JP7486160B2 - Cell culture device and cell culture method - Google Patents
Cell culture device and cell culture method Download PDFInfo
- Publication number
- JP7486160B2 JP7486160B2 JP2020090633A JP2020090633A JP7486160B2 JP 7486160 B2 JP7486160 B2 JP 7486160B2 JP 2020090633 A JP2020090633 A JP 2020090633A JP 2020090633 A JP2020090633 A JP 2020090633A JP 7486160 B2 JP7486160 B2 JP 7486160B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pipette
- chemical solution
- teaching point
- culture vessel
- dish
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Description
本開示は、細胞を培養する細胞培養装置および細胞培養方法に関する。 This disclosure relates to a cell culture device and a cell culture method for culturing cells.
例えば特許文献1には、細胞を培養するための作業を自動化した細胞培養システムが開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a cell culture system that automates the work required to culture cells.
この細胞培養システムについて、図13、図14を用いて簡単に説明する。図13は、特許文献1の細胞培養システムのロボットの一例を示す側面図である。図14は、図13に示したロボットが培地ボトルを把持して行う吸引操作の一例を示す側面図である。 This cell culture system will be briefly described with reference to Figures 13 and 14. Figure 13 is a side view showing an example of a robot in the cell culture system of Patent Document 1. Figure 14 is a side view showing an example of a suction operation performed by the robot shown in Figure 13 while gripping a medium bottle.
特許文献1の細胞培養システムは、図13に示すように、細胞を培養するための作業を行うロボット5を有する。図示は省略するが、ロボット5は、細胞の培養に用いられる複数の機器とともに、開閉可能な複数の扉を備えた収容部に収容されている。 As shown in FIG. 13, the cell culture system of Patent Document 1 has a robot 5 that performs operations for culturing cells. Although not shown in the figure, the robot 5 is housed in a housing unit equipped with multiple doors that can be opened and closed, together with multiple devices used for culturing cells.
例えば、細胞が培養されている培地ボトル41に注入された薬液の吸引を行う場合、まず、ロボット5は、図14に示すように、ピペット装置21を固定台31に固定する。ピペット装置21は、予め設定された量の薬液の吸引および注入を行う装置である。 For example, when aspirating a medicinal liquid injected into a medium bottle 41 in which cells are being cultured, the robot 5 first fixes the pipette device 21 to the fixed base 31 as shown in FIG. 14. The pipette device 21 is a device that aspirates and injects a preset amount of medicinal liquid.
そして、ロボット5は、図14に示すように、キャップが取り外された培地ボトル41をハンド6により把持し、その培地ボトル41をピペット装置21の先端に移動させる。 Then, as shown in FIG. 14, the robot 5 grasps the medium bottle 41 from which the cap has been removed with the hand 6 and moves the medium bottle 41 to the tip of the pipette device 21.
この状態において、吸引ボタン22が操作されると、培地ボトル41からピペット装置21に、剥離された細胞を含む薬液が吸引される。 In this state, when the suction button 22 is operated, the medicinal solution containing the detached cells is aspirated from the culture medium bottle 41 into the pipette device 21.
本開示の一態様の目的は、細胞の継代工程において、培養容器から効率よく細胞を剥離し、回収することができる細胞培養装置および細胞培養方法を提供することである。 The objective of one aspect of the present disclosure is to provide a cell culture device and a cell culture method that can efficiently detach and recover cells from a culture vessel during a cell passaging process.
本開示の一態様に係る細胞培養装置は、細胞が培養されており、円形の底面形状を有する培養容器を所定角度傾斜させる容器揺動部と、前記培養容器が傾斜した状態において、ピペットを移動させながら前記ピペット内の薬液を前記培養容器に注入する薬液注入動作、および、前記培養容器から前記細胞が含まれた前記薬液を前記ピペット内に吸引する薬液吸引動作を行うロボットと、を有し、前記薬液注入動作における前記ピペットの軌跡を、前記所定角度と、前記培養容器に注入される前記薬液の量と、前記ピペットの吐出口の幅と、傾斜した前記培養容器の上面視において前記培養容器の底面と側面との境界となる円周上にあって、傾斜した前記培養容器の側面視において最も低い位置である第1教示点と、前記円周上にあって、前記円周と、前記培養容器の底面を分割する線分との交点である第2教示点および第3教示点と、に基づいて決定する。 A cell culture device according to one aspect of the present disclosure includes a container rocking unit that tilts a culture container having a circular bottom shape in which cells are cultured, at a predetermined angle, and a robot that performs a chemical solution injection operation in which a pipette is moved while the culture container is tilted, while the culture container is in a tilted state, to inject a chemical solution in the pipette into the culture container, and a chemical solution suction operation in which the chemical solution containing the cells is sucked from the culture container into the pipette, and the trajectory of the pipette in the chemical solution injection operation is determined based on the predetermined angle, the amount of the chemical solution injected into the culture container, the width of the outlet of the pipette, a first teaching point that is on a circumference that is the boundary between the bottom and side of the tilted culture container in a top view of the tilted culture container and is the lowest position in a side view of the tilted culture container, and second and third teaching points that are on the circumference and are intersections of the circumference and a line segment that divides the bottom of the culture container.
本開示の一態様に係る細胞培養方法は、ピペットを移動させながら前記ピペット内の薬液を細胞が培養されており、円形の底面形状を有する培養容器に注入する薬液注入動作、および、前記培養容器から前記細胞が含まれた前記薬液を前記ピペット内に吸引する薬液吸引動作を行う装置が行う細胞培養方法であって、前記薬液注入動作および前記薬液吸引動作を、前記培養容器が所定角度傾斜された状態で行い、前記薬液注入動作における前記ピペットの軌跡を、前記所定角度と、前記培養容器に注入される前記薬液の量と、前記ピペットの吐出口の幅と、傾斜した前記培養容器の上面視において前記培養容器の底面と側面との境界となる円周上にあって、傾斜した前記培養容器の側面視において最も低い位置である第1教示点と、前記円周上にあって、前記円周と、前記培養容器の底面を分割する線分との交点である第2教示点および第3教示点と、に基づいて決定する。
A cell culture method according to one aspect of the present disclosure is a cell culture method performed by an apparatus that performs a chemical solution injection operation in which a chemical solution in a pipette is injected into a culture vessel having a circular bottom shape in which cells are cultured, while moving the pipette, and a chemical solution suction operation in which the chemical solution containing the cells is sucked from the culture vessel into the pipette, wherein the chemical solution injection operation and the chemical solution suction operation are performed with the culture vessel tilted at a predetermined angle, and a trajectory of the pipette in the chemical solution injection operation is determined based on the predetermined angle, the amount of the chemical solution injected into the culture vessel, the width of the outlet of the pipette, a first teaching point that is on a circumference that is the boundary between the bottom and side of the tilted culture vessel in a top view of the tilted culture vessel and is the lowest position in a side view of the tilted culture vessel, and second and third teaching points that are on the circumference and are intersections of the circumference and a line segment that divides the bottom of the culture vessel.
本開示によれば、細胞の継代工程において、培養容器から効率よく細胞を剥離し、回収することができる。 According to the present disclosure, cells can be efficiently detached and recovered from a culture vessel during the cell passaging process.
(従来の課題)
細胞が培養されている培養容器(以下、単に容器ともいう)を移し替える継代工程において必要となる細胞の剥離動作を実施する場合、剥離させるための薬液を、細胞が接着している容器の底面の全面に勢いよく塗布する必要がある。
(Conventional Issues)
When performing the cell detachment operation required in the passaging process in which cells are transferred to another culture vessel (hereinafter simply referred to as vessel), the chemical solution for detachment must be vigorously applied to the entire bottom surface of the vessel to which the cells are adhered.
薬液の塗布の勢いは、薬液の注入速度またはピペットの移動速度のいずれかを上げることによって増すことができる。薬液の注入速度を上げると、容器に注入された薬液が跳ね返るおそれがあるため、ピペットの移動速度を上げる方が望ましい。 The force of application of the liquid can be increased by either increasing the injection speed of the liquid or the speed of the pipette movement. Increasing the injection speed of the liquid may cause the liquid injected into the container to bounce back, so it is preferable to increase the pipette movement speed.
例えば特許文献1の構成では、上述したとおり、ロボットが容器(培地ボトル41)を把持し、動かす。よって、相対的にピペットの移動速度を上げると、容器を素早く動かした際に薬液が容器からこぼれるおそれがある。特に、容器が、開口部が広く、深さが浅いディッシュである場合、特許文献1の構成では、薬液がこぼれる可能性が高くなる。よって、容器から効率よく細胞を剥離し、回収することができないおそれがある。 For example, in the configuration of Patent Document 1, as described above, the robot grasps and moves the container (medium bottle 41). Therefore, if the movement speed of the pipette is increased relatively, there is a risk that the drug solution will spill out of the container when the container is moved quickly. In particular, if the container is a dish with a wide opening and a shallow depth, the configuration of Patent Document 1 increases the possibility of the drug solution spilling. Therefore, there is a risk that the cells cannot be efficiently detached and recovered from the container.
