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WO2009093585A1 - 培養装置 - Google Patents

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Publication number
WO2009093585A1
WO2009093585A1 PCT/JP2009/050800 JP2009050800W WO2009093585A1 WO 2009093585 A1 WO2009093585 A1 WO 2009093585A1 JP 2009050800 W JP2009050800 W JP 2009050800W WO 2009093585 A1 WO2009093585 A1 WO 2009093585A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
observation
dispensing
area
culture
work
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2009/050800
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ryuji Koshiba
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2009550524A priority Critical patent/JPWO2009093585A1/ja
Publication of WO2009093585A1 publication Critical patent/WO2009093585A1/ja
Priority to US12/836,180 priority patent/US20100291663A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M33/00—Means for introduction, transport, positioning, extraction, harvesting, peeling or sampling of biological material in or from the apparatus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M33/00—Means for introduction, transport, positioning, extraction, harvesting, peeling or sampling of biological material in or from the apparatus
    • C12M33/04—Means for introduction, transport, positioning, extraction, harvesting, peeling or sampling of biological material in or from the apparatus by injection or suction, e.g. using pipettes, syringes, needles
    • C12M33/06—Means for introduction, transport, positioning, extraction, harvesting, peeling or sampling of biological material in or from the apparatus by injection or suction, e.g. using pipettes, syringes, needles for multiple inoculation or multiple collection of samples
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/12—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of temperature
    • C12M41/14—Incubators; Climatic chambers

Definitions

  • the present invention relates to a culture apparatus, and more particularly to a culture apparatus that allows observation and dispensing without damaging the cells by not taking the cells out of the culture environment.
  • reagent addition and medium exchange need to be taken out of the incubator and transferred to a dedicated dispensing apparatus.
  • Patent Document 1 proposes a technique for transporting culture vessels to individually controlled culture chambers and processing chambers by various transport mechanisms such as a transport robot, a handling robot, and a conveyor.
  • JP 2004-350641 A JP 2004-350641 A
  • Patent Document 1 there is a problem that an automatic culture apparatus is enlarged by providing a culture chamber, a processing chamber, and the like, and further providing a transport mechanism for transporting the culture vessel. .
  • the automatic culture device when the culture vessel is transported from the culture chamber to the processing chamber, the automatic culture device has a structure in which the culture container is delivered via a plurality of transport devices.
  • the ratio of the mechanism related to the conveyance in the internal space of the occupant increases, and as a result, the automatic culture apparatus itself is also increased in size.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and makes it possible to reduce the size of the automatic culture apparatus by effectively utilizing the space in the automatic culture apparatus.
  • a first culture device of the present invention has an internal space that is maintained in a predetermined culture environment condition by storing a culture container containing a sample.
  • the internal space A dispensing region for dispensing into the culture vessel, an observation region for arranging observation means for observing the sample placed in the culture vessel via an observation optical system, and the culture vessel
  • a transport area for arranging transport means for transporting in the horizontal and vertical directions is provided, and the dispensing area and the observation area are arranged in the transport area along the horizontal direction which is the transport direction of the transport means, respectively.
  • the conveying means Arranged adjacent to each other, and the conveying means performs the dispensing operation in the dispensing region and the observation operation in the observation region, so that the culture container is placed between the dispensing region and the observation region. Transport.
  • the second culturing apparatus of the present invention contains an culturing container containing a sample, has an internal space maintained under a predetermined culturing environment condition, and in the culturing apparatus for culturing the sample, a plurality of the culturing apparatuses
  • a storage area for arranging storage means having a storage shelf for storing containers, a dispensing area for dispensing the culture container, and the sample placed in the culture container via an observation optical system
  • observation and dispensing can be performed without damaging the cells by not taking the cells out of the culture environment.
  • FIG. 1 is a front view showing an overall configuration of a cell culture apparatus to which the present invention is applied.
  • the cell culture device 1 includes an incubator unit 11 and a gantry unit 12 disposed below the incubator unit 11.
  • a temperature control mechanism including a temperature control device using a heater, a humidity control mechanism including a spray device for spraying mist, a gas introduction unit connected to an external carbon dioxide cylinder, etc.
  • a gas control mechanism comprising: an environmental sensor for detecting a cell culture environment in the internal space (none of which is shown) is provided.
  • the inside of the incubator 11 is covered with a heat insulating material.
  • the inside of the incubator unit 11 is sealed in order to maintain the cell culture environment during cell culture, and is maintained at a constant temperature by circulating air, for example, at a temperature of 37 ° C. and a humidity of 90 °. %, Carbon dioxide concentration 5%, etc.
  • a control box 13 for controlling each part of the cell culture apparatus 1, a personal computer 14, and the like are accommodated in the gantry 12 on which the incubator 11 is placed.
  • a stocker unit 21 In the incubator unit 11, a stocker unit 21, a transport unit 22, a lid opening / closing unit 23, dispensing units 24A and 24B, an observation unit (microscope unit) 25, and a carrier unit 26 are installed.
  • the stocker unit 21 is a place for storing the culture container 41 and the chip solution storage container 42 placed on the tray 31. That is, the stocker unit 21 can accommodate the culture container 41 and the chip solution storage container 42 together with the tray 31.
  • the tray 31 has a shape on which the culture container 41 or the chip solution storage container 42 can be placed, and further, the fixing blocks 31A 1 to 31A 4 and the spring 31B 1. And 31B 2 (hereinafter simply referred to as a fixed block 31A and a spring 31B).
  • the placed culture vessel 41 is fixed by the fixing block 31A and the spring 31B.
  • the tray 31 is provided with ears 31C 1 to 31C 4 (hereinafter simply referred to as ears 31C), and the transport unit 22 places the ears 31C of the tray 31 on the tray 31. Transport.
  • the chip solution storage container 42 having a shape that can be placed on the tray 31 is also included in the tray 31. Can be placed.
  • the chip solution storage container 42 has the same or similar shape as the culture container 41.
  • the chip solution storage container 42 is composed of a container part 42A and a lid part 42B.
  • the lid 42B is covered with the container 42A, and the lid 42B is removed from the container 42A when the chip solution storage container 42 is used.
  • the container part 42A has four areas including an unused dispenser chip area 42A 1 , a used dispenser chip area 42A 2 , a solution area 42A 3 , and a waste liquid area 42A 4 .
  • the unused dispenser tip area 42A 1, unused dispenser tip 51 for setting the dispenser 22L 1 of the conveyor unit 22 is set by the clean bench or the like. In the case of the example of FIG. 4, a maximum of 12 dispenser chips 51 can be set, but the number is not limited to 12. The details of the method of attaching the unused dispenser tip 51 to the dispenser 22L 1 will be described later.
  • the spent dispenser tip area 42A 2 by using the holes 52 used for the dispenser tip 51 is discarded.
  • twelve holes 52 are provided, but the number is not limited to twelve. The details of the disposal method of the used dispenser chip 51 will be described later.
  • the solution area 42A 3 is set a solution of the reagents or the like for future use, is sucked from the suction port 53 by the dispenser 22L 1.
  • the form which can set four types of solutions was shown in the example of FIG. 4, not only that but the quantity may be changed according to the quantity and kind of reagent to be used.
  • the reagent to be used may be transported to the inside of the apparatus after being heated to the working temperature in advance, if necessary. However, it is possible to allow the heating time in advance to be put in the apparatus.
  • the waste area 42A 4 are spent effluent is flowed. Specifically, in the waste liquid area 42A 4 , the tip of the dispenser 22L 1 is inserted into the waste liquid port 54, so that the waste liquid discharged therefrom is stored.
  • the chip solution storage container 42 is provided with each area for storing various elements necessary for realizing the dispensing operation. 42 is placed on the tray 31 and conveyed to each mechanism in the incubator unit 11.
  • the four areas of the unused dispenser chip area 42 ⁇ / b> A 1 to the waste liquid area 42 ⁇ / b> A 4 correspond to the respective areas of the container part 42 ⁇ / b> A that are equally divided into four parts.
  • the area need not be divided, and an area of an area can be expanded or narrowed. For example, if the frequency of use of unused dispenser tip area 42A 1 is higher extends that region, it is possible to narrow the region of that amount other areas.
  • the container portion 42 ⁇ / b> A has been described as having four areas of the unused dispenser chip area 42 ⁇ / b> A 1 to the waste liquid area 42 ⁇ / b> A 4 , but for example, the unused dispenser chip area 42 ⁇ / b> A 1 and the used dispenser chip area 42 ⁇ / b> A 1.
  • a configuration having only two areas of the dispenser chip area 42A 2 or a configuration having only two areas of the solution area 42A 3 and the waste liquid area 42A 4 may be employed.
  • the container part 42A has any one of the four areas of the unused dispenser chip area 42A 1 to the waste liquid area 42A 4 in accordance with the work mode of the dispensing work performed inside the incubator part 11. It only has to have.
  • the dispenser chip was described by the disposal chip, you may wash
  • the chip solution storage container 42 accommodates and holds a container part (container body part) 42A in which a plurality of compartments are formed and an unused dispenser chip 51 formed in one compartment of the container part 42A.
  • the chip solution storage container 42 has a solution storage area 42A 3 for storing a solution such as a reagent sucked by the dispenser chip 51 in another section of the container portion 42A.
  • the first area 42A 1 has become unused dispenser tip 51 is more accommodating, a configuration in which each chip is held arranged in a matrix orderly in the same direction.
  • the second area 42A 2 has at least one hole 52 formed therein, and the hole 52 has an inner diameter on which a protruding ring (or a cylindrical recess) on the side wall of the chip may be caught.
  • a chamber for accommodating the used dispenser chip 51 that has been caught by 52 is formed under the hole 52.
  • the chip solution storage container 42 is configured by integrally forming an area having a plurality of functions in one rectangular container. By preparing a plurality of the chip solution storage containers 42, the user can easily replace the dispenser chips with new ones and collect the used chips easily.
  • the transport unit 22 transfers the culture container 41 or the chip solution storage container 42 placed on the tray 31 stored in the stocker unit 21 to the lid opening / closing unit 23, the dispensing unit 24 ⁇ / b> A, the dispensing unit 24 ⁇ / b> B, or It is a mechanism that conveys to any one of the observation units 25. That is, the transport unit 22 supports the tray 31 on which the culture container 41 or the chip solution storage container 42 is placed, transports the tray 31 to and from each mechanism, and puts the tray 31 in and out of the stocker unit 21. In the top view of FIG.
  • the description of the lid opening / closing unit 23 is omitted for convenience of describing the dispensing unit 24A and the dispensing unit 24B, but it is also possible to refer to FIG. 1, FIG. As is clear, the lid opening / closing part 23 is installed on the upper part of the dispensing part 24A or 24B.
  • FIG. 5 the upper diagram in the drawing represents a top view of the conveyance unit 22, and the lower diagram in the drawing represents a front view of the conveyance unit 22.
  • the internal space of the incubator unit 11 of the cell culture device 1 has a dispensing region with dispensing units 24A and 24B for dispensing into a culture container, and an observation optical system.
  • An observation area for arranging the observation unit 25 for observing the sample put in the culture container and a conveyance area for arranging the conveyance part 22 for conveying the culture container in the horizontal and vertical directions are provided.
  • the dispensing area and the observation area are respectively arranged adjacent to the conveying area in the horizontal direction that is the conveying direction of the conveying means, and the conveying unit 22 is arranged in the dispensing area.
  • the culture container is transported between the dispensing region and the observation region.
  • a Y stage 22B is attached to the stage base 22A via a Y-axis guide shaft 22C and a drive shaft 22D.
  • the Y stage 22B moves in the Y-axis direction by the rotation of the motor 22E.
  • the stage base 22A is fixed with respect to the casing.
  • the Z stage 22F is attached to the Y stage 22B via the Z axis drive shaft 22G.
  • the Z stage 22F moves in the Z-axis direction by the rotation of the motor 22H.
  • a dispensing stage 22J is attached to the Z stage 22F via a drive unit 22I.
  • the dispensing stage 22J is a stage provided at the uppermost part of the transport unit 22, and moves in the X-axis direction by driving of the driving unit 22I. That is, as shown in FIG. 5, the drive unit 22I is, for example, a rack-and-pinion type drive mechanism, and a pinion is provided on each surface attached to both the Z stage 22F and the dispensing stage 22J.
  • pinions are attached to both stages by meshing with racks formed on the Z stage 22F and the dispensing stage 22J, respectively. Accordingly, the dispensing stage 22J can be slid by a predetermined amount in the X-axis direction by driving the drive unit 22I.
  • the dispensing stage 22J is provided with two dispensers: a dispenser 22L 1 and a dispenser 22L 2 .
  • the dispenser 22L 1 sucks and adds a solution such as a reagent, and the dispenser 22L 2 sucks waste liquid.
  • the dispenser 22L 1 and the dispenser 22L 2 are each connected to the pump unit 27 (FIG. 1) via the tube 28, and the dispenser is driven by the pump unit 27 being driven.
  • the solution is sucked and added by 22L 1 or the waste liquid is sucked by the dispenser 22L 2 .
  • the dispenser tip 51 attached respectively to the dispenser 22L 1 and dispenser 22L 2 is capable of mounting and removal.
  • dispenser 22L when it is not particularly necessary to distinguish between the two dispensers, the dispenser will be simply referred to as a dispenser 22L.
  • the arm part 22K is also detachably attached to the tip of the dispensing stage 22J.
  • the ear portion 31C of the tray 31 is placed on the arm portion 22K. That is, the arm portion 22K is used as a delivery member when the tray 31 is transported or installed.
  • a member for example, rubber
  • the Y stage 22B rotates around the rotation shaft 22M in the XY plane by the rotation of a rotary motor (not shown). That is, the transport unit 22 is a right side of the transport unit 22 in the drawing such as a lid opening / closing unit 23 (not shown in FIG. 2), a dispensing unit 24A, a dispensing unit 24B, and an observation unit 25 as shown in FIG.
  • the Y stage 22B is rotated 180 degrees so as to face in the opposite direction, so that the transport to the left-hand mechanism of the transport unit 22 in the drawing such as the stocker unit 21 can be performed.
  • the tray 31 supported by the arm unit 22K can be moved in three directions of the X axis, the Y axis, and the Z axis. Can also be rotated 180 degrees.
  • the transport unit 22 supports the tray 31 and transports it to each mechanism, and allows the tray 31 to be taken in and out of the stocker unit 21.
  • the transport unit 22 transports the culture container 41 placed on the tray 31 to the observation unit 25.
  • the observation unit 25 mainly includes an illumination system and an observation system, and a part of the observation unit 25 is accommodated in the gantry unit 12 in addition to the inside of the incubator unit 11.
  • the illumination system light from the illumination unit 25A, which is a light source such as an LED (Light-Emitting-Diode), enters the observation stage after passing through a rectangular diaphragm, a phase ring, a condenser lens, and the like. Then, the light is incident as illumination light on the sample in the culture vessel 41 placed on the tray 31 that has been transported to the space in the observation stage by the transport unit 22. And the sample illuminated with the light from an illumination system generate
  • the light generated in the transmission direction from the sample enters the CCD camera 25B after passing through the objective lens, the intermediate zoom lens, the fluorescent illumination unit, the built-in lens of the CCD (Charge-Coupled Device) camera 25B, and the like.
  • an image of the sample is formed by the imaging optical system on the imaging surface of the CCD camera 25B.
  • the image captured by the CCD camera 25B is displayed on, for example, a monitor device (not shown).
  • the cell culture device 1 is configured as described above.
  • a method of transporting to the interior of the incubator unit 11 of the culture vessel 41 and the chip solution storage container 42 for example, in a clean bench, dispenser unused dispenser tip area 42A 1 of the container portion 42A of the tip solution storage vessel 42 Insert the tip 51, after placing the lid portion 42B by setting the reagent solution area 42A 3, sets the chip solution storage container 42 to the tray 31 2.
  • the culture container 41 is set in a tray 31 1 different from the tray 31 2 on which the chip solution storage container 42 is placed.
  • the trays 31 on which these containers are placed are referred to as a tray 31 1 and a tray 31 2 , respectively. However, when there is no need to distinguish them, they are simply referred to as a tray 31.
  • the culture container 41 and the chip solution storage container 42 (the container part 42A thereof) are fixed by the fixing block 31A and the spring 31B of the tray 31 on which each is placed.
  • the tray 31 1 of mounting the culture vessel 41, the tray 31 2 mounted with the tip solution storage container 42 is set a plurality of trays 31 to the carrier for collectively accommodating.
  • the access door 11A and the inner door 11B of the incubator unit 11 are opened, and the carrier containing the plurality of trays 31 is set in the carrier unit 26 in the incubator unit 11 (the carrier in FIG. 1).
  • the dotted line of the part 26 represents the set carrier).
  • the tray 31 set on the carrier is transported to a predetermined position by the transport unit 22 that operates according to an operation by the operator.
  • immediate use chip solution container 42 its is being tray 31 2 loaded containers are transported to the dispensing unit 24B, when using heated by pressurized-determined time, the container tray 31 2 which lists are accommodated is transported to the stocker 21. At this time, for example, the tray 31 1 have put the culture vessel 41 is housed is transported to the stocker section 21.
  • the tray 31 1 on which the culture container 41 is placed and the tray 31 2 on which the chip solution storage container 42 is placed are transported by the transport unit 22 before starting the culture of the sample. It is accommodated in a stage or a dispensing unit 24B.
  • each stage of the stocker unit 21 may be configured to correspond to each tray 31, or each stocker unit 21 may be configured in accordance with the size of a carrier that bundles a plurality of trays 31.
  • a stage may be configured.
  • the stocker unit 21 is installed along the side wall in the casing of the incubator unit 11.
  • the transport unit 22 supports the tray 31 on which the culture container 41 and the chip solution storage container 42 are placed in the incubator unit 11 and transports them to each mechanism, and also includes a dispenser 22L. Therefore, it is also possible to put the solution into the culture container 41 in the dispensing unit 24A.
  • the dispensing operation performed by the transport unit 22, that is, the chip solution storage container 42 is transported to the dispensing unit 24 ⁇ / b> B, and the solution is discharged from the chip solution storage container 42.
  • the unused dispenser chip area 42A 1 in the chip solution storage container 42 in a state in which the tray 31 2 on which the chip solution storage container 42 is placed is fixed to the dispensing unit 24B is used.
  • the positions of the insertion holes in the four areas of the dispenser chip area 42A 2 , the solution area 42A 3 , and the waste liquid area 42A 4 are registered in advance as coordinates corresponding to the positions.
  • FIG. 6 illustrates a state in which the transport unit 22 has moved to the area where the lid opening / closing unit 23, the dispensing unit 24A, and the dispensing unit 24B are installed in the internal space of the incubator unit 11. .
  • FIGS. 7, 8, and 10 The same applies to the states shown in FIGS. 7, 8, and 10 to be described later.
  • the transport unit 22 further moves the chip solution storage container 42 in the positive direction of the Z-axis, so that the adsorption unit 23A and the chip solution are moved.
  • the storage container 42 is brought into contact.
  • the cover part 42B constituting the chip solution storage container 42, only the cover part 42B is vacuum-adsorbed by the adsorption part 23A. That is, in the transport unit 22, the lid 42 ⁇ / b > B is removed and only the container unit 42 ⁇ / b > A is supported by the arm unit 22 ⁇ / b > K while being placed on the tray 312.
  • the transport unit 22 moves the tip solution storage container 42 with the lid 42 ⁇ / b> B removed, that is, the container unit 42 ⁇ / b> A in the negative direction of the Z axis, thereby It is conveyed to the tray holding part 61B.
  • the tray 31 and second ear portions 31C placed on the tray holding portion 61B is dispensing portion 24B of the tray holding portion 61B at the tray ear fixing portion 62B is moved in the negative direction of the Z-axis and the tray ears It is clamped and fixed by the fixing part 62B.
  • the tray ear fixing portion 62B at the dispensing start fixing the ear portion 31C of the tray 31 2. Thereafter, when the dispensing work is finished, turn off the dispensing work mode, the tray ear fixing portion 62B for the tray 31 and second ear portions 31C was fixed is released is driven in the Z-axis positive direction, ear portion 31C of the tray 31 2 becomes a free state.
  • the transport unit 22, as well as when transporting the chip solution container 42, and placing the culture vessel 41 on the tray 31 1 is transported to the tray holding portion 61A of the dispensing unit 24A.
  • cover (lid part) is provided also in the culture container 41, the culture container is attached to the adsorption
  • the lid opening / closing section 23 is installed, for example, above the tray holding section 61A and the tray holding section 61B, and removes the lid sections of the culture container 41 and the chip solution storage container 42, respectively.
  • the transport unit 22, the dispenser of 22L 1, the lower is transported to the tray holding portion 61B unused dispenser tip area 42A of the container portion 42A, which is fixed by the tray ear fixing portion 62A Move to the corresponding position on 1 .
  • the transport unit 22, the dispenser 22L 1 to dispenser tip 51 is attached is moved onto the solution area 42A 3, the dispenser tip 51, to suck the solution of the reagent or the like from the suction port 53.
  • the dispenser 22L 1 is transported to the upper tray holding section 61A and fixed by the tray ear fixing section 62A by moving the transport section 22 in the positive direction of the Z-axis. After being moved onto the existing culture container 41, the solution sucked by the dispenser chip 51 is added into the culture container 41.
  • the dispenser 22L 1 is moved onto the waste liquid area 42A 4 of the container portion 42A fixed to the lower tray holding portion 61B.
  • the tip of the dispenser chip 51 is inserted into the waste liquid port 54 to discharge all the waste liquid. Then, further, is moved on the used dispenser tip area 42A 2, it is sufficient to remove the dispenser tip 51 became spent from dispenser 22L 1.
  • the dispenser chip 51 is inserted into the hole with the larger diameter among the holes (where the hole 52 is provided) ("state 2" in FIG. 11).
  • Flange portion of the dispenser tip 51 where came below the upper plate of the used dispenser tip area 42A 2 of the container portion 42A ( “state 3" in FIG. 11), it moves toward the small diameter holes.
  • the dispenser 22L 1 is raised in the positive direction of the Z axis in this state, ( "state 4" in Fig. 11) that the hooking flange portion flange portion of the hole 52, can be removed a dispenser tip 51
  • the transport unit 22 holds the ear portion 31C of the tray 31 2 by the arm portion 22K, it is moved to the lid closing unit 23, turn in reverse, to move the container portion 42A in the positive direction of the Z axis Then, the lid part 42B adsorbed by the adsorbing part 23A is put on the container part 42A.
  • the chip solution storage container 42 covered with the lid 42B is taken out of the incubator unit 11
  • the chip solution storage container 42 is transported to the carrier unit 26 by the transport unit 22, so that the solution storage container 42 is It can be carried out from the access door 11A.
  • the transport unit 22 transports and stores the culture vessel 41 on which the dispensing operation has been performed from the dispensing unit 24A to the stocker unit 21.
  • dispensing is performed using the chip solution storage container 42 provided with the respective areas for storing various elements necessary for realizing the dispensing operation, thereby incubator. Dispensing work in the environment can be performed easily.
  • the tray 31 on which the culture container 41 and the chip solution storage container 42 are placed can be transported to each mechanism in the incubator unit 11 by one transport unit 22 without using a plurality of transport mechanisms.
  • the entire culture apparatus can be reduced in size.
  • the transport unit 22 that transports the tray 31 on which the culture container 41 and the chip solution storage container 42 are placed has the dispenser 22L, both the transport and dispensing operations are performed. Since it is not necessary to provide a mechanism for performing these operations separately, the entire culture apparatus can be reduced in size. Moreover, since the conveyance part 22 which conveyed the tray 31 which mounted the culture container 41 and the chip solution storage container 42 can dispense on the spot, a dispensing operation
  • the solution storage container 42 can also be transported through the transport path of the culture container 51. Further, the solution storage container 42 can be taken in and out from the access door 11A, and it is not necessary to newly provide these loading / unloading outlets on the bottom and side surfaces of the incubator unit 11.
  • the tray 31 when the tray 31 is supported by the arm portion 22K, the example in which the ear portion 31C of the tray 31 is placed on the arm portion 22K has been described.
  • 31 may be supported by a method of sandwiching from the side, or a method of completely fixing and holding the tray 31 using a magnet, an air chuck or the like may be used.
  • FIG. 12 is basically based on the above-described embodiment, and description of each part of the cell culture device 1 will be omitted as appropriate.
  • the control box 13 has a built-in microcomputer, and the microcomputer has a constant culture environment (for example, temperature 37 ° C., humidity 90%, oxygen concentration, etc.) of the incubator unit 11. conditions and control to the, also carrying operation of the culture vessel 41, storage operation, dispensing work, in order to perform the observation work, control of transport task of the conveyance section 22, the dispenser 22L 1 and 22L 2, pump It controls various controls such as control of dispensing work of the unit 27 and control of observation work of the observation unit 25 (comprising the illumination unit 25A and the CCD camera 25B).
  • a constant culture environment for example, temperature 37 ° C., humidity 90%, oxygen concentration, etc.
  • the microcomputer has a constant culture environment (for example, temperature 37 ° C., humidity 90%, oxygen concentration, etc.) of the incubator unit 11. conditions and control to the, also carrying operation of the culture vessel 41, storage operation, dispensing work, in order to perform the observation work, control of transport task of the conveyance section 22, the dispenser 22L 1 and 22L 2,
  • the observation unit 25 There are two types of images that can be acquired by the observation unit 25.
  • One is a bird view image in which the entire container image is observed in color, and the other is a micro image as a microscope.
  • the purpose of capturing the bird view image is to grasp the color change of the cell culture medium and the entire cell culture container.
  • the micro image is realized by an objective lens and an intermediate variable optical system.
  • the cell culture device 1 accommodates a plurality of culture containers 41 in the stocker unit 21 and manages a plurality of different types of cultured cells at the same time, and a plurality of users can manage the cultured cells according to their experiment schedules.
  • the cell culture measure 1 includes the dispensers 22L 1 and 22L 2 necessary for the dispensing work, the pump unit 27, and the like so that the cultured cells can be dispensed. Therefore, in the cell culture device 1, in the culture / dispensing work management of its own different culture container or in the culture / dispensing work management of its own culture container 41A and another person's culture container 41B, The time-lapse observation schedule and the observation schedule during the dispensing operation may interfere with each other, and it is necessary to avoid the interference state.
  • the dispensing operation refers to, for example, a medium replacement operation, a subculture operation, a reagent dropping operation, and the like, and the observation unit 25 is used to confirm in advance whether the cultured cells are properly cultured during the operation. If the culture vessel 41 is transported and the growth state of the cultured cells is judged to be normal, it means that a dispensing operation is performed thereafter. If not normal, the culture vessel 41 is discharged out of the culture apparatus.
  • the culture container 41 containing the cells is placed on a holder and conveyed from the carrier to the stocker unit 21. It is conveyed from the stocker unit 21 to the observation unit 25 according to the observation schedule.
  • a bird view image for observing the entire container image in color is always acquired.
  • the color of the medium in this bird view image is compared with the color of the medium to be replaced previously registered as data, and if the color threshold to be replaced is exceeded, the device determines that the medium needs to be replaced. To do.
  • the culture container 41 is carried to the dispensing area, and the medium is exchanged.
  • the observation operation is, for example, when the cultured cells are cultured for a long period of time, in order to periodically check the growth state of the cultured cells, the culture container 41 is transported to the observation unit 25, and the cultured cells If it is determined that the growth state is normal, it means that the work to be transferred to the stocker unit 21 is performed thereafter. If not normal, the culture vessel 41 is discharged out of the culture apparatus.
  • step S1 the cell type and cell name input by the user are accepted.
  • a pre-prepared dispensing time storage table (a data table in which dispensing time data is associated with cultured cell types) is stored in the computer. Enter the cell type and cell name.
  • step S2 a time-lapse observation schedule for each culture vessel 41 is set in order for one or more users to perform normal cell culture (in order to confirm the cell culture state).
  • This schedule setting can be set from an operation panel (not shown) of the cell culture device 1. Specifically, for each culture vessel 41, time-lapse conditions (observation disclosure time, observation end time, observation time during observation period) Interval time, observation point setting in the culture vessel 41, etc.) are set. According to this time lapse observation schedule, the culture of the cells in each culture vessel 41 is started, the image data of the cultured cells is acquired, and the suitability of the dispensing operation is subsequently determined.
  • step S3 if there is a “dispensing time storage table” that is input in step S1 and matches the cell type and cell name, a dispensing work schedule is set. However, if there is no suitable storage table, the user manually sets the dispensing work schedule, and the input of the setting is accepted.
  • step S4 image analysis of cell normality / abnormality by observation work and time determination of cell dispensing work are performed.
  • the cultured cells are periodically imaged by the observation unit 25, and the cultured cells Image data is accumulated. Then, by analyzing the image data of these cells, it is determined whether the culture state of the cells, that is, whether it is growing normally or abnormal.
  • step S1 it is determined whether or not the cell dispensing time matches the dispensing time in the storage table in step S1. If the temporal deviation from the dispensing timing of the storage table is within a predetermined time range, the dispensing timing of the storage table is adopted. However, if it is outside the predetermined time range, the dispensing time obtained from the image analysis data of the cells is adopted, and the dispensing time after the next time in the storage table is also corrected.
  • the microcomputer monitors whether or not the time for dispensing cultured cells has come. If it is determined in step S5 that the time for dispensing has come, the process proceeds to step S6. Until the dispensing time comes, the cultured cells are observed according to the time-lapse observation schedule.
  • step S6 it is determined whether or not interference of observation work has occurred.
  • the problem is the interference between the observation work of the dispensing work schedule and the observation work of the time lapse observation schedule.
  • the culture container 41A that is to perform the observation work of the dispensing work schedule is different from the culture container 41B that is to be observed according to the time-lapse observation schedule, the observation work of the two culture containers cannot be performed at the same time.
  • step S6 when the interference of the observation work occurs, the process proceeds to step S7.
  • step S7 an observation avoidance operation is performed.
  • the avoiding operation in the case of the interference for example, the above operations (1) to (3) can be performed. That is, first, one schedule is shifted forward and backward so that the dispensing work schedule does not interfere with the time lapse observation schedule. Secondly, the observation operation accompanying the dispensing operation is skipped, and the dispensing operation is executed directly. Third, an interference warning is issued to inform the user. The interference of observation work is avoided by the above operation.
  • step S8 After the operation for avoiding this interference, dispensing work is performed in step S8.
  • step S6 when it is determined in step S6 that the observation work does not interfere, the observation work of the dispensing work schedule is executed in step S8. And it is determined by this observation work whether the growth state of the cultured cells immediately before the dispensing work is normal or abnormal. If it is determined to be normal, it is allowed to proceed to the dispensing operation, but if it is determined to be abnormal, it does not proceed to the dispensing operation, and the culture vessel 41 is discharged out of the culture apparatus. .
  • step S8 When the dispensing operation is completed in step S8, the culture vessel 41 is returned to the stocker unit 21 as a storage operation in step S9, and the culture is continued.
  • the embodiment that also serves as a part of the transport device has been described as an apparatus for performing the dispensing operation.
  • the present invention is not limited thereto, and for example, a dedicated dispenser is provided inside the culture apparatus. May be installed.
  • the steps for describing a program are not only processes performed in time series in the order described, but also processes that are executed in parallel or individually even if they are not necessarily processed in time series. Is also included.

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Abstract

　本発明は、細胞にダメージを与えずに観察、分注ができるようにする培養装置に関する。 インキュベータ部１１の内部空間には、培養容器４１に分注を行うための分注部２４Ａおよび２４Ｂを配置するための分注領域、観察光学系を介して培養容器４１に入れられた試料を観察する観察部２５を配置するための観察領域、培養容器４１を水平および垂直方向に搬送する搬送部２２を配置するための搬送領域とが設けられ、分注領域および観察領域は、それぞれ、搬送部２２の搬送方向である水平方向に並び搬送領域に隣接し、搬送部２２は、分注領域と観察領域との間で、培養容器４１を搬送する。本発明は、試料を入れた培養容器を内部空間に格納して、所定の環境条件で前記試料を培養する細胞培養装置に適用できる。

Description

培養装置
　本発明は、培養装置に関し、細胞を培養環境の外に出さないことにより、細胞にダメージを与えずに観察、分注ができるようにした培養装置に関する。
　細胞の培養および観察を行うインキュベータ環境内に観察機能を備える細胞培養観察装置とは別に、試薬添加や培地交換は、培養容器をインキュベータから取り出して専用の分注装置に移し換える必要がある。
　特許文献１には、搬送ロボットやハンドリングロボット、コンベア等の各種の搬送機構によって、培養容器を個別に環境制御された培養室や処理室に搬送する技術が提案されている。
特開２００４－３５０６４１号公報
　しかしながら、特許文献１を含む従来技術では、個別に培養室、処理室などを設け、さらに培養容器を搬送するための搬送機構を設けることで、自動培養装置が大型化してしまうという問題があった。
　例えば、特許文献１で提案されている発明においては、培養容器を培養室から処理室に搬送する際に、複数の搬送用の装置を介して受け渡していく構造となっているため、自動培養装置の内部空間における搬送に関係する機構の占める割合が大きくなってしまい、結果として、自動培養装置自体も大型化している。
　本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、自動培養装置内の空間を有効活用して、自動培養装置を小型化できるようにするものである。
　本発明の第１の培養装置は、試料を入れた培養容器を収納して、所定の培養環境条件に維持管理された内部空間を有し、前記試料を培養する培養装置において、前記内部空間には、前記培養容器に分注を行うための分注領域と、観察光学系を介して前記培養容器に入れられた前記試料を観察する観察手段を配置するための観察領域と、前記培養容器を水平および垂直方向に搬送する搬送手段を配置するための搬送領域とが設けられ、前記分注領域および前記観察領域は、それぞれ、前記搬送手段の搬送方向である前記水平方向に並び前記搬送領域に隣接して配置され、前記搬送手段は、前記分注領域での分注作業と前記観察領域での観察作業とを行うため、前記分注領域と前記観察領域との間で、前記培養容器を搬送する。
　本発明の第２の培養装置は、試料を入れた培養容器を収納して、所定の培養環境条件に維持管理された内部空間を有し、前記試料を培養する培養装置において、複数の前記培養容器を収納する収納棚を有した収納手段を配置するための収納領域と、前記培養容器に分注を行うための分注領域と、観察光学系を介して前記培養容器に入れられた前記試料を観察する観察手段を配置するための観察領域と、前記培養容器を水平および垂直方向に搬送する搬送手段を配置するための搬送領域とが形成された前記内部空間と、前記収納領域と前記分注領域と前記観察領域との間で、前記培養容器を搬送する前記搬送手段と、前記分注領域と前記観察領域と前記収納領域との間で前記培養容器を搬送する前記搬送手段の搬送作業と、前記分注領域での分注作業と、前記観察領域での観察作業と、前記収納領域での収納作業とを制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記分注作業前に、前記観察手段による前記観察作業を実行させ、前記観察作業で取得される前記試料の画像データに基づき、前記分注作業を実行すべきか否かを判定して、前記培養容器を前記観察領域から前記分注領域へ搬送制御するか、あるいは前記観察領域から前記収納領域へ搬送制御する。
　本発明によれば、細胞を培養環境の外に出さないことにより、細胞にダメージを与えずに観察、分注ができる。
本発明を適用した細胞培養装置の全体構成を示す正面図である。 細胞培養装置の構成を示す上面図である。 トレイの詳細な構成を示す図である。 チップ溶液収納容器の詳細な構成を示す図である。 搬送部の詳細な構成を示す図である。 分注作業の様子を示す模式図である。 分注作業の様子を示す模式図である。 分注作業の様子を示す模式図である。 ディスペンサーチップの取り付けの流れを表わす図である。 分注作業の様子を示す模式図である。 ディスペンサーチップの取り外しの流れを表わす図である。 分注作業の可否判定処理について説明するフローチャートである。
符号の説明
　１　細胞培養装置，　１１　インキュベータ部，　１１Ａ　アクセスドア，　１１Ｂ　内扉，　１２　架台部，　１３　コントロールボックス，　１４　パーソナルコンピュータ，　２１　ストッカ部，　２２　搬送部，　２２Ａ　ステージベース，　２２Ｂ　Ｙステージ，　２２Ｃ　ガイド軸，　２２Ｄ　駆動軸，　２２Ｅ　モータ，　２２Ｆ　Ｚステージ，　２２Ｇ　駆動軸，　２２Ｈ　モータ，　２２Ｉ　駆動部，　２２Ｊ　分注ステージ，　２２Ｋ　アーム部，　２２Ｌ1および２２Ｌ2　分注器，　２２Ｍ　回転軸，　２３　蓋開閉部，　２４Ａおよび２４Ｂ　分注部，　２５　観察部，　２５Ａ　照明部，　２５Ｂ　CCDカメラ，　２６　キャリア部，　２７　ポンプ部，　２８　チューブ，　３１　トレイ，　４１　培養容器，　４２　チップ溶液収納容器，　４２Ａ　容器部，　４２Ａ1　未使用ディスペンサーチップエリア，　４２Ａ2　使用済みディスペンサーチップエリア，　４２Ａ3　溶液エリア，　４２Ａ4　廃液エリア，　４２Ｂ　蓋部，　５１　ディスペンサーチップ，　５２　穴部，　５３　吸引口，　５４　廃液口，　６１Ａおよび６１Ｂ　トレイ保持部，　６２Ａおよび６２Ｂ　トレイ耳固定部
　以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
　図１は、本発明を適用した細胞培養装置の全体構成を示す正面図である。
　図１の例では、細胞培養装置１は、インキュベータ部１１と、その下側に配置される架台部１２から構成される。インキュベータ部１１の内部には、例えば、ヒータが用いられる温度調節装置等からなる温度制御機構、霧を噴出する噴霧装置等からなる湿度制御機構、外部の二酸化炭素ボンベに接続されるガス導入部等からなるガス制御機構、内部空間の細胞培養環境を検出する環境センサ等（いずれも図示せず）が設けられている。また、インキュベータ部１１の内側は断熱材で覆われている。これにより、インキュベータ部１１の中は、細胞の培養中、細胞の培養環境を維持するために密封され、例えば空気を循環させることにより一定の温度に保たれることで、温度３７℃、湿度９０％、二酸化炭素濃度５％等に維持される。
　また、インキュベータ部１１が載せられた架台部１２の内部には、図１に示すように、細胞培養装置１の各部を制御するコントロールボックス１３やパーソナルコンピュータ１４等が収納される。
　インキュベータ部１１の内部には、ストッカ部２１、搬送部２２、蓋開閉部２３、分注部２４Ａおよび２４Ｂ、観察部（顕微鏡部）２５、並びにキャリア部２６が設置される。
　ここで、図２の細胞培養装置１の上面図を参照して、インキュベータ部１１の内部に設置される各機構の配置と構成について説明する。
　ストッカ部２１は、トレイ３１に載せられた培養容器４１およびチップ溶液収納容器４２を保管する場所である。すなわち、ストッカ部２１には、培養容器４１やチップ溶液収納容器４２をトレイ３１ごと収容可能である。
　ここで、トレイ３１の詳細な構成について図示すると、図３のようになる。すなわち、図３のトレイ３１の上面図に示すように、トレイ３１は、培養容器４１またはチップ溶液収納容器４２を載置可能な形状からなり、さらに、固定ブロック３１Ａ1乃至３１Ａ4並びにバネ３１Ｂ1および３１Ｂ2（以下、単に、固定ブロック３１Ａ、バネ３１Ｂという）を有している。図３の例では、固定ブロック３１Ａおよびバネ３１Ｂによって、載置された培養容器４１を固定している。また、トレイ３１には、耳部３１Ｃ1乃至３１Ｃ4（以下、単に、耳部３１Ｃという）が設けられており、搬送部２２は、トレイ３１の耳部３１Ｃを載置することで、トレイ３１を搬送する。
　また、図３の例では、培養容器４１をトレイ３１に載置する例を図示しているが、トレイ３１には、トレイ３１に載置可能な形状を有しているチップ溶液収納容器４２も載置することができる。例えば、チップ溶液収納容器４２は、培養容器４１と同一または類似の形状を有している。
　ここで、チップ溶液収納容器４２の詳細な構成について図示すると、図４のようになる。すなわち、図４のチップ溶液収納容器４２の３面図（正面図、上面図、側面図）に示すように、チップ溶液収納容器４２は、容器部４２Ａと蓋部４２Ｂから構成され、チップ溶液収納容器４２を使用しない場合には、蓋部４２Ｂは容器部４２Ａに被せられた状態となっており、チップ溶液収納容器４２を使用するときに、容器部４２Ａから蓋部４２Ｂを外すことになる。
　容器部４２Ａには、上面図に示すように、未使用ディスペンサーチップエリア４２Ａ1、使用済みディスペンサーチップエリア４２Ａ2、溶液エリア４２Ａ3、および廃液エリア４２Ａ4の４つのエリアがある。
　未使用ディスペンサーチップエリア４２Ａ1には、クリーンベンチ等により搬送部２２の分注器２２Ｌ1にセッティングするための未使用のディスペンサーチップ５１がセットされる。図４の例の場合には最大で１２個のディスペンサーチップ５１をセット可能であるが、その数は１２個に限定されるものではない。なお、未使用のディスペンサーチップ５１を分注器２２Ｌ1に取り付ける方法の詳細については後述する。
　使用済みディスペンサーチップエリア４２Ａ2には、穴部５２を利用して使用済みのディスペンサーチップ５１が廃棄される。図４の例では、１２個の穴部５２が設けられているが、その数は１２個に限定されるものではない。なお、使用済みディスペンサーチップ５１の廃棄方法の詳細については後述する。
　また、溶液エリア４２Ａ3には、これから使用する試薬等の溶液がセットされ、分注器２２Ｌ1により吸引口５３から吸引される。なお、図４の例では、４種類の溶液をセットできる形態を示したが、それに限らず、使用する試薬の量と種類に応じて、その数量を変更してもよい。また、使用する試薬は必要に応じて事前に使用温度に加温してから装置内部に搬送してもよいが、加温する時間をあらかじめ見込んで装置内に入れておくことも可能である。
　廃液エリア４２Ａ4には、使用済みの廃液が流される。具体的には、廃液エリア４２Ａ4においては、分注器２２Ｌ1の先端が廃液口５４に挿入されるので、そこから出された廃液を貯めることになる。
　以上のように、チップ溶液収納容器４２には、分注作業を実現するために必要となる各種の要素を収納するための各エリアが設けられており、搬送部２２は、そのチップ溶液収納容器４２をトレイ３１に載せてインキュベータ部１１内の各機構に搬送する。
　なお、図４の例では、未使用ディスペンサーチップエリア４２Ａ1乃至廃液エリア４２Ａ4の４つのエリアは、均等に４分割された容器部４２Ａのそれぞれの領域に相当するが、それらの領域は均等に分割されている必要はなく、あるエリアの領域を広げたり、狭めたりすることができる。例えば、未使用ディスペンサーチップエリア４２Ａ1の使用頻度が高い場合にはその領域を広げて、その分他のエリアの領域を狭くすることが可能である。
　また、図４の例では、容器部４２Ａは、未使用ディスペンサーチップエリア４２Ａ1乃至廃液エリア４２Ａ4の４つのエリアを有しているとして説明したが、例えば、未使用ディスペンサーチップエリア４２Ａ1および使用済みディスペンサーチップエリア４２Ａ2の２つのエリアだけを有する構成や、溶液エリア４２Ａ3および廃液エリア４２Ａ4の２つのエリアだけを有する構成等としてもよい。要は、容器部４２Ａは、インキュベータ部１１の内部で行われる分注作業の作業形態に合わせて、未使用ディスペンサーチップエリア４２Ａ1乃至廃液エリア４２Ａ4の４つのエリアのうちのいずれかのエリアを有していればよい。また、本実施の形態においては、ディスペンサーチップは、ディスポーザルチップで記載したが、かかるディスペンサーチップを洗浄してもよい。
　本実施の形態のチップ溶液収納容器４２は、複数の区画が形成された容器部（容器本体部）４２Ａと、容器部４２Ａの１つの区画に形成された未使用のディスペンサーチップ５１を収容、保持する第１エリア（収容領域）４２Ａ1と、容器部４２Ａの別の区画に形成された、使用済みのディスペンサーチップ５１を回収し、収容する第２エリア（回収領域）４２Ａ2とから少なくとも構成されている。
　さらに、上記の構成に加えて、チップ溶液収納容器４２は、容器部４２Ａの別の区画には、ディスペンサーチップ５１により吸引される試薬等の溶液を収容する溶液収容エリア４２Ａ3を有する。
　そして、第１エリア４２Ａ1は、未使用のディスペンサーチップ５１が複数収容され、各チップが同一方向に向けて整然とマトリックス状に配列されて保持される構成となっている。また、第２エリア４２Ａ2は、少なくとも１つの穴部５２が形成され、その穴部５２がチップの側壁の突出したリング（あるいは円筒窪みでもよい）が引っ掛かる内径を有しており、その穴部５２に引っ掛かり外された使用済みのディスペンサーチップ５１を収容する部屋がその穴部５２の下に形成されている。
　このように、チップ溶液収納容器４２は、複数の機能を果たすエリアが１つの矩形状の容器内に一体的に形成されて構成されている。このチップ溶液収納容器４２を、複数用意することで、ユーザは簡単にディスペンサーチップの新品交換や使用済みチップの回収が容易にできる。
　図２に戻り、搬送部２２は、ストッカ部２１に収納されたトレイ３１に載せられた培養容器４１またはチップ溶液収納容器４２を、蓋開閉部２３、分注部２４Ａ、分注部２４Ｂ、または観察部２５のいずれかに搬送する機構である。すなわち、搬送部２２は、培養容器４１またはチップ溶液収納容器４２を載置したトレイ３１を支持して各機構に搬送するとともに、ストッカ部２１に対してトレイ３１を出し入れする。なお、図２の上面図では、分注部２４Ａおよび分注部２４Ｂを記載する都合上、蓋開閉部２３の記載を省略しているが、図１や後述する図６等を参照することでも明らかなように、蓋開閉部２３は分注部２４Ａまたは２４Ｂの上部に設置される。
　ここで、図１、図２、および図５の搬送部２２の拡大図を参照して、搬送部２２の詳細な構成について説明する。なお、図５において、図中上側の図は搬送部２２の上面図を表わし、図中下側の図は搬送部２２の正面図を表わしている。
　図１および図２に示されるように、細胞培養装置１のインキュベータ部１１の内部空間は、培養容器に分注を行う分注部２４Ａおよび２４Ｂのある分注領域と、観察光学系を介して培養容器に入れられた試料を観察する観察部２５を配置するための観察領域と、培養容器を水平および垂直方向に搬送する搬送部２２を配置するための搬送領域とが設けられている。そして、この内部空間には、分注領域および観察領域は、それぞれ、前記搬送手段の搬送方向である前記水平方向に並び搬送領域に隣接して配置され、搬送部２２は、分注領域での分注作業と観察領域での観察作業とを行うため、分注領域と観察領域との間で、培養容器を搬送する。
　図２において、ステージベース２２Ａには、Ｙ軸用のガイド軸２２Ｃと駆動軸２２Ｄを介してＹステージ２２Ｂが取り付けられる。Ｙステージ２２Ｂはモータ２２Ｅの回転によりＹ軸方向に移動する。なお、ステージベース２２Ａは筐体に対して固定されている。
　Ｙステージ２２Ｂには、Ｚ軸用の駆動軸２２Ｇを介してＺステージ２２Ｆが取り付けられる。Ｚステージ２２Ｆはモータ２２Ｈの回転によってＺ軸方向に移動する。Ｚステージ２２Ｆには、駆動部２２Ｉを介して分注ステージ２２Ｊが取り付けられる。分注ステージ２２Ｊは、搬送部２２の最上部に設けられたステージであり、駆動部２２Ｉの駆動により、Ｘ軸方向に移動する。つまり、図５に示すように、駆動部２２Ｉは、例えばラックアンドピニオン式の駆動機構であって、Ｚステージ２２Ｆと分注ステージ２２Ｊの両ステージに取り付けられる面にそれぞれピニオンが設けられており、それらのピニオンがＺステージ２２Ｆおよび分注ステージ２２Ｊに形成されたラックにそれぞれ噛合されることで、両ステージに取り付けられている。これにより、駆動部２２Ｉの駆動によって、分注ステージ２２ＪをＸ軸方向に所定量だけスライド移動させることが可能となる。
　分注ステージ２２Ｊには、分注器２２Ｌ1および分注器２２Ｌ2の２つの分注器が設けられている。分注器２２Ｌ1は、試薬等の溶液を吸引および添加し、分注器２２Ｌ2は、廃液を吸引するためのものである。具体的には、分注器２２Ｌ1および分注器２２Ｌ2は、それぞれ、チューブ２８を介してポンプ部２７（図１）と接続されており、ポンプ部２７が駆動することで、分注器２２Ｌ1により溶液が吸引および添加されるか、また分注器２２Ｌ2より廃液が吸引される。また、分注器２２Ｌ1および分注器２２Ｌ2にそれぞれ取り付けられるディスペンサーチップ５１は、取り付けおよび取り外しが可能である。
　なお、以下、特に２つの分注器を区別する必要がない場合には単に分注器２２Ｌと称して説明する。
　分注ステージ２２Ｊにはまた、その先端部にアーム部２２Ｋが着脱可能に取り付けられる。アーム部２２Ｋには、トレイ３１の耳部３１Ｃが載置される。すなわち、アーム部２２Ｋは、トレイ３１の搬送や設置の際の受け渡し部材として使用される。なお、アーム部２２Ｋと、トレイ３１との接触面には、摩擦抵抗の大きい部材（例えばゴム等）を貼り付けておくことが好ましい。
　また、Ｙステージ２２Ｂは、回転モータ（図示せず）の回転により、ＸＹ平面内で回転軸２２Ｍを中心に回転する。すなわち、搬送部２２は、図２に示すような、蓋開閉部２３（図２では図示せず）、分注部２４Ａ、分注部２４Ｂ、および観察部２５等の図中搬送部２２の右側の機構への搬送の他に、Ｙステージ２２Ｂを180度回転させて反対向きになることで、ストッカ部２１等の図中搬送部２２の左側の機構への搬送を行うことが可能となる。なお、Ｙステージ２２Ｂを回転させる場合には、分注ステージ２２ＪをＺステージ２２Ｆ側に縮めて回転半径を小さくすることが好ましい。
　このように、以上のように構成される搬送部２２では、アーム部２２Ｋに支持されたトレイ３１を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３方向に移動させることができ、また、Ｚ軸中心として180度回転させることもできる。これにより、搬送部２２は、インキュベータ部１１内において、トレイ３１を支持して各機構に搬送するとともに、ストッカ部２１に対してトレイ３１を出し入れすることが可能となる。
　また、搬送部２２は、培養容器４１を観察部２５で観察する場合には、トレイ３１に載せられた培養容器４１を観察部２５に搬送する。
　観察部２５は、主に、照明系と、観察系から構成され、インキュベータ部１１内の他に、その一部は架台部１２にも収容される。照明系においては、LED（Light Emitting Diode）等の光源である照明部２５Ａからの光が、矩形絞り、位相リング、およびコンデンサレンズ等を介した後、観察ステージに入射する。そして、その光は、搬送部２２によって、観察ステージの中のスペースに搬送されてきたトレイ３１に載置された培養容器４１内の試料に照明光として入射する。そして、照明系からの光によって照明された試料は、その培養状態に応じて光を発生する。試料から透過方向に発生した光は、観察ステージを通過した後、観察系に導かれる。
　観察系では、試料から透過方向に発生した光が、対物レンズ、中間変倍レンズ、蛍光照明ユニット、およびCCD（Charge Coupled Device）カメラ２５Ｂの内蔵レンズ等を介した後、CCDカメラ２５Ｂに入射する。このとき、CCDカメラ２５Ｂの撮像面には、結像光学系による試料の像が形成される。そして、CCDカメラ２５Ｂにより撮像された画像は、例えばモニタ装置（図示せず）等に表示される。
　以上のようにして、細胞培養装置１は構成される。
　ところで、培養容器４１およびチップ溶液収納容器４２のインキュベータ部１１の内部への搬送方法であるが、例えば、クリーンベンチにおいて、チップ溶液収納容器４２の容器部４２Ａの未使用ディスペンサーチップエリア４２Ａ1にディスペンサーチップ５１をセットし、溶液エリア４２Ａ3に試薬をセットして蓋部４２Ｂをのせた後、そのチップ溶液収納容器４２をトレイ３１2にセットする。また、培養容器４１は、チップ溶液収納容器４２を載置したトレイ３１2とは別のトレイ３１1にセットする。
　なお、以下、培養容器４１とチップ溶液収納容器４２の載置されたトレイ３１を区別するために、それらの容器が載せられたトレイ３１を、それぞれ、トレイ３１1、トレイ３１2と称して説明するが、それらを特に区別する必要がない場合には単にトレイ３１と称する。また、このとき、培養容器４１およびチップ溶液収納容器４２（の容器部４２Ａ）は、それぞれが載置されているトレイ３１の固定ブロック３１Ａおよびバネ３１Ｂにより固定される。
　次に、この培養容器４１を載置したトレイ３１1と、チップ溶液収納容器４２を載置したトレイ３１2は、複数のトレイ３１を一括収納するキャリアにセットされる。そして、オペレータの操作により、インキュベータ部１１のアクセスドア１１Ａと内扉１１Ｂが開けられ、インキュベータ部１１内のキャリア部２６に、その複数のトレイ３１を収納したキャリアがセットされる（図１のキャリア部２６の点線がセットされたキャリアを表わしている）。すると、インキュベータ部１１の内部において、キャリアにセットされたトレイ３１は、オペレータによる操作に応じて動作する搬送部２２によって、所定の位置まで搬送される。例えば、チップ溶液収納容器４２を直ぐに使用する場合には、その容器を載せているトレイ３１2は分注部２４Ｂに搬送され、決められた時間だけ加温して使用する場合には、その容器を載せているトレイ３１2はストッカ部２１に搬送され収容される。
また、このとき、例えば、培養容器４１を載せているトレイ３１1は、ストッカ部２１に搬送され収容される。
　これにより、搬送部２２によって、試料の培養を開始する前に、培養容器４１を載せているトレイ３１1や、チップ溶液収納容器４２を載せているトレイ３１2が搬送され、ストッカ部２１の各段や分注部２４Ｂ等に収容される。
　なお、本実施の形態においては、個々のトレイ３１に対応させてストッカ部２１の各段を構成してもよいし、複数のトレイ３１を一括するキャリアの大きさに合わせてストッカ部２１の各段を構成してもよい。また、ストッカ部２１は、インキュベータ部１１の筐体の中の側壁に沿って設置される。
　ところで、上述したように、搬送部２２は、インキュベータ部１１内において、培養容器４１やチップ溶液収納容器４２を載せたトレイ３１を支持して各機構に搬送する他に、分注器２２Ｌを有しているので、分注部２４Ａにおいて、培養容器４１内部に溶液を入れることも可能である。
　そこで、次に、図６乃至図１１を参照して、搬送部２２により行われる分注作業、すなわち、チップ溶液収納容器４２を分注部２４Ｂに搬送し、そのチップ溶液収納容器４２から溶液を吸引し、分注部２４Ａに搬送された培養容器４１に添加するまでの作業の流れについて説明する。
　なお、以下の説明において、チップ溶液収納容器４２を載置しているトレイ３１2が分注部２４Ｂに固定された状態でのチップ溶液収納容器４２内の未使用ディスペンサーチップエリア４２Ａ1、使用済みディスペンサーチップエリア４２Ａ2、溶液エリア４２Ａ3、および廃液エリア４２Ａ4の４つのエリアの各挿入穴の位置は、その位置に対応する座標として事前に登録しておくものとする。
　まず、図６に示すように、トレイ３１2に載せられたチップ溶液収納容器４２は、搬送部２２によって、蓋開閉部２３の設置された領域まで搬送される。なお、図６は、インキュベータ部１１の内部空間において、蓋開閉部２３、分注部２４Ａ、および分注部２４Ｂの設置された領域に、搬送部２２が移動してきたときの状態を表わしている。また、後述する、図７、図８、および図１０の表わしている状態も同様である。
　このとき、チップ溶液収納容器４２は、吸着部２３Ａの真下に搬送されるので、搬送部２２は、チップ溶液収納容器４２をＺ軸の正方向にさらに移動させることで、吸着部２３Ａとチップ溶液収納容器４２とを接触させる。すると、図７に示すように、チップ溶液収納容器４２を構成する容器部４２Ａと蓋部４２Ｂのうち、蓋部４２Ｂのみが吸着部２３Ａにより真空吸着される。つまり、搬送部２２においては、蓋部４２Ｂが外されて、容器部４２Ａだけがトレイ３１2に載せられた状態でアーム部２２Ｋに支持された状態となる。
　次に、図７に示すように、搬送部２２は、蓋部４２Ｂが外されたチップ溶液収納容器４２、すなわち、容器部４２ＡをＺ軸の負方向に移動させることで、分注部２４Ｂのトレイ保持部６１Ｂに搬送する。なお、このとき、トレイ保持部６１Ｂに載せられたトレイ３１2の耳部３１Ｃは、分注部２４Ｂのトレイ耳固定部６２ＢがＺ軸の負方向に移動することでトレイ保持部６１Ｂとトレイ耳固定部６２Ｂに挟持されて固定される。すなわち、分注作業を行う際には、分注作業モードをオンにして、分注開始時にトレイ耳固定部６２Ｂによりトレイ３１2の耳部３１Ｃを固定する。その後、分注作業が終了した場合には、分注作業モードをオフにして、トレイ３１2の耳部３１Ｃを固定していたトレイ耳固定部６２ＢがＺ軸正方向に駆動されて解除され、トレイ３１2の耳部３１Ｃはフリーの状態となる。
　その後、搬送部２２は、チップ溶液収納容器４２を搬送したときと同様に、培養容器４１をトレイ３１1に載置して、分注部２４Ａのトレイ保持部６１Ａに搬送する。トレイ保持部６１Ａに載せられたトレイ３１1の耳部３１Ｃは、図８に示すように、分注部２４Ａのトレイ耳固定部６２Ａにより固定される。なお、培養容器４１にも蓋（蓋部）が設けられている場合には、チップ溶液収納容器４２の蓋部４２Ｂを外した場合と同様の原理で蓋開閉部２３の吸着部２３Ａに培養容器４１の蓋部を吸着させて外せばよい。この場合、蓋開閉部２３は、例えばトレイ保持部６１Ａと、トレイ保持部６１Ｂの上方等にそれぞれ設置され、培養容器４１とチップ溶液収納容器４２のそれぞれの蓋部を取り外す。
　そして、図８に示すように、搬送部２２は、分注器２２Ｌ1を、下段のトレイ保持部６１Ｂに搬送されトレイ耳固定部６２Ａにより固定されている容器部４２Ａの未使用ディスペンサーチップエリア４２Ａ1上の対応する位置に移動させる。搬送部２２は、あらかじめ登録されている各挿入穴の座標情報に基づいて、未使用ディスペンサーチップエリア４２Ａ1の挿入穴にセットされているディスペンサーチップ５１を分注器２２Ｌ1に取り付ける。このディスペンサーチップ５１の取り付け方法であるが、例えば、図９の左側に示すように、挿入穴にセットされているディスペンサーチップ５１に対して、分注器２２Ｌ1を圧入することで、図９の右側に示すように、分注器２２Ｌ1にディスペンサーチップ５１が取り付けられる。
　その後、搬送部２２は、ディスペンサーチップ５１が取り付けられた分注器２２Ｌ1を溶液エリア４２Ａ3上に移動させ、ディスペンサーチップ５１により、吸引口５３から試薬等の溶液を吸引させる。そして、図１０に示すように、この分注器２２Ｌ1を、搬送部２２をＺ軸の正方向に移動させることで、上段のトレイ保持部６１Ａに搬送されトレイ耳固定部６２Ａにより固定されている培養容器４１上に移動させた後、ディスペンサーチップ５１によって吸引された溶液を培養容器４１内に添加する。
　また、溶液の添加後、ディスペンサーチップ５１内に溶液が残っている場合には、下段のトレイ保持部６１Ｂに固定された容器部４２Ａの廃液エリア４２Ａ4上に、分注器２２Ｌ1を移動させ、ディスペンサーチップ５１の先端を廃液口５４に挿入して、廃液を全て出させる。その後、さらに、使用済みディスペンサーチップエリア４２Ａ2上に移動させて、使用済みとなったディスペンサーチップ５１を分注器２２Ｌ1から取り外すようにすればよい。
　このディスペンサーチップ５１を取り外す方法であるが、例えば、図１１の「状態１」に示すように、まず、使用済みディスペンサーチップエリア４２Ａ2に設けられた穴部５２（図４の例では１２個の穴部５２が設けられている）のうちの直径の大きな穴の方に、ディスペンサーチップ５１を挿入する（図１１の「状態２」）。ディスペンサーチップ５１のフランジ部分が容器部４２Ａの使用済みディスペンサーチップエリア４２Ａ2の上面板より下にきたところで（図１１の「状態３」）、直径の小さな穴の方に移動する。その状態で分注器２２Ｌ1をＺ軸の正方向に上昇させ、フランジ部分を穴部５２のツバ部に引っかけることにより（図１１の「状態４」）、ディスペンサーチップ５１を取り外すことが可能
　なお、本実施の形態においては、培養容器４１に溶液を追加する例について説明したが、溶液を追加する前に、例えば追加する量と同等の溶液を事前に取り除く場合には、分注器２２Ｌ2に、分注器２２Ｌ1同様に、未使用ディスペンサーチップエリア４２Ａ1の挿入穴にセットされているディスペンサーチップ５１を取り付けて、培養容器４１から溶液を吸い取り、その後、容器部４２Ａの廃液エリア４２Ａ4に廃液を捨ててから、上述した動作を実行すればよい。
　その後、全ての分注作業が終了したら、分注モードを終了し、トレイ３１の耳部３１Ｃを固定しているトレイ耳固定部６２Ａおよび６２Ｂを解除する。続いて、搬送部２２は、アーム部２２Ｋによりトレイ３１2の耳部３１Ｃを保持して、蓋開閉部２３に移動させて、今度は逆に、容器部４２ＡをＺ軸の正方向に移動させて吸着部２３Ａにより吸着されている蓋部４２Ｂを容器部４２Ａに被せさせる。その後、蓋部４２Ｂを被されたチップ溶液収納容器４２をインキュベータ部１１の外部に取り出す場合、搬送部２２によって、チップ溶液収納容器４２をキャリア部２６まで搬送させることで、その溶液収納容器４２はアクセスドア１１Ａより搬出可能となる。また、搬送部２２は、分注作業が行われた培養容器４１を、分注部２４Ａからストッカ部２１に搬送して収納する。
　以上の如く、本発明によれば、分注作業を実現するために必要となる各種の要素を収納するための各エリアが設けられたチップ溶液収納容器４２を用いて分注することで、インキュベータ環境内での分注作業を容易に行うことができる。
　また、本発明によれば、複数の搬送機構を用いることなく、１つの搬送部２２により培養容器４１やチップ溶液収納容器４２を載せたトレイ３１をインキュベータ部１１内の各機構に搬送できるので、内部空間を有効活用して、培養装置全体を小型化できる。
　さらに、本発明によれば、培養容器４１やチップ溶液収納容器４２を載せたトレイ３１を搬送する搬送部２２は、分注器２２Ｌを有しているので、搬送と分注の両方の作業を行うことができ、それらの作業を行う機構を別個に設ける必要がないため、培養装置全体を小型化できる。また、培養容器４１やチップ溶液収納容器４２を載せたトレイ３１を搬送した搬送部２２が、その場で分注することができるので、迅速に分注作業を行うことができる。
　すなわち、これまで培養容器４１の搬送機構と分注器２２Ｌの搬送機構とがそれぞれ必要であったものが、共通化することができる。さらに省スペース化が図られたことにより、それらの機構をインキュベータ部１１の内部に設置することができる。
　また、未使用のディスペンサーチップ５１、使用済みのディスペンサーチップ５１、溶液、廃液を収納する溶液収納容器４２のサイズを、培養容器５１のサイズ（ウエルプレートサイズ）と互換性を持たせたことにより、培養容器５１の搬送経路で溶液収納容器４２も搬送することが可能になる。また、溶液収納容器４２は、アクセスドア１１Ａより出し入れが可能となり、新たにインキュベータ部１１の底面や側面にこれらの搬入搬出口を設ける必要はない。
　なお、本実施の形態においては、アーム部２２Ｋにトレイ３１を支持する際に、トレイ３１の耳部３１Ｃをアーム部２２Ｋに載置する例により説明したが、それに限らず、その他、例えば、トレイ３１を側方から挟み込む方式で支持してもよいし、マグネットやエアチャック等を用いてトレイ３１を完全に固定保持する方式等であってもよい。
　次に、図１２のフローチャートを参照して、本発明の別の実施形態について説明する。
　図１２の実施形態は、基本的に既に説明をした上記実施形態をベースに成り立つものであり、上記細胞培養装置１の各部の説明は適宜省略する。
　図１の細胞培養装置１において、コントロールボックス１３には、マイクロコンピュータが内蔵されており、マイクロコンピュータは、インキュベータ部１１の培養環境（例えば、温度３７℃、湿度９０％、酸素濃度など）を一定の条件に制御したり、また、培養容器４１の搬送作業、収納作業、分注作業、観察作業を実行するために、搬送部２２の搬送作業の制御、分注器２２Ｌ1および２２Ｌ2、ポンプ部２７の分注作業の制御、観察部２５（照明部２５Ａ及びCCDカメラ２５Ｂより成る）の観察作業の制御など各種の制御を司っている。
　このコントロールボックス１３のマイクロコンピュータによるプログラム制御の詳細が、図１２のフローチャートに示されている。
　また、観察部２５で取得可能な画像は、２種類ある。ひとつは、容器全体像をカラーで観察するバードビュー画像、もうひとつは顕微鏡としてのミクロ画像である。バードビュー画像の撮像目的は、細胞培養培地の色変化及び細胞培養容器の全体把握である。ミクロ画像は、対物レンズと中間変倍光学系で実現している。
　細胞培養装置１は、複数の培養容器４１をストッカ部２１に収納して、同時に複数の種類の異なる培養細胞を管理したり、また複数のユーザがそれぞれの実験スケジュールに応じて培養細胞を管理できる装置である。そして、細胞培養措置１には、培養細胞の分注作業できるように、分注作業に必要な分注器２２Ｌ1および２２Ｌ2、ポンプ部２７などが内臓されている。したがって、細胞培養装置１では、自分自身の異なる培養容器の培養・分注作業管理や、自分の培養容器４１Ａと他人の培養容器４１Ｂとの培養・分注作業管理において、通常の細胞培養中のタイムラプス観察スケジュールと分注作業中の観察スケジュールとが干渉する場合があり、その干渉状態を回避する必要がある。
　この干渉状態の回避動作としては、次の（１）から（３）の動作が考えられる。
（１）タイムラプス観察スケジュールに分注作業スケジュールが干渉しないように、一方のスケジュールを前後に時間的にシフトさせる。
（２）分注作業に伴う観察動作をスキップして、直接、分注作業を実行する。
（３）干渉状態の警告を出し、ユーザに知らせる。
　なお、ここで、分注作業とは、例えば、培地交換作業、継代作業、試薬滴下作業などを言い、その作業中に培養細胞が適正に培養しているかを事前確認するために観察部２５へ培養容器４１を搬送し、培養細胞の育成状態を判定して正常であれば、その後に、分注作業を行うことを指す。正常でなければ、培養容器４１を培養装置外へ排出する。
　具体的に、分注作業の一例として培地交換の場合で説明する。
　事前に、細胞毎に培地交換する時期の培地の色をデータベースとして覚えさせておく。細胞が入った培養容器４１をホルダに載せてキャリアからストッカ部２１に搬送する。観察スケジュールに従い、ストッカ部２１から観察部２５に搬送する。観察スケジュールでは、必ず容器全体像をカラーで観察するバードビュー画像の取得を実施する。このバードビュー画像の培地の色と事前にデータとして登録した培地交換すべき培地の色とを比較し、培地交換すべき色のしきい値を超えた場合に、装置は培地交換が必要と判定する。培地交換と判定されると分注領域に培養容器４１は運ばれ、培地交換が行なわれる。
　また、観察動作（観察作業）とは、例えば、培養細胞を長期間培養する際に、定期的に培養細胞の育成状態を確認するために、観察部２５へ培養容器４１を搬送し、培養細胞の育成状態を判定して正常であれば、その後、ストッカ部２１に移す作業を行うことを指す。正常でなければ、培養容器４１を培養装置外へ排出する。
　次に、このような上記回避動作をプログラム制御すると共に、分注作業の可否判定の一連の制御について、図１２のフローチャートを用いて説明する。
　ステップＳ１において、ユーザによって入力される細胞の種類や細胞名が受け付けられる。
　すなわち、ユーザは、良く知られている細胞であれば、予め作成した分注時期の記憶テーブル（培養細胞種類に対して、分注時期のデータを対応付けしたデータテーブル）がコンピュータ内に格納されているので、細胞の種類や細胞名を入力する。
　ステップＳ２において、１人あるいは複数人のユーザが通常の細胞培養を行うため（細胞の培養状態の確認するため）、各培養容器４１のタイムラプス観察スケジュールが設定される。
　このスケジュール設定は、細胞培養装置１の不図示の操作用パネルから設定でき、具体的には、各培養容器４１に対して、タイムラプス条件（観察開示時期、観察終了時期、観察期間中の観察のインターバル時間、培養容器４１内の観察ポイント設定など）を設定する。このタイムラプス観察スケジュールに従い、各培養容器４１の細胞の培養が開始され、培養細胞の画像データが取得され、分注作業の適否が以後、判定される。
　なお、このタイムラプス観察スケジュールのルーチンは、本フローとは独立してプログラム制御されている。
　ステップＳ３において、ステップＳ１で入力されて細胞の種類や細胞名に適合する「分注時期記憶テーブル」があれば、分注作業スケジュールが設定される。しかし、適合する記憶テーブルが無い場合には、ユーザがマニュアルで分注作業スケジュールを設定することになるので、その設定の入力が受け付けられる。
　ステップＳ４において、観察作業による細胞正常・異常の画像解析および細胞の分注作業の時期判定が行われる。
　すなわち、ステップＳ３の分注作業スケジュールで決まった分注時期が来るまでは、ステップＳ２で設定されたタイムラプス観察スケジュールに従い、定期的に培養細胞（試料）が観察部２５によって撮像され、培養細胞の画像データが蓄積される。そして、これら細胞の画像データを解析することにより、細胞の培養状態、すなわち正常に生育しているか、あるいは異常であるかを判定する。
　また、この細胞の画像データの解析に基づき、細胞の分注時期がステップＳ１の記憶テーブルにある分注時期と一致するものであるか否かが判定される。記憶テーブルの分注時期との時期的ズレが所定の時間範囲内であれば、記憶テーブルの分注時期が採用される。しかし、所定時間範囲外であれば、細胞の画像解析データから求められた分注時期が採用され、記憶テーブルの次回以降の分注時期も修正される。
　マイクロコンピュータは、培養細胞の分注時期が来たか否かを監視しており、ステップＳ５において、分注時期が来たと判定した場合、処理は、ステップＳ６に進む。分注時期が来るまで、タイムラプス観察スケジュールに従い、培養細胞の観察が行われる。
　ステップＳ６において、観察作業の干渉が生じたか否かが判定される。
　すなわち、分注時期の適否判定は、まず分注作業前に、必ず観察作業を優先して実行してから成される。ここで、問題となるのが、分注作業スケジュールの観察作業と、タイムラプス観察スケジュールの観察作業の干渉である。例えば、分注作業スケジュールの観察作業を実施しようとする培養容器４１Ａと、タイムラプス観察スケジュールにより観察作業が実施される培養容器４１Ｂとが異なる場合に、同時に２つの培養容器の観察作業が実行できない。
　ステップＳ６において、観察作業の干渉が生じた場合には、処理は、ステップＳ７に進む。
　ステップＳ７において、観察作業の干渉の回避動作が行われる。この干渉した場合の回避動作としては、例えば、上記の（１）から（３）の動作を行うことができる。すなわち、第１に、タイムラプス観察スケジュールに分注作業スケジュールが干渉しないように、一方のスケジュールを前後に時間的にシフトさせる。第２に、分注作業に伴う観察動作をスキップして、直接、分注作業を実行する。第３に、干渉状態の警告を出し、ユーザに知らせる。以上の動作により観察作業の干渉を回避させる。
　この干渉の回避動作した後は、ステップＳ８において分注作業が実行される。
　一方、ステップＳ６において、観察作業が干渉しないと判定された場合、ステップＳ８において、分注作業スケジュールの観察作業が実行される。そして、この観察作業により分注作業直前の培養細胞の育成状態が正常なものか、あるいは異常なものかが判定される。正常であると判定された場合には分注作業に進むことが許可されるが、異常であると判定された場合には分注作業には進まず、培養容器４１を培養装置外に排出する。
　このように、図１２の実施形態では、分注作業の適否が判定され、無駄な分注作業を実行しないように構成されている。
　そして、ステップＳ８において分注作業が完了すると、ステップＳ９において、収納作業として、培養容器４１はストッカ部２１に返却され、引き続き培養がなされる。
　以上の本実施形態の説明では、分注作業を行う装置として、搬送装置の一部を兼用する形態を説明したが、それに限られることはなく、例えば、培養装置内部に専用の分注器を設置してもよい。
　なお、本明細書において、プログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
　また、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

Claims (12)

  1. 　試料を入れた培養容器を収納して、所定の培養環境条件に維持管理された内部空間を有し、前記試料を培養する培養装置において、
    　前記内部空間には、
    　　前記培養容器に分注を行うための分注領域と、
    　　観察光学系を介して前記培養容器に入れられた前記試料を観察する観察手段を配置するための観察領域と、
    　　前記培養容器を水平および垂直方向に搬送する搬送手段を配置するための搬送領域と　が設けられ、
    　前記分注領域および前記観察領域は、それぞれ、前記搬送手段の搬送方向である前記水平方向に並び前記搬送領域に隣接して配置され、
    　前記搬送手段は、前記分注領域での分注作業と前記観察領域での観察作業とを行うため、前記分注領域と前記観察領域との間で、前記培養容器を搬送する
    　ことを特徴とする培養装置。
  2. 　前記内部空間には、複数の前記培養容器を収納する収納棚を有した収納手段を配置するための領域であって、前記搬送領域と隣接する収納領域をさらに有し、
    　前記搬送領域の長手方向を境界にして、一方側に前記収納領域が配置され、他方側に前記分注領域および前記観察領域が配置され、
    　前記搬送手段は、前記分注作業や前記観察作業の終了後に、前記収納領域の前記収納手段へ前記培養容器を搬送する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の培養装置。
  3. 　前記搬送手段には、所定の溶液を吸引して前記培養容器内に注入するための分注用のチップを取り付けてあり、
    　前記搬送手段は、前記培養容器を前記分注領域に搬送するとともに、前記チップにより前記培養容器に分注する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の培養装置。
  4. 　前記分注領域には、前記培養容器の培養液の交換や試薬の注入などの分注作業を行う領域であり、分注作業のために前記培養容器を載置する載置棚が形成された
    　ことを特徴とする請求項３に記載の培養装置。
  5. 　前記分注領域には、蓋付きの前記培養容器である場合に、前記載置棚の上方に前記培養容器の蓋を吸着して取り外す取外手段が配置された
    　ことを特徴とする請求項４に記載の培養装置。
  6. 　試料を入れた培養容器を収納して、所定の培養環境条件に維持管理された内部空間を有し、前記試料を培養する培養装置において、
    　複数の前記培養容器を収納する収納棚を有した収納手段を配置するための収納領域と、前記培養容器に分注を行うための分注領域と、観察光学系を介して前記培養容器に入れられた前記試料を観察する観察手段を配置するための観察領域と、前記培養容器を水平および垂直方向に搬送する搬送手段を配置するための搬送領域とが形成された前記内部空間と、
    　前記収納領域と前記分注領域と前記観察領域との間で、前記培養容器を搬送する前記搬送手段と、
    　前記分注領域と前記観察領域と前記収納領域との間で前記培養容器を搬送する前記搬送手段の搬送作業と、前記分注領域での分注作業と、前記観察領域での観察作業と、前記収納領域での収納作業とを制御する制御手段とを有し、
    　前記制御手段は、前記分注作業前に、前記観察手段による前記観察作業を実行させ、前記観察作業で取得される前記試料の画像データに基づき、前記分注作業を実行すべきか否かを判定して、前記培養容器を前記観察領域から前記分注領域へ搬送制御するか、あるいは前記観察領域から前記収納領域へ搬送制御する
    　ことを特徴とする培養装置。
  7. 　前記制御手段は、前記分注作業前に、前記観察手段による前記観察作業を実行させ、前記観察作業で取得される前記試料の画像データに基づき、前記試料の育成状態を解析し、前記分注作業の時期を決定し、その時期が来るまで前記培養容器を前記収納領域の収納棚へ戻し、前記分注時期が来たときに前記培養容器を前記収納領域から前記分注領域へ搬送制御する
    　ことを特徴とする請求項６に記載の培養装置。
  8. 　前記制御手段は、前記試料である培養細胞の種類に基づく分注作業時期の記憶テーブルを含み、
    　さらに、前記制御手段は、前記記憶テーブルの分注作業時期のタイミングにおいて前記分注作業前に、前記観察手段による前記観察作業を実行させ、前記観察作業で取得される前記試料の画像データに基づき、前記分注作業を実行すべきか否かを判定して、前記培養容器を前記観察領域から前記分注領域へ搬送制御するか、あるいは前記観察領域から前記収納領域へ搬送制御する
    　ことを特徴とする請求項６に記載の培養装置。
  9. 　前記制御手段は、前記試料のタイムラプス観察スケジュールを受け付け、前記タイムラプス観察スケジュールに従い、前記培養容器を前記収納領域から前記観察領域へ搬送制御し、
    　さらに、前記制御手段は、前記タイムラプス観察スケジュールに従い前記観察作業で取得される前記試料の画像データに基づき、前記試料の育成状態を解析し、前記分注作業の時期を決定し、前記タイムラプス観察スケジュール中に、前記分注作業の分注作業スケジュールを設定する
    　ことを特徴とする請求項６に記載の培養装置。
  10. 　前記制御手段は、前記タイムラプス観察スケジュールと前記分注作業スケジュールとが干渉した際には、前記いずれか一方のスケジュールの作業を優先させるか、あるいは前記分注作業スケジュールを前記タイムラプス観察スケジュールの前後にシフトする
    　ことを特徴とする請求項９に記載の培養装置。
  11. 　前記制御手段は、前記試料のタイムラプス観察スケジュールを受け付け、前記タイムラプス観察スケジュールに従い、前記培養容器を前記収納領域から前記観察領域へ搬送制御すると共に、前記タイムラプス観察スケジュール中に、前記分注作業の分注作業スケジュールを設定し、
    　さらに、前記制御手段は、前記タイムラプス観察スケジュールと前記分注作業スケジュールとが干渉した際には、前記いずれか一方のスケジュールの作業を優先させるか、あるいは前記分注作業スケジュールを前記タイムラプス観察スケジュールの前後にシフトする
    　ことを特徴とする請求項６に記載の培養装置。
  12. 　前記制御手段は、第一培養容器のタイムラプス観察スケジュールに伴う観察作業と、第二培養容器の前記分注作業スケジュールに伴う観察作業とが干渉した際には、前記タイムラプス観察スケジュールの観察作業を優先し、前記分注作業スケジュールの観察作業をスキップする
    　ことを特徴とする請求項１０あるいは請求項１１に記載の培養装置。
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