特開 2024-33175 濃縮装置、バイオリアクター、培養装置

(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】P2024033175

(43)【公開日】2024-03-13

(54)【発明の名称】濃縮装置、バイオリアクター、培養装置

(51)【国際特許分類】

   C12M 3/00 20060101AFI20240306BHJP

【ＦＩ】

C12M3/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022136610

(22)【出願日】2022-08-30

(71)【出願人】

【識別番号】000224101

【氏名又は名称】藤森工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100165179

【弁理士】

【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100140774

【弁理士】

【氏名又は名称】大浪 一徳

(74)【代理人】

【識別番号】100155066

【弁理士】

【氏名又は名称】貞廣 知行

(72)【発明者】

【氏名】松田 和佳奈

(72)【発明者】

【氏名】松田 博行

【テーマコード（参考）】

4B029

【Ｆターム（参考）】

4B029AA01

4B029AA08

4B029AA21

4B029BB11

4B029CC02

4B029DB19

(57)【要約】

【課題】フィルターを用いなくても、細胞が付着した足場材を含む懸濁液を濃縮することが可能な濃縮装置、バイオリアクター、培養装置を提供する。
【解決手段】細胞が付着した足場材と、分散媒とを含む懸濁液２１が懸濁液導入口１２を介して導入される容器１１と、懸濁液２１よりも足場材の濃度が低下した上清液２３を容器１１から排出する上清液排出口１３とを備え、上清液２３は、容器１１中で、懸濁液２１中の足場材が沈降して得られ、懸濁液２１よりも足場材の濃度が高い濃縮液２４を得るための装置である濃縮装置１０である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

細胞が付着した足場材と、分散媒とを含む懸濁液が懸濁液導入口を介して導入される容器と、
前記懸濁液よりも前記足場材の濃度が低下した上清液を前記容器から排出する上清液排出口とを備え、
前記上清液は、前記容器中で、前記懸濁液中の前記足場材が沈降して得られ、
前記懸濁液よりも前記足場材の濃度が高い濃縮液を得るための装置であることを特徴とする濃縮装置。

【請求項2】

前記懸濁液を、フィルターを介さずに濃縮する、請求項１に記載の濃縮装置。

【請求項3】

前記容器の底部に、前記濃縮液を前記容器から排出する濃縮液排出口を備える、請求項１に記載の濃縮装置。

【請求項4】

前記容器の前記上清液排出口よりも上方に位置する吸排気口と、前記容器に吸気される空気をろ過するフィルターとを備える、請求項１に記載の濃縮装置。

【請求項5】

濁度センサと、前記濁度センサを用いて前記懸濁液の濁度を検知して、前記上清液の排出の開始を制御する制御部とを有する、請求項１に記載の濃縮装置。

【請求項6】

液面センサと、前記液面センサを用いて前記懸濁液の液面の位置を検知して、前記上清液の排出の停止を制御する制御部とを有する、請求項１に記載の濃縮装置。

【請求項7】

前記容器が内袋と外殻とを備え、前記内袋が前記外殻に収容されている、請求項１に記載の濃縮装置。

【請求項8】

前記容器が可撓性容器を含み、前記可撓性容器を可動板で挟み込むことにより、前記可撓性容器の容積を減少させるか又は前記可撓性容器中の液面を上昇させることができる、請求項１に記載の濃縮装置。

【請求項9】

前記容器が可撓性容器を含み、前記可撓性容器を可動板で挟み込むことにより、前記懸濁液を撹拌することができる、請求項１に記載の濃縮装置。

【請求項10】

請求項１～９のいずれか１項に記載の濃縮装置を備えるバイオリアクター。

【請求項11】

請求項１～９のいずれか１項に記載の濃縮装置を備える培養装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、濃縮装置、バイオリアクター、培養装置に関する。

【背景技術】

【0002】

接着性細胞は、単独で浮遊している状態での培養は困難であるため、足場材に接着した状態の方が細胞へのストレスが少なく、安定して培養が可能である。そのため、接着性細胞の培養や、接着性細胞を用いたバイオ医薬品製造においては、マイクロキャリア等の足場材に細胞を接着（付着）させた状態で培養や医薬品製造が行われる。

【0003】

足場材を用いた接着性細胞の場合は、培養後に足場材から細胞を剥離することがあり、培養液の容積が大きいと、大量の剥離剤が必要となること、処理に時間を要することなどから、なるべく減容した状態で処理することが望ましい。バイオ医薬品製造においても、細胞を剥離し継代する場合や次工程に細胞を送る場合は、培地濃度への影響を小さくするため、なるべく濃縮することが望ましい。特許文献１～２には、細胞を濃縮する方法として、細胞が通過できないフィルターを通して、培地などの液体を抜き取る方法が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－１９５３３０号公報

