特開 2019-13151 細胞培養システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2019-13151(P2019-13151A)

(43)【公開日】2019年1月31日

(54)【発明の名称】細胞培養システム

(51)【国際特許分類】

   C12M 1/00 20060101AFI20190104BHJP

   C12M 3/00 20060101ALI20190104BHJP

【ＦＩ】

   C12M1/00 A

   C12M3/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2015-232214(P2015-232214)

(22)【出願日】2015年11月27日

(71)【出願人】

【識別番号】000219967

【氏名又は名称】東京エレクトロン株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000002059

【氏名又は名称】シンフォニアテクノロジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091982

【弁理士】

【氏名又は名称】永井 浩之

(74)【代理人】

【識別番号】100117787

【弁理士】

【氏名又は名称】勝沼 宏仁

(74)【代理人】

【識別番号】100106655

【弁理士】

【氏名又は名称】森 秀行

(72)【発明者】

【氏名】五 味 久

(72)【発明者】

【氏名】冨 士 敏 光

(72)【発明者】

【氏名】尾 ▲崎▼ 成 則

(72)【発明者】

【氏名】高 橋 勉

(72)【発明者】

【氏名】田 村 明 威

(72)【発明者】

【氏名】竹 内 晴 紀

(72)【発明者】

【氏名】小 林 直 樹

(72)【発明者】

【氏名】須 田 佳 雅

【テーマコード（参考）】

4B029

【Ｆターム（参考）】

4B029AA02

4B029AA08

4B029AA27

4B029BB11

4B029DF01

4B029DF02

4B029DF04

(57)【要約】

【課題】複数のモジュールを組み合わせてなる細胞培養システムの各モジュールを効率良く滅菌することができ、かつ、滅菌処理後の滅菌ガスのパージを効率良く行う。
【解決手段】搬送モジュール（２）に設けられた一系統の主ガスライン（１０）が、分割用開閉弁（１０Ｖ）により第１領域（１１）と第２領域（１３）とに分割される。第１領域から並列に複数の分岐供給ライン（１２）が分岐し、各々が対応する作業モジュールにガスを供給する。第２領域から並列に複数の分岐排出ライン（１４）が分岐して、各々が対応する前記作業モジュールから前記主ラインにガスを排出する。各分岐供給ラインに供給用開閉弁（１２Ｖ）が設けられ、各分岐排出ラインに排出用開閉弁（１４Ｖ）が設けられている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

培養容器を搬送するための搬送機を内部に有する搬送モジュールと、
前記搬送モジュールに連結され、前記培養容器または前記培養容器の内容物に対して培養に関連する作業を行う複数の作業モジュールであって、前記複数の作業モジュールには、細胞の培養を行う培養モジュールと、培養モジュールで培養された細胞の状態を検査する検査モジュールとが少なくとも含まれている、複数の作業モジュールと、
前記搬送モジュールに設けられた一系統の主ガスラインと、
前記主ガスラインに介設された分割用開閉弁であって、当該分割用開閉弁を閉じることにより、前記主ガスラインが当該開閉弁を境に第１領域と第２領域とに分割される分割用開閉弁と、
前記主ガスラインの前記第１領域から並列に分岐する複数の分岐供給ラインであって、各々が前記主ガスラインから対応する前記作業モジュールにそれぞれガスを供給する複数の分岐供給ラインと、
前記主ガスラインの前記第２領域から並列に分岐する複数の分岐排出ラインであって、各々が対応する前記作業モジュールから前記主ラインにそれぞれガスを排出する複数の分岐排出ラインと、
前記各分岐供給ラインに設けられた供給用開閉弁と、
前記各分岐排出ラインに設けられた排出用開閉弁と、
を備えた細胞培養システム。

【請求項2】

前記主ガスラインの前記第１領域からさらに前記搬送モジュールの内部の搬送空間にガスを供給する分岐供給ラインが分岐し、前記主ガスラインの前記第２領域からさらに前記搬送空間から前記第２領域にガスを排出する分岐排出ラインが分岐している、請求項１記載の細胞培養システム。

【請求項3】

前記搬送モジュールは、前記作業モジュールを接続するための複数の接続ポートを有しており、前記各接続ポートにゲートバルブが設けられている、請求項１記載の細胞培養システム。

【請求項4】

前記搬送モジュールに設けられた主圧力計測ラインと、
前記主圧力計測ラインから並列に分岐する複数の分岐圧力計測ラインであって、各々が対応する前記作業モジュール内の圧力を前記主圧力計測ラインに伝播させる複数の分岐圧力計測ラインと、
前記各分岐圧力計測ラインに設けられた圧力計測用開閉弁と、
をさらに備えた請求項１記載の細胞培養システム。

【請求項5】

ガス送出ラインを有する滅菌ガス供給ユニットをさらに備え、前記ガス送出ラインは、前記主ガスラインの前記第１領域の上流端に接続されて前記主ガスラインに滅菌ガスを供給する、請求項１記載の細胞培養システム。

【請求項6】

前記滅菌ガス供給ユニットはガス回収ラインをさらに有し、前記ガス回収ラインは、前記主ガスラインの前記第２領域の下流端に接続され、前記主ガスラインから排出された滅菌ガスを回収し、前記ガス回収ラインに回収された滅菌ガスが再び前記ガス送出ラインに流される、請求項４記載の細胞培養システム。

【請求項7】

前記主ガスラインの前記第２領域側の端部は、この細胞培養システムの外部に設けられた排気設備に接続されている、請求項４記載の細胞培養システム。

【請求項8】

前記滅菌ガス供給ユニットは、前記ガス送出ラインから、空気または不活性ガスを単独で送出することができるように構成されている、請求項４記載の細胞培養システム。

【請求項9】

前記滅菌ガス供給ユニットは、前記ガス送出ラインから、空気若しくは不活性ガスと過酸化水素とを含む滅菌ガスとしての混合ガスと、過酸化水素ガスを含まない空気若しくは不活性ガスとを選択的に供給できるように構成されている、請求項４記載の細胞培養システム。

