(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】P2022184127
(43)【公開日】2022-12-13
(54)【発明の名称】インキュベータ
(51)【国際特許分類】
C12M 3/00 20060101AFI20221206BHJP
【ＦＩ】
C12M3/00 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021091794
(22)【出願日】2021-05-31
(71)【出願人】
【識別番号】000253019
【氏名又は名称】澁谷工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100156199
【弁理士】
【氏名又は名称】神崎 真
(72)【発明者】
【氏名】中 俊明
(72)【発明者】
【氏名】谷本 和仁
(72)【発明者】
【氏名】松尾 勲行
(72)【発明者】
【氏名】石井 優
(72)【発明者】
【氏名】中野 正貴
【テーマコード（参考）】
4B029
【Ｆターム（参考）】
4B029AA01
4B029BB11
4B029BB12
4B029DB16
4B029DB19
4B029GB08
4B029HA09
(57)【要約】
【課題】 外部に排気することなく複数の収容室を均一な培養環境に維持することが可能なインキュベータを提供する。
【解決手段】 培養容器４を収容可能な複数の収容室３を備え、前面に各収容室ごとに開閉する開閉部材２を設けたインキュベータに関する。
上記収容室３内の前方部に設けた排気口１１を介して各収容室３から排気される気体が流入する気体合流室６と、上記収容室３内の後方部に設けた給気口１３ａを介して各収容室３と通気可能な気体加圧室５と、上記気体合流室６から上記気体加圧室５へ送気する送気手段１７とを備えている。
上記送気手段１７によって上記気体合流室６から上記気体加圧室５に送気し、気体加圧室５から各収容室３に気体を流通させて気体合流室６に循環させる。
【選択図】 図２
【解決手段】 培養容器４を収容可能な複数の収容室３を備え、前面に各収容室ごとに開閉する開閉部材２を設けたインキュベータに関する。
上記収容室３内の前方部に設けた排気口１１を介して各収容室３から排気される気体が流入する気体合流室６と、上記収容室３内の後方部に設けた給気口１３ａを介して各収容室３と通気可能な気体加圧室５と、上記気体合流室６から上記気体加圧室５へ送気する送気手段１７とを備えている。
上記送気手段１７によって上記気体合流室６から上記気体加圧室５に送気し、気体加圧室５から各収容室３に気体を流通させて気体合流室６に循環させる。
【選択図】 図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
培養容器を収容可能な複数の収容室を備え、前面に各収容室ごとに開閉する開閉部材を設けたインキュベータにおいて、
上記収容室内の前方部に設けた排気口を介して各収容室から排気される気体が流入する気体合流室と、
上記収容室内の後方部に設けた給気口を介して各収容室と通気可能な気体加圧室と、
上記気体合流室から上記気体加圧室へ送気する送気手段とを備え、
上記送気手段によって上記気体合流室から上記気体加圧室に送気し、気体加圧室から各収容室に気体を流通させて気体合流室に循環させることを特徴とするインキュベータ。
上記収容室内の前方部に設けた排気口を介して各収容室から排気される気体が流入する気体合流室と、
上記収容室内の後方部に設けた給気口を介して各収容室と通気可能な気体加圧室と、
上記気体合流室から上記気体加圧室へ送気する送気手段とを備え、
上記送気手段によって上記気体合流室から上記気体加圧室に送気し、気体加圧室から各収容室に気体を流通させて気体合流室に循環させることを特徴とするインキュベータ。
【請求項2】
上記気体合流室を流通する気体を加湿する加湿手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のインキュベータ。
【請求項3】
上記気体合流室または気体加圧室を流通する気体の成分を調整する調整手段を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のインキュベータ。
【請求項4】
上記給気口は上記送気手段に近いほど圧力損失が大きいことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のインキュベータ。
【請求項5】
上記収容室を上下に複数設けるとともに、最下段の収容室の下方に上記気体合流室を配置し、
上記排気口を介して上下の収容室を通気可能とするとともに、最下段の収容室と気体合流室とを通気可能として、上記排気口を介して各収容室から排気される気体が気体合流室に流入するようにしたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のインキュベータ。
上記排気口を介して上下の収容室を通気可能とするとともに、最下段の収容室と気体合流室とを通気可能として、上記排気口を介して各収容室から排気される気体が気体合流室に流入するようにしたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のインキュベータ。
【請求項6】
上記排気口に気体を清浄化させるフィルタを設けたことを特徴とする請求項５に記載のインキュベータ。
【請求項7】
少なくとも最下段の収容室に、上方の収容室の排気口から排気される気体を下方へ案内する案内部材を設けたことを特徴とする請求項５または請求項６のいずれかに記載のインキュベータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はインキュベータに関し、詳しくは培養容器を収容する複数の収容室を備えたインキュベータに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、細胞を収容した培養容器を、内部が培養に適した環境に維持されたインキュベータに収容して細胞の培養を行うことが行われており、近年では大量の細胞を培養するため、前方に開閉部材が設けられて内部に培養容器を収容可能な収容室を複数備えたインキュベータが知られている（特許文献１）。