【特許文献2】特表２０２２－５１９７２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

商用生産設備の培養装置やバイオリアクターは、大型であることが多い。大量の液体をろ過すると、作業時間が長くなるため細胞にストレスがかかることや、フィルターの目詰まりが起こりやすく、フィルターの交換や逆洗が必要になり、作業効率が悪いという問題があった。

【0006】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、フィルターを用いなくても、細胞が付着した足場材を含む懸濁液を濃縮することが可能な濃縮装置、バイオリアクター、培養装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、下記の態様を含む。
第１の態様は、細胞が付着した足場材と、分散媒とを含む懸濁液が懸濁液導入口を介して導入される容器と、前記懸濁液よりも前記足場材の濃度が低下した上清液を前記容器から排出する上清液排出口とを備え、前記上清液は、前記容器中で、前記懸濁液中の前記足場材が沈降して得られ、前記懸濁液よりも前記足場材の濃度が高い濃縮液を得るための装置であることを特徴とする濃縮装置である。

【0008】

第２の態様は、第１の態様において、前記懸濁液を、フィルターを介さずに濃縮する。
第３の態様は、第１または第２の態様において、前記容器の底部に、前記濃縮液を前記容器から排出する濃縮液排出口を備える。
第４の態様は、第１～３のいずれか１の態様において、前記容器の前記上清液排出口よりも上方に位置する吸排気口と、前記容器に吸気される空気をろ過するフィルターとを備える。

【0009】

第５の態様は、第１～４のいずれか１の態様において、濁度センサと、前記濁度センサを用いて前記懸濁液の濁度を検知して、前記上清液の排出の開始を制御する制御部とを有する。
第６の態様は、第１～５のいずれか１の態様において、液面センサと、前記液面センサを用いて前記懸濁液の液面の位置を検知して、前記上清液の排出の停止を制御する制御部とを有する。

【0010】

第７の態様は、第１～６のいずれか１の態様において、前記容器が内袋と外殻とを備え、前記内袋が前記外殻に収容されている。
第８の態様は、第１～７のいずれか１の態様において、前記容器が可撓性容器を含み、前記可撓性容器を可動板で挟み込むことにより、前記可撓性容器の容積を減少させるか又は前記可撓性容器中の液面を上昇させることができる。これにより、前記上清液の液相の厚さを厚くしてより濃縮しやすくすることができる。
第９の態様は、第１～８のいずれか１の態様において、前記容器が可撓性容器を含み、前記可撓性容器を可動板で挟み込むことにより、前記懸濁液を撹拌することができる。

【0011】

第１０の態様は、第１～９のいずれか１の態様の濃縮装置を備えるバイオリアクターである。
第１１の態様は、第１～９のいずれか１の態様の濃縮装置を備える培養装置である。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、フィルターを用いなくても、細胞が付着した足場材を含む懸濁液を濃縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１実施形態の濃縮装置を示す模式図である。

【図2】第２実施形態の濃縮装置を示す模式図である。

【図3】第３実施形態の濃縮装置を示す模式図である。

【図4】濃縮装置に設けられる制御部の一例を示すブロック図である。

【図5】制御部の制御フローの第１例を示すフロー図である。

【図6】制御部の制御フローの第２例を示すフロー図である。

【図7】制御部の制御フローの第３例を示すフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、好適な実施形態に基づいて、本発明を説明する。

【0015】

図１に、第１実施形態の濃縮装置１０を示す。濃縮装置１０は、細胞が付着した足場材と、分散媒とを含む懸濁液２１を濃縮する。以下の説明では「細胞が付着した足場材」を「濃縮対象粒子」という場合がある。

【0016】

濃縮装置１０は、懸濁液２１が懸濁液導入口１２を介して導入される容器１１と、濃縮対象粒子が沈降して得られる上清液２３を容器１１から排出する上清液排出口１３と、濃縮対象粒子が濃縮された濃縮液２４を容器１１から排出する濃縮液排出口１４と、を備える。

【0017】

容器１１は、濃縮装置１０が懸濁液２１の処理に用いる濃縮用容器である。上清液２３は、懸濁液２１よりも濃縮対象粒子（足場材）の濃度が低下した液である。濃縮液２４は、懸濁液２１よりも濃縮対象粒子（足場材）の濃度が高い液である。図を簡潔にするため、容器１１中においては、懸濁液２１、上清液２３、濃縮液２４の存在位置等の図示を省略している。ここで、懸濁液２１の濃度とは、懸濁液導入口１２を介して容器１１に導入される懸濁液２１の初期濃度である。

【0018】

本体容器２２は、濃縮対象粒子を含む懸濁液２１が貯留または生産される容器である。本体容器２２は、例えば細胞培養などに用いられる培養装置であってもよく、例えばバイオ医薬品製造などに用いられるバイオリアクターであってもよい。濃縮装置１０は、培養装置やバイオリアクターに付属する装置であってもよい。

