专利名称：细胞培养装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种细胞培养装置，并且更特别地涉及ー种具有隔离器的细胞培养装置，该隔离器包括用于收容细胞培养箱的无菌空间，该细胞培养箱装填有包含待培养细胞的培养液。
背景技术：
在例如再生医学和人工受精这样的领域中，已经提出了可以用于细胞培养或取样的各种现有技术的培养装置和取样装置(例如，參见日本专利No. 4，365，783和JP-A-2009-180594)。作为这种装置的类型，还已经提出了能够将多个细胞培养箱收容于维持在无菌状态的培养箱中的隔离器型的培养装置。 在这种隔离器型的培养装置中，为了维持无菌空间处于无菌状态，必须使该无菌空间与外部高度隔离。因此，例如，在要对细胞培养箱中的培养液取样的情况下，培养箱中的该细胞培养箱必须是首先被携出至与构成无菌空间的所述培养箱邻接地设置的中转箱等中，然后再被取出到外部，结果是该取样操作要求大量的劳カ和时间。
发明内容
根据本发明，提供了ー种细胞培养装置，包括其中设置有无菌空间的隔离器，该无菌空间收容装填有包含待培养的细胞的培养液的细胞培养箱；取样单元，该取样単元被构造成取样所述细胞培养箱中的培养液；运送流路，通过该运送流路，所述无菌空间内部与所述无菌空间外部相互连通，该运送流路被构造成将该运送流路中的流动限制在从所述无菌空间内部指向该无菌空间外部的方向；以及培养液运送部，该培养液运送部被构造成经由所述运送流路将取样的培养液运送到所述无菌空间外部。所述运送流路可以包括单路阀，该单路阀不阻断从无菌空间内部指向该无菌空间外部的流动，并且该单路阀阻断从无菌空间外部指向该无菌空间内部的流动。所述培养液运送部可以包括缓冲物质供给部，该缓冲物质供给部被构造成供给在将取样的培养液运送到无菌空间外部时所使用的缓冲物质。所述缓冲物质供给部可以设置在所述无菌空间内部，并且连接于所述运送流路在所述无菌空间内部侧上的端部。所述缓冲物质供给部可以设置在所述无菌空间外部，并且在维持无菌状态的同时连接于所述无菌空间。所述缓冲物质供给部可以包括抽吸泵，该抽吸泵被构造成朝着所述运送流路在所述无菌空间外部侧上的一部分抽吸由所述取样単元取样的培养液。所述抽吸泵是在所述无菌空间的内侧和外侧其中一侧上设置在所述运送流路中的蠕动泵。所述抽吸泵是连接于所述运送流路在外部侧上的端部的负压泵。所述运送流路可以包括设置在所述无菌空间内部的排出部。所述取样単元可以被构造成抽吸细胞培养箱中的预定量的培养液，并且将所抽吸的培养液排出到所述排出部中。所述细胞培养装置可以进一歩包括測量装置，该测量装置被构造成对经由所述运送流路而运送到无菌空间外部的所述培养液进行测量。所述细胞培养装置可以进一歩包括在维持无菌状态的同时连接于所述缓冲物质供给部的校准流路，并且所述无菌空间的内部和所述无菌空间的外部通过该校准流路而相互连通。所述测量装置可以被构造成对经由所述校准流路而运送到所述无菌空间外部的缓冲物质进行测量。上述说明并没有列出本发明的全部必要特征，而是这些特征群的亚组合所能够构成本发明。
图I是本发明实施例的细胞培养装置11的概略图。图2是本发明实施例的另ー实例的细胞培养装置12的概略图。图3是本发明实施例的又ー实例的细胞培养装置13的概略图。图4是本发明实施例的又ー实例的细胞培养装置14的概略图。图5是本发明实施例的又ー实例的细胞培养装置15的概略图。