(実施の形態)
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図において共通する構成要素については同一の符号を付し、それらの説明は適宜省略する。
(Embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In addition, common components in the various drawings are denoted by the same reference numerals, and descriptions thereof will be omitted as appropriate.
まず、本実施の形態に係る細胞培養装置50について、図1、図2A、図2Bを用いて説明する。図1は、細胞培養装置50の斜視図である。図2Aは、細胞培養装置50の正面図である。図2Bは、細胞培養装置50の上面図(平面図)である。 First, the cell culture device 50 according to the present embodiment will be described with reference to Figures 1, 2A, and 2B. Figure 1 is a perspective view of the cell culture device 50. Figure 2A is a front view of the cell culture device 50. Figure 2B is a top view (plan view) of the cell culture device 50.
細胞培養装置50の全体は、図示しないカバーで覆われている。カバーは、開口部を有しており、密閉型ではないキャビネット構造である。 The entire cell culture device 50 is covered with a cover (not shown). The cover has an opening and is a cabinet structure that is not sealed.
細胞培養装置50は、ロボット51を有する。ロボット51(より具体的には、後述するツールチェンジャ52)は、矢印Xで示す水平方向(以下、X軸という)、矢印Yで示す奥行き方向(以下、Y軸という)、矢印Zで示す垂直方向(以下、Z軸という)に移動することが可能な3軸の直行ロボットである。 The cell culture device 50 has a robot 51. The robot 51 (more specifically, a tool changer 52, described later) is a three-axis orthogonal robot that can move in the horizontal direction indicated by the arrow X (hereinafter referred to as the X-axis), the depth direction indicated by the arrow Y (hereinafter referred to as the Y-axis), and the vertical direction indicated by the arrow Z (hereinafter referred to as the Z-axis).
ロボット51は、Z軸の先端にツールチェンジャ52を備える。ツールチェンジャ52は、培養容器把持ツール53および薬液吸引/注入ツール54のそれぞれに対して着脱可能である。これにより、ロボット51は、細胞培養に必要なディッシュ(培養容器の一例)71やピペット76などを把持し、搬送することができる。すなわち、細胞培養装置50は、培養容器の搬送や薬液の吸引/注入を自動で行うことができる。 The robot 51 is equipped with a tool changer 52 at the tip of the Z axis. The tool changer 52 is detachable from each of the culture vessel gripping tool 53 and the chemical solution suction/injection tool 54. This allows the robot 51 to grip and transport dishes (an example of a culture vessel) 71 and pipettes 76 required for cell culture. In other words, the cell culture device 50 can automatically transport culture vessels and suction/inject chemical solutions.
ここで、図3を用いて、培養容器把持ツール53について説明する。図3は、ツールチェンジャ52および培養容器把持ツール53の概略図である。 Here, the culture vessel gripping tool 53 will be described with reference to FIG. 3. FIG. 3 is a schematic diagram of the tool changer 52 and the culture vessel gripping tool 53.
ツールチェンジャ52は、フレーム55、モータ56、シリンダ57、チャック爪58a、58bを有する。図3では、ツールチェンジャ52と培養把持ツール53とが接続されていない状態を示している。ツールチェンジャ52は、図中の下方向に移動し、培養把持ツール53と接続される。 The tool changer 52 has a frame 55, a motor 56, a cylinder 57, and chuck jaws 58a and 58b. Figure 3 shows a state in which the tool changer 52 and the culture gripping tool 53 are not connected. The tool changer 52 moves downward in the figure and connects with the culture gripping tool 53.
なお、ツールチェンジャ52が培養容器把持ツール53と接続されている場合、フレーム55に備えられているモータ56およびシリンダ57は動作しない。モータ56、シリンダ57の動作については、後述する。 When the tool changer 52 is connected to the culture vessel gripping tool 53, the motor 56 and cylinder 57 provided on the frame 55 do not operate. The operation of the motor 56 and cylinder 57 will be described later.
培養容器把持ツール53は、ディッシュ71を把持/解放(切り離し)するツールである。培養容器把持ツール53は、フレーム61、シリンダ62、チャック爪63a、63bを有する。フレーム61にはシリンダ62が接続されている。シリンダ62にはチャック爪63a、63bが接続されている。 The culture vessel gripping tool 53 is a tool that grips/releases (detaches) the dish 71. The culture vessel gripping tool 53 has a frame 61, a cylinder 62, and chuck jaws 63a and 63b. The cylinder 62 is connected to the frame 61. The chuck jaws 63a and 63b are connected to the cylinder 62.
シリンダ62は、ツールチェンジャ52から送られてくる圧縮空気によってチャック爪63a、63bを開閉する。これにより、ディッシュ71は、培養容器把持ツール53によって把持されたり、培養容器把持ツール53から解放されたりする。図中の両矢印は、チャック爪63a、63bの開方向および閉方向を示している。 The cylinder 62 opens and closes the chuck jaws 63a and 63b using compressed air sent from the tool changer 52. This allows the dish 71 to be gripped by the culture vessel gripping tool 53 or released from the culture vessel gripping tool 53. The double-headed arrows in the figure indicate the opening and closing directions of the chuck jaws 63a and 63b.
次に、図4を用いて、薬液吸引/注入ツール54について説明する。図4は、ツールチェンジャ52および薬液吸引/注入ツール54の概略図である。 Next, the chemical suction/injection tool 54 will be described with reference to FIG. 4. FIG. 4 is a schematic diagram of the tool changer 52 and the chemical suction/injection tool 54.
薬液吸引/注入ツール54は、使い捨てのピペット76に対して着脱可能である、薬液の吸引/注入を行うツールである。薬液吸引/注入ツール54は、フレーム64、シリンダ65、プランジャー66、ピストン67を有する。フレーム64には、シリンダ65、プランジャー66、ピストン67が設けられている。 The liquid medicine aspirating/injecting tool 54 is a tool that is detachable from the disposable pipette 76 and is used to aspirate/inject liquid medicine. The liquid medicine aspirating/injecting tool 54 has a frame 64, a cylinder 65, a plunger 66, and a piston 67. The frame 64 is provided with the cylinder 65, the plunger 66, and the piston 67.
図4では、ツールチェンジャ52と薬液吸引/注入ツール54とが接続されていない状態を示している。ツールチェンジャ52は、図中の下方向に移動し、薬液吸引/注入ツール54と接続される。 Figure 4 shows a state in which the tool changer 52 and the chemical suction/injection tool 54 are not connected. The tool changer 52 moves downward in the figure and connects to the chemical suction/injection tool 54.
ツールチェンジャ52が薬液吸引/注入ツール54と接続されている状態において、モータ56の駆動によりシリンダ57が下降すると、圧縮空気によりチャック爪58a、58bが閉じる。これにより、プランジャー66がチャック爪58a、58bに挟まれる。 When the tool changer 52 is connected to the liquid suction/injection tool 54, the motor 56 drives the cylinder 57 to move down, causing the chuck jaws 58a and 58b to close with compressed air. This causes the plunger 66 to be clamped between the chuck jaws 58a and 58b.
その後、ピペット76が薬液中に浸かっている状態において、モータ56の駆動によりシリンダ57が上昇すると、ピペット76内に薬液が吸い上げられる。 Then, when the cylinder 57 rises as the motor 56 drives it while the pipette 76 is immersed in the liquid medicine, the liquid medicine is sucked up into the pipette 76.
その後、ピペット76に薬液が吸い上げられている状態において、モータ56の駆動によりシリンダ57が下降すると、ピペット76から薬液が吐出される。 After that, when the cylinder 57 is lowered by driving the motor 56 while the liquid medicine is being drawn up into the pipette 76, the liquid medicine is discharged from the pipette 76.
薬液吸引/注入ツール54をツールチェンジャ52から解放する場合、圧縮空気によりシリンダ57がチャック爪58a、58bを開いた後、モータ56の駆動によりシリンダ57を上昇させる。 When releasing the chemical suction/injection tool 54 from the tool changer 52, the cylinder 57 opens the chuck jaws 58a, 58b using compressed air, and then the motor 56 drives the cylinder 57 to rise.
以上、培養容器把持ツール53および薬液吸引/注入ツール54について説明した。以下、図1、図2A、図2Bの説明に戻る。 Above, we have explained the culture vessel gripping tool 53 and the drug solution suction/injection tool 54. Below, we return to the explanation of Figures 1, 2A, and 2B.
容器揺動部81は、モータを内蔵したステージである。容器揺動部81は、モータの駆動によりステージに積載された培養容器であるディッシュ71を揺動する。 The container rocking unit 81 is a stage with a built-in motor. The container rocking unit 81 rocks the dish 71, which is a culture container, loaded on the stage by driving the motor.
