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JP7754027B2 - Calibration curve model creating device and calibration curve model creating method - Google Patents
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JP7754027B2 - Calibration curve model creating device and calibration curve model creating method - Google Patents

Calibration curve model creating device and calibration curve model creating method

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JP7754027B2 JP2022140513A JP2022140513A JP7754027B2 JP 7754027 B2 JP7754027 B2 JP 7754027B2 JP 2022140513 A JP2022140513 A JP 2022140513A JP 2022140513 A JP2022140513 A JP 2022140513A JP 7754027 B2 JP7754027 B2 JP 7754027B2
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Description

本発明は、生細胞密度(VCD:Viable cell density)を推定する検量線モデルを作成する検量線モデル作成装置、及び検量線モデル作成方法に関する。 The present invention relates to a calibration curve model creation device and a calibration curve model creation method that create a calibration curve model for estimating viable cell density (VCD).

従来、細胞培養装置(バイオリアクター)を使用した、例えば動物細胞、微生物、植物細胞等を含む細胞培養において、生細胞密度を予測する予測技術がある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, there is a prediction technology for predicting viable cell density in cell cultures containing, for example, animal cells, microorganisms, plant cells, etc., using cell culture devices (bioreactors) (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1には、培養液のインピーダンスを計測するインピーダンスセンサと、細胞の培養開始から死滅までの培養期間の内の所定期間が複数の期間に分類され、分類された複数の期間毎に、インピーダンスを用いて、所定期間において培養液中の生存している生細胞数を推定するための係数を記憶する記憶部と、インピーダンスを取得し、インピーダンスに対して記憶部が記憶する期間毎の係数の少なくとも1つを用いて、生細胞数を推定する生細胞数推定部と、を備える細胞検査装置が開示されている。 Patent Document 1 discloses a cell testing device that includes an impedance sensor that measures the impedance of the culture medium; a memory unit that classifies a predetermined period within the culture period from the start of cell culture to cell death into multiple periods and stores a coefficient for estimating the number of viable cells surviving in the culture medium during each of the multiple periods using the impedance; and a viable cell number estimation unit that acquires the impedance and estimates the number of viable cells using at least one of the coefficients for each period stored in the memory unit against the impedance.

特開2019-124594号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-124594

ここで、従来の生細胞密度を推定する検量線モデルの作成方法を説明する。図10は、従来の検量線モデルの作成方法を示したフローチャートである。本明細書において、検量線モデルとは、バイオリアクター等が測定した培養液のインピーダンス又はインピーダンスから算出されるキャパシタンスから培養液中の生細胞密度を推定する係数のセットである。 Here, we will explain a conventional method for creating a calibration curve model for estimating viable cell density. Figure 10 is a flowchart showing a conventional method for creating a calibration curve model. In this specification, a calibration curve model is a set of coefficients that estimates the viable cell density in a culture medium from the impedance of the culture medium measured by a bioreactor or the capacitance calculated from the impedance.

図10に示すように、ステップS1001において、コンピュータ等の制御装置は、検量線モデルを作成するためのデータセット(以下、検量線モデル作成用データセットとする)を読み込む。 As shown in FIG. 10, in step S1001, a control device such as a computer reads a dataset for creating a calibration curve model (hereinafter referred to as a calibration curve model creation dataset).

次に、ステップS1002において、ユーザは、検量線モデルを作成するためのパラメータを指定する。例えば、ユーザは、パラメータとして、細胞培養の第1局面(培養前半)と細胞培養の第2局面(培養後半)との境界、すなわち培養開始からの経過時間(秒)等を指定する。 Next, in step S1002, the user specifies parameters for creating a calibration curve model. For example, the user may specify a parameter such as the boundary between the first phase (first half of the culture) and the second phase (second half of the culture) of the cell culture, i.e., the elapsed time (seconds) since the start of the culture.

次に、ステップS1003において、制御装置は、読み込んだ検量線モデル作成用データセットとユーザが指定したパラメータとを使って、検量線モデルを作成する。 Next, in step S1003, the control device creates a calibration curve model using the loaded calibration curve model creation dataset and parameters specified by the user.

次に、作成した検量線モデルを検証(バリデート)する。ステップS1004において、制御装置は、ユーザによって指定されたバリデーション用のデータセット(以下、バリデーション用データセットとする)を、作成した検量線モデルに読み込ませる。 Next, the created calibration curve model is validated. In step S1004, the control device loads the validation dataset specified by the user (hereinafter referred to as the validation dataset) into the created calibration curve model.

そして、ステップS1005において、制御装置は、バリデーション用データセットを使って検量線モデルが推定した生細胞密度と、バリデーション用データセットの既知の生細胞密度とを比較することによって、作成した検量線モデルを検証(バリデーション)する。 Then, in step S1005, the control device validates the created calibration curve model by comparing the viable cell density estimated by the calibration curve model using the validation dataset with the known viable cell density in the validation dataset.

最後に、ステップS1006において、ユーザは、バリデーション結果を確認し、問題がなければ本フローを終了し、問題があればステップS1002の処理からやり直す。 Finally, in step S1006, the user checks the validation results, and if there are no problems, ends this flow; if there are problems, restarts the process from step S1002.

上記したように、従来の検量線モデルを作成するフローでは、ユーザがパラメータの指定、バリデーション用のデータセットの指定、及びバリデーション結果の確認を行い、さらには、問題があれば再度パラメータの指定、バリデーション用のデータセットの指定、及びバリデーション結果の再確認を行う必要があった。そのため、最適な検量線モデルを作成するために、ユーザはパラメータの指定などの作業を繰り返し行う必要があり、ユーザの手間がかかるという課題があった。 As mentioned above, in the conventional flow for creating a calibration curve model, the user had to specify parameters, specify a validation dataset, and check the validation results. If there were any problems, they had to specify the parameters again, specify the validation dataset again, and check the validation results again. As a result, in order to create the optimal calibration curve model, the user had to repeatedly perform tasks such as specifying parameters, which was time-consuming for the user, which was an issue.

そこで、本発明は、生細胞密度等を推定する検量線モデルの作成を容易にすることが可能な検量線モデル作成装置及び検量線モデル作成方法を提案する。 The present invention therefore proposes a calibration curve model creation device and calibration curve model creation method that can easily create a calibration curve model for estimating viable cell density, etc.

本発明の検量線モデル作成装置は、培養液のインピーダンスを計測するセンサが計測したインピーダンスから培養液中の生細胞密度を推定する検量線モデルを作成する制御部と、検量線モデルを作成するための1又は複数のパラメータを含む1又は複数のパラメータセットを生成するための生成条件を受け付ける受付部と、を備え、制御部は、受付部が受け付けた生成条件に従って1又は複数のパラメータセットを生成し、生成した1又は複数のパラメータセット毎に、パラメータセットに含まれる1又は複数のパラメータと、モデル作成用の培養液の培養開始からの経過時間、モデル作成用の培養液のインピーダンス又はインピーダンスから算出されるキャパシタンス、及び培養液中の生細胞密度を計測するセルカウンターが計測したモデル作成用の培養液中の生細胞密度を含むモデル作成用のデータセットと、を用いて複数の検量線モデルを作成し、複数の検量線モデルの中から選択した1つを記憶する。 The calibration curve model creation device of the present invention includes a control unit that creates a calibration curve model that estimates the viable cell density in a culture medium from the impedance measured by a sensor that measures the impedance of the culture medium, and a reception unit that receives generation conditions for generating one or more parameter sets including one or more parameters for creating the calibration curve model. The control unit generates one or more parameter sets according to the generation conditions received by the reception unit, and for each of the generated parameter sets, creates multiple calibration curve models using one or more parameters included in the parameter set and a model creation dataset that includes the elapsed time since the start of culturing the model-creation culture medium, the impedance of the model-creation culture medium or the capacitance calculated from the impedance, and the viable cell density in the model-creation culture medium measured by a cell counter that measures the viable cell density in the culture medium, and stores one selected from the multiple calibration curve models.

