特開 2021-18 細胞分注装置及び細胞分注方法

(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2021-18(P2021-18A)

(43)【公開日】2021年1月7日

(54)【発明の名称】細胞分注装置及び細胞分注方法

(51)【国際特許分類】

   C12M 1/26 20060101AFI20201204BHJP

   C12M 1/00 20060101ALI20201204BHJP

【ＦＩ】

   C12M1/26

   C12M1/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2019-114852(P2019-114852)

(22)【出願日】2019年6月20日

(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】110001841

【氏名又は名称】特許業務法人梶・須原特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】堀井 大地

(72)【発明者】

【氏名】宇田 寛之

(72)【発明者】

【氏名】前田 英紀

(72)【発明者】

【氏名】竹内 晴紀

【テーマコード（参考）】

4B029

【Ｆターム（参考）】

4B029AA09

4B029BB01

4B029GB02

4B029HA09

4B029HA10

(57)【要約】

【課題】細菌等の混入のリスクを低減しつつ、効率良く分注を行うことが可能な細胞分注装置及び細胞分注方法を提供する。
【解決手段】細胞分注装置１は、容器２１と分注容器２２とを互いに接続する第１チューブ２３ａと、第１チューブ２３ａに形成された分岐部３１と接続している第２チューブ２３ｂに取り付けられたシリンジポンプ２４と、シリンジポンプ２４と分岐部３１との間に設けられたバッファタンク２５とを備える。そして、シリンジポンプ２４によって、容器２１に収容された細胞懸濁液はバッファタンク２５に一時的に貯留され、バッファタンク２５に貯留された細胞懸濁液は、分注容器２２に送出される。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部の無菌状態を維持しながら細胞を分注する細胞分注装置であって、
細胞懸濁液が収容されている容器と、
前記容器から分注された前記細胞懸濁液を収容する分注容器と、
前記容器と前記分注容器とを互いに接続する第１接続管と、前記第１接続管に形成された分岐部と接続する第２接続管と、を有する接続経路と、
前記第２接続管に取り付けられ、前記接続経路を介して、前記分注容器からの気体の吸引、前記容器からの細胞懸濁液の吸引及び前記分注容器への細胞懸濁液の送出が可能なポンプ部と、
前記分岐部と前記ポンプ部との間に配置され、前記容器から吸引された前記細胞懸濁液を貯留するバッファ部と、
前記容器と前記分岐部との間、及び、前記分注容器と前記分岐部との間にそれぞれ設けられ、前記第１接続管の開閉制御を行うバルブと、
を備え、
前記ポンプ部によって、前記バッファ部に貯留された前記細胞懸濁液の一部又は全部が前記分注容器に送出されることを特徴とする細胞分注装置。

【請求項2】

前記ポンプ部と前記バッファ部との間に配置されたガス抜き部と、
前記ガス抜き部と前記バッファ部との間に配置されたエアフィルタと、
をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の細胞分注装置。

【請求項3】

前記ポンプ部は、
筒状に形成されたシリンダと、
前記シリンダ内に配置され、往復運動によって気体又は液体の吸引及び送出を行うピストンと、
前記ピストンの動作を制御する駆動部と、
を含むシリンジポンプであることを特徴とする請求項１又は２に記載の細胞分注装置。

【請求項4】

複数の分注容器が配置され、
それぞれの前記複数の分注容器は、前記第１接続管を介して前記容器と接続されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の細胞分注装置。

【請求項5】

無菌状態を維持しながら細胞を分注する細胞分注方法であって、
細胞懸濁液が収容されている容器と、
前記容器から分注された前記細胞懸濁液を収容する分注容器と、
前記容器と前記分注容器とを互いに接続する第１接続管と、前記第１接続管に形成された分岐部と接続する第２接続管と、を有する接続経路と、
前記第２接続管に取り付けられたポンプ部と、
前記分岐部と前記ポンプ部との間に配置されたバッファ部と、
を備えた細胞分注装置が用いられ、
前記ポンプ部によって、前記分注容器の内部の気体を取り除くガス抜き工程と、
前記ポンプ部によって、前記容器から、前記細胞懸濁液を吸引し、前記バッファ部に貯留する吸引工程と、
前記ポンプ部によって、前記バッファ部に貯留された前記細胞懸濁液の一部又は全部を前記分注容器に送出する分注工程と、
を含むことを特徴とする細胞分注方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、培養後の細胞を自動で分注する細胞分注装置及びこれを用いた細胞分注方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、細胞培養においては、古い培地を排出し新しい培地を注入する培地交換と、増殖した細胞を所定の密度で新しい培地に移し替える継代とが行われる。これらは、無菌状態で行われる必要がある。また、細胞培養は数日から数週間に渡って行われ、この期間内に上述の培地交換や継代は複数回行われるため、作業者の負担が大きい。

【0003】

そこで、近年、無菌状態を維持しながら、培地交換や継代を自動で行う細胞培養装置の開発が活発に行われている。例えば、特許文献１には、全ての培養容器と、培地交換及び継代に用いられるチューブとが接続されている閉鎖系において、無菌状態を維持しながら、培地の交換及び細胞の継代を自動で行う細胞培養装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】ＷＯ２０１６／１９０３１２

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ここで、細胞培養には、培地交換及び継代を複数回行うことによって増殖させた細胞を回収し、保存用のバイアルやバッグ等へ小分けする分注も含まれる。しかし、特許文献１の装置においては、分注を自動で行うことは想定しておらず、作業者が手作業で分注を行う必要がある。手作業による分注では、作業の手間がかかる上、作業中に細菌等が混入するリスクが増大する。