薬液保存部82は、薬液保存容器77(例えば、遠沈管等)を保持するスタンドである。薬液保存部82は複数の収容部を有し、各収容部には薬液保存容器77が1つずつ挿入される。 The liquid medicine storage unit 82 is a stand that holds a liquid medicine storage container 77 (e.g., a centrifuge tube, etc.). The liquid medicine storage unit 82 has multiple storage compartments, and one liquid medicine storage container 77 is inserted into each storage compartment.
容器入出庫部83は、複数のディッシュ71を保持する。容器入出庫部83は、4つの棒状部材を有し、それら棒状部材により、段積みされる複数のディッシュ71の位置決めを行う。 The container loading/unloading section 83 holds multiple dishes 71. The container loading/unloading section 83 has four rod-shaped members that position the multiple dishes 71 stacked in layers.
消耗品供給部84は、ピペット76を保持するスタンドである。消耗品供給部84は複数の収容部を有し、各収容部にはピペット76が1つずつ挿入される。 The consumables supply unit 84 is a stand that holds the pipettes 76. The consumables supply unit 84 has multiple storage compartments, and one pipette 76 is inserted into each storage compartment.
廃液部85は、ピペット76内に吸引された薬液が廃液される貯留部(図示略)に通じた開口部である。貯留部は、細胞培養装置50の架台下に設置されている。 The waste liquid section 85 is an opening that leads to a storage section (not shown) where the chemical liquid aspirated into the pipette 76 is discharged. The storage section is installed under the stand of the cell culture device 50.
廃棄部86は、廃棄ボックス(図示略)に通じた開口部である。廃棄ボックスは、使用済みのピペット76やディッシュ71の収容部であり、細胞培養装置50の架台下に設置されている。廃棄部86は、圧縮空気により開閉される。例えば、廃棄部86は、ピペット76やディッシュ71の廃棄が行われるときのみ、開口する。これにより、廃棄ボックスで発生しうる雑菌による汚染を低減することができる。 The waste section 86 is an opening that leads to a waste box (not shown). The waste box is a storage section for used pipettes 76 and dishes 71, and is installed under the stand of the cell culture device 50. The waste section 86 is opened and closed by compressed air. For example, the waste section 86 opens only when the pipettes 76 and dishes 71 are to be disposed of. This makes it possible to reduce contamination by germs that may occur in the waste box.
以上、細胞培養装置50について説明した。 The above describes the cell culture device 50.
次に、細胞培養装置50が行う基本動作について説明する。この基本動作は、細胞が培養されているディッシュ71に薬液を注入して細胞をディッシュ71から剥離し、その細胞を含む薬液を回収する動作である。 Next, the basic operation performed by the cell culture device 50 will be described. This basic operation is to inject a chemical solution into the dish 71 in which cells are cultured, to detach the cells from the dish 71, and to recover the chemical solution containing the cells.
まず、細胞培養装置50の操作者(図示略)は、継代に必要な薬液を薬液保存部82の各薬液保存容器77にセットする。また、操作者は、ピペット76を消耗品供給部84にセットする。そして、操作者は、細胞が培養されている継代元(播種元)のディッシュ71(以下、継代元ディッシュという)と、細胞を播種する継代先(播種先)のディッシュ71(以下、継代先ディッシュという)とを容器入出庫部83にセットする。これらのセットが終わった後、操作者は、細胞培養装置50の操作部(図示略)において、ロボット51に動作を開始させるための操作を行う。 First, the operator (not shown) of the cell culture device 50 sets the chemicals required for passaging in each chemical storage container 77 in the chemical storage section 82. The operator also sets the pipette 76 in the consumables supply section 84. The operator then sets the source (seeding source) dish 71 (hereinafter referred to as the source dish) in which the cells are cultured and the destination (seeding destination) dish 71 (hereinafter referred to as the destination dish) in which the cells are to be seeded in the container loading/unloading section 83. After completing these settings, the operator performs an operation on the operation section (not shown) of the cell culture device 50 to start the robot 51 operating.
次に、ロボット51は、ツールチェンジャ52に培養容器把持ツール53を接続する。その後、ロボット51は、ツールチェンジャ52を容器入出庫部83に移動させる。 Next, the robot 51 connects the culture vessel gripping tool 53 to the tool changer 52. After that, the robot 51 moves the tool changer 52 to the vessel loading/unloading section 83.
次に、ロボット51は、培養容器把持ツール53により継代元ディッシュを把持し、その継代元ディッシュを容器揺動部81へ搬送し、容器揺動部81に載置する。 Next, the robot 51 grasps the source passage dish with the culture vessel grasping tool 53, transports the source passage dish to the vessel rocking unit 81, and places it on the vessel rocking unit 81.
次に、ロボット51は、ツールチェンジャ52から培養容器把持ツール53を解放する。そして、ロボット51は、ツールチェンジャ52に薬液吸引/注入ツール54を接続する。 Next, the robot 51 releases the culture vessel gripping tool 53 from the tool changer 52. Then, the robot 51 connects the drug solution suction/injection tool 54 to the tool changer 52.
次に、ロボット51は、ツールチェンジャ52を消耗品供給部84に移動させる。そして、ロボット51は、消耗品供給部84に収容されているピペット76を、薬液吸引/注入ツール54に取り付ける。 Next, the robot 51 moves the tool changer 52 to the consumables supply unit 84. The robot 51 then attaches the pipette 76 stored in the consumables supply unit 84 to the drug solution suction/injection tool 54.
次に、ロボット51は、ツールチェンジャ52を容器揺動部81へ移動させる。そして、ロボット51は、薬液吸引/注入ツール54を用いて、容器揺動部81に載置されている継代元ディッシュからピペット76内へ薬液を吸引する。 Next, the robot 51 moves the tool changer 52 to the container shaking unit 81. Then, the robot 51 uses the drug solution suction/injection tool 54 to aspirate the drug solution from the source dish placed on the container shaking unit 81 into the pipette 76.
次に、ロボット51は、ツールチェンジャ52を廃液部85へ移動させ、ピペット76内の薬液を廃液する。 Next, the robot 51 moves the tool changer 52 to the waste liquid section 85 and drains the chemical liquid from the pipette 76.
次に、ロボット51は、ツールチェンジャ52を廃棄部86へ移動させ、薬液吸引/注入ツール54に取り付けられているピペット76を廃棄する。 Next, the robot 51 moves the tool changer 52 to the disposal section 86 and discards the pipette 76 attached to the drug solution suction/injection tool 54.
次に、ロボット51は、ツールチェンジャ52を消耗品供給部84へ移動させ、薬液吸引/注入ツール54に新たなピペット76を取り付ける。 Next, the robot 51 moves the tool changer 52 to the consumables supply section 84 and attaches a new pipette 76 to the drug solution suction/injection tool 54.
次に、ロボット51は、ツールチェンジャ52を薬液保存部82へ移動させる。そして、ロボット51は、薬液吸引/注入ツール54を用いて、細胞を剥離させるための薬液(以下、剥離剤ともいう)を薬液保存容器77からピペット76内へ吸引する。 Next, the robot 51 moves the tool changer 52 to the drug solution storage unit 82. Then, the robot 51 uses the drug solution suction/injection tool 54 to aspirate the drug solution for detaching the cells (hereinafter also referred to as the detachment agent) from the drug solution storage container 77 into the pipette 76.
次に、ロボット51は、ツールチェンジャ52を容器揺動部81へ移動させる。そして、ロボット51は、薬液吸引/注入ツール54を用いて、ピペット76内の剥離剤を継代元ディッシュへ注入する。これにより、細胞は剥離剤中に浮遊した状態となる。すなわち、細胞の剥離が行われる。 Next, the robot 51 moves the tool changer 52 to the container shaking unit 81. Then, the robot 51 uses the liquid suction/injection tool 54 to inject the detachment agent in the pipette 76 into the source dish. This causes the cells to become suspended in the detachment agent. In other words, the cells are detached.
次に、ロボット51は、薬液吸引/注入ツール54を用いて、細胞を含む剥離剤(以下、細胞含有剥離剤という)をピペット76内へ吸引する。 Next, the robot 51 uses the chemical suction/injection tool 54 to aspirate the detachment agent containing the cells (hereinafter referred to as the cell-containing detachment agent) into the pipette 76.
次に、ロボット51は、ツールチェンジャ52を薬液保存部82へ移動させる。そして、ロボット51は、薬液吸引/注入ツール54を用いて、細胞含有剥離剤をピペット76から薬液保存容器77へ注入する。これにより、細胞が回収される。 Next, the robot 51 moves the tool changer 52 to the chemical solution storage section 82. Then, the robot 51 uses the chemical solution suction/injection tool 54 to inject the cell-containing detachment agent from the pipette 76 into the chemical solution storage container 77. This allows the cells to be recovered.
次に、ロボット51は、ツールチェンジャ52から薬液吸引/注入ツール54を解放する。そして、ロボット51は、ツールチェンジャ52に培養容器把持ツール53を接続する。 Next, the robot 51 releases the drug solution suction/injection tool 54 from the tool changer 52. Then, the robot 51 connects the culture vessel gripping tool 53 to the tool changer 52.