また、本発明の検量線モデル作成方法は、培養液のインピーダンスを計測するセンサが計測したインピーダンスから培養液中の生細胞密度を推定する検量線モデルを作成するための1又は複数のパラメータを含む1又は複数のパラメータセットを生成するための生成条件を受け付けること、受け付けた生成条件に従って1又は複数のパラメータセットを生成すること、生成した1又は複数のパラメータセット毎に、パラメータセットに含まれる1又は複数のパラメータと、モデル作成用の培養液の培養開始からの経過時間、モデル作成用の培養液のインピーダンス又はインピーダンスから算出されるキャパシタンス、及び培養液中の生細胞密度を計測するセルカウンターが計測したモデル作成用の培養液中の生細胞密度を含むモデル作成用のデータセットと、を用いて複数の検量線モデルを作成すること、及び複数の検量線モデルの中から選択した1つを記憶すること、を有する。 The calibration curve model creation method of the present invention also includes receiving creation conditions for generating one or more parameter sets including one or more parameters for creating a calibration curve model that estimates the viable cell density in a culture medium from the impedance measured by a sensor that measures the impedance of the culture medium; generating one or more parameter sets in accordance with the received creation conditions; creating, for each of the generated parameter sets, multiple calibration curve models using one or more parameters included in the parameter set and a model creation dataset including the elapsed time since the start of culturing the model-creation culture medium, the impedance of the model-creation culture medium or a capacitance calculated from the impedance, and the viable cell density in the model-creation culture medium measured by a cell counter that measures the viable cell density in the culture medium; and storing one selected from the multiple calibration curve models.

本発明によれば、生細胞密度等を推定する検量線モデルの作成を容易にすることができる。 The present invention makes it easy to create a calibration curve model for estimating viable cell density, etc.

実施の形態に係る検量線モデル作成システムの構成例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the configuration of a calibration curve model creation system according to an embodiment. 実施の形態に係る制御部のハードウェアブロック図である。FIG. 2 is a hardware block diagram of a control unit according to the embodiment. 実施の形態に係るモデル作成用データセットの例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a model creation dataset according to an embodiment. 実施の形態に係る検量線モデルの検証の指標となる平均誤差の算出方法を示した図である。FIG. 10 is a diagram showing a method for calculating an average error that serves as an index for verifying a calibration curve model according to an embodiment. 実施の形態に係る検量線モデルの作成方法を示したフローチャートである。10 is a flowchart showing a method for creating a calibration curve model according to an embodiment. 実施の形態に係るパラメータセットの一覧を示した図である。FIG. 10 is a diagram showing a list of parameter sets according to the embodiment. 実施の形態に係る検量線モデルの検証方法を示したフローチャートである。10 is a flowchart showing a method for verifying a calibration curve model according to an embodiment. 実施の形態に係る検量線モデルの検証結果を示した図(表)である。FIG. 10 is a diagram (table) showing verification results of a calibration curve model according to an embodiment. 実施の形態に係る検量線モデルの検証結果を示した図(グラフ)である。FIG. 10 is a diagram (graph) showing a verification result of a calibration curve model according to an embodiment. 従来の検量線モデルの作成方法を示したフローチャートである。1 is a flowchart showing a conventional method for creating a calibration curve model.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings.

(検量線モデル作成装置100)
図1は、本実施形態に係る検量線モデル作成装置100の構成例を示す図である。図1の示すように、検量線モデル作成装置100は、バイオリアクター1、及びセルカウンター2を備える。
(Calibration curve model creation device 100)
1 is a diagram showing an example of the configuration of a calibration curve model creation device 100 according to this embodiment. As shown in FIG. 1, the calibration curve model creation device 100 includes a bioreactor 1 and a cell counter 2.

(バイオリアクター1)
バイオリアクター1は、培養槽10、センサ11、操作部12、表示部13、制御部14、及び記憶装置15を備える。センサ11は、プローブ111、及びセンサ部112を有する。また、記憶装置15は、検量線モデル作成ツール151、検量線モデル152、モデル作成用データセット153、及び1又は複数のバリデーション用データセット154を記憶する。培養槽10、センサ11、操作部12、表示部13、及び記憶装置15は、制御部14と通信可能に接続されている。また、セルカウンター2も、制御部14と通信可能に接続されている。なお、本実施形態では、制御部14とセルカウンター2とは通信可能に接続されているが、セルカウンター2の計測結果をUSB(Universal Serial Bus)メモリ等の可搬メモリを使って制御部14に入力できるように構成してもよい。制御部14と、制御部14の周辺デバイス(培養槽10、センサ11、操作部12、表示部13、記憶装置15、又はセルカウンター2)との通信は、有線であっても無線であってもよい。
(Bioreactor 1)
The bioreactor 1 includes a culture tank 10, a sensor 11, an operation unit 12, a display unit 13, a control unit 14, and a storage device 15. The sensor 11 has a probe 111 and a sensor unit 112. The storage device 15 stores a calibration curve model creation tool 151, a calibration curve model 152, a model creation dataset 153, and one or more validation datasets 154. The culture tank 10, the sensor 11, the operation unit 12, the display unit 13, and the storage device 15 are communicatively connected to the control unit 14. The cell counter 2 is also communicatively connected to the control unit 14. In this embodiment, the control unit 14 and the cell counter 2 are communicatively connected, but the measurement results of the cell counter 2 may be input to the control unit 14 using a portable memory such as a USB (Universal Serial Bus) memory. Communication between the control unit 14 and peripheral devices of the control unit 14 (culture tank 10, sensor 11, operation unit 12, display unit 13, storage device 15, or cell counter 2) may be wired or wireless.

(培養槽10)
培養槽10には、細胞を含む培養液(培地)が入れられている。なお、培養槽10には、センサ11、不図示の攪拌機、及びヒータ等が取り付けられている。攪拌機による攪拌、及びヒータによる加熱は、制御部14によって制御される。
(Culture tank 10)
A culture solution (culture medium) containing cells is placed in the culture tank 10. A sensor 11, an agitator (not shown), a heater, etc. are attached to the culture tank 10. Agitation by the agitator and heating by the heater are controlled by a control unit 14.

(センサ11)
センサ11は、電気インピーダンス測定法により、培養液のインピーダンスをリアルタイムに計測する。
(Sensor 11)
The sensor 11 measures the impedance of the culture solution in real time by an electrical impedance measurement method.