このような特許文献１のインキュベータでは、上記複数の収容室に対して個々に加湿装置および炭酸ガス供給装置から所定湿度（１００%）に加湿された空気と所定濃度（５％）の炭酸ガスを供給することで、複数の収容室が均一な培養環境に維持されるようになっている。
このようなインキュベータによれば、細胞を培養容器に播種する作業を連続的に行って、順次上記収容部に収容するとともに、培養期間に達したものから順に取り出すことが可能となり、その際各収容室に個々に開閉部材が設けられているため、他の培養中の培養容器に影響を及ぼすことなく培養容器を収容し、取り出すことができる。
このような特許文献１のインキュベータでは、上記複数の収容室に対して個々に加湿装置および炭酸ガス供給装置から所定湿度（１００%）に加湿された空気と所定濃度（５％）の炭酸ガスを供給することで、複数の収容室が均一な培養環境に維持されるようになっている。
このようなインキュベータによれば、細胞を培養容器に播種する作業を連続的に行って、順次上記収容部に収容するとともに、培養期間に達したものから順に取り出すことが可能となり、その際各収容室に個々に開閉部材が設けられているため、他の培養中の培養容器に影響を及ぼすことなく培養容器を収容し、取り出すことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第４２７４８５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記特許文献１のインキュベータの場合、各収容室に加湿された所定湿度の空気と所定濃度の炭酸ガスを供給しながら、余剰する気体を各収容室の背面に形成した排気口より外部に排気していることから、外部の湿度や炭酸ガス濃度が上昇するとともに炭酸ガスを大量に消費してしまうため、不経済であるという問題があった。
このような問題に鑑み、外部に排気することなく複数の収容室を均一な培養環境に維持することが可能なインキュベータを提供するものである。
このような問題に鑑み、外部に排気することなく複数の収容室を均一な培養環境に維持することが可能なインキュベータを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
すなわち請求項１の発明にかかるインキュベータは、培養容器を収容可能な複数の収容室を備え、前面に各収容室ごとに開閉する開閉部材を設けたインキュベータにおいて、
上記収容室内の前方部に設けた排気口を介して各収容室から排気される気体が流入する気体合流室と、
上記収容室内の後方部に設けた給気口を介して各収容室と通気可能な気体加圧室と、
上記気体合流室から上記気体加圧室へ送気する送気手段とを備え、
上記送気手段によって上記気体合流室から上記気体加圧室に送気し、気体加圧室から各収容室に気体を流通させて気体合流室に循環させることを特徴としている。
上記収容室内の前方部に設けた排気口を介して各収容室から排気される気体が流入する気体合流室と、
上記収容室内の後方部に設けた給気口を介して各収容室と通気可能な気体加圧室と、
上記気体合流室から上記気体加圧室へ送気する送気手段とを備え、
上記送気手段によって上記気体合流室から上記気体加圧室に送気し、気体加圧室から各収容室に気体を流通させて気体合流室に循環させることを特徴としている。
【発明の効果】
【0006】
上記発明によれば、各収容室の排気を循環させることが可能となり、また気体加圧室は各収容室と通気可能で、気体合流室から気体が送気されて加圧状態となっていることから、各収容室に均等に気体を流通させて複数の収容室を均一な培養環境に維持することが可能となっている。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下図示実施例について説明すると、図１は細胞の培養を行うインキュベータ１の斜視図となっており、当該インキュベータ１は内部が清浄化された培養室に設けられている。
上記インキュベータ１は開閉部材２によって開閉可能な収容室３を複数備えており、本実施例では横方向に６列、上下方向に４段の計２４の収容室３を備えるとともに、各収容室３は図２に示すようにそれぞれ６個の培養容器４を収容することが可能となっている。上記開閉部材２は各収容室３ごとに、インキュベータ１の前面に設けられている。
また上記培養室には、上記インキュベータ１の他に、図示しない複数台のＡＩＶ（自律型自動搬送ロボット）が設けられており、当該ＡＩＶに設けられたロボットハンドで各収容室３への培養容器４の出し入れを自動的に行うことが可能となっている。
上記インキュベータ１は開閉部材２によって開閉可能な収容室３を複数備えており、本実施例では横方向に６列、上下方向に４段の計２４の収容室３を備えるとともに、各収容室３は図２に示すようにそれぞれ６個の培養容器４を収容することが可能となっている。上記開閉部材２は各収容室３ごとに、インキュベータ１の前面に設けられている。
また上記培養室には、上記インキュベータ１の他に、図示しない複数台のＡＩＶ（自律型自動搬送ロボット）が設けられており、当該ＡＩＶに設けられたロボットハンドで各収容室３への培養容器４の出し入れを自動的に行うことが可能となっている。
【0009】
図２に示すように、培養容器４は扁平形状を有した密閉型の容器となっており、複数の培養容器４をトレー４Ａに積み重ねた状態で収容室３に収容することが可能となっている。
上記培養容器４の先端にはキャップ４ａが装着され、当該キャップ４ａには図示しないが気体のみを通過させるフィルタが設けられている。
これにより、培養容器４の内部は汚染されることなく、収容室３を流通する細胞の培養に適した気体を培養容器４内に流入させることができる。
また上記フィルタを有するキャップ４ａを装着することにより、異なる培養容器４と培養容器４との間の交差汚染を防止することができる。
上記培養容器４の先端にはキャップ４ａが装着され、当該キャップ４ａには図示しないが気体のみを通過させるフィルタが設けられている。