次に、ロボット51は、ツールチェンジャ52を容器揺動部81へ移動させる。そして、ロボット51は、培養容器把持ツール53を用いて、容器揺動部81に載置されている継代元ディッシュを把持する。 Next, the robot 51 moves the tool changer 52 to the vessel rocking unit 81. Then, the robot 51 uses the culture vessel gripping tool 53 to grip the source passage dish placed on the vessel rocking unit 81.
次に、ロボット51は、ツールチェンジャ52を廃棄部86へ移動させ、培養容器把持ツール53に取り付けられている継代元ディッシュを廃棄する。 Next, the robot 51 moves the tool changer 52 to the disposal section 86 and discards the source passage dish attached to the culture vessel gripping tool 53.
次に、ロボット51は、ツールチェンジャ52を容器入出庫部83に移動させる。そして、ロボット51は、培養容器把持ツール53により継代先ディッシュを把持し、その継代先ディッシュを容器揺動部81へ搬送し、容器揺動部81に載置する。 Next, the robot 51 moves the tool changer 52 to the container loading/unloading section 83. Then, the robot 51 grasps the passage destination dish with the culture container grasping tool 53, transports the passage destination dish to the container rocking section 81, and places it on the container rocking section 81.
次に、ロボット51は、ツールチェンジャ52から培養容器把持ツール53を解放する。そして、ロボット51は、ツールチェンジャ52に薬液吸引/注入ツール54を接続する。 Next, the robot 51 releases the culture vessel gripping tool 53 from the tool changer 52. Then, the robot 51 connects the drug solution suction/injection tool 54 to the tool changer 52.
次に、ロボット51は、ツールチェンジャ52を消耗品供給部84へ移動させ、薬液吸引/注入ツール54に新たなピペット76を取り付ける。 Next, the robot 51 moves the tool changer 52 to the consumables supply section 84 and attaches a new pipette 76 to the drug solution suction/injection tool 54.
次に、ロボット51は、ツールチェンジャ52を薬液保存部82へ移動させる。そして、ロボット51は、薬液吸引/注入ツール54を用いて、細胞含有剥離剤を薬液保存容器77からピペット76内へ吸引する。 Next, the robot 51 moves the tool changer 52 to the drug solution storage section 82. Then, the robot 51 uses the drug solution suction/injection tool 54 to aspirate the cell-containing detachment agent from the drug solution storage container 77 into the pipette 76.
次に、ロボット51は、ツールチェンジャ52を容器揺動部81へ移動させる。そして、ロボット51は、薬液吸引/注入ツール54を用いて、ピペット76内の細胞含有剥離剤を継代先ディッシュへ注入する。 Next, the robot 51 moves the tool changer 52 to the container shaking unit 81. Then, the robot 51 uses the liquid suction/injection tool 54 to inject the cell-containing detachment agent in the pipette 76 into the destination dish.
次に、ロボット51は、ツールチェンジャ52を廃棄部86へ移動させ、薬液吸引/注入ツール54に取り付けられているピペット76を廃棄する。 Next, the robot 51 moves the tool changer 52 to the disposal section 86 and discards the pipette 76 attached to the drug solution suction/injection tool 54.
次に、ロボット51は、ロボット51は、ツールチェンジャ52から薬液吸引/注入ツール54を解放する。そして、ロボット51は、ツールチェンジャ52に培養容器把持ツール53を接続する。 Next, the robot 51 releases the drug solution suction/injection tool 54 from the tool changer 52. Then, the robot 51 connects the culture vessel gripping tool 53 to the tool changer 52.
次に、ロボット51は、ツールチェンジャ52を容器揺動部81へ移動させる。そして、ロボット51は、培養容器把持ツール53を用いて、容器揺動部81に載置されている継代先ディッシュを把持する。 Next, the robot 51 moves the tool changer 52 to the vessel rocking unit 81. Then, the robot 51 uses the culture vessel gripping tool 53 to grip the passage destination dish placed on the vessel rocking unit 81.
次に、ロボット51は、ツールチェンジャ52を容器入出庫部83へ移動させ、培養容器把持ツール53から継代先ディッシュを解放する。 Next, the robot 51 moves the tool changer 52 to the container loading/unloading section 83 and releases the destination dish from the culture container gripping tool 53.
以上、細胞培養装置50の基本動作について説明した。 The above describes the basic operation of the cell culture device 50.
上述した基本動作では、より多くの細胞を剥離させ、効率よく細胞を回収する必要がある。そのためには、ディッシュ71に薬液の注入が行われる際、ピペット76から吐出される薬液がディッシュ71の底面全体に行き渡るようにロボット51を走査させることが望ましい。本実施の形態では、ロボット51による走査を、複数の教示点(詳細は後述)を指定することにより実現する。なお、本実施の形態でいう走査とは、複数の教示点に基づいて設定される軌跡に基づいて、ディッシュ71の底面に対してピペット76から薬液を吐出させながらピペット76(ツールチェンジャ52と言ってもよい)を移動させることをいう。また、走査は、薬液注入動作と言ってもよい。 In the basic operation described above, it is necessary to detach as many cells as possible and recover the cells efficiently. To achieve this, when injecting a chemical solution into the dish 71, it is desirable to scan the robot 51 so that the chemical solution discharged from the pipette 76 spreads over the entire bottom surface of the dish 71. In this embodiment, scanning by the robot 51 is achieved by specifying multiple teaching points (described in detail later). Note that scanning in this embodiment refers to moving the pipette 76 (which may also be called the tool changer 52) while discharging the chemical solution from the pipette 76 toward the bottom surface of the dish 71, based on a trajectory set based on the multiple teaching points. Scanning may also be called a chemical solution injection operation.
また、継代元ディッシュに注入された剥離剤は、継代元ディッシュに溜まる。よって、継代元ディッシュに一度に注入できる剥離剤の量(例えば、ピペット76で決まる)で継代元ディッシュの底面全体を走査するためには、注入動作に要する時間を考慮して、剥離剤の吐出速度を決定することが重要である。その一方で、剥離剤の注入量がピペットの容積内に収まるように剥離剤の吐出速度を抑えて走査を行うと、剥離剤による細胞の剥離効果が十分に得られない場合もある。 In addition, the detachment agent injected into the source dish accumulates in the source dish. Therefore, in order to scan the entire bottom surface of the source dish with the amount of detachment agent that can be injected into the source dish at one time (e.g., determined by the pipette 76), it is important to determine the discharge speed of the detachment agent taking into account the time required for the injection operation. On the other hand, if scanning is performed by suppressing the discharge speed of the detachment agent so that the injection amount of the detachment agent fits within the volume of the pipette, the detachment agent may not be effective enough to detach the cells.
そこで、本実施の形態の細胞培養装置50は、薬液注入動作の準備工程により、例えば、走査時におけるピペット76の軌跡を決定するための教示点や、剥離剤の吐出速度といった、動作パラメータを決定する。以下、図5を用いて、薬液注入動作の準備工程の流れについて説明する。図5は、薬液注入動作の準備工程を示すフローチャートである。 The cell culture device 50 of this embodiment determines operational parameters, such as teaching points for determining the trajectory of the pipette 76 during scanning and the release agent discharge speed, through a preparation process for the liquid chemical injection operation. The flow of the preparation process for the liquid chemical injection operation will be described below with reference to FIG. 5. FIG. 5 is a flowchart showing the preparation process for the liquid chemical injection operation.
なお、以下の説明では、図5に示す各ステップの主体を細胞培養装置50と記載するが、より具体的には、各ステップの主体は、細胞培養装置50における各種動作を制御する制御部(図示略)である。制御部は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等により構成される。CPUがROMから読み出したプログラムを、RAMを用いて実行することにより、図5に示すフローが実現される。なお、これは、後述する図10のフローの説明においても同様である。 In the following description, the subject of each step shown in FIG. 5 is described as the cell culture device 50, but more specifically, the subject of each step is a control unit (not shown) that controls various operations in the cell culture device 50. The control unit is composed of, for example, a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory). The flow shown in FIG. 5 is realized by the CPU reading a program from the ROM and executing it using the RAM. This also applies to the description of the flow in FIG. 10 described later.
まず、細胞培養装置50は、容器揺動部81により傾斜させられるディッシュ71(継代元ディッシュ)の角度を決定する(ステップS1)。この角度を、以下「傾斜角度D」という。 First, the cell culture device 50 determines the angle of the dish 71 (source dish) to be tilted by the container rocking unit 81 (step S1). This angle is hereinafter referred to as the "tilt angle D."