具体实施例方式下文中，将通过本发明的实施例来说明本发明。然而，下面的实施例并不意图限制如所附权利要求所限定的本发明，并且实施例中描述的特征的所有组合对于本发明的解决手段并非一直都是必要的。图I是本发明实施例的细胞培养装置11的概略图。该细胞培养装置11包括隔离器101、測量装置300和数据管理装置400。隔离器101具有无菌室120和中转箱130。无菌室120的内部空间形成为维持在无菌水平的适于收容细胞培养箱500的无菌空间，该细胞培养箱500装填有包含待培养的细胞的培养液520。所述内部空间与邻近的中转箱130隔开，以便能够经由可开闭的门132而打开和关闭。中转箱130通过如上所述的可开闭的门132而与所述无菌室120的内部空间隔开，并且还通过可开闭的门131而与外部空间(非无菌空间)隔开。在无菌室120的内部空间中，收容装填有培养液520的多个细胞培养箱500 (在本实例中，六个)，并且设置有对所述细胞培养箱500中的培养液520取样的取样单元140。该取样单元140包括注入ロ 141和移送装置142，该注入口 141能够抽吸和排出待取样的每个细胞培养箱500中的培养液520，该移送装置142移送该注入口 141。无菌室120的内部空间经由运送流路150而与外部连通。在要通过药剂而使该无菌室120的内部无菌化的情况下，使用与该药剂反应性极低的材料作为运送流路150的材料。运送流路150在无菌室120的内部空间侧上的端部连接于设置在无菌空间内部(在无菌室120中)的缓冲物质供给部171，以便向该运送流路150供应缓冲物质。在内部空间中的运送流路150的所述端部附近，设置有上侧敞ロ的排出部161。另ー方面，运送流路150在所述外部空间侧上的端部连接于测量装置300。在运送流路150在外部空间侧上的部分中，从靠近无菌室120 —侧起顺次设置单向阀165和蠕动泵172。本实施例中使用的蠕动泵是实施的ー种形态。该泵并不局限于此，并且也可以是其它类型的泵，只要其能够从排出部161抽吸培养液520即可。所述单路阀165是止逆阀，在流体试图在运送流路150中从无菌室120的内部空间朝着外部空间流动的情况下，该止逆阀并不阻断该流动，并且仅仅阻断逆向流动(从外部空间朝向无菌室120的内部空间流动)。蠕动泵172使得从无菌室120内侧通过所述运送流路150的流动进ー步朝着测量装置300流动。 数据管理装置400通过装置主机410、键盘420、鼠标430和显示器440构成。装置主机410经由通信电缆310而连接于测量装置300，并且接收来自该测量装置300的各种測量結果。此外，装置主机410将诸如从测量装置300提供的测量结果这样的信息以及该測量装置300的设定信息显示在显示器440上，通过键盘420或鼠标430接收诸如所述设定的变更这样的指令输入，并且向測量装置300输出所述指令。下文中，将具体描述利用上述细胞培养装置对收容在所述无菌室120中的其中一个细胞培养箱500中的培养液520取样的方法。首先，使缓冲物质从缓冲物质供给部171连续地流向运送流路150。作为从所述缓冲物质供给部171提供的缓冲物质，例如，优选使用诸如无菌化的纯水这样的液体或无菌化的气体。結果，实现了运送流路150充满缓冲物质并且该缓冲物质从缓冲物质供给部171朝着測量装置300连续流动的状态。接下来，通过移送装置142将所述注入ロ 141移送到将受到取样的细胞培养箱500，并且通过该注入ロ 141抽吸该细胞培养箱500中的培养液520。然后，通过移送装置142将已经完成抽吸操作的注入ロ 141移送到排出部161正上方的位置。在该位置中，注入ロ 141朝着排出部161排出所抽吸的培养液520。排出到所述排出部161的培养液520(下文中，将这种溶液称作为“取样培养液”)通过在所述运送流路150中连续流动的缓冲物质而被输送到无菌室120的外部。然后，经由所述单向阀165和蠕动泵172将所述取样培养液供给到测量装置300，以受到測量处理。由所述测量装置300所进行的测量项目并不是受具体限制的，而是例如可以测量该取样培养液的PH值、ニ氧化碳浓度和葡萄糖含量。