これにより、培養容器４の内部は汚染されることなく、収容室３を流通する細胞の培養に適した気体を培養容器４内に流入させることができる。
また上記フィルタを有するキャップ４ａを装着することにより、異なる培養容器４と培養容器４との間の交差汚染を防止することができる。
【0010】
図２に示すように、本実施例のインキュベータ１は上下に４段の収容室３を備え、これら複数の収容室３の後方には気体加圧室５を設けるとともに、最下段の収容室３の下方には気体合流室６を設けている。
後に詳述する通り、上下の収容室３は排気口１１によって連通し、上記気体加圧室５と各収容室３とは給気口１３ａを介して連通し、気体合流室６および上記気体加圧室５も連通するように設けられている。
また上記インキュベータ１は、上記気体合流室６から気体加圧室５に送気する送気手段１７を備えるとともに、上記気体合流室６を流通する気体を加湿する加湿手段１５を備えている。
上記構成を有するインキュベータ１によれば、内部に細胞の培養に適した気体を循環させながら細胞の培養を行うことが可能となっており、具体的には上記気体加圧室５から給気口１３ａを介して各収容室３に気体を流入させると、当該気体は各収容室３から上記排気口１１を介して下方の収容室３へと流通し、さらに最下段の収容室３から上記気体合流室６へと流入した後、上記送気手段１７によって気体合流室６から気体加圧室５へと送気されて循環するようになっている。
後に詳述する通り、上下の収容室３は排気口１１によって連通し、上記気体加圧室５と各収容室３とは給気口１３ａを介して連通し、気体合流室６および上記気体加圧室５も連通するように設けられている。
また上記インキュベータ１は、上記気体合流室６から気体加圧室５に送気する送気手段１７を備えるとともに、上記気体合流室６を流通する気体を加湿する加湿手段１５を備えている。
上記構成を有するインキュベータ１によれば、内部に細胞の培養に適した気体を循環させながら細胞の培養を行うことが可能となっており、具体的には上記気体加圧室５から給気口１３ａを介して各収容室３に気体を流入させると、当該気体は各収容室３から上記排気口１１を介して下方の収容室３へと流通し、さらに最下段の収容室３から上記気体合流室６へと流入した後、上記送気手段１７によって気体合流室６から気体加圧室５へと送気されて循環するようになっている。
【0011】
上記各収容室３は上下左右が区画壁によって取り囲まれており、各収容室３の前方面には上記開閉部材２が開閉可能に設けられ、当該開閉部材２は図示しないヒンジによって開閉可能に設けられており、モータ駆動によって自動開閉可能となっている。
また各収容室３の上記開閉部材２と対向する後方面には通気壁１３が設けられて上記気体加圧室５と区画され、当該通気壁１３には上記給気口１３ａが上下左右に等間隔で多数開口されている。
また各収容室３の内部には上記培養容器４を載置させたトレー４Ａを下方から支持するテーブル１２が設けられており、また上記トレー４Ａには把持部が形成され、上記ＡＩＶのロボットハンドによって当該把持部を把持して移送できるようになっている。
このような構成により、インキュベータ１に培養容器４を出し入れする際には、上記ＡＩＶがインキュベータ１の前方に移動すると、開閉部材２が自動的に開放され、ロボットハンドがＡＩＶに支持させている複数の培養容器４を積層したトレー４Ａを把持して、収容室３内のテーブル１２に載置させる、または、ロボットハンドがテーブル１２に載置されているトレー４Ａを把持して、積層された複数の培養容器４を収容部３から取り出すようになっている。
また各収容室３の上記開閉部材２と対向する後方面には通気壁１３が設けられて上記気体加圧室５と区画され、当該通気壁１３には上記給気口１３ａが上下左右に等間隔で多数開口されている。
また各収容室３の内部には上記培養容器４を載置させたトレー４Ａを下方から支持するテーブル１２が設けられており、また上記トレー４Ａには把持部が形成され、上記ＡＩＶのロボットハンドによって当該把持部を把持して移送できるようになっている。
このような構成により、インキュベータ１に培養容器４を出し入れする際には、上記ＡＩＶがインキュベータ１の前方に移動すると、開閉部材２が自動的に開放され、ロボットハンドがＡＩＶに支持させている複数の培養容器４を積層したトレー４Ａを把持して、収容室３内のテーブル１２に載置させる、または、ロボットハンドがテーブル１２に載置されているトレー４Ａを把持して、積層された複数の培養容器４を収容部３から取り出すようになっている。
【0012】
次に、各収容室３の床面（下方の区画壁）の前方部には、当該床面を上下に貫通する排気口１１が形成されている。本実施例では上下に位置する収容室３を上記排気口１１によって連通させるようになっており、最下段の収容部３については上記気体合流室６と連通するようになっている。
上記排気口１１は各収容室３の前方部、すなわち上記開閉部材２に近づけた位置に設けられており、当該排気口１１の上方には、開閉部材２と積層された複数の培養容器４との間に、上方から排気口１１に向けて気体を流通させるための間隙が確保されるようになっている。
このように構成することで、各収容室３の前方部に設けられた上記排気口１１から下方の収容室３に向けて排出され、当該下方の収容室３に流入した気体は、培養容器４やテーブル１２に妨げられることなく真下に設けられた排気口１１に向けて流通するようになっている。
この場合、開閉部材２と積層された培養容器４との間隙が排気通路となって、各収容室３から排気口１１に排気される気体が最下段の収容室３の排気口１１に向けて流れ、上記気体合流室６に排気される。
上記排気口１１は各収容室３の前方部、すなわち上記開閉部材２に近づけた位置に設けられており、当該排気口１１の上方には、開閉部材２と積層された複数の培養容器４との間に、上方から排気口１１に向けて気体を流通させるための間隙が確保されるようになっている。
このように構成することで、各収容室３の前方部に設けられた上記排気口１１から下方の収容室３に向けて排出され、当該下方の収容室３に流入した気体は、培養容器４やテーブル１２に妨げられることなく真下に設けられた排気口１１に向けて流通するようになっている。
