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WO2016190313A1 - 濃縮装置及び細胞懸濁液の濃縮方法 - Google Patents

濃縮装置及び細胞懸濁液の濃縮方法 Download PDF

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WO2016190313A1
WO2016190313A1 PCT/JP2016/065331 JP2016065331W WO2016190313A1 WO 2016190313 A1 WO2016190313 A1 WO 2016190313A1 JP 2016065331 W JP2016065331 W JP 2016065331W WO 2016190313 A1 WO2016190313 A1 WO 2016190313A1
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port
culture
liquid
bag
internal space
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PCT/JP2016/065331
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English (en)
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典久 笹山
竹内　誠亮
淳史 田口
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ニプロ株式会社
典久 笹山
竹内　誠亮
淳史 田口
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a concentration apparatus for concentrating a cell suspension and a method for concentrating the cell suspension.
  • the concentration of cells (number of cells per volume) in a cell suspension containing cultured cells may be increased for storage or cell transplantation.
  • a method for concentrating a cell suspension a method using a cell suspension treatment device that is equipped with a hollow fiber separation membrane and is an internal pressure filtration method is known (Patent Document 2).
  • a method using a centrifuge requires a space in which the centrifuge is placed.
  • a space maintained in a sterile state is required for transferring the cell suspension from the culture container to a container suitable for centrifugation.
  • the robot arm for handling the centrifuge also requires complicated movement, which causes a problem that the apparatus becomes complicated and large.
  • the cell suspension treatment device described in Patent Document 2 is smaller than a centrifuge, but is not fully automated and is unsuitable for culturing and concentrating a large amount of cells.
  • the present invention has been made in view of these circumstances, and an object thereof is to provide means for easily concentrating a cell suspension.
  • a concentrating device includes a housing provided with a filtration membrane in an internal space, an inflow port and a first outflow port communicating with the inside of the filtration membrane and the outside of the housing, and the filtration membrane.
  • a filtration device having a second outflow port communicating with the outside and the outside, a liquid supply circuit connected to the inflow port, a liquid discharge circuit connected to the first outflow port and the second outflow port, A first rotation mechanism that rotates the filtration device such that the vertical positions of the inflow port and the first outflow port can be changed.
  • the liquid can flow into the filtration device through the liquid supply circuit. Moreover, the liquid can flow out from the filtration device through the liquid discharge circuit.
  • the inflow and outflow of the liquid to the filter device are performed through different ports, and the inflow and outflow of the liquid to the filter device are divided into the liquid supply circuit and the liquid discharge circuit, so that the liquid flows into the filter device. The risk of the liquid flowing out from another container or device mixed with the liquid is suppressed.
  • gravity is used in priming a filtration device and concentrating a cell suspension using the filtration device.
  • the priming liquid is introduced from the port located below the filtration device, and the gas is discharged from the port located above the filtration device.
  • the concentration of the cell suspension the cell suspension is introduced from the upper port of the filtration device, and the cells trapped by the filtration membrane descend to the lower side of the filtration device by gravity.
  • the rotation mechanism rotates the filtration device so that the vertical position of the inflow port and the first outflow port of the filtration device can be changed, the up and down of the inflow port and the first outflow port are used in priming and cell suspension concentration.
  • the direction position can be changed as appropriate. Thereby, there is no need to discharge gas or liquid from the inflow port or to flow liquid from the first outflow port. Further, in the concentration of the cell suspension, the cells contained in the cell suspension move down the inner space of the filtration membrane due to the action of gravity, so that the entire filtration membrane can be used efficiently.
  • the concentrating device includes a culture vessel having a first port and a second port for communicating the internal space and the outside, and a first storage vessel having a third port for communicating the internal space and the outside.
  • a recovery container having a fourth port that communicates the internal space with the outside, a switching mechanism that switches each flow path in the liquid supply circuit and the liquid discharge circuit, and a first pump that circulates the liquid in the liquid supply circuit
  • a liquid supply / discharge mechanism having a second pump for circulating fluid in the liquid discharge circuit, wherein the liquid supply circuit is connected to the first port, the inflow port, and the third port.
  • the flow path is switchably connected, and the liquid discharge circuit is switchably connected to the second port, the first outflow port, the second outflow port, and the fourth port.
  • the culture container, the first storage container, and the filtration device can allow liquid to flow in through the liquid supply circuit.
