JPS6112279A - 細胞培養装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、細胞培養の必須期（ｅｓｓｅｎｔｉａｌｐｈ
ａｓｅ　＞及び必要ならばロボットを使用する分析を行
なうためのモジュラ−装置に関Ｊる。

従来の技術及びその問題点 原核細胞及び真核細胞の培養は、主に下記の分野に属す
る研究所及び産業において行なわれているニ 一種々の学術分野（細胞生物学、ガン（［１１究、ホル
モン研究、医薬の研究及び実験等）における細胞機能（
成長、分化、相互作用）に関する基礎及び応用研究； 一細胞操作及び選別（例えばハイブリトーマのクローン
化）を目的とする生物工学的研究及び産業； 一食品、排水物、染料等の毒物学的分析；及び−ヒト又
はバクテリア細胞の培養による医学的診断（細胞遺伝学
的ガン研究）。

細胞培養は、一般に、求められる最終結果に応じて、２
つの方法により、行なわれている。

（ｉ）小規模の試験及び分析の為に広く採用されている
手作業による方法で、主に以下の構成からなる装置を使
用する。

Ｏザーモスタットにより制御される密封品（ＣＯ２の存
在する又は不存在の）、 ０層流ホッパー（Ｉａｍｉｎａｒ　ｈｏｐｐｅｒ）、０
ペトリ冊、多孔皿又はフラスコからなる培養乃至培地容
器。

培地のセット、細胞又は栄養媒体の取り出し等は、パス
ツールピペットを使用して手で行なわれるが、最近では
、使い捨てのプラスデックコーンを備えた半自動装置に
より行なわれる。

一方形前観察は、顕微鏡を使用して手動で行なわれる。

（ｉｉ）バイオリアクターを使用ターる自動化方法で、
工業的生産に適した浮動細胞の大量培養を可能とするが
、本発明とは直接的には関連しない。

手作業による方法は、次の如き主要工程を協えている。

］、細胞のサンプリング（分離及び移植）；２、培地に
接種； ３、最適の成長及び分化を達、成する為の培地の維持。

この為には、所定の湿度及び湿度、１０％ＣＯ２及びｐ
ｔ−１条件下に保持し、持分を更新し、汚染防止及び成
育をチェックする；４、例えば適切な均質又は細胞の添
加による細胞Ｊｇ地との相互作用； ５、移植の為の細胞の取り出し、或いは量的測定の為の
栄養媒体乃至メディアム（ｍｅｄｉｕｍ）のザンプルの
取り出し；及び ６、細胞培地の形態的、生化学的、物理的又ｔｊ。

他の同様の分析。

これ等の各工程は、一連の独立した操作であって、どの
場合にも、条件を一時的に変動させるものであり、その
結果は予測し難い。事実、培養容器は、下記の如く、異
なった装置間で移動されるニー培養容器、を保持するイ
ンキュベータ（１ｎｃｕｂａｔｏｒ　）、 一操作を実行する層流ホッパー、 一チェック又は分析の為の顕微鏡観察。

この様な移動は、少なくとも汚染（ヒトから培地へ及び
培地から人へ）を生じやすく、又、細胞のメタホリズム
を乱す熱的ショックも生じやすい。

更に、保持すべき培養容器の数の多さ、培養容器の取扱
い回数を出来るだ１ノ少なくすべしとづ−る要求及び適
切に改良された機構が存在しないことが、培地中に存在
する全ての情報を利用することを妨げている。

現用の手作業方法において生ずる主な問題点を要約する
と以下の通りであるニ ー培養細胞（特に真核細胞）の汚染、及び、若し細胞自
体が病源性であったり、或いは危険な試料（発ガン性ウ
ィルス等）を操作する揚合には、作業者の汚染の危険性
が高いニー細胞培養の８富的な維持には通常不適当な多
くの人員により作業を行なう必要がある。このため、仕
事の分散による時間の大きなロスを生じ、又操作を最適
状況で行なうことも困難となる； 一特別な部品、消耗品（培養容器、栄養メディアム、等
〉及び装置類は、汚染の危険性を減少し且つ用途の専門
化に応じるために、多数必要となるが、これは］ロス１
を高める；−待に人間活動の避は離い変動及び最適とは
占い難い環境条件（熱、操作により牛する）震域的及び
化学的ショック〉に関連する囲動な生物学的作業がある
。又、培地中で常に行なわれている生物学的プロセスを
追跡し、量的に測定し、それに対応して行動することは
不可能である。

−しかしながら、若干の分野では、進歩も認められる。

例えばニ ー培養物を収容する培養器と層流ホッパーとは、並列に
配置されるようになった（ヘラウス社）ニ ー細胞含有液から１ノーンプルを採取したり、細胞含有
液を希釈する種々の半自動装置が存在する： 一ライン（ｌｅｉｔｚ）等の製造業者は、サーモスタッ
トにコン１〜ロールされるのみて、滅菌状態及び所定の
高湿度はりえない００２室内におかれた顕微鏡を提案し
ている。高湿度状態としないのは、光学的及び電気機械
的部品の耐性を考慮してのことであると説明されている
； 一ジエー・シー・ビスコンテ（Ｊ、Ｃ。

Ｂ１５ｃｏｎｔｅ　）教授は、細胞相互作用による事象
を追跡する為に、細胞培養と自動化リアルタイム、連続
イメージ分析とを関連させることを提案している［ミク
ロスコピー （Ｍ　１ｋｒｏｓｋｏｐｉｅ＞　１９８０　）　ニーオ
ートメーションを目指して他の解決方法も提案されてい
る。例えば、ウォーカー及びボスノートビツヂ［インタ
ーナショナル　バイオテクノロジー　ラボラ１〜リ−１
９８３年１２月りは、夫々の条件をブ［１グラム化し得
る多数の区画乃至」ンパートメントを備えた装置を製造
した。この装置ｔＪ２、懸濁状態の細胞に特に適してい
るとされているが、以下の用途に【。ｊ、適していると
は吉い鋪い。