【0019】

足場材としては特に限定されないが、マイクロキャリアのように懸濁液２１中で浮遊可能な足場材が好ましい。ナノファイバー等の繊維状足場材でもよく、マイクロビーズ等の粒子状足場材でもよい。足場材の材質としては、多糖類、蛋白質、合成樹脂、ガラス等が挙げられる。

【0020】

細胞としては、特に限定されないが、多細胞生物の細胞でもよく、単細胞生物の細胞でもよい。具体例としては、菌類、細菌類、ウイルス、酵母、藻類、昆虫細胞、植物細胞、動物細胞などが挙げられる。培養細胞が、ＣＨＯ細胞、ＨｅＬａ細胞、ＣＯＳ細胞等の細胞株でもよく、胚性幹細胞（ＥＳ細胞）、誘導多能性幹細胞（ｉＰＳ細胞）、間葉系幹細胞、神経幹細胞等の幹細胞でもよく、分化させた組織細胞などであってもよい。

【0021】

容器１１は、懸濁液導入口１２、上清液排出口１３および濃縮液排出口１４の間が、フィルターを介することなく連通されている。これにより、懸濁液２１の上部に生じる上清液２３と、懸濁液２１の下部に生じる濃縮液２４との間が、フィルターを介さずに、連続した液相として接した状態になる。なお、上清液２３と濃縮液２４との間に、濃縮対象粒子（足場材）の濃度が懸濁液２１と同等である液相が層状に形成されてもよい。

【0022】

濃縮対象粒子は、懸濁液２１中の媒質（液相）より高比重であることが好ましい。例えば足場材を水より高比重としてもよい。

【0023】

図１の懸濁液導入口１２に沿う矢印は、本体容器２２から容器１１へ向かう懸濁液２１の方向を表す。図示例の懸濁液導入口１２は、容器１１の上部に接続されている。懸濁液導入口１２は、容器１１に形成された開口部でもよく、開口部に接続したポートおよび／または流路でもよく、バルブＶ１（図４参照）を有してもよい。懸濁液導入口１２がバルブＶ１を有する場合、容器１１に懸濁液２１を導入するか否か、あるいは導入量の制御を容易にすることができる。

【0024】

図１の上清液排出口１３に沿う矢印は、容器１１から排出される上清液２３の方向を表す。図示例の上清液排出口１３は、懸濁液導入口１２の下方で容器１１に接続されている。上清液排出口１３は、容器１１に形成された開口部でもよく、開口部に接続したポートおよび／または流路でもよく、バルブＶ２（図４参照）を有してもよい。上清液排出口１３がバルブＶ２を有する場合、容器１１から上清液２３を排出するか否か、あるいは排出量の制御を容易にすることができる。

【0025】

図１の濃縮液排出口１４に沿う矢印は、容器１１から排出される濃縮液２４の方向を表す。図示例の濃縮液排出口１４は、上清液排出口１３の下方で、容器１１の底部に接続されている。濃縮液排出口１４は、容器１１に形成された開口部でもよく、開口部に接続したポートおよび／または流路でもよく、バルブＶ３（図４参照）を有してもよい。濃縮液排出口１４がバルブＶ３を有する場合、容器１１から濃縮液２４を排出するか否か、あるいは排出量の制御を容易にすることができる。

【0026】

懸濁液導入口１２から導入された懸濁液２１は、濃縮対象粒子を沈降させることにより、上清液排出口１３の高さでは濃縮対象粒子の濃度が低下し、濃縮液排出口１４の高さでは濃縮対象粒子の濃度が上昇する。特に図示しないが、濃縮液排出口１４を省略して、濃縮対象粒子を含む濃縮物を容器１１の底部に沈殿させてもよい。

【0027】

容器１１は、縦長の容器であることが好ましい。例えば、水平方向の最大寸法に比べて、高さ方向の寸法を２倍以上としてもよい。容器１１の高さは特に限定されないが、水平方向の最大寸法の数倍から１０倍程度としてもよく、数十倍から１００倍程度としてもよい。

【0028】

容器１１の形状は特に限定されないが、円柱状、円錐状、角柱状、角錐状などが挙げられる。円錐状や角錐状のようにテーパを設ける場合は、下部の断面形状より上部の断面形状を大きくしてもよく、上部の断面形状より下部の断面形状を大きくしてもよい。

【0029】

容器１１の材質としては、特に限定されないが、樹脂、ゴム、エラストマー、金属、ガラス等が挙げられる。懸濁液導入口１２、上清液排出口１３、濃縮液排出口１４に用いられる各流路の構成は特に限定されず、フレキシブルなチューブ、ホース等でもよく、硬質のパイプ等でもよい。