上述した基本動作では、剥離剤をディッシュ71に注入する前に、容器揺動部81が、ディッシュ71を傾斜させる。これにより、剥離剤がディッシュ71の片側(傾斜により低くなった側)に集められるため、剥離剤を吸引し易くなる。ステップS1では、このときの傾斜角度Dが決定される。傾斜角度Dは、水平面に対する傾斜角度である(図6参照)。 In the basic operation described above, before the release agent is injected into the dish 71, the container shaking unit 81 tilts the dish 71. This causes the release agent to gather on one side of the dish 71 (the side that is lower due to the tilt), making it easier to aspirate the release agent. In step S1, the tilt angle D at this time is determined. The tilt angle D is the tilt angle with respect to the horizontal plane (see Figure 6).
次に、細胞培養装置50は、継代元ディッシュに対する剥離剤の注入量を決定する(ステップS2)。 Next, the cell culture device 50 determines the amount of release agent to be injected into the source dish (step S2).
上述した基本動作において、継代元ディッシュへの剥離剤の注入量は多い方が好ましいが、継代元ディッシュに注入された剥離剤が継代元ディッシュに溜まり、また、剥離剤が収容されるピペット76の容量に制限がある。そのため、ステップS2では、例えば、ピペット76の容量が、継代元ディッシュへの剥離剤の注入量として決定される。 In the basic operation described above, it is preferable to inject a large amount of release agent into the source dish, but the release agent injected into the source dish accumulates in the source dish, and there is a limit to the capacity of the pipette 76 that contains the release agent. Therefore, in step S2, for example, the capacity of the pipette 76 is determined as the amount of release agent to be injected into the source dish.
次に、細胞培養装置50は、継代元ディッシュに溜まった剥離剤の液面高さを算出する(ステップS3)。ここでいう液面高さとは、決定された注入量の剥離剤を継代元ディッシュに注入し、その継代元ディッシュを、決定された傾斜角度Dだけ傾けたと仮定した場合の値である。 Next, the cell culture device 50 calculates the liquid level of the release agent accumulated in the source dish (step S3). The liquid level here is the value when it is assumed that the determined amount of release agent is injected into the source dish and the source dish is tilted by the determined tilt angle D.
図6に、剥離剤の液面高さの一例を模式的に示す。ステップS2で決定された量の剥離剤がディッシュ71に注入され、容器揺動部81によりステップS1で決定された傾斜角度Dだけディッシュ71が傾けられた場合、図6に示すように、剥離剤a(細胞含有剥離剤)は、ディッシュ71の片側(図中の左側)に集まる。ステップS3では、このときの剥離剤aの液面高さHを算出する。 Figure 6 shows a schematic example of the liquid level of the release agent. When the amount of release agent determined in step S2 is poured into the dish 71 and the dish 71 is tilted by the container rocking unit 81 at the tilt angle D determined in step S1, release agent a (cell-containing release agent) collects on one side of the dish 71 (the left side in the figure) as shown in Figure 6. In step S3, the liquid level H of release agent a at this time is calculated.
次に、継代元ディッシュ上においてピペット76の先端が配置されるべき位置として、第1教示点、第2教示点、および第3教示点を決定する(ステップS4)。 Next, the first teaching point, the second teaching point, and the third teaching point are determined as positions where the tip of the pipette 76 should be placed on the source dish (step S4).
第1教示点は、継代元ディッシュに溜まった剥離剤(細胞含有剥離剤)を吸引するときのピペット76の位置である。第2教示点および第3教示点は、走査が開始されるときのピペット76の位置である。第1教示点は、傾斜角度Dに基づいて決定される。例えば、第1教示点は、ディッシュ71の底面と側面の境界上でZ軸方向に一番低くなる点となる。第2教示点、第3教示点は、ディッシュ71の(底面の)形状に基づいて決定される。ディッシュ71の底面は円形状であるので、第2教示点および第3教示点は、ディッシュ71の底面と側面の境界上にあって、それらを結ぶ直線がディッシュ71の底面の円形状を半分に分割する点となる。 The first teaching point is the position of the pipette 76 when aspirating the detachment agent (cell-containing detachment agent) accumulated in the source dish. The second teaching point and the third teaching point are the positions of the pipette 76 when scanning begins. The first teaching point is determined based on the inclination angle D. For example, the first teaching point is the lowest point in the Z-axis direction on the boundary between the bottom and side of the dish 71. The second teaching point and the third teaching point are determined based on the shape (of the bottom) of the dish 71. Since the bottom of the dish 71 is circular, the second teaching point and the third teaching point are on the boundary between the bottom and side of the dish 71, and the straight line connecting them is a point that divides the circular shape of the bottom of the dish 71 in half.
図7に、第1教示点、第2教示点、および第3教示点一例を模式的に示す。図7の上図は側面図であり、図7の下図は上面図である。 Figure 7 shows a schematic example of the first teaching point, the second teaching point, and the third teaching point. The upper figure in Figure 7 is a side view, and the lower figure in Figure 7 is a top view.
図7に示すように、第1教示点Paは、傾けられたディッシュ71の上面視においてディッシュ71の底面とディッシュ71の側面との境界となる円周b(以下、単に円周bともいう)上にあって、傾けられたディッシュ71の側面視において最も低い位置である。これにより、ピペット76が剥離剤aをより確実に吸い上げることができる。円周bは、ディッシュ71の底面の円周と一致する。 As shown in FIG. 7, the first teaching point Pa is on a circumference b (hereinafter simply referred to as circumference b) that is the boundary between the bottom surface of the dish 71 and the side surface of the dish 71 when viewed from above, and is the lowest position when viewed from the side of the tilted dish 71. This allows the pipette 76 to more reliably suck up the stripping agent a. The circumference b coincides with the circumference of the bottom surface of the dish 71.
図7に示すように、第2教示点Pbおよび第3教示点Pcは、ディッシュ71の底面とディッシュ71の側面との境界となる円周b上にあって、その円周bと、ディッシュ71の底面を半分に分割する仮想線分(図中の一点鎖線参照)とが交差する2点である。 As shown in FIG. 7, the second teaching point Pb and the third teaching point Pc are located on a circumference b that is the boundary between the bottom surface of the dish 71 and the side surface of the dish 71, and are two points where the circumference b intersects with an imaginary line segment (see the dashed line in the figure) that divides the bottom surface of the dish 71 in half.
詳細は後述するが、第1教示点Pa、第2教示点Pb、第3教示点Pcは、走査時におけるピペット76の軌跡を決定するために用いられる。 As will be described in more detail later, the first teaching point Pa, the second teaching point Pb, and the third teaching point Pc are used to determine the trajectory of the pipette 76 during scanning.
次に、細胞培養装置50は、ディッシュ71の円周(すなわち、上記円周b)を算出する(ステップS5)。 Next, the cell culture device 50 calculates the circumference of the dish 71 (i.e., the circumference b) (step S5).
上述したとおり、ステップS4で決定された第1教示点、第2教示点、および第3教示点は、円周b上にあるため、ステップS5では、ディッシュ71の円周を算出することができる。すなわち、円周bは、第1教示点、第2教示点、および第3教示点を通る円として決定される。 As described above, the first teaching point, the second teaching point, and the third teaching point determined in step S4 are on the circumference b, so in step S5, the circumference of the dish 71 can be calculated. In other words, the circumference b is determined as a circle that passes through the first teaching point, the second teaching point, and the third teaching point.
次に、細胞培養装置50は、ディッシュ71の底面における剥離剤の塗布幅に基づいて、第1教示点、第2教示点、および第3教示点以外の複数の教示点を算出する(ステップS6)。 Next, the cell culture device 50 calculates multiple teaching points other than the first teaching point, the second teaching point, and the third teaching point based on the application width of the release agent on the bottom surface of the dish 71 (step S6).
ここで算出される複数の教示点とは、円周b上にあって、第1教示点と第2教示点との間および第1教示点と第3教示点との第における複数の位置である。 The multiple teaching points calculated here are multiple positions on the circumference b between the first teaching point and the second teaching point and between the first teaching point and the third teaching point.
図8に、複数の教示点およびピペット76の先端の軌跡の一例を模式的に示す。ピペット76の先端(剥離剤の吐出口)と、ディッシュ71の底面とは非常に近い。そのため、ディッシュ71の底面において剥離剤が塗布される幅W(図8において、隣り合う黒丸間の距離)は、ピペット76の吐出口の内径と等しい(なお、図8では、図示を明瞭にするため、幅Wがピペット76の吐出口の内径よりも大きく図示している)。よって、ステップS6では、細胞培養装置50にとって既知である幅Wと、ステップS5で算出された円周bとに基づいて、円周b上における第1教示点Paと第2教示点Pbとの間の複数の教示点Pf、および、円周b上における第1教示点Paと第3教示点Pcとの間の複数の教示点Pgが算出される。 Figure 8 shows a schematic example of a trajectory of the tip of the pipette 76 and the multiple teaching points. The tip of the pipette 76 (the release agent outlet) and the bottom surface of the dish 71 are very close to each other. Therefore, the width W (the distance between adjacent black circles in Figure 8) where the release agent is applied on the bottom surface of the dish 71 is equal to the inner diameter of the outlet of the pipette 76 (note that in Figure 8, the width W is illustrated as being larger than the inner diameter of the outlet of the pipette 76 for clarity). Therefore, in step S6, multiple teaching points Pf between the first teaching point Pa and the second teaching point Pb on the circumference b, and multiple teaching points Pg between the first teaching point Pa and the third teaching point Pc on the circumference b are calculated based on the width W known to the cell culture device 50 and the circumference b calculated in step S5.