０多故の１ナンブルの自動的培養、 ０現存の市販容器の使用、 ０形態的分析、 ０自動的クローン化。

問題点を解決する為の手段 従って、本発明の目的は、特に細胞及び作業者の相互汚
染の危険性、設備ロス］へ及び操作ロス１〜の点におい
て、公知の細胞培養方法の欠点を解消することにある。

本発明の他の目的は、今日まで一連の分離した操作とし
て扱われて来た細胞培養に関連する全ての段階（ｐｈａ
ｓｅｓ　）を統合しつつ、公知の培地乃至培養容器の使
用及び再使用を可能とすることにある。

本発明の更に他の目的は、作業者には関係なく培養条件
を均一とすることにより、熱的のみならず、機械的及び
化学的ショックを完全に防止して、最適条件を得ること
にある。

本発明の更に他の目的は、ソフトウェアの使用により、
栄養媒体を含めて■）胞の環境条件を多数回又は常に測
定されるパラメータに依存させることにある。

従って、本発明は、等温壁を有する同一の密封体（ｓｅ
ａｌｅｄ　ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ）内に以上の機構を備え
たモジュラ−型の細胞培養装置を提供する：−多孔ホッ
クス、フラスコ等の培養容器を保持する少なくとも１つ
の装置； 一温度制御装置； −１％’ｌ循環系を形成するフィルター付層流滅菌装置
； 一空気、ＣＯ２、蒸気及び／又はその仙のガスを供給及
び調整する装置； 上記の密封体は、通常の細胞培養操作又は仙の特定の操
作のいずれかを行なうとともに、上記保持装置に対応す
るモジュラ−ポストに加えて必要に応じて選択されるモ
ジュラ−ワークポストを規定する少なくとも１つの付加
装置を猫えていても良い。

本発明モジュラ−装置の好ましい一実施例においては、
密封体は、少なくとも１つの自動的に作動するプログラ
ム可能なアームを協えてａ５す、該アームは、操作ニッ
パ−又は類似のものを陥え、ワークポストの夫々に対応
する全ての操作を実行する。

本発明装置の他の好ましい実施例においては、培養容器
保持装置は、スライドを倫えた棚装置を形成する複数個
のモジュールを有しており、やや円錐形でハンドルと０
−リングを協えた蓋にＪこって閉じられ、公知の培養容
器を収容する為の畜月］ンバートメントが、該スライド
沿いに滑動する様になっている。

本発明の他の好ましい実施例においては、該コンパート
メントへのガス供給は、上記操作アームによって自動的
に行なわれる。該アームは、入れ替えられるべきガスを
吸い上げてその組成の分析を可能とするとともに、各コ
ンパートメントを閉じる蓋のハンドル中に形成された２
つのバルブ装置と前記アームに支持されたインジェクシ
ョンダクト及びサクションダクトに夫々連絡されうる２
個のダクトとを有する装置を経て、入れ替えガスを注入
できる。上記アームにより支持されたインジェクション
及びザクションダク１〜は、アームのグリッパ−によっ
て蓋のハンドルが把まれた場合に、作動する。　　　　
　　　゛ この実施例においでは、各コンパ−１〜メン１〜が、棚
モジュールの壁及び］コンバートメン〜ぞれ自身の壁の
間に挿入されたノンリターンロッド（ｎｏ＋１ｒｅｔｕ
ｒｎ　ｒｏｄ）によって所定位置に保持される３゜本発
明の更に他の実施例においては、各］シバ−１〜メント
が透明であり、適当な空間が測色、不透明度測定等を行
なう為の光学装置が、心願とあれば操作アームを用いて
導入されるように各］シバ−１〜メントの上下に形成さ
れでいる。

本発明の更に他の実施例によると、隣り合う棚モジュー
ル間の接続部に垂直バー、更に特に丁字形の垂直バーが
設けられており、該パーは各棚モジュールの垂直後部サ
イドから突出する内側ウィングに形成された対応するハ
ウジングに嵌入する係合スタッドを備えている。

本発明の更に他の実施例によると、前記保持装置は、等
温壁及び密封コンバートメン１−を有するインキュベー
タを形成すると共に次に記ｖ３つのゾーンを有する複数
のモジュールをＩＭｌえている。

前記３つのゾーンとは以下の通りである。

−前記コンバートメン１〜における培養容器を含む前部
における第１ゾーン、 御名コンパー１〜メン１〜及び異なるガス供給装置の間
の接続部を含む中央部における第２Ｊ／−ン、そして −ガス供給装置、調整装置及びフィルターを含む後部に
おける第３のゾーンである。

この場合前記コンパートメントは前面にフランジをυに
えており、垂直に配列された任意の大きさを有する開口
を備えたプレートに接着等にＪ：って取りつけられ、該
プレートは接着によって特に各インキュベータの前面周
囲に接着固定され、各コンパートメントに対するガス供
給は、コンバートメン１〜が閉じられたとき供給バルブ
を開き、コンパートメントが聞かれると供給バルブを閉
じるポールスタッドによって自動的に行なわれるように
してもよい。

又培養容器、特にり孔タイプの培養容器は、コンパ−１
〜メンｉ〜の蓋体に固定され、特定の引出し型小ツクス
を形成してもよい。このボックスは前記スタッドと協働
してこれら特定のボックスが前、　記］ンパートメンｉ
〜に導入されたとき前記ガス供給を行なうものであって
よい。

又この実施例の場合、前記ガス供給装置は、空気、ＣＯ
２及び水蒸気の量がそれ自体公知の調整装置によって調
整される１つの混合装置にしで、その中を所定のコンパ
ートメントＩ＼向はガスミクスチＡ７−を送るビス１〜
ンが滑動する該混合室に集められてもよい。