  • the culture vessel and the filtration device can discharge liquid through the liquid discharge circuit.
  • the recovery container can allow liquid to flow from the filtration device through the liquid discharge circuit.
  • the inflow and outflow of the liquid to a culture container and a filtration apparatus are performed through a separate port, respectively. In this way, since the inflow and outflow of liquid to each container and device are divided into the liquid supply circuit and the liquid discharge circuit, the liquid that flows out from each container and device into the liquid that flows into each container and device. The risk of contamination is suppressed.
  • it further has a second rotation mechanism for rotating the culture vessel so that the vertical positions of the first port and the second port can be changed.
  • the culture container can be brought into a posture suitable for allowing the liquid to flow into the culture container or discharging the liquid or gas from the culture container.
  • the rotation mechanism rotates the culture vessel so that the vertical positions of the first port and the second port can be changed, and the culture vessel and the filtration device are connected to each other. It rotates together.
  • the liquid supply circuit includes: The flow path is switchably connected to the fifth port and the sixth port, and the control unit communicates the second port and the third port with the liquid supply / discharge mechanism, and By driving one pump, the cell suspension is moved from the culture vessel to the first storage vessel, and the rotation mechanism causes the filtration device to move down the inflow port below the first outflow port.
  • the liquid supply / discharge mechanism causes the fifth port and the inflow port to communicate with each other, and the inflow port is opened to drive at least the first pump.
  • the priming step of supplying a priming liquid to the filtration device, and the rotation mechanism causes the filtration device to be in a second state where the inflow port is above the first outflow port.
  • the filtration step for supplying the cell suspension to the liquid and the liquid supply / discharge mechanism cause the sixth port and the inflow port to communicate with each other.
  • Recovery for supplying the cell suspension from the filtration device to the recovery container by closing the outlet port and communicating the first outlet port and the fourth port to drive at least the first pump. And step.
  • the cell suspension is flowed from the culture container to the first storage container.
  • the priming liquid is supplied from the second storage container to the inflow port of the filtration device.
  • the gas present in the filtration device is discharged from the first outflow port.
  • the cell suspension is supplied from the first storage container to the inflow port of the filtration device by the filtration step.
  • the filtration step since the inflow port of the filtration device is above the first outflow port, the cells contained in the cell suspension descend in the filtration device and accumulate in the vicinity of the first outflow port.
  • the culture medium flows from the third storage container to the inflow port of the filtration device, and the cells accumulated inside the filtration device flow out from the first outflow port to the recovery container together with the culture medium.
  • control unit places the culture vessel in a third state in which the first port is below the second port by the rotation mechanism or the second rotation mechanism.
  • the first port is located below the second port of the culture vessel, so that the cell suspension is easily discharged from the internal space of the culture vessel.
  • the culture vessel has a bag shape in which an internal space is formed by a flexible sheet.
  • the inner surface defining the internal space in the culture bag has cell adhesion suitable for culturing adhesive cells.
  • the filtration membrane is a hollow fiber.
  • the first pump and the second pump are tube pumps.
  • the method for concentrating a cell suspension includes a first port that communicates the internal space of the culture vessel with the outside, and the filtration membrane of the filtration device having a housing provided with a filtration membrane in the internal space.
  • An inflow port communicating with the inside of the housing and the outside of the housing, a third port communicating the internal space of the first storage container and the outside, and the internal space of the second storage container capable of storing the priming liquid in the internal space;
  • a liquid supply circuit that is switchably connected to a fifth port that communicates with the outside, and a sixth port that communicates the internal space of the third storage container capable of storing the medium in the internal space with the outside; and
  • a second port that communicates the internal space of the culture vessel with the outside, a first outflow port that communicates with the inside of the filtration membrane of the filtration device and the outside of the housing, and the outside of the filtration membrane of the filtration device Second outflow port communicating with the outside and the outside
  • the filtration device is in a first state in which the inflow port is below the first outflow port, the fifth port and the inflow port are communicated, and the inflow port is opened.
  • the priming step of supplying priming liquid from the second storage container to the filtration device by driving at least the first pump, and the filtration device with the inflow port above the first outflow port.
  • the third port and the inflow port are communicated, the first outflow port is closed, and the second outflow port is opened to drive at least the first pump,
  • the cell suspension is supplied from the filtration device to the collection container by communicating with the fourth port and driving at least the first pump. Including a recovery step that, a.
