(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】2024-05-17
(45)【発行日】2024-05-27
(54)【発明の名称】送液装置および送液方法
(51)【国際特許分類】
C12M 1/00 20060101AFI20240520BHJP
C12M 1/02 20060101ALI20240520BHJP
C12N 5/07 20100101ALI20240520BHJP
C12M 3/00 20060101ALI20240520BHJP
【ＦＩ】
C12M1/00 C
C12M1/02 A
C12N5/07
C12M3/00 A
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2020065197
(22)【出願日】2020-03-31
(65)【公開番号】P2021159008
(43)【公開日】2021-10-11
【審査請求日】2022-07-26
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和元年度、国立研究開発法人日本医療研究開発機構、「再生医療・遺伝子治療の産業化に向けた評価基盤技術開発事業再生医療技術を応用した創薬支援基盤技術の開発」「階層的共培養を基礎とするＬｉｖｅｒ／Ｇｕｔ ｏｎ－ａ－ｃｈｉｐの開発：インビトロ腸肝循環評価を目指した高度な代謝と極性輸送の再現」委託研究開発、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願
(73)【特許権者】
【識別番号】000125369
【氏名又は名称】学校法人東海大学
(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】100175824
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 淳一
(74)【代理人】
【識別番号】100152272
【弁理士】
【氏名又は名称】川越 雄一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100181722
【弁理士】
【氏名又は名称】春田 洋孝
(72)【発明者】
【氏名】木村 啓志
(72)【発明者】
【氏名】榛葉 健汰
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 優冶
【審査官】上村 直子
(56)【参考文献】
【文献】特開平０６－１８９７４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／１３５５７２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１９／０４３１３０（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１１／１２７９４５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００９－１００６５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】Journal of Laboratory Automation，2015年，Vol.20, No.3，pp.265-273
【文献】Lab on a Chip，2008年，Vol.8，pp.741-746
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ１２Ｍ １／００－３／１０
Ｇｏｏｇｌｅ Ｓｃｈｏｌａｒ
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
液を流通する液流通部と、前記液流通部に前記液を送る送液部とがループ状流路で接続された送液装置であって、前記送液部は、前記液が導入される送液室を有し、
前記液流通部は、前記液を貯留可能な複数の貯留部を備え、
前記貯留部は、筒状体により形成され、前記送液部による送液時に開放されている上部開口を有する開放系として構成されており、前記貯留部の少なくとも１つは、細胞培養が可能な細胞培養部を備え、
前記ループ状流路は、前記送液室と前記複数の貯留部のうちの一つの貯留部の側面とを送液可能に接続する第１流路と、前記送液室と前記複数の貯留部のうちの他の一つの貯留部の側面とを送液可能に接続する第２流路と、前記貯留部同士の側面を接続する返送流路とを有し、
前記送液室内に、回転によって前記液を前記第１流路と前記第２流路のうち一方から他方へ送る回転子が設けられた、送液装置。
【請求項2】
液を流通する液流通部と、前記液流通部に前記液を送る送液部とがループ状流路で接続された送液装置であって、前記送液部は、前記液が導入される送液室を有し、
前記液流通部は、前記液を貯留可能な１つ以上の貯留部を備え、
前記貯留部は、筒状体により形成され、前記送液部による送液時に開放されている上部開口を有する開放系として構成されており、前記貯留部の少なくとも１つは、細胞培養が可能な細胞培養部を備え、
前記ループ状流路は、前記送液室と前記貯留部の側面とを送液可能に接続する第１流路と、前記送液室と前記貯留部の側面とを送液可能に接続する第２流路と、を有し、
前記送液室内に、回転によって前記液を前記第１流路と前記第２流路のうち一方から他方へ送る回転子が設けられた、送液装置。
【請求項3】
前記細胞培養部は、前記貯留部の底面に形成され、前記貯留部の底面がガス透過性を有する材料で形成される、請求項１又は２に記載の送液装置。
【請求項4】
前記送液室の内面に、前記回転子を回転可能に支持する凸状の回転軸が突出して形成され、前記回転子は、前記回転軸が挿入される軸受け部を備える、請求項１～３のうちいずれか１項に記載の送液装置。
【請求項5】
前記回転子の一部または全部は、磁性体で形成されている、請求項１～４のうちいずれか１項に記載の送液装置。
【請求項6】
前記回転子は、外部の磁界発生装置により非接触で回転するマグネチックスターラーである、請求項５に記載の送液装置。
【請求項7】
前記細胞培養部が、前記第１流路が接続した前記貯留部の底面に形成されており、前記底面が、前記第１流路の底面および前記返送流路の底面よりも低い位置にある、請求項１に記載の送液装置。
【請求項8】
前記細胞培養部は、前記貯留部の内部に配置される内筒と、前記内筒の一端に設けられ、細胞が付着可能な細胞支持体とを備える、請求項１～７のうちいずれか１項に記載の送液装置。
【請求項9】
前記内筒は、前記内筒内の空間と前記ループ状流路とを連通させる貫通孔を有し、前記貯留部に、位置決め凹部が形成され、
前記内筒に、前記貫通孔と前記ループ状流路との位置が合致したときに前記位置決め凹部に嵌合する位置決め凸部が形成されている、請求項８に記載の送液装置。
【請求項10】
液を流通する液流通部、前記液流通部に前記液を送る送液部、および、前記液流通部と前記液流通部とを接続するループ状流路を用いて前記液を送る送液方法であって、前記送液部は、前記液が導入される送液室を有し、
前記液流通部は、前記液を貯留可能な複数の貯留部を備え、
前記貯留部は、筒状体により形成され、前記送液部による送液時に開放されている上部開口を有する開放系として構成されており、前記貯留部の少なくとも１つは、細胞培養が可能な細胞培養部を備え、
前記ループ状流路は、前記送液室と前記複数の貯留部のうちの一つの貯留部の側面とを送液可能に接続する第１流路と、前記送液室と前記複数の貯留部のうちの他の一つの貯留部の側面とを送液可能に接続する第２流路と、前記貯留部同士の側面を接続する返送流路とを有し、
前記送液室内に、回転子が設けられ、前記送液室において、前記回転子の回転によって前記液を前記第１流路と前記第２流路のうち一方から他方へ送る、送液方法。
【請求項11】
液を流通する液流通部、前記液流通部に前記液を送る送液部、および、前記液流通部と前記液流通部とを接続するループ状流路を用いて前記液を送る送液方法であって、前記送液部は、前記液が導入される送液室を有し、
前記液流通部は、前記液を貯留可能な１つ以上の貯留部を備え、
前記貯留部は、筒状体により形成され、前記送液部による送液時に開放されている上部開口を有する開放系として構成されており、前記貯留部の少なくとも１つは、細胞培養が可能な細胞培養部を備え、
前記ループ状流路は、前記送液室と前記貯留部の側面とを送液可能に接続する第１流路と、前記送液室と前記貯留部の側面とを送液可能に接続する第２流路と、を有し、
前記送液室内に、回転子が設けられ、前記送液室において、前記回転子の回転によって前記液を前記第１流路と前記第２流路のうち一方から他方へ送る、送液方法。
【請求項12】
前記送液室において、前記回転子の回転によって前記液を送るにあたって、前記回転子の回転速度によって前記液の流量を調整する、請求項１０又は１１に記載の送液方法。
【請求項13】