【0006】

そこで、本発明の目的は、細菌等の混入のリスクを低減しつつ、効率良く分注を行うことが可能な閉鎖系の細胞分注装置及び細胞分注方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る細胞分注装置は、内部の無菌状態を維持しながら細胞を分注する細胞分注装置であって、細胞懸濁液が収容されている容器と、前記容器から分注された前記細胞懸濁液を収容する分注容器と、前記容器と前記分注容器とを互いに接続する第１接続管と、前記第１接続管に形成された分岐部と接続する第２接続管と、を有する接続経路と、前記第２接続管に取り付けられ、前記接続経路を介して、前記分注容器からの気体の吸引、前記容器からの細胞懸濁液の吸引及び前記分注容器への細胞懸濁液の送出が可能なポンプ部と、前記分岐部と前記ポンプ部との間に配置され、前記容器から吸引された前記細胞懸濁液を貯留するバッファ部と、前記容器と前記分岐部との間、及び、前記分注容器と前記分岐部との間にそれぞれ設けられ、前記第１接続管の開閉制御を行うバルブと、を備え、前記ポンプ部によって、前記バッファ部に貯留された前記細胞懸濁液の一部又は全部が前記分注容器に送出されることを特徴とする。

【0008】

内部の無菌状態を維持可能な閉鎖系においては、細胞懸濁液が収容された容器と分注容器とが第１接続管で接続されている。ここで、分注容器の内部に気体が入っている場合、この気体の存在によって、分注容器への細胞懸濁液の収容が阻害される。このため、閉鎖系の装置で分注を行う場合、予め、分注容器の内部の気体を取り除いておく必要がある。そこで、上記構成では、容器と分注容器とを接続している第１接続管に分岐部を設け、分岐部と接続された第２接続管にポンプ部を取り付けた。そして、容器と分岐部との間に設けられたバルブを閉じ、分注容器と分岐部との間のバルブを開いた状態で、ポンプ部による吸引を行うことにより、分注容器の内部の気体を取り除くことができる。

【0009】

一方で、上記のように第１接続管に分岐部を設け、分岐部と接続された第２接続管にポンプ部を取り付けた場合、細胞懸濁液を、第１接続管を介して容器から分注容器へと直接移動させることができない。そこで、上記構成では、分岐部とポンプ部との間にバッファ部を配置した。これにより、ポンプ部を駆動することで、培養が終了した細胞を含む細胞懸濁液が収容された容器から細胞懸濁液を吸引し、吸引した細胞懸濁液を一時的にバッファ部に貯留し、貯留された細胞懸濁液を分注容器へ送出することができる。このため、内部の無菌状態を維持可能な閉鎖系において、細胞を分注することが可能となり、分注の際に、細菌等が混入するリスクを低減することができる。また、ポンプ部を駆動させることで細胞の分注を行うことができるため、作業者の手作業によって分注が行われる場合と比べて、効率が良い。

【0010】

また、上記細胞分注装置は、前記ポンプ部と前記バッファ部との間に配置されたガス抜き部と、前記ガス抜き部と前記バッファ部との間に配置されたエアフィルタと、をさらに備えていることが好ましい。

【0011】

前述したように、分注容器の内部の気体は、ポンプ部によって吸引されることで、予め取り除かれる。ポンプ部によって吸引された気体は、その後の細胞の分注を行う上で不要であり、装置の外部に排出することが望ましい。このため、上記構成では、ポンプ部によって吸引された気体を排出するためのガス抜き部が、ポンプ部とバッファ部との間に配置されている。一方で、気体を装置の外部に排出する際、ガス抜き部を介して外気が装置の内部に侵入する可能性がある。このときに、細菌等がバッファ部や分岐部などに侵入するおそれがある。この状態で、分注を行った場合、細菌等が細胞懸濁液に混入してしまう。そこで、上記構成によれば、ガス抜き部とバッファ部との間に、塵や細菌などを取り除くエアフィルタを配置している。これにより、不要な気体を装置の外部に排出したとしても、細菌等のバッファ部などへの侵入を防ぐことができる。

【0012】

また、上記実施形態において、前記ポンプ部は、筒状に形成されたシリンダと、前記シリンダ内に配置され、往復運動によって気体又は液体の吸引及び送出を行うピストンと、前記ピストンの動作を制御する駆動部と、を含むシリンジポンプであることが好ましい。

【0013】

上記構成によれば、シリンジポンプを用いることで、容器から吸引する細胞懸濁液の量、及び、分注容器へと送出する細胞懸濁液の量を、より正確に調節することができる。このため、適切な量の細胞懸濁液を分注容器に収容することができ、作業の効率化につながる。

【0014】

また、上記細胞分注装置は、複数の分注容器が配置され、それぞれの前記複数の分注容器は、前記第１接続管を介して前記容器と接続されていることが好ましい。

【0015】

上記構成によれば、ポンプ部によって、バッファ部に貯留された細胞懸濁液の一部を、複数の分注容器に対して連続的に送出することが可能である。このため、さらに効率良く分注を行うことができる。

【0016】

本発明に係る細胞分注方法は、無菌状態を維持しながら細胞を分注する細胞分注方法であって、細胞懸濁液が収容されている容器と、前記容器から分注された前記細胞懸濁液を収容する分注容器と、前記容器と前記分注容器とを互いに接続する第１接続管と、前記第１接続管に形成された分岐部と接続する第２接続管と、を有する接続経路と、前記第２接続管に取り付けられたポンプ部と、前記分岐部と前記ポンプ部との間に配置されたバッファ部と、を備えた細胞分注装置が用いられ、前記ポンプ部によって、前記分注容器の内部の気体を取り除くガス抜き工程と、前記ポンプ部によって、前記容器から、前記細胞懸濁液を吸引し、前記バッファ部に貯留する吸引工程と、前記ポンプ部によって、前記バッファ部に貯留された前記細胞懸濁液の一部又は全部を前記分注容器に送出する分注工程と、を含むことを特徴とする。