除了这些测量项目或者代替这些测量项目，该测量装置300可以测量取样培养液的各组成元素的含量。然后，測量装置300将取样培养液的測量结果输出到数据管理装置400。数据管理装置400对从测量装置300提供的该取样培养液的測量结果施加各种处理，然后显示并且存储结果数据。如上所述，本实施例的细胞培养装置11能够对收容在无菌室120中的其中ー个细胞培养箱500中的培养液520连续地进行取样和测量，而无需例如经由中转箱130将该细胞培养箱500取出到无菌室120外部。因此，能够显著地減少取样所需要的劳カ和时间。在运送流路150中，如上所述，设置有不阻断从无菌室120指向外部空间的流动而阻断从外部空间指向无菌室120的流动的所述单向阀165，并且设置有将在测量装置300附近的运送流路150中的流体输送到该测量装置300的蠕动泵172。因此，运送流路150中的流体从无菌室120朝着外部空间稳定地流动，并且不存在无菌室120内部被逆向流动污染的可能性。
图2是本发明实施例的另ー实例的细胞培养装置12的概略图。在将要參考图2描述的该细胞培养装置12中，用相同的參考标号表示与已经參考图I描述的所述细胞培养装置11的相同的部件，并且省略它们的描述。在该实例的细胞培养装置12中，缓冲物质供给部171设置在无菌空间外部(无菌室120外部)，并且连接于运送流路150的一端。在该实例中，尽管缓冲物质供给部171设置在无菌室120外部，但是缓冲物质供给部171在维持无菌状态的同时连接于所述无菌空间(无菌室120内部)。即，存储缓冲物质供给部171中的缓冲物质的罐是内部维持无菌状态的高度密封的容器，并且经由内部同样维持无菌状态的运送流路150而连接至无菌室120中的排出部161。在运送流路150中，相对于所述排出部161，在测量装置300侧上的部分以与上述的细胞培养装置11相同的方式构造而成。因此，从位于无菌室120外部的缓冲物质供给部171提供到运送流路150的缓冲物质经由无菌室120中的排出部161而流向位于该无菌室120外部的測量装置300。根据该构造，在细胞培养装置12中，与缓冲物质供给部171设置在无菌室120中的情况相比，能够以更加容易的方式在无菌室120外部进行缓冲物质向缓冲物质供给部171的供给。图3是本发明实施例的又ー实例的细胞培养装置13的概略图。在将要參考图3描述的该细胞培养装置13中，用相同的參考标号表示与已经參考图I描述的所述细胞培养装置11和已经參考图2描述的细胞培养装置12的相同的部件，并且省略它们的描述。在本实例的细胞培养装置13中，与上述的细胞培养装置12类似，缓冲物质供给部17设置在无菌空间外部(无菌室120外部)，并且连接于运送流路150的一端。与所述细胞培养装置12类似，存储缓冲物质供给部171中的缓冲物质的罐是内部维持无菌状态的高度密封的容器，并且经由内部同样维持无菌状态的运送流路150而连接至无菌室120中的排出部161。在运送流路150中，相对于所述排出部161，位于测量装置300侧上的部分以与上述的细胞培养装置11、12相同的方式构造而成。因此，从位于无菌室120外部的缓冲物质供给部171提供到运送流路150的缓冲物质经由无菌室120中的排出部161而流向位于该无菌室120外部的测量装置300。在该实例的细胞培养装置13中，与上述的细胞培养装置12不同，缓冲物质供给部171附接在无菌室120的壁面上。根据该构造，在细胞培养装置13中，与上述的细胞培养装置12类似，能够在无菌室120外部容易地进行缓冲物质向缓冲物质供给部171的供给，并且能够进ー步缩短从缓冲物质供给部171延伸至排出部161的运送流路150。这还有益于节省空间。图4是本发明实施例的又ー实例的细胞培养装置14的概略图。