前記送液室において、前記回転子の回転によって前記液を送るにあたって、前記回転子の回転方向によって前記液の流れ方向を定める、請求項１０～１２のうちいずれか１項に記載の送液方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、送液装置および送液方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、創薬分野では、Microphysiological Systems（生体模倣システム。以下、ＭＰＳ）が注目されている。ＭＰＳは、インビトロ（in vitro）で生体内環境を再現する細胞アッセイプラットフォームである。従来、ＭＰＳには、送液装置が用いられている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】国際公開第２０１７／１５４８９９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
前記送液装置は、構造が簡単で操作が容易であることが求められている。
【0005】
本発明の一態様は、操作が容易である送液装置および送液方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様は、液を流通する液流通部と、前記液流通部に前記液を送る送液部とがループ状流路で接続された送液装置であって、前記送液部は、前記液が導入される送液室を有し、前記ループ状流路は、前記送液室と前記液流通部とを送液可能に接続する第１流路と、前記送液室と前記液流通部とを送液可能に接続する第２流路と、を有し、前記送液室内に、回転によって前記液を前記第１流路と前記第２流路のうち一方から他方へ送る回転子が設けられ、前記液流通部は、前記液を貯留可能な１つ以上の貯留部を備えている、送液装置を提供する。
【0007】
前記貯留部は、開放系であることが好ましい。
【0008】
前記貯留部の少なくとも１つは、細胞培養部を備えることが好ましい。
【0009】
前記細胞培養部は、前記貯留部の底面に形成され、前記貯留部の底面がガス透過性を有する材料で形成されることが好ましい。
【0010】
前記送液室の内面に、前記回転子を回転可能に支持する凸状の回転軸が突出して形成され、前記回転子は、前記回転軸が挿入される軸受け部を備えることが好ましい。
【0011】
前記回転子の一部または全部は、磁性体で形成されていることが好ましい。
【0012】
前記回転子は、外部の磁界発生装置により非接触で回転するマグネチックスターラーであることが好ましい。
【0013】
前記第１流路および前記第２流路の流路抵抗は、互いに同じであることが好ましい。
【0014】
前記細胞培養部は、前記貯留部の内部に配置される内筒と、前記内筒の一端に設けられ、細胞が付着可能な細胞支持体とを備えることが好ましい。
【0015】
前記内筒は、前記内筒内の空間と前記ループ状流路とを連通させる貫通孔を有し、前記貯留部に、位置決め凹部が形成され、前記内筒に、前記貫通孔と前記ループ状流路との位置が合致したときに前記位置決め凹部に嵌合する位置決め凸部が形成されていることが好ましい。
【0016】
本発明の他の態様は、液を流通する液流通部、前記液流通部に前記液を送る送液部、および、前記液流通部と前記液流通部とを接続するループ状流路を用いて前記液を送る送液方法であって、前記送液部は、前記液が導入される送液室を有し、前記ループ状流路は、前記送液室と前記液流通部とを送液可能に接続する第１流路と、前記送液室と前記液流通部とを送液可能に接続する第２流路と、を有し、前記送液室内に、回転子が設けられ、前記液流通部は、前記液を貯留可能な１つ以上の貯留部を備え、前記送液室において、前記回転子の回転によって前記液を前記第１流路と前記第２流路のうち一方から他方へ送る、送液方法を提供する。
【0017】
前記送液室において、前記回転子の回転によって前記液を送るにあたって、前記回転子の回転速度によって前記液の流量を調整することができる。
【0018】
前記送液室において、前記回転子の回転によって前記液を送るにあたって、前記回転子の回転方向によって前記液の流れ方向を定めることができる。
【発明の効果】
【0019】
本発明の一態様によれば、操作が容易である送液装置および送液方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】第１実施形態の送液装置の斜視図である。
【図2】第１実施形態の送液装置の分解斜視図である。
【図3】第１実施形態の送液装置の装置本体の平面図である。
【図4】第１実施形態の送液装置の装置本体の一部を示す斜視図である。
【図5】第１実施形態の送液装置の送液室および回転子の構成図である。
【図6】貯留部に細胞培養部としてカルチャーインサートを挿入した構造の一例を示す構成図である。
【図7】液の循環を考慮した細胞培養部を備えるインサートの具体例を示す構成図である。
【図8】試験例の送液装置の構成図である。
【図9】回転子の動作の第１の例を示す説明図である。
【図10】回転子の動作の第２の例を示す説明図である。
【図11】試験結果を示す図である。
【図12】（Ａ）試験例の送液装置の構成図である。（Ｂ）送液室および回転子の構成図である。
【図13】（Ａ）試験例の送液装置の構成図である。（Ｂ）送液室および回転子の構成図である。
【図14】（Ａ）試験例の送液装置の構成図である。（Ｂ）送液室および回転子の構成図である。
【図15】試験結果を示す図である。
【図16】（Ａ）試験例の送液装置の構成図である。（Ｂ）送液室および回転子の構成図である。
【図17】（Ａ）試験例の送液装置の構成図である。（Ｂ）送液室および回転子の構成図である。
【図18】（Ａ）試験例の送液装置の構成図である。（Ｂ）送液室および回転子の構成図である。
【図19】試験結果を示す図である。
【図20】第２実施形態の送液装置の構成図である。
【図21】第３実施形態の送液装置の構成図である。
【図22】第４実施形態の送液装置の構成図である。
【図23】第５実施形態の送液装置の構成図である。
【図24】カルチャーインサートの他の使用例を示す構成図である。
【図25】カルチャーインサートのさらに他の使用例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
［送液装置］
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
[送液装置]（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の送液装置１００の斜視図である。図２は、送液装置１００の分解斜視図である。図３は、装置本体１０の平面図である。図４は、装置本体１０の一部を示す斜視図である。図５は、送液室７および回転子２０の構成図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
[送液装置]（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の送液装置１００の斜視図である。図２は、送液装置１００の分解斜視図である。図３は、装置本体１０の平面図である。図４は、装置本体１０の一部を示す斜視図である。図５は、送液室７および回転子２０の構成図である。
【0022】
以下、ＸＹＺ直交座標系を用いて各構成の位置関係を説明することがある。Ｘ方向は、矩形板状の装置本体１０の長手方向である。Ｘ方向のうち＋Ｘ方向は右方である。－Ｘ方向は左方である。Ｙ方向は、Ｘ方向と直交する前後方向である。Ｙ方向のうち＋Ｙ方向は後方である。－Ｙ方向は前方である。Ｚ方向は、装置本体１０の厚さ方向であって、Ｘ方向およびＹ方向に直交する方向である。Ｚ方向のうち＋Ｚ方向は上方である。－Ｚ方向は下方である。Ｚ方向は上下方向、または高さ方向ともいう。Ｚ方向（上下方向）から見ることを平面視という。
【0023】
後述するように、送液装置１００で液がループ状流路４を循環する方向について、時計回り方向（右回転）に循環する方向を循環方向Ｆ１とし、反時計回り方向（左回転）に循環する方向を循環方向Ｆ２とする。
また、回転子２０が回転する方向について、時計回り方向（右回転）を回転方向Ｄ１とし、反時計回り方向（左回転）を回転方向Ｄ２とする。
また、回転子２０が回転する方向について、時計回り方向（右回転）を回転方向Ｄ１とし、反時計回り方向（左回転）を回転方向Ｄ２とする。
【0024】
図１～図３に示すように、送液装置１００は、装置本体１０と、回転子２０（図５参照）と、駆動装置３０（図１および図２参照）とを備える。
装置本体１０は、例えば、ブロック状または板状に形成されている。装置本体１０は、平面視において矩形状（例えば、長方形状）とされている。装置本体１０は、例えば、樹脂などで構成される。装置本体１０を構成する樹脂としては、例えば、ポリスチレン樹脂；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル樹脂；ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）などのアクリル樹脂；シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）などのポリオレフィン樹脂；ポリカーボネート樹脂；ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）などのシリコーン材料などが挙げられる。