【0017】

上記構成によれば、ガス抜き工程によって、予め、分注容器の内部の気体を取り除くことで、容器と分注容器とが第１接続管によって接続された閉鎖系の細胞分注装置において、分注容器に細胞懸濁液を収容可能な状態とすることができる。また、容器から細胞懸濁液を吸い上げてバッファ部に貯留する吸引工程と、バッファ部に貯留された細胞懸濁液を分注容器へ送出する分注工程とを行うことで、無菌状態を維持しながら分注を行うことが可能である。これにより、分注の際に、細菌等が混入するリスクを低減することができる。また、ポンプ部を駆動させることで細胞の分注を行うことができるため、作業者の手作業によって分注が行われる場合と比べて、効率が良い。

【発明の効果】

【0018】

細菌等の混入のリスクを低減しつつ、効率良く分注を行うことが可能な細胞分注装置及び細胞分注方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の実施形態に係る細胞分注装置が取り付けられた細胞培養装置を示した概略正面図である。

【図2】細胞分注装置を示した概略図である。

【図3】ガス抜き工程において、分注容器から気体を吸引するときの、各バルブの開閉状態及びシリンジポンプの動作を示す図である。

【図4】ガス抜き工程において、気体を細胞分注装置の外部に排気するときの、各バルブの開閉状態及びシリンジポンプの動作を示す図である。

【図5】吸引工程における、各バルブの開閉状態及びシリンジポンプの動作を示す図である。

【図6】分注工程において、接続経路内の気体を排出するときの、各バルブの開閉状態及びシリンジポンプの動作を示す図である。

【図7】分注工程において、分注容器に細胞懸濁液を送出するときの、各バルブの開閉状態及びシリンジポンプの動作を示す図である。

【図8】第１変形例に係る細胞分注装置を示した概略図である。

【図9】第２変形例に係る細胞分注装置を示した概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

【0021】

本実施形態に係る細胞分注装置１は、細胞培養装置１０によって培養された細胞を分注容器２２へ分注する装置である。図１に示すように、細胞分注装置１は、細胞培養装置１０に取り付けられている。

【0022】

細胞培養装置１０は、培養環境を調整しながら、自動で細胞を培養する装置である。細胞培養装置１０は、培地、剥離液などの試薬を保存する冷蔵保存部１１と、細胞が収容されている培養容器１４が内部に配置され、内部の環境を調整しながら細胞培養を行う培養部１２と、培養部１２の内部において、細胞の培養及び継代、培養容器１４の内部の培地交換、細胞懸濁液の回収などが行われるように制御する制御部１３とを含む。さらに、回収した細胞懸濁液を攪拌する攪拌部１５と、攪拌後の細胞懸濁液中に存在する生細胞数をカウントするカウント部１６とを含む。細胞培養装置１０において培養が終了した細胞は、容器２１に収容される。

【0023】

細胞分注装置１は、細胞培養装置１０で培養が行われた細胞を含む細胞懸濁液を、所定量ずつ、分注容器２２に分注する装置である。細胞分注装置１は、図２に示すように、細胞懸濁液が収容されている容器２１と、分注容器２２と、接続経路２３と、シリンジポンプ２４と、バッファタンク（バッファ部）２５と、ガス抜き部２６ａ及び２６ｂと、エアフィルタ２７ａ及び２７ｂと、制御部２８とを含んでいる。

【0024】

容器２１には、細胞と、分注後の凍結保存の際に必要な凍結液と、を含む細胞懸濁液が収容されており、細胞の分散は容器２１内の全体で均一となっている。容器２１としては、例えば、バッグ、ボトルなどが挙げられる。

【0025】

分注容器２２は、容器２１から分注された細胞懸濁液を収容する容器であって、例えば、バイアル、バッグなどが挙げられる。分注容器２２の材質は、細胞懸濁液を収容するのに適したものであれば特に限定されず、硬い材質であってもよく、柔軟性及び弾力性を有する材質であってもよい。具体的な材料としては、例えば、ガラス、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、環状ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、シリコン樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、シリコンゴム、天然ゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、軟質塩化ビニル樹脂、ポリブタジエン樹脂、エチレン―酢酸ビニル共重合体、塩素化ポリエチレン樹脂、オレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、シリコーン系熱可塑性エラストマー、スチレン系エラストマーなどが挙げられる。スチレン系エラストマーの例としては、ＳＢＳ（スチレン・ブタジエン・スチレン）、ＳＩＳ（スチレン・イソプレン・スチレン）、ＳＥＢＥ（スチレン・エチレン・ブチレン・スチレン）、ＳＥＰＳ（スチレン・エチレン・プロピレン・スチレン）などを挙げることができる。

【0026】

また、容器２１及び分注容器２２は、内部が無菌状態である。容器２１は、チューブなどを介して前述の培養容器１４と接続されており、培養容器１４から細胞懸濁液を回収した後、攪拌部１５による攪拌、カウント部１６による生細胞数のカウントなどを経て、細胞分注装置１へ移される。