  • a cell suspension containing cells cultured in a culture container can be concentrated easily and efficiently.
  • FIG. 1 is a schematic view of the concentrating device 10.
  • FIG. 2 is a perspective view of the inside of the culture unit 14.
  • the tube 38 is omitted.
  • the control unit 11 is shown.
  • FIG. 3 is a schematic view seen from above the inside of the culture unit 14.
  • the holding plates 42 on the upper surfaces of the first bag holding part 31, the second bag holding part 32 and the third bag holding part 33 are omitted.
  • FIG. 4 is an exploded perspective view of the third bag holding part 33.
  • 5A to 5C are cross-sectional views showing a cut surface VV of the culture bag 70.
  • FIG. FIG. 6 is a schematic view of the first bag holding unit 31 for explaining the filtration device 120.
  • 7A to 7D are schematic views of the filtering device 120.
  • FIG. 8 is a perspective view of the weight detection unit 23 and the bearing unit 24.
  • FIG. 9A is a perspective view of the tube 99.
  • FIG. 9B is a schematic view of a cross section of the tube 99 taken along the cutting plane IX-IX.
  • FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view showing a cut surface VV of the culture bag 70.
  • FIG. 11 is a flowchart of the cell culture method.
  • FIG. 12 is a schematic view for explaining the first posture of the first bag holding part 31.
  • FIG. 13 is a flowchart of the liquid supply step.
  • FIG. 14 is a schematic diagram for explaining the third posture of the first bag holding portion 31.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing a cut surface VV of the culture bag 70 when the first bag holding portion 31 is in the third posture.
  • FIG. 16 is a flowchart of the culture step.
  • FIG. 17A is a cross-sectional view showing a cut surface VV of the culture bag 70 when the first bag holding portion 31 is in the first posture.
  • FIG. 17B is a cross-sectional view showing a cut surface VV of the culture bag 70 when the first bag holding portion 31 is in the fourth posture.
  • FIG. 18 is a schematic diagram for explaining the fourth posture of the first bag holding portion 31.
  • FIG. 19 is a flowchart of the medium exchange step.
  • FIG. 20 is a schematic diagram for explaining the second posture of the first bag holding unit 31.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view showing a cut surface VV of the culture bag 70 when the first bag holding portion 31 is in the second posture.
  • FIG. 22 is a flowchart of the liquid discharging step.
  • FIG. 23 is a flowchart of the cell suspension recovery step.
  • FIG. 24 is a schematic diagram for explaining the first bag holding portion 31 in the third posture in the reverse direction.
  • FIG. 25 is a cross-sectional view showing a cut surface VV of the culture bag 70 when the first bag holding portion 31 is in the third posture in the reverse direction.
  • FIG. 26 is a flowchart of the cell suspension concentration step.
  • the concentration apparatus 10 includes a control unit 11, a refrigerated storage unit 12, a room temperature storage unit 13, and two culture units 14.
  • the refrigerated storage unit 12 and the room temperature storage unit 13 are provided outside the culture unit 14.
  • the two culture parts 14 are divided
  • the control unit 11 includes a display 15.
  • the display 15 is disposed on the front surface of the concentration apparatus 10.
  • the control unit 11 has a data input unit (not shown), and various conditions relating to cell culture are input to the control unit 11 through the data input unit.
  • the concentration device 10 is a device for automatically culturing cells according to a program input to the control unit 11 and stored.
  • a vertical direction 101 is defined along the top and bottom in FIG. 1
  • a horizontal direction 102 is defined along the left and right in FIG. 1
  • a vertical direction 103 is defined along the vertical direction.
  • the control unit 11 includes a rotation control unit 20, a culture control unit 21, and a supply / discharge control unit 22.
  • the rotation control unit 20, the culture control unit 21, and the supply / exhaust control unit 22 are arithmetic devices for controlling the operation of each control target, and store programs and information in advance.
  • the culture control unit 21 outputs control information to the rotation control unit 20 and the supply / discharge control unit 22. Further, the culture control unit 21 outputs control information for controlling the environmental temperature of the culture unit 14.
  • the rotation control unit 20 is electrically connected to the rotation mechanism 34 and outputs control information for controlling the driving of the rotation mechanism 34.