【請求項10】

前記搬送モジュールに設けられた主圧力計測ラインと、
前記主圧力計測ラインから並列に分岐する複数の分岐圧力計測ラインであって、各々が対応する前記作業モジュール内の圧力を前記主圧力計測ラインに伝播させる複数の分岐圧力計測ラインと、
前記各分岐圧力計測ラインに設けられた圧力計測用開閉弁と、
をさらに備え、
前記滅菌ガス供給ユニットは、前記主圧力計測ラインに接続される圧力計を有し、
前記圧力計により測定された前記作業モジュール内の圧力に基づいて、前記作業モジ
ュール内の圧力を目標圧力範囲に維持する前記滅菌ガス供給ユニットからの滅菌ガスの送出流量を制御する制御部をさらに備えた、請求項１記載の細胞培養システム。

【請求項11】

前記作業モジュールおよび前記搬送モジュールの少なくとも一つは、チャンバと、前記チャンバ内の一部に滅菌管理区域を区画する仕切壁と、前記チャンバの内部空間のうちの前記滅菌管理区域の外側にあるガスを濾過して前記滅菌管理区域内に吹き出すファンフィルタユニットと、対応するガス供給ラインから供給されたガスを前記チャンバ内の前記滅菌管理区域に供給するガス供給口と、対応するガス戻しラインに前記チャンバ内のガスを排気するガス排気口と、を有している請求項１記載の細胞培養システム。

【請求項12】

培養容器を搬送するための搬送機を内部に有する搬送モジュールと、
前記搬送モジュールに連結され、前記培養容器または前記培養容器の内容物に対して培養に関連する作業を行う複数の作業モジュールであって、前記複数の作業モジュールには、細胞の培養が行われる培養モジュールと、培養モジュールで培養された細胞の状態を検査する検査モジュールとが少なくとも含まれている、複数の作業モジュールと、
前記搬送モジュールに設けられた一系統の主ガスラインと、
前記主ガスラインに介設された分割用開閉弁であって、当該分割用開閉弁を閉じることにより、前記主ガスラインが当該開閉弁を境に第１領域と第２領域とに分割される分割用開閉弁と、
前記主ガスラインの前記第１領域から並列に分岐する複数の分岐供給ラインであって、各々が前記主ガスラインから対応する前記作業モジュールにそれぞれガスを供給する複数の分岐供給ラインと、
前記主ガスラインの前記第２領域から並列に分岐する複数の分岐排出ラインであって、各々が対応する前記作業モジュールから前記主ラインにそれぞれガスを排出する複数の分岐排出ラインと、
前記各分岐供給ラインに設けられた供給用開閉弁と、
前記各分岐排出ラインに設けられた排出用開閉弁と、
を備えた細胞培養システムにおいて行われる滅菌方法において、
前記複数の作業モジュールから滅菌対象とする滅菌対象モジュールを選択することと、
前記主ガスラインの前記分割用開閉弁を閉じた状態で、滅菌対象モジュールに対応する前記分岐供給ラインの供給用開閉弁及び前記分岐排出ラインの排出用開閉弁を開くことと、
その後、前記主ガスラインの前記第１領域側に滅菌ガスを供給し、これにより前記主ガスラインの前記第１領域、前記滅菌対象モジュールに対応する前記分岐供給ライン、前記滅菌対象モジュールの内部、前記滅菌対象モジュールに対応する前記分岐排出ラインおよび前記主ガスラインの前記第２領域に前記滅菌ガスを順次流すことにより、前記滅菌対象モジュールの内部を滅菌することと、
その後、前記主ガスラインの前記第１領域側にパージガスを供給し、これにより前記主ガスラインの前記第１領域、前記滅菌対象モジュールに対応する前記分岐供給ライン、前記滅菌対象モジュールの内部、前記滅菌対象モジュールに対応する前記分岐排出ラインおよび前記主ガスラインの前記第２領域に前記パージガスを順次流すことにより、前記滅菌対象モジュールの内部にある前記滅菌ガスを追い出すことと、
その後、前記主ガスラインの前記分割用開閉弁を開くとともに、前記滅菌対象モジュールに対応する前記分岐供給ラインの供給用開閉弁及び前記分岐排出ラインの排出用開閉弁を開くことと、
その後、前記主ガスラインの前記第１領域にパージガスを供給し、これにより前記主ガスラインの前記第１領域および前記第２領域に前記パージガスを順次流すことにより、前記主ガスラインの内部にある前記滅菌ガスを追い出すことと、
を備えた滅菌方法。

【請求項13】

前記パージガスは空気若しくは不活性ガスであり、前記滅菌ガスは過酸化水素蒸気を含む、請求項１１記載の滅菌方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、細胞培養に必要な作業を自動的に行う複数の作業モジュールと、作業モジュール間で培地プレート等の培養容器の搬送を自動的に行う搬送モジュールとを備えた細胞培養システムにおいて、モジュール内を滅菌する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、再生医療の発展に伴い、一部の人体組織（皮膚、骨、軟骨等）の再生は実用レベルに達してきている。また、これまでは作業者、研究者の高度な手技に依存していた一連の細胞培養に関する作業を自動的に行う細胞培養システムの開発も進められている（例えば特許文献１を参照）。細胞培養システムには、細胞培養を行うために細胞培養に適した環境に維持されるインキュベータモジュールに加えて、培養の準備、後処理、検査、観察等の様々な作業を行うための作業モジュールが含まれる。また、細胞培養システムには、上記作業モジュール間で培養容器を搬送する搬送モジュールも含まれる。

