JP7725913B2 - Cell suction support system - Google Patents
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Description
本発明は、細胞吸引支援システムに関するものである。 The present invention relates to a cell suction support system.
下記特許文献1には、細胞あるいは細胞成分の吸引作業を支援する細胞吸引支援システムが開示されている。この細胞吸引支援システムは、XYステージ、吸引用ユニット、チップラック、及び検体ラックを備えている。XYステージには、細胞培養容器が載置されている。チップラックには、細胞あるいは細胞成分を吸引するためのチップが格納されている。検体ラックには、細胞あるいは細胞成分を吸引したチップが格納されている。 Patent Document 1 below discloses a cell suction support system that supports the suction of cells or cellular components. This cell suction support system includes an XY stage, an suction unit, a tip rack, and a sample rack. A cell culture vessel is placed on the XY stage. The tip rack stores tips for suctioning cells or cellular components. The sample rack stores tips that have suctioned cells or cellular components.
吸引用ユニットは、XYZステージによりX軸、Y軸、Z軸方向に移動する。吸引用ユニットは、細胞の吸引作業を行なう際に、チップラックからチップを取得して装着する。そして、吸引用ユニットは、細胞培養容器の上方に移動した後、所定の吸引場所で細胞を吸引する。この際に、XYステージは、吸引対象の細胞が吸引場所に位置するように、細胞培養容器を移動させる。細胞吸引後には、吸引用ユニットは、検体ラックの上方に移動した後、細胞吸引済みのチップをリリースして検体ラックに格納する。 The suction unit moves in the X, Y, and Z directions using the XYZ stage. When performing cell suction, the suction unit retrieves and attaches a tip from the tip rack. The suction unit then moves above the cell culture vessel and suctions the cells at a specified suction location. At this time, the XY stage moves the cell culture vessel so that the cells to be suctioned are positioned at the suction location. After suctioning the cells, the suction unit moves above the sample rack and releases the tip with the cells suctioned and stores it in the sample rack.
上記従来技術では、吸引用ユニットは、検体ラックの上方を通過して細胞培養容器の上方へ到達するため、サンプル取得済みの検体ラックにサンプル外のDNAなどが落下して混入する可能性を排除することができなかった。したがって、上記従来技術では、コンタミネーション防止策について改善の余地があった。 In the above-mentioned conventional technology, the suction unit passes above the sample rack before reaching above the cell culture vessel, so it was not possible to eliminate the possibility of DNA or other substances outside the sample falling onto the sample rack after the sample had been obtained and contaminating it. Therefore, the above-mentioned conventional technology left room for improvement in contamination prevention measures.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、コンタミネーションの発生を防止できる細胞吸引支援システムの提供を目的とする。 The present invention was made in consideration of the above problems, and aims to provide a cell suction support system that can prevent the occurrence of contamination.
本発明の一態様に係る細胞吸引支援システムは、上記の課題を解決するために、細胞を培養する培養容器と、前記培養容器から前記細胞を吸引するチップ容器を格納するチップラックと、前記チップ容器に吸引された前記細胞を格納するサンプルラックと、前記チップラックに格納された前記チップ容器を保持して第1方向に移動し、前記培養容器、前記サンプルラックの順に前記チップ容器を搬送するチップ搬送機構と、前記培養容器、前記チップラック、及び前記サンプルラックのそれぞれを、少なくとも前記第1方向と交差する第2方向に移動させる複数の移動機構と、を備える。 In order to solve the above-mentioned problems, one aspect of the present invention provides a cell suction support system comprising: a culture vessel for culturing cells; a tip rack for storing tip vessels for aspirating the cells from the culture vessel; a sample rack for storing the cells aspirated into the tip vessels; a tip transport mechanism that holds the tip vessels stored in the tip rack and moves them in a first direction, transporting the tip vessels in the order of the culture vessel and the sample rack; and a plurality of transport mechanisms that move each of the culture vessel, the tip rack, and the sample rack in at least a second direction intersecting the first direction.
また、本発明の一態様に係る細胞吸引支援システムにおいて、前記チップ容器を廃棄する廃棄箱をさらに備え、前記チップ搬送機構は、前記チップラックに格納された前記チップ容器を、前記培養容器、前記サンプルラック、前記廃棄箱の順に搬送し、前記培養容器、前記チップラック、前記サンプルラック、及び前記廃棄箱が、前記第1方向において、前記チップラック、前記培養容器、前記サンプルラック、前記廃棄箱の順に配置されていてもよい。 In addition, the cell suction support system according to one aspect of the present invention may further include a waste box for disposing of the tip containers, and the tip transport mechanism may transport the tip containers stored in the tip rack in the following order: the culture container, the sample rack, and the waste box, and the culture container, the tip rack, the sample rack, and the waste box may be arranged in the following order in the first direction: tip rack, culture container, sample rack, and waste box.
また、本発明の一態様に係る細胞吸引支援システムにおいて、前記チップ搬送機構は、前記第1方向と、前記第1方向及び前記第2方向と直交する第3方向の2軸で移動可能であり、前記複数の移動機構は、少なくとも前記第2方向の1軸で移動可能であってもよい。 Furthermore, in a cell suction support system according to one aspect of the present invention, the tip transport mechanism may be movable along two axes: the first direction and a third direction perpendicular to the first and second directions, and the multiple movement mechanisms may be movable along at least one axis in the second direction.
また、本発明の一態様に係る細胞吸引支援システムにおいて、前記複数の移動機構は、前記チップ搬送機構よりも低い位置に設置されていてもよい。 Furthermore, in the cell suction support system according to one aspect of the present invention, the multiple movement mechanisms may be installed at a lower position than the tip transport mechanism.
また、本発明の一態様に係る細胞吸引支援システムにおいて、前記サンプルラックは、複数のサンプル容器を有しており、前記チップ搬送機構及び前記複数の移動機構の動作を制御する動作処理部を備え、前記動作処理部は、前記チップ容器の針先を前記サンプル容器の間の上方において前記第1方向に移動させ、目的の前記サンプル容器の付近で停止させた後、前記サンプルラックを前記第2方向に移動させ、前記チップ容器の針先を目的の前記サンプル容器の直上に配置させてもよい。 Furthermore, in a cell suction assistance system according to one aspect of the present invention, the sample rack may have a plurality of sample containers and may include an operation processing unit that controls the operation of the tip transport mechanism and the plurality of moving mechanisms, and the operation processing unit may move the needle tip of the tip container in the first direction above between the sample containers, stop it near the target sample container, and then move the sample rack in the second direction to position the needle tip of the tip container directly above the target sample container.
また、本発明の一態様に係る細胞吸引支援システムにおいて、前記第1方向は、前記細胞吸引支援システムの筐体の前後方向であり、前記複数の移動機構のそれぞれの可動範囲は、前記筐体の前側まで延びていてもよい。 Furthermore, in a cell suction support system according to one aspect of the present invention, the first direction may be the front-to-rear direction of the housing of the cell suction support system, and the range of movement of each of the multiple movement mechanisms may extend to the front side of the housing.
また、本発明の一態様に係る細胞吸引支援システムにおいて、前記筐体の前側には、第1開閉扉、第2開閉扉、及び第3開閉扉が設けられた作業台が設けられており、前記複数の移動機構は、前記チップラックを前記第1開閉扉まで移動させるチップラック移動機構と、前記培養容器を前記第2開閉扉まで移動させる培養容器移動ステージと、前記サンプルラックを前記第3開閉扉まで移動させるサンプルラック移動機構と、を備えてもよい。 In addition, in a cell suction support system according to one aspect of the present invention, a work table equipped with a first opening/closing door, a second opening/closing door, and a third opening/closing door may be provided on the front side of the housing, and the multiple moving mechanisms may include a tip rack moving mechanism that moves the tip rack to the first opening/closing door, a culture vessel moving stage that moves the culture vessel to the second opening/closing door, and a sample rack moving mechanism that moves the sample rack to the third opening/closing door.