この場合、開閉部材２と積層された培養容器４との間隙が排気通路となって、各収容室３から排気口１１に排気される気体が最下段の収容室３の排気口１１に向けて流れ、上記気体合流室６に排気される。
【0013】
次に、上記収容室３と気体加圧室５とを区画する通気壁１３について説明すると、当該通気壁１３は上記２４個の収容室３の後方部の開放部分を塞ぐように構成され、当該通気壁１３には上記収容室３と気体加圧室５とを連通させる複数の給気口１３ａが形成されている。具体的には、通気壁１３をパンチングメタルにより構成することができる。
上記通気壁１３に形成された複数の給気口１３ａは、収容室３に面する通気壁１３の上下方向および左右方向に均等に配置されており、気体加圧室５で加圧された気体が各給気口１３ａからほぼ等しい流量で収容室３内に流入させることが可能となっている。
このとき、収容室３の後方から流入した気体は、当該収容室３の後方から前方に向けて流れて、収容室３の前方部に設けた上記排気口１１から排出されるようになっており、このようにして収容室３の内部空間には細胞の培養に適した空気が常時流通するようになっている。
上記通気壁１３に形成された複数の給気口１３ａは、収容室３に面する通気壁１３の上下方向および左右方向に均等に配置されており、気体加圧室５で加圧された気体が各給気口１３ａからほぼ等しい流量で収容室３内に流入させることが可能となっている。
このとき、収容室３の後方から流入した気体は、当該収容室３の後方から前方に向けて流れて、収容室３の前方部に設けた上記排気口１１から排出されるようになっており、このようにして収容室３の内部空間には細胞の培養に適した空気が常時流通するようになっている。
【0014】
このような給気口１３ａに対し、上記気体加圧室５に送気する送気手段１７は、一定の流量で気体加圧室５に気体を送るようになっており、これにより気体加圧室５の加圧状態を維持するようになっている。
上記給気口１３ａは気体加圧室５から収容室３に気体が流通する際に圧力損失が生じる程度に小さく形成されており、これにより送気手段１７により一定の流量で気体を送気すると、気体加圧室５の内部は一定の加圧状態で均衡するようになっている。
そして、本実施例では、各収容室３ごとの給気口１３ａの数は等しくする一方、送気手段１７に近い給気口１３ａほど開口面積を小さくすることで、当該送気手段１７に近い給気口１３ａを送気手段１７から離れた給気口１３ａよりも圧力損失が大きくなるよう設定したものとなっている。
このようにすることで、上記送気手段１７に近い給気口１３ａほど通気性が悪くなり、送気手段１７から離れた位置の給気口１３ａに気体が行きわたるようになる。
その結果、各収容室３への給気量が同じになるように調整されて、気体加圧室５が通気可能な全ての収容室３に対してほぼ同じ流量で気体を供給することが可能となっている。
すなわち、気体加圧室５の内圧が一定で各収容室３よりも高ければ、圧力損失が大きい給気口１３ａほど通気する気体の流速は高くなるため、全体としてはほぼ一定の流量となる。
ここで上記通気壁１３としては、上記の給気口１３ａを形成するパンチングメタルに代えて、大きめの給気口１３ａを網状部材（メッシュ）や不織布からなる通気性部材で覆うことによって構成することができる。
また送気手段１７との位置関係において通気量を異ならせる手段としては、給気口１３ａの開口面積を異ならせるほか、給気口１３ａの開口面積は等しくして開口数を異ならせるようにしてもよく、網状部材の場合は網目の大きさを異ならせるようにし、通気性部材の透過性や通気性能を異ならせることで実現できる。
上記給気口１３ａは気体加圧室５から収容室３に気体が流通する際に圧力損失が生じる程度に小さく形成されており、これにより送気手段１７により一定の流量で気体を送気すると、気体加圧室５の内部は一定の加圧状態で均衡するようになっている。
そして、本実施例では、各収容室３ごとの給気口１３ａの数は等しくする一方、送気手段１７に近い給気口１３ａほど開口面積を小さくすることで、当該送気手段１７に近い給気口１３ａを送気手段１７から離れた給気口１３ａよりも圧力損失が大きくなるよう設定したものとなっている。
このようにすることで、上記送気手段１７に近い給気口１３ａほど通気性が悪くなり、送気手段１７から離れた位置の給気口１３ａに気体が行きわたるようになる。
その結果、各収容室３への給気量が同じになるように調整されて、気体加圧室５が通気可能な全ての収容室３に対してほぼ同じ流量で気体を供給することが可能となっている。
すなわち、気体加圧室５の内圧が一定で各収容室３よりも高ければ、圧力損失が大きい給気口１３ａほど通気する気体の流速は高くなるため、全体としてはほぼ一定の流量となる。
ここで上記通気壁１３としては、上記の給気口１３ａを形成するパンチングメタルに代えて、大きめの給気口１３ａを網状部材（メッシュ）や不織布からなる通気性部材で覆うことによって構成することができる。
また送気手段１７との位置関係において通気量を異ならせる手段としては、給気口１３ａの開口面積を異ならせるほか、給気口１３ａの開口面積は等しくして開口数を異ならせるようにしてもよく、網状部材の場合は網目の大きさを異ならせるようにし、通気性部材の透過性や通気性能を異ならせることで実現できる。
【0015】
上記気体合流室６は、インキュベータ１の前方側に形成されて最下段の収容室３と排気口１１を介して連通する回収部１４と、回収部１４に流入した気体を加湿する調整手段としての加湿手段１５が設けられた合流部１６と、加湿された空気を上記気体加圧室５に送風する送気手段１７を備えた送気部１８とから構成されている。
図３は上記循環室６の平面視を示し、上記回収部１４は横方向に６個設けられている収容室３の幅にわたって設けられ、最下段の各収容室３の排気口１１が開口しており、収容室３から排出された気体はこの回収部１４に流入するようになっている。
