)，且，培养时间表管理机构514接收了来自于装置控制机构512的应答要求信号这一判定，在yes的情况下，识别为装置控制机构512正常地再起动，跳入到步骤S529中。在步骤S529中，对装置控制机构512发送培养时间表数据，结束监视通信处理，并返回。
另一方面，在即使从培养时间表管理机构514对装置控制机构512发送再起动命令，也不从装置控制机构512对于培养时间表管理机构514发送应答要求信息的情况下，判断为装置控机构512不正常地再起动，进入到步骤S525中。
在步骤S525中，进行培养时间表管理机构514对于装置控制机构512发送的再起动命令信号的次数是否在规定值b以下这一判定，在再起动命令信号发送次数是规定值b以下(yes)的情况下，返回到步骤S523中，再次发送再起动命令信号。另一方面，在再起动命令信号发送次数比规定值b多的情况下，进入到接下来的步骤S526中。
在步骤S526中，培养时间表管理机构514对装置控制机构512发送b次的再起动命令，不过即使如此，也不从装置控制机构512对于培养时间按表管理机构514发送应答要求信号，所以在该情况下，培养时间表管理机构514进行强制地关闭(OFF)、开放(ON)装置控制机构512的电源这一处理，即强制再起动处理。
在步骤S527中，培养时间表管理机构514进行是否经过装置控制机构512的再起动需要的时间(可变地设定)，且，培养时间表管理机构514接收了来自于装置控制机构512的应答要求信号这一判定，在yes的情况下，识别为装置控制机构512正常地再起动，跳入到步骤S529中。在步骤S529中，对装置控制机构512发送培养时间表数据，结束监视通信处理，并返回。
另一方面，在即使从培养时间表管理机构514对装置控制机构512执行电源的开放·关闭产生的再起动，也不从装置控制机构512对于培养时间表管理机构514发送应答要求信息的情况下，判断为装置控机构512不正常地再起动，进入到步骤S528中。
在步骤S528中，进行培养时间表管理机构514对于装置控制机构512执行电源的开放·关闭产生的强制再起动的次数是否在规定值c以下这一判定，在强制再起动次数是规定值c以下(yes)的情况下，返回到步骤S526中，再次执行强制再起动。另一方面，在强制再起动次数比规定值c多的情况下，进入到接下来的步骤S52A中。
在步骤S52A中，因为相当于培养时间表管理机构514对于装置控制机构512执行c次的电源的开放·关闭产生的强制再起动，不过即使如此，也不从装置控制机构512对于培养时间表管理机构514发送应答要求信号这一情况，所以在该情况下，对于使用者发送产生了系统的异常这一报告。该报告通过在蜂鸣器或者监视器上显示该意思来进行。
另外，装置控制机构512对于培养时间表管理机构514的监视通信以与所述的方法相反的方法进行。又，在使用者接口机构513与培养时间表管理机构514之间的监视通信也以同样的方法进行。如果，在电源被遮断的情况下，因为培养时间表管理机构514连接于UPS(无停电电源)515，所以电源恢复时也将培养时间表数据发送到装置控制机构512与使用者接口机构513中。
这样，具有培养时间表且具有双向通信机构的多个组件(装置控制机构512、使用者接口机构513、培养时间表管理机构514)分别在培养期间中，在多个组件间进行通信，进行检测相对的组件异常的异常检测处理，以此即使多个组件的任意之一即使因障碍而成为异常状态，也可以将自动培养装置的异常通知到外部。进而，在多个组件的任意之一检测为异常状态的情况下，通过从其它正常状态的组件下载培养时间表数据，可以自动实现将成为异常状态的组件返回到正常状态这一操作，又，因为多个组件的任意之一连接于无停电电源机构上，所以即使电源被遮断，多个组件的任意之一也动作，所以电源恢复时无停电电源机构可以以被连接的组件为中心，恢复自动培养装置整体的动作，从而自动培养装置的可靠性进一步提高。
如上所述，代表地，根据本发明，提供一种封闭系统细胞培养装置，包括培养器机构，其培养细胞；保温箱机构，其将所述培养器机构配置为适合于培养的状态，并保持为规定温度；驱动机构，其使所述培养器机构在所述保温箱机构内转动；药品供给机构，其从所述保温箱机构的外侧将将未使用的药品供给到所述保温箱机构内的所述培养器机构中；废液排出机构，其从所述保温箱机构内的所述培养器机构将不需要的废液排出到所述保温箱机构的外侧；以及培养状态观察机构，其从所述保温箱机构的外侧观察所述保温箱机构内的所述培养器机构的细胞培养的状态。
细胞培养装置优选，在所述培养器机构与所述药品供给机构之间设置有泵、阀以及挠性管部件，供给、培养并回收细胞。
所述培养器机构优选是中央部平滑且由透明的无毒性的材料构成的容器，所述中央部也可以具有多少的凹凸。
所述透明的无毒性的材料优选是聚苯乙烯或者聚对苯二甲酸乙二酯。
细胞培养装置优选，所述培养状态观察机构具有照相机。