また、本発明の一態様に係る細胞吸引支援システムにおいて、前記チップ容器が前記培養容器の上を前記第1方向に移動している間、前記培養容器を覆うシャッター機構を備えてもよい。 Furthermore, the cell suction support system according to one aspect of the present invention may include a shutter mechanism that covers the culture vessel while the tip container is moving in the first direction over the culture vessel.
上記本発明の一態様によれば、コンタミネーションの発生を防止できる細胞吸引支援システムを提供できる。 According to one aspect of the present invention, a cell suction support system can be provided that can prevent contamination.
以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る細胞吸引支援システムについて詳細に説明する。以下では、まず本発明の実施形態の概要について説明し、続いて本発明の実施形態の詳細について説明する。 The cell suction support system according to an embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. Below, we will first provide an overview of the embodiment of the present invention, and then provide details of the embodiment of the present invention.
〔概要〕
特許文献1に記載の細胞吸引支援システムにおいては、吸引用ユニットが検体ラックの上方を通過して細胞培養容器の上方へ到達する。このときに、サンプル取得済みの検体ラックにサンプル外のDNAなどが落下して混入することが可能性として排除することができない。
〔overview〕
In the cell suction support system described in Patent Document 1, the suction unit passes above the sample rack and reaches above the cell culture vessel. At this time, it is possible that DNA or other substances outside the sample may fall onto the sample rack after the sample has been obtained and become mixed in.
この細胞吸引支援システムでは、チップラック及び検体ラックが固定状態で設置されている。したがって、多数あるチップを吸引用ユニットにてピックアップするためには、チップラック及び検体ラックの全面を吸引用ユニットの可動範囲に収める必要がある。このため、吸引用ユニットを移動させるXYZステージは、大型化する。また、XYZステージは、3軸の可動軸があり、軸自体が重く、それを支える部品も併せて大型化する。さらに、XYZステージは、細胞を観察する光学系の設置位置から離れた高い位置に設置するため、装置の重心が高くなり、振動し易い。このため、吸引用ユニットを移動させる際の振動の対策も必要になる。 In this cell suction support system, the tip rack and sample rack are installed in a fixed position. Therefore, in order to pick up a large number of tips with the suction unit, the entire surface of the tip rack and sample rack must fit within the movable range of the suction unit. This requires the XYZ stage that moves the suction unit to be large. In addition, the XYZ stage has three movable axes, which are heavy and require large components to support them. Furthermore, because the XYZ stage is installed at a high position away from the installation position of the optical system that observes the cells, the center of gravity of the device is high and it is prone to vibration. For this reason, measures must be taken to prevent vibration when moving the suction unit.
また、チップラック及び検体ラックが固定されていることから、装置の使用者がチップラック及び検体ラックを装置内の固定部に設置する必要がある。吸引用ユニットの移動距離を短くするためには、チップラック及び検体ラックを装置中心に設置することが必要となるが、その場合、使用者は装置中心まで手を伸ばして設置作業する必要がある。一方、チップラック及び検体ラックを装置手前に設置した場合には、吸引用ユニットの可動範囲を拡大する必要があり、上述したように、大型化、振動の問題が生じる。 In addition, because the tip rack and sample rack are fixed, the user of the device must install them in a fixed location within the device. To shorten the travel distance of the aspiration unit, the tip rack and sample rack must be installed in the center of the device, but in that case, the user must reach out to the center of the device to install them. On the other hand, if the tip rack and sample rack are installed in front of the device, the range of movement of the aspiration unit must be expanded, which, as mentioned above, results in problems of increased size and vibration.
本発明の実施形態は、細胞吸引支援システムにおいて、第1方向に移動するチップ搬送機構に対して、培養容器、チップラック、及びサンプルラックのそれぞれを、第1方向と交差する第2方向に移動させる。これにより、チップ搬送機構によって搬送されるチップ容器の直下において、培養容器、チップラック、及びサンプルラックを移動させることができ、チップ容器からの落下物によるコンタミネーションが発生し得る状況を回避することができる。
また、培養容器、チップラック、及びサンプルラックが、第2方向に移動することで、チップ搬送機構の第2方向の可動軸を削減できるため、チップ搬送機構の小型化、軽量化が可能となり、振動も抑制できる。
さらに、培養容器、チップラック、及びサンプルラックの可動範囲を筐体の前側まで広げることで、使用者による高いアクセス性を確保することができる。
In an embodiment of the present invention, in a cell suction support system, a culture vessel, a tip rack, and a sample rack are each moved in a second direction intersecting the first direction relative to a tip transport mechanism moving in a first direction. This allows the culture vessel, the tip rack, and the sample rack to be moved directly below the tip vessel transported by the tip transport mechanism, thereby avoiding a situation in which contamination due to objects falling from the tip vessel may occur.
In addition, by moving the culture vessel, tip rack, and sample rack in the second direction, the movable axis of the tip transport mechanism in the second direction can be reduced, making it possible to make the tip transport mechanism smaller and lighter, and also suppressing vibration.
Furthermore, by extending the movable range of the culture vessel, tip rack, and sample rack to the front side of the housing, high accessibility for the user can be ensured.
〔実施形態〕
図1は、一実施形態に係る細胞吸引支援システム1の外観斜視図である。図2は、一実施形態に係る細胞吸引支援システム1の内部構成図である。
細胞吸引支援システム1は、細胞あるいは細胞成分の吸引処理を支援する装置である。以降では、特に区別をしない限り、細胞の吸引は、1個の細胞の吸引のみならず、細胞内小器官等の細胞成分の吸引も含むものとする。
[Embodiment]
Fig. 1 is a perspective view of the appearance of a cell suction support system 1 according to one embodiment. Fig. 2 is a diagram showing the internal configuration of the cell suction support system 1 according to one embodiment.
The cell suction support system 1 is a device that supports the suction process of cells or cell components. Hereinafter, unless otherwise specified, the suction of a cell will include not only the suction of a single cell but also the suction of cell components such as intracellular organelles.
細胞吸引支援システム1は、図2に示すように、細胞を培養する培養容器20と、培養容器20中の細胞を観察するための光学系200と、光学系200を介して細胞に関する情報を取得し、その情報を処理する情報処理部400と、を備えている。 As shown in Figure 2, the cell suction support system 1 includes a culture vessel 20 for culturing cells, an optical system 200 for observing the cells in the culture vessel 20, and an information processing unit 400 that acquires information about the cells via the optical system 200 and processes that information.
培養容器20は、複数のウェル21が形成されたマイクロプレートである。なお、培養容器20は、マイクロプレートに限られず、PCRチューブプレート、細胞培養ディッシュ、カバーガラスチャンバ、シャーレ等であってもよい。培養容器20は、培養容器移動ステージ120に搭載されている。培養容器移動ステージ120は、X軸方向とY軸方向の2軸に水平移動するXYステージであり、観察対象のウェル21と光学系200とを位置合わせする。 The culture vessel 20 is a microplate in which multiple wells 21 are formed. Note that the culture vessel 20 is not limited to a microplate, and may be a PCR tube plate, cell culture dish, cover glass chamber, petri dish, etc. The culture vessel 20 is mounted on the culture vessel moving stage 120. The culture vessel moving stage 120 is an XY stage that moves horizontally in two axes, the X-axis and the Y-axis, and aligns the well 21 to be observed with the optical system 200.
光学系200は、対物レンズ211を含んだ顕微鏡210と、明視野照明213と、ダイクロイックミラー220と、変倍レンズ221と、明視野観察用カメラ222と、共焦点スキャナ部230と、を備えている。なお、本実施形態の光学系200は、共焦点2色の蛍光観察と明視野観察を行うが、共焦点スキャナ部230や明視野観察系を省いて落射蛍光の1色の構成としたり、共焦点の1色の構成としたり、共焦点の1色と明視野の組み合わせの構成としてもよい。 The optical system 200 includes a microscope 210 including an objective lens 211, a bright-field illumination 213, a dichroic mirror 220, a variable magnification lens 221, a bright-field observation camera 222, and a confocal scanner unit 230. Note that while the optical system 200 of this embodiment performs confocal two-color fluorescence observation and bright-field observation, it may also be possible to omit the confocal scanner unit 230 and bright-field observation system and use a single-color epifluorescence configuration, a single-color confocal configuration, or a combination of a single-color confocal and bright-field configuration.