【0003】

細胞培養に関連する各工程では、細菌やウイルス等の微生物によるコンタミネーションが存在してはならず、無菌性を保証する滅菌技術が非常に重要なファクターとなる。細胞培養システムに含まれる各モジュールの滅菌を効率良く、かつ、滅菌剤によって作業者に害を与えることが無いように行う滅菌手法の開発が望まれている。しかしながら、十分に満足のゆくものは開発されていない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１２−１４７６９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、複数のモジュールを組み合わせてなる細胞培養システムの各モジュールを効率良く滅菌することができ、かつ、滅菌処理後の滅菌ガスのパージを効率良く行うことができる技術を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一実施形態によれば、培養容器を搬送するための搬送機を内部に有する搬送モジュールと、前記搬送モジュールに連結され、前記培養容器または前記培養容器の内容物に対して培養に関連する作業を行う複数の作業モジュールであって、前記複数の作業モジュールには、細胞の培養が行われる培養モジュールと、培養モジュールで培養された細胞の状態を検査する検査モジュールとが少なくとも含まれている、複数の作業モジュールと、前記搬送モジュールに設けられた一系統の主ガスラインと、前記主ガスラインに介設された分割用開閉弁であって、当該分割用開閉弁を閉じることにより、前記主ガスラインが当該開閉弁を境に第１領域と第２領域とに分割される分割用開閉弁と、前記主ガスラインの前記第１領域から並列に分岐する複数の分岐供給ラインであって、各々が前記主ガスラインから対応する前記作業モジュールにそれぞれガスを供給する複数の分岐供給ラインと、前記主ガスラインの前記第２領域から並列に分岐する複数の分岐排出ラインであって、各々が対応する前記作業モジュールから前記主ラインにそれぞれガスを排出する複数の分岐排出ラインと、前記各分岐供給ラインに設けられた供給用開閉弁と、前記各分岐排出ラインに設けられた排出用開閉弁と、を備えた細胞培養システムが提供される。

【0007】

本発明の他の実施形態によれば、上記の細胞培養システムにおいて行われる滅菌方法において、 前記複数の作業モジュールから滅菌対象とする滅菌対象モジュールを選択することと、前記主ガスラインの前記分割用開閉弁を閉じた状態で、滅菌対象モジュールに対応する前記分岐供給ラインの供給用開閉弁及び前記分岐排出ラインの排出用開閉弁を開くことと、その後、前記主ガスラインの前記第１領域側に滅菌ガスを供給し、これにより前記主ガスラインの前記第１領域、前記滅菌対象モジュールに対応する前記分岐供給ライン、前記滅菌対象モジュールの内部、前記滅菌対象モジュールに対応する前記分岐排出ラインおよび前記主ガスラインの前記第２領域に前記滅菌ガスを順次流すことにより、前記滅菌対象モジュールの内部を滅菌することと、その後、前記主ガスラインの前記第１領域側にパージガスを供給し、これにより前記主ガスラインの前記第１領域、前記滅菌対象モジュールに対応する前記分岐供給ライン、前記滅菌対象モジュールの内部、前記滅菌対象モジュールに対応する前記分岐排出ラインおよび前記主ガスラインの前記第２領域に前記パージガスを順次流すことにより、前記滅菌対象モジュールの内部にある前記滅菌ガスを追い出すことと、その後、前記主ガスラインの前記分割用開閉弁を開くとともに、前記滅菌対象モジュールに対応する前記分岐供給ラインの供給用開閉弁及び前記分岐排出ラインの排出用開閉弁を開くことと、その後、前記主ガスラインの前記第１領域にパージガスを供給し、これにより前記主ガスラインの前記第１領域および前記第２領域に前記パージガスを順次流すことにより、前記主ガスラインの内部にある前記滅菌ガスを追い出すことと、を備えた滅菌方法が提供される。

【発明の効果】

【0008】

上記実施形態によれば、分割用開閉弁を閉じることにより主ガスラインをガス供給用の第１領域とガス排出用の第２領域として用いることができる。このため、滅菌対象モジュールに対応するガス供給ラインの供給用開閉弁およびガス戻しラインの排出用開閉弁を開くことにより、共通のガス供給源から任意の滅菌対象モジュールに滅菌ガスを供給することができ、任意の滅菌対象モジュールを効率良く滅菌することができる。一方で、分割用開閉弁を開いた状態で主ガスラインにパージガスを流すことにより主ガスライン全体を確実にパージすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】細胞培養システムの配管系統図である。

【図2】細胞培養システムの機構的構成を示す概略図である。

【図3】作業モジュールの構成例を示す概略縦断面図である。

【図4】細胞培養システムの配管中のガスの流れを説明する図である。

【図5】細胞培養システムの配管中のガスの流れを説明する図である。

【図6】細胞培養システムの配管中のガスの流れを説明する図である。

【図7】リリーフ弁の他の配置を示す概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に図面を参照して細胞培養システムの実施形態について説明する。

【0011】

図１に示すように、細胞培養システム１は、搬送モジュール２と、搬送モジュール２に連結されたプレートローダーモジュール３及びおよび複数の作業モジュール４とを備えている。搬送モジュール２は、２つの搬送モジュール部分２Ａと搬送モジュール部分２Ｂとを結合することにより形成されている。

【0012】

搬送モジュール２の内部空間（搬送空間）には搬送ロボット８２（図２参照）が設けられており、プレートローダーモジュール３及び作業モジュール４の間で、培養プレート（図示せず）およびＣＩ（ケミカルインジケータ）およびＢＩ（バイオロジカルインジケータ）（いずれも図示せず）などを搬送する。

【0013】

プレートローダーモジュール３は、培養容器の一種である培養プレート（図示せず）を複数枚（例えば１６枚）収容するカセット（図示せず）を受け取り、かつ払い出すロードポート（容器搬出入部）として構成されている。

【0014】

作業モジュール４はそれぞれ、細胞培養のために行われる様々な作業（培養、培養の前処理および後処理、培養後検査等）を実行するために特化した機能を有している。作業モジュール４には、プレートローダーモジュール、インキュベータモジュール（培養モジュール）、撮像モジュール、顕微鏡モジュール、リムーバーモジュール、プレパレーションモジュール、リキッドエクスチェンジモジュール、培地分析モジュール等が含まれる。

【0015】

各作業モジュールについて簡単に説明する。インキュベータモジュールは、細胞培養が行われるモジュールであり、細胞培養に適した環境（温度、湿度、二酸化炭素濃度等）を維持するためのデバイスを備えている。撮像モジュールおよび顕微鏡モジュールは、培養された細胞のマクロ的およびミクロ的な撮像を行うためのデバイスを備えている。プレパレーションモジュールは、培養プレートに培養準備のための処理（ＥＣＭ（Extracellular matrix）塗布、ＰＢＳ（Phosphate buffered saline(リン酸緩衝生理食塩水）処理等）を行うためのデバイスを有している。リムーバーモジュールは、撮像モジュールおよび顕微鏡モジュール等の撮像結果に基づいて不良細胞を除去するデバイスを有している。リキッドエクスチェンジモジュールは、播種、定期的な培地の交換、培養した細胞の取り出し等を行うためのデバイスを有している。培地分析モジュールは、培地の分析を行うためのデバイスを有している。作業モジュールには、上述したデバイス以外の細胞培養に関わるデバイスを搭載することも可能である。