本発明の更に伯の実施例によると、前記付加的装置は、
次に示す装置の少なくとも１つによって形成されている
。

一冨栄養メディアムを供給し、痩せた乃至使ったメディ
アムを除去する装置、 一容器を濯ぎ、滅菌するための装置、 −栄養メディアム分配装置、 一物質、特に薬物を分配する装置、 −細胞分配装置、 一モータ駆動ステージにではなく、イメージアブライザ
ー、フォトグラフィック装置又はビデオテープレコーダ
に接続されたフ第１〜ニック（ｐｈｏｔｏｎ　ｉ　ｃ　
）等、特に音響、光学装置を備えた少なくとも１つの監
視装置、 一物理化学的分析装置、 一移植装置、 一任意の保持装置、 一時に］ラーグンのような適当な基質をスプレーするこ
とによって培養容器を単価する装置。

本発明の更に他の実施例においては、前記痩せた又は使
用した栄養メディアムの除去装置は、１ツクジヨン装置
からなっており、該゛リークジョン装置はメカニカルス
テップダウン装置を介してシリンダ中のビス１〜ンを起
動するステップバイスデツプマイクロモータを価えてお
り、該シリンダ【３Ｊ、その下側ベース部分にねじが刻
まれてあり、該ねじにはテーパをイ」け１げ１斜せしめ
られた端を右する吸引コーンか螺合されており、１枚の
膜がこの］−ンとシリンダベースとの間に挟着され必要
なシーリングを与えるオーリングによって支えられてい
る。

この実施例の場合、該コーンは、吸引操作及び使用済み
メディアムの除去操作の複核コーンの内側部分を濯ぎ滅
菌する為の流体入口用の２つのタフｉ〜に接続されてい
てもよい。又、吸引されたメディアムの除去は、前記封
入体のワークテーブルに形成されたウェル（ｗｅｔ：）
において行なわれることができ、この場合該ウェルは前
記°ザクジョン装置のハウジングとして役立つと共に外
側の）Ｒぎ、滅菌及び乾燥の為に前記メディアム除去方
向に傾（プられで互い違いに配置された一連のリング状
配置のダクトを備えている。

本発明の更に他の実施例によると、前記リークジョン装
置は、フレキシブル材お１、更に特にエラストマによっ
て制作された自己閉成型接続部を協えた液体供給装置と
協働するようになっている。該自己閉成型接続部は、前
記封入体の内側に存在し、その中に前記ザクジョンコー
ンが導入される層流にさらされ、他方供給貯留部か前記
封入体の外側において冷たい、条件下に配置され、新し
い乃至富栄養メディアムは前記ステップバイステップモ
ータの回転方向を逆にすることによって供給される。

この場合、該富栄養メディアムは、前記ザクジョン装置
とは別個のインジェクション装置によって注入される。

そして該インジェクション装置は、冷却ブロック内に注
入されるべき液体を収容するボトルを備えており、これ
ら液体は、１又は教本が束ねられて前記冷却ブロックの
ベースから突出する等温シースによって包まれた特にエ
ラスＩ・マ製であることが望ましいパイプによって運ば
れ、各供給パイプにおりる流れは殺菌可能なΔンオフバ
ルブによって制御されるようにすることかできる。

又、前記パイプの束の端には液体粒子の逆流を防止する
低圧の連続エアジェツトを送る耐汚染保護シースを設け
てもよい。この耐汚染保護シース及び前記供給パイプの
端部は、曲記培谷ハウシングの壁に対向するように前記
注入液体を方向つり、各ハウジングの底部に剛着してい
る細胞に直接可塑を与えることを防Ｗするように傾斜け
しめられる。

本発明の更に他の実施例によると、通常の実験又は必要
に応じ特別に規定された実験のプＤ　ｌへ］−ル（ｐｒ
ｏｔｏｃｏ　ｌ　）に従って全操作を制御するマイク［
Ｉブロセツザーを備えることができる。該マイクロプロ
セッサ−は又データ処理を出来るものでもよい。

実　　　施　　　例 第１図には封入体乃至封入箱（２）に収容された保持装
置（１）が概略的に示されている。封入体の等温壁（３
）は好ましくは金属又はプラスチック材料製であり、特
に全面は透明であることか好ましい。保持装置（１）は
異なる大きさの培養容器（４）を保持している。

既述のモジュラーワークポストの組合せによって前記封
入体（２）は様々な状態に対応することができる。更に
必要とあれば保持装置（１）を閉循環系滅菌層流にさら
すことが出来る。該滅菌層流は下降流であることか好ま
しり（シかし上昇流又は水平流でも良い）、該層流はワ
ークテーブル（６）の開孔（５）を通過し、抵抗ブロッ
ク（７）（第２図参照）によって熱せられ調整される。

熱損失は等温壁（３）ににって減じられる。該壁（３〉
はその前面が例えばガラス又はプラスデック祠オ′３１
製の二重壁となっている。通常操作にａ３いては、封入
体（２〉は密閉され、人的操作はゴム手袋（８）を用い
て行なわれる。全体的操作を行なうときは、ガラスパネ
ル（９）が開かれるか又はイン１〜ログクシヨンエアロ
ツク（第２図には示されていない）が用いられる。ホラ
１〜エアフ１］−は全ての容器を均一な熱状態に保つば
かりでなく、ワークプレー１〜（６）をも均一な熱状態
に保つ１゜遠心送風機（１１）によってガスｉＦ＋　１
ｍか行４ｆわれ、フィルターボックス（１２〉によって
無菌状態か１９られる。

斯くして保持装置（１）全体が、汚染細菌を除去する非
乱流無菌流れにさらされる。前記層流無菌流れに（Ａ１
、更に、紫外線前側型滅菌装置（１／ｌ）を含むことが
でき、これは上昇路（１３）に設りると特に有利である
。

第２図はまた操作アーム（Ｂ）を示している。

操作アーム（Ｂ）は封入体（２〉に設【プられることか
でき、好ましくは擬手腕タイプのもの″Ｃあるが、リニ
ア動作及びローテーション動作タイプのものであっても
よい。