上記合流部１６は回収部１４の中央に接続されており、後方に向けて通路幅が徐々に狭められた後、上記気体加圧室５の下方にインキュベータ１の全幅にわたって設けられた送気部１８の幅まで拡大されている。そして上記回収部１４に流入した気体はこの合流部１６に向けて集められ、合流部１６で加湿された気体は上記送気部１８へと拡散するようになっている。
上記加湿部１６に設けられた上記加湿手段１５は、加湿水を滴下させる給水ノズル１５ａと、滴下された加湿水を蒸発させる蒸発皿１５ｂと、上記蒸発皿１５ｂを加熱する加熱手段としてのヒータ線１５ｃとを備えている。なお、加湿水としては無菌水やＲＯ水を用いるのが望ましい。
上記給水ノズル１５ａより滴下される加湿水の量は、目標とする湿度に必要な量だけ滴下するよう制御されており、滴下された加湿水は蒸発して水蒸気となり、上記合流部１６を流通する気体に付加されて、当該気体を細胞の培養に適した湿度へと調整するようになっている。
図３は上記循環室６の平面視を示し、上記回収部１４は横方向に６個設けられている収容室３の幅にわたって設けられ、最下段の各収容室３の排気口１１が開口しており、収容室３から排出された気体はこの回収部１４に流入するようになっている。
上記合流部１６は回収部１４の中央に接続されており、後方に向けて通路幅が徐々に狭められた後、上記気体加圧室５の下方にインキュベータ１の全幅にわたって設けられた送気部１８の幅まで拡大されている。そして上記回収部１４に流入した気体はこの合流部１６に向けて集められ、合流部１６で加湿された気体は上記送気部１８へと拡散するようになっている。
上記加湿部１６に設けられた上記加湿手段１５は、加湿水を滴下させる給水ノズル１５ａと、滴下された加湿水を蒸発させる蒸発皿１５ｂと、上記蒸発皿１５ｂを加熱する加熱手段としてのヒータ線１５ｃとを備えている。なお、加湿水としては無菌水やＲＯ水を用いるのが望ましい。
上記給水ノズル１５ａより滴下される加湿水の量は、目標とする湿度に必要な量だけ滴下するよう制御されており、滴下された加湿水は蒸発して水蒸気となり、上記合流部１６を流通する気体に付加されて、当該気体を細胞の培養に適した湿度へと調整するようになっている。
【0016】
上記送気部１８は上記気体加圧室５の下方に隣接して設けられており、当該送気部１８と気体加圧室５とは仕切壁１９によって気密を保った状態で区画されており、当該仕切壁１９に上記送気手段１７が配置されている。
上記送気手段１７はファンユニット１７ａとダクト１７ｂとから構成され、上記ファンユニット１７ａは仕切壁１９に等間隔で３箇所に嵌め込まれるとともに、上記送気部１８側に突出するように設けられている。
そして上記ダクト１７ｂは各ファンユニット１７ａに設けられるとともに上記気体加圧室５側に一列に整列するように配置されており、各ダクト１７ｂの上部には清浄化フィルタ２０が設けられている。
上記清浄化フィルタ２０にはＨＥＰＡやＵＬＰＡのような高性能清浄化フィルタを使用し、インキュベータ１の内部で循環する気体を浄化しながら使用することが可能となっている。
さらにインキュベータ１には、気体を調整する調整手段として、各収容室３の内部雰囲気を培養に適した温度（３７℃前後）に維持するための加熱手段としてのヒータ線２１が設けられている。
上記ヒータ線２１は、上記送気部１８を構成するインキュベータ１の筐体に埋め込まれており、このヒータ線２１により筐体全体を加熱することで、インキュベータ１の内部を流通する気体が加熱され、内部雰囲気が培養に適した温度に維持されるようになっている。
このような構成により、上記送気手段１７のファンユニット１７ａが送気部１８の気体を上記気体加圧室５に向けて送気することにより、気体加圧室５を加圧状態とすることができ、また清浄化フィルタ２０によって清浄化された気体が気体加圧室５の内部で攪拌されて均質化されるようになっている。
上記送気手段１７はファンユニット１７ａとダクト１７ｂとから構成され、上記ファンユニット１７ａは仕切壁１９に等間隔で３箇所に嵌め込まれるとともに、上記送気部１８側に突出するように設けられている。
そして上記ダクト１７ｂは各ファンユニット１７ａに設けられるとともに上記気体加圧室５側に一列に整列するように配置されており、各ダクト１７ｂの上部には清浄化フィルタ２０が設けられている。
上記清浄化フィルタ２０にはＨＥＰＡやＵＬＰＡのような高性能清浄化フィルタを使用し、インキュベータ１の内部で循環する気体を浄化しながら使用することが可能となっている。
さらにインキュベータ１には、気体を調整する調整手段として、各収容室３の内部雰囲気を培養に適した温度（３７℃前後）に維持するための加熱手段としてのヒータ線２１が設けられている。
上記ヒータ線２１は、上記送気部１８を構成するインキュベータ１の筐体に埋め込まれており、このヒータ線２１により筐体全体を加熱することで、インキュベータ１の内部を流通する気体が加熱され、内部雰囲気が培養に適した温度に維持されるようになっている。
このような構成により、上記送気手段１７のファンユニット１７ａが送気部１８の気体を上記気体加圧室５に向けて送気することにより、気体加圧室５を加圧状態とすることができ、また清浄化フィルタ２０によって清浄化された気体が気体加圧室５の内部で攪拌されて均質化されるようになっている。
【0017】
上記気体加圧室５はインキュベータ１の背面側に設けられており、上述したように本実施例では上記通気壁１３によって一つの気体加圧室５が上記２４個の収容室３に対して通気可能としている。
このような構成とすることで、気体加圧室５の加圧状態とされた気体を収容室３に対して供給することが可能となり、その際細胞の培養に適した空気を均質化した状態で供給することができる。
なお、気体加圧室５を上下方向１列の収容室３ごとに分割して設けてもよく（この場合気体加圧室５が６列に分割される）、また３列の収容室３に対して設けるようにしてもよい（この場合気体加圧室５が２列に分割される）。
このような構成とすることで、気体加圧室５の加圧状態とされた気体を収容室３に対して供給することが可能となり、その際細胞の培養に適した空気を均質化した状態で供給することができる。
なお、気体加圧室５を上下方向１列の収容室３ごとに分割して設けてもよく（この場合気体加圧室５が６列に分割される）、また３列の収容室３に対して設けるようにしてもよい（この場合気体加圧室５が２列に分割される）。