【0016】

細胞培養システム１は、さらに搬送モジュール２および作業モジュール４に対して滅菌ガスを供給するための滅菌ガス供給／回収ユニット５０を有している。滅菌ガス供給／回収ユニット５０は、滅菌処理を行うときのみ細胞培養システム１に接続する（組み込む）できるよう、搬送モジュール２に対して着脱自在であってもよい。

【0017】

搬送モジュール２には、１本の連続した主ガスライン１０が設けられている。主ガスライン１０は、滅菌ガス供給／回収ユニット５０に接続されるガス供給用の接続ポートとなる入口端１０ａから、滅菌ガス供給／回収ユニット５０に接続されるガス排出用の接続ポートとなる出口端１０ｂに至るまで連続的に延びる。主ガスライン１０の途中にノーマルオープン（非通電時開放）の開閉弁１０Ｖが設けられており、この開閉弁１０Ｖを境界として、主ガスライン１０を上流側の第１領域１１と下流側の第２領域１３とに分割することができる。第１領域１１は主供給ラインとしての役割を持ち、また、第２領域１３は主排出ラインとしての役割を持つことになる。

【0018】

搬送モジュール２には、主ガスライン１０の第１領域１１から分岐した複数の分岐供給ライン１２が設けられている。分岐供給ライン１２は、搬送モジュール２に連結された各作業モジュール４に第１領域１１を流れるガスを分配するためのものである。

【0019】

搬送モジュール２には、主ガスライン１０の第２領域１３から分岐した複数の分岐排出ライン１４を有している。分岐排出ライン１４は、搬送モジュール２に連結された各作業モジュール４から排出されたガスを第２領域１３に流入させるためのものである。

【0020】

搬送モジュール２には、各作業モジュール４内の圧力を計測するための主圧力計測ライン１５と、主圧力計測ライン１５から分岐した複数の分岐圧力計測ライン１６を有している。各作業モジュール４内の圧力は、対応する分岐圧力計測ライン１６および主圧力計測ライン１５を介して、滅菌ガス供給／回収ユニット５０内に設けられた圧力計５９に伝達される。

【0021】

各作業モジュール４には、各作業モジュール４内の圧力を計測するための圧力計１９も設けられている。

【0022】

各作業モジュール４には、作業モジュール４の内部空間の圧力が高くなりすぎたときに圧を逃がすために、リリーフ弁４ＲＶが設けられたリリーフライン４Ｌが設けられている。搬送モジュール２には、各作業モジュール４からリリーフライン４Ｌを介して排出されたガスを除害装置７０に送るための主排気ライン１７と、主排気ライン１７から分岐した複数の分岐排気ライン１８を有している。除害装置７０により無害化された排気は、研究設備等の建屋など細胞培養システム１の外部に設定された排気システム中に排出することができる。

【0023】

なお、図７に示すように、リリーフライン４Ｌを主排出ライン１３に接続してもよく、この場合、主排気ライン１７を廃止することができる。

【0024】

分岐供給ライン１２、分岐排出ライン１４、分岐圧力計測ライン１６にはそれぞれノーマルクローズ（非通電時閉鎖）の開閉弁１２Ｖ、１４Ｖ、１６Ｖが設けられている。

【0025】

搬送モジュール２も滅菌対象モジュールであるため、搬送モジュール２には、搬送モジュール２の搬送空間に通じている各種ライン（分岐供給ライン１２、分岐排出ライン１４、分岐圧力計測ライン１６分岐排気ライン１８と同等のもの）が設けられている。また、搬送モジュール２には、搬送モジュール２の搬送空間に通じているリリーフ弁付きのリリーフライン（４Ｌ，４ＲＶと同等のもの）が設けられ、また、圧力計１９も設けられる。

【0026】

なお、図１では、各作業モジュール４と同様に、プレートローダーモジュール３に対応して各種ライン（１２，１４，１６，１８）および圧力計１９等が設けられているが、このようなラインは、プレートローダーモジュール３がロードロックモジュールのような外部環境から隔離されて雰囲気調整可能なチャンバを有する場合に設けられるものである。プレートローダーモジュール３が開放型のカセット載置モジュールであり、かつ、プレートローダーモジュール３上に載置されたカセットの内部空間を搬送モジュール２の内部空間に直接的に気密に接続することができる構成が設けられている場合には、上記の各種ラインおよび圧力計は設けられない。なお、この場合、プレートローダーモジュール３は作業モジュール４とは異なる特別なモジュールであり、搬送モジュール２におけるプレートローダーモジュール３の取付部（マウント、取付ポート等）に、作業モジュール４が取付可能となってはいない。

【0027】

搬送モジュール２（搬送モジュール部分２Ａおよび搬送モジュール部分２Ｂ）は全体として概ね中空の直方体または立方体の形状を有する。各作業モジュール４も概ね中空の直方体または立方体の形状を有する。図２に示すように、搬送モジュール２には作業モジュール４を接続するために複数の（図では４つを示した）接続ポート２Ｐが設けられている。作業モジュール４には、搬送モジュール２の接続ポート２Ｐと気密に連結することができる接続ポート４Ｐが設けられている。

【0028】

搬送モジュール２の各接続ポート２Ｐは全て同じ構造および寸法を有している。各作業モジュール４の接続ポート４Ｐは、作業モジュール４の種類によらず、全て同じ構造および寸法を有している。従って、搬送モジュール２に所望の種類の作業モジュール４を組み合わせることにより、ユーザーの要望に対応する機能を有するシステムを構築することができる。