【0027】

接続経路２３は、容器２１と分注容器２２とを互いに接続する第１チューブ（第１接続管）２３ａと、第１チューブ２３ａに形成された分岐部３１と、分岐部３１に接続されている第２チューブ（第２接続管）２３ｂと、を含む。第１チューブ２３ａの、容器２１と分岐部３１との間にはバルブＶ１が設けられ、分注容器２２と分岐部３１との間にはバルブＶ２が設けられている。バルブＶ１及びＶ２の開閉によって、第１チューブ２３ａの内部の流路の開放又は閉鎖が行われる。なお、第１チューブ２３ａ及び第２チューブ２３ｂは、樹脂からなる。

【0028】

シリンジポンプ２４は、第２チューブ２３ｂに接続されている。また、シリンジポンプ２４は、筒状に形成されたシリンダ２４ａと、シリンダ２４ａの内部で往復運動することにより、気体又は液体の吸引及び送出を行うピストン２４ｂと、ピストン２４ｂを駆動するモーター２４ｃとを含んでいる。シリンダ２４ａには、目盛りが設けられており、シリンダ２４ａの内部に存在している気体又は液体の量を確認することができる。また、モーター２４ｃは、後述する制御部２８からの出力に基づいて、ピストン２４ｂの往復運動を精密に制御することが可能である。このため、シリンジポンプ２４は、所定量の気体又は液体の吸引及び送出を正確に行うことができる。モーター２４ｃは、例えば、サーボモーターやステッピングモーターなどが挙げられる。

【0029】

バッファタンク２５は、内部が無菌状態であって、内部に液体を貯留することのできる容器である。また、バッファタンク２５は、分岐部３１とシリンジポンプ２４との間に配置され、分岐部３１及びシリンジポンプ２４と、第２チューブ２３ｂによって接続されている。

【0030】

第２チューブ２３ｂの、シリンジポンプ２４とバッファタンク２５との間の位置には、分岐部３２が形成されている。ガス抜き部２６ａは、一端側が分岐部３２に取り付けられており、他端側が大気に通じている。また、ガス抜き部２６ａにはバルブＶ３が形成されており、バルブＶ３が開状態のとき、ガス抜き部２６ａは大気開放される。

【0031】

分注容器２２と分岐部３１との間には、エアフィルタ２７ｂを有するガス抜き部２６ａがさらに配置されている。詳細には、第１チューブ２３ａの、バルブＶ２と分岐部３１との間の位置に分岐部３３が形成されている。そして、ガス抜き部２６ｂの一端側は分岐部３３に取り付けられており、他端側は大気に通じている。また、ガス抜き部２６ｂにはバルブＶ４が形成されており、バルブＶ４が開状態のとき、ガス抜き部２６ｂは大気開放される。

【0032】

エアフィルタ２７ａ及び２７ｂは、空気中の塵や細菌などを取り除くことが可能なフィルタである。エアフィルタ２７ａは、バッファタンク２５と分岐部３２との間に配置される。また、エアフィルタ２７ｂは、ガス抜き部２６ｂのバルブＶ４より他端側に配置される。バルブＶ３が開状態のとき、外気が、ガス抜き部２６ａを通って、細胞分注装置１の内部に侵入する可能性がある。また、バルブＶ４が開状態のとき、外気が、ガス抜き部２６ｂを通って、細胞分注装置１の内部に侵入する可能性がある。このとき、侵入した空気中の塵や細菌などは、エアフィルタ２７ａ又は２７ｂに吸着され、取り除かれる。よって、エアフィルタ２７ａ、エアフィルタ２７ｂ、容器２１、分注容器２２、及び、これらに囲まれた接続経路２３の内部は、無菌状態が維持される。

【0033】

また、分岐部３１とガス抜き部２６ｂとの間には、第１チューブ２３ａの内部の液体を検出する液面センサ４０が配置されている。具体的には、液面センサ４０は、第１チューブ２３ａの、分岐部３１と分岐部３３との間の位置に配置されている。

【0034】

制御部２８は、モーター２４ｃ及びバルブＶ１〜Ｖ４と接続されている（バルブＶ１〜Ｖ４との接続は不図示）。制御部２８は、予め設定された分注容器２２の内部の気体の吸引量、容器２１の内部の細胞懸濁液の吸引量及び分注容器２２への細胞懸濁液の送出量に基づいて、バルブＶ１〜Ｖ４の開閉制御と、シリンジポンプ２４の動作制御とを自動で行う部分である。バルブＶ１〜Ｖ４は、制御部２８によって、開閉タイミングが制御される。また、モーター２４ｃは、制御部２８からの出力に基づき、ピストン２４ｂを駆動する。なお、制御部２８と、モーター２４ｃ及びバルブＶ１〜Ｖ４との接続は、無線接続でも電気的接続でもよい。

【0035】

続いて、以下に、本実施形態に係る細胞分注装置１を用いた細胞分注方法について、図３〜図７を参照しつつ説明する。細胞分注装置１を用いた細胞分注方法は、ガス抜き工程と、吸引工程と、分注工程と、を含む。ガス抜き工程は、分注容器２２の内部の気体を取り除く工程である。吸引工程は、シリンジポンプ２４によって、容器２１から細胞懸濁液を吸引し、バッファタンク２５に貯留する工程である。分注工程とは、シリンジポンプ２４によって、バッファタンク２５に貯留された細胞懸濁液を分注容器２２に分注する工程である。なお、図３〜図７において、黒抜きのバルブは閉状態を示し、白抜きのバルブは開状態を示している。

【0036】

まず、細胞分注方法が行われる前の予備動作が行われる。細胞培養装置１０の培養部１２において、培養容器１４の内部に収容されている細胞は、培養終了後、不図示のチューブを通って容器２１に回収される。このとき、容器２１に収容される細胞から培地が取り除かれ、凍結液が加えられる。凍結液を加えることによって、細胞を損傷させることなく長期の冷凍保存が可能となり、融解後の細胞の生存率を向上させることができる。