【0018】
上記気体加圧室５の内部で細胞の培養に適した気体を調整する調整手段として、気体加圧室５の内部に図示しない供給源から供給される炭酸ガス（二酸化炭素）を供給する気体切換手段２２が設けられている。
上記気体切換手段２２は、図示しない供給源から圧縮状態で供給されるクリーンエアと炭酸ガスを、遮断もしくは何れかを流通させるよう切り換えるよう構成されており、通路を分岐させて気体加圧室５の複数個所に何れかの気体を供給するようになっている。
ここで上記気体切換手段２２は、気体加圧室５に炭酸ガスを供給して収容室３に供給する気体中の炭酸ガス濃度を一定に維持することによって、細胞の代謝による培地の酸化を防ぎ、培養容器４に収容された培地のＰｈを最適な状態に調整するものとなっている。
なお、上記調整手段としては、図示しない炭酸ガスの供給源と気体加圧室５とを、開閉弁を備えた管路で直接接続するようにしてもよく、また、調製用ガスの供給先は気体加圧室５に限らず気体合流室６であってもよい。さらには、調製用ガスとしては、炭酸ガスに限らず窒素ガスやその他のガス等、培養に使用する培地に対応した気体を使用することができる。
上記気体切換手段２２は、図示しない供給源から圧縮状態で供給されるクリーンエアと炭酸ガスを、遮断もしくは何れかを流通させるよう切り換えるよう構成されており、通路を分岐させて気体加圧室５の複数個所に何れかの気体を供給するようになっている。
ここで上記気体切換手段２２は、気体加圧室５に炭酸ガスを供給して収容室３に供給する気体中の炭酸ガス濃度を一定に維持することによって、細胞の代謝による培地の酸化を防ぎ、培養容器４に収容された培地のＰｈを最適な状態に調整するものとなっている。
なお、上記調整手段としては、図示しない炭酸ガスの供給源と気体加圧室５とを、開閉弁を備えた管路で直接接続するようにしてもよく、また、調製用ガスの供給先は気体加圧室５に限らず気体合流室６であってもよい。さらには、調製用ガスとしては、炭酸ガスに限らず窒素ガスやその他のガス等、培養に使用する培地に対応した気体を使用することができる。
【0019】
さらに気体加圧室５には、調整された気体が細胞の培養に適した状態であるかを測定するため、温度センサ２６、湿度センサ２７、ガス濃度センサ２８を備えており、これらのセンサは気体加圧室５における上記送気手段１７から離れた位置に設けられている。
このように、気体加圧室５における送気手段１７から離れた位置で気体の状態を測定することで、気体加圧室５の内部で気体が十分に攪拌されて均質化しているか否かを適正に確認することができる。
そして上記気体切換手段２２、ならびに上記気体合流室６に設けた加湿手段１５およびヒータ２１は制御手段２９によって制御され、上記温度センサ２６による測定結果に基づいて上記ヒータ２１の加熱温度を制御し、湿度センサ２７による測定結果に基づいて上記加湿手段１５の蒸気発生量を制御し、またガス濃度センサ２８による測定結果に基づいて上記気体切換手段２２による炭酸ガスの供給が制御されるようになっており、これにより気体を調整する調整手段が構成されている。
このように、気体加圧室５における送気手段１７から離れた位置で気体の状態を測定することで、気体加圧室５の内部で気体が十分に攪拌されて均質化しているか否かを適正に確認することができる。
そして上記気体切換手段２２、ならびに上記気体合流室６に設けた加湿手段１５およびヒータ２１は制御手段２９によって制御され、上記温度センサ２６による測定結果に基づいて上記ヒータ２１の加熱温度を制御し、湿度センサ２７による測定結果に基づいて上記加湿手段１５の蒸気発生量を制御し、またガス濃度センサ２８による測定結果に基づいて上記気体切換手段２２による炭酸ガスの供給が制御されるようになっており、これにより気体を調整する調整手段が構成されている。
【0020】
また、気体加圧室５内の圧力を測定する圧力計３０と、気体加圧室５内から排気して圧力を低下させる減圧弁３１とを備えており、上記制御手段２９は圧力計３０の測定結果に基づいて上記気体切換手段２２もしくは減圧弁３１の作動を制御する。
すなわち、何れかの収容室３の開閉部材２が開放されると気体加圧室５内の圧力が低下するため、開閉部材２が閉鎖された後に気体切換手段２２を作動させることで、圧縮されたクリーンエアを気体加圧室５に供給する。
これに伴って気体加圧室５の圧力が増加すると、制御手段２９は気体切換手段２２によるクリーンエアの供給を停止するとともに、減圧弁３１を開放させて過剰な圧力を放出させ、設定圧力まで減圧させる。
このような制御を行うことにより、気体加圧室５の圧力を所定圧力に維持することができ、各収容室３に均一な流量で気体を供給して各収容室３の培養環境を均一に維持するようにしている。
すなわち、何れかの収容室３の開閉部材２が開放されると気体加圧室５内の圧力が低下するため、開閉部材２が閉鎖された後に気体切換手段２２を作動させることで、圧縮されたクリーンエアを気体加圧室５に供給する。
これに伴って気体加圧室５の圧力が増加すると、制御手段２９は気体切換手段２２によるクリーンエアの供給を停止するとともに、減圧弁３１を開放させて過剰な圧力を放出させ、設定圧力まで減圧させる。
このような制御を行うことにより、気体加圧室５の圧力を所定圧力に維持することができ、各収容室３に均一な流量で気体を供給して各収容室３の培養環境を均一に維持するようにしている。
【0021】
以下、上記構成を有するインキュベータ１の使用方法について説明する。上述したように、インキュベータ１は清浄な環境に維持された無人の培養室内に設けられており、この培養室には自動制御により作動するＡＩＶが設けられている。
上記ＡＩＶは、培養すべき細胞を収容した培養容器４を受け取ると、インキュベータ１の前方まで搬送する。
続いて、目的の収容室３の開閉部材２が開放されると、ＡＩＶはトレー４Ａを把持して、培養容器４を積み重ねた状態で収容室３内のテーブル１２に載置し、その後開閉部材２が閉鎖される。
上記ＡＩＶは、培養すべき細胞を収容した培養容器４を受け取ると、インキュベータ１の前方まで搬送する。