【0029】

２つの搬送モジュール部分２Ａ、２Ｂの相互接続は、例えば、両搬送モジュール部分の対向する端面に設けられたフランジ間にシールを挟んだ状態でフランジ同士をねじ締結することにより行うことができる。搬送モジュール２と作業モジュール４の接続も、例えば、搬送モジュール２の接続ポート１０Ｐに設けたフランジと、作業モジュール４に設けたフランジとの間にシールを挟んだ状態でフランジ同士をねじ締結することにより行うことができる。なお、モジュール同士を連結することにより、一方のモジュールに設けられた雄コネクタと他方のモジュールに設けられた雌コネクタが連結され、対応するライン同士が接続されるようになっていてもよい。

【0030】

搬送モジュール部分２Ａ、２Ｂの床面には、ガイドレール８１が設けられている。ガイドレール８１に案内されて、培地プレート搬送ロボット８２のベース８３が走行する。培地プレート搬送ロボット８２は、例えば水平多関節ロボットから構成することができ、その先端のピック（培地プレート保持部材）は水平面内において任意の向きを向くことができかつ任意の方向に移動することができ、かつ昇降可能である。２つの搬送モジュール部分２Ａ，２Ｂが連結されて搬送モジュール２が構成されると、２つのガイドレール８１も連結され、搬送モジュール２の端から端までベース８３が走行できるようになる。

【0031】

搬送モジュール２の各接続ポート２Ｐにはゲートバルブ８５が設けられている。ゲートバルブ８５を開くことにより、対応する接続ポート２Ｐ，４Ｐを介して作業モジュール４に培地プレートを搬出入することができる。なお、細胞培養システム１の構成次第では、作業モジュール４が接続されない接続ポート２Ｐが存在しうるが、このような接続ポート２Ｐのゲートバルブ８５は常時閉鎖しておけばよい。

【0032】

なお、前述したようにプレートローダーモジュール３が開放型の特別なモジュールである場合には、プレートローダーモジュール３は作業モジュール４とは別の接続構造により搬送モジュール２に対して接続することができる。この場合、プレートローダーモジュール３が取り付けられる部分にゲートバルブ８５を設ける必要はない。

【0033】

搬送モジュール２を、複数の搬送モジュール部分（２Ａ、２Ｂ）を直列に接続することにより形成することに代えて、一つのモジュール部分から構成してもかまわない。また、搬送モジュール２を３つ以上の搬送モジュール部分を結合することにより構成することも可能である。

【0034】

各作業モジュール４の構成について図３を参照して簡単に説明する。作業モジュール４は、チャンバ４１と、チャンバ内に設けられた作業用機器４２と、チャンバ４１の内部空間の一部である滅菌管理区域４３を画定する仕切壁４４とを有している。仕切壁４４の一部は可動としてもよい。チャンバ４１の内部空間には、前述したリリーフ弁４ＲＶが介設された前述したリリーフライン４Ｌが接続されている。リリーフライン４Ｌは搬送モジュール２の分岐排気ライン１８に接続される。

【0035】

作業モジュール４内に設けられる作業用機器４２は、作業モジュール４の種類によって異なる。作業用機器４２としては、培地プレートを保持する部材、チャンバ内の温度、湿度、二酸化炭素ガス濃度等の培養環境を調節する機器、培地の調整、細胞の取り出し等を行う各機器、顕微鏡等の観察用機器等が例示される。

【0036】

作業モジュール４はガス供給ライン４５を有する。ガス供給ライン４５は、搬送モジュール２の分岐供給ライン１２と接続されている。ガス供給ライン４５は、滅菌管理区域４３内で開口し、滅菌管理区域４３内に滅菌ガス等のガスを吐出する。図示例では、滅菌管理区域４３は、その周囲のチャンバ４１内空間（周囲チャンバ内空間４１’）から完全に隔離されているわけではなく、一部が周囲チャンバ内空間４１’と連通している。つまり、仕切壁４４は滅菌管理区域４３を完全に囲んでいるわけではない。従って、滅菌管理区域４３内に滅菌ガスを供給すると、周囲チャンバ内空間４１’にも滅菌ガスが充満し、周囲チャンバ内空間４１’内も滅菌される。

【0037】

周囲チャンバ内空間４１’にはガス排出ライン４６が開口している。このガス排出ライン４６は、搬送モジュール２の分岐排出ライン１４と接続されている。従って、ガス排出ライン４６を介して、チャンバ４１内のガスをチャンバ４１の外側に排出することができる。仕切壁４４の天井部にＦＦＵ（ファンフィルタユニット）４７が設けられている。ＦＦＵ４７は、ファンと、ＵＬＰＡフィルタ(Ultra Low Penetration Air Filter)等のパーティクルフィルタを有しており、周囲チャンバ内空間４１’に存在するガスを濾過して滅菌管理区域４３内に吐出する。これにより、チャンバ４１内のガスのパーティクルレベルを一定以下に保つことができる。

【0038】

上記のようにチャンバ４１内に仕切壁４４で仕切られた滅菌管理区域４３を設定することにより、直接培養に関わる作業用機器４２およびその周囲の滅菌効率を向上させることができる。

【0039】

なお、図３において、符号４７は分岐圧力測定ライン１６に連通する圧力検出ラインである。

【0040】

全ての作業モジュール４に仕切壁４４で仕切られた滅菌管理区域４３を設定する必要はなく、チャンバ４１内全体を滅菌管理区域としてもよい。また、比較的小さな作業モジュール４（但し接続ポート４Ｐのサイズは同じ）ではＦＦＵをチャンバ４１内に設けることが困難なこともある。この場合、チャンバ４１に、ポンプ、フィルタ、パーティクルカウンタ等が介設された循環ラインを接続し（いずれも図示せず）、チャンバ４１から取り出したガスを循環ラインを介してチャンバ４１に戻す過程で、フィルタによりパーティクルを除去してもよい。

【0041】

図１に示すように、滅菌ガス供給／回収ユニット５０は、滅菌ガスである過酸化水素蒸気、乾燥した空気（ドライエア）及び不活性ガスのうちの一つを単独で、あるいは二つ以上を混合ガスとして主ガスライン１０の入口端１０ａに供給することができる。また、滅菌ガス供給／回収ユニット５０は、主ガスライン１０の出口端１０ｂから排出される排気ガスを回収することができる。