装置本体１０は、例えば、ブロック状または板状に形成されている。装置本体１０は、平面視において矩形状（例えば、長方形状）とされている。装置本体１０は、例えば、樹脂などで構成される。装置本体１０を構成する樹脂としては、例えば、ポリスチレン樹脂；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル樹脂；ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）などのアクリル樹脂；シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）などのポリオレフィン樹脂；ポリカーボネート樹脂；ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）などのシリコーン材料などが挙げられる。
【0025】
装置本体１０は、液流通構造１が形成された樹脂製の主部（図示略）と、板状、シート状等の底部材（図示略）とが組み合わされて構成されていてもよい。底部材は、貯留部等の下部開口を閉止する。底部材は、貯留部等に液を貯留できれば、材質等に特に制限はない。底部材は、例えば、ガス透過性の高いシリコーン系樹脂やオレフィン系樹脂で構成されてもよい。この構成によれば、底部材上で培養される細胞に効率よく酸素を供給することができるため、好気系の細胞の生理活性を向上させることができる。そのほか、底部材は、カバーガラスで構成されていてもよい。この構成によれば、共焦点顕微鏡を使って、カバーグラスを通して貯留部内の細胞の様子を詳細に観察することができる。
装置本体は、内部に貯留部を形成する１または複数の筒状体と、筒状体を支持する枠体とで構成されていてもよい。
装置本体は、内部に貯留部を形成する１または複数の筒状体と、筒状体を支持する枠体とで構成されていてもよい。
【0026】
装置本体１０には、複数（例えば６つ）の液流通構造１が形成されている。６つの液流通構造１（１Ａ～１Ｈ）は、Ｘ方向およびＹ方向に「３×２」のマトリクス状に配置される。なお、液流通構造１の数は、１でもよいし、２以上の任意の数でもよい。なお、複数の液流通構造１を配置する向きは、図１～図３の配置に限定されない。それぞれの液流通構造１は任意な向きで配置してもよい。
【0027】
図４に示すように、液流通構造１は、液流通部２と、送液部３と、ループ状流路４と、を有する。
液流通部２は、第１貯留部５（貯留部）と、第２貯留部６（貯留部）とを有する。図４は、図３に示す６つの液流通構造１（１Ａ～１Ｈ）のうち、液流通構造１Ａを示す。
液流通部２は、第１貯留部５（貯留部）と、第２貯留部６（貯留部）とを有する。図４は、図３に示す６つの液流通構造１（１Ａ～１Ｈ）のうち、液流通構造１Ａを示す。
【0028】
第１貯留部５および第２貯留部６は、例えば、装置本体１０の主面１０ａ（上面）（図１および図２参照）に開口して形成された凹部である。第１貯留部５および第２貯留部６は、例えば、平面視において円形状とされている。第１貯留部５および第２貯留部６は、Ｚ方向に沿う中心軸を有する円柱状の内部空間（貯留空間）を有する。第１貯留部５と第２貯留部６とは、Ｘ方向に並んで形成されている。
【0029】
第１貯留部５および第２貯留部６は、上部開口を有するため、開放系の貯留部である。そのため、ユーザーが第１貯留部５および第２貯留部６に対して上部開口を通して細胞播種、培地交換などの操作を容易に行うことができる。第１貯留部５および第２貯留部６は、開放系の貯留部であるため、気密維持などのための操作が不要であり、送液装置１００のセットアップが容易である。
【0030】
送液部３は、送液室７を有する。
ループ状流路４は、第１流路１１と、第２流路１２と、返送流路１３とを有する。ループ状流路４は、液流通部２と送液部３とを接続している。第１流路１１と、第２流路１２と、返送流路１３とは、循環流路を形成する。
ループ状流路４は、第１流路１１と、第２流路１２と、返送流路１３とを有する。ループ状流路４は、液流通部２と送液部３とを接続している。第１流路１１と、第２流路１２と、返送流路１３とは、循環流路を形成する。
【0031】
第１流路１１の一端１１ａは、第１貯留部５の側面に接続されている。第１流路１１は、一端１１ａから－Ｙ方向に延び、屈折部１１ｂで屈曲して＋Ｘ方向に延びる。第１流路１１の他端である接続端１１ｃは送液室７に接続されている。第１流路１１の幅や高さは一定でもよいし、一定でなくてもよい。第１流路１１の断面形状（第１流路１１の長さ方向に直交する断面の形状）は、液が循環できれば特に制限はなく、例えば、矩形でもよいし、円形でもよい。
【0032】
第２流路１２の一端１２ａは、第２貯留部６の側面に接続されている。第２流路１２は、一端１２ａから－Ｙ方向に延び、屈折部１２ｂで屈曲して－Ｘ方向に延びる。第２流路１２の他端である接続端１２ｃは送液室７に接続されている。第２流路１２の幅や高さは一定でもよいし、一定でなくてもよい。第２流路１２の断面形状（第２流路１２の長さ方向に直交する断面の形状）は、液が循環できれば特に制限はなく、例えば、矩形でもよいし、円形でもよい。
第１流路１１の幅Ｗ１および第２流路１２の幅Ｗ２は、送液室７の幅Ｗ３の２分の１以下であることが好ましい（図５参照）。送液室７の幅Ｗ３は、液出入口１４の端１４ａと液出入口１５の端１５ａとの距離であり、送液室７の内径である。
第１流路１１の幅Ｗ１および第２流路１２の幅Ｗ２は、送液室７の幅Ｗ３の２分の１以下であることが好ましい（図５参照）。送液室７の幅Ｗ３は、液出入口１４の端１４ａと液出入口１５の端１５ａとの距離であり、送液室７の内径である。
【0033】
第１流路１１と第２流路１２とは、液の流路抵抗が互いに同じであってもよいが、異なっていてもよい。すなわち、第１流路１１および前記第２流路１２のうち一方の流路抵抗は、他方の流路抵抗と同じでもよいし、他方の流路抵抗より低くてもよい。ただし、第１流路１１および前記第２流路１２の流路抵抗は同じであることが望ましい。流路抵抗は、流路の断面積および長さに応じた値となる。
【0034】
第１流路１１の幅に比べて第２流路１２の幅が大きく、流路１１，１２の高さが同じであれば、第１流路１１の断面積（第１流路１１の長さ方向に直交する断面の面積）に比べて第２流路１２の断面積（第２流路１２の長さ方向に直交する断面の面積）が大きくなる。この場合、第２流路１２の流路抵抗は、第１流路１１の流路抵抗より低くなる。逆に、第１流路１１の断面積に比べて第２流路１２の断面積が小さければ、第２流路１２の流路抵抗は、第１流路１１の流路抵抗より高くなる。
【0035】
第１流路１１の断面積と第２流路１２の断面積とが同じであっても、第１流路１１の全長が第２流路１２の全長より長ければ、第２流路１２の流路抵抗は、第１流路１１の流路抵抗より低くなる可能性がある。逆に、第１流路１１の全長が第２流路１２の全長より短ければ、第２流路１２の流路抵抗は、第１流路１１の流路抵抗より高くなる可能性がある。
第１流路１１および前記第２流路１２のうち一方の流路抵抗が他方の流路抵抗より低いと、流路抵抗が高い流路から流路抵抗が低い流路に向けて液の流れが起こりやすくなる。
第１流路１１および前記第２流路１２のうち一方の流路抵抗が他方の流路抵抗より低いと、流路抵抗が高い流路から流路抵抗が低い流路に向けて液の流れが起こりやすくなる。
【0036】
図５に示すように、送液室７は、平面視において円形状とされている。送液室７は、平面視において、回転子２０の回転軌道２３と同心の円形状である。送液室７は、Ｚ方向に沿う中心軸Ｃ１を有する円柱状の内部空間を有する。送液室７の内部空間の形状は、円錐台状、または円板状であってもよい。
送液室７の内周面７ａは、回転子２０の回転軌道２３に近接している。送液室７の内径（幅Ｗ３）は、回転軌道２３の径よりわずかに大きい。
送液室７の内周面７ａは、回転子２０の回転軌道２３に近接している。送液室７の内径（幅Ｗ３）は、回転軌道２３の径よりわずかに大きい。
【0037】
送液室７は、液出入口１４と、液出入口１５とを有する。第１流路と第２流路における液の流路抵抗が互いに同じであって、送液室７の回転子２０が回転方向Ｄ２（反時計回り）に回転する場合には、通常、液出入口１４は取入口となる。液出入口１５は吐出口となる。送液室７の回転子２０が回転方向Ｄ１（時計回り）に回転する場合には、通常、液出入口１４は吐出口となる。液出入口１５は取入口となる。
【0038】
液出入口１４は、送液室７の内周面７ａに形成されている。送液室７は、液出入口１４を通して第１流路１１と連通している。送液室７は、液出入口１４を通して液が流通できるように第１流路１１と接続されている。平面視において直線状の第１流路１１の内側面１１ｄと、円弧状の内周面７ａとは滑らかに連続して形成されている。液出入口１４の端１４ａは、第１流路１１の内側面１１ｄと、内周面７ａとの接続点である。
【0039】
平面視において、接続端１１ｃを含む長さ範囲の第１流路１１は、端１４ａと同じ周方向位置を起点として、回転子２０の羽根部２２の先端２２ａの進行方向（速度ベクトルＶ１の方向）に延びる。接続端１１ｃを含む長さ範囲の第１流路１１の方向は、端１４ａと同じ周方向位置における、回転軌道２３の接線Ｌ１に沿う方向である。
【0040】