【0037】

容器２１に収容された細胞と凍結液とを含む細胞懸濁液は、攪拌部１５において、細胞の分散が均一となるように攪拌される。攪拌後、細胞懸濁液中に存在する生細胞数は、カウント部１６においてカウントされる。カウント結果を元に、細胞懸濁液中の生細胞数が所定の密度となるように、容器２１に凍結液が追加される。なお、容器２１は、細胞懸濁液が培養容器１４から容器２１に回収される段階では、細胞培養装置１０の内部に配置されている。そして、攪拌、生細胞のカウント及び凍結液の添加が行われた後、細胞分注装置１の内部に移される。

【0038】

所定の密度の細胞及び凍結液を含む細胞懸濁液が収容された容器２１は、第１チューブ２３ａに接続される。このとき、容器２１及び第１チューブ２３ａの内部の無菌状態は維持される。以上によって、予備動作が終了する。

【0039】

（ガス抜き工程）
予備動作が終了した時点で、細胞分注装置１のバルブＶ１〜Ｖ４は、全て閉状態となっている。ガス抜き工程では、まず、制御部２８は、図３に示すように、バルブＶ２を開状態とし、モーター２４ｃを駆動してピストン２４ｂを引くことで、分注容器２２の内部の気体を吸引する。分注容器２２の内部の気体は、第１チューブ２３ａ、分岐部３１、第２チューブ２３ｂ、バッファタンク２５の順に通って、シリンジポンプ２４の内部に充填される。

【0040】

続いて、制御部２８は、図４に示すように、バルブＶ２を閉状態とし、バルブＶ３を開状態として、モーター２４ｃを駆動してピストン２４ｂを押すことで、シリンジポンプ２４の内部に充填された気体を大気に排出する。シリンジポンプ２４の内部の気体は、ガス抜き部２６ａを通って大気に排出される。このとき、外気が、ガス抜き部２６ａを介して、バッファタンク２５及び接続経路２３に侵入する可能性がある。しかし、分岐部３２とバッファタンク２５との間にエアフィルタ２７ａが配置されているため、外気に含まれる塵や細菌などがエアフィルタ２７ａに吸着され、取り除かれる。これによって、エアフィルタ２７ａ、容器２１、分注容器２２、及び、これらに囲まれた接続経路２３の内部は、無菌状態が維持される。

【0041】

（吸引工程）
ガス抜き工程終了後、制御部２８は、図５に示すように、バルブＶ３を閉状態とし、バルブＶ１を開状態とする。そして、制御部２８は、モーター２４ｃを駆動してピストン２４ｂを引くことで、容器２１の内部の細胞懸濁液を吸引する。容器２１の内部の細胞懸濁液は、第１チューブ２３ａ、分岐部３１、第２チューブ２３ｂの順に通って、バッファタンク２５に貯留される。なお、容器２１から吸引される細胞懸濁液の量は、制御部２８に予め設定されている。また、制御部２８は、細胞懸濁液が、エアフィルタ２７ａを通って、第２チューブ２３ｂの分岐部３２が形成されている側に流れ込むことのないように、モーター２４ｃの駆動を制御する。

【0042】

（分注工程）
吸引工程によって、バッファタンク２５に所定の量の細胞懸濁液を貯留した後、制御部２８は、図６に示すように、バルブＶ１を閉状態とし、バルブＶ４を開状態とする。そして、制御部２８は、モーター２４ｃを駆動して、ピストン２４ｂを押すことで、バッファタンク２５に貯留された細胞懸濁液の送出を開始する。すると、第１チューブ２３ａ及び第２チューブ２３ｂの内部に残存している気体が、送出された細胞懸濁液に押し出され、ガス抜き部２６ｂを通って大気に排出される。この動作によって、第１チューブ２３ａ及び第２チューブ２３ｂの内部に残存している気体が、分注容器２２に流れ込むことを抑制できるため、より正確な量の細胞懸濁液を分注容器２２に収容することができる。なお、このとき、外気が、ガス抜き部２６ｂを介して、接続経路２３に侵入する可能性がある。しかし、ガス抜き部２６ｂにはエアフィルタ２７ｂが配置されているため、外気に含まれる塵や細菌などがエアフィルタ２７ｂに吸着され、取り除かれる。これによって、エアフィルタ２７ｂ、容器２１、分注容器２２、及び、これらに囲まれた接続経路２３の内部は、無菌状態が維持される。

【0043】

ピストン２４ｂを押し、バッファタンク２５に貯留された細胞懸濁液を送出する過程で、液面センサ４０によって液体が検出されると、制御部２８は、一旦、モーター２３ｃを停止する。そして、制御部２８は、図７に示すように、バルブＶ４を閉状態とし、バルブＶ２を開状態とする。その後、制御部２８は、再び、モーター２４ｃを駆動してピストン２４ｂをさらに押すことで、細胞懸濁液は分注容器２２へと送出される。バッファタンク２５に貯留された細胞懸濁液は、第２チューブ２３ｂ、分岐部３１、第１チューブ２３ａの順に通って、分注容器２２に収容される。なお、バッファタンク２５から送出される細胞懸濁液の量は、制御部２８に予め設定されている。