プローブ111は、測定プローブ、及びインピーダンスセンサを含む。なお、インピーダンスセンサとは、細胞を含む培養液のインピーダンスを計測するセンサである。インピーダンスセンサは、複数の異なる周波数(例えば、287kHz、473kHz、…、20000kHz)のそれぞれでインピーダンスを計測する。プローブ111は、培養液のインピーダンスを計測し、計測した計測値をセンサ部112に出力する。なお、プローブ111は、計測した計測値を増幅する増幅部を有していてもよい。 The probe 111 includes a measurement probe and an impedance sensor. The impedance sensor is a sensor that measures the impedance of the culture medium containing cells. The impedance sensor measures the impedance at each of a number of different frequencies (e.g., 287 kHz, 473 kHz, ..., 20,000 kHz). The probe 111 measures the impedance of the culture medium and outputs the measured value to the sensor unit 112. The probe 111 may also have an amplifier unit that amplifies the measured value.

センサ部112は、プローブ111が出力する計測値をキャパシタンス(誘電率)と、誘電コンダクタンス(導電率)との2つに周知の手法で分離し、分離したキャパシタンス及び誘電コンダクタンスを制御部14に出力する。なお、センサ部112は、プローブ111が計測した計測値を増幅する増幅部を有していてもよい。 The sensor unit 112 separates the measurement value output by the probe 111 into capacitance (dielectric constant) and dielectric conductance (conductivity) using a well-known method, and outputs the separated capacitance and dielectric conductance to the control unit 14. The sensor unit 112 may also have an amplifier unit that amplifies the measurement value measured by the probe 111.

(操作部12)
操作部12は、例えば、表示部13上に設けられているタッチパネルセンサ、及び操作ボタン等である。操作部12は、ユーザの操作内容を受け付け、受け付けた操作内容を制御部14に出力する。操作内容には、細胞名、培養条件の設定値、培養開始指示、培養終了指示、後述する生成条件等が含まれる。操作部12(受付部)は、検量線モデル152を作成するための1又は複数のパラメータを含む1又は複数のパラメータセットを生成するための生成条件を受け付ける。
(Operation unit 12)
The operation unit 12 is, for example, a touch panel sensor and operation buttons provided on the display unit 13. The operation unit 12 accepts operation contents from the user and outputs the accepted operation contents to the control unit 14. The operation contents include the cell name, set values of the culture conditions, an instruction to start culture, an instruction to end culture, generation conditions described below, etc. The operation unit 12 (reception unit) accepts generation conditions for generating one or more parameter sets including one or more parameters for creating the calibration curve model 152.

(パラメータ、パラメータセット)
ここで、パラメータ及びパラメータセットについて説明する。パラメータとは、検量線モデル152を作成するために使用する値であって、例えば、パラメータは、細胞培養の第1局面(培養前半)と第2局面(培養後半)との境界(培養開始からの経過時間)を示すパラメータA、第2局面の生細胞密度を推定するための次数を示すパラメータBなどである。そして、パラメータセットとは、1又は複数のパラメータを含むパラメータの集合体である。なお、パラメータセットは、1つのパラメータだけであってもよいし、複数のパラメータの集合体であってもよい。
(parameter, parameter set)
Here, parameters and parameter sets will be described. Parameters are values used to create the calibration curve model 152. For example, parameters include parameter A indicating the boundary (the elapsed time from the start of culture) between the first phase (the first half of culture) and the second phase (the second half of culture) of cell culture, and parameter B indicating the order for estimating the viable cell density in the second phase. A parameter set is a collection of parameters including one or more parameters. Note that a parameter set may include only one parameter, or may be a collection of multiple parameters.

(表示部13)
表示部13は、例えば、液晶表示装置、有機EL(Electro Luminescence)表示装置等である。表示部13は、制御部14が出力した表示画像を表示させる。表示画像は、培養条件の設定画面、後述する生成条件を指定する条件指定画面、作成された複数の検量線モデルの検証結果画面(図8の表、図9のグラフ)等の画像である。
(Display section 13)
The display unit 13 is, for example, a liquid crystal display device, an organic EL (Electro Luminescence) display device, etc. The display unit 13 displays a display image output by the control unit 14. The display image is an image such as a culture condition setting screen, a condition specification screen for specifying production conditions (described later), a verification result screen of the created multiple calibration curve models (the table in FIG. 8 and the graph in FIG. 9), etc.

(制御部14)
制御部14は、制御部14と通信可能に接続される周辺デバイスの動作を制御するコンピュータシステムである。例えば、制御部14は、培養開始指示に応じて、培養条件の設定値に従って培養槽10の攪拌機、ヒータ等を制御して培養を開始する。なお、制御部14は、培養開始時に計時を開始し、培養開始時からの経過時間(秒)を計時する。
(Control unit 14)
The control unit 14 is a computer system that controls the operation of peripheral devices that are communicatively connected to the control unit 14. For example, in response to a culture start instruction, the control unit 14 starts culture by controlling the agitator, heater, etc. of the culture tank 10 according to the set values of the culture conditions. The control unit 14 starts timing at the start of culture and measures the elapsed time (seconds) from the start of culture.

制御部14は、記憶装置15に記憶される検量線モデル作成ツール151を実行し、モデル作成用データセット153を使って、複数の検量線モデル152を作成する。具体的には、制御部14は、操作部12が受け付けた生成条件に従って1又は複数のパラメータセットを生成する。そして、制御部14は、生成した1又は複数のパラメータセット毎に、パラメータセットに含まれる1又は複数のパラメータと、モデル作成用データセット153と、を用いて複数の検量線モデル152を作成する。 The control unit 14 executes the calibration curve model creation tool 151 stored in the storage device 15 and creates multiple calibration curve models 152 using a model creation dataset 153. Specifically, the control unit 14 generates one or more parameter sets according to the creation conditions accepted by the operation unit 12. Then, for each of the one or more generated parameter sets, the control unit 14 creates multiple calibration curve models 152 using one or more parameters included in the parameter set and the model creation dataset 153.

また、制御部14は、複数の検量線モデル152を検証する。具体的には、制御部14は、作成した複数の検量線モデル152のそれぞれに、バリデーション用データセットの経過時間及びキャパシタンスを読み込ませて、バリデーション用の培養液中の生細胞密度を推定させる。そして、制御部14は、検量線モデル152が推定した生細胞密度と、バリデーション用データセットの生細胞密度との誤差から検量線モデル152を検証する。 The control unit 14 also verifies the multiple calibration curve models 152. Specifically, the control unit 14 loads the elapsed time and capacitance of the validation dataset into each of the multiple created calibration curve models 152, causing them to estimate the viable cell density in the validation culture medium. The control unit 14 then verifies the calibration curve model 152 based on the error between the viable cell density estimated by the calibration curve model 152 and the viable cell density of the validation dataset.

また、複数のバリデーション用データセットがある場合には、制御部14は、作成した複数の検量線モデル152のそれぞれに、複数のバリデーション用データセットの経過時間及びキャパシタンスを読み込ませて、複数のバリデーション用データセット毎にバリデーション用の培養液中の生細胞密度を推定させる。そして、制御部14は、検量線モデル152が推定した複数のバリデーション用データセット毎の生細胞密度と、複数のバリデーション用データセットの生細胞密度との平均誤差から検量線モデル152を検証する。 Furthermore, if there are multiple validation data sets, the control unit 14 loads the elapsed time and capacitance of the multiple validation data sets into each of the multiple created calibration curve models 152, and estimates the viable cell density in the validation culture medium for each of the multiple validation data sets. The control unit 14 then verifies the calibration curve model 152 from the average error between the viable cell density for each of the multiple validation data sets estimated by the calibration curve model 152 and the viable cell density of the multiple validation data sets.