液出入口１５は、送液室７の内周面７ａに形成されている。送液室７は、液出入口１５を通して第２流路１２と連通している。送液室７は、液出入口１５を通して液が流通できるように第２流路１２と接続されている。平面視において直線状の第２流路１２の内側面１２ｄと、円弧状の内周面７ａとは滑らかに連続して形成されている。液出入口１５の端１５ａは、第１流路１１の内側面１２ｄと、内周面７ａとの接続点である。
【0041】
液出入口１５は、送液室７の中心軸Ｃ１（回転子２０の中心軸Ｃ２）について、液出入口１４に対して回転対称となる位置にある。すなわち、液出入口１５は、液出入口１４に対して、中心軸Ｃ１の軸周り方向に１８０°ずれた位置にある。液出入口１５は、周方向の少なくとも一部が液出入口１４と回転対称となる位置にあればよい。すなわち、液出入口１４と液出入口１５とは、周方向の少なくとも一部が中心軸Ｃ１の軸周り方向に１８０°ずれた位置にあればよい。
【0042】
平面視において、接続端１２ｃを含む長さ範囲の第２流路１２は、端１５ａと同じ周方向位置を起点として、回転子２０の羽根部２２の先端２２ａの進行方向（速度ベクトルＶ２の方向）に延びる。接続端１２ｃを含む長さ範囲の第２流路１２の方向は、端１５ａと同じ周方向位置における、回転軌道２３の接線Ｌ２に沿う方向である。
【0043】
送液室７の内面には、中心軸Ｃ１に沿って突出する凸状の回転軸７ｂが形成されている。回転軸７ｂは、例えば、円柱状（または円錐状）に形成されている。回転軸７ｂは、回転子２０を回転可能に支持する。
【0044】
図３および図４に示すように、返送流路１３は、第１貯留部５と第２貯留部６とを接続する。返送流路１３の一端１３ａは、第１貯留部５に接続されている。返送流路１３の他端１３ｂは、第２貯留部６に接続されている。第１貯留部５内の液は、返送流路１３を通して第２貯留部６に向かって流れることができる。第２貯留部６内の液は、返送流路１３を通して第１貯留部５に向かって流れることができる。
【0045】
液流通構造１（液流通部２、送液部３、およびループ状流路４）は、三次元プロッター、三次元プリンター、あるいはフォトリソグラフィなどの微細加工技術によって形成することができる。
【0046】
図５に示すように、回転子２０は、回転軸部２１と、複数（例えば、２つ）の羽根部２２とを備える。回転子２０の一部または全部は、磁性体で構成されている。回転子２０は、永久磁石を備えていてもよい。回転子２０の表面には、耐摩耗性に優れた樹脂コーティング層が形成されていてもよい。樹脂コーティング層は、例えばフッ素樹脂などで構成される。
【0047】
回転軸部２１は、円筒状に形成されている。回転軸部２１の内部は、回転軸７ｂが挿入される軸受け部２１ａである。回転軸部２１の中心軸Ｃ２は中心軸Ｃ１と一致する。中心軸Ｃ２は、回転子２０の回転中心である。回転軸部２１は、回転軸７ｂに回転可能に支持される。
【0048】
羽根部２２は、平板状に形成され、回転軸部２１の外周面から径方向外方に向けて延出する。２つの羽根部２２，２２は、中心軸Ｃ２に対して回転対称となる位置に形成されている。２つの羽根部２２，２２は、回転軸部２１からの延出長さが互いに同じである。なお、羽根部の数は２に限らず、３以上の任意の数であってもよい。回転軌道２３は、回転子２０の回転の際に羽根部２２の先端２２ａが描く円形の回転軌道である。
【0049】
回転子２０は、回転軸７ｂに回転自在に支持される形態であるが、回転子の形態はこれに限らない。回転子２０は、送液室７内に回転可能に設置されていれば、回転軸に支持されていなくてもよい。回転子は、例えば、２つの羽根部どうしを直接つなげた平板状に形成されていてもよい。この回転子は、平面視において、羽根部どうしの接続点が中心軸Ｃ１と一致する位置に配置される。
【0050】
図２に示すように、駆動装置３０は、平面視において矩形状の載置面３０ａを有する。載置面３０ａには装置本体１０が載置される。
駆動装置３０は、液流通構造１（１Ａ～１Ｈ）の送液室７に重なる位置に、それぞれ磁界発生装置３１を備える。磁界発生装置３１は、回転磁石（図示略）を備える。この回転磁石は、モータなどの駆動源によって回転する。回転磁石の回転に伴う磁界の変化によって、回転子２０には非接触で中心軸Ｃ１，Ｃ２周りの回転駆動力が加えられる（図５参照）。
駆動装置３０は、液流通構造１（１Ａ～１Ｈ）の送液室７に重なる位置に、それぞれ磁界発生装置３１を備える。磁界発生装置３１は、回転磁石（図示略）を備える。この回転磁石は、モータなどの駆動源によって回転する。回転磁石の回転に伴う磁界の変化によって、回転子２０には非接触で中心軸Ｃ１，Ｃ２周りの回転駆動力が加えられる（図５参照）。
【0051】
磁界発生装置３１は、回転磁石の回転数および回転方向を制御する制御部（図示略）を備える。制御部は、前述の駆動源（モータなど）への供給電圧を調整することなどによって回転磁石の回転数および回転方向を任意の値に設定できる。磁界発生装置３１は、制御部により、回転子２０の回転数および回転方向を制御することができる。なお、磁界発生装置３１は、液流通構造１の回転子に磁界を加えることができれば、その配置や数は任意に定めることができる。
【0052】
送液装置１００は、細胞培養装置として使用することができる。送液装置１００を細胞培養装置として用いる場合には、送液装置１００は、液流通構造１内に、細胞培養が可能な構造（細胞培養部）を備える。
【0053】
細胞培養部としては、カルチャーインサート等の培養機器を用いることができる。
図６は、貯留部に細胞培養部としてカルチャーインサートを挿入した構造の一例を示す構成図である。
カルチャーインサート４１は、第１貯留部５内に設けられる。カルチャーインサート４１は、第１貯留部５内に挿入される内筒４２と、細胞支持体４３とを備える。細胞支持体４３は内筒４２の一端開口（下端開口）を塞いで設けられている。細胞支持体４３は、例えば、多孔膜である。細胞支持体４３には、細胞４４が付着可能である。図６に示す例では、細胞４４は細胞支持体４３の上面（内筒４２の内部空間に臨む面）に付着している。細胞４４は、例えば、膜型臓器（小腸・肺・腎臓など）、血管、神経などの細胞である。
図６は、貯留部に細胞培養部としてカルチャーインサートを挿入した構造の一例を示す構成図である。
カルチャーインサート４１は、第１貯留部５内に設けられる。カルチャーインサート４１は、第１貯留部５内に挿入される内筒４２と、細胞支持体４３とを備える。細胞支持体４３は内筒４２の一端開口（下端開口）を塞いで設けられている。細胞支持体４３は、例えば、多孔膜である。細胞支持体４３には、細胞４４が付着可能である。図６に示す例では、細胞４４は細胞支持体４３の上面（内筒４２の内部空間に臨む面）に付着している。細胞４４は、例えば、膜型臓器（小腸・肺・腎臓など）、血管、神経などの細胞である。
【0054】
カルチャーインサート４１は、第１貯留部５に導入された液Ｌ３（培地等）を内筒４２内に導入して細胞４４の培養を行うことができる。細胞支持体４３が多孔膜である場合には、第１貯留部５に導入された液Ｌ３（培地等）と内筒４２内の液Ｌ４とは別種類の培地でもよい。このような手法により、同一空間で複数の細胞を、異なる培地で同時に培養することができる。また、多孔膜の上面と下面に異なる細胞を培養した場合、より生体内構造に近い臓器モデルを構築することができる。液Ｌ３と液Ｌ４の液面高さをそろえておけば、内筒４２内と内筒４２外で静水圧差が発生しないため、液の流れによる液中の物質の移動が殆ど発生せず、多孔膜の上面に培養した細胞と多孔膜の下面に培養した細胞の有するトランスポータータンパク質などによる生理活動によって輸送された物質等を正確に評価することができる。
カルチャーインサート４１を用いると、膜型臓器（小腸・肺・腎臓など）、血管、神経などの細胞４４を生体内に近い環境下で培養でき、臓器モデルによる物質の吸収、透過、排泄などの機能評価を行うことができる。
カルチャーインサート４１を用いると、膜型臓器（小腸・肺・腎臓など）、血管、神経などの細胞４４を生体内に近い環境下で培養でき、臓器モデルによる物質の吸収、透過、排泄などの機能評価を行うことができる。
【0055】
カルチャーインサート４１は、第２貯留部６内に設けることもできる。カルチャーインサート４１は、第１貯留部５および第２貯留部６にそれぞれ設けることもできる。カルチャーインサート４１を第１貯留部５および第２貯留部６にそれぞれ設ける場合、第１貯留部５で培養する細胞と第２貯留部６で培養する細胞とは異なっていてもよい。
【0056】
カルチャーインサート４１は、第１貯留部５または第２貯留部６に対して着脱自在である。また、カルチャーインサート４１は、あらかじめ、他のマルチウェルプレート（培養装置）で細胞支持体４３に細胞を予備培養しておき、機能解析を行うときに貯留部に取り付けて使用することができる。カルチャーインサート４１の使用によって、第１貯留部５または第２貯留部６に、細胞を容易に導入および除去することができる。
【0057】
図７は、液の循環を考慮した細胞培養部を備えるインサートの具体例であるインサート４１Ａを示す構成図である。インサート４１Ａは、内筒４２Ａと、細胞支持体４３Ａとを備える。
インサート４１Ａの内筒４２Ａは、円筒状に形成され、一対のスリット４５，４５が形成されている。スリット４５は、内筒４２Ａの中心軸に沿って内筒４２Ａのほぼ全長に形成されている。スリット４５，４５は、内筒４２Ａの中心軸周りの回転対称位置にある。スリット４５は、内筒４２Ａを厚さ方向に貫通する貫通孔である。