【0044】

なお、上述のようにして分注工程を行ったとしても、分注容器２２に気体が流入してしまうことがある。この場合、制御部２８は、バルブＶ２を開状態として、モーター２４ｃを駆動し、ピストン２４ｂを引くことで、分注容器２２の内部の気体を吸引する。そして、液面センサ４０によって気体が検出されると、制御部２８は、一旦モーター２４ｃを停止し、バルブＶ２を閉状態とし、バルブＶ４を開状態とする。なお、液面センサ４０は、第１チューブ２３ａの内部の液体を検出しなくなったときに、気体を検出したと判断する。そして、制御部２８は、モーター２４ｃを駆動して、ピストン２４ｂを押すことで、気体をガス抜き部２６ｂから大気に開放する。その後、制御部２８は、バルブＶ４を閉状態とし、再度、バルブＶ２を開状態として、モーター２４ｃを駆動し、細胞懸濁液の分注容器２２への送出を行う。

【0045】

分注工程の終了後、制御部２８は、バルブＶ２を閉状態とする。そして、細胞懸濁液が収容された分注容器２２を、内部の無菌状態を維持しながら、第１チューブ２３ａから分離する。具体的な分離の手順は、例えば、以下の通りである。

【0046】

まず、第１チューブ２３ａを、バルブＶ２と分注容器２２の間の所定の位置において、所定の長さ範囲にわたって封をする。樹脂からなる第１チューブ２３ａは、加熱によって溶着され、当該所定の長さ範囲にわたって封がされる。そして、封がされた当該所定の長さ範囲の任意の位置で、第１チューブ２３ａを切断することによって、第１チューブ２３ａの一部を含む分注容器２２は、内部の無菌状態を維持しながら、分離することができる。分離された分注容器２２は、冷凍保存される。

【0047】

本実施形態の細胞分注装置１は、容器２１と分注容器２２とを互いに接続する第１チューブ２３ａと、第１チューブ２３ａに形成された分岐部３１と接続している第２チューブ２３ｂに取り付けられたシリンジポンプ２４と、シリンジポンプ２４と分岐部３１との間に設けられたバッファタンク２５とを備える。そして、シリンジポンプ２４によって、容器２１に収容された細胞懸濁液はバッファタンク２５に一時的に貯留され、バッファタンク２５に貯留された細胞懸濁液は、分注容器２２に送出される。内部の無菌状態を維持可能な閉鎖系においては、細胞懸濁液が収容された容器２１と分注容器２２とが第１チューブ２３ａで接続されている。ここで、分注容器２２の内部に気体が入っている場合、この気体の存在によって、分注容器２２への細胞懸濁液の収容が阻害される。このため、閉鎖系の装置で分注を行う場合、予め、分注容器２２の内部の気体を取り除いておく必要がある。そこで、容器２１と分注容器２２とを接続している第１チューブ２３ａに分岐部３１が設けられ、分岐部３１と接続された第２チューブ２３ｂにシリンジポンプ２４が取り付けられている。そして、容器２１と分岐部３１との間に設けられたバルブＶ１を閉じ、分注容器２２と分岐部３１との間のバルブＶ２を開いた状態で、シリンジポンプ２４による吸引を行うことにより、分注容器２２の内部の気体を取り除くことができる。

【0048】

一方で、上記のように第１チューブ２３ａに分岐部３１を設け、分岐部３１と接続された第２チューブ２３ｂにシリンジポンプ２４を取り付けた場合、細胞懸濁液を、第１チューブ２３ａを介して容器２１から分注容器２２へと直接移動させることができない。そこで、本実施形態の構成では、分岐部３１とシリンジポンプ２４との間にバッファタンク２５を配置した。これにより、シリンジポンプ２４を駆動することで、容器２１から細胞懸濁液を吸引し、吸引した細胞懸濁液を一時的にバッファタンク２５に貯留し、貯留された細胞懸濁液を分注容器２２へ送出することができる。このため、内部の無菌状態を維持可能な閉鎖系において、細胞を分注することが可能となり、分注の際に、細菌等が混入するリスクを低減することができる。また、制御部２８によって、シリンジポンプ２４を駆動させることで細胞の分注を行うことができるため、作業者の手作業によって分注が行われる場合と比べて、効率が良い。

【0049】

本実施形態の細胞分注装置１は、シリンジポンプ２４とバッファタンク２５との間に配置されたガス抜き部２６ａと、ガス抜き部２６ａとバッファタンク２５との間に配置されたエアフィルタ２７ａと、を更に備えている。シリンジポンプ２４によって、分注容器２２から吸引された気体は、その後の細胞の分注を行う上で不要であり、細胞分注装置１の外部に排出することが望ましい。このため、シリンジポンプ２４によって吸引された気体を排出するためのガス抜き部２６ａが、シリンジポンプ２４とバッファタンク２５との間に配置されている。一方で、気体を細胞分注装置１の外部に排出する際、ガス抜き部２６ａを介して外気が細胞分注装置１の内部に侵入する可能性がある。このときに、細菌等がバッファタンク２５や分岐部３１などに侵入するおそれがある。この状態で、分注を行った場合、細菌等が細胞懸濁液に混入してしまう。そこで、ガス抜き部２６ａとバッファタンク２５との間に、塵や細菌などを取り除くエアフィルタ２７ａを配置している。これにより、不要な気体を細胞分注装置１の外部に排出したとしても、細菌等のバッファタンク２５などへの侵入を防ぐことができる。また、ガス抜き部２６ａにはバルブＶ３が形成されている。そして、制御部２８は、分注容器２２から吸引された気体を外部に排出するときに、バルブＶ３を開状態とし、それ以外のときはバルブＶ３を閉状態としている。これによって、外気が細胞分注装置１の内部に侵入する可能性をさらに抑え、ひいては、細菌等のバッファタンク２５などへの侵入をより確実に防ぐことができる。