そして、制御部14は、複数の検量線モデル152の中からユーザが選択した検量線モデル152、又は自動的に選択した検量線モデル152を記憶装置15に記憶する。 Then, the control unit 14 stores in the storage device 15 the calibration curve model 152 selected by the user from among the multiple calibration curve models 152, or the calibration curve model 152 selected automatically.

そして、制御部14は、センサ部112から受信した培養液のキャパシタンスを記憶装置15に記憶した検量線モデル152に読み込ませて、培養液中の生細胞密度を推定する。 The control unit 14 then loads the capacitance of the culture medium received from the sensor unit 112 into the calibration curve model 152 stored in the storage device 15 to estimate the viable cell density in the culture medium.

(制御部14のハードウェア構成)
図2は、実施の形態に係る制御部のハードウェアブロック図である。ここで、制御部14のハードウェア構成を説明する。制御部14は、プロセッサ141、メモリ142、I/F(インターフェース)143、及び補助記憶部144等を有するコンピュータである。プロセッサ141は、CPU(Central Processing Unit)やDSP(Digital Signal Processor)等であって、記憶装置15に記憶されるプログラム(例えば、検量線モデル作成ツール151)をメモリ142に展開して、実行する。また、プロセッサ141は、RTC(Real-Time Clock)等の計時手段を有し、培養開始時からの経過時間(秒)等を計時する。メモリ142は、RAM(Random Access Memory)等である。プロセッサ141は、I/F143を介して、周辺デバイスや外部装置と通信を行う。補助記憶部144は、ROM(Read Only Memory)等であって、制御部14のブートプラグラム等を記憶する。
(Hardware configuration of control unit 14)
FIG. 2 is a hardware block diagram of a control unit according to an embodiment. The hardware configuration of the control unit 14 will now be described. The control unit 14 is a computer having a processor 141, memory 142, an I/F (interface) 143, an auxiliary storage unit 144, and the like. The processor 141 is a central processing unit (CPU) or a digital signal processor (DSP), and loads a program (e.g., a calibration curve model creation tool 151) stored in the storage device 15 into the memory 142 and executes it. The processor 141 also has a timing device such as a real-time clock (RTC), and measures the elapsed time (seconds) from the start of culture. The memory 142 is a random access memory (RAM), and the like. The processor 141 communicates with peripheral devices and external devices via the I/F 143. The auxiliary storage unit 144 is a ROM (Read Only Memory) or the like, and stores the boot program of the control unit 14 and the like.

(記憶装置15)
記憶装置15は、各種プログラム、プログラムで使用するデータ等を記憶する。記憶装置15は、HDD(Hard Disc Drive)やSSD(Solid State Drive)等である。本実施形態の記憶装置15は、検量線モデル152を作成するための検量線モデル作成ツール151、検量線モデル作成ツール151によって作成された検量線モデル152、検量線モデル152を作成するために使用されるモデル作成用データセット153、及び検量線モデル152を検証するために使用される1又は複数のバリデーション用データセット154を記憶する。
(Storage device 15)
The storage device 15 stores various programs, data used in the programs, etc. The storage device 15 is a hard disk drive (HDD), a solid state drive (SSD), etc. The storage device 15 of this embodiment stores a calibration curve model creation tool 151 for creating a calibration curve model 152, the calibration curve model 152 created by the calibration curve model creation tool 151, a model creation dataset 153 used to create the calibration curve model 152, and one or more validation datasets 154 used to validate the calibration curve model 152.

(検量線モデル作成ツール151)
検量線モデル作成ツール151は、検量線モデル152を作成するためのプログラムである。検量線モデル作成ツール151は、制御部14のプロセッサ141によって実行され、以下の処理を実行する。
・パラメータセットを生成するための生成条件を指定するための条件指定画面を表示部13に表示する処理
・条件指定画面を介して受け付けた生成条件に従って、複数のパラメータセットを自動で生成する処理
・生成した複数のパラメータセット毎に検量線モデル152を作成する処理
・作成した複数の検量線モデル152を検証する処理
・検証結果を表示する処理
・ユーザが選択した又は自動で選択した検量線モデル152を記憶装置15に記憶する処理
(Calibration curve model creation tool 151)
The calibration curve model creation tool 151 is a program for creating the calibration curve model 152. The calibration curve model creation tool 151 is executed by the processor 141 of the control unit 14, and performs the following processing.
A process of displaying a condition specification screen on the display unit 13 for specifying generation conditions for generating a parameter set. A process of automatically generating a plurality of parameter sets in accordance with the generation conditions received via the condition specification screen. A process of creating a calibration curve model 152 for each of the generated plurality of parameter sets. A process of verifying the created plurality of calibration curve models 152. A process of displaying the verification results. A process of storing the calibration curve model 152 selected by the user or automatically selected in the storage device 15.

(検量線モデル152)
検量線モデル152は、センサ部112から受信した培養液のキャパシタンスから生細胞密度を推定するための係数のセットのことである。以下は、係数の例である。
・細胞培養の第1局面(培養前半)の生細胞密度を推定するための係数
・細胞培養の第2局面(培養後半)の生細胞密度を推定するための係数
・細胞培養の第1局面か第2局面かを推定するための係数
(Calibration curve model 152)
The calibration curve model 152 is a set of coefficients for estimating the viable cell density from the capacitance of the culture medium received from the sensor unit 112. The following are examples of the coefficients.
Coefficient for estimating the viable cell density in the first phase of cell culture (first half of culture) Coefficient for estimating the viable cell density in the second phase of cell culture (second half of culture) Coefficient for estimating whether the cell culture is in the first or second phase

(モデル作成用データセット153)
モデル作成用データセット153は、図3に示すように、モデル作成用の培養液の培養開始からの経過時間(秒)、モデル作成用の培養液のキャパシタンス、及びセルカウンター2が計測したモデル作成用の培養液中の生細胞密度、を含む。プローブ111のインピーダンスセンサは、複数の異なる周波数でインピーダンスの測定を行うため、図3の例は、周波数(287kHz、473kHz、…2000kHz)毎のセンサ部112から受信したキャパシタンスを含む。上記したように、モデル作成用データセット153は、モデル作成用の培養液を測定したデータセットである。また、モデル作成用データセット153は、バイオリアクター1で測定されたものであってもよいし、他のバイオリアクター1で測定されてものであってもよい。
(Model Creation Dataset 153)
As shown in FIG. 3 , the model creation dataset 153 includes the elapsed time (seconds) from the start of culturing the model creation culture solution, the capacitance of the model creation culture solution, and the viable cell density in the model creation culture solution measured by the cell counter 2. Since the impedance sensor of the probe 111 measures impedance at a plurality of different frequencies, the example of FIG. 3 includes capacitance received from the sensor unit 112 for each frequency (287 kHz, 473 kHz, ..., 2000 kHz). As described above, the model creation dataset 153 is a dataset obtained by measuring the model creation culture solution. Furthermore, the model creation dataset 153 may be measured in the bioreactor 1 or in another bioreactor 1.