続いて、目的の収容室３の開閉部材２が開放されると、ＡＩＶはトレー４Ａを把持して、培養容器４を積み重ねた状態で収容室３内のテーブル１２に載置し、その後開閉部材２が閉鎖される。
【0022】
インキュベータ１の内部には、上述したように細胞の培養に適した気体が循環するようになっており、上記気体加圧室５に充満した気体は、上記加湿手段１５によって所定の湿度にされ、上記ヒータ２１によって所定の温度に加温され、また気体切換手段２２が供給した炭酸ガスによって所定の濃度にされて細胞の培養に適した気体として調整されている。
上記気体加圧室５に充満している気体の状態は当該気体加圧室５に設けられた温度センサ２６、湿度センサ２７、ガス濃度センサ２８によって測定され、制御手段２９はこの測定結果に基づいて上記加湿手段１５、ヒータ２１、気体切換手段２２を制御するようになっている。
そして、気体加圧室５は送気手段１７が送気した気体によって加圧されており、差圧によって気体加圧室５の気体は通気壁１３に形成された給気口１３ａを介して全ての収容室３にほぼ同じ流量で流入する。
このとき、上記通気壁１３の通気量を、送気手段１７の近くでは少なく、遠くでは多くなるようにしたことで、全ての収容室３に流入する気体の流量を略均等にすることができる。
以上のように、本実施例では複数の収容室３に対して一つの気体加圧室５を設けていることで、全ての収容室３に対して均質化した気体を供給することができ、また給気流量を略均等化することができ、全ての収容室３の内部環境を同じ状態に維持することができる。
上記気体加圧室５に充満している気体の状態は当該気体加圧室５に設けられた温度センサ２６、湿度センサ２７、ガス濃度センサ２８によって測定され、制御手段２９はこの測定結果に基づいて上記加湿手段１５、ヒータ２１、気体切換手段２２を制御するようになっている。
そして、気体加圧室５は送気手段１７が送気した気体によって加圧されており、差圧によって気体加圧室５の気体は通気壁１３に形成された給気口１３ａを介して全ての収容室３にほぼ同じ流量で流入する。
このとき、上記通気壁１３の通気量を、送気手段１７の近くでは少なく、遠くでは多くなるようにしたことで、全ての収容室３に流入する気体の流量を略均等にすることができる。
以上のように、本実施例では複数の収容室３に対して一つの気体加圧室５を設けていることで、全ての収容室３に対して均質化した気体を供給することができ、また給気流量を略均等化することができ、全ての収容室３の内部環境を同じ状態に維持することができる。
【0023】
そして、上記気体加圧室５から各収容室３に流入した気体は、収容室３に収容された培養容器４の周囲を通過しながら、収容室３の後方から前方に向けて流通し、これにより収容室３の内部空間の雰囲気は上記通気壁１３より流入する気体によって常に新鮮な状態が維持される。
その際、上記気体は培養容器４のキャップ４ａに設けたフィルタを介して培養容器４の内部に流入し、これにより培養容器４の内部についても上記気体によって培養に適した状態に維持されることとなる。
収容室３を流通した気体は、当該収容室３の前方まで流通すると、前方部の床面（下方の区画壁）に設けられた排気口１１から下方に向けて排出され、当該収容室３の下方に位置する収容室３に流入する。
上記排気口１１は収容室３の前方部に設けられ、また収容室３の前方部には開閉部材２と積層された培養容器４との間に間隙が形成されていることから、上方の排気口１１より流入した気体は真下に流れるようになっており、培養容器４の周囲には流入しないようにしている。
その際、上記気体は培養容器４のキャップ４ａに設けたフィルタを介して培養容器４の内部に流入し、これにより培養容器４の内部についても上記気体によって培養に適した状態に維持されることとなる。
収容室３を流通した気体は、当該収容室３の前方まで流通すると、前方部の床面（下方の区画壁）に設けられた排気口１１から下方に向けて排出され、当該収容室３の下方に位置する収容室３に流入する。
上記排気口１１は収容室３の前方部に設けられ、また収容室３の前方部には開閉部材２と積層された培養容器４との間に間隙が形成されていることから、上方の排気口１１より流入した気体は真下に流れるようになっており、培養容器４の周囲には流入しないようにしている。
【0024】
そして最下段の収容室３を流通した気体は、それぞれ上方に位置する収容部３で合流した排気とともに、当該最下段の収容室３に設けられた排気口１１より気体合流室６へと流入する。
このように上記送気手段１７のファンユニット１７ａにより上記気体合流室６から気体加圧室５に気体を送ると、気体合流室６に開口する上記最下段の収容室３の排気口１１には、気体合流室６に向けて気体を吸引する吸引力が生じる。
これにより、各収容室３においては、開閉部材２と積層された培養容器４の間隙に上から下に向かって気流が生じ、当該間隙が排気通路となって各収容室３の排気口１１から気体が排出される。
図３に示すように、気体合流室６の回収部１４には左右６列の収容室３に形成された排気口１１を介して気体が流入し、上記合流部１６を通過する際に、上記加湿手段１５が発生させた水蒸気によって加湿される。
合流部１６を通過した空気は送気部１８に引き込まれ、当該送気部１８に設けられたファンユニット１７ａによって上記気体加圧室５へと送気される。その際、気体は上記清浄化フィルタ２０を通過することで清浄化される。
このように上記送気手段１７のファンユニット１７ａにより上記気体合流室６から気体加圧室５に気体を送ると、気体合流室６に開口する上記最下段の収容室３の排気口１１には、気体合流室６に向けて気体を吸引する吸引力が生じる。
これにより、各収容室３においては、開閉部材２と積層された培養容器４の間隙に上から下に向かって気流が生じ、当該間隙が排気通路となって各収容室３の排気口１１から気体が排出される。
図３に示すように、気体合流室６の回収部１４には左右６列の収容室３に形成された排気口１１を介して気体が流入し、上記合流部１６を通過する際に、上記加湿手段１５が発生させた水蒸気によって加湿される。