【0030】

容器１１や本体容器２２等の各種容器を、流路と接続する箇所、あるいは、流路の途中で直列または並列にチューブ等の流路を接続する箇所などでは、ポート、コネクタ等の接続器具を用いてもよい。無菌接続が可能な無菌接続ポート、無菌コネクタ等を用いることが好ましい。

【0031】

上清液排出口１３から上清液２３を排出することにより、懸濁液２１中の濃縮対象粒子を濃縮することができる。上清液２３は、例えば懸濁液２１中の液相を主体とする液体であり、培地を含んでもよい。懸濁液２１が濃縮された後で、濃縮液排出口１４から濃縮液２４を排出することにより、濃縮対象粒子を含む濃縮液２４を得ることができる。

【0032】

図示例の濃縮装置１０は、容器１１の上清液排出口１３よりも上方に位置する吸排気口１７と、容器１１に吸気される空気をろ過するフィルター１８とを備えている。フィルター１８は、空気中の細菌等を除去することができる。フィルター１８は、吸排気口１７に設置されてもよく、吸排気口１７よりも容器１１側に設置されてもよい。

【0033】

吸排気口１７から容器１１に吸気される気体は、空気とは異なる組成であってもよい。密閉条件で処理を行う場合は、吸排気口１７およびフィルター１８を省略することもできる。吸排気口１７は、吸気および排気が可能な双方向の流路であってもよく、吸気のみが可能な一方向の流路（吸気口）であってもよい。

【0034】

図示例の濃縮装置１０は、濁度センサ１６を備えている。濁度センサ１６から懸濁液２１に向かう矢印は、濁度センサ１６の作用を模式的に表す。濁度センサ１６が容器１１の外側に配置されていてもよい。懸濁液２１で検知された濁度が低下したとき、濁度センサ１６の高さにおいて濃縮対象粒子が沈降し、懸濁液２１の濃度が低下したことが分かる。

【0035】

濁度センサ１６を用いて懸濁液２１の濁度を検知することにより、上清液の排出を開始する時期を制御することができる。例えば、濁度が所定の基準値より高いときは上清液の排出を停止し、濁度が低下したときに上清液の排出を開始してもよい。濁度の基準値は、所定の高さにおいて濃縮対象粒子が沈降した程度に基づいて設定してもよい。

【0036】

濁度センサ１６は、上清液排出口１３より下方の高さに設置されてもよく、上清液排出口１３と同程度の高さに設置されてもよい。濁度センサ１６が１箇所に設置されてもよく、２箇所以上に設置されてもよい。

【0037】

前記濁度センサ１６としては、特に制限されないが、吸光度測定方式、キャパシタ電極方式、光電管方式、撮像解析方式などが挙げられる。

【0038】

第１実施形態の濃縮装置１０は、液面センサ１５を備えてもよい。図示例の濃縮装置１０は、第１液面センサ１５Ａおよび第２液面センサ１５Ｂを備えている。特に図示しないが、濃縮装置１０が他の液面センサ１５を有してもよい。

【0039】

第１液面センサ１５Ａは、容器１１の上清液排出口１３付近に配置された液面センサ１５である。第２液面センサ１５Ｂは、容器１１の上部に配置された液面センサ１５である。単に「液面センサ１５」という場合は、第１液面センサ１５Ａおよび／または第２液面センサ１５Ｂのいずれをも包含し得る。

【0040】

液面センサ１５から懸濁液２１に向かう矢印は、液面センサ１５の作用を模式的に表す。液面センサ１５としては、濃縮装置１０の外部に設置されても懸濁液２１の液面を検知できる方式が好ましく、例えば、静電容量式、光吸収式、光屈折式、インピーダンス測定式、光反射式、超音波反射式、撮像解析式、重量測定式等が挙げられる。

【0041】

静電容量式では、液体と気体との誘電率の差を利用して液面を検出してもよい。光吸収式では、液体と気体との光吸収性の差を利用して液面を検出してもよい。光屈折式では、液体と気体との屈折率の差を利用して液面してもよい。静電容量式の液面センサ１５を用いる場合は、濃縮装置１０の材質が非金属や電気絶縁体であれば、透明でも不透明でもよい。光吸収式や光屈折式の液面センサ１５を用いる場合は、濃縮装置１０の材質が透明性の高いことが好ましい。

【0042】

第１液面センサ１５Ａを用いて、容器１１中における懸濁液２１またはその上部に分離した上清液２３の液面の位置を検知することにより、上清液２３の排出を停止する時期を制御することができる。例えば、液面が所定の基準値より高いときは上清液２３の排出を継続し、液面が低下したときに上清液２３の排出を停止してもよい。液面の基準値は、上清液２３の排出が終了したかに基づいて設定してもよい。図示例の第１液面センサ１５Ａは、上清液排出口１３より少し下方の高さに設置されている。第１液面センサ１５Ａが１箇所に設置されてもよく、２箇所以上に設置されてもよい。