(バリデーション用データセット154)
バリデーション用データセット154は、検量線モデル作成ツール151が作成した複数の検量線モデル152を検証するために使用される。バリデーション用データセット154は、モデル作成用データセット153と同様に、バリデーション用の培養液の培養開始からの経過時間(秒)、バリデーション用の培養液のキャパシタンス、及びセルカウンター2が計測したバリデーション用の培養液中の生細胞密度、を含む。バリデーション用データセット154は、バイオリアクター1で測定した過去のデータセットであってもよいし、他のバイオリアクターで測定したデータセットであってもよい。また、セルカウンター2とは異なるセルカウンターによって測定した生細胞密度を含んでもよい。なお、バリデーション用データセット154の測定値の測定条件と、モデル作成用データセット153の測定値の測定条件とは、同じであることが好ましい。
(Validation Dataset 154)
The validation dataset 154 is used to validate the multiple calibration curve models 152 created by the calibration curve model creation tool 151. Like the model creation dataset 153, the validation dataset 154 includes the elapsed time (seconds) from the start of culture of the validation culture solution, the capacitance of the validation culture solution, and the viable cell density in the validation culture solution measured by the cell counter 2. The validation dataset 154 may be a past dataset measured in the bioreactor 1 or may be a dataset measured in another bioreactor. Furthermore, the validation dataset 154 may include a viable cell density measured by a cell counter different from the cell counter 2. It is preferable that the measurement conditions for the measurements of the validation dataset 154 and the model creation dataset 153 are the same.

本実施形態では、図4に示すように、複数のバリデーション用データセット154(図中のバリデーション用データセット1~3)が用意される。検量線モデル作成ツール151によって作成された検量線モデル152(図中のモデル1)によって推定された生細胞密度と、複数のバリデーション用データセット154の各々との誤差の平均を平均誤差として、検量線モデル152を検証する指標として、この平均誤差を用いる。 In this embodiment, as shown in FIG. 4, multiple validation datasets 154 (validation datasets 1 to 3 in the figure) are prepared. The average of the errors between the viable cell density estimated by the calibration curve model 152 (model 1 in the figure) created by the calibration curve model creation tool 151 and each of the multiple validation datasets 154 is taken as the mean error, and this mean error is used as an index for validating the calibration curve model 152.

(セルカウンター2)
セルカウンター2は、培養液をサンプリングし、生細胞を染色して培養液中の生細胞密度(VCD;Viable Cell Density)[cell/mL]を計測する。なお、センサ11がキャパシタンスを計測するタイミングと、生細胞密度の取得のタイミングは、一致してもよいし、一致していなくてもよい。計測するタイミングは、例えば、キャパシタンスを連続して測定し、生細胞密度を間欠的に取得するようにしてもよい。セルカウンター2は、計測した生細胞密度を示す情報をバイオリアクター1に出力する。なお、セルカウンター2による計測は、オフラインで行われる。
(Cell Counter 2)
The cell counter 2 samples the culture medium, stains the viable cells, and measures the viable cell density (VCD) [cells/mL] in the culture medium. The timing at which the sensor 11 measures the capacitance and the timing at which the viable cell density is obtained may or may not coincide. The measurement timing may be, for example, such that the capacitance is measured continuously and the viable cell density is obtained intermittently. The cell counter 2 outputs information indicating the measured viable cell density to the bioreactor 1. The measurement by the cell counter 2 is performed offline.

(検量線モデル作成フロー)
次に、図5を参照して、検量線モデル152を作成する方法(検量線モデル作成方法)を説明する。図5は、検量線モデルを作成する方法を示したフローチャートである。制御部14のプロセッサ141が記憶装置15の検量線モデル作成ツール151を実行することによって、図5のフローチャートの各ステップが実行される。
(Calibration curve model creation flow)
Next, a method for creating the calibration curve model 152 (calibration curve model creating method) will be described with reference to Fig. 5. Fig. 5 is a flowchart showing the method for creating the calibration curve model. The processor 141 of the control unit 14 executes the calibration curve model creating tool 151 in the storage device 15, thereby executing each step of the flowchart in Fig. 5.

ステップS500において、検量線モデル作成ツール151が実行されると、制御部14は、パラメータセットを生成するための生成条件を指定するための条件指定画面を表示部13に表示する。 In step S500, when the calibration curve model creation tool 151 is executed, the control unit 14 displays a condition specification screen on the display unit 13 for specifying the generation conditions for generating a parameter set.

ステップS501において、ユーザは、当該条件指定画面を介して、生成条件を指定する。具体的には、ユーザは、例えば、パラメータAの生成条件として、細胞培養の第1局面(培養前半)と第2局面(培養後半)との境界の範囲(例えば、培養開始から500000~700000(秒))、及び当該範囲からピックアップする境界の数(例えば、5つ)を指定する。また、ユーザは、例えば、パラメータBの生成条件として、第2局面の生細胞密度を推定するための次数の範囲(例えば、3~5)を指定する。 In step S501, the user specifies the generation conditions via the condition specification screen. Specifically, for example, the user specifies the range of the boundary between the first phase (first half of culture) and the second phase (second half of culture) of cell culture (e.g., 500,000 to 700,000 seconds from the start of culture) as the generation condition for parameter A, and the number of boundaries to pick from that range (e.g., 5). Furthermore, for example, the user specifies the range of orders (e.g., 3 to 5) for estimating the viable cell density in the second phase as the generation condition for parameter B.

ステップS502において、制御部14は、ユーザによって指定された生成条件に従って、パラメータセットを自動生成する。上記したパラメータAの生成条件(細胞培養の第1局面(培養前半)と第2局面(培養後半)との境界の範囲:500000~700000(秒)、ピックアップする境界の数:5つ)が入力された場合、制御部14は、パラメータAの候補として、500000、550000、600000、650000、700000(秒)をピックアップする。また、上記したパラメータBの生成条件(第2局面の生細胞密度を推定するための次数の候補となる範囲:3~5)が入力された場合、制御部14は、パラメータBの候補として、3、4、5をピックアップする。 In step S502, the control unit 14 automatically generates a parameter set according to the generation conditions specified by the user. When the above-mentioned generation conditions for parameter A (boundary range between the first phase (first half of culture) and the second phase (second half of culture) of cell culture: 500,000 to 700,000 (seconds), number of boundaries to pick: 5) are input, the control unit 14 picks 500,000, 550,000, 600,000, 650,000, and 700,000 (seconds) as candidates for parameter A. When the above-mentioned generation conditions for parameter B (candidate range of orders for estimating viable cell density in the second phase: 3 to 5) are input, the control unit 14 picks 3, 4, and 5 as candidates for parameter B.

図6は、実施の形態に係るパラメータセットの一覧を示した図である。ユーザによって指定された生成条件に従って生成されたパラメータセットの一覧は、図6に示すように、パラメータAの5つの候補(500000、550000、600000、650000、700000(秒))と、パラメータBの3つの候補(3、4、5)との組み合わせの15パターンのパラメータセット(図中のパラメータセット1~15)を含む。 Figure 6 shows a list of parameter sets according to an embodiment. The list of parameter sets generated according to the generation conditions specified by the user includes 15 parameter set patterns (parameter sets 1 to 15 in the figure) that combine five candidates for parameter A (500,000, 550,000, 600,000, 650,000, and 700,000 (seconds)) with three candidates for parameter B (3, 4, and 5), as shown in Figure 6.

ステップS503において、制御部14は、生成したパラメータセットの数(15パターン)だけ、以下のステップS504及びS505の処理を繰り返す。 In step S503, the control unit 14 repeats the following steps S504 and S505 for the number of generated parameter sets (15 patterns).

ステップS504において、制御部14は、自動生成した複数のパラメータセットの中から1つを選択し、選択したパラメータセットのパラメータA及びパラメータB、並びにモデル作成用データセットを使って検量線モデル152を作成する。 In step S504, the control unit 14 selects one of the multiple automatically generated parameter sets and creates a calibration curve model 152 using parameters A and B of the selected parameter set and the model creation dataset.