細胞培養装置50は、複数の教示点Pf、Pg、第1教示点Pa、第2教示点Pb、第3教示点Pcに基づいて、走査時におけるピペット76の軌跡(図8の下図における点線の各矢印参照)を決定する。 The cell culture device 50 determines the trajectory of the pipette 76 during scanning (see the dotted arrows in the lower diagram of Figure 8) based on multiple teaching points Pf, Pg, the first teaching point Pa, the second teaching point Pb, and the third teaching point Pc.
上述したとおり、薬液の塗布の勢いは、薬液の注入速度またはピペット76の移動速度のいずれかを上げることによって増すことができる。薬液の注入速度を上げると、ディッシュ71に注入された薬液が跳ね返るおそれがあるため、ピペット76の移動速度を上げる方が望ましい。 As described above, the force of application of the chemical solution can be increased by increasing either the injection speed of the chemical solution or the movement speed of the pipette 76. Increasing the injection speed of the chemical solution may cause the chemical solution injected into the dish 71 to bounce back, so it is preferable to increase the movement speed of the pipette 76.
そこで、ピペット76を最高速度で動作させて、算出された全ての教示点を通過するのに要する時間を算出する。この時間内にピペット76の容量分の剥離剤をディッシュ71に注入することから、剥離剤の吐出速度が決定される。 Then, the pipette 76 is operated at maximum speed, and the time required to pass through all the calculated teaching points is calculated. The release agent discharge speed is determined by injecting the capacity of the pipette 76 into the dish 71 within this time.
次に、細胞培養装置50は、ディッシュ71の底面の領域を分割する(ステップS7)。 Next, the cell culture device 50 divides the area of the bottom surface of the dish 71 (step S7).
剥離剤は、傾斜角度D分傾けられたディッシュ71の上方側から注入される。そのため、ディッシュ71の下方側には、注入された剥離剤が溜まる。これにより、ディッシュ71の底面には、剥離剤に浸かる領域(以下、浸漬領域という)と、剥離剤に浸からない領域(以下、非浸漬領域)とが形成される。浸漬領域では、注入される剥離剤の勢いが、溜まった剥離剤の液面で抑制されることにより、細胞を剥離させる効果が低下する。したがって、走査時においてピペット76の先端が浸漬領域に到達した時点で、一度注入された剥離剤を回収し、その後、走査が行われていない領域(例えば、図9に示す浸漬領域A)に対して走査を行うことが望ましい。 The release agent is injected from the upper side of the dish 71 tilted by an angle of inclination D. Therefore, the injected release agent accumulates on the lower side of the dish 71. As a result, an area immersed in the release agent (hereinafter referred to as the immersed area) and an area not immersed in the release agent (hereinafter referred to as the non-immersed area) are formed on the bottom surface of the dish 71. In the immersed area, the momentum of the injected release agent is suppressed by the liquid surface of the accumulated release agent, thereby reducing the effect of releasing the cells. Therefore, when the tip of the pipette 76 reaches the immersed area during scanning, it is desirable to recover the release agent once injected and then scan the area not scanned (for example, the immersed area A shown in FIG. 9).
そこで、ピペット76により走査が行われるディッシュ71の底面の領域を、図9に示すように、浸漬領域Aと、非浸漬領域Bとに分割する。浸漬領域Aと非浸漬領域Bとの境界の位置は、ステップS3で算出された液面高さHと、ステップS5で算出された円周bとに基づいて、算出することができる。ステップS7では、浸漬領域Aと非浸漬領域Bとの境界の位置と、円周bとが交わる点が、交点Pd、Peとして決定される。 The area of the bottom surface of the dish 71 where scanning is performed by the pipette 76 is divided into an immersed area A and a non-immersed area B, as shown in FIG. 9. The position of the boundary between the immersed area A and the non-immersed area B can be calculated based on the liquid level height H calculated in step S3 and the circumference b calculated in step S5. In step S7, the points where the position of the boundary between the immersed area A and the non-immersed area B intersects with the circumference b are determined as the intersection points Pd and Pe.
以上、薬液注入動作の準備工程について説明した。 The above explains the preparation process for the drug injection operation.
細胞培養装置50は、上述した薬液注入動作の準備工程の後、実際にディッシュ71(継代元ディッシュ)に対して剥離剤を注入する動作(以下、薬液注入動作という)を行う。薬液注入動作では、細胞をディッシュ71から剥離させるため、薬液注入動作の準備工程で求められた教示点に基づいて走査が行われる。 After the preparation process for the chemical injection operation described above, the cell culture device 50 actually performs an operation of injecting a release agent into the dish 71 (source dish for passage) (hereinafter, referred to as the chemical injection operation). In the chemical injection operation, scanning is performed based on the teaching points obtained in the preparation process for the chemical injection operation to release the cells from the dish 71.
この薬液注入動作について、図10を用いて以下に説明する。図10は、薬液注入動作のフローチャートである。ここでは例として、図10のフローは、ディッシュ71が図9に示すように傾けられた状態で開始されるとする。 This liquid medicine injection operation will be described below with reference to FIG. 10. FIG. 10 is a flowchart of the liquid medicine injection operation. As an example, the flow in FIG. 10 is started with the dish 71 tilted as shown in FIG. 9.
まず、細胞培養装置50は、ロボット51を用いて走査を行い、非浸漬領域B(図9の下図参照)に剥離剤を注入する(ステップS8)。 First, the cell culture device 50 scans using the robot 51 and injects the release agent into the non-immersed area B (see the lower diagram in Figure 9) (step S8).
具体的には、ロボット51は、教示点Pb、Pcのいずれか一方を始点とし、交点Pd、Peのいずれか一方を終点とし、始点から、教示点Pb、Pcのうち開始点ではない方、図5のステップS6で求められた複数の教示点(例えば、図9において、複数の教示点PfのうちPbとPdの間の教示点、複数の今日時点PgのうちPcとPeの間の教示点)、交点Pd、Peのうち終点ではない方を経由して終点に至る軌跡(図11の下図における点線の各矢印参照)に沿って走査を行う。これにより、非浸漬領域Bに剥離剤が注入される。 Specifically, the robot 51 starts from one of the teaching points Pb and Pc and ends at one of the intersection points Pd and Pe, and scans along a trajectory (see the dotted arrows in the lower diagram of FIG. 11) that passes through the teaching points Pb and Pc that are not the starting point, the multiple teaching points determined in step S6 of FIG. 5 (for example, in FIG. 9, the teaching point between Pb and Pd among the multiple teaching points Pf, and the teaching point between Pc and Pe among the multiple current time points Pg), and the intersection point Pd and Pe that are not the end point, to the end point. This causes the remover to be injected into the non-immersed area B.
次に、細胞培養装置50は、ピペット76の先端が終点(交点Pd、Peのいずれか)に到達したら、一旦剥離剤の注入を中断し、ピペット76の先端を教示点Paに移動させ、そこでディッシュ71に溜まった細胞含有剥離剤(図9等に示した剥離剤a)をピペット76内に吸引する(ステップS9)。このとき、注入量と同等の量の細胞含有剥離剤が吸い上げられる。 Next, when the tip of the pipette 76 reaches the end point (either the intersection point Pd or Pe), the cell culture device 50 temporarily stops injecting the release agent, moves the tip of the pipette 76 to the teaching point Pa, and aspirates the cell-containing release agent (release agent a shown in FIG. 9, etc.) that has accumulated in the dish 71 into the pipette 76 (step S9). At this time, an amount of cell-containing release agent equivalent to the amount injected is sucked up.
次に、細胞培養装置50は、ロボット51を用いて走査を行い、浸漬領域A(図9の下図参照)に剥離剤を注入する(ステップS10)。 Next, the cell culture device 50 scans using the robot 51 and injects the stripping agent into the immersion area A (see the lower diagram in Figure 9) (step S10).
具体的には、ロボット51は、教示点Paを始点とし、交点Pd、Peのいずれか一方を終点とし、始点から、図5のステップS6で求められた複数の教示点(例えば、図9において、複数の教示点PfのうちPaとPdの間の教示点、複数の教示点PgのうちPaとPeの間の教示点)、交点Pd、Peのうち終点ではない方を経由して終点に至る軌跡(図11の下図における点線の各矢印参照)に沿って走査を行う。これにより、浸漬領域Aに剥離剤(ステップS9で吸引された細胞含有剥離剤)が注入される。 Specifically, the robot 51 starts from teaching point Pa and ends at one of intersections Pd and Pe, and scans along a trajectory (see the dotted arrows in the lower diagram of FIG. 11) that passes through the multiple teaching points determined in step S6 of FIG. 5 (for example, in FIG. 9, the teaching point between Pa and Pd among the multiple teaching points Pf, and the teaching point between Pa and Pe among the multiple teaching points Pg), and the intersection point Pd or Pe that is not the end point, and reaches the end point. This causes the release agent (the cell-containing release agent aspirated in step S9) to be injected into the immersion area A.