【0043】

第２液面センサ１５Ｂは、上清液排出口１３より上方の高さに設置されてもよく、上清液排出口１３と同程度の高さに設置されてもよい。例えば、第２液面センサ１５Ｂが懸濁液導入口１２の近傍に設置されることにより、懸濁液２１の導入が過剰になることを抑制することができる。例えば、第２液面センサ１５Ｂが液面を検知したときは、懸濁液２１の導入を停止または減速してもよい。第２液面センサ１５Ｂが１箇所に設置されてもよく、２箇所以上に設置されてもよい。

【0044】

次に、第２実施形態について説明する。図２に、第２実施形態の濃縮装置２０を示す。この濃縮装置２０は、第１実施形態の濃縮装置１０と同様に、濃縮対象粒子として、細胞が付着した足場材を含む懸濁液２１を濃縮する。第２実施形態が第１実施形態と共通する構成については、同一の符号を付して、重複する説明を省略する場合がある。

【0045】

濃縮装置２０では、容器１１が内袋２５と外殻２６とを備え、内袋２５が外殻２６に収容されている。内袋２５は可撓性容器である。内袋２５には、懸濁液導入口１２、上清液排出口１３、濃縮液排出口１４が接続され、これらの間がフィルターを介することなく連通されている。つまり、懸濁液２１と接する箇所に関しては、内袋２５が第１実施形態の容器１１と同等の機能を有する。

【0046】

可撓性容器の材質は特に限定されないが、例えば熱可塑性樹脂のフィルムまたはシートを用いてもよい。熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル、ナイロン等のポリアミドなどが挙げられる。

【0047】

外殻２６は、内袋２５よりも硬質の容器である。外殻２６は、内袋２５が懸濁液２１と接する箇所において、内袋２５の形状を維持する機能を有する。特に図示しないが、第１実施形態の濃縮装置１０において、容器１１が内袋２５と外殻２６とを備えてもよい。外殻２６の材質としては、特に限定されないが、樹脂、ゴム、エラストマー、金属、ガラス等が挙げられる。

【0048】

さらに第２実施形態の濃縮装置２０は、容器１１に可動板２７を備える。内袋２５は可動板２７で挟み込まれている。可動板２７は、外殻２６の内側に収容されている。

【0049】

内袋２５を可動板２７で挟み込むことにより、上清液２３の排出量に応じて内袋２５の容積を減少させ、上清液２３の排出量が増加しても、懸濁液２１の液面を上昇させ、または液面の下降を抑制することにより、液面が上清液排出口１３より高い位置にある状態を維持することができる。これにより、懸濁液２１をより高度に濃縮することができる。図示例の濃縮装置２０では可動板２７を内袋２５の側面に設置しているが、内袋２５の底部に可動板２７を設置してもよい。

【0050】

図示例の濃縮装置２０では、緩衝液等の洗浄液２８を容器１１の内袋２５に導入することができる。洗浄液２８としては、例えば緩衝液が挙げられる。図２の洗浄液２８が容器１１に向かう矢印は、洗浄液２８の流れを表す。必要に応じて容器１１に洗浄液２８を導入してもよく、洗浄液２８を停止してもよい。容器１１に洗浄液２８を導入するか否か、あるいはその量を制御するため、開閉バルブ（図示せず）を設けてもよい。

【0051】

容器１１が撹拌手段を備えていると、容器１１に含まれる濃縮対象粒子を洗浄液２８で洗浄することができる。第２実施形態の濃縮装置２０では、内袋２５を可動板２７で挟み込むことにより、内袋２５を動かし、懸濁液２１を撹拌することができる。

【0052】

第１実施形態の濃縮装置１０のように、可動板２７を備えない容器１１に洗浄液２８を導入する場合は、容器１１の外側から振とうさせて懸濁液２１を撹拌してもよく、容器１１の内側に撹拌装置を設けて懸濁液２１を撹拌してもよい。撹拌装置としては、撹拌翼、撹拌子等が挙げられる。

【0053】

懸濁液２１が細胞培養に由来する場合は、洗浄により、細胞が排出した乳酸などの代謝物や、培地、添加剤などをよりきれいに除去することができる。懸濁液２１がバイオ医薬品製造に由来する場合は、洗浄により、細胞が産生した医薬品などの回収率を向上させることができる。