ステップS505において、制御部14は、作成した検量線モデル152を検証する。検量線モデル152の検証の詳細は後述する。 In step S505, the control unit 14 verifies the created calibration curve model 152. Details of the verification of the calibration curve model 152 will be described later.

パラメータセットの数だけ、検量線モデル152の作成(ステップS504)及び検量線モデル152の検証(ステップS505)を実施すると、ステップS506において、制御部14は、複数の検量線モデル152の検証結果(図8、図9参照)を表示部13に表示する。なお、複数の検量線モデル152の検証結果の詳細は後述する。 After creating the calibration curve model 152 (step S504) and verifying the calibration curve model 152 (step S505) for each parameter set, in step S506, the control unit 14 displays the verification results of the multiple calibration curve models 152 (see Figures 8 and 9) on the display unit 13. Details of the verification results of the multiple calibration curve models 152 will be described later.

ステップS507において、制御部14は、ユーザが選択した検量線モデル152をファイル化して記憶装置15に保存する。 In step S507, the control unit 14 creates a file of the calibration curve model 152 selected by the user and stores it in the storage device 15.

(検量線モデル検証フロー)
次に、図7を参照して、検量線モデル152を検証する方法を説明する。図7は、実施の形態に係る検量線モデルの検証方法を示したフローチャートである。
(Calibration curve model verification flow)
Next, a method for verifying the calibration curve model 152 will be described with reference to Fig. 7. Fig. 7 is a flowchart showing a method for verifying the calibration curve model according to the embodiment.

ステップS701において、制御部14は、ステップS504で作成された複数の検量線モデル152の1つを読み込む。 In step S701, the control unit 14 reads one of the multiple calibration curve models 152 created in step S504.

ステップS702において、制御部14は、読み込んだ検量線モデル152の推定値とバリデーション用データセットとの誤差の平均を算出するために、事前に合計誤差を0で初期化する。 In step S702, the control unit 14 initializes the total error to 0 in advance to calculate the average error between the estimated value of the loaded calibration curve model 152 and the validation dataset.

ステップS703において、制御部14は、選択したバリデーション用データセットの数だけ、以下のステップS704~S707の処理を繰り返す。 In step S703, the control unit 14 repeats the following steps S704 to S707 for the number of selected validation data sets.

ステップS704において、制御部14は、複数のバリデーション用データセットの中から1つのバリデーション用データセットを読み込む。 In step S704, the control unit 14 reads one validation dataset from among multiple validation datasets.

ステップS705において、制御部14は、読み込んだ検量線モデル152を使用して、バリデーション用データセットのキャパシタンスから生細胞密度を算出する。 In step S705, the control unit 14 uses the loaded calibration curve model 152 to calculate the viable cell density from the capacitance of the validation data set.

ステップS706において、制御部14は、算出した生細胞密度と、バリデーション用データセット内のセルカウンターによって計測された生細胞密度との誤差を算出する。 In step S706, the control unit 14 calculates the error between the calculated viable cell density and the viable cell density measured by the cell counter in the validation dataset.

ステップS707において、制御部14は、算出した誤差を、合計誤差に加算する。 In step S707, the control unit 14 adds the calculated error to the total error.

選択したバリデーション用データセットの数だけ、ステップS704~S707の処理を繰り返した後、ステップS708において、制御部14は、誤差の合計をバリデーション用データセットの数で除算し、平均誤差を算出する。 After repeating the processes of steps S704 to S707 for the number of selected validation datasets, in step S708, the control unit 14 divides the sum of the errors by the number of validation datasets to calculate the average error.

(検量線モデルの検証結果)
図8は、実施の形態に係る検量線モデルの検証結果を示した図(表)であり、図9は、実施の形態に係る検量線モデルの検証結果を示した図(グラフ)である。図8の表や図9のグラフは、表示部13に表示される。
(Verification results of the calibration curve model)
Fig. 8 is a diagram (table) showing the verification results of the calibration curve model according to the embodiment, and Fig. 9 is a diagram (graph) showing the verification results of the calibration curve model according to the embodiment. The table in Fig. 8 and the graph in Fig. 9 are displayed on the display unit 13.

図8の表では、検量線モデル152のパラメータセット(検量線モデル152を示す情報)に、ステップS708で算出された平均誤差が対応付けて表示される。図8の表は、細胞培養の第1局面(培養前半)と第2局面(培養後半)との境界を示すパラメータAを含むパラメータセットを生成した例であって、パラメータA以外のパラメータ(例えば、パラメータB)を含まない。図8の例では、細胞培養の第1局面(培養前半)と第2局面(培養後半)との境界の範囲として500000~620000秒が指定され、ピックアップする境界の数として13が指定されている。 The table in Figure 8 displays the average error calculated in step S708 in association with the parameter set of the calibration curve model 152 (information indicating the calibration curve model 152). The table in Figure 8 is an example of a generated parameter set that includes parameter A, which indicates the boundary between the first phase (first half of culture) and the second phase (second half of culture) of cell culture, and does not include any parameters other than parameter A (for example, parameter B). In the example in Figure 8, 500,000 to 620,000 seconds is specified as the range of the boundary between the first phase (first half of culture) and the second phase (second half of culture) of cell culture, and 13 is specified as the number of boundaries to pick up.

図8に示すように、平均誤差が最も小さい検量線モデル152のパラメータセット及び平均誤差は、ハイライトされ、強調表示される。 As shown in Figure 8, the parameter set and average error of the calibration curve model 152 with the smallest average error are highlighted and displayed.

また、図9に示すように、図8の表をグラフ化して、検量線モデル152のパラメータセットと平均誤差との関係をグラフィカルに表示することもできる。図9のグラフでは、横軸が検量線モデルのパラメータセットであり、縦軸がステップS708で算出された平均誤差である。 Furthermore, as shown in Figure 9, the table in Figure 8 can be graphed to graphically display the relationship between the parameter set of the calibration curve model 152 and the average error. In the graph in Figure 9, the horizontal axis represents the parameter set of the calibration curve model, and the vertical axis represents the average error calculated in step S708.

(本実施形態の効果)
本実施形態では、ユーザは、パラメータセットを生成するための生成条件を入力するだけで、制御部14が自動的に複数のパラメータセットを生成し、生成した複数のパラメータセットに対して複数の検量線モデルを自動的に作成することができる。このように、本実施形態では、短時間、かつ少ないユーザ操作で、適切な検量線モデルを保存し、この検量線モデルを使用して生細胞密度を推定することができる。
(Effects of this embodiment)
In this embodiment, the user simply inputs the generation conditions for generating a parameter set, and the control unit 14 automatically generates multiple parameter sets and automatically creates multiple calibration curve models for the generated multiple parameter sets. In this way, in this embodiment, an appropriate calibration curve model can be saved in a short time and with minimal user operations, and the viable cell density can be estimated using this calibration curve model.

さらに、本実施形態では、作成した検量線モデルを複数のバリデーション用データセットを使って検証することができるので、検量線モデルによる生細胞密度の推定精度を向上させることができる。 Furthermore, in this embodiment, the created calibration curve model can be verified using multiple validation datasets, thereby improving the accuracy of estimating viable cell density using the calibration curve model.