在将要參考图4描述的该细胞培养装置14中，用相同的參考标号表示与已经參考图I至图3描述的所述细胞培养装置11至13的相同的部件，并且省略它们的描述。在本实例的细胞培养装置14中，设置在无菌室120内部的缓冲物质供给部171与设置在无菌室120外部的测量装置300经由其中内部流路维持在无菌状态的校准流路151而彼此相连。因此，两条流路，即，其中排出部161设置在中部的运送流路150以及所述校准流路151，从无菌室120中的缓冲物质供给部171向设置在无菌室120外部的测量装置 300延伸，使得所述缓冲物质供给部171能够在维持无菌状态(除了因对培养液取样引起的污染以外)的同时经由每一流路将缓冲物质提供到測量装置300。同样地，在校准流路151中，单向阀141和蠕动泵173从靠近无菌室120 —侧起顺次地设置。它们与设置在所述运送流路150中的单向阀165与蠕动泵172相同，并且因而省略它们的说明。当校准流路151设置成能够将缓冲物质从缓冲物质供给部171供给到测量装置300时，该物质可以用作为用于提升或者維持该测量装置的測量精度的參考。图5是本发明实施例的又ー实例的细胞培养装置15的概略图。在将要參考图5描述的该细胞培养装置15中，用相同的參考标号表示与已经參考图I至图4描述的所述细胞培养装置11至14的相同的部件，并且省略它们的描述。该实例的细胞培养装置15包括排出部(取样杯)162，代替所述细胞培养装置11中的排出部161和缓冲物质供给部171。在运送流路150中，如图5所示，在无菌室120的内部空间侧上的端部连接于排出部162。该细胞培养装置15进ー步包括负压泵176，代替所述细胞培养装置11中的蠕动泵172。所述运送流路150在外部空间侧上的端部连接于该负压泵176。该负压泵176在其中生成负压，以抽吸运送流路150中的流体。
在该细胞培养装置15中，注入ロ 141将从待取样的细胞培养箱500中抽吸的取样培养液排出到所述排出部162。排出到所述排出部162的取样培养液被连接于运送路径150的所述负压泵176抽吸，以被输送到測量装置300，并且然后受到测量。当进行培养液520的取样时，负压泵176可以一直抽吸运送流路150中的液体。替换地，检测取样培养液向所述排出部162排出的时刻的结构可以设置在所述细胞培养装置15中，并且可以仅仅在从取样培养液运送到測量装置300之前即刻的时段期间进行所述抽吸。如上所述，同样地，本实例的细胞培养装置15能够对收容在无菌室120中的其中一个细胞培养箱500中的培养液520连续地进行取样和测量，而无需例如经由中转箱130将该细胞培养箱500取出到无菌室120外部。因此，能够显著地減少取样所需要的劳カ和时间。同样地，在该实例中，在运送流路150中，设置有不阻断从无菌室120指向外部空间的流动而阻断从外部空间指向无菌室120的流动的单向阀165，并且设置有将运送流路150中的流体输送到该测量装置300的负压泵176。因此，排出到排出部162的取样培养液从无菌室120朝着外部空间稳定地流动，并且不存在无菌室120内部被逆向流动污染的可能性。在所述细胞培养装置11至15中，缓冲物质供给部171、蠕动泵172、负压泵176等构成了本发明的培养液运送部的ー个构造实例。然而，该培养液运送部的构造并不局限于此。例如，在细胞培养装置11中，单向阀165和蠕动泵172可以设置在位于隔离器101内部的运送流路150中。在所述细胞培养装置11至15中，单向阀165、166、蠕动泵172、173、负压泵176等
等可以设置在无菌室120中。尽管已经利用各实施例描述了本发明，但是本发明的技术范围并不局限于各实施例的说明的范围。对于本领域技术人员显而易见的是，能够对各实施例进行各种改变和改迸。根据本发明的一方面，可以在不经由中转箱取出细胞培养箱的情况下对该细胞培养箱中的培养液取样，因此，显著地減少了取样时所需要的劳カ和时间。此外，在使隔离器中的无菌空间与外部(非无菌空间)相连通的运送流路中的流动被限制在从无菌空间内部指向外部的方向，因此 ，在非无菌空间中产生的污染并不进入到无菌空间中。因而，在取样等时，能够防止无菌空间被污染，从而能够实现安全的细胞培养环境。
权利要求
1.ー种细胞培养装置，包括 其中设置有无菌空间的隔离器，该无菌空间收容细胞培养箱，该细胞培养箱装填有包含待培养的细胞的培养液； 取样单元，该取样単元被构造成对所述细胞培养箱中的培养液取样； 运送流路，通过该运送流路，所述无菌空间的内部与所述无菌空间的外部相互连通，该运送流路被构造成将该运送流路中的流动限制在从所述无菌空间的内部指向该无菌空间的外部的方向；以及 培养液运送部，该培养液运送部被构造成经由所述运送流路将取样的培养液运送到所述无菌空间的外部。
2.根据权利要求I所述的细胞培养装置，其中，所述运送流路包括单路阀，该单路阀不阻断从所述无菌空间的内部指向该无菌空间外部的流动，并且该单路阀阻断从所述无菌空间的外部指向该无菌空间的内部的流动。
3.根据权利要求I所述的细胞培养装置，其中，所述培养液运送部包括缓冲物质供给部，该缓冲物质供给部被构造成供给在将取样的培养液运送到所述无菌空间的外部时所使用的缓冲物质。
4.根据权利要求3所述的细胞培养装置，其中，所述缓冲物质供给部设置在所述无菌空间的内部，并且连接于所述运送流路在所述无菌空间的内部侧上的端部。
5.根据权利要求3所述的细胞培养装置，其中，所述缓冲物质供给部设置在所述无菌空间的外部，并且在维持无菌状态的同时连接于所述无菌空间。
6.根据权利要求I所述的细胞培养装置，其中，所述缓冲物质供给部包括抽吸泵，该抽吸泵被构造成朝着所述运送流路在所述无菌空间的外部侧上的一部分抽吸由所述取样单元取样的培养液。
7.根据权利要求6所述的细胞培养装置，其中， 所述抽吸泵是在所述无菌空间的内部侧和外部侧的其中一侧上设置在所述运送流路中的蠕动泵。
8.根据权利要求6所述的细胞培养装置，其中，所述抽吸泵是连接于所述运送流路在外部侧上的端部的负压泵。
9.根据权利要求I所述的细胞培养装置，其中 所述运送流路包括设置在所述无菌空间的内部的排出部；并且 所述取样単元被构造成抽吸所述细胞培养箱中的预定量的培养液，并且将所抽吸的培养液排出到所述排出部中。
10.根据权利要求I所述的细胞培养装置，进ー步包括測量装置，该测量装置被构造成对经由所述运送流路而运送到所述无菌空间的外部的所述培养液进行测量。
11.根据权利要求10所述的细胞培养装置，进ー步包括在维持无菌状态的同时连接于所述缓冲物质供给部的校准流路，并且所述无菌空间的内部和所述无菌空间的外部通过该校准流路而相互连通，其中 所述测量装置被构造成对经由所述校准流路而运送到所述无菌空间的外部的缓冲物质进行測量。
全文摘要
一种细胞培养装置，包括其中设置有无菌空间的隔离器，该无菌空间收容细胞培养箱，该细胞培养箱中装填有包含待培养的细胞的培养液；取样单元，该取样单元被构造成对所述细胞培养箱中的培养液取样；运送流路，通过该运送流路，所述无菌空间的内部与所述无菌空间的外部相互连通，该运送流路被构造成将该运送流路中的流动限制在从所述无菌空间的内部指向该无菌空间的外部的方向；以及培养液运送部，该培养液运送部被构造成经由所述运送流路将取样的培养液运送到所述无菌空间的外部。
文档编号C12M3/00GK102719360SQ20121008706
公开日2012年10月10日 申请日期2012年3月28日 优先权日2011年3月28日
发明者久保宽嗣, 冈野光夫, 大浦光宏, 武田朴, 清水达也 申请人:学校法人东京女子医科大学, 日本光电工业株式会社