【0050】

本実施形態では、ポンプとして、筒状に形成されたシリンダ２４ａと、シリンダ２４ａ内を往復運動することで気体又は液体の吸引及び送出を行うピストン２４ｂと、ピストン２４ｂの往復運動を駆動するモーター２４ｃと、を含むシリンジポンプ２４が用いられている。また、モーター２４ｃは、制御部２８によって制御されている。シリンジポンプ２４を用いることで、容器２１から吸引する細胞懸濁液の量、及び、分注容器２２へと送出する細胞懸濁液の量を、より正確に調節することができる。このため、適切な量の細胞懸濁液を分注容器２２に収容することができ、作業の効率化につながる。

【0051】

本実施形態の細胞分注方法は、分注容器２２の内部の気体を取り除くガス抜き工程と、容器２１から、細胞懸濁液を吸引し、バッファタンク２５に貯留する吸引工程と、バッファタンク２５に貯留された細胞懸濁液を分注容器２２に送出する分注工程と、を含む。ガス抜き工程によって、予め、分注容器２２の内部の気体を取り除くことで、容器２１と分注容器２２とが第１チューブ２３ａによって接続された閉鎖系の細胞分注装置１において、分注容器２２に細胞懸濁液を収容可能な状態とすることができる。また、容器２１から細胞懸濁液を吸い上げてバッファタンク２５に貯留する吸引工程と、バッファタンク２５に貯留された細胞懸濁液を分注容器２２へ送出する分注工程とを行うことで、無菌状態を維持しながら分注を行うことが可能である。これにより、分注の際に、細菌等が混入するリスクを低減することができる。また、制御部２８によって、シリンジポンプ２４を駆動させることで細胞の分注を行うことができるため、作業者の手作業によって分注が行われる場合と比べて、効率が良い。

【0052】

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は、これらの例に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能である。

【0053】

上記実施形態では、１つの分注容器２２が配置されていた。しかしながら、複数の分注容器が配置されていてもよい。例えば、第１変形例の細胞分注装置１０１では、図８に示すように、容器２１は、第１チューブ２３ａを介して、複数の分注容器２２１〜２２ｎ（ｎは正の整数）と接続されている。この場合、それぞれの分注容器と分岐部３１との間に、バルブＶ２１〜Ｖ２ｎが設けられる。また、バッファタンク２５の容積は、分注容器２２１〜２２ｎの容積の合計より大きいことが好ましい。これによって、一度の吸引工程でバッファタンク２５の内部に貯留した細胞懸濁液を、全ての分注容器２２１〜２２ｎに送出することができる。細胞分注装置１０１を用いた細胞分注方法においては、まず、分注容器２２１に対して、前述したガス抜き工程における動作と同様の動作が行われる。その後、分注容器２２２から２２ｎまで、順にガス抜き工程を繰り返す。全ての分注容器の内部の気体を取り除いた後、吸引工程が行われる。また、分注工程においては、まず、バルブＶ２１を開状態として、バッファタンク２５に貯留された細胞懸濁液のうち、所定量を分注容器２２１に送出する。所定量の細胞懸濁液の分流容器２２１への収容が完了した後、バルブＶ２１を閉状態とするとともに、バルブＶ２２を開状態として、バッファタンク２５から分注容器２２２に所定量の細胞懸濁液を送出する。このようにして、細胞懸濁液が、全ての分注容器２２１〜２２ｎに送出されるまで、分注工程を繰り返す。第１変形例の細胞分注装置１０１では、バッファタンク２５に貯留された細胞懸濁液を、所定量ずつ、複数の分注容器２２１〜２２ｎに対して、連続的に送出することができる。このため、効率良く分注を行うことができる。

【0054】

上記実施形態では、培養終了後の細胞を含む細胞懸濁液が収容された容器２１は、１つの第１チューブ２３ａと接続されていた。しかしながら、複数の第１チューブ２３ａと接続されていてもよい。例えば、第２変形例の細胞分注装置２０１では、図９に示すように、容器２１は、２つの第１チューブ２３ａ１及び２３ａ２と接続されている。一方の第１チューブ２３ａ１は、分注容器２２１〜２２ｎと接続されており、他方の第１チューブ２３ａ２は、分注容器３２１〜３２ｍ（ｍは正の整数）と接続されている。また、分注容器２２１〜２２ｎと分岐部３１との間にはそれぞれバルブが設けられ、分注容器３２１〜３２ｍとの間にも、それぞれバルブが設けられている。第２変形例の細胞分注装置２０１では、容器２１が１つの第１チューブ２３ａと接続されている場合と比べて、ガス抜き工程、吸引工程及び分注工程をより効率良く行うことができる。また、２つのシリンジポンプに対応するモーター２４ｃ１及び２４ｃ２は、１つの制御部２８に接続されていてもよい。

【0055】

上記実施形態では、容器２１は、細胞懸濁液が培養容器１４から容器２１に回収される段階では、細胞培養装置１０の内部に配置されており、攪拌、生細胞のカウント及び凍結液の添加が行われた後、細胞分注装置１の内部に移される。しかしながら、容器２１は、攪拌、生細胞のカウント及び凍結液の添加が行われた後も細胞培養装置１０の内部、すなわち、細胞分注装置１の外部に配置されたままでもよい。この場合でも、接続経路２３を細胞培養装置１０の中まで延ばして容器２１と接続すれば、容器２１は、細胞分注装置１の内部の分注容器２２、シリンジポンプ２４、バッファタンク２５と接続される。