以上、本発明を実施形態と共に説明したが、上記実施形態は本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。 The present invention has been described above in conjunction with embodiments, but these embodiments merely illustrate specific examples of how the present invention may be implemented, and the technical scope of the present invention should not be interpreted as being limited by these embodiments. In other words, the present invention can be implemented in various forms without departing from its technical concept or main features.

例えば、上記した実施形態では、細胞培養の第1局面(培養前半)での誤差と第2局面(培養後半)での誤差との重みについては説明しなかったが、細胞培養の第1局面(培養前半)での誤差と第2局面(培養後半)での誤差との重みを指定できるようにしてもよい。例えば、細胞培養の第1局面(培養前半)での誤差と第2局面(培養後半)での誤差とを1対1で重み付けしてもよいし、特定の局面での誤差を重視するために特定の局面での誤差の重みを他の局面での誤差より大きくしてもよい。 For example, in the above-described embodiment, the weighting of the error in the first phase (first half of culture) of cell culture and the error in the second phase (second half of culture) was not described, but it may be possible to specify the weighting of the error in the first phase (first half of culture) of cell culture and the error in the second phase (second half of culture). For example, the error in the first phase (first half of culture) of cell culture and the error in the second phase (second half of culture) may be weighted one-to-one, or in order to emphasize the error in a specific phase, the weight of the error in a specific phase may be greater than the weight of the error in other phases.

また、特定の局面の誤差(例えば、第2局面(培養後半)での誤差)のみを表示できるようにしてもよいし、全局面の誤差及び特定の局面の誤差の両方を表示できるようにしてもよい。 It may also be possible to display only errors in a specific phase (for example, errors in the second phase (later stage of culture)), or it may be possible to display errors in all phases and errors in a specific phase.

上記した実施形態では、指定した範囲の中からピックアップする数を指定する例について説明したが、ピックアップする数の代わりに、ピックアップするインターバル(例えば、50000秒)を指定してもよい。また、指定する範囲の代わりに、データのインデックスの範囲(500番目のデータから509番目のデータまで)を指定してもよい。 In the above embodiment, an example was described in which the number to be picked from a specified range was specified, but instead of the number to be picked, a picking interval (for example, 50,000 seconds) may be specified. Also, instead of a specified range, a data index range (from the 500th data to the 509th data) may be specified.

上記した実施形態では、検量線モデルの検証に、検量線モデルによる推定値とバリデーション用データセットとの誤差や平均誤差を算出したが、誤差の代わり、又は誤差に加えて相関係数等の指標を加えてもよい。 In the above-described embodiment, the calibration curve model was verified by calculating the error and average error between the estimated value by the calibration curve model and the validation dataset, but an index such as a correlation coefficient may be added instead of or in addition to the error.

また、細胞培養の局面は、3つ以上存在してもよい。 Also, there may be three or more aspects of cell culture.

上記した実施形態では、バイオリアクター1に搭載される制御部14が検量線モデル152を作成したり、検量線モデル152の検証を行ったりしたが、制御部14は、クラウドサーバ、オンプレミスサーバ、パーソナルコンピュータ、スマートフォン、タブレットなどの情報処理可能なコンピュータであってもよい。 In the above embodiment, the control unit 14 installed in the bioreactor 1 created the calibration curve model 152 and verified the calibration curve model 152, but the control unit 14 may also be an information-processing computer such as a cloud server, on-premise server, personal computer, smartphone, or tablet.

1:バイオリアクター、 2:セルカウンター、 10:培養槽、 11:センサ、 12:操作部、 13:表示部、 14:制御部、 15:記憶装置、 100:検量線モデル作成装置、 111:プローブ、 112:センサ部、 141:プロセッサ、 142:メモリ、 143:I/F(インターフェース)、 144:補助記憶部、 151:検量線モデル作成ツール、 152:検量線モデル、 153:モデル作成用データセット、 154:バリデーション用データセット 1: Bioreactor, 2: Cell counter, 10: Culture tank, 11: Sensor, 12: Operation unit, 13: Display unit, 14: Control unit, 15: Storage device, 100: Calibration curve model creation device, 111: Probe, 112: Sensor unit, 141: Processor, 142: Memory, 143: I/F (Interface), 144: Auxiliary storage unit, 151: Calibration curve model creation tool, 152: Calibration curve model, 153: Model creation dataset, 154: Validation dataset

Claims (12)