共焦点スキャナ部230は、ダイクロイックミラー231と、ピンホールアレイディスク232(ニポウディスク)と、マイクロレンズアレイディスク233と、リレーレンズ234と、ダイクロイックミラー235と、第1バンドパスフィルタ236aと、第1レンズ237aと、蛍光観察用第1カメラ238aと、第2バンドパスフィルタ236bと、第2レンズ237bと、蛍光観察用第2カメラ238bと、励起用光源部239と、を備えている。 The confocal scanner unit 230 includes a dichroic mirror 231, a pinhole array disk 232 (Nipkow disk), a microlens array disk 233, a relay lens 234, a dichroic mirror 235, a first bandpass filter 236a, a first lens 237a, a first camera for fluorescence observation 238a, a second bandpass filter 236b, a second lens 237b, a second camera for fluorescence observation 238b, and an excitation light source unit 239.
明視野観察では、明視野照明213を培養容器20に向けて光を照射する。明視野信号光は、顕微鏡210を通ってダイクロイックミラー220によって反射され、変倍レンズ221によって明視野観察用カメラ222で結像する。なお、明視野照明213は、中央部分に空間が形成されており、例えば、円環体(ドーナツ状)である。 In bright-field observation, the bright-field illuminator 213 emits light toward the culture vessel 20. The bright-field signal light passes through the microscope 210, is reflected by the dichroic mirror 220, and is imaged by the bright-field observation camera 222 via the variable magnification lens 221. The bright-field illuminator 213 has a space formed in the center, and is, for example, a torus (donut-shaped).
蛍光観察では、特定の波長を持つ励起光束を励起用光源部239から培養容器20に向けて出射する。励起された試料から励起光束よりも長い波長の蛍光信号が発せられ、ピンホールアレイディスク232を通過した蛍光信号が共焦点画像となる。蛍光信号は、ダイクロイックミラー231によって反射され、リレーレンズ234を介して、蛍光観察用第1カメラ238aおよび蛍光観察用第2カメラ238bで結像する。 In fluorescence observation, an excitation light beam with a specific wavelength is emitted from the excitation light source unit 239 toward the culture vessel 20. The excited sample emits a fluorescent signal with a wavelength longer than the excitation light beam, and the fluorescent signal that passes through the pinhole array disk 232 becomes a confocal image. The fluorescent signal is reflected by the dichroic mirror 231 and passes through the relay lens 234 to form an image on the first fluorescence observation camera 238a and the second fluorescence observation camera 238b.
複数波長の励起光源を同時に用いることに対応するため、蛍光信号を分光する特性を有するダイクロイックミラー235を設置している。さらに、画像のS/N比向上と蛍光信号の必要な波長帯域のみを通すために第1バンドパスフィルタ236a、第2バンドパスフィルタ236bが設置されている。試料が発する蛍光波長は様々であり、例えば、フィルタホイル等を用いて必要な波長に対応した第1バンドパスフィルタ236a、第2バンドパスフィルタ236bを複数用意することが望ましい。 A dichroic mirror 235 with the ability to disperse fluorescent signals is installed to accommodate the simultaneous use of excitation light sources of multiple wavelengths. Furthermore, a first bandpass filter 236a and a second bandpass filter 236b are installed to improve the S/N ratio of the image and to pass only the necessary wavelength band of the fluorescent signal. Samples emit a variety of fluorescent wavelengths, so it is desirable to prepare multiple first bandpass filters 236a and second bandpass filters 236b corresponding to the necessary wavelengths, using, for example, filter foil, etc.
情報処理部400は、PC(Personal Computer)等の演算処理装置を用いて構成することができる。情報処理部400は、画像取得部410と、画像処理部420と、表示部430と、操作受付部440と、動作処理部450と、記録部460と、を備えている。 The information processing unit 400 can be configured using a processing device such as a PC (Personal Computer). The information processing unit 400 includes an image acquisition unit 410, an image processing unit 420, a display unit 430, an operation reception unit 440, an operation processing unit 450, and a recording unit 460.
画像取得部410は、明視野観察用カメラ222、蛍光観察用第1カメラ238a、蛍光観察用第2カメラ238bから画像を取得する。 The image acquisition unit 410 acquires images from the brightfield observation camera 222, the first fluorescence observation camera 238a, and the second fluorescence observation camera 238b.
画像処理部420は、画像取得部410が取得した画像に対して、画像処理を行なった上で、種々の解析を行う。具体的には、テンプレートマッチング等により、細胞・細胞器官の認識を行い、識別されたそれぞれの細胞について、大きさ・輝度・タンパク量・イオン量等の特徴量を算出する。また、算出された特徴量を用いて細胞に関する情報のリスト化、グラフ化等の処理を行う。 The image processing unit 420 performs various analyses after performing image processing on the images acquired by the image acquisition unit 410. Specifically, it recognizes cells and organelles using template matching, etc., and calculates feature quantities such as size, brightness, protein amount, and ion amount for each identified cell. It also uses the calculated feature quantities to perform processes such as listing and graphing information about the cells.
表示部430は、画像取得部410が取得した画像や、画像処理部420の解析結果の表示処理を行う。操作受付部440は、使用者からの各種操作を受け付ける。 The display unit 430 displays the images acquired by the image acquisition unit 410 and the analysis results of the image processing unit 420. The operation reception unit 440 receives various operations from the user.
動作処理部450は、チップ搬送機構100、培養容器移動ステージ120、後述するチップラック移動機構110、サンプルラック移動機構130等の動作を制御し、吸引用ユニット101、培養容器20、チップラック30、及びサンプルラック40を移動させる。記録部460は、画像取得部410が取得した画像や画像処理部420の解析結果等を記録する。 The operation processing unit 450 controls the operation of the tip transport mechanism 100, the culture vessel moving stage 120, the tip rack moving mechanism 110 (described later), the sample rack moving mechanism 130, etc., and moves the suction unit 101, the culture vessel 20, the tip rack 30, and the sample rack 40. The recording unit 460 records the images acquired by the image acquisition unit 410 and the analysis results of the image processing unit 420.
細胞吸引支援システム1は、チップ容器31を保持して培養容器20の細胞あるいは細胞成分を吸引し搬送するチップ搬送機構100を備えている。チップ容器31は、針状の吸引管を備え、例えば1つの細胞の吸引を行うことができる。また、チップ容器31として、極細の吸引管を備えるナノスプレーチップを用いることで、特定の細胞の成分を吸引することも可能である。 The cell suction support system 1 is equipped with a tip transport mechanism 100 that holds a tip container 31 and aspirates and transports cells or cell components from a culture container 20. The tip container 31 is equipped with a needle-shaped suction tube and can, for example, aspirate a single cell. It is also possible to aspirate specific cell components by using a nanospray tip equipped with an extremely fine suction tube as the tip container 31.
チップ搬送機構100は、チップ容器31を着脱可能な吸引用ユニット101を備えている。この吸引用ユニット101は、装着したチップ容器31を介して細胞あるいは細胞成分の吸引及び吐出を行うことができる。チップ搬送機構100は、吸引用ユニット101を移動させることで、チップラック30からチップ容器31をピックアップし、例えば画像処理部420の解析結果等に基づいて培養容器20から特定の細胞あるいは細胞成分を吸引し、当該吸引した細胞あるいは細胞成分をサンプルラック40のサンプル容器41に吐出する。 The chip transport mechanism 100 is equipped with a suction unit 101 to which a chip container 31 can be attached and detached. This suction unit 101 can aspirate and discharge cells or cellular components via the attached chip container 31. By moving the suction unit 101, the chip transport mechanism 100 picks up a chip container 31 from the tip rack 30, aspirates specific cells or cellular components from the culture container 20 based on, for example, the analysis results of the image processing unit 420, and discharges the aspirated cells or cellular components into a sample container 41 in the sample rack 40.