【0056】

また、容器２１は、培養容器１４から細胞懸濁液が回収される段階において、細胞分注装置１の内部に配置されていてもよい。この場合、培養容器１４から回収される細胞懸濁液は、一旦、容器２１とは別の容器に回収される。別の容器は、チューブなどを介して容器２１と接続されている。別の容器に回収された細胞懸濁液は、攪拌、生細胞のカウント及び凍結液の添加が行われた後、チューブを介して容器２１に送られる。

【0057】

上記実施形態では、所定の密度の細胞及び凍結液を含む細胞懸濁液が収容された容器２１は、内部の無菌状態を維持しながら、第１チューブ２３ａに接続される。しかしながら、容器２１は、予め第１チューブ２３ａと接続されていてもよい。この場合、培養容器１４から容器２１へと細胞懸濁液を回収する段階では、バルブＶ１は閉状態となっている。また、所定の密度の細胞及び凍結液を含む細胞懸濁液が容器２１に収容されて以降、容器２１の、第１チューブ２３ａ以外との接続は遮断される。

【0058】

また、容器２１は、攪拌機能を有していてもよい。この場合、第１チューブ２３ａと接続された後において、内部に収容されている細胞懸濁液を攪拌することが可能である。

【0059】

上記実施形態では、細胞分注装置１は、細胞培養装置１０に取り付けられている（図１を参照）。しかしながら、細胞培養装置１０の内部に配置されていてもよい。

【0060】

上記実施形態では、ポンプ部としてシリンジポンプ２４が用いられている。しかしながら、他の種類のポンプでもよい。例えば、ポンプ部として、弾力性のあるチューブをローラーで押すことで吸引及び送出を行うチューブポンプを用いてもよい。但し、チューブポンプは、気体の吸引に適しておらず、シリンジポンプと比べて所定量の細胞懸濁液の吸引及び送出を正確に行うことができない。このため、ポンプ部は、シリンジポンプであることが好ましい。

【0061】

また、ポンプ部として、送出を行う部分と、吸引を行う部分とがそれぞれ別個に配置されていてもよい。

【0062】

上記実施形態では、シリンジポンプ２４の駆動制御は、制御部２８によって行われているが、作業者によって行われてもよい。この場合、モーター２４ｃは配置されず、手作業によって、ピストン２４ｂが往復運動する。但し、精密な駆動制御及び作業の効率化の観点から、シリンジポンプ２４の動作は、制御部２８によって自動で制御されることが好ましい。

【0063】

上記実施形態では、シリンジポンプ２４とバッファタンク２５との間にガス抜き部２６ａが配置されている。しかしながら、ガス抜き部２６ａは、シリンジポンプ２４に直接取り付けられていてもよい。

【0064】

また、バッファタンク２５に流量センサが設けられていてもよい。流量センサは、容器２１から吸引し、バッファタンク２５に貯留した細胞懸濁液の量、及び、バッファタンク２５から分注容器２２に送出された細胞懸濁液の量を測定する。流量センサの測定値に基づいて、制御部２８は、モーター２４ｃの駆動を制御することできるため、ピストン２４ｂの往復運動をより精密に制御することができる。

【0065】

上記実施形態では、バッファ部としてバッファタンク２５が採用されている。しかしながら、単に、分岐部３１とシリンジポンプ２４との間に、第２チューブ２３ｂの長さを長くする部分、又は、太さを太くする部分を設け、その部分をバッファ部としてもよい。

【0066】

また、バルブＶ１及びＶ２の開閉度合いは、調整可能であってもよい。これにより、第１チューブ２３ａを通る細胞懸濁液の流量を調整することができる。

【0067】

上記実施形態では、バルブＶ３及びＶ４は、開閉可能なバルブである。しかしながら、バルブＶ３及びＶ４は、逆止弁でもよい。逆止弁は、気体の流れを一方向に保ち、逆流を防ぐ機能を有する。このため、ガス抜き部２６ａ及び２６ｂに逆止弁が配置されていることによって、細胞分注装置１の内部の気体が大気に排出されることは可能だが、外気が細胞分注装置１の内部に流入することは妨げられる。

【0068】

上記実施形態では、第１チューブ２３ａの、分岐部３１と分岐部３３との間の位置には液面センサ４０が配置されている。しかしながら、液面センサ４０は配置されていなくてもよい。この場合、第１チューブ２３ａ及び第２チューブ２３ｂの内径、並びに、バッファタンク２５から分岐部３３までの距離に基づいて、制御部２８は、バルブＶ２及びＶ４の開閉タイミングの制御を行いつつ、シリンジポンプ２４の動作を制御する。これによって、液面センサ４０が配置されていない場合でも、第１チューブ２３ａ及び第２チューブ２３ｂの内部に残存している気体を取り除いた上で、細胞懸濁液を分注容器２２に送出することができる。

【0069】

さらに、エアフィルタ２７ｂを有するガス抜き部２６ｂは配置されていなくてもよい。但し、この場合、第１チューブ２３ａ及び第２チューブ２３ｂに残存している気体が分注容器２２に流れ込む可能性がある。これは、正確な量の細胞懸濁液を分注する妨げとなるため、分注容器２２への気体の流入を抑制することのできるガス抜き部２６ｂは、配置されていることが好ましい。

【符号の説明】

【0070】

１、１０１、２０１ 細胞分注装置
１０ 細胞培養装置
２１ 容器
２２ 分注容器
２３ 接続経路
２３ａ 第１チューブ
２３ｂ 第２チューブ
２４ シリンジポンプ
２４ａ シリンダ
２４ｂ ピストン
２４ｃ モーター
２５ バッファタンク
２６ａ、２６ｂ ガス抜き部
２７ａ、２７ｂ エアフィルタ
２８ 制御部
３１、３２、３３ 分岐部
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４ バルブ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】