  • the supply / discharge control unit 22 is connected to the liquid supply / discharge mechanism 37, and includes control information for driving each drive unit of the liquid supply / discharge mechanism 37, that is, the supply pump 91, the discharge pump 92, and the valves V1 to V18. Output.
  • the refrigerated storage unit 12 is a housing in which a shelf for placing a container storing a reagent or a medium is formed.
  • a door that can open and close an opening provided on the front surface of the housing is provided.
  • save part 12 is what is called a refrigerator provided with the cooling mechanism not shown.
  • the room temperature storage unit 13 is a housing having a shelf for placing a container storing a reagent or a medium therein.
  • the container placed inside the refrigerated storage unit 12 and the room temperature storage unit 13 can store a reagent or a medium in a liquid-tight manner.
  • Examples of the container include a bag, a bottle, and a cassette.
  • Each container is connected to a tube or the like so that the liquid inside can be discharged, and the liquid stored by the liquid supply / discharge mechanism 37 can flow out.
  • the culture unit 14 is a space formed inside the concentration device 10, and the space is partitioned by a housing frame of the concentration device 10 and a tray 17 (see FIG. 2).
  • the tray 17 can be pulled out from the front surface of the concentration device 10. By pulling out the tray 17, the culture unit 14 is opened, and each component provided in the culture unit 14 can be accessed.
  • the culture unit 14 can be maintained at a predetermined temperature and CO 2 concentration. Although not shown in each figure, the culture unit 14 is provided with a heating device and a CO 2 supply device. The culture unit 14 is provided with a temperature sensor and a CO 2 concentration sensor. The culture control unit 21 drives the heating device and the CO 2 supply device so that the inside of the culture unit 14 is set to the set temperature and CO 2 concentration based on the outputs of the temperature sensor and the CO 2 concentration sensor. In cell culture, the culture unit 14 can be maintained in an environment of 37 ° C. and 5% CO 2 , for example.
  • the tray 17 is provided with a first bag holding portion 31, a second bag holding portion 32, and a third bag holding portion 33 side by side in the left-right direction 102.
  • a rotation mechanism 34 is provided behind the first bag holding portion 31 in the front-rear direction 103.
  • the first bag holding unit 31 is rotated to a predetermined rotation posture by the rotation mechanism 34.
  • a rotation mechanism 34 is provided behind the second bag holding part 32 in the front-rear direction 103, and a rotation mechanism 34 is provided behind the third bag holding part 33 in the front-rear direction 103.
  • a liquid supply / discharge mechanism 37 is provided on the front side of the tray 17.
  • the filtration apparatus support part 104 connected with the 1st bag holding part 31 so that rotation coaxially with the 1st bag holding part 31 is provided.
  • container storage portions 27 and 28 are provided on the left side of the left-right direction 102 of the tray 17, and a container storage portion 29 is provided on the right side.
  • the first bag holding unit 31, the second bag holding unit 32, and the third bag holding unit 33 are basically the same except that their arrangement and dimensions are different. A detailed configuration will be described as an example.
  • the external shape and dimension of the 1st bag holding part 31, the 2nd bag holding part 32, and the 3rd bag holding part 33 are designed according to the external shape of the culture
  • the third bag holding portion 33 includes holding plates 42 and 43, holders 44 and 45, spacers 46 and 47, and rotating shafts 48 and 49.
  • the holding plates 42 and 43 are rectangular flat plates.
  • the holding plates 42 and 43 are formed with a plurality of holes penetrating in the thickness direction. This hole is for increasing the heat conduction from the gas in the culture unit 14 to the culture bag 90 held between the holding plates 42 and 43.
  • the holding plates 42 and 43 are arranged to face each other.
  • the surfaces facing each other in the holding plates 42 and 43 are support surfaces 65 and 66.
  • a distance sensor 67 is disposed on the spacer 47.
  • a magnet 68 is disposed on the holding plate 42 in contact with the spacer 47 so as to face the distance sensor 67.
  • the distance sensor 67 outputs a voltage corresponding to the magnetic flux density from the magnet 68, and for example, a Hall element is used. If the holding plates 42 and 43 are in a normal state holding the culture bag, the distance between the holding plate 42 and the spacer 47 is constant, so the output of the distance sensor 67 is also constant. When the amount of liquid flowing into the culture bag is large and the culture bag is expanded and the holding plates 42 and 43 are bent so as to be pushed away from each other, the distance between the holding plate 42 and the spacer 47 increases. Detects the magnetic flux density of the magnet 68, and the output of the distance sensor 67 changes.