インサート４１Ａの内筒４２Ａは、円筒状に形成され、一対のスリット４５，４５が形成されている。スリット４５は、内筒４２Ａの中心軸に沿って内筒４２Ａのほぼ全長に形成されている。スリット４５，４５は、内筒４２Ａの中心軸周りの回転対称位置にある。スリット４５は、内筒４２Ａを厚さ方向に貫通する貫通孔である。
【0058】
スリット４５は、貯留部に接続される流路（ループ状流路）と同じ周方向位置になるように形成されている。流路から液が循環する流れを阻害しなければ、スリット４５は貫通孔に限定されない。
内筒４２Ａの上部には、位置決め凸部４６が形成されている。位置決め凸部４６は、内筒４２Ａの外周面から径方向外方に突出する。図７に示す例では、位置決め凸部４６は複数（例えば４つ）設けられている。複数の位置決め凸部４６は、内筒４２Ａの中心軸周りに位置を違えて設けられている。なお、位置決め凸部は、貯留部に対する内筒の位置を定めることができればよく、その数は特に限定されない。位置決め凸部の数は、１以上（１または２以上の任意の数）としてよい。
内筒４２Ａの上部には、位置決め凸部４６が形成されている。位置決め凸部４６は、内筒４２Ａの外周面から径方向外方に突出する。図７に示す例では、位置決め凸部４６は複数（例えば４つ）設けられている。複数の位置決め凸部４６は、内筒４２Ａの中心軸周りに位置を違えて設けられている。なお、位置決め凸部は、貯留部に対する内筒の位置を定めることができればよく、その数は特に限定されない。位置決め凸部の数は、１以上（１または２以上の任意の数）としてよい。
【0059】
インサート４１Ａの細胞支持体４３Ａは、多孔膜でなくてもよい。また、インサート４１Ａの細胞支持体４３Ａは、第１貯留部５または第２貯留部６に接続される第１流路および返送流路の底面の高さよりも低くなるように形成し、細胞支持体４３Ａに細胞を培養してもよい。このような構成にすることで、液の流れが細胞に加わりにくくなるため、例えば、肝臓細胞のような剪断応力に弱い細胞の培養に適した環境を構築することができる。インサート４１Ａは、第１貯留部５または第２貯留部６に対して着脱自在である。あらかじめ、他のマルチウェルプレート（培養装置）で細胞支持体４３Ａに細胞を予備培養しておき、機能解析を行うときに貯留部に取り付けて使用することができる。
【0060】
第１貯留部５の上部には、１または複数の位置決め凹部５１が形成されている。位置決め凹部５１は、第１貯留部５の内周面に、径方向外方に向けて凹状となるように形成されている。図７に示す例では、位置決め凹部５１は複数（例えば４つ）形成されている。複数の位置決め凹部５１は、第１貯留部５の中心軸周りに位置を違えて形成されている。位置決め凹部５１の位置および数は、内筒４２Ａの位置決め凸部４６の位置および数に応じて定められる。
【0061】
位置決め凹部５１にそれぞれ位置決め凸部４６を挿入すると、内筒４２Ａは第１貯留部５に対して中心軸周りに位置決めされる。位置決め凹部５１は、ループ状流路４（第１流路１１および返送流路１３）と、スリット４５との中心軸周りの位置が合致したときに位置決め凸部４６に嵌合する。これにより、一方のスリット４５を通して第１流路１１と内筒４２Ａ内とが連通し、かつ、他方のスリット４５を通して返送流路１３と内筒４２Ａ内とが連通する。そのため、内筒４２Ａ内の空間と、第１流路１１との間を液が流通可能となる。内筒４２Ａ内の空間と、返送流路１３との間を液が流通可能となる。
インサート４１Ａは、第２貯留部６内に配置することもできる。
インサート４１Ａは、第２貯留部６内に配置することもできる。
【0062】
送液装置１００では、カルチャーインサート４１またはインサート４１Ａを用いずに細胞を培養してもよい。細胞培養部は、貯留部の底面に形成されていてもよい。例えば、細胞培養部は、第１貯留部５（図４参照）については、例えば、底面５ａに形成されている。細胞培養部は、第２貯留部６については、例えば、底面６ａ（図４参照）に形成されている。底面５ａ，６ａを細胞培養部とすると、カルチャーインサート４１またはインサート４１Ａを利用した場合と比して、細胞培養部の面積をより大きく確保できる。なお、図４に示す５ｂ，６ｂは、貯留部５，６の内壁面である。
【0063】
装置本体１０が一体的に形成されている場合だけでなく、装置本体１０が主部（図示略）と底部材（図示略）とによって構成されている場合（前述）も、細胞培養部を貯留部の底面に形成する構成を採用できる。底部材を使用する場合には、貯留部の底面は、底部材の上面のうち貯留部に臨む領域である。底部材は、貯留部に液を貯留できれば、材質等に特に制限はない。底部材は、例えば、ガラスで構成されていてもよい。この構成によれば、共焦点顕微鏡を使って、底部材を通して貯留部内の細胞の様子を詳細に観察することができる。
【0064】
貯留部の底面の構成材料は、ガス透過性（例えば、酸素ガス透過性）を有する材料であってもよい。ガス透過性を有する材料としては、例えば、シリコーン系材料やオレフィン系材料などの高分子材料がある。この構成は、貯留部の底面において好気性の細胞（肝細胞など）を培養する場合に好適である。
【0065】
「ガス透過性を有する」とは、例えば、２５℃において、酸素ガス透過率が１０×１０－８ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ２・ｓｅｃ・ａｔｍ以上であることをいう。ガス透過性は、１気圧の下で当該気体が所定の厚み（ｃｍ）の物体を単位面積（ｃｍ２）あたりに単位時間（１ｓｅｃ）に通過する体積（ｃｃ）で表している。ガス透過性（ガス透過率）は、例えば、ＪＩＳ Ｋ ７１２６－１に準拠して測定できる。
【0066】
送液装置１００では、ループ状流路４（第１流路１１、第２流路１２および返送流路１３）の内面に細胞を付着させた状態で培養を行ってもよい。
送液装置１００では、液流通構造１（液流通部２、送液部３、およびループ状流路４）を流れる液中に浮遊した状態で細胞を培養してもよい。
送液装置１００では、液流通構造１（液流通部２、送液部３、およびループ状流路４）を流れる液中に浮遊した状態で細胞を培養してもよい。
【0067】
送液装置では、第１貯留部の底面と、第１貯留部に接続される第１流路および返送流路の底面との高さを同じ高さにして、第１貯留部の底面に細胞を培養してもよい。このような構成にすることで、液の流れが細胞に加わるため、例えば、血管や尿細管、リンパ管の細胞等のような剪断応力に応答する機能を有する細胞の培養に適した環境を構築することができる。
送液装置では、第１貯留部の底面を、第１貯留部に接続される第１流路および返送流路の底面の高さよりも低くなるように構成し、第１貯留部の底面に細胞を培養してもよい。このような構成にすることで、液の流れが細胞に加わりにくくなるため、例えば、肝臓細胞のような剪断応力に弱い細胞の培養に適した環境を構築することができる。
送液装置では、貯留部に接続される流路の底面と同じ高さの底面を有する貯留部と、貯留部に接続される流路の底面よりも低い底面を有する貯留部と、を複数組み合わせてもよい。このような構成にすることで、異なる貯留部で異なる臓器の細胞を培養する場合に、臓器毎に適した培養環境を構築することが可能となり、精度よく細胞生体の性質を把握することが可能になる。
送液装置では、第１貯留部の底面を、第１貯留部に接続される第１流路および返送流路の底面の高さよりも低くなるように構成し、第１貯留部の底面に細胞を培養してもよい。このような構成にすることで、液の流れが細胞に加わりにくくなるため、例えば、肝臓細胞のような剪断応力に弱い細胞の培養に適した環境を構築することができる。
送液装置では、貯留部に接続される流路の底面と同じ高さの底面を有する貯留部と、貯留部に接続される流路の底面よりも低い底面を有する貯留部と、を複数組み合わせてもよい。このような構成にすることで、異なる貯留部で異なる臓器の細胞を培養する場合に、臓器毎に適した培養環境を構築することが可能となり、精度よく細胞生体の性質を把握することが可能になる。
【0068】
送液装置１００は、細胞を系内（例えば、第１貯留部５または第２貯留部６の内部）で長期間にわたって培養してもよいし、測定等のために一時的に細胞を系内に取り入れてもよい。一時的に細胞を系内に取り入れる場合でも、送液装置１００は、細胞培養装置として機能しているといえる。
【0069】
[送液方法]（第１実施形態）
次に、送液装置１００を用いた場合を例として、第１実施形態の送液方法について説明する。
駆動装置３０の磁界発生装置３１（図２参照）を稼働させる。図５に示すように、磁界発生装置３１は、回転子２０に、中心軸Ｃ２周りの回転方向Ｄ２（反時計回り）の回転駆動力を加える。回転子２０は、中心軸Ｃ２周りに、回転方向Ｄ２（反時計回り）に回転する。
次に、送液装置１００を用いた場合を例として、第１実施形態の送液方法について説明する。
駆動装置３０の磁界発生装置３１（図２参照）を稼働させる。図５に示すように、磁界発生装置３１は、回転子２０に、中心軸Ｃ２周りの回転方向Ｄ２（反時計回り）の回転駆動力を加える。回転子２０は、中心軸Ｃ２周りに、回転方向Ｄ２（反時計回り）に回転する。
【0070】