その後、チップ搬送機構100は、空となったチップ容器31を廃棄箱50にリリースし、何も持たない吸引用ユニット101がチップラック30の上方に戻り、上記動作を繰り返す。なお、上述した特許文献1と同じように、細胞あるいは細胞成分を吸引したチップ容器31そのものをサンプルラック40にリリースする場合は、廃棄箱50は無くても構わない。 Then, the tip transport mechanism 100 releases the empty tip container 31 into the waste box 50, and the empty suction unit 101 returns to above the tip rack 30, repeating the above operation. Note that, as in Patent Document 1 mentioned above, if the tip container 31 itself, which has aspirated cells or cell components, is released into the sample rack 40, the waste box 50 may not be necessary.
図1に戻り、細胞吸引支援システム1は、上述した各種構成機器を格納する筐体10を備えている。筐体10は、平面視で略長方形状を有する。なお、以下の説明においては、XYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明することがある。 Returning to Figure 1, the cell suction support system 1 includes a housing 10 that houses the various components described above. The housing 10 has a generally rectangular shape in a plan view. In the following description, an XYZ Cartesian coordinate system will be set up, and the positional relationships of the various components will be described with reference to this XYZ Cartesian coordinate system.
X軸方向は、筐体10の左右方向(筐体10の長手方向)に延びる第1の水平方向とする。Y軸方向は、上記X軸方向と直交し、筐体10の前後方向(筐体10の短手方向)に延びる第2の水平方向とする。Z軸方向は、上記X軸方向及び上記Y軸方向と直交し、筐体10の上下方向に延びる重力方向とする。 The X-axis direction is the first horizontal direction extending left and right across the housing 10 (the longitudinal direction of the housing 10). The Y-axis direction is the second horizontal direction extending in the front-to-rear direction of the housing 10 (the lateral direction of the housing 10), perpendicular to the X-axis direction. The Z-axis direction is the direction of gravity extending up and down across the housing 10, perpendicular to the X-axis and Y-axis directions.
なお、X軸方向を第1方向、Y軸方向を第2方向、Z軸方向を第3方向という場合もある。筐体10には、作業台11が設けられている。なお、X軸方向において、作業台11が設けられた側を、筐体10の前側とする。筐体10の後側は、作業台11よりも高くなった装置格納部12が設けられている。 The X-axis direction may also be referred to as the first direction, the Y-axis direction as the second direction, and the Z-axis direction as the third direction. A workbench 11 is provided on the housing 10. In the X-axis direction, the side on which the workbench 11 is provided is referred to as the front side of the housing 10. A device storage section 12, which is higher than the workbench 11, is provided on the rear side of the housing 10.
作業台11の上面には、第1開閉扉13、第2開閉扉14、及び第3開閉扉15が設けられている。第1開閉扉13及び第2開閉扉14は、隣接して配置されている。第3開閉扉15は、第1開閉扉13及び第2開閉扉14に対し、X軸方向で離間して配置されている。装置格納部12の前面には、第3開閉扉15よりもさらにX軸方向で離間した位置に、取手付きの第4開閉扉16が設けられている。 A first opening/closing door 13, a second opening/closing door 14, and a third opening/closing door 15 are provided on the upper surface of the workbench 11. The first opening/closing door 13 and the second opening/closing door 14 are arranged adjacent to each other. The third opening/closing door 15 is arranged at a distance in the X-axis direction from the first opening/closing door 13 and the second opening/closing door 14. A fourth opening/closing door 16 with a handle is provided on the front surface of the equipment storage section 12, at a position further away in the X-axis direction than the third opening/closing door 15.
図3は、一実施形態に係る細胞吸引支援システム1の内部構成の平面視レイアウトを示す図である。図4は、一実施形態に係る細胞吸引支援システム1の内部構成の正面視レイアウトを示す図である。
図3に示すように、細胞吸引支援システム1においては、筐体10の装置格納部12において、培養容器20、チップラック30、サンプルラック40、及び廃棄箱50が、X軸方向において、チップラック30、培養容器20、サンプルラック40、廃棄箱50の順に配置されている。
Fig. 3 is a diagram showing a plan view layout of the internal configuration of the cell suction support system 1 according to one embodiment. Fig. 4 is a diagram showing a front view layout of the internal configuration of the cell suction support system 1 according to one embodiment.
As shown in Figure 3, in the cell suction support system 1, in the device storage section 12 of the housing 10, the culture vessel 20, the tip rack 30, the sample rack 40, and the waste box 50 are arranged in the following order in the X-axis direction: tip rack 30, culture vessel 20, sample rack 40, waste box 50.
細胞吸引支援システム1は、チップラック30を第1開閉扉13まで移動させるチップラック移動機構110と、培養容器20を第2開閉扉14まで移動させる培養容器移動ステージ120と、サンプルラック40を第3開閉扉15まで移動させるサンプルラック移動機構130と、を備えている。 The cell suction support system 1 includes a tip rack moving mechanism 110 that moves the tip rack 30 to the first door 13, a culture vessel moving stage 120 that moves the culture vessel 20 to the second door 14, and a sample rack moving mechanism 130 that moves the sample rack 40 to the third door 15.
チップラック移動機構110は、Y軸方向に移動可能であり、筐体10の装置格納部12から、筐体10の前側の作業台11の第1開閉扉13の直下までチップラック30を移動させることができる。このチップラック移動機構110は、例えばベルト搬送機構を備えている。 The tip rack moving mechanism 110 is movable in the Y-axis direction and can move the tip rack 30 from the device storage section 12 of the housing 10 to directly below the first opening/closing door 13 on the workbench 11 at the front of the housing 10. This tip rack moving mechanism 110 includes, for example, a belt conveying mechanism.
培養容器移動ステージ120は、X軸方向及びY軸方向に移動可能であり、筐体10の装置格納部12から、筐体10の前側の作業台11の第2開閉扉14の直下まで培養容器20を移動させることができる。この培養容器移動ステージ120は、例えばX軸とY軸の2軸の可動軸を備えるボールねじ機構を備えている。 The culture vessel transfer stage 120 is movable in the X-axis and Y-axis directions, and can move the culture vessel 20 from the device storage section 12 of the housing 10 to directly below the second opening and closing door 14 on the workbench 11 at the front of the housing 10. This culture vessel transfer stage 120 is equipped with a ball screw mechanism with two movable axes, for example, the X-axis and the Y-axis.
サンプルラック移動機構130は、Y軸方向に移動可能であり、筐体10の装置格納部12から、筐体10の前側の作業台11の第3開閉扉15の直下までチップラック30を移動させることができる。このサンプルラック移動機構130は、例えばベルト搬送機構を備えている。 The sample rack moving mechanism 130 is movable in the Y-axis direction and can move the tip rack 30 from the device storage section 12 of the housing 10 to directly below the third opening and closing door 15 on the workbench 11 at the front of the housing 10. This sample rack moving mechanism 130 includes, for example, a belt transport mechanism.
廃棄箱50は、筐体10の装置格納部12に固定されており、第4開閉扉16を開けることでアクセスできるようになっている。 The waste box 50 is fixed to the device storage section 12 of the housing 10 and can be accessed by opening the fourth opening and closing door 16.
チップ搬送機構100は、図4に示すように、吸引用ユニット101をX軸方向及びZ軸方向に移動可能であり、チップラック30に格納されたチップ容器31を、培養容器20、サンプルラック40、廃棄箱50の順に搬送することができる。このチップ搬送機構100は、例えばX軸とZ軸の2軸の可動軸を備えるボールねじ機構を備えている。 As shown in Figure 4, the chip transport mechanism 100 can move the suction unit 101 in the X-axis and Z-axis directions, and can transport chip containers 31 stored in the chip rack 30 in the following order: culture container 20, sample rack 40, and waste box 50. This chip transport mechanism 100 is equipped with a ball screw mechanism with two movable axes, for example, the X-axis and the Z-axis.