次に、細胞培養装置50は、ピペット76の先端が終点(交点Pd、Peのいずれか)に到達したら、走査(剥離剤の注入)を終了し、ピペット76の先端を教示点Paに移動させ、そこでディッシュ71に溜まった細胞含有剥離剤(図9等に示した剥離剤a)をピペット76内に吸引する(ステップS11)。 Next, when the tip of the pipette 76 reaches the end point (either the intersection point Pd or Pe), the cell culture device 50 ends the scan (injection of the release agent), moves the tip of the pipette 76 to the teaching point Pa, and aspirates the cell-containing release agent (release agent a shown in Figure 9, etc.) that has accumulated in the dish 71 into the pipette 76 (step S11).
このステップS11までは、図9の上図に示すように、ディッシュ71の左側が右側よりも低くなるように、ディッシュ71が傾斜角度D(図6参照)分傾けられた状態である。すなわち、ここまでは、図9の下図に示すディッシュ71の左半分の領域のみにしか、剥離剤の注入が行われていないことになる。 Up until this step S11, as shown in the upper diagram of FIG. 9, the dish 71 is tilted by an angle D (see FIG. 6) so that the left side of the dish 71 is lower than the right side. In other words, up until this point, the release agent has only been injected into the left half of the dish 71 shown in the lower diagram of FIG. 9.
そこで、細胞培養装置50は、容器揺動部81を動作させることにより、ディッシュ71を逆側に傾ける(ステップS12)。 Therefore, the cell culture device 50 tilts the dish 71 in the opposite direction by operating the container rocking unit 81 (step S12).
具体的には、細胞培養装置50は、ディッシュ71の右側が左側よりも低くなるように、ディッシュ7を傾斜角度D分傾けた状態にする(図12参照)。 Specifically, the cell culture device 50 tilts the dish 71 at an inclination angle D so that the right side of the dish 71 is lower than the left side (see FIG. 12).
その後、細胞培養装置50は、ステップS8~S11の動作を実行する。このときの各教示点(Pa、Pb、Pc、Pf、Pg)、交点Pd、Pe、および、それらに基づく走査の軌跡は、図12に示すとおりである。これにより、ディッシュ71の右半分の領域における浸漬領域および非浸漬領域(図示略)のそれぞれに対して剥離剤の注入が行われる。 Then, the cell culture device 50 executes the operations of steps S8 to S11. The teaching points (Pa, Pb, Pc, Pf, Pg), intersection points Pd and Pe, and the scanning trajectory based on them at this time are as shown in FIG. 12. As a result, the release agent is injected into each of the immersed and non-immersed regions (not shown) in the right half of the dish 71.
以上、薬液注入動作について説明した。上述した薬液注入動作では、ディッシュ71の底面の領域を分割し、分割された領域ごとに走査を行うので、ディッシュ71の底面全体に満遍なく剥離剤を塗布することができ、細胞を効率良く剥離させることができる。 The above describes the chemical injection operation. In the above-mentioned chemical injection operation, the area of the bottom surface of the dish 71 is divided and scanning is performed for each divided area, so that the release agent can be evenly applied to the entire bottom surface of the dish 71, and cells can be efficiently released.
なお、傾斜角度Dおよび各教示点は、教示点Pbと教示点Pcとを結ぶ線分を基準として線対称に設定されることが好ましい。これにより、図5に示した薬液注入動作の準備工程は1度だけ行われればよく、処理を簡略化できる。 It is preferable that the tilt angle D and each teaching point are set to be symmetrical with respect to the line segment connecting teaching point Pb and teaching point Pc. This simplifies the process, since the preparation process for the liquid injection operation shown in FIG. 5 only needs to be performed once.
以上説明したように、本実施の形態の細胞培養装置50は、細胞が培養されているディッシュ71を所定角度傾斜させる容器揺動部81と、ディッシュ71が傾斜した状態において、ピペット76を移動させながらピペット76内の薬液をディッシュ71に注入する薬液注入動作、および、ディッシュ71から細胞が含まれた薬液をピペット76内に吸引する薬液吸引動作を行うロボット51と、を有する。細胞培養装置50は、薬液注入動作におけるピペット76の軌跡を、傾斜角度Dと、ディッシュ71に注入される薬液の量と、ピペット76の吐出口の幅と、傾斜したディッシュ71の上面視においてディッシュ71の底面と側面との境界となる円周b上にあって、傾斜したディッシュ71の側面視において最も低い位置である第1教示点Paと、円周b上にあって、円周bと、ディッシュ71の底面を分割する線分との交点である第2教示点Pbおよび第3教示点Pcと、に基づいて決定する。第1教示点Paは、ディッシュ71から薬液が吸引されるときのピペット76の位置であり、第2教示点Pbまたは第3教示点Pcは、薬液注入動作が開始されるときのピペット76の位置である。 As described above, the cell culture device 50 of this embodiment has a container rocking unit 81 that tilts the dish 71 in which the cells are cultured at a predetermined angle, and a robot 51 that performs a chemical injection operation in which the pipette 76 is moved while the dish 71 is tilted to inject the chemical solution in the pipette 76 into the dish 71, and a chemical suction operation in which the chemical solution containing the cells is sucked from the dish 71 into the pipette 76. The cell culture device 50 determines the trajectory of the pipette 76 in the liquid medicine injection operation based on the tilt angle D, the amount of liquid medicine injected into the dish 71, the width of the outlet of the pipette 76, a first teaching point Pa that is on a circumference b that is the boundary between the bottom and side of the dish 71 in a top view of the tilted dish 71 and is the lowest position in a side view of the tilted dish 71, and a second teaching point Pb and a third teaching point Pc that are on the circumference b and are the intersections of the circumference b and a line segment that divides the bottom of the dish 71. The first teaching point Pa is the position of the pipette 76 when the liquid medicine is aspirated from the dish 71, and the second teaching point Pb or the third teaching point Pc is the position of the pipette 76 when the liquid medicine injection operation is started.
よって、本開示の細胞培養装置は、細胞の継代工程において、培養容器から効率よく細胞を剥離し、回収することができる。 Therefore, the cell culture device disclosed herein can efficiently detach and recover cells from the culture vessel during the cell passaging process.
なお、本開示は、上記実施の形態の説明に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。 This disclosure is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible without departing from the spirit of the disclosure.
本開示の細胞培養装置および細胞培養方法では、ピペットから吐出される薬液が培養容器の底面全体に行き渡るように薬液注入動作が行われるので、より多くの細胞を剥離させ、効率よく細胞を回収することができる。よって、多くの培養容器に播種することができるため、バイオ関連の培養工程において、細胞の継代工程に有用である。 In the cell culture device and cell culture method disclosed herein, the drug injection operation is performed so that the drug solution discharged from the pipette spreads over the entire bottom surface of the culture vessel, so that more cells can be detached and the cells can be efficiently recovered. As a result, it is possible to seed many culture vessels, which is useful for cell passaging processes in bio-related culture processes.
50 細胞培養装置
51 ロボット
52 ツールチェンジャ
53 培養容器把持ツール
54 薬液吸引/注入ツール
55 フレーム
56 モータ
57 シリンダ
58a、58b チャック爪
61 フレーム
62 シリンダ
63a、63b チャック爪
64 フレーム
65 シリンダ
66 プランジャー
67 ピストン
71 ディッシュ
76 ピペット
77 薬液保存容器
81 容器揺動部
82 薬液保存部
83 容器入出庫部
84 消耗品供給部
85 廃液部
86 廃棄部
50 Cell culture device 51 Robot 52 Tool changer 53 Culture vessel gripping tool 54 Chemical liquid suction/injection tool 55 Frame 56 Motor 57 Cylinder 58a, 58b Chuck jaws 61 Frame 62 Cylinder 63a, 63b Chuck jaws 64 Frame 65 Cylinder 66 Plunger 67 Piston 71 Dish 76 Pipette 77 Chemical liquid storage container 81 Container swinging section 82 Chemical liquid storage section 83 Container loading/unloading section 84 Consumables supply section 85 Waste liquid section 86 Disposal section
Claims (5)
前記培養容器が傾斜した状態において、ピペットを移動させながら前記ピペット内の薬液を前記培養容器に注入する薬液注入動作、および、前記培養容器から前記細胞が含まれた前記薬液を前記ピペット内に吸引する薬液吸引動作を行うロボットと、を有し、
前記薬液注入動作における前記ピペットの軌跡を、
前記所定角度と、
前記培養容器に注入される前記薬液の量と、
前記ピペットの吐出口の幅と、
傾斜した前記培養容器の上面視において前記培養容器の底面と側面との境界となる円周上にあって、傾斜した前記培養容器の側面視において最も低い位置である第1教示点と、
前記円周上にあって、前記円周と、前記培養容器の底面を分割する線分との交点である第2教示点および第3教示点と、に基づいて決定する、
細胞培養装置。 A container rocking unit that tilts a culture container having a circular bottom shape in which cells are cultured by a predetermined angle;
a robot that performs a liquid medicine injection operation of injecting a liquid medicine in a pipette into the culture vessel while moving the pipette in a state where the culture vessel is tilted, and a liquid medicine suction operation of aspirating the liquid medicine containing the cells from the culture vessel into the pipette,
The trajectory of the pipette during the liquid injection operation is
The predetermined angle;
The amount of the drug solution injected into the culture vessel; and
The width of the outlet of the pipette;
A first teaching point is on a circumference that is a boundary between a bottom surface and a side surface of the inclined culture vessel in a top view of the inclined culture vessel, and is the lowest position in a side view of the inclined culture vessel;
Based on a second teaching point and a third teaching point that are on the circumference and are intersections of the circumference and a line segment that divides the bottom surface of the culture vessel,
Cell culture equipment.