回転子２０の回転によって、送液室７内には、中心軸Ｃ２周りの回転方向Ｄ２（反時計回り）の液の回転流が生じる。送液室７内の回転流に従って、液は第１流路１１から液出入口１４を通して送液室７に流入し、液出入口１５を通して第２流路１２に流れる。この例では、液出入口１４は取入口となる。液出入口１５は吐出口となる。
【0071】
第１流路１１から送液室７を経て第２流路１２に向かう流れが生じる理由については、次の推測が可能である。回転子２０の回転によって、液出入口１４および液出入口１５に近い位置に、それぞれ大きさの異なる渦流が生じる。渦流の流れ方向（回転方向）は、例えば、回転子２０の回転方向と同じ方向である。大きさの異なる渦流が生じることによって、液出入口１５における液圧は液出入口１４における液圧より低くなる。その結果、送液室７内の液は液出入口１４から液出入口１５に向かって流れる。よって、液は、第１流路１１から送液室７を経て第２流路１２に送られる。
【0072】
図４に示すように、第１流路１１から送液室７を経て第２流路１２に向かう液の流れが生じることによって、第１貯留部５の液は第１流路１１に流入する。第２流路１２内の液は第２貯留部６に流入する。
第１流路１１から送液室７を経て第２流路１２に向かう液の流量は、回転子２０の回転速度によって調整することができる。回転子２０の回転速度を設定するには、磁界発生装置３１の回転磁石（図示略）の回転数を調整する。
第１流路１１から送液室７を経て第２流路１２に向かう液の流量は、回転子２０の回転速度によって調整することができる。回転子２０の回転速度を設定するには、磁界発生装置３１の回転磁石（図示略）の回転数を調整する。
【0073】
図５に示すように、送液装置１００では、回転子２０の回転方向によって、液の流れ方向を定めることができる。
回転子２０を回転方向Ｄ１（時計回り）に回転させれば、第２流路１２から送液室７を経て第１流路１１に向かって液を流すことができる。回転子２０の回転方向を設定するには、磁界発生装置３１の回転磁石（図示略）の回転方向を調整する。第２流路１２から送液室７を経て第１流路１１に向かって液が流れる場合には、液出入口１５は取入口となる。液出入口１４は吐出口となる。
第２流路１２から送液室７を経て第１流路１１に向かう液の流れが生じることによって、第２貯留部６の液は第２流路１２に流入する。第１流路１１内の液は第１貯留部５に流入する。
回転子２０を回転方向Ｄ１（時計回り）に回転させれば、第２流路１２から送液室７を経て第１流路１１に向かって液を流すことができる。回転子２０の回転方向を設定するには、磁界発生装置３１の回転磁石（図示略）の回転方向を調整する。第２流路１２から送液室７を経て第１流路１１に向かって液が流れる場合には、液出入口１５は取入口となる。液出入口１４は吐出口となる。
第２流路１２から送液室７を経て第１流路１１に向かう液の流れが生じることによって、第２貯留部６の液は第２流路１２に流入する。第１流路１１内の液は第１貯留部５に流入する。
【0074】
このように、送液装置１００では、回転子２０の回転によって液を液出入口１４から液出入口１５（または、液出入口１５から液出入口１４）に送ることによって、流路１１，１２のうち一方を通して、液を貯留部５，６のうち一方に送る。同時に、流路１１，１２のうち他方を通して、液を貯留部５，６のうち他方から送液室７に送る。
【0075】
送液装置１００は、送液室７内の回転子２０によって送液を行うため、回転子２０の回転および停止の設定以外の操作を少なくできる。そのため、送液のための操作が容易である。よって、利便性を高めることができる。
送液装置１００は、送液室７内の回転子２０によって送液を行う構造が簡略であるため、小型化が容易である。また、送液構造が簡略であるため、コスト削減を図ることができる。
送液装置１００は、送液室７内の回転子２０によって送液を行う構造が簡略であるため、小型化が容易である。また、送液構造が簡略であるため、コスト削減を図ることができる。
【0076】
送液装置１００では、第１流路１１および第２流路１２は、送液室７から回転子２０の先端２２ａの速度ベクトルＶ１，Ｖ２の方向に沿って延出して形成されている（図５参照）。そのため、流路１１，１２内の流れを利用して液を液出入口１４または液出入口１５から送液室７に導入することができる。そのため、流路１１，１２から送液室７への液の流れを利用して送液室７内の液の流れを促すことができる。
【0077】
送液室７において、液出入口１４と液出入口１５とは回転対称となる位置に形成されているため、流出位置から大きく離れた位置において送液室７に液が流入される。そのため、送液室７内の液の流れを安定化することができる。
送液装置１００は、送液機構（送液室７および回転子２０）の構造が簡略であり、デッドボリュームが小さい。そのため、デッドボリューム内の滞留液によって液中の成分が希釈される問題が起こりにくい。
送液装置１００は、送液機構（送液室７および回転子２０）の構造が簡略であり、デッドボリュームが小さい。そのため、デッドボリューム内の滞留液によって液中の成分が希釈される問題が起こりにくい。
【0078】
送液装置１００は、液流通構造１（液流通部２、送液部３、およびループ状流路４）が装置本体１０に形成されているため、液の貯留部および送液機構を集積化したシステムを構築することができる。そのため、ポンプおよび液貯留槽を外部機器として接続した装置に比べて取り扱いが容易である。よって、試験のための操作を簡便化できる。
【0079】
送液装置１００は、ポンプおよび液貯留槽を外部機器として接続した装置とは異なり、外部機器との接続のためのシリコーンチューブが不要であるため、シリコーンチューブへの液中成分の吸着の問題は生じにくい。また、一般的に、チューブを用いた接続は非常に煩雑な操作になるが、送液装置１００は、チューブが不要であるので操作が容易である。
送液装置１００では、送液機構（送液室７および回転子２０）の構造が簡略であり、デッドスペースが少ないため、死細胞などの異物の滞留を原因とする故障が起こりにくい。よって、送液装置１００は、ロバストネスの点で優れる。
送液装置１００では、送液機構（送液室７および回転子２０）の構造が簡略であり、デッドスペースが少ないため、死細胞などの異物の滞留を原因とする故障が起こりにくい。よって、送液装置１００は、ロバストネスの点で優れる。
【0080】
第１貯留部５および第２貯留部６は、開放系の貯留部であるため、ユーザーが第１貯留部５および第２貯留部６に対して細胞播種、培地交換、細胞回収などの操作を容易に行うことができる。よって、送液装置１００は、取り扱い性の点で優れている。
送液室７は、平面視において円形状とされ、送液室７の内周面７ａは回転子２０の回転軌道２３に近接しているため、送液室７内の液の流れに乱れが生じにくい。よって、第１流路１１から送液室７を経て第２流路１２に向かう流れを促すことができる。
送液室７は、平面視において円形状とされ、送液室７の内周面７ａは回転子２０の回転軌道２３に近接しているため、送液室７内の液の流れに乱れが生じにくい。よって、第１流路１１から送液室７を経て第２流路１２に向かう流れを促すことができる。
【0081】
回転子２０は、外部の磁界発生装置３１により非接触で回転するマグネチックスターラーであるため、回転子を回転させるための機構は簡略である。また、送液室７は外気と接触しないため、コンタミネーションは起こりにくい。
回転子２０は、回転対称に配置された複数の羽根部２２を備えるため、羽根部２２によって送液室７内の液の回転流を促すことができる。
回転子２０は、回転対称に配置された複数の羽根部２２を備えるため、羽根部２２によって送液室７内の液の回転流を促すことができる。
【0082】
送液装置１００は、返送流路１３を備えるため、液を第１貯留部５と第２貯留部６との間で循環させることができる。そのため、第１貯留部５と第２貯留部６との間で液（培地等）を循環させることができる。よって、長期間にわたる培養試験にも対応できる。
送液装置１００では、装置本体１０に液流通構造１が複数設けられているため、複数の試験を同時に行うことができる。よって、試験のハイスループット化を実現できる。
送液装置１００では、装置本体１０に液流通構造１が複数設けられているため、複数の試験を同時に行うことができる。よって、試験のハイスループット化を実現できる。
【0083】
図８は、試験例の送液装置２００を示す平面図である。図９は、回転子２０の動作の第１の例を示す説明図である。図１０は、回転子２０の動作の第２の例を示す説明図である。
図８に示す送液装置２００の基本構成は、図４等に示す送液装置１００の基本構成と同じである。
送液装置２００の第１貯留部５および第２貯留部６にそれぞれ１．５ｍＬの液を入れた。前記液は、流れを確認しやすくするため、蛍光ビーズ（平均径１．０μｍ）を分散状態で含む。
図８に示す送液装置２００の基本構成は、図４等に示す送液装置１００の基本構成と同じである。
送液装置２００の第１貯留部５および第２貯留部６にそれぞれ１．５ｍＬの液を入れた。前記液は、流れを確認しやすくするため、蛍光ビーズ（平均径１．０μｍ）を分散状態で含む。
【0084】
（試験例１）
図９は試験例１における回転子２０の回転方向を示す説明図である。図９に示すように、回転子２０を回転方向Ｄ２（反時計回り）に回転させた。第２流路１２の一部（図８にＡで示す測定箇所）において液の流量を測定した。結果を図１１に示す。図１１は、回転子２０の回転数と、液の流量との関係を示す図である。図１１には、循環方向Ｆ２（反時計回り方向）（図８参照）の流量をプラスで表し、循環方向Ｆ１（時計回り方向）（図８参照）の流量をマイナスで表す。図１１に示すように、試験例１では、回転子２０の回転数に応じて循環方向Ｆ２（反時計回り方向）（図８参照）の液流量が増すことがわかった。
図９は試験例１における回転子２０の回転方向を示す説明図である。図９に示すように、回転子２０を回転方向Ｄ２（反時計回り）に回転させた。第２流路１２の一部（図８にＡで示す測定箇所）において液の流量を測定した。結果を図１１に示す。図１１は、回転子２０の回転数と、液の流量との関係を示す図である。図１１には、循環方向Ｆ２（反時計回り方向）（図８参照）の流量をプラスで表し、循環方向Ｆ１（時計回り方向）（図８参照）の流量をマイナスで表す。図１１に示すように、試験例１では、回転子２０の回転数に応じて循環方向Ｆ２（反時計回り方向）（図８参照）の液流量が増すことがわかった。
【0085】
（試験例２）
図１０は試験例２における回転子２０の回転方向を示す説明図である。図１０に示すように、回転子２０を回転方向Ｄ１（時計回り）に回転させ、試験例１と同様にして液の流量を測定した。結果を図１１に示す。図１１に示すように、試験例２では、回転子２０の回転数に応じて循環方向Ｆ１（時計回り方向）（図８参照）の液流量が増すことがわかった。
図１０は試験例２における回転子２０の回転方向を示す説明図である。図１０に示すように、回転子２０を回転方向Ｄ１（時計回り）に回転させ、試験例１と同様にして液の流量を測定した。結果を図１１に示す。図１１に示すように、試験例２では、回転子２０の回転数に応じて循環方向Ｆ１（時計回り方向）（図８参照）の液流量が増すことがわかった。
【0086】
図１１に示すように、送液装置２００では、回転子２０の回転によって送液が可能となり、送液量も調整可能であることが確認された。また、送液方向は、回転子２０の回転方向に応じた方向となることが確認された。
【0087】
（試験例３）
図１２（Ａ）は、送液装置３００Ａの構成図である。図１２（Ｂ）は、送液室７および回転子２０の構成図である。
図１２（Ａ）に示すように、送液装置３００Ａでは、第１流路１１の長さと、第２流路１２の長さとは等しい。第１流路１１と第２流路１２とは、互いに断面積（流路の長さ方向に直交する断面の面積）が等しい。図１２（Ｂ）に示すように、回転子２０を回転方向Ｄ２（反時計回り）に回転させた。図１２（Ａ）に示す測定箇所Ａにおいて液の流量を測定した。結果を図１５に示す。
図１２（Ａ）は、送液装置３００Ａの構成図である。図１２（Ｂ）は、送液室７および回転子２０の構成図である。
図１２（Ａ）に示すように、送液装置３００Ａでは、第１流路１１の長さと、第２流路１２の長さとは等しい。第１流路１１と第２流路１２とは、互いに断面積（流路の長さ方向に直交する断面の面積）が等しい。図１２（Ｂ）に示すように、回転子２０を回転方向Ｄ２（反時計回り）に回転させた。図１２（Ａ）に示す測定箇所Ａにおいて液の流量を測定した。結果を図１５に示す。
【0088】
（試験例４）
図１３（Ａ）は、送液装置３００Ｂの構成図である。図１３（Ｂ）は、送液室７および回転子２０の構成図である。
図１３（Ａ）に示すように、送液装置３００Ｂでは、第１流路１１は第２流路１２より長い。図１３（Ｂ）に示すように、回転子２０を回転方向Ｄ２（反時計回り）に回転させた。図１３（Ａ）に示す測定箇所Ａにおいて液の流量を測定した。結果を図１５に示す。
図１３（Ａ）は、送液装置３００Ｂの構成図である。図１３（Ｂ）は、送液室７および回転子２０の構成図である。
図１３（Ａ）に示すように、送液装置３００Ｂでは、第１流路１１は第２流路１２より長い。図１３（Ｂ）に示すように、回転子２０を回転方向Ｄ２（反時計回り）に回転させた。図１３（Ａ）に示す測定箇所Ａにおいて液の流量を測定した。結果を図１５に示す。
【0089】
（試験例５）
図１４（Ａ）は、送液装置３００Ｃの構成図である。図１４（Ｂ）は、送液室７および回転子２０の構成図である。
図１４（Ａ）に示すように、送液装置３００Ｃでは、第１流路１１は第２流路１２より短い。図１４（Ｂ）に示すように、回転子２０を回転方向Ｄ２（反時計回り）に回転させた。図１４（Ａ）に示す測定箇所Ａにおいて液の流量を測定した。結果を図１５に示す。
図１４（Ａ）は、送液装置３００Ｃの構成図である。図１４（Ｂ）は、送液室７および回転子２０の構成図である。
図１４（Ａ）に示すように、送液装置３００Ｃでは、第１流路１１は第２流路１２より短い。図１４（Ｂ）に示すように、回転子２０を回転方向Ｄ２（反時計回り）に回転させた。図１４（Ａ）に示す測定箇所Ａにおいて液の流量を測定した。結果を図１５に示す。
【0090】
図１５に示すように、試験例３，４では、循環方向Ｆ２（反時計回り）の液流れが生じた。試験例３では、試験例４に比べて循環方向Ｆ２（反時計回り）の液の流量が大きかった。試験例５では、循環方向Ｆ１（時計回り方向）の液流れが生じた。
図１５より、送液室７の位置によって、送液量および送液方向が変化することが確認された。
図１５より、送液室７の位置によって、送液量および送液方向が変化することが確認された。
【0091】
（試験例６）
図１６（Ａ）は、送液装置４００Ａの構成図である。図１６（Ｂ）は、送液室７および回転子２０の構成図である。図１６（Ａ）に示す送液装置４００Ａは、送液装置３００Ａ（図１２（Ａ）参照）と同じ構成である。図１６（Ｂ）に示すように、回転子２０を回転方向Ｄ２（反時計回り）に回転させた。図１６（Ａ）に示す測定箇所Ａにおいて液の流量を測定した。結果を図１９に示す。
図１６（Ａ）は、送液装置４００Ａの構成図である。図１６（Ｂ）は、送液室７および回転子２０の構成図である。図１６（Ａ）に示す送液装置４００Ａは、送液装置３００Ａ（図１２（Ａ）参照）と同じ構成である。図１６（Ｂ）に示すように、回転子２０を回転方向Ｄ２（反時計回り）に回転させた。図１６（Ａ）に示す測定箇所Ａにおいて液の流量を測定した。結果を図１９に示す。
【0092】
（試験例７）
図１７（Ａ）は、試験例の送液装置４００Ｂの構成図である。図１７（Ｂ）は、送液部１０３の送液室１０７、および回転子２０の構成図である。
図１７（Ｂ）に示すように、送液装置４００Ｂでは、第１流路１１および第２流路１２は、送液室１０７から、送液室１０７の径方向に延びる。第１流路１１と第２流路１２とは、互いの延長線上にある。送液室１０７に対する第１流路１１の接続箇所と、送液室１０７に対する第２流路１２の接続箇所とは、送液室７の中心軸Ｃ１（図５参照）について互いに回転対称となる位置にある。
図１７（Ｂ）に示すように、回転子２０を回転方向Ｄ２（反時計回り）に回転させた。図１７（Ａ）に示す測定箇所Ａにおいて液の流量を測定した。結果を図１９に示す。
図１７（Ａ）は、試験例の送液装置４００Ｂの構成図である。図１７（Ｂ）は、送液部１０３の送液室１０７、および回転子２０の構成図である。
図１７（Ｂ）に示すように、送液装置４００Ｂでは、第１流路１１および第２流路１２は、送液室１０７から、送液室１０７の径方向に延びる。第１流路１１と第２流路１２とは、互いの延長線上にある。送液室１０７に対する第１流路１１の接続箇所と、送液室１０７に対する第２流路１２の接続箇所とは、送液室７の中心軸Ｃ１（図５参照）について互いに回転対称となる位置にある。
図１７（Ｂ）に示すように、回転子２０を回転方向Ｄ２（反時計回り）に回転させた。図１７（Ａ）に示す測定箇所Ａにおいて液の流量を測定した。結果を図１９に示す。
【0093】
（試験例８）
図１８（Ａ）は、試験例の送液装置４００Ｃの構成図である。図１８（Ｂ）は、送液部２０３の送液室２０７および回転子２０の構成図である。
図１８（Ａ）に示すように、送液装置４００Ｃでは、第１流路１１および第２流路１２は、送液室２０７に接続された箇所において回転軌道２３（図５参照）の接線に沿う方向に延びる。第１流路１１と第２流路１２とは、互いの延長線上にある。図１８（Ｂ）に示すように、回転子２０を回転方向Ｄ２（反時計回り）に回転させた。図１８（Ａ）に示す測定箇所Ａにおいて液の流量を測定した。結果を図１９に示す。
図１８（Ａ）は、試験例の送液装置４００Ｃの構成図である。図１８（Ｂ）は、送液部２０３の送液室２０７および回転子２０の構成図である。
図１８（Ａ）に示すように、送液装置４００Ｃでは、第１流路１１および第２流路１２は、送液室２０７に接続された箇所において回転軌道２３（図５参照）の接線に沿う方向に延びる。第１流路１１と第２流路１２とは、互いの延長線上にある。図１８（Ｂ）に示すように、回転子２０を回転方向Ｄ２（反時計回り）に回転させた。図１８（Ａ）に示す測定箇所Ａにおいて液の流量を測定した。結果を図１９に示す。
【0094】
図１９に示すように、試験例６～８はいずれも循環方向Ｆ２（反時計回り）の液流れが確認されたが、液の流量は、試験例６が最も大きく、試験例８が最も小さかった。図１９より、送液部３，１０３，２０３の構造によって、送液量が変わることが確認された。
【0095】
[送液装置]（第２実施形態）
図２０は、第２実施形態の送液装置である送液装置５００の構成図である。
送液装置５００の液流通構造５０１は、液流通部５０２と、送液部３と、ループ状流路５０４と、を有する。
液流通部５０２は、１つの貯留部５０５のみを備える。貯留部５０５は、第１貯留部５および第２貯留部６（図４参照）と同様の構成である。
ループ状流路５０４は、第１流路１１と第２流路１２とを有する。第１流路１１は貯留部５０５と送液室７とを接続する。第２流路１２は送液室７と貯留部５０５とを接続する。
図２０は、第２実施形態の送液装置である送液装置５００の構成図である。
送液装置５００の液流通構造５０１は、液流通部５０２と、送液部３と、ループ状流路５０４と、を有する。
液流通部５０２は、１つの貯留部５０５のみを備える。貯留部５０５は、第１貯留部５および第２貯留部６（図４参照）と同様の構成である。
ループ状流路５０４は、第１流路１１と第２流路１２とを有する。第１流路１１は貯留部５０５と送液室７とを接続する。第２流路１２は送液室７と貯留部５０５とを接続する。
【0096】
送液装置５００では、単一の細胞あるいは単一臓器由来の細胞に流れによる剪断応力を負荷して生理的な培養環境を実現することができる。一方、送液装置１００（図１～図４参照）は、複数の貯留部を有するため、異なる貯留部で異なる臓器の細胞を培養することによって、臓器間の相互作用を観察することが可能となり、精度よく生体の性質を把握することが可能になる。
【0097】
[送液装置]（第３実施形態）
図２１は、第３実施形態の送液装置である送液装置６００の構成図である。
送液装置６００の液流通構造６０１は、液流通部６０２と、送液部３と、ループ状流路６０４と、を有する。
液流通部６０２は、第１貯留部６０５と、第２貯留部６０６と、第３貯留部６０７とを備える。
図２１は、第３実施形態の送液装置である送液装置６００の構成図である。
送液装置６００の液流通構造６０１は、液流通部６０２と、送液部３と、ループ状流路６０４と、を有する。
液流通部６０２は、第１貯留部６０５と、第２貯留部６０６と、第３貯留部６０７とを備える。
【0098】
ループ状流路６０４は、第１流路１１と、第２流路１２と、第１返送流路６１３と、第２返送流路６１４とを有する。第１流路１１は、第１貯留部６０５と送液室７とを接続する。第２流路１２は送液室７と第３貯留部６０７とを接続する。第１返送流路６１３は第３貯留部６０７と第２貯留部６０６とを接続する。第２返送流路６１４は第２貯留部６０６と第１貯留部６０５とを接続する。
第１貯留部６０５、第２貯留部６０６、および第３貯留部６０７は、互いに異なる種類の細胞を培養することができる。
第１貯留部６０５、第２貯留部６０６、および第３貯留部６０７は、互いに異なる種類の細胞を培養することができる。
【0099】
送液装置６００は、送液装置１００（図３参照）に比べて貯留部の数が多いため、培養する細胞の種類を多くできる。
【0100】
[送液装置]（第４実施形態）
図２２は、第４実施形態の送液装置である送液装置７００の構成図である。
送液装置７００の液流通構造７０１は、液流通部７０２と、送液部３と、ループ状流路７０４と、を有する。
液流通部７０２は、第１貯留部７０５と、第２貯留部７０６と、第３貯留部７０７、第４貯留部７０８とを備える。
図２２は、第４実施形態の送液装置である送液装置７００の構成図である。
送液装置７００の液流通構造７０１は、液流通部７０２と、送液部３と、ループ状流路７０４と、を有する。
液流通部７０２は、第１貯留部７０５と、第２貯留部７０６と、第３貯留部７０７、第４貯留部７０８とを備える。
【0101】
ループ状流路７０４は、第１流路１１と、第２流路１２と、第１返送流路７１３と、第２返送流路７１４と、第３返送流路７１５とを有する。
第１流路１１は、第１貯留部７０５と送液室７とを接続する。第２流路１２は送液室７と第４貯留部７０８とを接続する。第１返送流路７１３は第４貯留部７０８と第３貯留部７０７とを接続する。第２返送流路７１４は第３貯留部７０７と第２貯留部７０６とを接続する。第３返送流路７１５は第２貯留部７０６と第１貯留部７０５とを接続する。
第１貯留部７０５、第２貯留部７０６、第３貯留部７０７および第４貯留部７０８は、互いに異なる種類の細胞を培養することができる。
第１流路１１は、第１貯留部７０５と送液室７とを接続する。第２流路１２は送液室７と第４貯留部７０８とを接続する。第１返送流路７１３は第４貯留部７０８と第３貯留部７０７とを接続する。第２返送流路７１４は第３貯留部７０７と第２貯留部７０６とを接続する。第３返送流路７１５は第２貯留部７０６と第１貯留部７０５とを接続する。
第１貯留部７０５、第２貯留部７０６、第３貯留部７０７および第４貯留部７０８は、互いに異なる種類の細胞を培養することができる。
【0102】
送液装置７００は、送液装置１００（図３参照）に比べて貯留部の数が多いため、培養する細胞の種類を多くできる。
【0103】
[送液装置]（第５実施形態）
図２３は、第５実施形態の送液装置である送液装置８００の構成図である。
送液装置８００は、第２返送流路７１４にも送液部３が設けられている点で、図２２に示す送液装置７００と異なる。
図２３は、第５実施形態の送液装置である送液装置８００の構成図である。
送液装置８００は、第２返送流路７１４にも送液部３が設けられている点で、図２２に示す送液装置７００と異なる。
【0104】
送液装置８００は、第２返送流路７１４にも送液部３が設けられているため、ループ状流路７０４における液の流れを促すことができる。
【0105】
上述の実施形態における各構成およびそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
図６に示す例では、細胞４４は細胞支持体４３の上面に付着しているが、細胞の培養形態は図６の形態に限定されない。
図２４は、カルチャーインサートの他の使用例を示す構成図である。図２５は、カルチャーインサートのさらに他の使用例を示す構成図である。図２４に示す例では、細胞４４は細胞支持体４３の下面に付着している。図２５に示す例では、細胞４４は細胞支持体４３の両面（すなわち、細胞支持体４３の上面および下面）にそれぞれ付着している。
図６に示す例では、細胞４４は細胞支持体４３の上面に付着しているが、細胞の培養形態は図６の形態に限定されない。
図２４は、カルチャーインサートの他の使用例を示す構成図である。図２５は、カルチャーインサートのさらに他の使用例を示す構成図である。図２４に示す例では、細胞４４は細胞支持体４３の下面に付着している。図２５に示す例では、細胞４４は細胞支持体４３の両面（すなわち、細胞支持体４３の上面および下面）にそれぞれ付着している。
【0106】
図１および図２に示す送液装置１００は、それぞれ６つの第１貯留部５および第２貯留部６を有する装置本体１０を用いたが、貯留部の数は特に限定されない。貯留部の数は、例えば、６，２４，４８，９６などであってもよい。
図１および図２に示す送液装置１００では、磁界発生装置３１を備えた駆動装置３０は装置本体１０の下に設けられているが、磁界発生装置は装置本体１０の上方に設置されていてもよい。
第１貯留部５および第２貯留部６は、上部開口が閉止されていてもよい。すなわち、第１貯留部５および第２貯留部６は、密閉構造であってもよい。
回転子の羽根部の構成は、図５に示す例に限定されない。羽根部の数は１でもよいし、２以上の任意の数でもよい。例えば、羽根部の数が４である場合には、羽根部は十字形状となる。
図１および図２に示す送液装置１００では、磁界発生装置３１を備えた駆動装置３０は装置本体１０の下に設けられているが、磁界発生装置は装置本体１０の上方に設置されていてもよい。
第１貯留部５および第２貯留部６は、上部開口が閉止されていてもよい。すなわち、第１貯留部５および第２貯留部６は、密閉構造であってもよい。
回転子の羽根部の構成は、図５に示す例に限定されない。羽根部の数は１でもよいし、２以上の任意の数でもよい。例えば、羽根部の数が４である場合には、羽根部は十字形状となる。
【符号の説明】
【0107】
２…液流通部、３…送液部、４，５０４，６０４，７０４…ループ状流路、５，６０５,７０５…第１貯留部（貯留部）、５ａ…底面、６，６０６，７０６…第２貯留部（貯留部）、６ａ…底面、７，１０７，２０７…送液室、７ｂ…回転軸、１１…第１流路、１２…第２流路、１３…返送流路、２０…回転子、２１ａ…軸受け部、３１…磁界発生装置、４１，４１Ａ…カルチャーインサート（細胞培養部）、４２，４２Ａ…内筒、４３，４３Ａ…細胞支持体、４５…スリット（貫通孔）、４６…位置決め凸部、５１…位置決め凹部、１００，２００，３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ，４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃ，５００，６００，７００，８００…送液装置、５０５…貯留部、６０７…第３貯留部（貯留部）、７０８…第４貯留部（貯留部）、Ｃ１…（送液室の）中心軸、Ｃ２…（回転子の）中心軸。
【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】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】