培養液のインピーダンスを計測するセンサが計測したインピーダンスから前記培養液中の生細胞密度を推定する検量線モデルを作成する制御部と、
前記検量線モデルを作成するための1又は複数のパラメータを含む1又は複数のパラメータセットを生成するための生成条件を受け付ける受付部と、を備え、
前記制御部は、
前記受付部が受け付けた前記生成条件に従って1又は複数のパラメータセットを生成し、
生成した前記1又は複数のパラメータセット毎に、前記パラメータセットに含まれる1又は複数のパラメータと、モデル作成用の培養液の培養開始からの経過時間、前記モデル作成用の培養液のインピーダンス又は前記インピーダンスから算出されるキャパシタンス、及び培養液中の生細胞密度を計測するセルカウンターが計測した前記モデル作成用の培養液中の生細胞密度を含むモデル作成用のデータセットと、を用いて複数の前記検量線モデルを作成し、
複数の前記検量線モデルの中から選択した1つを記憶する
ことを特徴とする検量線モデル作成装置。
a control unit that creates a calibration curve model for estimating the viable cell density in the culture solution from the impedance measured by a sensor that measures the impedance of the culture solution;
a reception unit that receives a generation condition for generating one or more parameter sets including one or more parameters for creating the calibration curve model,
The control unit
generating one or more parameter sets in accordance with the generation conditions received by the reception unit;
For each of the one or more parameter sets generated, a plurality of calibration curve models are created using one or more parameters included in the parameter set, and a model creation data set including the elapsed time from the start of culture of the culture solution for model creation, the impedance of the culture solution for model creation or a capacitance calculated from the impedance, and the viable cell density in the culture solution for model creation measured by a cell counter that measures the viable cell density in the culture solution;
and storing one selected from the plurality of calibration curve models.
前記制御部は、
作成した前記複数の検量線モデルのそれぞれに、バリデーション用の培養液の培養開始からの経過時間、前記バリデーション用の培養液のインピーダンス又は前記インピーダンスから算出されるキャパシタンス、及び前記セルカウンターが計測した前記バリデーション用の培養液中の生細胞密度を含むバリデーション用データセットの前記経過時間及び前記インピーダンス又は前記キャパシタンスを読み込ませて、前記バリデーション用の培養液中の生細胞密度を推定させ、
前記検量線モデルが推定した前記生細胞密度と、前記バリデーション用データセットの前記生細胞密度との誤差から前記検量線モデルを検証する
ことを特徴とする請求項1に記載の検量線モデル作成装置。
The control unit
a validation data set including the elapsed time from the start of culture of the validation culture solution, the impedance of the validation culture solution or the capacitance calculated from the impedance, and the viable cell density in the validation culture solution measured by the cell counter, is read into each of the created plurality of calibration curve models, thereby estimating the viable cell density in the validation culture solution;
2. The calibration curve model creation device according to claim 1, wherein the calibration curve model is validated based on an error between the viable cell density estimated by the calibration curve model and the viable cell density of the validation dataset.
前記制御部は、
作成した前記複数の検量線モデルのそれぞれに、複数の前記バリデーション用データセットの前記経過時間及び前記インピーダンス又は前記キャパシタンスを読み込ませて、複数の前記バリデーション用データセット毎に前記バリデーション用の培養液中の生細胞密度を推定させ、
前記検量線モデルが推定した複数の前記バリデーション用データセット毎の前記生細胞密度と、複数の前記バリデーション用データセットの前記生細胞密度との平均誤差から前記検量線モデルを検証する
ことを特徴とする請求項2に記載の検量線モデル作成装置。
The control unit
reading the elapsed time and the impedance or the capacitance of the plurality of validation data sets into each of the plurality of created calibration curve models, and estimating a viable cell density in the validation culture solution for each of the plurality of validation data sets;
3. The calibration curve model creation device according to claim 2, wherein the calibration curve model is verified based on an average error between the viable cell density for each of the plurality of validation data sets estimated by the calibration curve model and the viable cell density of the plurality of validation data sets.
前記制御部は、
前記複数の検量線モデルを示す情報と前記平均誤差とを対応付けて表示部に表示し、前記平均誤差が最も小さい前記検量線モデルを示す情報を強調して表示する
ことを特徴とする請求項3に記載の検量線モデル作成装置。
The control unit
4. The calibration curve model creation device according to claim 3, wherein the information indicating the plurality of calibration curve models and the average error are displayed on a display unit in association with each other, and information indicating the calibration curve model with the smallest average error is displayed in an emphasized manner.
前記生成条件は、細胞培養の前半である第1局面と細胞培養の後半である第2局面との境界を示すパラメータの範囲と、前記範囲の中から選択する境界の数と、を含む
ことを特徴とする請求項1に記載の検量線モデル作成装置。
2. The calibration curve model creation device according to claim 1, wherein the generation conditions include a parameter range indicating a boundary between a first phase, which is the first half of cell culture, and a second phase, which is the second half of cell culture, and a number of boundaries to be selected from the range.
前記生成条件は、前記第2局面の生細胞密度を推定するための次数の範囲を含む
ことを特徴とする請求項5に記載の検量線モデル作成装置。
The calibration curve model creating device according to claim 5 , wherein the generation conditions include a range of orders for estimating the viable cell density in the second phase.
培養液のインピーダンスを計測するセンサが計測したインピーダンスから前記培養液中の生細胞密度を推定する検量線モデルを作成するための1又は複数のパラメータを含む1又は複数のパラメータセットを生成するための生成条件を受け付けること、
受け付けた前記生成条件に従って1又は複数のパラメータセットを生成すること、
生成した前記1又は複数のパラメータセット毎に、前記パラメータセットに含まれる1又は複数のパラメータと、モデル作成用の培養液の培養開始からの経過時間、前記モデル作成用の培養液のインピーダンス又は前記インピーダンスから算出されるキャパシタンス、及び培養液中の生細胞密度を計測するセルカウンターが計測した前記モデル作成用の培養液中の生細胞密度を含むモデル作成用のデータセットと、を用いて複数の前記検量線モデルを作成すること、及び
複数の前記検量線モデルの中から選択した1つを記憶すること、を有する
ことを特徴とする検量線モデル作成方法。
receiving generation conditions for generating one or more parameter sets including one or more parameters for creating a calibration curve model for estimating the viable cell density in the culture solution from the impedance measured by a sensor that measures the impedance of the culture solution;
generating one or more parameter sets in accordance with the received generation conditions;
a calibration curve model creation method comprising: creating a plurality of the calibration curve models using, for each of the one or more generated parameter sets, one or more parameters included in the parameter set; and a model creation dataset including the elapsed time from the start of culture of a culture solution for model creation, the impedance of the culture solution for model creation or a capacitance calculated from the impedance, and a viable cell density in the culture solution for model creation measured by a cell counter that measures the viable cell density in the culture solution; and storing one selected from the plurality of the calibration curve models.
作成した前記複数の検量線モデルのそれぞれに、バリデーション用の培養液の培養開始からの経過時間、前記バリデーション用の培養液のインピーダンス又は前記インピーダンスから算出されるキャパシタンス、及び前記セルカウンターが計測した前記バリデーション用の培養液中の生細胞密度を含むバリデーション用データセットの前記経過時間及び前記インピーダンス又は前記キャパシタンスを読み込ませて、前記バリデーション用の培養液中の生細胞密度を推定させること、及び
前記検量線モデルが推定した前記生細胞密度と、前記バリデーション用データセットの前記生細胞密度との誤差から前記検量線モデルを検証すること、をさらに有する
ことを特徴とする請求項7に記載の検量線モデル作成方法。
8. The calibration curve model creation method according to claim 7, further comprising: loading, into each of the created calibration curve models, the elapsed time from the start of culture of the validation culture solution, the impedance of the validation culture solution or the capacitance calculated from the impedance, and a validation data set including the viable cell density in the validation culture solution measured by the cell counter, to estimate the viable cell density in the validation culture solution; and verifying the calibration curve model from an error between the viable cell density estimated by the calibration curve model and the viable cell density in the validation data set.
前記バリデーション用の培養液中の生細胞密度を推定させることは、
作成した前記複数の検量線モデルのそれぞれに、複数の前記バリデーション用データセットの前記経過時間及び前記インピーダンス又は前記キャパシタンスを読み込ませて、複数の前記バリデーション用データセット毎に前記バリデーション用の培養液中の生細胞密度を推定させることを含み、
前記検量線モデルを検証することは、
前記検量線モデルが推定した複数の前記バリデーション用データセット毎の前記生細胞密度と、複数の前記バリデーション用データセットの前記生細胞密度との平均誤差から前記検量線モデルを検証することを含む
ことを特徴とする請求項8に記載の検量線モデル作成方法。
Estimating the viable cell density in the culture medium for validation includes:
and reading the elapsed time and the impedance or the capacitance of the plurality of validation data sets into each of the plurality of created calibration curve models, and estimating the viable cell density in the validation culture solution for each of the plurality of validation data sets;
Validating the calibration curve model includes:
9. The calibration curve model creating method according to claim 8, further comprising verifying the calibration curve model from an average error between the viable cell density for each of the plurality of validation data sets estimated by the calibration curve model and the viable cell density of the plurality of validation data sets.
前記複数の検量線モデルを示す情報と前記平均誤差とを対応付けて表示部に表示し、前記平均誤差が最も小さい前記検量線モデルを示す情報を強調して表示すること、をさらに有する
ことを特徴とする請求項9に記載の検量線モデル作成方法。
10. The calibration curve model creation method according to claim 9, further comprising: displaying information indicating the plurality of calibration curve models and the average error in association with each other on a display unit; and highlighting information indicating the calibration curve model with the smallest average error.
前記生成条件は、細胞培養の前半である第1局面と細胞培養の後半である第2局面との境界を示すパラメータの範囲と、前記範囲の中から選択する境界の数と、を含む
ことを特徴とする請求項7に記載の検量線モデル作成方法。
8. The calibration curve model creation method according to claim 7, wherein the generation conditions include a parameter range indicating a boundary between a first phase, which is the first half of the cell culture, and a second phase, which is the second half of the cell culture, and a number of boundaries to be selected from the range.
前記生成条件は、前記第2局面の生細胞密度を推定するための次数の範囲を含む
ことを特徴とする請求項11に記載の検量線モデル作成方法。
The calibration curve model creating method according to claim 11 , wherein the generation conditions include a range of orders for estimating the viable cell density in the second phase.
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