吸引用ユニット101は、X軸方向に延在するレール102に沿って移動可能に案内されている。レール102は、複数の支柱部103に支持され、培養容器20(培養容器移動ステージ120)、チップラック30(チップラック移動機構110)、サンプルラック40(サンプルラック移動機構130)、及び廃棄箱50の上方に架設されている。 The suction unit 101 is movably guided along a rail 102 extending in the X-axis direction. The rail 102 is supported by multiple support columns 103 and is installed above the culture vessel 20 (culture vessel moving stage 120), tip rack 30 (tip rack moving mechanism 110), sample rack 40 (sample rack moving mechanism 130), and waste box 50.
図3に示すように、チップラック移動機構110の可動範囲111sは、チップ搬送機構100のX軸方向の可動範囲101sと、平面視で90°交差して設置されているため、チップラック移動機構110の可動範囲111sとチップ搬送機構100の可動範囲101sを組み合わせることで、チップラック30に2次元的に配置されたチップ容器31をピックアップすることができる。 As shown in Figure 3, the movable range 111s of the tip rack moving mechanism 110 is set to intersect with the movable range 101s of the tip transport mechanism 100 in the X-axis direction at a 90° angle in a plan view. Therefore, by combining the movable range 111s of the tip rack moving mechanism 110 and the movable range 101s of the tip transport mechanism 100, tip containers 31 arranged two-dimensionally on the tip rack 30 can be picked up.
また、チップラック移動機構110の可動範囲111sを筐体10の前側まで延ばすことで、使用者が第1開閉扉13から容易にチップラック30を設置することができる。また、チップラック移動機構110は、可動軸がY軸方向の1軸であるため、シンプルな構造とすることができる。さらに、筐体10のベースに近い部分にチップラック移動機構110の可動軸を配置することで、装置の重心を下げることができる。 Furthermore, by extending the movable range 111s of the tip rack moving mechanism 110 to the front side of the housing 10, the user can easily install the tip rack 30 from the first opening and closing door 13. Furthermore, since the tip rack moving mechanism 110 has only one movable axis in the Y-axis direction, it can have a simple structure. Furthermore, by locating the movable axis of the tip rack moving mechanism 110 close to the base of the housing 10, the center of gravity of the device can be lowered.
培養容器移動ステージ120は、X軸方向の可動範囲121sを第2開閉扉14まで延ばし、またY軸方向の可動範囲122sを筐体10の前側まで延ばすことで、使用者が第2開閉扉14から容易に培養容器20(例えば、96穴プレートなど)を設置することができる。また、この際に、必要に応じて細胞の蛍光染色を行うことができる。 The culture vessel transfer stage 120 has an X-axis movable range 121s that extends to the second opening/closing door 14, and an Y-axis movable range 122s that extends to the front of the housing 10, allowing the user to easily place a culture vessel 20 (e.g., a 96-well plate) through the second opening/closing door 14. At this time, the cells can also be fluorescently stained if necessary.
サンプルラック移動機構130の可動範囲131sは、チップ搬送機構100のX軸方向の可動範囲101sと、平面視で90°交差して設置されているため、サンプルラック移動機構130の可動範囲131sとチップ搬送機構100の可動範囲101sを組み合わせることで、サンプルラック40に2次元的に配置されたサンプル容器41(例えば、PCRプレートや96穴プレートなど)に細胞及び細胞内組織を吐出することができる。 The movable range 131s of the sample rack moving mechanism 130 is set to intersect with the movable range 101s of the chip transport mechanism 100 in the X-axis direction at a 90° angle in a plan view. Therefore, by combining the movable range 131s of the sample rack moving mechanism 130 with the movable range 101s of the chip transport mechanism 100, cells and intracellular tissues can be ejected into sample containers 41 (e.g., PCR plates, 96-well plates, etc.) arranged two-dimensionally on the sample rack 40.
また、サンプルラック移動機構130の可動範囲131sを筐体10の前側まで延ばすことで、使用者が第3開閉扉15から容易にサンプルラック40を設置することができる。また、サンプルラック移動機構130は、可動軸がY軸方向の1軸であるため、シンプルな構造とすることができる。さらに、筐体10のベースに近い部分にチップラック移動機構110の可動軸を配置することで、装置の重心を下げることができる。 Furthermore, by extending the movable range 131s of the sample rack moving mechanism 130 to the front side of the housing 10, the user can easily install the sample rack 40 from the third opening and closing door 15. Furthermore, since the sample rack moving mechanism 130 has only one movable axis in the Y-axis direction, it can have a simple structure. Furthermore, by locating the movable axis of the tip rack moving mechanism 110 close to the base of the housing 10, the center of gravity of the device can be lowered.
チップ搬送機構100のX軸方向の可動範囲101sは、チップラック30の左端から廃棄箱50の右端まで延びているため、チップラック移動機構110、培養容器移動ステージ120、及びサンプルラック移動機構130のY軸方向の移動と組み合わせることで、1軸の可動範囲101sで2次元的にチップ容器31を搬送することができる。本実施形態のチップ搬送機構100は、Y軸方向の可動軸が無いため、シンプルな構造とすることができる。これにより、筐体10のベースに遠い部分(高い部分)設置されるチップ搬送機構100を軽量化して装置の重心を下げ、振動を抑制することができる。 The movable range 101s of the tip transport mechanism 100 in the X-axis direction extends from the left end of the tip rack 30 to the right end of the waste box 50. Therefore, by combining this with the Y-axis movement of the tip rack moving mechanism 110, culture vessel moving stage 120, and sample rack moving mechanism 130, the tip containers 31 can be transported two-dimensionally within the single-axis movable range 101s. The chip transport mechanism 100 of this embodiment does not have a movable axis in the Y-axis direction, allowing for a simple structure. This reduces the weight of the chip transport mechanism 100, which is installed far from the base of the housing 10 (higher part), lowering the center of gravity of the device and suppressing vibration.
チップ搬送機構100は、チップ容器31を持った状態では、チップラック30、培養容器20、サンプルラック40、廃棄箱50の順に、X軸方向において一方向にしか移動しないために、コンタミネーションのリスクを最小限にすることができる。また、必要に応じて、複数の移動機構(チップラック移動機構110、培養容器移動ステージ120、サンプルラック移動機構130)の少なくとも一つを移動させ、以下説明するコンタミネーションの回避動作と組み合わせれば、コンタミネーションの発生を効果的に防止することができる。 When holding a tip container 31, the tip transport mechanism 100 moves only in one direction in the X-axis direction, in the order of tip rack 30, culture container 20, sample rack 40, and waste box 50, thereby minimizing the risk of contamination. Furthermore, by moving at least one of the multiple movement mechanisms (tip rack movement mechanism 110, culture container movement stage 120, sample rack movement mechanism 130) as needed and combining this with the contamination avoidance operation described below, contamination can be effectively prevented.
図5は、一実施形態に係る細胞吸引支援システム1のコンタミネーションの回避動作の一例を示す説明図である。この例では、培養容器20、チップラック30、サンプルラック40、及び廃棄箱50が、X軸方向において、チップラック30、培養容器20、サンプルラック40、廃棄箱50の順に配置されており、チップ容器31を持ったチップ搬送機構100が、X軸方向の一方向にのみ移動するパターンである。なお、以下の回避動作の前提として、動作処理部450は、サンプルラック40の現在位置から複数のサンプル容器41の配置を算出するマップデータを記憶している。以下では、動作処理部450は、このマップデータに基づいてチップ搬送機構100及びサンプルラック移動機構130の動作を制御する。 Figure 5 is an explanatory diagram showing an example of contamination avoidance operation of the cell suction support system 1 according to one embodiment. In this example, the culture vessels 20, tip racks 30, sample racks 40, and waste boxes 50 are arranged in the following order in the X-axis direction: tip rack 30, culture vessels 20, sample rack 40, waste box 50, and the tip transport mechanism 100 carrying the tip vessel 31 moves only in one direction in the X-axis direction. Note that, as a prerequisite for the following avoidance operation, the operation processing unit 450 stores map data that calculates the position of multiple sample vessels 41 from the current position of the sample rack 40. Below, the operation processing unit 450 controls the operation of the tip transport mechanism 100 and sample rack moving mechanism 130 based on this map data.