【0054】

特に図示しないが、容器１１の外殻２６や可動板２７に、ジャケットやラバーヒーターなどの保温機構を設置してもよい。これにより、濃縮作業中の温度低下などを防ぐことができる。第１実施形態の濃縮装置１０のように、容器１１が外殻２６および可動板２７を備えない場合は、容器１１の外側に保温機構を設置してもよい。

【0055】

次に、第３実施形態について説明する。図３は、第３実施形態の濃縮装置３０を示す。第３実施形態が第１または第２実施形態と共通する構成については、同一の符号を付して、重複する説明を省略する場合がある。

【0056】

第２実施形態で内袋２５と外殻２６を備える容器１１を用いているのに対し、第３実施形態では、外殻２６を省略し、内袋２５に相当する構成の可撓性容器３１を用いている。また、第３実施形態では、可撓性容器３１の底部に沈降した濃縮物３２を滞留させている。特に図示しないが、可撓性容器３１の底部に濃縮液排出口１４を接続してもよい。

【0057】

第３実施形態では、第１実施形態の容器１１に対するのと同様な方法で、可撓性容器３１に対し、液面センサ１５および濁度センサ１６を用いることができる。第３実施形態の液面センサ１５は、上述した第１液面センサ１５Ａおよび／または第２液面センサ１５Ｂであってもよい。また、第３実施形態では、第２実施形態の内袋２５に対するのと同様な方法で、可撓性容器３１に対し、可動板２７を用いることができる。

【0058】

実施形態の濃縮装置１０，２０，３０は、細胞培養やバイオ医薬品製造に用いることができる。バイオ医薬品としては、特に限定されないが、タンパク質、核酸、酵素、ホルモン、ワクチン、抗体、細胞等が挙げられる。

【0059】

実施形態の細胞培養方法においては、細胞培養後に、細胞が付着した足場材を含む懸濁液を濃縮することにより、濃縮した状態で足場材から細胞を剥離させる処理が可能になる。足場材を剥離した後の培養細胞は、製品として用いることができる。

【0060】

実施形態のバイオ医薬品製造方法においては、バイオ医薬品を製品として得た後、細胞の少なくとも一部を再利用する際に、細胞が付着した足場材を含む懸濁液を濃縮することにより、次の培地濃度への影響を小さくすることができる。細胞が付着した足場材を含む濃縮液２４は、本体容器２２に導入して、バイオ医薬品の製造に用いてもよい。

【0061】

図４に、濃縮装置１０，２０，３０に用いられる制御部４０の概略的なシステム構成の一例を示すブロック図を示す。第１液面センサ１５Ａ、第２液面センサ１５Ｂ、濁度センサ１６、懸濁液導入口１２のバルブＶ１、上清液排出口１３のバルブＶ２、濃縮液排出口１４のバルブＶ３は、例えば、コンピュータなどの制御部４０に接続されている。

【0062】

制御部４０は、例えば、プロセッサ４１、内部メモリ４２、ストレージデバイス４３、入出力インターフェイス４４（入出力Ｉ／Ｆ）、通信インターフェイス４５（通信Ｉ／Ｆ）、表示部４６等を有する。

【0063】

プロセッサ４１としては、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などが挙げられる。
内部メモリ４２としては、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）などが挙げられる。
ストレージデバイス４３としては、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）などが挙げられる。

【0064】

入出力インターフェイス４４（入出力Ｉ／Ｆ）は、周辺機器を接続するための各種装置である。
通信インターフェイス４５（通信Ｉ／Ｆ）は、第１液面センサ１５Ａ、第２液面センサ１５Ｂ、濁度センサ１６、バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３等や濃縮装置１０，２０，３０外部の機器に付属する通信装置と通信を行う各種装置である。

【0065】

制御部４０は、例えば、プロセッサ４１が内部メモリ４２を利用しながら、ストレージデバイス４３や内部メモリ４２などに格納されたプログラムを実行することで各機能を実現することができる。
制御部４０は、種々の測定値、演算値、入力値、出力値などを表示するための液晶ディスプレイや有機ＥＬなどの表示部４６を有している。

【0066】

図５に、制御部４０の制御フローの第１例を示す。

【0067】

第１例の第１工程Ｓ１１は、懸濁液２１を懸濁液導入口１２から容器１１に導入する工程（懸濁液導入工程）である。このとき、懸濁液導入口１２のバルブＶ１は、閉じた状態から開けた状態に変更される。上清液排出口１３のバルブＶ２は閉じた状態とされている。容器１１が濃縮液排出口１４を有する場合は、濃縮液排出口１４のバルブＶ３は閉じた状態とされている。容器１１が濃縮液排出口１４を有しない場合は、バルブＶ３を省略してもよい。

【0068】

第１例の第２工程Ｓ１２は、第１工程Ｓ１１に続いて、容器１１中で懸濁液２１を静置する工程（懸濁液静置工程）である。このとき、懸濁液導入口１２のバルブＶ１は、開けた状態から閉じた状態に変更されてもよい。

【0069】

第１例の第３工程Ｓ１３は、第２工程Ｓ１２に続いて、濁度センサ１６を用いて容器１１中の濁度を検出し、濁度センサ１６の濁度が分散媒の濁度と同じになったかを制御部４０で判断する工程（濁度検出による制御工程）である。分散媒の濁度は、上清液２３の濁度として想定される値に設定されてもよい。

【0070】

第３工程Ｓ１３において、濁度センサ１６の濁度が分散媒の濁度と同じになった場合は、第４工程Ｓ１４に進む。濁度センサ１６の濁度が分散媒の濁度と同じになっていない場合は、第２工程Ｓ１２に戻り、懸濁液２１の静置を継続する。

【0071】

第１例の第４工程Ｓ１４は、上清液排出口１３を開けて容器１１からの上清液２３の排出を開始する工程（上清液排出開始工程）である。このとき、上清液排出口１３のバルブＶ２は、閉じた状態から開けた状態に変更される。

【0072】

特に図示しないが、第３工程Ｓ１３から第２工程Ｓ１２を継続するか第４工程Ｓ１４に進むかの判断基準は、適宜変更することができる。濁度センサ１６の濁度が分散媒の濁度以下になった場合に、第４工程Ｓ１４に進み、濁度センサ１６の濁度が分散媒の濁度を超えている場合に、第２工程Ｓ１２を継続してもよい。

【0073】

分散媒の濁度とは異なる基準値を設定し、濁度センサ１６の濁度が基準値以下になった場合に、第４工程Ｓ１４に進み、濁度センサ１６の濁度が基準値を超えている場合に、第２工程Ｓ１２を継続してもよい。濁度センサ１６の濁度が基準値未満になった場合に、第４工程Ｓ１４に進み、濁度センサ１６の濁度が基準値以上の場合に、第２工程Ｓ１２を継続してもよい。これらの基準値は、誤差範囲内あるいは許容範囲内で、分散媒の濁度より高い濁度に設定されてもよい。

【0074】

図６に、制御部４０の制御フローの第２例を示す。

【0075】

第２例の第１工程Ｓ２１は、上清液排出口１３を開けて容器１１からの上清液２３の排出を開始する工程（上清液排出開始工程）である。この工程は、上述した第１例の第４工程Ｓ１４と同様であってもよい。このとき、上清液排出口１３のバルブＶ２は、閉じた状態から開けた状態に変更される。

【0076】

第２例の第２工程Ｓ２２は、第１工程Ｓ２１に続いて、容器１１中で懸濁液２１、上清液２３および濃縮液２４を静置する工程（静置工程）である。このとき、上清液排出口１３のバルブＶ２は、開けた状態のまま維持される。このため、第２工程Ｓ２２では、上清液２３の排出は、継続される（上清液排出継続工程）。

【0077】

第２例の第３工程Ｓ２３は、第２工程Ｓ２２に続いて、第１液面センサ１５Ａを用いて容器１１中の液面の高さを検出し、第１液面センサ１５Ａが検出した液面の高さが所定の高さになったかを制御部４０で判断する工程（液面検出による制御工程）である。

【0078】

第３工程Ｓ２３において、第１液面センサ１５Ａが検出した液面の高さが所定の高さになった場合は、第４工程Ｓ２４に進む。第１液面センサ１５Ａが検出した液面の高さが所定の高さになっていない場合は、第２工程Ｓ２２に戻り、上清液２３および濃縮液２４の静置を継続する。制御の基準となる所定の高さは、誤差範囲内あるいは許容範囲内で、上清液排出口１３の位置より高い、適宜の高さに設定されてもよい。

【0079】

第２例の第４工程Ｓ２４は、上清液排出口１３を閉じて上清液２３の排出を停止する工程（上清液排出停止工程）である。このとき、上清液排出口１３のバルブＶ２は、開けた状態から閉じた状態に変更される。

【0080】

特に図示しないが、第３工程Ｓ２３から第２工程Ｓ２２を継続するか第４工程Ｓ２４に進むかの判断基準は、適宜変更することができる。第１液面センサ１５Ａが検出した液面の高さが所定の高さ以下になった場合に、第４工程Ｓ２４に進み、第１液面センサ１５Ａが検出した液面の高さが所定の高さより高い場合に、第２工程Ｓ２２を継続してもよい。第１液面センサ１５Ａが検出した液面の高さが所定の高さ未満になった場合に、第４工程Ｓ２４に進み、第１液面センサ１５Ａが検出した液面の高さが所定の高さ以上の場合に、第２工程Ｓ２２を継続してもよい。

【0081】

図７に、制御部４０の制御フローの第３例を示す。

【0082】

第３例の第１工程Ｓ３１は、懸濁液２１を懸濁液導入口１２から容器１１に導入する工程（懸濁液導入工程）である。この工程は、上述した第１例の第１工程Ｓ１１と同様であってもよい。

【0083】

第３例の第２工程Ｓ３２は、第１工程Ｓ１１に続いて、容器１１が懸濁液２１でいっぱいになったかを制御部４０で判断する工程（懸濁液導入に対する制御工程）である。

【0084】

第２工程Ｓ３２において、容器１１が懸濁液２１でいっぱいになった場合は、第３工程Ｓ３３に進む。容器１１が懸濁液２１でいっぱいになっていない場合は、第１工程Ｓ３１に戻り、懸濁液２１の導入を継続する。

【0085】

第３例の第３工程Ｓ３３は、懸濁液導入口１２を閉じて、容器１１への懸濁液２１の導入を停止する工程（懸濁液導入停止工程）である。このとき、懸濁液導入口１２のバルブＶ１は、開けた状態から閉じた状態に変更される。

【0086】

特に図示しないが、第２工程Ｓ３２から第１工程Ｓ３１を継続するか第３工程Ｓ３３に進むかの判断基準は、適宜変更することができる。例えば、容器１１が満量になるより低い高さで、懸濁液２１の導入を停止してもよい。より具体的には、容器１１の所定の高さに第２液面センサ１５Ｂを設け、第２液面センサ１５Ｂが懸濁液２１の液面を検出したときに、懸濁液２１の導入を停止してもよい。

【0087】

第３工程Ｓ３３において、懸濁液導入口１２に流量計（図示せず）を設け、容器１１に懸濁液２１を導入した量により、容器１１中に懸濁液２１が導入された量を検知することも考えられる。例えば、空の容器１１に対して、容量に応じた懸濁液２１を導入する場合は、容器１１の容量以下で適宜の量の懸濁液２１を導入してもよい。

【0088】

さらに別の方法として、懸濁液導入口１２、上清液排出口１３および濃縮液排出口１４に流量計（図示せず）を設け、容器１１の液量の増減を推定してもよい。より具体的には、懸濁液２１の導入量に応じて容器１１中の液量が増加し、上清液２３または濃縮液２４の排出量に応じて容器１１中の液量が減少したと推定することで、容器１１中の液面の高さを求めることも考えられる。

【0089】

第３例の第４工程Ｓ３４は、第３工程Ｓ３３に続いて、容器１１中で懸濁液２１を静置する工程（懸濁液静置工程）である。この工程は、上述した第１例の第２工程Ｓ１２と同様であってもよい。

【0090】

第３例の第５工程Ｓ３５は、第４工程Ｓ３４に続いて、濁度センサ１６の濁度は、分散媒の濁度と同じになったかを制御部４０で判断する工程（濁度検出による制御工程）である。この工程は、上述した第１例の第３工程Ｓ１３と同様であってもよい。

【0091】

第３例の第６工程Ｓ３６は、第５工程Ｓ３５に続いて、上清液排出口１３を開けて容器１１からの上清液２３の排出を開始する工程（上清液排出開始工程）である。この工程は、上述した第１例の第４工程Ｓ１４または第２例の第１工程Ｓ２１と同様であってもよい。

【0092】

第３例の第７工程Ｓ３７は、第６工程Ｓ３６に続いて、容器１１中の液面は、所定の位置以下に下がったかを制御部４０で判断する工程（液面検出による制御工程）である。この工程は、上述した第２例の第３工程Ｓ２３と同様であってもよい。

【0093】

第３例の第８工程Ｓ３８は、第７工程Ｓ３７に続いて、上清液排出口１３を閉じて上清液２３の排出を停止する工程（上清液排出停止工程）である。この工程は、上述した第２例の第４工程Ｓ２４と同様であってもよい。

【0094】

以上、本発明を好適な実施形態に基づいて説明してきたが、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。改変としては、各実施形態における構成要素の追加、置換、省略、その他の変更が挙げられる。

【符号の説明】

【0095】

Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３…バルブ、１０，２０，３０…濃縮装置、１１…容器、１２…懸濁液導入口、１３…上清液排出口、１４…濃縮液排出口、１５…液面センサ、１５Ａ…第１液面センサ、１５Ｂ…第２液面センサ、１６…濁度センサ、１７…吸排気口、１８…フィルター、２１…懸濁液、２２…本体容器、２３…上清液、２４…濃縮液、２５…内袋、２６…外殻、２７…可動板、２８…洗浄液、３１…可撓性容器、３２…濃縮物、４０…制御部、４１…プロセッサ、４２…内部メモリ、４３…ストレージデバイス、４４…入出力インターフェイス、４５…通信インターフェイス、４６…表示部。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】