【0042】

滅菌ガス供給／回収ユニット５０は、主ガスライン１０の入口端１０ａに接続されるガス送出ライン５１を有する。ガス送出ライン５１には、流量制御機構５２及び緊急遮断バルブ５３が介設されている。ガス送出ライン５１には、この滅菌ガス供給／回収ユニット５０に接続された外部のガス供給機構５４から、乾燥した空気または不活性ガスが供給される。ガス送出ライン５１には、過酸化水素蒸気供給機構５５が接続されている。ガス供給機構５４から供給されたガス（例えば乾燥空気）の流量が流量制御機構５２により供給され、この流量制御されたガスの流れに過酸化水素蒸気供給機構５５から供給された過酸化水素蒸気が添加されることにより、所定の過酸化水素濃度の滅菌ガス が主ガスライン１０に送り出される。つまり、滅菌ガス供給／回収ユニット５０は、ガス送出ライン５１から、滅菌ガスとして空気（好ましくは乾燥空気）（不活性ガスでもよい）と過酸化水素とを含む混合ガスと、過酸化水素ガスを含まない空気（不活性ガスでもよい）とのいずれかを選択的に供給できるように構成されている。

【0043】

滅菌ガス供給／回収ユニット５０は、主ガスライン１０の出口端１０ｂに接続されるガス回収ライン５６を有する。ガス回収ライン５６には、排気ガス中に含まれる人体に有害な成分（例えば過酸化水素）を無害化する除害機構５７が介設されている。また、ガス回収ライン５６には、ガス回収ライン５６内を流れるガス中の過酸化水素濃度を測定するための過酸化水素濃度計５８が設けられている。ガス回収ライン５６は、流量制御機構５２を介してガス送出ライン５１に接続されている。

【0044】

主ガスライン１０から回収された排気ガスは、除害機構５７により除害され、ガス送出ライン５１に戻され、このガスに過酸化水素蒸気供給機構５５から供給された過酸化水素蒸気が添加されて所定の過酸化水素濃度の滅菌ガスが主ガスライン１０に送り出される。なお、ガス送出ライン５１に戻されたガスを再度主ガスライン１０に送り出すための駆動力をガスに与えるために、ガス送出ライン５１に図示しないブロアが設けられている。また、ガス送出ライン５１に湿度が高いガスが戻されたときに、ガスの湿度を低下させるために、ガス送出ライン５１に、図示しないドライヤが、過酸化水素蒸気供給機構５５の接続ポイントよりも上流側の位置に介設されている。

【0045】

緊急遮断バルブ５３は、リークにより細胞培養システム１が設置されている部屋の過酸化水素濃度が上昇するなどの危険な状況が生じた場合、滅菌ガスの供給を遮断するために閉じられる。

【0046】

滅菌ガス供給／回収ユニット５０は、さらに、圧力計５９を有している。この圧力計５９は、搬送モジュール２に設けられた主圧力計測ライン１５の接続ポートに接続され、主圧力計測ライン１５および分岐圧力計測ライン１６を介して搬送モジュール２の各作業モジュール４内の圧力を検出する。圧力計５９は、滅菌ガス供給／回収ユニット５０の外部に設けられていても構わない。

【0047】

次に、細胞培養システム１の動作について説明する。プレートローダーモジュール３に複数の培地プレートが収容されたカセット（搬送容器）が載置され、搬送容器から搬送ロボット８２が培地プレート（培養容器）を取り出し、各作業モジュール４に搬送し、各作業モジュール４で、細胞培養に必要な準備、培養した細胞の観察、培養した細胞の取り出し等の各種作業が予め定められたスケジュールで行われる。培養後の細胞を保持する培地プレートは、プレートローダーモジュール３のカセットに戻される。各作業モジュール４で行われる作業の具体的内容の説明は省略する。

【0048】

各作業モジュール４で細胞または培地に対する作業が行われる場合、各作業モジュール４のチャンバ４１の内部（滅菌管理区域４３が設定されている場合には、少なくとも滅菌管理区域４３の内部）の滅菌レベルは予め定められた基準を満たしていなければならない。また、各作業モジュール４に培地プレートを搬送する搬送モジュール２内部の滅菌レベルも予め定められた基準を満たしていなければならない。また、プレートローダーモジュール３内において培地プレートが周囲雰囲気に晒されるのであれば、プレートローダーモジュール３の滅菌も必要である。

【0049】

このため、（１）細胞培養システム１の設置後の最初の運転の前、（２）細胞培養システム１のメンテナンスの後、（３）ロット処理の終了後、（４）パーティクルの異常値が検出された時、等のタイミングで、必要なモジュールの滅菌処理が実行される。

【0050】

滅菌処理中のある一つの期間内には、複数のモジュール２，３，４から選択された一つのモジュール（以下、「滅菌対象モジュール」と呼ぶ）に対して滅菌処理が行われる。つまり、異なるモジュールの滅菌は異なる期間に行われる。二つのモジュールを連続して滅菌することも可能ではあるが、同時期に滅菌が行われるモジュールは一つだけであることが好ましい。

【0051】

滅菌処理は、細胞培養システム１を構成する各種機器の動作を制御するシステムコントローラ１０１の制御の下で、以下の手順に従い、自動的に行われる。なお、細胞培養システム１に含まれる各種計測機器（圧力計１９，５９、図示しない温度計、湿度計、二酸化炭素ガス濃度センサ等）の検出値もシステムコントローラ１０１に入力される。以下、滅菌対象モジュールが、作業モジュール４のうちの一つ（以下「滅菌対象モジュール４」とも記す）であるものとして説明を行う。

【0052】

［ＣＩ／ＢＩ搬入工程］
まず、ＣＩ（ケミカルインジケータ）およびＢＩ（バイオロジカルインジケータ）がプレートローダーモジュール３に搬入され、これらＣＩおよびＢＩが搬送ロボット８２によりプレートローダーモジュール３から滅菌対象モジュール４の滅菌管理区域４３に搬送される。