まず、前記非浸漬領域に対して前記薬液の注入を行い、該薬液が前記浸漬領域に溜まった後、該薬液を前記ピペットに吸引し、
次に、前記浸漬領域に対して前記薬液の注入を行い、該薬液が前記浸漬領域に溜まった後、該薬液を前記ピペットに吸引する、
請求項1に記載の細胞培養装置。 Before performing the chemical solution injection operation, the bottom surface of the inclined culture vessel is divided into an immersion area that is immersed in the injected chemical solution and a non-immersion area that is not immersed in the injected chemical solution;
First, the chemical solution is injected into the non-immersed region, and after the chemical solution has accumulated in the immersed region, the chemical solution is aspirated into the pipette;
Next, the chemical solution is injected into the immersion area, and after the chemical solution has accumulated in the immersion area, the chemical solution is aspirated into the pipette.
The cell culture device according to claim 1 .
前記浸漬領域に対する前記薬液の注入を前記第1教示点から開始し、前記浸漬領域に溜まった前記薬液を前記第1教示点で吸引する、
請求項2に記載の細胞培養装置。 Injection of the chemical solution into the non-immersed region is started from either the second teaching point or the third teaching point, and the chemical solution accumulated in the immersed region is sucked up at the first teaching point;
Injecting the chemical solution into the immersed area is started from the first teaching point, and the chemical solution accumulated in the immersed area is sucked up at the first teaching point.
The cell culture device according to claim 2 .
前記円周上にあって、前記第1教示点と前記第2教示点との間の複数の教示点、および、前記円周上にあって、前記第1教示点と前記第3教示点との間の複数の教示点に基づいて決定される、
請求項1から3のいずれか1項に記載の細胞培養装置。 The trajectory of the pipette in the liquid injection operation is further
is determined based on a plurality of teaching points on the circumference between the first teaching point and the second teaching point, and a plurality of teaching points on the circumference between the first teaching point and the third teaching point;
The cell culture device according to claim 1 .
前記薬液注入動作および前記薬液吸引動作を、前記培養容器が所定角度傾斜された状態で行い、
前記薬液注入動作における前記ピペットの軌跡を、
前記所定角度と、
前記培養容器に注入される前記薬液の量と、
前記ピペットの吐出口の幅と、
傾斜した前記培養容器の上面視において前記培養容器の底面と側面との境界となる円周上にあって、傾斜した前記培養容器の側面視において最も低い位置である第1教示点と、
前記円周上にあって、前記円周と、前記培養容器の底面を分割する線分との交点である第2教示点および第3教示点と、に基づいて決定する、
細胞培養方法。 A cell culture method performed by an apparatus that performs a chemical solution injection operation of injecting a chemical solution in a pipette into a culture vessel having a circular bottom shape in which cells are cultured while moving the pipette, and a chemical solution suction operation of suctioning the chemical solution containing the cells from the culture vessel into the pipette, comprising:
The liquid medicine injection operation and the liquid medicine suction operation are performed in a state where the culture vessel is tilted at a predetermined angle,
The trajectory of the pipette during the liquid injection operation is
The predetermined angle;
The amount of the drug solution injected into the culture vessel; and
The width of the outlet of the pipette;
A first teaching point is on a circumference that is a boundary between a bottom surface and a side surface of the inclined culture vessel in a top view of the inclined culture vessel and is the lowest position in a side view of the inclined culture vessel;
Based on a second teaching point and a third teaching point that are on the circumference and are intersections of the circumference and a line segment that divides the bottom surface of the culture vessel,
Cell culture methods.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020090633A JP7486160B2 (en) | 2020-05-25 | 2020-05-25 | Cell culture device and cell culture method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020090633A JP7486160B2 (en) | 2020-05-25 | 2020-05-25 | Cell culture device and cell culture method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2021185749A JP2021185749A (en) | 2021-12-13 |
| JP7486160B2 true JP7486160B2 (en) | 2024-05-17 |
Family
ID=78849752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020090633A Active JP7486160B2 (en) | 2020-05-25 | 2020-05-25 | Cell culture device and cell culture method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7486160B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2023161962A (en) * | 2022-04-26 | 2023-11-08 | キヤノン株式会社 | Culture device |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011161962A1 (en) | 2010-06-25 | 2011-12-29 | 川崎重工業株式会社 | Method and device for identifying multipotent stem cell colony, and method and device for automatic culturing of multipotent stem cells |
| JP2013017461A (en) | 2011-07-14 | 2013-01-31 | Panasonic Healthcare Co Ltd | Dispensing apparatus |
| JP2013074839A (en) | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Sanyo Electric Co Ltd | Dispenser |
| WO2015098081A1 (en) | 2013-12-27 | 2015-07-02 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Cell culture apparatus and cell culture method |
| WO2016132398A1 (en) | 2015-02-19 | 2016-08-25 | 日揮株式会社 | Cell culture processing equipment |
| WO2016208755A1 (en) | 2015-06-25 | 2016-12-29 | 株式会社カネカ | Liquid injection method |
-
2020
- 2020-05-25 JP JP2020090633A patent/JP7486160B2/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011161962A1 (en) | 2010-06-25 | 2011-12-29 | 川崎重工業株式会社 | Method and device for identifying multipotent stem cell colony, and method and device for automatic culturing of multipotent stem cells |
| JP2013017461A (en) | 2011-07-14 | 2013-01-31 | Panasonic Healthcare Co Ltd | Dispensing apparatus |
| JP2013074839A (en) | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Sanyo Electric Co Ltd | Dispenser |
| WO2015098081A1 (en) | 2013-12-27 | 2015-07-02 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Cell culture apparatus and cell culture method |
| WO2016132398A1 (en) | 2015-02-19 | 2016-08-25 | 日揮株式会社 | Cell culture processing equipment |
| WO2016208755A1 (en) | 2015-06-25 | 2016-12-29 | 株式会社カネカ | Liquid injection method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2021185749A (en) | 2021-12-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5270967B2 (en) | Automatic cell culture equipment | |
| JP3201965B2 (en) | Sample container for reagent processing and biological tissue processing device | |
| JP6450476B2 (en) | Object moving method and apparatus | |
| CN112269027A (en) | Automatic sampling processing device | |
| JP5866578B2 (en) | Cell culture device and cell culture method | |
| JP6486754B2 (en) | Cell culture equipment | |
| JP7486160B2 (en) | Cell culture device and cell culture method | |
| JP6361915B2 (en) | Automatic culture operation device | |
| JP6883648B2 (en) | Cell handling device | |
| JP6762080B2 (en) | Automatic culture operation device | |
| JPH0540123A (en) | Method and apparatus for agitating and sucking sample | |
| JP2006025767A (en) | Reaction-treating device | |
| JP6566185B2 (en) | Automatic culture operation device | |
| JP2018064491A (en) | Cell transfer device | |
| JP7597999B2 (en) | Liquid suction and discharge device | |
| JP2010136666A (en) | Automatically culturing apparatus and automatically culturing method | |
| JP7496009B1 (en) | Gravity-type dispensing device, cell subculture device equipped with the same, and cell subculture method using the cell subculture device | |
| JP4702030B2 (en) | Syringe gasket position correction device | |
| KR102901655B1 (en) | Liquid handling device | |
| JP3432173B2 (en) | Biological tissue processing equipment | |
| CN119223713B (en) | Full-automatic liquid-based cell pelleter | |
| CN223526094U (en) | Automatic balancing device | |
| JP2001074753A (en) | Automatic analyzer | |
| JP2021048777A (en) | Cell culture system and cell culture method | |
| JP2025121299A (en) | Culture vessels and medium exchange systems |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230320 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240213 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20240214 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240401 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240416 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240425 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7486160 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |