特許 7193612 培地交換装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-12

(45)【発行日】2022-12-20

(54)【発明の名称】培地交換装置

(51)【国際特許分類】

   C12M 1/04 20060101AFI20221213BHJP

   C12M 1/00 20060101ALI20221213BHJP

【ＦＩ】

C12M1/04

C12M1/00 C

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021503499

(86)(22)【出願日】2020-02-13

(86)【国際出願番号】 JP2020005452

(87)【国際公開番号】W WO2020179389

(87)【国際公開日】2020-09-10

【審査請求日】2021-08-17

(31)【優先権主張番号】P 2019041173

(32)【優先日】2019-03-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】314005768

【氏名又は名称】ＰＨＣホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(74)【代理人】

【識別番号】100109047

【弁理士】

【氏名又は名称】村田 雄祐

(74)【代理人】

【識別番号】100109081

【弁理士】

【氏名又は名称】三木 友由

(74)【代理人】

【識別番号】100123102

【弁理士】

【氏名又は名称】宗田 悟志

(72)【発明者】

【氏名】高橋 義広

(72)【発明者】

【氏名】徳丸 智祥

【審査官】佐久 敬

(56)【参考文献】

【文献】特表２００８－５１３０１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１５３２５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ１２Ｍ

Ｃ１２Ｎ

Ｃ１２Ｐ

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＣＡｐｌｕｓ／ＭＥＤＬＩＮＥ／ＥＭＢＡＳＥ／ＢＩＯＳＩＳ（ＳＴＮ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

それぞれに培養物および培地が収容される複数のウェルを有するウェルプレートに載置されるとともに、前記複数のウェルのそれぞれに対して設けられ、各ウェルに供給する培地を収容する複数のリザーバと、
前記複数のリザーバに供給するガスを吐出する送気ポンプと、
前記送気ポンプと前記複数のリザーバとを連通し、前記送気ポンプから前記複数のリザーバに前記ガスを送る送気路と、
各リザーバと各ウェルとを連通し、各リザーバへの前記ガスの流入により各リザーバから押し出される前記培地を各ウェルに送る複数の送液路と、
を備えることを特徴とする培地交換装置。

【請求項2】

前記複数のリザーバは、前記複数のウェルに対し水平方向にずらして配置される請求項１に記載の培地交換装置。

【請求項3】

前記送気ポンプの数は、前記リザーバの数未満である請求項１または２に記載の培地交換装置。

【請求項4】

前記送気路は、
前記送気ポンプからのガスが流入する、前記リザーバの数未満の上流路と、
前記上流路から分岐して各リザーバに接続される複数の下流路と、
を有する請求項３に記載の培地交換装置。

【請求項5】

前記送気路は、前記送気ポンプと前記複数のリザーバそれぞれとをつなぐ各流路の体積が実質的に同一である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の培地交換装置。

【請求項6】

前記リザーバは、前記送液路の前記リザーバに接続される端部に近づくにつれて低くなるように傾斜する底面を有する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の培地交換装置。

【請求項7】

前記送気路は、前記複数のウェルに対し水平方向にずらして配置される請求項１乃至６のいずれか１項に記載の培地交換装置。

【請求項8】

前記複数のリザーバと前記送気路とを気密に接続するシール部材を備える請求項１乃至７のいずれか１項に記載の培地交換装置。

【請求項9】

前記複数のウェルから培地を吸引するための吸引ポンプと、
前記複数のウェルと前記吸引ポンプとを連通し、各ウェルから前記吸引ポンプ側に前記培地を送る複数の排液路と、
を備える請求項１乃至８のいずれか１項に記載の培地交換装置。

【請求項10】

前記吸引ポンプと前記複数の排液路との間に接続され、前記排液路を流れる前記培地を収容する排液タンクを備える請求項９に記載の培地交換装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、培地交換装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、複数のウェルを有するウェルプレートを用いて細胞や微生物等を培養する技術が知られている。各ウェルには、培養物とともに培地が収容される。培養物の増殖を促進したり培養物の正常な状態を維持したりするためには、ウェルに収容された培地を定期的に交換する必要がある。

【0003】

培地交換に関して、例えば特許文献１には、各ウェルに培地を供給する供給ポンプと、使用後の培地を各ウェルから排出する排出ポンプと、供給ポンプから供給チューブを通して送られる培地を各ウェルに供給する複数の供給ノズルと、供給ポンプと各供給ノズルとの間に配置される複数の開閉バルブと、各ウェルから培地を排出する複数の排出ノズルとを備え、自動で培地交換を行う培地交換装置が開示されている。この培地交換装置では、供給ポンプと各供給ノズルとの間にそれぞれ開閉バルブを接続することで、１台の供給ポンプから各ウェルに送液される培地の供給量を均一化していた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】国際公開第２０１６／１５７３７８号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

細胞や微生物の培養にかかるコストを削減したいという要求は常にある。このため、培地交換装置にも当然にコストの削減が求められる。培地交換装置のコスト削減のためには、培地交換装置の構造の簡素化が望まれる。また、培地交換装置の小型化のためにも、培地交換装置の構造の簡素化が望まれる。

【0006】

本願はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、培地交換装置の構造を簡素化するための技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本願のある態様の培地交換装置は、それぞれに培養物および培地が収容される複数のウェルを有するウェルプレートに載置されるとともに、複数のウェルのそれぞれに対して設けられ、各ウェルに供給する培地を収容する複数のリザーバと、複数のリザーバに供給するガスを吐出する送気ポンプと、送気ポンプと複数のリザーバとを連通し、送気ポンプから複数のリザーバにガスを送る送気路と、各リザーバと各ウェルとを連通し、各リザーバへのガスの流入により各リザーバから押し出される培地を各ウェルに送る複数の送液路と、を備える。

【0008】

また、本願の他の態様の培地交換装置は、それぞれに培養物および培地が収容される複数のウェルのそれぞれに対応して設けられ、各ウェルに供給する培地を収容する複数のリザーバと、複数のリザーバに供給するガスを吐出する送気ポンプと、送気ポンプと複数のリザーバとを連通し、送気ポンプから複数のリザーバに向けてガスを流す送気路と、各リザーバと各ウェルとを連通し、各リザーバへのガスの流入により各リザーバから押し出される培地を各リザーバから各ウェルに向けて流す複数の送液路と、を備える。送気路は、送気ポンプと複数のリザーバそれぞれとをつなぐ各流路の体積が実質的に同一である。

【0009】

以上説明した構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム等の間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

【発明の効果】

【0010】

本願によれば、培地交換装置の構造を簡素化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施の形態１に係る培地交換装置を取り付けたウェルプレートを収容する培養装置の概略構造を示す斜視図である。

【図2】培地交換装置の分解斜視図である。

【図3】培地交換装置の斜視図である。

【図4】カバーの斜視図である。

【図5】図５（Ａ）～図５（Ｄ）は、送気路の層構造を示す平面図である。

【図6】上流路の構造を示す平面図である。

【図7】上部下流路の構造を示す平面図である。

【図8】中間下流路の構造を示す平面図である。

【図9】下部下流路の構造を示す平面図である。

【図10】複数のリザーバおよび複数の送液路の斜視図である。

【図11】複数のリザーバおよび複数の送液路の断面端面図である。

【図12】複数のリザーバから複数のウェルへの培地の供給機序を示す図である。

【図13】複数の排液路の一部の斜視図である。

【図14】複数のウェルから排液タンクへの培地の回収機序を示す図である。

【図15】図１５（Ａ）～図１５（Ｃ）は、実施の形態２に係る培地交換装置が備える送気路の層構造を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図に示す各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。また、本明細書または請求項中に「第１」、「第２」等の用語が用いられる場合には、特に言及がない限りこの用語はいかなる順序や重要度を表すものでもなく、ある構成と他の構成とを区別するためのものである。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。

【0013】

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る培地交換装置を取り付けたウェルプレートを収容する培養装置の概略構造を示す斜視図である。培養装置１は、例えばＣＯ_２インキュベータであり、前面に開口２ａを有する断熱箱本体２と、開口２ａを開閉自在に閉塞する扉（図示せず）と、を備える。断熱箱本体２内には、培養室４が配置される。培養室４には、観察機能を有する分析装置５が収容される。ウェルプレート６と、このウェルプレート６に取り付けられた培地交換装置１００とは、分析装置５に収容される。一例として、培地交換装置１００は、観察機能を有する分析装置５や他の観察装置にセットされて使用される。

【0014】

分析装置５は、観察機能を担うカメラ８を有する。カメラ８は、ウェルプレート６の上方に配置されるとともにウェルプレート６を撮像可能に姿勢が定められる。ウェルプレート６は、それぞれに培養物および培地が収容される複数のウェル１０を有する。複数のウェル１０は、水平方向にマトリクス状に配列されている。カメラ８は、ウェルプレート６の各ウェル１０の上方に移動して、各ウェル１０内の培養物を撮像することができる。ウェルプレート６で培養される培養物は、例えば細胞等である。

【0015】

断熱箱本体２には、制御装置１２が設けられる。制御装置１２は、ハードウェア構成としてはコンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や回路で実現され、ソフトウェア構成としてはコンピュータプログラム等によって実現される。制御装置１２は、例えば培養装置１にネットワーク接続された外部機器や培養装置１に設けられる操作部（図示せず）から信号を受信する。そして、受信した信号に応じて、培養装置１の各部の動作を制御する。例えば、制御装置１２は、培養室４内の温度および湿度の調節を実行する。また、制御装置１２は、例えばカメラ８の駆動といった分析装置５の動作も制御する。なお分析装置５は、制御装置１２とは別に自身の駆動を制御する制御部を有してもよい。さらに、制御装置１２は、培地交換装置１００に対し培地交換を指示する信号を送信する。

【0016】

続いて、培地交換装置１００について詳細に説明する。図２は、培地交換装置１００の分解斜視図である。図３は、培地交換装置１００の斜視図である。図２では、制御部１２４を機能ブロックとして描いている。この機能ブロックは、制御装置１２と同様にハードウェア構成としてはコンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や回路で実現され、ソフトウェア構成としてはコンピュータプログラム等によって実現される。これらの機能ブロックがハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。

【0017】

培地交換装置１００は、カバー１０２と、送気ポンプ１０４と、複数のリザーバ１０６と、シール部材１０７と、複数の送液路１０８と、複数の排液路１１０と、排液タンク１１２と、吸引ポンプ１１４と、を備える。

【0018】

カバー１０２、複数のリザーバ１０６、複数の送液路１０８および複数の排液路１１０は、例えば樹脂製である。複数のリザーバ１０６は、ウェルプレート６に載置される。つまり、複数のリザーバ１０６は、鉛直方向から見てウェルプレート６の延在範囲内に配置される。本実施の形態では、複数のリザーバ１０６は中蓋部材１１６に設けられる。中蓋部材１１６はおおよそ箱状であり、マトリクス状に配列された複数の凹部を天面１１６ａに有し、この複数の凹部が複数のリザーバ１０６を構成している。中蓋部材１１６は、ウェルプレート６の上方を覆う。カバー１０２は、中蓋部材１１６の上方を覆う。カバー１０２と中蓋部材１１６との間には、シール部材１０７が配置される。

【0019】

また、中蓋部材１１６の天面１１６ａには、複数の開口１１８が設けられる。複数の開口１１８は、中蓋部材１１６がウェルプレート６に取り付けられた状態で、鉛直方向から見て各ウェル１０と重なるように配列されている（図５（Ａ）等参照）。本実施の形態のウェルプレート６は、一例として２４ウェルのマイクロプレートである。したがって、中蓋部材１１６は、２４個の開口１１８を有する。なお、ウェルプレート６のウェル数は、６、９６、３８４個等であってもよい。また、ウェルプレート６には市販品を用いることができる。

【0020】

複数のリザーバ１０６は、複数の開口１１８および複数のウェル１０に対し水平方向にずらして配置される（図５（Ａ）等参照）。本実施の形態の各ウェル１０および各開口１１８は鉛直方向から見て円形である。各リザーバ１０６は略菱形であり、マトリクス状に配列された開口１１８の隙間に配置されている。複数のリザーバ１０６は、複数のウェル１０のそれぞれに対して１対１で対応するように設けられる。したがって、本実施の形態の中蓋部材１１６は、２４個のリザーバ１０６を有する。各リザーバ１０６は、培地交換の際に各ウェル１０に供給する培地を収容する。各リザーバ１０６内の培地は、各リザーバ１０６と各ウェル１０とを連通する送液路１０８を介してウェル１０に供給される。リザーバ１０６および送液路１０８の構造については後に詳細に説明する。

【0021】

各リザーバ１０６に収容される培地の量は、例えば１回の培地交換で使い切る量である。１回の培地交換でリザーバ１０６中の培地を全てウェル１０に供給することで、各ウェル１０に供給される培地の量をより高精度に均一化することができる。なお、リザーバ１０６内を複数の部屋に区切って各部屋に１回の培地交換で使い切る量の培地を収容し、対応するウェル１０と各部屋とを送液路１０８で連通してもよい。この場合、１回の中蓋部材１１６の設置で、複数回の培地交換を実施することが可能となる。また、複数回の培地交換に対応する量の培地を各リザーバ１０６に収容し、培地交換の度に徐々に各リザーバ１０６内の培地をウェル１０に供給すること、つまり各リザーバ１０６の培地を複数回に分けてウェル１０に送液することも可能である。

【0022】

送気ポンプ１０４は、例えばカバー１０２および中蓋部材１１６の側面に沿って配置される。送気ポンプ１０４は、複数のリザーバ１０６に供給するガスを吐出する装置である。送気ポンプ１０４が吐出するガスは、例えば培養室４中の雰囲気ガスである。送気ポンプ１０４には、公知のポンプを用いることができる。送気ポンプ１０４は、送気ダクト１２０を介してカバー１０２に接続される。送気ポンプ１０４の数は、リザーバ１０６の数未満である。本実施の形態では、１台の送気ポンプ１０４で２４個のリザーバ１０６にガスを供給する。

【0023】

送気ポンプ１０４が吐出するガスは、送気ダクト１２０を介してカバー１０２内の送気路１３２（図４参照）に送られる。そして、ガスは送気路１３２を経由して各リザーバ１０６に供給される。送気路１３２の構造については後に詳細に説明する。

【0024】

複数の排液路１１０は、複数のウェル１０と吸引ポンプ１１４とを連通し、各ウェル１０から吸引ポンプ１１４側に培地を送る管である。複数の排液路１１０は、複数のウェル１０のそれぞれに対して１対１で対応するように設けられる。各排液路１１０は、一端がウェル１０内に挿入され、他端が排液タンク１１２に接続される。なお、本実施の形態の排液路１１０は、管路の一部が他の排液路１１０と共通化されている。

【0025】

排液タンク１１２は、排液路１１０を流れる培地を収容する容器である。排液タンク１１２は、カバー１０２および中蓋部材１１６の側面に沿って配置される。本実施の形態の排液タンク１１２は、カバー１０２の側面および中蓋部材１１６のうち、送気ポンプ１０４が配置される側面と交わる側面に沿って配置される。排液タンク１１２には、吸気ダクト１２２を介して吸引ポンプ１１４が接続される。したがって、排液タンク１１２は、吸引ポンプ１１４と複数の排液路１１０との間に接続される。

【0026】

吸引ポンプ１１４は、例えばカバー１０２および中蓋部材１１６の側面に沿って、送気ポンプ１０４と並ぶように配置される。吸引ポンプ１１４は、複数のウェル１０から使用済みの培地を吸引するための装置である。吸引ポンプ１１４には、公知のポンプを用いることができる。吸引ポンプ１１４の数は、ウェル１０の数未満である。本実施の形態では、１台の吸引ポンプ１１４で２４個のウェル１０から培地を吸引する。吸引ポンプ１１４が駆動すると、各ウェル１０の培地は排液路１１０に引き込まれ、排液路１１０内を排液タンク１１２に向かって移動し、排液タンク１１２に回収される。排液路１１０の構造と使用済み培地の回収機序については後に詳細に説明する。

【0027】

培地交換装置１００は、制御部１２４を有する。制御部１２４は、自身を構成する制御基板が例えばカバー１０２あるいは中蓋部材１１６の側面に固定される。制御部１２４は、培養装置１の制御装置１２に接続され、培地交換を指示する信号を制御装置１２から受信する。制御部１２４は、培地交換指示信号を受信すると、送気ポンプ１０４および吸引ポンプ１１４に予め定められた時間だけ駆動信号を送信する。送気ポンプ１０４および吸引ポンプ１１４は、この駆動信号を受信している間だけ駆動する。一例として、吸引ポンプ１１４が駆動して各ウェル１０内の使用済み培地が回収された後に、送気ポンプ１０４が駆動して各リザーバ１０６内の未使用培地が各ウェル１０に供給される。送気ポンプ１０４の駆動時間は、未使用培地の供給が完了するまでに要する時間である。吸引ポンプ１１４の駆動時間は、使用済み培地の回収が完了するまでに要する時間である。

【0028】

培養装置１の使用者は、培養装置１にネットワーク接続された外部機器や培養装置１に設けられる操作部を介して、培地交換のタイミングを設定することができる。制御装置１２は、このタイミング設定にしたがって制御部１２４に培地交換指示信号を送信する。なお、制御部１２４が時間の経過を計測するタイマを有し、培養装置１の使用者が培地交換までの時間をタイマに設定することで、制御部１２４が培地交換を実行する構成としてもよい。この場合、使用者が設定した時間の経過をタイマが検知すると、制御部１２４は送気ポンプ１０４および吸引ポンプ１１４に駆動信号を送信する。また、制御部１２４は、制御装置１２を介さずに、培養装置１にネットワーク接続された外部機器等から直に培地交換指示信号を受信してもよい。

【0029】

続いて、培地交換装置１００の各部の構成について詳細に説明する。まずは、カバー１０２について説明する。図４は、カバー１０２の斜視図である。図４では、カバー１０２の内部構造を破線で図示している。カバー１０２は、矩形状の天面１０２ａと、天面１０２ａの各片から下方に延びる４つの側面１０２ｂと、を有する略箱状の部材である。カバー１０２は、天面１０２ａと鉛直方向で対向する位置に、中蓋部材１１６の外形に沿った形状の開口１２６を有する。開口１２６は、４つの側面１０２ｂの下辺で画成される。

【0030】

また、天面１０２ａには、複数の観察窓１３０が設けられる。複数の観察窓１３０は、カバー１０２がウェルプレート６に取り付けられた状態で、鉛直方向から見て各ウェル１０と重なるように配列される。したがって、鉛直方向から見て各観察窓１３０、中蓋部材１１６の各開口１１８、および各ウェル１０が重なる。カバー１０２は、少なくとも観察窓１３０が透明である。これにより、観察窓１３０を介して各ウェル１０内の様子をカメラ８で観察、撮像することができる。本実施の形態のカバー１０２は、全体が透明な樹脂材料で構成されている。また、カバー１０２は、観察窓１３０の部分が他の部分よりも薄肉になっている。

【0031】

また、天面１０２ａには、送気路１３２が内蔵される。送気路１３２は、送気ポンプ１０４と複数のリザーバ１０６とを連通し、送気ポンプ１０４から複数のリザーバ１０６にガスを送る管である。図５（Ａ）～図５（Ｄ）は、送気路１３２の層構造を示す平面図である。図５（Ａ）は１層目の流路を、図５（Ｂ）は２層目の流路を、図５（Ｃ）は３層目の流路を、図５（Ｄ）は４層目の流路をそれぞれ示している。１層目～４層目の流路は、鉛直方向の上からこの順に積層される。

【0032】

送気路１３２は、送気ポンプ１０４からのガスが流入する上流路１３４と、上流路１３４から分岐して各リザーバ１０６に接続され、上流路１３４から流れ込むガスを各リザーバ１０６に送る複数の下流路１３６と、を有する。本実施の形態の送気路１３２は、４層構造を有する。上流路１３４は、送気路１３２の１層目の流路に相当する。複数の下流路１３６は、送気路１３２の２層目～４層目の流路に相当する。以下の説明では、２層目の下流路１３６を上部下流路１３６ａと称し、３層目の下流路１３６を中間下流路１３６ｂと称し、４層目の下流路１３６を下部下流路１３６ｃと称する。上流路１３４は上部下流路１３６ａに接続され、上部下流路１３６ａは中間下流路１３６ｂに接続され、中間下流路１３６ｂは下部下流路１３６ｃに接続される。下部下流路１３６ｃは、各リザーバ１０６に接続される。

【0033】

図６は、上流路１３４の構造を示す平面図である。送気路１３２は、リザーバ１０６の数未満の上流路１３４を有する。本実施の形態の送気路１３２は、３本の上流路１３４を有する。各上流路１３４の一端は、送気ダクト１２０に接続される。各上流路１３４は、天面１０２ａ内で水平方向に引き回されて、上部下流路１３６ａとの接続部１３８に至る。各上流路１３４の他端は、接続部１３８において上部下流路１３６ａに接続される。

【0034】

図７は、上部下流路１３６ａの構造を示す平面図である。本実施の形態の送気路１３２は、３本の上部下流路１３６ａを有する。各上部下流路１３６ａは、上流路１３４との接続部１３８から２方に延び、天面１０２ａ内で水平方向に引き回されて、中間下流路１３６ｂとの接続部１４０に至る。上部下流路１３６ａの２つの端部は、それぞれ接続部１４０において中間下流路１３６ｂに接続される。

【0035】

図８は、中間下流路１３６ｂの構造を示す平面図である。本実施の形態の送気路１３２は、６本の中間下流路１３６ｂを有する。各中間下流路１３６ｂは、上部下流路１３６ａとの接続部１４０から２方に延び、天面１０２ａ内で水平方向に引き回されて、下部下流路１３６ｃとの接続部１４２に至る。中間下流路１３６ｂの２つの端部は、それぞれ接続部１４２において下部下流路１３６ｃに接続される。

【0036】

図９は、下部下流路１３６ｃの構造を示す平面図である。本実施の形態の送気路１３２は、１２本の下部下流路１３６ｃを有する。各下部下流路１３６ｃは、中間下流路１３６ｂとの接続部１４２から２方に延び、天面１０２ａ内で水平方向に引き回されて、各リザーバ１０６に至る。下部下流路１３６ｃの２つの端部は、それぞれリザーバ１０６に接続されるガス流出口１４４を構成する。

【0037】

つまり、送気ポンプ１０４から吐出されるガスの流れは、リザーバ１０６の数未満の上流路１３４から上部下流路１３６ａ、中間下流路１３６ｂおよび下部下流路１３６ｃを経る過程で各リザーバ１０６に対応する数まで増加する。本実施の形態のガス流は、１層目の上流路１３４で３本に分岐し、２層目の上部下流路１３６ａで６本に分岐し、３層目の中間下流路１３６ｂで１２本に分岐し、４層目の下部下流路１３６ｃでリザーバ１０６と同数の２４本に分岐する。

【0038】

また、送気路１３２は、複数のウェル１０に対し水平方向にずらして配置される。本実施の形態では、各上流路１３４および各下流路１３６は、観察窓１３０の間に敷設されている。前記「水平方向にずらして」とは、鉛直方向から見て送気路１３２がウェル１０の中心と重ならないことを意味する。好ましくは、鉛直方向から見て送気路１３２がウェル１０の全面積の８０％に相当する領域であって、その中心がウェル１０の中心と一致する領域（以下では８０％領域と称する）と重ならないことを意味する。より好ましくは、鉛直方向から見て送気路１３２がウェル１０の全体と重ならないことを意味する。

【0039】

鉛直方向から見たウェル１０の中心は、例えば鉛直方向から見たウェル１０の形状の幾何中心である。これにより、各ウェル１０内の様子をカメラ８で撮像する際に、送気路１３２が撮像の妨げになることを抑制することができる。本実施の形態の送気路１３２は、鉛直方向から見てウェル１０の全体と重ならないように配置されている。

【0040】

カバー１０２は、中蓋部材１１６に対しスナップフィット等の固定機構により固定される。この際、カバー１０２と中蓋部材１１６との間にシール部材１０７（図２参照）を介在させた状態で、カバー１０２が中蓋部材１１６に固定される。シール部材１０７は、例えばゴム製のガスケットであり、各リザーバ１０６の上端開口と同形の枠体が複数のリザーバ１０６と同様に配列されて互いに一体化された構造を有する。シール部材１０７は、カバー１０２が中蓋部材１１６に固定された状態で、複数のリザーバ１０６の上端開口と送気路１３２の各ガス流出口１４４とを気密に接続する。これにより、各リザーバ１０６が気密に封止される。この結果、送気路１３２から各リザーバ１０６に送られるガスが、カバー１０２と中蓋部材１１６との隙間からリザーバ１０６の外に漏れることを抑制することができる。

【0041】

また、図４に示すように、カバー１０２は、送気路１３２の各ガス流出口１４４の周囲に突起部１４５を有する。各突起部１４５は、各リザーバ１０６の上端開口と同形の枠状であり、天面１０２ａの中蓋部材１１６側を向く表面から中蓋部材１１６側に突出する。カバー１０２が中蓋部材１１６に固定された状態で、各突起部１４５の先端が各リザーバ１０６に進入する。これにより、リザーバ１０６の気密性を高めることができる。また、カバー１０２を中蓋部材１１６に取り付ける際に、両者を位置決めする作用を発揮する。

【0042】

次に、複数のリザーバ１０６および複数の送液路１０８について説明する。図１０は、複数のリザーバ１０６および複数の送液路１０８の斜視図である。図１１は、複数のリザーバ１０６および複数の送液路１０８の断面端面図である。

【0043】

上述の通り本実施の形態では、中蓋部材１１６の天面１１６ａに設けられた複数の凹部によって、複数のリザーバ１０６が構成されている。また、天面１１６ａには、複数の開口１１８が設けられている。複数の開口１１８は、鉛直方向から見て各ウェル１０と重なるように配列され、複数のリザーバ１０６は、鉛直方向から見て複数のウェル１０に対し水平方向にずらして配置される（図５（Ａ）等参照）。

【0044】

前記「水平方向にずらして」とは、鉛直方向から見てリザーバ１０６がウェル１０の中心と重ならないことを意味する。好ましくは、鉛直方向から見てリザーバ１０６がウェル１０の８０％領域と重ならないことを意味する。より好ましくは、鉛直方向から見てリザーバ１０６がウェル１０の全体と重ならないことを意味する。これにより、各ウェル１０内の様子をカメラ８で撮像する際に、リザーバ１０６が撮像の妨げになることを抑制することができる。本実施の形態のリザーバ１０６は、鉛直方向から見てウェル１０の全体と重ならないように配置されている。

【0045】

各送液路１０８は、各リザーバ１０６と各ウェル１０とを連通し、各リザーバ１０６内の培地を各ウェル１０に流す管である。各送液路１０８は、第１端部１０８ａと、第２端部１０８ｂと、第１管路部１０８ｃと、第２管路部１０８ｄと、第３管路部１０８ｅと、を有する。

【0046】

第１端部１０８ａは、リザーバ１０６に挿入される。第１管路部１０８ｃは、下端が第１端部１０８ａに接続され、第１端部１０８ａからリザーバ１０６の壁面に沿って上方に延びる。第２管路部１０８ｄは、一端が第１管路部１０８ｃの上端に接続され、リザーバ１０６と開口１１８との境界部１４６を跨いで水平に延びる。第３管路部１０８ｅは、上端が第２管路部１０８ｄの他端に接続され、下方に延びて第２端部１０８ｂに接続される。第２端部１０８ｂは、ウェル１０に挿入される。境界部１４６は、下方に凹んだ形状を有する。第２管路部１０８ｄは、この凹みに嵌め込まれる。これにより、送液路１０８が中蓋部材１１６に固定される。

【0047】

リザーバ１０６は、送液路１０８のリザーバ１０６に接続される第１端部１０８ａに近づくにつれて低くなるように傾斜する底面１０６ａを有する。このような底面１０６ａを設けることで、重力を利用してリザーバ１０６内の培地を第１端部１０８ａ側に誘導することができる。よって、リザーバ１０６内の培地をより確実にウェル１０に移送することができ、各ウェル１０の培地量をより高精度に均一化することができる。

【0048】

続いて、リザーバ１０６からウェル１０への培地の供給機序について説明する。図１２は、複数のリザーバ１０６から複数のウェル１０への培地の供給機序を示す図である。一例として、まず各リザーバ１０６に予めピペット等で培地が分注され、その後にカバー１０２が中蓋部材１１６に取り付けられる。中蓋部材１１６へのカバー１０２の固定により、シール部材１０７で各リザーバ１０６が密閉される。そして、カバー１０２付きの中蓋部材１１６がウェルプレート６に取り付けられる。培地交換に際し、送気ポンプ１０４からガスが吐出されると、このガスは送気ダクト１２０および送気路１３２を通り、下部下流路１３６ｃから各リザーバ１０６に流入する（矢印Ｇで示す流れ）。各リザーバ１０６にガスが流入すると、各リザーバ１０６内が陽圧となる。

【0049】

これにより、各リザーバ１０６内の培地１４８はリザーバ１０６の底面１０６ａに向けて押し込まれ、第１端部１０８ａから送液路１０８内に流入する。各送液路１０８は、各リザーバ１０６へのガスの流入によって各リザーバ１０６から押し出される培地１４８を各ウェル１０に送る（矢印Ｍ１で示す流れ）。これにより、リザーバ１０６内の培地１４８がウェル１０に供給される。

【0050】

送気路１３２は、送気ポンプ１０４と複数のリザーバ１０６それぞれとをつなぐ各流路の体積が実質的に同一である。つまり、送気ダクト１２０に接続される端部から各リザーバ１０６に接続される端部に至るまでの各ガス流路は、実質的に同一の流路体積を有する。

【0051】

本実施の形態では一例として、まず中間下流路１３６ｂとの接続部１４２から２つのガス流出口１４４までの流路体積が同一となるように、１２本の下部下流路１３６ｃの形状が定められる。次に、上部下流路１３６ａとの接続部１４０から２つの接続部１４２までの流路体積が同一となるように、６本の中間下流路１３６ｂの形状が定められる。次に、上流路１３４との接続部１３８から２つの接続部１４０までの流路体積が同一となるように、３本の上部下流路１３６ａの形状が定められる。そして、３つの接続部１３８に連結される３本の上流路１３４の流路体積が同一となるように、送気ダクト１２０から各接続部１３８に至るまでの各上流路１３４の敷設経路が定められる。

【0052】

各リザーバ１０６に供給されるガスの量が均一でない場合、各ウェル１０において培地供給の終了時間に差が生じ得る。具体的には、ガスの供給量が多いリザーバ１０６の方が、ガスの供給量が少ないリザーバ１０６よりも早く培地供給が終了する。上流路１３４から下部下流路１３６ｃにかけてガス流路が分岐する流路構造、つまり各ウェル１０に対応するガス流路が一部共通化されている構造では、培地供給の終了時間に差が生じると、培地供給が未終了のリザーバ１０６に送られるべきガスが培地供給の終了したリザーバ１０６に優先的に流れ込んでしまう。これは、培地供給の終了したリザーバ１０６ではガスの流動抵抗となる培地１４８がなく、ガスが円滑にリザーバ１０６を通過するためである。この場合、一部のリザーバ１０６で培地供給が完了せず、各ウェル１０の培地量に差が生じてしまうおそれがある。

【0053】

これに対し、送気ポンプ１０４と各リザーバ１０６とをつなぐ各流路の体積を実質的に同一とすることで、各リザーバ１０６へのガスの供給量を均一化することができる。この結果、各ウェル１０の培地量をより高精度に均一化することができる。例えば、各リザーバ１０６の培地量の差を５％以下に抑えることができる。前記「実質的に同一」とは、好ましくは各流路体積が完全に同一であることを意味するが、各ウェル１０における培養物の生育状態に許容できる差が生じる程度に流路体積が異なる場合も含めることができる。あるいは、「同一」そのものを、各流路体積が完全に同一であることに加えて、各ウェル１０における培養物の生育状態に許容できる差が生じる程度に流路体積が異なる場合も含むと解釈してもよい。

【0054】

続いて、複数の排液路１１０の構造と、ウェル１０からの培地の回収機序と、について説明する。図１３は、複数の排液路１１０の一部の斜視図である。各排液路１１０は、第１端部１１０ａと、第２端部１１０ｂと、管路部１１０ｃと、を有する。第１端部１１０ａは、ウェル１０に挿入される。管路部１１０ｃは、一端が第１端部１１０ａに接続され、ウェル１０の壁面に沿って上方に延び、ウェル１０の上端部に達すると排液タンク１１２に向かって水平方向に延びる。管路部１１０ｃの他端部は第２端部１１０ｂに接続され、第２端部１１０ｂは排液タンク１１２に接続される。

【0055】

本実施の形態における複数の排液路１１０は、複数の集合体１５０に組み分けられている。各集合体１５０は、所定数の排液路１１０で構成される。そして各集合体１５０において、それぞれの排液路１１０の一部が共通化されている。一例として、４行６列のマトリクス状に配列された複数のウェル１０のうち、各列の４つのウェル１０に対応する排液路１１０が集合体１５０を構成する。したがって、複数の排液路１１０は、６つの集合体１５０に分けられ、各集合体１５０は４つの排液路１１０で構成される（図２も参照）。

【0056】

排液タンク１１２は、ウェルプレート６の行方向に延在する。以下の説明では、便宜上、各列の４つのウェル１０を排液タンク１１２から遠い方から第１ウェル１０Ｐ、第２ウェル１０Ｑ、第３ウェル１０Ｒ、第４ウェル１０Ｓとする。また、第１ウェル１０Ｐに第１端部１１０ａが挿入される排液路１１０を第１排液路１１０Ｐとし、第２ウェル１０Ｑに第１端部１１０ａが挿入される排液路１１０を第２排液路１１０Ｑとし、第３ウェル１０Ｒに第１端部１１０ａが挿入される排液路１１０を第３排液路１１０Ｒとし、第４ウェル１０Ｓに第１端部１１０ａが挿入される排液路１１０を第４排液路１１０Ｓとする。

【0057】

第１排液路１１０Ｐの管路部１１０ｃは、第１端部１１０ａから第１ウェル１０Ｐの壁面に沿って上方に延び、第１ウェル１０Ｐの上端部から排液タンク１１２に向かって水平方向に延びる。このとき、管路部１１０ｃは、第２ウェル１０Ｑ、第３ウェル１０Ｒおよび第４ウェル１０Ｓの縁に沿って、つまり鉛直方向から見て第２ウェル１０Ｑ～第４ウェル１０Ｓを迂回するように湾曲しながら延び、第２端部１１０ｂに接続される。したがって、排液路１１０の一部は、複数のウェル１０に対し水平方向にずらして配置される。

【0058】

例えば、管路部１１０ｃにおけるウェルプレート６の上面に沿って延びる部分は、複数のウェル１０に対し水平方向にずらして配置される。前記「水平方向にずらして」の意味は、送気路１３２の場合と同様である。本実施の形態では、当該部分は、鉛直方向から見てウェル１０の外周寄りの領域であってウェル１０の全面積の２０％に相当する領域に敷設される。つまり、管路部１１０ｃは、ウェル１０の８０％領域と重ならないように配置される。

【0059】

第２排液路１１０Ｑの管路部１１０ｃは、第２ウェル１０Ｑの壁面に沿って上方に延び、第２ウェル１０Ｑの上端部において第１排液路１１０Ｐの管路部１１０ｃに合流する。そして、第３ウェル１０Ｒおよび第４ウェル１０Ｓの縁に沿って延び、第２端部１１０ｂに接続される。したがって、第１排液路１１０Ｐの管路部１１０ｃのうち、第２排液路１１０Ｑの管路部１１０ｃとの接続部から排液タンク１１２側の部分は、第２排液路１１０Ｑの管路部１１０ｃを兼ねている。

【0060】

第３排液路１１０Ｒの管路部１１０ｃは、第３ウェル１０Ｒの壁面に沿って上方に延び、第３ウェル１０Ｒの上端部において第１排液路１１０Ｐの管路部１１０ｃに合流する。そして、第４ウェル１０Ｓの縁に沿って延び、第２端部１１０ｂに接続される。したがって、第１排液路１１０Ｐの管路部１１０ｃのうち、第３排液路１１０Ｒの管路部１１０ｃとの接続部から排液タンク１１２側の部分は、第３排液路１１０Ｒの管路部１１０ｃを兼ねている。なお、第３排液路１１０Ｒの管路部１１０ｃが合流する管路部１１０ｃは、第２排液路１１０Ｑの管路部１１０ｃでもある。したがって、第２排液路１１０Ｑの管路部１１０ｃのうち、第３排液路１１０Ｒの管路部１１０ｃとの接続部から排液タンク１１２側の部分は、第３排液路１１０Ｒの管路部１１０ｃを兼ねているともいえる。

【0061】

第４排液路１１０Ｓの管路部１１０ｃは、第４ウェル１０Ｓの壁面に沿って上方に延び、第４ウェル１０Ｓの上端部において第１排液路１１０Ｐの管路部１１０ｃに合流する。そして、排液タンク１１２に向かって延び、第２端部１１０ｂに接続される。したがって、第１排液路１１０Ｐの管路部１１０ｃのうち、第４排液路１１０Ｓの管路部１１０ｃとの接続部から排液タンク１１２側の部分は、第４排液路１１０Ｓの管路部１１０ｃを兼ねている。なお、第４排液路１１０Ｓの管路部１１０ｃが合流する管路部１１０ｃは、第２排液路１１０Ｑおよび第３排液路１１０Ｒの管路部１１０ｃでもある。したがって、第２排液路１１０Ｑおよび第３排液路１１０Ｒの管路部１１０ｃのうち、第４排液路１１０Ｓの管路部１１０ｃとの接続部から排液タンク１１２側の部分は、第４排液路１１０Ｓの管路部１１０ｃを兼ねているともいえる。

【0062】

第１排液路１１０Ｐ～第４排液路１１０Ｓの第２端部１１０ｂは共通化され、第１ウェル１０Ｐ～第４ウェル１０Ｓ内の培地１４８は、同じ第２端部１１０ｂから排液タンク１１２に流入する。言い換えれば、本実施の形態の集合体１５０は、主管路と、この主管路から第１ウェル１０Ｐ～第４ウェル１０Ｓのそれぞれに挿入される分岐路と、で構成される。主管路は、基端部が排液タンク１１２に接続され、第４ウェル１０Ｓ、第３ウェル１０Ｒおよび第２ウェル１０Ｑの上縁に沿って延び、先端部が第１ウェル１０Ｐまで延びる。そして、主管路の中間部から第４ウェル１０Ｓ、第３ウェル１０Ｒおよび第２ウェル１０Ｑのそれぞれに分岐路が延び、主管路の先端部から第１ウェル１０Ｐに分岐路が延びる。

【0063】

図１４は、複数のウェル１０から排液タンク１１２への培地の回収機序を示す図である。各ウェル１０内の培地１４８は、吸引ポンプ１１４の駆動によって排液タンク１１２に回収される。本実施の形態の吸引ポンプ１１４は、排液タンク１１２内の雰囲気ガスを吸引する。これにより、排液タンク１１２内が陰圧となり、排液タンク１１２と各ウェル１０とを連通する各排液路１１０に各ウェル１０の培地１４８が吸い込まれる（矢印Ｍ２で示す流れ）。

【0064】

そして、各ウェル１０の培地１４８は、管路部１１０ｃを排液タンク１１２に向かって流れ（矢印Ｍ３で示す流れ）、第２端部１１０ｂから排液タンク１１２に流入する（矢印Ｍ４で示す流れ）。培地１４８は排液タンク１１２にトラップされるため、吸気ダクト１２２および吸引ポンプ１１４は培地１４８で汚染されない。このため、培地交換装置１００のメンテナンス性を高めることができる。なお、排液タンク１１２を省略して培地１４８が吸引ポンプ１１４まで引き込まれる構成であってもよい。

【0065】

同様に、送気ポンプ１０４は雰囲気ガスを各リザーバ１０６に向けて吐出するため、送気ポンプ１０４および送気ダクト１２０も培地１４８で汚染されない。この点でも、培地交換装置１００のメンテナンス性を高めることができる。さらに、複数回の培養において送気ポンプ１０４、送気ダクト１２０、吸引ポンプ１１４および吸気ダクト１２２を使い回すことができる。よって、培養にかかるコストの増加を抑制することができる。

【0066】

培地交換装置１００の使用態様の一例として、送気ポンプ１０４、送気ダクト１２０、吸引ポンプ１１４、吸気ダクト１２２および排液タンク１１２は、培養室４内に設置されたスライド式のトレー（図示せず）に据え置かれる。カバー１０２は送気ダクト１２０に着脱自在に接続され、複数の排液路１１０は排液タンク１１２に着脱自在に接続される。したがって、培地交換装置１００の使用者は、ウェルプレート６、中蓋部材１１６およびカバー１０２のみを培養室４から出し入れすることができる。

【0067】

例えば使用者は、培養物を播種し培地を添加したウェルプレート６に、交換用の培地１４８を収容した中蓋部材１１６と、カバー１０２と、を被せてこれらを一体化し、培養室４内から引き出したトレー上に載置する。そして、送気ダクト１２０とカバー１０２とを接続し、排液タンク１１２と排液路１１０とを接続して、トレーを培養室４内に戻す。これにより、培地交換装置１００によって培地交換を自動で実行しながら、培養物を培養することができる。また、カメラ８を用いて培養物の状態を観察、撮像することができる。

【0068】

好ましくは、複数のリザーバ１０６、複数の送液路１０８および複数の排液路１１０は一体的に構成される。具体的には、複数のリザーバ１０６が形成された中蓋部材１１６の境界部１４６に送液路１０８が嵌め込まれて、複数のリザーバ１０６と複数の送液路１０８とが一体化される。また、中蓋部材１１６が排液路１１０の支持部（図示せず）を有し、この支持部に複数の排液路１１０が取り付けられることで、複数のリザーバ１０６、複数の送液路１０８および複数の排液路１１０が一体化される。

【0069】

これにより、培地交換装置１００の使用者は、ウェルプレート６に中蓋部材１１６を被せるだけで、各リザーバ１０６と各ウェル１０とを送液路１０８で連通し、各ウェル１０に排液路１１０を挿入することができる。また、送気路１３２は、カバー１０２に一体的に設けられている。このため、中蓋部材１１６にカバー１０２を被せるだけで、送気路１３２と各リザーバ１０６とを接続することができる。

【0070】

以上説明したように、本実施の形態に係る培地交換装置１００は、複数のウェル１０を有するウェルプレート６に載置されるとともに、各ウェル１０に対して設けられて各ウェル１０に供給する培地を収容する複数のリザーバ１０６と、複数のリザーバ１０６に供給するガスを吐出する送気ポンプ１０４と、送気ポンプ１０４および複数のリザーバ１０６を連通し、送気ポンプ１０４から複数のリザーバ１０６にガスを送る送気路１３２と、各リザーバ１０６と各ウェル１０とを連通し、各リザーバ１０６へのガスの流入により各リザーバ１０６から押し出される培地１４８を各ウェル１０に送る複数の送液路１０８と、を備える。

【0071】

このように、本実施の形態では、各リザーバ１０６に交換用の培地１４８を分配しておき、送気ポンプ１０４からのガス供給によって各リザーバ１０６から各ウェル１０に培地１４８を押し出す構成としている。これにより、各リザーバ１０６への培地１４８の分配量を調整しておくことで、各ウェル１０への培地供給量の均一化を図ることができる。よって、各供給ノズルに開閉バルブを接続して供給ポンプからの培地の送液量を制御していた従来の培地交換装置に比べて、培地交換装置の構造を簡素化することができる。これにより、培地交換装置１００を小型化することができる。

【0072】

また、複数のリザーバ１０６をウェルプレート６に載置する構成とすることで、培地交換装置１００の設置に要する面積を小さくすることができる。つまり、培地交換装置１００を小型化することができる。また、培地交換装置１００を小型化できることで、培養装置１内に設置される、観察機能付きの分析装置や他の観察装置に容易に組み込むことができる。また、インキュベータ機能および観察機能を有する分析装置や、インキュベータ機能を有する観察装置に容易に組み込むことができる。

【0073】

また、複数のリザーバ１０６は、複数のウェル１０に対し水平方向にずらして配置される。これにより、カメラ８の視界を確保することができる。また、送気ポンプ１０４の数はリザーバ１０６の数未満であり、送気ポンプ１０４が吐出するガスが送気路１３２によって各リザーバ１０６に分配される。これにより、各リザーバ１０６に１対１で送気ポンプ１０４を設ける場合に比べて、部品点数を削減することができる。よって、培地交換装置１００の構造を簡素化することができ、また小型化することができる。

【0074】

また、送気路１３２は、送気ポンプ１０４からのガスが流入する、リザーバ１０６の数未満の上流路１３４と、上流路１３４から分岐して各リザーバ１０６に接続される複数の下流路１３６と、を有する。このように、送気路１３２を上流側から下流側に向かって枝分かれする構造とすることで、送気ポンプ１０４と各リザーバ１０６とをそれぞれ独立した複数の送気路で連通する場合と比べて、送気路１３２全体の構造を簡素化することができる。また、送気路１３２の敷設に要する面積を小さくすることができる。これにより、培地交換装置１００の構造の簡素化および小型化を図ることができる。

【0075】

また、送気路１３２は、複数のウェル１０に対し水平方向にずらして配置される。これにより、カメラ８の視界を確保しながら、送気ポンプ１０４と各リザーバ１０６とを連通することができる。また、ウェル１０を迂回するように送気路１３２を敷設する場合、送気路１３２を枝分かれ構造とすることで容易に当該敷設を実現することができる。

【0076】

また、送気路１３２は、送気ポンプ１０４と各リザーバ１０６とをつなぐ各流路の体積が実質的に同一である。これにより、各リザーバ１０６から各ウェル１０に供給する培地１４８の量を均一化することができる。また、流路体積を実質的に同一にする場合、送気路１３２を枝分かれ構造とすることで送気路１３２全体の敷設面積が著しく増大することを抑制することができる。これにより、流路体積を実質的に同一にすることと、カメラ８の視界確保とを両立することができる。

【0077】

また、各リザーバ１０６は、送液路１０８におけるリザーバ１０６に接続される第１端部１０８ａに近づくにつれて低くなるように傾斜する底面１０６ａを有する。これにより、リザーバ１０６内の培地１４８をより確実にウェル１０に供給することができ、ウェル１０内に培地１４８が残存することを抑制することができる。このため、各ウェル１０に供給する培地１４８の量をより確実に均一化することができる。また、培地交換装置１００は、複数のリザーバ１０６と送気路１３２とを気密に接続するシール部材１０７を備える。これにより、各ウェル１０に供給する培地１４８の量をより確実に均一化することができる。

【0078】

また、培地交換装置１００は、複数のウェル１０から培地１４８を吸引するための吸引ポンプ１１４と、複数のウェル１０と吸引ポンプ１１４とを連通し、各ウェル１０から吸引ポンプ１１４に向けて培地１４８を流す複数の排液路１１０と、を備える。このように、１台の吸引ポンプ１１４で複数のウェル１０の培地１４８を吸引する構造とすることで、各ウェル１０に１対１で吸引ポンプ１１４を設ける場合に比べて、部品点数を削減することができる。よって、培地交換装置１００の構造を簡素化することができ、また小型化することができる。

【0079】

また、培地交換装置１００は、吸引ポンプ１１４と複数の排液路１１０との間に接続され、排液路１１０を流れる培地１４８を収容する排液タンク１１２を備える。これにより、吸引ポンプ１１４が培地１４８と接触することを回避することができる。よって、培地交換装置１００のメンテナンス性を高めることができる。また、複数回の培養で吸引ポンプ１１４を使い回すことができるため、培養にかかるコストの増加を抑制することができる。

【0080】

また、本実施の形態の培地交換装置１００は、中蓋部材１１６およびカバー１０２をウェルプレート６に被せ、カバー１０２に送気ダクト１２０を接続し、中蓋部材１１６（の排液路１１０）に排液タンク１１２を接続する構造を有する。このため、市販のウェルプレート６に手を加えずに培地交換装置１００を取り付けることができる。よって、使い勝手の良好な培地交換装置を提供することができる。

【0081】

（実施の形態２）
実施の形態２に係る培地交換装置は、送気路１３２の構造を除き、実施の形態１と共通の構成を有する。本実施の形態の説明では、実施の形態１と同様の構成については、その説明を適宜省略する。図１５（Ａ）～図１５（Ｃ）は、実施の形態２に係る培地交換装置１００が備える送気路１３２の層構造を示す平面図である。図１５（Ａ）は１層目の流路を、図１５（Ｂ）は２層目の流路を、図１５（Ｃ）は３層目の流路をそれぞれ示している。１層目～３層目の流路は、鉛直方向の上からこの順に積層される。

【0082】

送気路１３２は、送気ポンプ１０４からのガスが流入する上流路１３４と、上流路１３４から分岐して各リザーバ１０６に接続される複数の下流路１３６と、を有する。本実施の形態の送気路１３２は、３層構造を有する。上流路１３４は、送気路１３２の１層目の流路に相当する。複数の下流路１３６は、送気路１３２の２層目および３層目の流路に相当する。以下の説明では、２層目の下流路１３６を上部下流路１３６ａと称し、３層目の下流路１３６を下部下流路１３６ｃと称する。上流路１３４は上部下流路１３６ａに接続され、上部下流路１３６ａは下部下流路１３６ｃに接続され、下部下流路１３６ｃは各リザーバ１０６に接続される。

【0083】

送気路１３２は、リザーバ１０６の数未満の上流路１３４を有する。本実施の形態の送気路１３２は、１本の上流路１３４を有する。上流路１３４の一端は、送気ダクト１２０に接続される。上流路１３４は、天面１０２ａ内で水平方向に引き回されて、上部下流路１３６ａとの接続部１３８に至る。上流路１３４の他端は、接続部１３８において上部下流路１３６ａに接続される。接続部１３８は、所定のウェル１０の中心と重なる位置に配置される。

【0084】

本実施の形態の送気路１３２は、１本の上部下流路１３６ａを有する。上部下流路１３６ａは、上流路１３４との接続部１３８から４方に延び、天面１０２ａ内で水平方向に引き回されて、下部下流路１３６ｃとの接続部１４２に至る。上部下流路１３６ａの４つの端部は、それぞれ接続部１４２において下部下流路１３６ｃに接続される。

【0085】

本実施の形態の送気路１３２は、４本の下部下流路１３６ｃを有する。各下部下流路１３６ｃは、上部下流路１３６ａとの接続部１４２から６方に延び、天面１０２ａ内で水平方向に引き回されて、各リザーバ１０６に至る。下部下流路１３６ｃの６つの端部は、それぞれリザーバ１０６に接続されるガス流出口１４４を構成する。

【0086】

したがって、本実施の形態におけるガス流路は、１層目の上流路１３４では１本であるが、２層目の上部下流路１３６ａで４本に分岐し、３層目の下部下流路１３６ｃでリザーバ１０６と同数の２４本に分岐する。このような送気路１３２の構造によっても、送気ポンプ１０４と各リザーバ１０６とをそれぞれ独立した複数の送気路で連通する場合と比べて、送気路１３２全体の構造を簡素化することができる。また、送気路１３２全体の敷設に要する面積を小さくすることができる。これにより、培地交換装置１００の構造の簡素化および小型化を図ることができる。

【0087】

また、本実施の形態によっても、各ガス流路の体積を実質的に同一にすることができる。また、流路体積が実質的に同一な状態を維持しながら、接続部１３８と重なる１つのウェル１０を除いて送気路１３２を複数のウェル１０に対し水平方向にずらして配置することができる。これにより、各ウェル１０内の様子をカメラ８で撮像する際に、送気路１３２が撮像の妨げになることを抑制することができる。

【0088】

なお、図１５（Ａ）では、送気ダクト１２０と接続部１３８との間に位置する２つのウェル１０の中心を通るように上流路１３４が敷設されているが、上流路１３４はこの２つのウェル１０と重ならないように迂回させることができる。また、図１５（Ｂ）では、接続部１３８から接続部１４２に向かって上部下流路１３６ａが直線状に延びているが、上部下流路１３６ａはウェル１０と重ならないように迂回させることができる。同様に、図１５（Ｃ）では、接続部１４２からガス流出口１４４に向かって下部下流路１３６ｃが直線状に延びているが、下部下流路１３６ｃはウェル１０と重ならないように迂回させることができる。

【0089】

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明した。前述した実施の形態は、本発明を実施するにあたっての具体例を示したものにすぎない。実施の形態の内容は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、請求の範囲に規定された発明の思想を逸脱しない範囲において、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。設計変更が加えられた新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態および変形それぞれの効果をあわせもつ。前述の実施の形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「本実施の形態の」、「本実施の形態では」等の表記を付して強調しているが、そのような表記のない内容でも設計変更が許容される。以上の構成要素の任意の組み合わせも、本発明の態様として有効である。図面の断面に付したハッチングは、ハッチングを付した対象の材質を限定するものではない。

【0090】

実施の形態は、以下に記載する項目によって特定されてもよい。
それぞれに培養物および培地（１４８）が収容される複数のウェル（１０）のそれぞれに対応して設けられ、各ウェル（１０）に供給する培地（１４８）を収容する複数のリザーバ（１０６）と、
複数のリザーバ（１０６）に供給するガスを吐出する送気ポンプ（１０４）と、
送気ポンプ（１０４）と複数のリザーバ（１０６）とを連通し、送気ポンプ（１０４）から複数のリザーバ（１０６）に向けてガスを流す送気路（１３２）と、
各リザーバ（１０６）と各ウェル（１０）とを連通し、各リザーバ（１０６）へのガスの流入により各リザーバ（１０６）から押し出される培地（１４８）を各リザーバ（１０６）から各ウェル（１０）に向けて流す複数の送液路（１０８）と、を備え、
送気路（１３２）は、送気ポンプ（１０４）と複数のリザーバ（１０６）それぞれとをつなぐ各流路の体積が実質的に同一である、培地交換装置（１００）。
この態様によれば、開閉バルブを各リザーバ１０６に対して設けることなく、各リザーバ１０６への培地供給量を均一化することができる。このため、培地交換装置１００の構造を簡素化することができ、また培地交換装置１００を小型化することができる。

【産業上の利用可能性】

【0091】

本発明は、培地交換装置に利用可能である。

【符号の説明】

【0092】

６ ウェルプレート、 １０ ウェル、 １００ 培地交換装置、 １０４ 送気ポンプ、 １０６ リザーバ、 １０６ａ 底面、 １０８ 送液路、 １１０ 排液路、 １１２ 排液タンク、 １１４ 吸引ポンプ、 １３２ 送気路、 １３４ 上流路、 １３６ 下流路、 １４８ 培地。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】