【0053】

［リークチェック工程］
全てのゲートバルブ８５が閉じられた後、滅菌対象モジュール４のリークチェックを行う。滅菌対象モジュール４に対応する分岐供給ライン１２の開閉弁１２Ｖが開かれ、滅菌ガス供給／回収ユニット５０から、主ガスライン１０の第１領域１１および分岐供給ライン１２を介して、過酸化水素蒸気を含まないドライエアを滅菌対象モジュール４内に供給する。このとき、滅菌対象モジュール４に対応する分岐排出ライン１４の開閉弁は閉じた状態とする。滅菌対象モジュール４に設けられた圧力計１９の検出値が所定の圧力（リリーフ弁３０Ｒの設定圧力以下の圧力）になるまで滅菌対象モジュール４に空気を充填し、その後分岐供給ライン１２の開閉弁１２Ｖを閉じる。予め定められた時間の経過後、圧力計１９の検出値に基づき算出された圧力低下が予め定められた閾値以下であったなら、滅菌対象モジュール４の密閉性は問題ないものと判断する。なお、圧力計１９は、培養および培養前後の様々な作業を行う場合における作業モジュール内の圧力管理にも用いられる。

【0054】

［除湿工程］
リークチェックの終了後、滅菌対象モジュール４に対応する分岐供給ライン１２および分岐排出ライン１４の開閉弁１２Ｖ，１４Ｖを開く。次いで、滅菌ガス供給／回収ユニット５０から、過酸化水素を含まないドライエアを、主ガスライン１０の第１領域１１および対応する分岐供給ライン１２を介して滅菌対象モジュール４に送る。滅菌対象モジュール４に送られたドライエアは、滅菌管理区域４３（図３参照）を通って流れて滅菌管理区域４３を含むチャンバ４１内を除湿した後に、滅菌対象モジュール４から流出し、分岐排出ライン１４および主ガスライン１０の第２領域１３を通って滅菌ガス供給／回収ユニット５０に戻る。滅菌ガス供給／回収ユニット５０のガス回収ライン５６に戻ってきたガスは、ガス送出ライン５１に再び流入し、ガス送出ライン５１に介設された図示しないドライヤにより除湿された後に、主ガスライン１０に供給される。

【0055】

このようにドライエアが、ガス送出ライン５１、主ガスライン１０の第１領域１１、滅菌対象モジュール４に対応する分岐供給ライン１２、滅菌対象モジュール４、滅菌対象モジュール４に対応する分岐排出ライン１４、主ガスライン１０の第２領域１３およびガス回収ライン５６からなる循環経路（以下、「第１循環経路」とも呼ぶ）を通って循環することにより、滅菌対象モジュール４の滅菌管理区域４３を含むチャンバ４１内の除湿が行われる。

【0056】

［滅菌工程］
予め定められた時間だけ除湿工程を行った後、ガス送出ライン５１を流れるドライエアに、過酸化水素蒸気が添加され、ドライエアおよび過酸化水素蒸気の混合ガスからなる滅菌ガスが滅菌対象モジュール４に送られる。滅菌ガスは第１循環経路を循環して流れ、滅菌対象モジュール４の滅菌管理区域４３を通過するときに、滅菌管理区域４３および周囲チャンバ内空間４１’を滅菌する。ガス送出ライン５１を通過するときに、第１循環経路を循環する滅菌ガスに、生成された過酸化水素蒸気が添加され、過酸化水素濃度が高められた滅菌ガスが再び滅菌対象モジュール４に送られる。

【0057】

このように、滅菌ガスが上記の第１循環経路を通って循環するときに滅菌管理区域４３を通って流れることにより、滅菌対象モジュール４の滅菌管理区域４３の滅菌が行われる。

【0058】

滅菌工程中における滅菌対象モジュール４内の圧力は滅菌ガス供給／回収ユニット５０の圧力計５９により常時モニタされており、モジュール３０内の圧力が予め定められた圧力範囲に維持されるように、流量制御機構５２により滅菌ガス供給／回収ユニット５０からの滅菌ガス供給流量が調節される。

【0059】

滅菌対象モジュール４内の圧力は、滅菌対象モジュール４に対応する分岐圧力計測ライン１６の開閉弁１８Ｖを開くことにより、分岐圧力計測ライン１６および主圧力計測ライン１５を介して圧力計５９に伝播する。このため、滅菌対象モジュール４から離れた位置にある圧力計５９により滅菌対象モジュール４内の圧力を監視することができる。

【0060】

また、滅菌工程中において、過酸化水素濃度計５８が、ガス回収ライン５６を流れる滅菌ガス中の過酸化水素濃度を常時モニタしている。過酸化水素濃度計５８の検出結果に基づいて、過酸化水素蒸気発生器５５からガス送出ライン５１に送り込まれる過酸化水素蒸気の流量（つまり過酸化水素／空気混合比）が制御される。

【0061】

ところで滅菌対象モジュールの滅菌中に、他のモジュールで細胞の培養、検査を行っている場合がある。その場合、滅菌対象モジュールが陽圧になるため滅菌対象モジュールから滅菌ガスがゲートバルブのシール部から搬送モジュール側に僅かであるがリークする可能性が有り得るので、滅菌対象モジュールが滅菌工程中にある場合は、他のモジュールのゲートバルブは開けないことが望ましい。この場合培養容器の各モジュールへの搬送や回収はできないが各モジュール内での処理は継続することが出来る。

【0062】

［エアレーション工程］
予め定められた時間だけ滅菌工程を行った後、滅菌ガス供給／回収ユニット５０の過酸化水素蒸気発生器５５からガス送出ライン５１に過酸化水素蒸気を供給することをやめ、滅菌ガス供給／回収ユニット５０から空気（ドライエア）だけを送り出すようにする。つまり上記の第１循環経路内に空気を循環させる。これにより、第１循環経路内に存在する過酸化水素蒸気が空気により押し出され、過酸化水素蒸気は空気と一緒に上記の第１循環経路内を循環するときに酸素と水とに分解される。

【0063】

除湿工程、滅菌工程およびエアレーション工程の間のガスの流れは、図４に太線で示されている。

【0064】

［主ガスラインパージ工程］
予め定められた時間だけエアレーション工程を行った後、（あるいは過酸化水素濃度計５８が検出する過酸化水素濃度が予め定められた第１閾値を下回ったら）、滅菌ガス供給／回収ユニット５０から空気（ドライエア）だけが送り出される状態を維持したまま、主ガスライン１０の開閉弁１０Ｖを開くとともに、滅菌対象モジュール４に対応する分岐供給ライン１２の開閉弁１２Ｖ並びに分岐排出ライン１４の開閉弁１４Ｖを閉じる（つまり、全ての開閉弁１２Ｖおよび全ての開閉弁１４Ｖを閉じた状態とする）。これによって、ガス送出ライン５１、主ガスライン１０（第１領域１１の全域および第２領域１３の全域）およびガス回収ライン５６からなる循環経路（以下、「第２循環経路」とも呼ぶ）を通って空気が循環するようになる。