  • the control unit 11 stores a threshold value in advance. This threshold value is for determining that the distance between the holding plate 42 and the spacer 47 has become larger than a certain distance.
  • the control unit 11 can determine that the distance between the holding plate 42 and the spacer 47 has become larger than a certain value by comparing the output of the distance sensor 67 with a threshold value.
  • the distance sensor 67 may be provided not on the spacer 47 but on the spacer 46, or may be provided on both the spacers 46 and 47. Further, the magnet 68 may be provided on any one of the holding plates 42 and 43 as long as the magnetic flux can be detected by the distance sensor 67.
  • the arrangement of the distance sensor 67 and the magnet 68 is relative, and the arrangement of the distance sensor 67 and the magnet 68 may be interchanged. Further, the distance sensor 67 and the magnet 68 may be arranged to face the holding plates 42 and 43, respectively.
  • spacers 46 and 47 are arranged.
  • the spacers 46 and 47 are for maintaining the distance between the holding plates 42 and 43.
  • Each of the spacers 46 and 47 has a quadrangular prism shape.
  • the lengths of the spacers 46 and 47 in the longitudinal direction are substantially the same as the lengths of the pair of edges of the holding plates 42 and 43.
  • the spacers 46 and 47 have a constant cross-sectional shape in the longitudinal direction.
  • recesses 46A and 47A In the center in the longitudinal direction of the spacers 46 and 47, recesses 46A and 47A that are recessed in a direction orthogonal to the longitudinal direction are formed.
  • the recesses 46A and 47A are spaces into which the tubes 99 of the culture bag 90 are respectively inserted.
  • the spacers 46 and 47 may be formed integrally with one of the holding plates 42 and 43.
  • the holders 44 and 45 hold the holding plates 42 and 43 with the spacers 46 and 47 interposed therebetween so as to hold them together.
  • the holders 44 and 45 are elongated members having a U-shaped cross section in the horizontal direction, and the edge portions of the holding plates 42 and 43 with the spacers 46 and 47 interposed are inserted inside the U-shaped shape in the horizontal direction.
  • the edges of the holding plates 42 and 43 inserted into the holders 44 and 45 are a pair of edges where the spacers 46 and 47 are not interposed.
  • Screw holes are formed on both ends in the longitudinal direction of the holders 44 and 45, and the screws 18 are screwed into the screw holes. The tip of the screw 18 protrudes to the inside of the horizontal U-shaped shape of the holders 44 and 45.
  • the holders 44, 45 may be configured integrally with one of the holding plates 42 and 43. Further, the holding plates 42 and 43 may be rotatably connected like one hinge by one of the holders 44 and 45.
  • the holders 44 and 45 are respectively provided with rotating shafts 48 and 49 that protrude from the vicinity of the center in the longitudinal direction in the opposite direction to the side on which the holding plates 42 and 43 are held.
  • the rotating shafts 48 and 49 extend coaxially in a state where the holders 44 and 45 hold the holding plates 42 and 43.
  • the direction in which the rotation shafts 48 and 49 extend is parallel to the support surfaces 65 and 66 of the holding plates 42 and 43.
  • the third bag holding portion 33 when the third bag holding portion 33 has the support surface 66 below the support surface 65 and the support surfaces 65, 66 are in the horizontal direction, the third bag When no liquid is contained in the culture bag 90 supported by the holding unit 33, the culture bag 90 is mainly in contact with the support surface 66. At this time, the distance between the support surfaces 65 and 66 is the distance D1. As shown in FIG. 5 (B), the culture bag 90 is such that the holding plates 42 and 43 are not bent even if the culture bag 90 is inflated by the liquid to be stored and comes into contact with the support surfaces 65 and 66. A volume of liquid is introduced. Such an amount of liquid is set in advance as the amount of liquid that can be stored in the culture bag 90. As shown in FIG.
  • first bag holding unit 31 and the second bag holding unit 32 are not described in detail with reference to the drawings. However, like the third bag holding unit 33, a holding plate holder and a spacer are provided. *
  • the filtration device support unit 104 is disposed behind the first bag holding unit 31 in the front-rear direction 103.