このパターンの場合、図5(a)に示すように、チップ搬送機構100は、チップ容器31の針先をサンプルラック40のサンプル容器41の間(コンタミネーションが発生しない場所)の上方にてX軸方向に移動させ、目的のサンプル容器41Aの付近で停止させる。次に、サンプルラック移動機構130は、図5(b)に示すように、サンプルラック40をY軸方向に移動させ、チップ容器31の針先を目的のサンプル容器41Aの直上に配置する。 In this pattern, as shown in Figure 5(a), the tip transport mechanism 100 moves the needle tip of the tip container 31 in the X-axis direction above the space between the sample containers 41 in the sample rack 40 (a location where contamination will not occur) and stops it near the target sample container 41A. Next, as shown in Figure 5(b), the sample rack movement mechanism 130 moves the sample rack 40 in the Y-axis direction and positions the needle tip of the tip container 31 directly above the target sample container 41A.
次に、チップ搬送機構100は、チップ容器31の針先から目的のサンプル容器41Aに細胞あるいは細胞成分を吐出する。次に、サンプルラック移動機構130は、サンプルラック40をY軸方向に移動させ、図5(a)に示す状態に戻し、チップ容器31の針先をサンプルラック40のサンプル容器41の間(コンタミネーションが発生しない場所)の上方に配置する。最後に、チップ搬送機構100は、チップ容器31の針先をサンプルラック40のサンプル容器41の間の上方にてX軸方向に移動させ、サンプルラック40の上方を通過させる。
なお、この回避動作は、チップラック移動機構110、培養容器移動ステージ120においても同じように行うことができる。後述する回避動作においても同様である。
Next, the tip transport mechanism 100 ejects cells or cell components from the needle tip of the tip container 31 into the target sample container 41A. Next, the sample rack moving mechanism 130 moves the sample rack 40 in the Y-axis direction, returning it to the state shown in FIG. 5( a), and positions the needle tip of the tip container 31 above the space between the sample containers 41 in the sample rack 40 (a location where contamination will not occur). Finally, the tip transport mechanism 100 moves the needle tip of the tip container 31 in the X-axis direction above the space between the sample containers 41 in the sample rack 40, and passes it above the sample rack 40.
This avoidance operation can be performed in the same way in the tip rack moving mechanism 110 and the culture vessel moving stage 120. The same applies to the avoidance operation described below.
図6は、一実施形態に係る細胞吸引支援システム1のコンタミネーションの回避動作の他の例を示す説明図である。この例では、培養容器20、チップラック30、サンプルラック40、及び廃棄箱50が、X軸方向において、チップラック30、サンプルラック40、培養容器20、廃棄箱50の順に配置されており、チップ容器31を持ったチップ搬送機構100が、サンプルラック40を通過し、培養容器20で細胞または細胞成分を吸引した後、サンプルラック40の上方に戻るパターンである。 Figure 6 is an explanatory diagram showing another example of the contamination avoidance operation of the cell suction support system 1 according to one embodiment. In this example, the culture vessel 20, tip rack 30, sample rack 40, and waste box 50 are arranged in the X-axis direction in the following order: tip rack 30, sample rack 40, culture vessel 20, waste box 50. The tip transport mechanism 100 carrying the tip vessel 31 passes through the sample rack 40, aspirates cells or cell components from the culture vessel 20, and then returns to above the sample rack 40.
このパターンの場合、図6(a)に示すように、チップ搬送機構100は、チップ容器31の針先をサンプルラック40のサンプル容器41の間(コンタミネーションが発生しない場所)の上方にてX軸方向に移動させ、目的のサンプル容器41Aの付近で停止させる。次に、サンプルラック移動機構130は、図6(b)に示すように、サンプルラック40をY軸方向に移動させ、チップ容器31の針先を目的のサンプル容器41Aの直上に配置する。 In this pattern, as shown in Figure 6(a), the tip transport mechanism 100 moves the needle tip of the tip container 31 in the X-axis direction above the space between the sample containers 41 in the sample rack 40 (a location where contamination will not occur) and stops it near the target sample container 41A. Next, as shown in Figure 6(b), the sample rack moving mechanism 130 moves the sample rack 40 in the Y-axis direction and positions the needle tip of the tip container 31 directly above the target sample container 41A.
次に、チップ搬送機構100は、チップ容器31の針先から目的のサンプル容器41Aに細胞あるいは細胞成分を吐出する。次に、サンプルラック移動機構130は、サンプルラック40をY軸方向に移動させ、図6(a)に示す状態に戻し、チップ容器31の針先をサンプルラック40のサンプル容器41の間(コンタミネーションが発生しない場所)の上方に配置する。最後に、チップ搬送機構100は、チップ容器31の針先をサンプルラック40のサンプル容器41の間の上方にてX軸方向に移動させ、サンプルラック40の上方を通過させる。 Next, the tip transport mechanism 100 ejects cells or cell components from the needle tip of the tip container 31 into the target sample container 41A. Next, the sample rack moving mechanism 130 moves the sample rack 40 in the Y-axis direction, returning it to the state shown in Figure 6(a), and positions the needle tip of the tip container 31 above the space between the sample containers 41 in the sample rack 40 (a location where contamination will not occur). Finally, the tip transport mechanism 100 moves the needle tip of the tip container 31 in the X-axis direction above the space between the sample containers 41 in the sample rack 40, and passes it above the sample rack 40.
このように、上述した本実施形態に係る細胞吸引支援システム1は、細胞を培養する培養容器20と、培養容器20から細胞を吸引するチップ容器31を格納するチップラック30と、チップ容器31に吸引された細胞を格納するサンプルラック40と、チップラック30に格納されたチップ容器31を保持してX軸方向に移動し、培養容器20、サンプルラック40の順にチップ容器31を搬送するチップ搬送機構100と、培養容器20、チップラック30、及びサンプルラック40のそれぞれを、少なくともX軸方向と交差するY軸方向に移動させる複数の移動機構(チップラック移動機構110、培養容器移動ステージ120、サンプルラック移動機構130)と、を備える。この構成によれば、チップ搬送機構100によって搬送されるチップ容器31の直下において、培養容器20、チップラック30、及びサンプルラック40を移動させることができ、チップ容器31からの落下物によるコンタミネーションが発生し得る状況を回避することができる。 As described above, the cell suction support system 1 according to the present embodiment includes a culture vessel 20 for culturing cells, a tip rack 30 for storing tip vessels 31 into which cells are aspirated from the culture vessel 20, a sample rack 40 for storing cells aspirated into the tip vessels 31, a tip transport mechanism 100 that holds the tip vessels 31 stored in the tip rack 30 and moves them in the X-axis direction, transporting the tip vessels 31 in the order of the culture vessel 20 and the sample rack 40, and multiple transport mechanisms (tip rack transport mechanism 110, culture vessel transport stage 120, sample rack transport mechanism 130) that move each of the culture vessels 20, tip rack 30, and sample rack 40 in at least the Y-axis direction intersecting the X-axis direction. This configuration allows the culture vessels 20, tip rack 30, and sample rack 40 to be moved directly below the tip vessels 31 transported by the tip transport mechanism 100, thereby avoiding situations in which contamination due to objects falling from the tip vessels 31 may occur.
また、本実施形態に係る細胞吸引支援システム1において、図3に示すように、チップ容器31を廃棄する廃棄箱50をさらに備え、チップ搬送機構100は、チップラック30に格納されたチップ容器31を、培養容器20、サンプルラック40、廃棄箱50の順に搬送し、培養容器20、チップラック30、サンプルラック40、及び廃棄箱50が、X軸方向において、チップラック30、培養容器20、サンプルラック40、廃棄箱50の順に配置されている。この構成によれば、チップ容器31を持ったチップ搬送機構100が、X軸方向の一方向にのみ移動するパターンで、チップ容器31のピックアップ、細胞または細胞成分の吸引、吐出、チップ容器31のリリースまで行うことができるため、チップ搬送機構100がチップラック30の上方に戻る際には何も持っていない状態になり、コンタミネーションの発生を確実に防止できる。 Furthermore, as shown in FIG. 3 , the cell suction support system 1 according to this embodiment further includes a waste box 50 for disposing of tip containers 31. The tip transport mechanism 100 transports the tip containers 31 stored in the tip rack 30 in the order of the culture container 20, the sample rack 40, and the waste box 50. The culture containers 20, the tip rack 30, the sample rack 40, and the waste box 50 are arranged in the X-axis direction in the following order: tip rack 30, culture container 20, the sample rack 40, and the waste box 50. With this configuration, the tip transport mechanism 100 carrying the tip container 31 can pick up the tip container 31, aspirate and discharge cells or cell components, and even release the tip container 31, all while moving in a single direction along the X-axis. Therefore, when the tip transport mechanism 100 returns to above the tip rack 30, it is empty, reliably preventing contamination.
