JP6322711B2 - 細胞数濃度調整装置およびそれを用いた自動継代培養システム - Google Patents
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Description
(1)細胞を高濃度で含有する細胞懸濁液を取り込む入口と、細胞を入口の濃度よりも低い所望の濃度で含有する細胞懸濁液を排出する出口とを備え、
入口と出口の間に細胞懸濁液を保持可能な流路を有し、
流路には、内部の細胞懸濁液を流動させるための送液ポンプ、細胞懸濁液の単位量あたりの細胞数濃度に関するデータを採取する細胞数計測器、および流路に提供して細胞懸濁液を希釈する希釈液を保持する希釈液容器が備えられており、
細胞数計測器により得たデータに基づいて少なくとも送液ポンプを制御する制御部をさらに備え、
制御部は、細胞数計測器により得たデータに基づいて細胞数濃度を所望の濃度とするのに必要な希釈液の量を判断し、必要量の希釈液を流路に取り込みかつ細胞懸濁液と希釈液を混合するよう送液ポンプを駆動することを特徴とする、細胞数調整装置。
(2)入口と出口の間に設けられた流路の少なくとも一部が循環流路を形成しており、循環流路には送液ポンプと細胞数計測器とが設けられており、制御部は細胞数計測器から得たデータの変動が予め定めた値の範囲内となるまで送液ポンプを駆動して循環流路を繰り返し流動させることにより細胞懸濁液と希釈液を混合する、(1)に記載の細胞数調整装置。
(3)循環流路にバッファタンクをさらに有する、(2)に記載の細胞数調整装置。
(4)制御部が、送液ポンプを順方向と逆方向の交互に駆動することにより細胞懸濁液と希釈液を混合する、(1)に記載の細胞数調整装置。
(5)細胞数計測器は、細胞懸濁液に照射した光の散乱光または透過光の強度を測定し、光強度値として細胞数濃度に関するデータを採取し、制御部はそのデータを予め求めた細胞数濃度と光強度値の関係に照らして細胞数濃度を算出する、(1)〜(4)のいずれかに記載の細胞数調整装置。
(6)細胞数計測器による細胞数濃度に関するデータの採取を、細胞懸濁液を流動させた状態で断続的または連続的に行う、(1)〜(4)のいずれかに記載の細胞数調整装置。
(7)制御部が、入口からの細胞懸濁液の取り込みを制御する弁と、希釈液の流路への取り込みを制御する弁を制御可能であり、制御部は細胞懸濁液と希釈液の取り込みを交互に繰り返し行うよう、送液ポンプと前記2種の弁とを制御する、(1)〜(4)のいずれかに記載の細胞数調整装置。
(8)拡大培養用の第一の細胞培養装置、細胞数調整装置、および継代培養用の第二の細胞培養装置を含む自動継代培養システムであって、
第一の細胞培養装置は高濃度の細胞懸濁液を排出し、細胞数調整装置は高濃度の細胞懸濁液を所望の細胞数濃度を有する均一の細胞懸濁液へと希釈し、第二の細胞培養装置は希釈された細胞懸濁液を播種して継代培養を行い、
前記細胞数調整装置は、
高濃度の細胞懸濁液を取り込む入口と、細胞を入口の濃度よりも低い所望の濃度で含有する細胞懸濁液を排出する出口とを備え、
入口と出口の間に細胞懸濁液を保持可能な流路を有し、
流路には、細胞懸濁液の単位量あたりの細胞数濃度に関するデータを採取する細胞数計測器、および流路に提供して細胞懸濁液を希釈する希釈液を保持する希釈液容器が備えられており、
細胞数計測器により得たデータに基づいて流路内部の細胞懸濁液の流動を制御する制御部をさらに備え、
制御部は、細胞数計測器により得たデータに基づいて細胞数濃度を所望の濃度とするのに必要な希釈液の量を判断し、必要量の希釈液を流路に取り込みかつ細胞懸濁液と希釈液を混合するよう流路内部の細胞懸濁液の流動を制御する、
前記自動継代培養システム。
(9)制御部が、第一の細胞培養装置または第二の細胞培養装置に備えられた送液ポンプを用いて細胞数調整装置の流路内部の細胞懸濁液の流動を制御する、(8)に記載の自動継代培養システム。
(10)細胞を高濃度で含有する細胞懸濁液を所望の濃度に希釈するための方法であって、
細胞懸濁液を流動させた状態で、細胞懸濁液に照射した光の散乱光または透過光の強度を断続的または連続的に測定して、光強度値として細胞数濃度に関するデータを採取する工程、
得られたデータを予め求めた細胞数濃度と光強度値の関係に照らして細胞数濃度に変換する工程、および
所望の濃度に希釈するために必要な希釈液の量を算出し、その量の希釈液を細胞懸濁液に添加し混合する工程を含む、前記方法。