合流部１６を通過した空気は送気部１８に引き込まれ、当該送気部１８に設けられたファンユニット１７ａによって上記気体加圧室５へと送気される。その際、気体は上記清浄化フィルタ２０を通過することで清浄化される。
【0025】
このように気体加圧室５には、上記加湿手段１５によって加湿されるとともに、上記加熱手段としてのヒータ２１によって所定の温度まで加熱され、さらに清浄化フィルタ２０によって清浄化された気体が流入し、さらに上記気体切換手段２２から供給される炭酸ガスによって気体のガス濃度が調整されるようになっている。
このようにして気体加圧室５に供給された気体は、上記送気手段１７によって送気されることで気体加圧室５の内部で攪拌され、気体の状態が均質化される。
また、気体加圧室５において細胞の培養に適した状態に調整された気体は、上述したように流入量が過剰となって気体加圧室５内を加圧した状態となるため、各収容室３の給気口１３ａにほぼ均等に流通することとなる。
このようにして気体加圧室５に供給された気体は、上記送気手段１７によって送気されることで気体加圧室５の内部で攪拌され、気体の状態が均質化される。
また、気体加圧室５において細胞の培養に適した状態に調整された気体は、上述したように流入量が過剰となって気体加圧室５内を加圧した状態となるため、各収容室３の給気口１３ａにほぼ均等に流通することとなる。
【0026】
図４は第２実施例にかかるインキュベータ１の断面図を示し、本実施例において第１実施例と共通する部分についての説明は省略するものとする。
本実施例の収容室３には、上記開閉部材２よりもさらに内側に内部開閉部材４１が設けられており、当該内部開閉部材４１は上記収容室３の前方部に形成した上記排気口１１よりも培養容器４寄りに設けられている。
上記内部開閉部材４１は図示しない丁番によって開閉可能に設けられている。また上記内部開閉部材４１の下方には排気口４１ａが形成されている。
本実施例の収容室３には、上記開閉部材２よりもさらに内側に内部開閉部材４１が設けられており、当該内部開閉部材４１は上記収容室３の前方部に形成した上記排気口１１よりも培養容器４寄りに設けられている。
上記内部開閉部材４１は図示しない丁番によって開閉可能に設けられている。また上記内部開閉部材４１の下方には排気口４１ａが形成されている。
【0027】
このような構成とすることにより、上記内部開閉部材４１が積層された培養容器４に代わって開閉部材２との間に間隙を形成する。これにより、上記気体加圧室５から各収容室３へと流入した気体は、内部開閉部材４１の排気口４１ａから内部開閉部材４１と開閉部材２との間に形成された間隙に排出される。
この内部開閉部材４１の排気口４１ａより排出された気体は、開閉部材２と内部開閉部材４１との間に形成された間隙を下方に流通し、さらに下方の収容室３に形成された排気口１１から排出されるようになっている。
すなわち、上記内部開閉部材４１は開閉部材２との間で排気通路を形成するための案内部材として機能する。なお、このような案内部材は最上段の収容室３では不要であるため省略してもよく、また、上方から流入する排気が収容室３の内部に流入することを防止できればよいので、比較的気体の流通量が少ない上段の収容室３には必要でない場合もあり、少なくとも流通量が最も多い最下段に設けるのが効果的である。
これにより、上記排気口４１ａより排出された気体を、下段の収容室３における内部開閉部材４１よりも後方に流通させないようにすることができ、異なる収容室３に収容された培養容器４と培養容器４との間の交差汚染を可及的に防止することができる。
この内部開閉部材４１の排気口４１ａより排出された気体は、開閉部材２と内部開閉部材４１との間に形成された間隙を下方に流通し、さらに下方の収容室３に形成された排気口１１から排出されるようになっている。
すなわち、上記内部開閉部材４１は開閉部材２との間で排気通路を形成するための案内部材として機能する。なお、このような案内部材は最上段の収容室３では不要であるため省略してもよく、また、上方から流入する排気が収容室３の内部に流入することを防止できればよいので、比較的気体の流通量が少ない上段の収容室３には必要でない場合もあり、少なくとも流通量が最も多い最下段に設けるのが効果的である。
これにより、上記排気口４１ａより排出された気体を、下段の収容室３における内部開閉部材４１よりも後方に流通させないようにすることができ、異なる収容室３に収容された培養容器４と培養容器４との間の交差汚染を可及的に防止することができる。
【0028】
なお上記実施例では、培養容器４として気体のみを透過するキャップ４ａによって密閉可能なものを使用しているが、上記キャップ４ａを備えない培養容器４を上記インキュベータ１に収容してもよい。
この場合、上記収容室３に開口する排気口１１や上記通気壁１３の給気口１３ａに別途清浄化フィルタを設けることで、異なる収容室３に収容された培養容器４と培養容器４との間の交差汚染を防止するようにしてもよい。
さらに、上記気体合流室６と上記気体加圧室５との間に、ラビリンス構造を有した流路を形成して、気体合流室６から気体加圧室５内に送気される気体が気体加圧室５の内部で十分に混合されるようにしてもよい。
この場合、上記収容室３に開口する排気口１１や上記通気壁１３の給気口１３ａに別途清浄化フィルタを設けることで、異なる収容室３に収容された培養容器４と培養容器４との間の交差汚染を防止するようにしてもよい。
さらに、上記気体合流室６と上記気体加圧室５との間に、ラビリンス構造を有した流路を形成して、気体合流室６から気体加圧室５内に送気される気体が気体加圧室５の内部で十分に混合されるようにしてもよい。
【符号の説明】
【0029】
１ インキュベータ ２ 開閉部材
３ 収容室 ４ 培養容器
５ 気体加圧室 ６ 気体合流室
１１ 排気口 １３ 通気壁
１３ａ 給気口 １５ 加湿手段
１７ 送気手段 ２１ 加熱手段
２２ 気体切替手段
３ 収容室 ４ 培養容器
５ 気体加圧室 ６ 気体合流室
１１ 排気口 １３ 通気壁
１３ａ 給気口 １５ 加湿手段
１７ 送気手段 ２１ 加熱手段
２２ 気体切替手段
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】