また、本実施形態に係る細胞吸引支援システム1において、チップ搬送機構100は、X軸方向と、X軸方向及びY軸方向と直交する第3方向の2軸で移動可能であり、複数の移動機構は、少なくともY軸方向の1軸で移動可能である。この構成によれば、チップ搬送機構100は、Y軸方向の可動軸が無くて済むため、シンプルな構造とすることができる。これにより、筐体10のベースに遠い部分(高い部分)に設置されるチップ搬送機構100を軽量化して装置の重心を下げ、振動を抑制することができる。 Furthermore, in the cell suction support system 1 according to this embodiment, the chip transport mechanism 100 is movable on two axes: the X-axis direction and a third direction perpendicular to the X-axis and Y-axis directions, and the multiple transport mechanisms are movable on at least one axis, the Y-axis direction. With this configuration, the chip transport mechanism 100 does not require a movable axis in the Y-axis direction, allowing for a simple structure. This reduces the weight of the chip transport mechanism 100, which is installed far from the base of the casing 10 (at a high part), lowering the center of gravity of the device and suppressing vibration.
また、本実施形態に係る細胞吸引支援システム1において、複数の移動機構は、チップ搬送機構100よりも低い位置に設置されている。この構成によれば、チップ搬送機構100よりも低い位置に複数の移動機構の可動軸を配置することで、装置の重心を下げることができる。 Furthermore, in the cell suction support system 1 according to this embodiment, the multiple movement mechanisms are installed at a lower position than the tip transport mechanism 100. With this configuration, by arranging the movable axes of the multiple movement mechanisms at a lower position than the tip transport mechanism 100, the center of gravity of the device can be lowered.
また、本実施形態に係る細胞吸引支援システム1において、複数の移動機構の少なくとも一つは、ボールねじ移動機構を備えている。この構成によれば、移動の精度が求められる培養容器移動ステージ120等の要求仕様を満たすことができる。一方で、培養容器移動ステージ120のような高精度の移動が不要なチップラック移動機構110、サンプルラック移動機構130においては、ボールねじ移動機構よりも簡易且つ軽量なベルト搬送機構を採用することで、装置全体の軽量化を図ることができる。 Furthermore, in the cell suction support system 1 according to this embodiment, at least one of the multiple movement mechanisms is equipped with a ball screw movement mechanism. This configuration can meet the required specifications of the culture vessel movement stage 120 and the like, which require high movement accuracy. On the other hand, for the tip rack movement mechanism 110 and sample rack movement mechanism 130, which do not require high-precision movement like the culture vessel movement stage 120, a belt conveyance mechanism that is simpler and lighter than a ball screw movement mechanism can be used to reduce the weight of the entire device.
また、本実施形態に係る細胞吸引支援システム1において、サンプルラック40は、複数のサンプル容器41を有しており、チップ搬送機構100及び複数の移動機構の動作を制御する動作処理部450を備え、動作処理部450は、チップ容器31の針先をサンプル容器41の間の上方においてX軸方向に移動させ、目的のサンプル容器41Aの付近で停止させた後、サンプルラック40をY軸方向に移動させ、チップ容器31の針先を目的のサンプル容器41Aの直上に配置させる。この構成によれば、チップ容器31からの落下物が、目的のサンプル容器41A以外のサンプル容器41に落下する状況を極力回避することができる。 In addition, in the cell suction support system 1 according to this embodiment, the sample rack 40 has multiple sample containers 41 and is equipped with an operation processing unit 450 that controls the operation of the tip transport mechanism 100 and multiple movement mechanisms. The operation processing unit 450 moves the needle tip of the tip container 31 in the X-axis direction above the sample containers 41, stops it near the target sample container 41A, and then moves the sample rack 40 in the Y-axis direction to position the needle tip of the tip container 31 directly above the target sample container 41A. This configuration makes it possible to minimize situations in which objects falling from the tip container 31 fall into sample containers 41 other than the target sample container 41A.
また、本実施形態に係る細胞吸引支援システム1において、X軸方向は、細胞吸引支援システム1の筐体10の前後方向であり、複数の移動機構のそれぞれの可動範囲(111s、121s、131s)は、筐体10の前側まで延びている。この構成によれば、使用者が筐体10の中心に手を伸ばすことなく、筐体10の前側において、チップラック30、培養容器20、及びサンプルラック40を設置できるため、作業性が向上する。 Furthermore, in the cell suction support system 1 according to this embodiment, the X-axis direction is the front-to-rear direction of the housing 10 of the cell suction support system 1, and the ranges of movement (111s, 121s, 131s) of each of the multiple movement mechanisms extend to the front side of the housing 10. This configuration allows the user to install the tip rack 30, culture vessel 20, and sample rack 40 at the front side of the housing 10 without having to reach to the center of the housing 10, thereby improving workability.
また、本実施形態に係る細胞吸引支援システム1において、筐体10の前側には、第1開閉扉13、第2開閉扉14、及び第3開閉扉15が設けられた作業台11が設けられており、複数の移動機構は、チップラック30を第1開閉扉13まで移動させるチップラック移動機構110と、培養容器20を第2開閉扉14まで移動させる培養容器移動ステージ120と、サンプルラック40を第3開閉扉15まで移動させるサンプルラック移動機構130と、を備える。この構成によれば、筐体10の前側に設けられた作業台11の第1開閉扉13、第2開閉扉14、及び第3開閉扉15を開いて、チップラック30、培養容器20、及びサンプルラック40を上から設置できるため、作業性がより向上する。 In addition, in the cell suction support system 1 according to this embodiment, a work table 11 equipped with a first opening/closing door 13, a second opening/closing door 14, and a third opening/closing door 15 is provided on the front side of the housing 10, and the multiple movement mechanisms include a tip rack movement mechanism 110 that moves the tip rack 30 to the first opening/closing door 13, a culture vessel movement stage 120 that moves the culture vessel 20 to the second opening/closing door 14, and a sample rack movement mechanism 130 that moves the sample rack 40 to the third opening/closing door 15. This configuration allows the first opening/closing door 13, the second opening/closing door 14, and the third opening/closing door 15 of the work table 11 provided on the front side of the housing 10 to be opened, allowing the tip rack 30, culture vessel 20, and sample rack 40 to be placed from above, further improving operability.
さらに、細胞吸引支援システム1は、図7及び図8に示すような構成を採用することができる。 Furthermore, the cell suction support system 1 can adopt the configurations shown in Figures 7 and 8.
図7は、一実施形態に係る細胞吸引支援システム1の内部構成の正面視レイアウトの変形例を示す図である。図8は、図7に示す細胞吸引支援システム1のコンタミネーションの回避動作の一例を示す説明図である。
図7に示す細胞吸引支援システム1は、チップ容器31がサンプルラック40の上をX軸方向に移動している間、サンプルラック40を覆うシャッター機構140を備えている。シャッター機構140は、図8に示すように、Y軸方向に移動する。
Fig. 7 is a diagram showing a modified example of the front view layout of the internal configuration of the cell suction support system 1 according to one embodiment. Fig. 8 is an explanatory diagram showing an example of the contamination avoidance operation of the cell suction support system 1 shown in Fig. 7.