通常の操作では、一つの培養容器（４）が聞かれると、
他の培養容器は閉じられ、それだけ汚染拡散の危険性は
限られる。更に、ワークポス１へ（Ｐ）にお【プる液体
栄養メディアム（細胞を含むことかできる）の偶発的拡
散は、汚染拡散をもたらすことはない。何故ならばワー
クプレーＩ〜上に偶発的にこぼれた液体を集める装置（
１５）が各ポスト（Ｐ）に組合せ設（、プられているか
らである。

代わりに回路（１３）に連通する横方向オリフィスを有
する単一の漏斗型装置（図示せず）をテーブルの下に配
置することもできる。

第４図は多孔ボックス（４ａ）によって作られた培養容
器を示している。該ボックス（４ａ）は、成形によって
得られた前部間口ボックスにして、例えば培養容器それ
白身に使われ−Ｃいるよう’ｃＬ　）ｆｆｉ明のプラス
チック材オ６１から作られた］ンバートメン１〜に導入
される。

これらボックス（１６）　４Ｊ、保持装置の中に積み重
ねられ接着されるか又は単に置かれる。該（ｋ：　Ｉｉ
ｓ装置は、金属又ｔ、、１．プラスデック−＋Ａ　ｌ’
ｉ＋から作られ、簡甲なＩＩＩ装置（［マ）を６１１１
え、全体として平行六面体形状であり、全面及び後面【
５ｊ、聞［１して′Ａ３つ、内部にスライド（１７）を
備えでいる（第３３図参照）。その人１法は」ンパート
メンｌへ（１６）のリイズに従っている。これら］ンパ
ート・メン１〜（第４図参照）は、０−リング（１９）
を備えた益体を価えている。この縣体は若干円錐体形状
であり、手動又は前記の自動操作アーム（Ｂ）によって
挿入−リ−るだめのハンドル（２０）を有している。。

例えば中性メディアムの使用よりｐＨ調整か必要で無い
場合、前記コンパートメントの苓ｔＪ１簡単なプラグ（
１８〉で長い。そうでない場合（今日真核生物培養にお
いては一般的である）、前記蓋体は空気炭酸ガスミクス
チャー（炭酸ガスＧ；Ｊ、数％）の注入によって得られ
るｐＨのりリーイクリングを行なわせる特別のタイプの
ものである（第５図の（１８ａ）参照）。この場合（第
５図参照〉、操作アーム（Ｂ）のグリッパ−（２１〉は
、それか培養容器（４ａ）だ【プでなく蓋体（１８ａ）
：６つかむことができる動作経路をたどる。これら益体
（１８ａ）は凹んでいて前部ノツチ（２２）を備えてい
る（第５図参照〉。第５図において、蓋体（１８ａ）は
２つのバルブ（３０）を有する装置を肯えている。該バ
ルブの外部オリフィス（２４〉は円錐柱であり、内側オ
リフィス（２３）は、外部オリフィス（２４）における
グリッパ（２１）に固定されたインジェクター及びアス
ピレータ（ａｓｐｉｒａｔｏｒ　＞　　（２７ａ　）、
（２７ｂ）の導入によってコンパートメントにおＥプる
有効な掃気を行うことかできる方向に向りられている。

進路の端でバルブ（３０）は聞かれる。

プログラム及び測定結果に従つ−（、ＣＯ２かそれのみ
で添加されあるいは他の必要なガス（水蒸気、窒素ガス
等）と共に添加される。これらガスはガスフィルター付
供給装置から添加される（インジェクション及びザクジ
ョン乃至アスピレイション（ａｓｐｉｒａｔｉｏｎ＞は
マイクロブに１セツリー一によって制御され、該マイク
ロプロセツリーは更に予め決められた通常実験に従った
あらゆる操作を制御する。従って必要な口）には各ボッ
クスを益を開りるまでもなく検査し調整することか可能
である。

接続、ザクジョン、測定及びインジェクションを含む全
ケイクルがわずか数秒で行なわれる。更に、］ンペパー
１〜メンの容積は細胞の消費に対して充分なガスを収容
することかでき、各］ンバー１へメン１−におりるーＦ
１数リ−すクルに不足が無いようにする。例えばメディ
アムを交換するために］ンバートメント（１６）から培
養容器（４ａ）を取り出す必要が生じたとき１、グリッ
パ〜（２１）が操作アーム（Ｂ）によってプログラムに
より規定されたポジションｘ−ｙ−ｚへおかれる。グリ
ッパ−（２１＞は蓋体（１８ａ＞に係合され、前面ノツ
チ（２２）の側面にしっかり当接される。グリッパ（２
１）を引き出すことによって蓋体（１８ａ）か除去され
、保持装置中の空のハウジング、特にこのために単価さ
れたハウジングにおかれる。グリッパ（２１）は所定ポ
ジションに移り、コンパートメント（１６）に入り込み
、多孔ボックス（４ａ）をつかみ（該ボックスは猪もプ
ラグも備えておらづ、小トル又はボトルボックスによっ
て置換えられることができる）、該ボックス容器（４ａ
）を引ぎ、該容器（４ａ〉を対応するワークポスｉ〜に
配置する。該操作が行なわれた後ザイクルは反対方向に
進行し、コンパートメントが開かれている間、封入体か
ら該コンパートメントに浸入したガスを追いだすための
特別のガス注入によって終了する。該コンパートメント
（１６〉は、保持装置（Ｒ）の檗及び］ンパートメン１
〜（１６）の壁の間にこれら壁に形成された溝に摺動挿
入されたノンリターンロッド（２５〉によってしっかり
と固定されている（第５図参照）。

前記棚装置（Ｒ）は垂直バー（２６＞（第３図参照）と
係合している。該バー（２６）は各棚装置の後部垂直リ
ーイトから突出するり一イトウ、インク（２９）に形成
された対応するハウジング（２８）に嵌入するスタンド
（２７）を備えている。固定は、例えばゼウス（７ｅｕ
ｓ）タイプの通常のスノーツブ装置によって行なわれる
。保持装置（１）がコンバートメン１−（１６）を接着
覆ることによって形成されている場合にｔＪｌ、孔開ぎ
プレートが聞ロボックス（Ｒ）の後面に接着される。

保持装置（Ｒ＞の良好なすわりを得るためにそれらに下
側足（図示ｔ！ｆ）か設〔プられており、サイズ調整可
能である場合には上側足か設りられることもてきる。

細胞を入れる容器は多孔ボックス（４ａ）乃至ホ１〜ル
だけでなく、ペトリボツクスによっても形成されるので
、言うまでもなくペトリボックスによって形成される場
合には特別のサボー１〜か使用されなＣプればならない
。とにかく、いザれの場合にも密封コンパ−１〜メン１
〜（１６〉内におりる蒸発は大層少ない。

保持装置の変型例は、コンパートメント（１６ａ）を僅
えた密封インキュベータ（［）を備えている。該インキ
ュベータ（「）は第６図に概略的に示されており、それ
は次に記す３つのゾーンを備えている。

一フロントフェースゾーン（Ａ＞。これは、培養容器を
僅えており、各種培養容器を収容できるように規格化さ
れてるいことが有利である。

−中間ゾーン（Ｂ）。これはコンパ−１〜メン１〜（１
６ａ＞から異なる供給部へ至る結合部を備えている。

一ゾーン（Ｃ）。これは後部に設（プられており、ガス
発生は、調整装置及びフィルターを備えている。

自動温度調節制御された等泥壁（３１）内のゾーン（Ｃ
）内には、フィルタ一層（３２）及びポンプが児られる
。該ポンプは空気、炭酸ガス及び水の量が通常の装置（
３０）　　（３１１）（３５）（３６〉によつ−（調節
された混合室内を摺動リ−るビス１〜ン（３３〉にＪ：
つて循環を行なわけるポンプである。

］ンパー１−メント（１６ａ＞は、供給及び１）１出を
行なう２つのパイプグループに結合されている。。

第７図に示すコンパートメント（１６’ａ）は、金属製
又は成形プラスチックｔｊＡ　￥’Ｉｌ製であり、前部
等温パネル（３７）に接着されている。該パネル（３７
）は、ダイスタンピング（３８）によって培養容器にあ
った寸法に凹まされている。前部パネル（３７）はイン
キュベータ（「）の壁にＪ、って規定された前面の周囲
に密着されている。

第５図に示された記述のコンパートメント（１６）と比
較すると、フンパー１〜メント（”１６ａ＞は、特にパ
ネル（３７）接着用の全部周囲フランジを有してあり、
通常の多孔ボックスを収容することができる。この場合
蓋体は記述のものと同じである。第７図に示されたよう
な密閉等温蓋体を結合させた引き出しボックス（４０）
の形態の特別□のボックスは有利に用いられる。各特別
のボックス（４０）は手によって又は操作アームによっ
てコンバートメン１〜（１６ａ）に導入され、密閉はＯ
ゴリングによって行なわれる。

ガス供給は、既述の通り前面から操作アームを用いて行
なわれる。連続ガス供給において、ガス循環系の開閉は
ボックス（４０）の係合によって開始され、逆に言えば
、例えば機械的開成をも行なうホール装置によって開始
される。

本発明の主たる目的の１つは液体メディアム又は他の細
胞を取り出し或いは注入する操作を自動化することにあ
るので、有効に使用され１！′７る商業的装置、特に処
理可能な］−ンを用いた装置が提供される゛。再使用可
能な装置又は消耗しノうる部分を用いた別の装置のいず
れを選択するかはシステムのスループットレイｌ〜（ｔ
ｈｒｏｕｇｈ−ｐｕｔ　ｒａｔｅ　）に直接影響される
。

多数の培養容器、例えばそれぞれが９６の孔叉ハウジン
グを有する１２０個のボックスのＪ、うな場合、数千の
］−ン（ＣＯｎｅ）か−口に消費され得る。再使用可能
な装置＃ｊ１、使用した乃至痩せたメディアムの吸引、
空化、）Ｒぎ、滅菌及び新しいメディアムで満たすこと
を含む平均６秒の１ナイクル割合で１０に１万ハウジン
グ以上のアラレンツ゛りを容易に処理することができる
。しかしながら、仕事がそんなに要求されるような場合
には数個の吸引装置を並列に配置することも可能である
。第８図及び第９図に示されたザクジョン装置は、ピス
トン装置に類似している。それは、メカニカルステップ
ダウンシステムを介してシリンダ（／１３）内のピスト
ン（４２）を起動するステップパイステップマイクロモ
ータ（４１）を含んでいる。ステンレススチール、アル
ミニウムのような金属、カラス又はプラスチック（テフ
ロン）のような材料から作られたサクションコーン（４
４）がシリンダ（４３〉に螺合している。膜（４５）が
コーン（４４）とシリンダ（４３）のベースとの間に挟
まれている。金属又はプラスチック）ｒ３利製。−リン
グ（４６）が必要とされるシールを提供しながら膜（４
５）に当接している。

コーン（４４）の端にはデーパ−乃至傾斜がつけられて
おり、その端の最大径は例えば２ｍｍのオーダーである
。２つのダクト（４７Ｎ、！：、濯ぎ液（無菌水）及び
殺菌液（高温水蒸気、ホルマリン、アルコール等〉の入
口を提供している。排出は封入体のワークテーブルに形
成したウェル（４８〉で行なわれる。該ウェル（４８）
は、また、装置のハウジングとして役立つばかりでなく
排出方向に傾斜したリング配置の孔（３９）を介して外
部の濯ぎ、滅菌及び乾燥を行なう。

操作においては、前記操作アームが予め培養容器をワー
クポストに配置する。最も簡単な場合には、このワーク
ポストは、全ての］ンテナをｌｌｎｍの範囲内の同じ場
所に配置する場合の図外の簡単な容器セツティングスト
ッパを備えているだけでおる。この場合操作アームは、
ボックスの配置及びインジェクション装置の移動の双方
を行’ｒＴう（これらか別々である場合）。これに関連
して、前記ザクジョン装置は第１０図に示されるように
インジェクション装置としても役立ら得ることに注目す
べきである。前記装置ではコーン（４４）をフレキシブ
ル材お１１特にエラストマ材料からなる自己閉成型接続
部（４９）を介して液体供給源に接続することができる
。」−ン（４４）をこの自閉接続部に嵌入させると、当
初くっついたフレキシブル材料製の内側壁が側方へ押し
のりられ］−ンの端が吸引されるべき液体に接触する。

第１０図の装置は、又、４°Ｃの冷たい環境におかれた
貯留部（５０〉に接続され、第１図に示した封入体の外
側に配置された等温プラグを含んでいる。

他方、接続部（４９）はこの封入体の中に存在する無菌
層流にさらされ、従って汚染は栄養メディアムの残量に
発生し得ない。

メディアムを変更する為の完全ザククルは次の通りであ
る。中央に配置された容器は蓋体を備えていない（＠装
置を協えた封入体の大震簡単な構成の場合には、蓋体を
設けることかできその蓋体はその場合操作アームによっ
て除去されねばならない）。操作アーム（Ｂ）は予め濯
がれた（そして若し可能であるならば、空気又は乾燥蒸
気の注人によって乾燥された）インジェクタ」ン装置を
つかみ、それをブロセツナーのプログラム（Ｊ従ってコ
ンテナのハウジングに配置する。−１−タ（４１）が起
動され、ピストン（４２）か上方へ駆動される。膜（４
５）が同方向に押し＝）（、−ｊられ４　二１−ン（１
）に吸引力が伝達される。内容物【ｊ。

ＩＩＩＱのＡ−ダで吸引され、決してビス１〜ン（４２
）と接別口；１しない。」−ン（４４）は積上げ゛られ
、ウェル（４８）内に再配置される。ピストン（４２Ｈ
コ、下方へ駆動され、その前面の液体を押す。ダクＩへ
（４７）を介して吸入された水は、二１−ンの内側を濯
ぐ。ダク１−（４７）を介して導入される空気又は乾燥
蒸気ジェットは］−ン（４４）の内側を殺菌し、コーン
（４４）の外部は、同口）にウェル（４Ｂ）中のオリフ
ィスを介して同様に処理される。

既に述べたように新鮮なメディアムの注入は第１０図に
示された供給装置に結合された第８図及び第９図に示さ
れたザクジョン及びインジェクション装置と同じ装置に
よって行なわれ得る。

このように異なる液体を注入することかできるので、こ
のシステムは人溜多用的である。

１ナクシヨン及びインジェクション機能を一つにした単
一の装置を使用することによって生じ１ｑる汚染拡散の
危険性を減じ、時間を節約ｌるためにサクション及びイ
ンジェクション機能を分離することがより有利である場
合もある。第１１図及び第１２図はこのためのインジェ
クション装置を示している。該インジェクション装置は
、等温ダクＩ〜（５１）によって保護された１又【Ｊ、
それ以上の金属パイプ、例えば６本の金属パイプ（し）
によって運ばれる液体の入口を儒えている。（５２）は
耐汚染保護シースを示しており、該シースは多分渦流に
よって前記パイプに接触する粒子の逆流を防止する為に
低圧の連続Ｔアジエツト（ｊ）を運ぶ。パイプ（↑）に
与えられた傾斜は、流れを細胞ハウジング壁に対向する
コニうに方向（＝Ｊけ、各ハウジングの底部における剛
着性細胞に直接的衝撃を与えることを避ける。表面に向
１）られた光−ノアイバー（５３）及び（５４）は、非
接触的方法によって検知されるべきレベル上昇を可能に
する。

予め空にされたハウジング及びこのインジェクション装
置は、操作アーム（Ｂ）によって、該インジェクション
装置が可動的である場合にはこれを動かして、該インジ
ェクション装置が固定的−（ある場合には該装置の下に
ホックスを動かして互いに関連ざｔ！で配置させ得る。

第８図及び第９図に示すサクション装置を第１１図及び
第１２図に示すインジェクション装置に結合さ−Ｉ！ル
ことも容易である。注入されるべきブロダク１〜を入れ
１＝小トル（５５）は、例えばエラストマー供給パイＩ
を変形させてオンオフ操作できる殺菌可能バルブ装＠（
５６）に接続され得る。低圧無菌空気取入れ口（５７）
は、それ自身公知の方法によつ−で、冷却された封入体
（５８）内の小トル（５５）を昇圧させる。操作中、操
作アーム（Ｂ）によって動かされる培養容器は、インジ
ェクション装置、プログラムに従って聞くバルブ（５６
〉のもとにある所定のハウジングに位置し、該ハウジン
グは満たされ、所定レベルに達するや否や、バルブ（５
６）が再び閉じられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるモジュラ−型装置の封入体の一例
を示す概略斜面図であり、その中には数個の細胞培養容
器保持装置が示されている（簡略化の為温度制御装置、
殺菌装置及びガス供給装置は省略されており、封入体に
収められそれ自体公知のモジュラ−ワークポストを形成
する異なる追加の装置も省略されている）。 第２図は、本発明によるモジュラ−型装置の概略断面図
であり、特に第１図には示されていない温度制御装置及
び垂直型の層流殺菌装置並びに月人体に装置される自動
操作アームを示している。 第３図は本発明による培養容器保持装置の一例の斜面図
である。 第４図は、第３図に示ず保持装置の中に挿入され宥る密
月二１ンバー１〜メン１〜の長手方向断面図て゛あり、
該］シバ−１ヘメントは待に培養ボックス及び蜜月用益
体を備えている。 第５図は自動のブ１」グラマプル操作アームのグリッパ
−と協働する第４図に示す］ンバー１へメン１へに組合
わされた蓋体の詳細図−Ｃある。 第６図及び第７図は保持装置の仙の例及び６１１部に代
って後部からガスを供給される培た容器の☆形例断面図
及び分解斜面図である。 第８図から第１０図は、本発明による栄益メディアムサ
クション及びインジェクション）Ａ　ｔｌ＆を示してい
る。 第１１図及び第１２図１．Ｊｌ、リークジョン装置とし
てのみ使用される第８図及び第９図に示された装置と協
働する（即ち、第１０図の液体供給装置と（、ｊ、協働
しない）新鮮栄養メディアムインジェクション装置を示
している。 （１）・・・保持装置 （２〉・・・１４人体 （３）・・・等温壁 （４）・・・培養容器、 （５）・・・開孔、 （６）・・・ワークデーフル、 （７）・・・抵抗ブロック、 （８）・・・ゴム手袋、 （９）・・・カラスパネル、 （１１）・・・遠心送風機、 （１２）・・・フィルターボックス、 （１３）・・・上昇路、 （１４）・・・滅菌乃至殺菌装置、 （１５）・・・液体収集装置、 （Ｐ）・・・ワークポスト、 （４ａ）・・・多孔ボックス、 （１６）・・・コンパ−１へメン１〜、（１７）・・・
スライド、 （１Ｂ）・・・プラグ、 （１９）・・・オーリング、 （２０〉・・・ハンドル、 （２］）・・・グリッパ、 （２２）・・・ノツチ、 （１ε３ａ）・・・蓋体、 （２３〉・・・内側Ａ−リノイス、 （２４）・・・外部オリノィス、 （２５〉・・・ノンリウーンロット、 （Ｒ）・・・棚装置、 （２７ａ）・・・インジェクタ、 （２７ｂ）・・・アスバレータ、 （２８）・・・ハウジング、 （２９）・・・リーイドウイング、 （３０）・・・バルブ、 （３１）・・・壁、 （３２）・・・フィルターアツレンブリ、（３３）・・
・ピストン、 （１６ａ）・・・］ンペパー１〜メン１−１３４）、（
３５）、（３６）・・・空気、炭酸ガス及び水の量の調
節装置、 （３７）・・・前部等温パネル、 （３Ｂ）・・・グイスタンピング、 （ト）・・・インキュベータ （４０）・・・ボックス、 （４１〉・・・ステップバイステップマイクロモーク、 （４２）・・・ビス１ヘン、 （４３）・・・シリンダ、 （４４）・・・４ツクジョン］−ン、 （４５）・・・膜、 （４６）・・・オーリング、 （４７〉・・・ダクｉ〜、 （４８）・・・ウェル、 （３９）・・・孔、 （４９）・・・自閉接続部、 （５０）・・・貯留部、 （５］〉・・・等温ダクト、 （５２）・・・耐汚染保護シース、 （ｊ）・・・連続エアジェツト、 （５３＞、（５４）・・・光ファイバー、（５５〉・・
・ボトル、 （５６〉・・・バルブ装置、 （５７）・・・低圧無菌空気入口、 （５８）・・・封入体、 （Ｂ）・・・操作アーム。 （以　上）

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. （１）モジュラー型細胞培養装置にして、等温壁を有す
   る同一の密封体の中に、 多孔ボックス、フラスコなどの培養容器を保持する為の
   少なくとも１つの装置、 温度制御装置、 閉循環系を形成するフィルター付層流滅菌装置、空気、
   ＣＯ＿２、蒸気及び／又はその他のガスを供給及び調整
   する装置を備えており、 更に前記封入体が、通常の細胞培養操作のいずれか又は
   他の特定の操作を行なうと共に前記保持装置に対応する
   モジュラーポストに加えて必要に応じて選択されるモジ
   ュラーワークポストを規定する少なくとも１つの付加装
   置を備えることができる細胞培養装置。
2. （２）前記封入体が、少なくとも一つの自動的に作動す
   るプログラム可能なアームを備えており、該アームは操
   作グリッパー又は類似のものを備え、前記ワークポスト
   のそれぞれに対応する全ての操作を実行できるようにな
   っている特許請求の範囲第１項記載の装置。
3. （３）前記保持装置がスライドを備えた棚装置を形成す
   る複数のモジュールを備えており、該スライドに沿って
   、通常の培養容器を収容すると共にハンドル及びオーリ
   ングを有するやや円錐形の蓋体によって閉じられる密封
   コンパートメントが滑動するようになっている特許請求
   の範囲第１項又は第２項記載の装置。
4. （４）前記各コンパートメントに対するガスの供給は前
   記操作アームによって自動的に行なわれるようになって
   おり、該操作アームは、各コンパートメントの蓋体のハ
   ンドルに形成された２つのバルブ及び操作アームに支持
   され蓋体のハンドルを該アームのグリッパーが掴んだと
   きに作動する２つのダクトを備えている装置を介して入
   れ替えられるべきガスをその組成を分析できるように吸
   引し、新しいガスを注入することが出来る特許請求の範
   囲第３項記載の装置。
5. （５）前記各コンパートメントが、棚モジュールの壁と
   コンパートメントそれ自体の壁との間に入れられるノン
   リターンロッドによって所定位置に保持されている特許
   請求の範囲第３項記載の装置。
6. （６）前記各コンパートメントが透明であり、適当な空
   間が、出来れば前記操作アームによって測色、不透明度
   測定などを行なう光学装置を導入することが出来るよう
   に各コンパートメントの上下に形成されている特許請求
   の範囲第３項記載の装置。
7. （７）隣り合う棚モジュールの結合がＴ字型の垂直バー
   によって行なわれており、該バーは、各棚モジュールの
   垂直後部から突出した横方向ウイングに形成された対応
   するハウジングに嵌入するスタッドを備えている特許請
   求の範囲第３項記載の装置。
8. （８）前記保持装置が、等温壁及び密封コンパートメン
   トを有するインキュベータを形成すると共に第１、第２
   及び第３のゾーンを有する複数のモジュールを備えてお
   り、前記第１ゾーンは、前記コンパートメント中の培養
   容器を含も前部に配置され、前記第２ゾーンは前記各コ
   ンパートメント及び異なるガス供給源の接続部を含む中
   間部に配置され、前記第３ゾーンは、前記ガス供給装置
   、前記調整装置及びフィルターを含む後部に配置されて
   いる特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の装置。
9. （９）前記コンパートメントが、その前面にフランジを
   備えており、垂直に列をなした様々な大きさの開口を有
   するプレートに接着等により取付けられており、該プレ
   ートは各インキュベータの前面の周囲に接着固定されて
   おり、各コンパートメントに対するガス供給は、コンパ
   ートメントが閉じられると供給バルブを開き、該コンパ
   ートメントが開かれると供給バルブを閉じるボールスタ
   ッドによって自動的に行なわれるようになっている特許
   請求の範囲第８項記載の装置。
10. （１０）前記培養容器、更に特に多孔タイプの培養容器
    は、特定の引出し型ボックスを形成するようにコンパー
    トメントの蓋体に固定されており、該ボックスは、該ボ
    ックスが前記コンパートメントに導入されたとき前記ガ
    ス供給装置を起動する前記スタッドと協働するようにな
    っている特許請求の範囲第９項記載の装置。
11. （１１）前記ガス供給装置が一つの混合室に集中してお
    り、該混合室では空気、ＣＯ＿２及び水蒸気の量かそれ
    自体公知の調整装置によって調整され、該混合室中を所
    定のコンパートメントの方へガスミクスチャーを送るよ
    うにピストンが摺動するようになっている特許請求の範
    囲第８項記載の装置。
12. （１２）前記付加的装置が、 富栄養メディアムを供給し、痩せたメディアムを除去す
    る装置、 培養容器を濯ぎ、滅菌する装置、 栄養メディアムを分配する装置、 物質、特に薬物を分配する装置、 細胞分配装置、 モータ駆動ステージではなく、イメージアナライザー、
    フォトグラフィック装置又はビデオテープレコーダに連
    結されるフォトニック（ｐｈｏｔｏｎｉｃ）装置など、
    特に音響、光学装置を含む少なくとも１つの監視装置、 物理化学的分析装置、 移植装置、 任意の保持装置、 コラーゲンのような適当な基質をスプレーすることによ
    って培養容器を準備する装置、 のうちの少なくとも１つによって形成されていることを
    特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の装置
    。
13. （１３）前記痩せた栄養メディアムを除去する装置が吸
    引装置からなり、該吸引装置はステップダウンメカニカ
    ル装置を介してシリンダ内のピストンを駆動するステッ
    プバイステップマイクロモータを備えており、該シリン
    ダはその下側ベースにねじが刻まれており、該ねじ部分
    にテーパをつけた傾斜端部を有する吸引コーンれ螺合さ
    れており、膜か該コーンとシリンダのベースとの間に挾
    着され、必要なシーリングを与えるオーリングによって
    支持されている特許請求の範囲第１２項記載の装置。
14. （１４）前記コーンが２つのダクトに接続されており、
    該２つのダクトは痩せたメディアムの吸引除去操作の後
    コーンの内側部分を濯ぎ、滅菌する為の流体を供給する
    ようになっている特許請求の範囲第１３項記載の装置。
15. （１５）前記吸引されたメディアムの除去が前記封入体
    のワークテーブルに形成されたウエル内で行なわれ、該
    ウエルは、吸引装置のハウジングとして役立つと共に、
    外部濯ぎ、滅菌及び乾燥のために互い違いに且つ、前記
    メディアム除去方向に傾斜させて設けられたリング状配
    置のダクトを有する特許請求の範囲第１４項記載の装置
    。
16. （１６）前記サクション装置が、フレキシブル材料、特
    にエラストマから作られた自己閉成型接続部を備えた液
    体供給装置と協働するようになっており、該接続部は、
    前記封入体中の層流にされされていて前記吸引コーンが
    内部へ導入されるようになっており、前記封入体の外側
    には供給貯溜部が配置されて冷たい環境におかれ、新し
    い乃至富栄養液体メディアムの注入は、前記ステップバ
    イステップモータを逆動作させることによって行なわれ
    るようになっている特許請求の範囲第１３項記載の装置
    。
17. （１７）富栄養メディアムの注入が、前記サクション装
    置とは別個のインジェクション装置によって行なわれる
    ようになっており、該インジェクション装置は冷却ブロ
    ックに注入されるべき液体を収容したフラスコを備えて
    おり、これら液体は特にエラストマ製であることが好ま
    しい１又は２以上のパイプにして、束ねられ、冷却ブロ
    ックのベースから突出した等温シースにより囲まれてい
    る該パイプによって運ばれるようになっており、各供給
    パイプの流量は殺菌可能なオンオフバルブによって制御
    されるようになっている特許請求の範囲第１３項記載の
    装置。
18. （１８）前記パイプの束の端部に液体粒子の逆流を防止
    するための連続低圧エアジェットが送られる耐汚染保護
    シースが設けられており、該シース及び前記供給パイプ
    の端は、前記培養ハウジングの壁に対し注入流体の方に
    向くように、各ハウジングの底部に附着した細胞に対し
    直接衝撃を与えることを避けるように傾けられている特
    許請求の範囲第１７項記載の装置。
19. （１９）ワークポストにこぼれた液体を集める為の装置
    を備え該装置が、前記ワークテーブル下に配置された単
    一の漏斗によって形成されていると共に、前記層流滅菌
    回路に連通する横方向オリフィスを備えている特許請求
    の範囲第１項又は第２項に記載の装置。
20. （２０）通常の実験又は必要に応じ規定された特別の実
    験のプロトコールに従って全操作を制御するマイクロプ
    ロセッサーを備えており、該マイクロプロセッサーは又
    データ処理をも行なえる特許請求の範囲第１項又は第２
    項記載の装置。