细胞培养装置优选具有可以使所述照相机经由所述培养器机构的整个面进行扫描、且在光轴方向上设定所述细胞培养器机构内的焦点的照相机移动机构。
细胞培养装置优选，具有储存所述照相机的所述培养器机构上的摄影位置的存储机构，所述照相机移动机构再现与储存于所述存储机构中的摄影位置相同的摄影位置。
细胞培养装置优选，具有由闭塞部件密封了外部的毛细管，所述毛细管是细胞的供给口或者回收口，具有容纳细胞的容器，在所述容器的上部具有杀菌剂浸渍部件，所述毛细管在贯通所述杀菌剂浸渍部件后插入于所述容器内。
细胞培养装置优选，具有对所述保温箱机构内供给气体介质的储气瓶，所述阀以所述储气瓶的气压为驱动源开闭。
细胞培养装置优选，具有对在所述泵的动作时间内从药品供给机构供给到所述培养器机构中的药品的量进行决定的药品量决定机构。
所述废液排出机构优选包括挠性管部件、泵以及废液罐，在其中之一具有pH测定部。
pH测定部优选具有颜色因pH的变化而变化的物质、与读取该物质的颜色的受光元件。
细胞培养装置优选具有控制机构，所述控制机构对细胞的供给、培养器机构的转动、药液的供给、废液以及细胞供给回收的定时与内容进行储存并作为细胞的培养顺序执行。
所述控制机构优选具有在运转多个所述细胞培养装置的情况下与其它控制机构交换培养信息的接口。
权利要求
1.一种封闭系统细胞培养装置，其中，包括培养器机构，其培养细胞；保温箱机构，其将所述培养器机构配置为适合于培养的状态，并保持为规定温度；驱动机构，其使所述培养器机构在所述保温箱机构内转动；药品供给机构，其从所述保温箱机构的外侧将将未使用的药品供给到所述保温箱机构内的所述培养器机构中；废液排出机构，其从所述保温箱机构内的所述培养器机构将不需要的废液排出到所述保温箱机构的外侧；以及培养状态观察机构，其从所述保温箱机构的外侧观察所述保温箱机构内的所述培养器机构的细胞培养的状态。
2.如权利要求1所述的细胞培养装置，其中，泵、阀以及挠性管部件设置于所述培养器机构与所述药品供给机构之间，供给、培养并回收细胞。
3.如权利要求1所述的细胞培养装置，其中，所述培养器机构是中央部平滑且由透明的无毒性的材料构成的容器。
4.如权利要求3所述的细胞培养装置，其中，所述透明的无毒性的材料是聚苯乙烯或者聚对苯二甲酸乙二酯。
5.如权利要求1所述的细胞培养装置，其中，所述培养状态观察机构具有照相机。
6.如权利要求5所述的细胞培养装置，其中，具有可以使所述照相机经由所述培养器机构的整个面进行扫描、且在光轴方向上设定所述细胞培养器机构内的焦点的照相机移动机构。
7.如权利要求6所述的细胞培养装置，其中，具有储存所述照相机的所述培养器机构上的摄影位置的存储机构，所述照相机移动机构再现与储存于所述存储机构中的摄影位置相同的摄影位置。
8.如权利要求1、2、5中的任意一项所述的细胞培养装置，其中，具有由闭塞部件密封了外部的毛细管，所述毛细管是细胞的供给口或者回收口，具有容纳细胞的容器，在所述容器的上部具有杀菌剂浸渍部件，所述毛细管在贯通所述杀菌剂浸渍部件后插入于所述容器内。
9.如权利要求2所述的细胞培养装置，其中，具有对所述保温箱机构内供给气体介质的储气瓶，所述阀以所述储气瓶的气压为驱动源开闭。
10.如权利要求2所述的细胞培养装置，其中，具有对在所述泵的动作时间内从药品供给机构供给到所述培养器机构中的药品的量进行决定的药品量决定机构。
11.如权利要求1所述的细胞培养装置，其中，所述废液排出机构包括挠性管部件、泵以及废液罐，在其中之一具有pH测定部。
12.如权利要求11所述的细胞培养装置，其中，pH测定部具有颜色因pH的变化而变化的物质、和读取该物质的颜色的受光元件。
13.如权利要求2所述的细胞培养装置，其中，具有控制机构，所述控制机构对细胞的供给、培养器机构的转动、药液的供给、废液以及细胞供给回收的定时与内容进行储存并作为细胞的培养顺序执行。
14.如权利要求13所述的细胞培养装置，其中，所述控制机构具有在运转多个所述细胞培养装置的情况下与其它控制机构交换培养信息的接口。
全文摘要
本发明的课题是提供一种如下的细胞培养装置可以尽可能排除污染的风险，自动地进行伴随着从数日至数月间的培养的操作。因为可以不从保温箱取出配置于保温箱机构中的培养器机构地，使用药品供给机构将新的药品供给到培养器机构中，或者使用废液排出机构将不需要的废液从培养器机构排出，并且可以在将培养器机构容纳于保温箱机构内的状态下进行培养状态的观察，所以培养中外气不直接混入到培养器机构内，污染的风险完全消除，从而可以经由长时间地自动进行培养操作。
文档编号C12M1/00GK1894397SQ20048003770
公开日2007年1月10日 申请日期2004年12月15日 优先权日2003年12月18日
发明者铃木力, 猪俣博, 小森义广, 立久井宏, 渡部成夫, 小泽理, 冈祐尔, 上田实, 野村靖, 进藤勋夫 申请人:株式会社日立医药