The cell suction support system 1 shown in Fig. 7 is provided with a shutter mechanism 140 that covers the sample rack 40 while the tip container 31 is moving in the X-axis direction on the sample rack 40. The shutter mechanism 140 moves in the Y-axis direction as shown in Fig. 8.
この場合、図8(a)に示すように、チップ搬送機構100は、サンプルラック40がシャッター機構140に覆われた状態で、チップ容器31の針先をサンプルラック40の目的のサンプル容器41Aの上方に移動させ、停止させる。次に、シャッター機構140は、図8(b)に示すように、Y軸方向に移動し、目的のサンプル容器41Aを露出させる。 In this case, as shown in Figure 8(a), the tip transport mechanism 100 moves the needle tip of the tip container 31 above the target sample container 41A in the sample rack 40 while the sample rack 40 is covered by the shutter mechanism 140, and stops it. Next, as shown in Figure 8(b), the shutter mechanism 140 moves in the Y-axis direction, exposing the target sample container 41A.
次に、チップ搬送機構100は、チップ容器31の針先から目的のサンプル容器41Aに細胞あるいは細胞成分を吐出する。次に、シャッター機構140は、Y軸方向に移動し、図8(a)に示す状態に戻り、サンプルラック40を覆う。最後に、チップ搬送機構100は、チップ容器31の針先をシャッター機構140の上方にてX軸方向に移動させ、サンプルラック40の上方を通過させる。
上記構成によれば、サンプルラック40の代わりにシャッター機構140が移動するため、動作が軽く、また、サンプルラック40に格納済みの細胞または細胞成分を揺らさないで済むというメリットがある。
Next, the chip transport mechanism 100 ejects cells or cell components from the needle tip of the chip container 31 into the target sample container 41A. Next, the shutter mechanism 140 moves in the Y-axis direction, returning to the state shown in Figure 8(a) and covering the sample rack 40. Finally, the chip transport mechanism 100 moves the needle tip of the chip container 31 in the X-axis direction above the shutter mechanism 140, and passes it over the sample rack 40.
According to the above configuration, the shutter mechanism 140 moves instead of the sample rack 40, which has the advantage of being light in operation and not shaking the cells or cell components stored in the sample rack 40.
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 The above describes a preferred embodiment of the present invention with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the above embodiment. The shapes and combinations of the components shown in the above embodiment are merely examples, and various modifications can be made based on design requirements, etc., without departing from the spirit of the present invention.
例えば、上記実施形態では、第2方向がX軸方向と直交するY軸方向である場合を例示したが、第2方向はY軸方向に限らず、例えばX軸方向と鋭角または鈍角で交差する方向であっても構わない。 For example, in the above embodiment, the second direction is the Y-axis direction, which is perpendicular to the X-axis direction. However, the second direction is not limited to the Y-axis direction, and may be, for example, a direction that intersects with the X-axis direction at an acute or obtuse angle.
また、例えば、上記実施形態では、チップ搬送機構100及び培養容器移動ステージ120がボールねじ移動機構を備える場合を例示したが、チップラック移動機構110及びサンプルラック移動機構130もボールねじ移動機構を備えていても構わない。 Furthermore, for example, in the above embodiment, the chip transport mechanism 100 and the culture vessel moving stage 120 are illustrated as being equipped with ball screw moving mechanisms, but the chip rack moving mechanism 110 and the sample rack moving mechanism 130 may also be equipped with ball screw moving mechanisms.
1…細胞吸引支援システム1…筐体、11…作業台、13…第1開閉扉、14…第2開閉扉、15…第3開閉扉、20…培養容器、30…チップラック、31…チップ容器、40…サンプルラック、50…廃棄箱、100…チップ搬送機構、110…チップラック移動機構、111s…可動範囲、120…培養容器移動ステージ、121s…可動範囲、130…サンプルラック移動機構、131s…可動範囲、140…シャッター機構 1...Cell suction support system 1...Housing, 11...Work table, 13...First opening/closing door, 14...Second opening/closing door, 15...Third opening/closing door, 20...Culture vessel, 30...Tip rack, 31...Tip vessel, 40...Sample rack, 50...Disposal box, 100...Tip transport mechanism, 110...Tip rack movement mechanism, 111s...Moving range, 120...Culture vessel movement stage, 121s...Moving range, 130...Sample rack movement mechanism, 131s...Moving range, 140...Shutter mechanism
Claims (8)
前記培養容器から前記細胞を吸引するチップ容器を格納するチップラックと、
前記チップ容器に吸引された前記細胞を格納するサンプルラックと、
前記チップラックに格納された前記チップ容器を保持して第1方向に移動し、前記培養容器、前記サンプルラックの順に前記チップ容器を搬送するチップ搬送機構と、
前記培養容器、前記チップラック、及び前記サンプルラックのそれぞれを、少なくとも前記第1方向と交差する第2方向に移動させる複数の移動機構と、
前記チップ搬送機構及び前記複数の移動機構の動作を制御する動作処理部と、
を備え、
前記サンプルラックは、複数のサンプル容器を有し、
前記動作処理部は、前記チップ容器の針先を前記サンプル容器の間の上方において前記第1方向に移動させる、
細胞吸引支援システム。 a culture vessel for culturing cells;
a tip rack for storing tip containers for aspirating the cells from the culture container;
a sample rack for storing the cells aspirated into the tip container;
a tip transport mechanism that holds the tip container stored in the tip rack and moves in a first direction to transport the tip container to the culture container and then to the sample rack;
a plurality of movement mechanisms that move the incubation vessel, the tip rack, and the sample rack in at least a second direction that intersects with the first direction ;
an operation processing unit that controls the operations of the chip transport mechanism and the plurality of moving mechanisms;
Equipped with
The sample rack has a plurality of sample containers;
The operation processing unit moves the needle tip of the tip container in the first direction above the space between the sample containers.
Cell suction support system.
前記チップ搬送機構は、前記チップラックに格納された前記チップ容器を、前記培養容器、前記サンプルラック、前記廃棄箱の順に搬送し、
前記培養容器、前記チップラック、前記サンプルラック、及び前記廃棄箱が、前記第1方向において、前記チップラック、前記培養容器、前記サンプルラック、前記廃棄箱の順に配置されている、請求項1に記載の細胞吸引支援システム。 Further provided is a waste box for disposing of the tip container,
the tip transport mechanism transports the tip containers stored in the tip rack to the culture container, the sample rack, and the waste box in this order;
The cell suction assistance system according to claim 1 , wherein the culture vessel, the tip rack, the sample rack, and the waste box are arranged in the following order in the first direction: tip rack, culture vessel, sample rack, waste box.
前記複数の移動機構は、少なくとも前記第2方向の1軸で移動可能である、請求項1または2に記載の細胞吸引支援システム。 the chip transport mechanism is movable along two axes, that is, the first direction and a third direction perpendicular to the first direction and the second direction;
The cell suction support system according to claim 1 or 2, wherein the plurality of movement mechanisms are movable on at least one axis in the second direction.
前記複数の移動機構のそれぞれの可動範囲は、前記筐体の前側まで延びている、請求項1~5のいずれか一項に記載の細胞吸引支援システム。 the second direction is a front-to-rear direction of a housing of the cell suction assistance system,
The cell suction support system according to any one of claims 1 to 5, wherein the movable range of each of the plurality of movement mechanisms extends to the front side of the housing.
前記複数の移動機構は、
前記チップラックを前記第1開閉扉まで移動させるチップラック移動機構と、
前記培養容器を前記第2開閉扉まで移動させる培養容器移動ステージと、
前記サンプルラックを前記第3開閉扉まで移動させるサンプルラック移動機構と、を備える、請求項6に記載の細胞吸引支援システム。 a work table provided with a first opening/closing door, a second opening/closing door, and a third opening/closing door is provided on the front side of the housing;
The plurality of movement mechanisms include:
a tip rack moving mechanism that moves the tip rack to the first opening and closing door;
a culture vessel moving stage that moves the culture vessel to the second opening/closing door;
The cell suction assistance system according to claim 6 , further comprising: a sample rack moving mechanism that moves the sample rack to the third opening/closing door.
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