【0065】

これにより、デッドスペースとなっていた以下の２つの部分、すなわち、主ガスライン１０の第１領域１１のうちの滅菌対象モジュール４に接続された分岐供給ライン１２の分岐点から開閉弁１０Ｖまでの部分、並びに、第２領域１３のうちの滅菌対象モジュール４に接続された分岐排出ライン１４の分岐点から開閉弁１０Ｖまでの部分に滞留していた滅菌ガスが、空気により上記部分から強制的に押し出され、空気と一緒に第２循環経路を循環し、この循環中に、滅菌ガス中の過酸化水素は酸素と水とに分解される。

【0066】

上記の状態を維持し、過酸化水素濃度計５８が検出する過酸化水素濃度が予め定められた第２閾値（例えば人体に害が無い過酸化水素濃度である１ｐｐｍ）を下回ったら、ガスラインパージ工程を終了する。

【0067】

主ガスラインパージ工程の間のガスの流れは、図５に太線で示されている。

【0068】

エアレーション工程と主ガスラインパージ工程を統合してもよい。つまり、エアレーション工程を行うときに、主ガスライン１０の開閉弁１０Ｖを開いてもよい。こうすることにより、上記の第１循環経路および第２循環経路の両方に空気が流れ、第１循環経路および第２循環経路の内部空間を同時に空気でパージすることができる（このときのガスの流れは、図６の太線を参照。）

【0069】

［リークチェック工程］
次に再びリークチェック工程を行う。

【0070】

［ＣＩ／ＢＩ回収工程］
その後、前述したＣＩ／ＢＩ搬入工程にて滅菌対象モジュール４内に搬入したＣＩおよびＢＩを搬送ロボット８２により搬出し、適正に滅菌が行われたことの確認を行う。以上により、一つの滅菌対象モジュール４の滅菌のための一連の工程が終了する。必要なモジュール（例えば全ての搬送モジュール２および全ての作業モジュール４）の滅菌が適正に行われたことが確認されたら、細胞培養に関連する作業を開始することができる。なお、他のモジュールの滅菌も上記と同様にして行うことができる。ところでＢＩにより滅菌ガス（本例ではＨ_２Ｏ_２）に対しての効果、即ちＢＩに含まれる菌がガスで死滅するかを確認することが出来るが、一方で定期的に無菌を確認する必要がある。その場合はＢＩ回収に加え、滅菌処理後の無菌状態を確認する方法として、寒天培地を搬送し落下菌の採取、培養し細菌の有無確認を行ってもよい。対象モジュ−ルへ寒天培地を搬入し一定時間放置することで細菌がある場合は寒天培地表面へ落下する。これを一定時間増殖培養し装置から搬出し検査することで細菌の有無が確認できる。増殖培養は装置外部のインキュベータで行ってもよい。

【0071】

上記実施形態によれば、１本の連続した主ガスライン１０の途中に開閉弁１０Ｖを設け、滅菌処理時には開閉弁１０Ｖを閉じることにより、主ガスライン１０をガス供給用のライン（第１領域１１）と、ガス排気用のライン（第２領域１３）とに分割して利用することができる。そして、分岐供給ライン１２および分岐排気ライン１４の開閉弁１２Ｖ，１４Ｖを全て閉じた状態で開閉弁１０Ｖを開き、主ガスライン１０の一端からパージガス（例えばドライエア）を供給することにより、主ガスライン１０の一端から他端までパージガスを流すことができる。このため、主ガスライン１０に滅菌ガスは殆ど残留しない。このため、滞留していた滅菌ガスが放出されることによって細胞培養装置が設置されていた実験室内の雰囲気が汚染され、研究者、作業者等に害を与えることを防止することができる。

【0072】

また、上記実施形態によれば、主ガスライン１０から分岐するとともに各々に開閉弁１２Ｖ，１４Ｖが設けられた分岐供給ライン１２および分岐排出ライン１４により滅菌対象モジュール（２，３，４）への給気および排気を行っているため、開閉弁（１２Ｖ，１４Ｖ）を切り替えることにより、一つの滅菌ガス供給／回収ユニット５０によって複数の滅菌対象モジュールを順次効率良く滅菌することができる。

【0073】

また、上記実施形態によれば、主圧力計測ライン１５から分岐するとともに各々に開閉弁１６Ｖが設けられた分岐圧力計測ライン１６を介して滅菌対象モジュール（２，３，４）内の圧力を離れた場所で計測することができる。このため、滅菌対象モジュール（２，３，４）から離れた位置に設置された圧力計５９の検出値に基づいて滅菌ガス供給／回収ユニット５０からのガス供給状態を容易に調節することができる。

【0074】

上記実施形態では、滅菌ガス供給／回収ユニット５０は、滅菌対象モジュールに供給された後に戻ってきた滅菌ガスを再び送出ライン５１に送り出し再利用しているが、これには限定されない。戻ってきた滅菌ガスは、細胞培養システム１の外部に設定された排気システムに捨ててもよい。

【符号の説明】

【0075】

１ 細胞培養システム
２ 搬送モジュール
３ プレートローダーモジュール
４ 作業モジュール
１０ 主ガスライン
１０ 主ガスライン
１１ 主ガスラインの第１領域
１２ 分岐供給ライン
１２Ｖ 供給用開閉弁
１３ 主ガスラインの第２領域
１４ 分岐排出ライン
１４Ｖ 排出用開閉弁
１５ 主圧力計測ライン
１６ 分岐圧力計測ライン
１６Ｖ 圧力計測用開閉弁
５０ 滅菌ガス供給ユニット
５１ ガス送出ライン
５６ ガス回収ライン
８２ 搬送機（搬送ロボット）
８５ ゲートバルブ
１０１ 制御部（システムコントローラ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】