図1は、本発明の細胞数調整装置の第1の実施形態を示す概略図である。第1の実施形態に係る細胞数調整装置100は、細胞を高濃度で含有する、細胞数濃度(細胞懸濁液の単位量あたりに含まれる細胞の数)が未知の細胞懸濁液を入口1から取り込み、内部で濃度を調整し、入口1の濃度よりも低い所望の濃度で細胞を含有する細胞懸濁液を出口2から排出する機能を有する。入口1と出口2の間は流路3で連通しており、流路内の液体を流動させるための送液ポンプであるペリスタポンプ4が設けられており、制御部11は少なくともペリスタポンプ4を制御する。流路は必ずしも管径が一様でなくてもよく、例えば少なくとも一部に管径を小さくした狭窄部を設け、集塊状の細胞がそこを通る際にせん断力が働いて細胞が分散されるようにしてもよい。
図3は、本発明の細胞数調整装置の第2の実施形態を示す概略図である。第2の実施形態に係る細胞数調整装置101は、基本構成は第1の実施形態と同様であるが、ペリスタポンプ4通過後の流路を分岐し、その先を通過前の流路に戻し、流路を環状構造とした構成とした点において異なる。ポンプ通過前の流路を3a、通過後の流路を3b、分岐した帰還流路を12とする。帰還流路12への分岐部には切替え弁13を設置し、出口2側流路と帰還流路12の選択を可能にする。希釈液容器10が接続されている分岐流路8は流路3a側に設置する。
図4は、本発明の細胞数調整装置の第3の実施形態を示す概略図である。第3の実施形態に係る細胞数調整装置102は、基本構成は第2の実施形態と同様であるが、帰還流路12にバッファタンク14が設けられている点において相違する。
以下、本発明の細胞数調整装置を使用した継代培養システムについて説明する。本発明の細胞数調整装置は、入口と出口を閉じると、外部から菌の混入がない閉鎖系を形成しているので、閉鎖系の細胞培養装置と接続すると、システム全体を閉鎖系とすることができる。以下、閉鎖系細胞培養装置との接続例を説明する。
図6を用いて説明したような継代培養システムのように、前段の装置から後段の装置への細胞懸濁液の授受を、前段の装置で操作が完了してから後段の装置に送るようにしているが、時間短縮のため、装置間で細胞懸濁液の授受を直接やり取りするようにしてもよい。この際、1本の流路にペリスタポンプを直列して使用する形とする場合、双方のポンプの送りの速度が同じでなければペリスタポンプ間の流路の内圧に問題が生じるため、双方のポンプの間に緩衝領域を設けるのが好ましい。緩衝領域は、内圧を変えることなく容積を自在に変えることができるものであり、例えば伸縮素材からなる液体バッグや、折紙構造で折り畳まれ容積を自在に変えられる袋体、バッファタンク14のような大気解放された構造物などが緩衝領域として利用できる。図6に示した構成であれば、培養装置200の回収バッグ21bと培養装置210の供給バッグ20aが緩衝領域の役割を果たす。
図7は継代培養システムの第1の変形例の構成の一部を示す概略図である。この構成では、拡大培養用の細胞培養装置から排出された細胞懸濁液を細胞数調整装置に直接送り込む。細胞培養装置201は細胞培養装置200と基本的な構成は同じであるが細胞懸濁液の回収バッグがなく、接続流路32で細胞数調整装置104と接続されている。細胞数調整装置104は、バッファタンク14がペリスタポンプ4と入口1の間に置かれている構成を有する。入口1側の流路を3a1、ポンプ側の流路を3a2とし、3a1はバッファタンク14の上部から入り、3a2はタンク下部から抜けていく。ペリスタポンプ4通過後の流路3bを分岐し、その一方を帰還流路12とし、バッファタンク14の上部に戻す。この構成では、帰還流路12の合流点における切替え弁が不要になる。流路3bと帰還流路12との分岐には切替え弁13が設けられている。希釈液容器10に繋がる分岐流路8は、バッファタンク14とペリスタポンプ4の間に設ける。培養装置201から排出された細胞分散液は、細胞培養装置201のペリスタポンプ28により細胞数調整装置104のバッファタンク14まで送られる。細胞数調整装置104で細胞数濃度を調整された細胞懸濁液は、細胞数調整装置104のペリスタポンプ4通過後の流路に緩衝領域が設けられていないため、流路31を介して継代培養用の細胞培養装置210の細胞懸濁液供給バッグ20aに送られる。
図8は継代培養システムの第2の変形例の構成の一部を示す概略図である。この構成では、継代培養用の細胞培養装置211に細胞懸濁液供給バッグが設けられていない。細胞数調整装置105は、バッファタンク14がペリスタポンプ4と出口2の間に設けられた構成を有する。ポンプ側の流路を3b1、出口2側の流路を3b2とする。3b1はバッファタンク14の上部から入り、3b2はバッファタンク14の下部から抜けていく。流路3b2を分岐し、その一方を帰還流路12とし、ペリスタポンプ通過前の流路3aに戻す。合流点には切替え弁16を設ける。希釈液容器10に繋がる分岐流路8は、流路3a側に設ける。この構成においては、流路3b2と帰還流路12の分岐部の切替え弁は不要である。流路3b2から継代培養用の培養装置211のペリスタポンプ28までの間には緩衝領域が存在せず液体の逃げ道はないため、帰還流路12の分岐部に切替え弁がなくても、ペリスタポンプ4を駆動させた際に逆流が生じない。ただし、この空間の空気量が多い場合、空気が膨張し、その分出口2から帰還流路側への逆流がありうるため、逆流防止用に帰還流路との分岐から出口2の間にピンチ弁や逆流防止用の逆止弁を設置してもよい。なお、拡大培養用の細胞培養装置200には回収バッグ21bが設けられており、細胞数調整装置105との間の緩衝領域として機能する。細胞数調整装置105で細胞数濃度を調整された細胞懸濁液は、継代培養用の培養装置211のペリスタポンプ28を駆動させることにより移送され、培養装置211にて直接播種される。
図9は継代培養システムの第3の変形例の構成の一部を示す概略図である。この構成では、拡大培養用の細胞培養装置、細胞数調整装置および継代培養用の細胞培養装置のいずれにも緩衝領域が設けられていない。細胞数調整装置106は、入口1と出口2を結ぶ流路3Aと3Bの間にバッファタンク14が設けられ、ペリスタポンプ4は帰還流路12の途中に設けられている。帰還流路12はバッファタンク14の上部に入るようにし、切替え弁を不要とした。希釈液容器10に繋がる分岐流路8は、帰還流路12の途中、ペリスタポンプ4の手前に設ける。この構成では、拡大培養用の細胞培養装置201からバッファタンク14に送り込まれた細胞懸濁液は、ペリスタポンプ4を駆動させることにより循環流路内を循環する。必要に応じて、入口1とバッファタンク14を繋ぐ流路3A、または流路3Bの帰還流路12への分岐の後かつ出口2の手前の流路に弁を設けてもよい。継代培養用の細胞培養装置211への細胞懸濁液の送り込みは、細胞培養装置211のペリスタポンプ28を駆動させることにより行う。
図10は継代培養システムの第4の変形例の構成の一部を示す概略図である。ここで用いている細胞数調整装置107は、帰還流路を有さず、液を前後に流動させることにより混合を行う。細胞数調整装置107は、それ自体はペリスタポンプを持たず、培養装置のペリスタポンプを利用して液を流動させる。拡大培養用の培養装置201の切替え弁27が流路32を選択している状態で、培養装置201のペリスタポンプ28を駆動し、細胞懸濁液を細胞数調整装置107へ送り込む。希釈液の取り込みは、切替え弁9を切替えて分岐流路側を開放する状態とし、ペリスタポンプ28の回転向きを逆転させて行う。切替え弁9を元に戻し、ペリスタポンプの回転向きを何度か切替えて混合を行う。細胞数濃度を調整した細胞懸濁液は、細胞培養装置201のペリスタポンプにより、継代培養用の細胞培養装置210の供給バッグ20aまで送液される。その後、細胞培養装置201側の切替え弁27を切替え、接続流路32を閉鎖しておく。
図11は継代培養システムの第5の変形例の構成の一部を示す概略図である。この構成では、第4の変形例をさらに変更したものであり、細胞培養装置と細胞数調整装置の間の細胞懸濁液の受け渡しをすべて直接的に行うようにした。細胞数調整装置108は、流路3の入口1側と出口2側にそれぞれ分岐流路34を設け、2つの分岐流路を大気開放された共通流路36に接続した構造となっている。共通流路36は切替え弁35で切替え可能となっており、共通流路にはHEPAフィルタ37が接続され、外部からの菌の混入を防いでいる。まず、切替え弁35を出口2側を解放した状態とし、かつ拡大培養用の細胞培養装置201の切替え弁27を接続流路32を選択した状態してペリスタポンプ28を駆動すると、細胞懸濁液が細胞数調整装置108へと送られる。検出器7で光強度測定を行い、必要に応じて、切替え弁9を切替えて分岐流路側を開放する状態とし、ペリスタポンプ28の回転向きを逆転させて希釈液を取り込む。その後、細胞培養装置201側の切替え弁27を切替え、接続流路32を閉鎖しておく。細胞数濃度を調整した細胞懸濁液は、切替え弁35を切替えて出口2側の分岐流路34を閉塞させた状態で、細胞培養装置211のペリスタポンプ28を駆動させることにより、細胞培養装置211に送液される。
ここまで細胞培養装置を閉鎖系のものを用いた継代培養システムを前提として説明したが、本発明の継代培養システムは、閉鎖系のみならず、開放系の細胞培養装置も利用することができる。開放系の細胞培養装置は、一般的な手法の細胞培養と同じく、培養容器のふたを外して培地交換するなど、密閉されてない培養容器で培養を行う装置である。菌の混入のリスクは高まるが、液体ハンドリングの自由度が高いのが利点である。菌の混入のリスクは、装置をクリーンルーム内に装置を設置することで減じることができる。
−80℃にて冷凍保存されているCaco−2(ヒト大腸がん細胞株)4.6×106cellsを10%FBS(Fetal Bovine Serum)を添加したCaco−2細胞用培養液9mLに浮遊させたものを、細胞培養装置の底面積78.5cm2の拡大培養容器に全量播種し培養したところ、2日後に80%コンフルエントとなった。その後、3mLのPBSによる細胞洗浄、2mLの0.25%トリプシン−1mM EDTAを導入し37℃で4分間静置することによる細胞剥離、3mLの培養液の導入によるトリプシン活性の停止、剥離された細胞を含む培養液の回収を行った。
(1)ラテックスビーズによるシミュレーション
粒径10μmのラテックス粒子(ポリサイエンス社製)を用いて、散乱光強度測定に基づいた濃度測定が、セルカウンターで得られた値と比較して、実際の濃度をどの程度再現するかを検証した。まず、濃度既知のラテックス粒子懸濁液を数種用意し、それぞれ図3に示したものと同等の構成を有する細胞数調整装置に入れ、フローセルに設けられた検出器で散乱光強度測定を行って検量線を作製した(図14)。次に、5.0×105個/mLの濃度のラテックス粒子懸濁液を用意し、散乱光強度測定を6回計測し、各測定値を検量線に照らして濃度を算出した。平均濃度は5.24×105個/mL、標準偏差は0.0097×105個/mL、再現性はRSD=0.19%であった。一方、セルカウンターでの測定は、同じラテックス粒子懸濁液とトリパンブルー色素とをピペッティングで十分混合したものを測定した。6回測定を行ったところ、平均濃度は4.59×105個/mL、標準偏差は0.336×105個/mL、再現性はRSD=7.32%であった。
濃度既知のCaco−2細胞懸濁液を数種用意し、上記(1)と同様に散乱光強度測定を行って検量線を作製した(図15)。
濃度未知のCaco−2細胞懸濁液を用意し、図3に示したものと同等の構成を有する細胞数調整装置に入れ、フローセルに設けられた検出器で散乱光強度測定を行った。得られた値を上記2(2)で得た検量線に照らしたところ、細胞懸濁液の濃度は1.2×106cells/mLであると判断された。この値と既知のCaco−2細胞の増殖曲線に基づき、2日後に底面積78.5cm2の継代培養容器2個に50%コンフルエントの状態にするために必要の再播種細胞濃度が制御部により計算され、15mLの希釈液が供給された。希釈液は細胞懸濁液と十分混合され、細胞数調整装置に接続された継代培養用の細胞培養装置に供給された。細胞培養装置では、培養容器2個に各10mLの濃度調整済みの細胞懸濁液が播種された。
Claims (9)
- 細胞を高濃度で含有する細胞懸濁液を取り込む入口と、細胞を入口の濃度よりも低い所望の濃度で含有する細胞懸濁液を排出する出口とを備え、
入口と出口の間に細胞懸濁液を保持可能な流路を有し、
流路には、内部の細胞懸濁液を流動させるための送液ポンプ、細胞懸濁液の単位量あたりの細胞数濃度に関するデータを採取する細胞数計測器、および流路に提供して細胞懸濁液を希釈する希釈液を保持する希釈液容器が備えられており、
細胞数計測器により得たデータに基づいて少なくとも送液ポンプを制御する制御部をさらに備え、
制御部は、細胞数計測器により得たデータに基づいて細胞数濃度を所望の濃度とするのに必要な希釈液の量を判断し、必要量の希釈液を流路に取り込みかつ細胞懸濁液と希釈液を混合するよう送液ポンプを駆動し、
入口と出口の間に設けられた流路の少なくとも一部が循環流路を形成しており、循環流路には送液ポンプと細胞数計測器とが設けられており、制御部は細胞数計測器から得たデータの変動が予め定めた値の範囲内となるまで送液ポンプを駆動して循環流路を繰り返し流動させることにより細胞懸濁液と希釈液を混合することを特徴とする、細胞数調整装置。 - 循環流路にバッファタンクをさらに有する、請求項1に記載の細胞数調整装置。
- 制御部が、送液ポンプを順方向と逆方向の交互に駆動することにより細胞懸濁液と希釈液を混合する、請求項1に記載の細胞数調整装置。
- 細胞数計測器は、細胞懸濁液に照射した光の散乱光または透過光の強度を測定し、光強度値として細胞数濃度に関するデータを採取し、制御部はそのデータを予め求めた細胞数濃度と光強度値の関係に照らして細胞数濃度を算出する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の細胞数調整装置。
- 細胞数計測器による細胞数濃度に関するデータの採取を、細胞懸濁液を流動させた状態で断続的または連続的に行う、請求項1〜3のいずれか1項に記載の細胞数調整装置。
- 制御部が、入口からの細胞懸濁液の取り込みを制御する弁と、希釈液の流路への取り込みを制御する弁を制御可能であり、制御部は細胞懸濁液と希釈液の取り込みを交互に繰り返し行うよう、送液ポンプと前記2種の弁とを制御する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の細胞数調整装置。
- 拡大培養用の第一の細胞培養装置、細胞数調整装置、および継代培養用の第二の細胞培養装置を含む自動継代培養システムであって、
第一の細胞培養装置は高濃度の細胞懸濁液を排出し、細胞数調整装置は高濃度の細胞懸濁液を所望の細胞数濃度を有する均一の細胞懸濁液へと希釈し、第二の細胞培養装置は希釈された細胞懸濁液を播種して継代培養を行い、
前記細胞数調整装置は、
高濃度の細胞懸濁液を取り込む入口と、細胞を入口の濃度よりも低い所望の濃度で含有する細胞懸濁液を排出する出口とを備え、
入口と出口の間に細胞懸濁液を保持可能な流路を有し、
流路には、細胞懸濁液の単位量あたりの細胞数濃度に関するデータを採取する細胞数計測器、および流路に提供して細胞懸濁液を希釈する希釈液を保持する希釈液容器が備えられており、
細胞数計測器により得たデータに基づいて流路内部の細胞懸濁液の流動を制御する制御部をさらに備え、
制御部は、細胞数計測器により得たデータに基づいて細胞数濃度を所望の濃度とするのに必要な希釈液の量を判断し、必要量の希釈液を流路に取り込みかつ細胞懸濁液と希釈液を混合するよう流路内部の細胞懸濁液の流動を制御し、
入口と出口の間に設けられた流路の少なくとも一部が循環流路を形成しており、循環流路には送液ポンプと細胞数計測器とが設けられており、制御部は細胞数計測器から得たデータの変動が予め定めた値の範囲内となるまで送液ポンプを駆動して循環流路を繰り返し流動させることにより細胞懸濁液と希釈液を混合する、
前記自動継代培養システム。 - 制御部が、第一の細胞培養装置または第二の細胞培養装置に備えられた送液ポンプを用いて細胞数調整装置の流路内部の細胞懸濁液の流動を制御する、請求項7に記載の自動継代培養システム。
- 細胞を高濃度で含有する細胞懸濁液を所望の濃度に希釈するための方法であって、
細胞懸濁液を流動させた状態で、細胞懸濁液に照射した光の散乱光または透過光の強度を断続的または連続的に測定して、光強度値として細胞数濃度に関するデータを採取する工程、
得られたデータを予め求めた細胞数濃度と光強度値の関係に照らして細胞数濃度に変換する工程、および
所望の濃度に希釈するために必要な希釈液の量を算出し、その量の希釈液を細胞懸濁液に添加し混合する工程であって、細胞懸濁液および希釈液が循環流路を循環しながら攪拌される工程を含む、前記方法。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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---|---|---|---|---|
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US11788935B2 (en) * | 2018-07-17 | 2023-10-17 | National University Corporation Kobe University | Sampling device |
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JP7363390B2 (ja) * | 2019-11-08 | 2023-10-18 | Jsr株式会社 | 細胞凝集塊分散装置および細胞凝集塊分散方法 |
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Family Cites Families (15)
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---|---|---|---|---|
JPS6361144A (ja) * | 1986-09-01 | 1988-03-17 | Hitachi Ltd | 微生物測定方法 |
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US20040214314A1 (en) * | 2001-11-02 | 2004-10-28 | Friedrich Srienc | High throughput bioreactor |
JP2005521425A (ja) * | 2002-04-01 | 2005-07-21 | フルイディグム コーポレイション | 微小流体粒子分析システム |
JP4225924B2 (ja) * | 2004-01-19 | 2009-02-18 | 三洋電機株式会社 | 自動継代培養装置及びこれを用いた継代培養方法 |
US20060281143A1 (en) | 2005-04-01 | 2006-12-14 | Msp Corporation | Method and apparatus for automatic cell and biological sample preparation and detection |
JP2007033354A (ja) * | 2005-07-29 | 2007-02-08 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 微粒子の計測方法及び計測装置 |
JP5101819B2 (ja) | 2006-01-16 | 2012-12-19 | 株式会社カネカ | 細胞培養装置 |
AU2007212306A1 (en) | 2006-02-07 | 2007-08-16 | Wafergen, Inc. | Temperature-regulated culture plates |
JP4775218B2 (ja) * | 2006-09-28 | 2011-09-21 | 千代田化工建設株式会社 | 閉鎖系の細胞回収装置及び細胞培養装置並びに細胞の回収方法及び培養方法 |
US7804594B2 (en) * | 2006-12-29 | 2010-09-28 | Abbott Laboratories, Inc. | Method and apparatus for rapidly counting and identifying biological particles in a flow stream |
FR2917498B1 (fr) * | 2007-06-15 | 2009-10-02 | Nanotec Solution Soc Civ Ile | Procede et systeme pour compter en ligne et in situ des cellules dans un milieu de culture biologique |
JP5600603B2 (ja) * | 2009-01-29 | 2014-10-01 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 微生物自動分析装置および微生物自動分析方法 |
WO2012000102A1 (en) | 2010-06-30 | 2012-01-05 | The Governors Of The University Of Alberta | Apparatus and method for microscope-based label-free microflutdic cytometry |
WO2012127650A1 (ja) * | 2011-03-23 | 2012-09-27 | エイブル株式会社 | 濁度測定装置 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018110592A (ja) * | 2014-07-22 | 2018-07-19 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 細胞分散装置およびそれを用いた自動継代培養システム |
JP2020072684A (ja) * | 2014-07-22 | 2020-05-14 | 株式会社日立ハイテク | 細胞懸濁液処理装置およびそれを用いた自動継代培養システム |
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