  • the filtration device support unit 104 is integrally connected to the first bag holding unit 31. Therefore, the filtration device support portion 104 rotates integrally with the first bag holding portion 31 around the rotation shafts 48 and 49.
  • the filtration device support unit 104 supports the filtration device 120.
  • the filtration device 120 supported by the filtration device support unit 104 is configured so that the inflow port 110 and the first outflow port 111 face the directions intersecting with the rotation axes of the rotation shafts 48 and 49 (directions orthogonal to each other in the present embodiment). Placed in.
  • the positions of the inflow port 110 and the first outflow port 111 in the vertical direction 101 change.
  • the direction in which the inflow port 110 and the first outflow port 111 of the filtration device 120 supported by the filtration device support 104 extend and the ports 73 and 74 of the culture bag 70 held by the first bag holding portion 31 are respectively provided.
  • the extending direction matches.
  • the first bag holding unit 31, the second bag holding unit 32, the third bag holding unit 33, and the filtering device support unit 104 are arranged at the rotating first position.
  • openings 17A are formed at three locations.
  • a pair of bearing portions 24 are respectively arranged in front and rear in the front-rear direction 103 of each opening 17A.
  • the pair of bearing portions 24 is in a state where the rotation axes 48 and 49 of the first bag holding portion 31, the second bag holding portion 32, the third bag holding portion 33, and the filtration device support portion 104 are along the front-rear direction 103.
  • Each is supported rotatably. Thereby, each holding plate 42 and 43 of the 1st bag holding
  • each bearing portion 24 is loaded on each weight detection portion 23 provided on the tray 17. Cultures held in the corresponding bag holding part and the corresponding bag holding part by the pair of weight detection parts 23 corresponding to the first bag holding part 31, the second bag holding part 32, or the third bag holding part 33, respectively. The weights of the bag and the bearing portion 24 are detected.
  • the weight detection unit 23 for example, a load cell that converts a force (weight) applied to the weight detection unit 23 into an electrical signal is used.
  • a rotation mechanism 34 is provided behind each bearing portion 24 in the front-rear direction 103.
  • the rotating mechanism 34 includes the rotating shaft support 16 and a stepping motor (not shown).
  • the rotating shaft support portion 16 extends rearward in the front-rear direction 103 and is coaxially connected to the rotating shaft 49 supported by each bearing portion 24.
  • the stepping motor is supplied with electric power from a power source. Further, the stepping motor and the rotating shaft support portion 16 are driven and transmitted by a known reduction gear or the like. When electric power based on a control signal output from the rotation control unit 20 is supplied to the stepping motor, the rotation shaft support unit 16 rotates by a predetermined rotation angle.
  • the origin position that is, the support surfaces 65 and 66 of the holding plates 42 and 43 of the first bag holding part 31, the second bag holding part 32, and the third bag holding part 33 are aligned along the horizontal direction.
  • a sensor may be provided for detecting a rotational position that is in a state. Based on the output of this sensor, the rotation control unit 20 can drive the stepping motor so that the support surfaces 65 and 66 are in a state along the horizontal direction. Similarly, the stepping motor can be driven so that the inflow port 110 and the first outflow port 111 of the filtration device 120 extend in the horizontal direction.
  • the stepping motor is an example of a drive source for the rotation mechanism 34, and other drive sources such as a DC motor having an encoder capable of detecting the rotation amount may be employed instead of the stepping motor.
  • the rotational position of the drive source may be detected by other detection means such as a resolver, or a sensor that can directly detect the rotational position of the first bag holding unit 31 or the like may be provided.
  • the liquid supply / discharge mechanism 37 has a supply pump 91, a discharge pump 92, and a plurality of valves V1 to V18.
  • a known pump capable of feeding the liquid in the tube is adopted.
  • a so-called tube pump that feeds liquid by handling a soft tube with a rotating roller can be cited.
  • Electric power is supplied to the supply pump 91 and the discharge pump 92 from a power source.
  • the supply / discharge control unit 22 can drive the supply pump 91 and the discharge pump 92 for a certain period of time by controlling the power supplied to the supply pump 91 and the discharge pump 92.
  • the plurality of valves V1 to V18 are roughly classified into valves V1 to V11 related to the supply pump 91 and valves V12 to V18 related to the discharge pump 92.
  • the supply pump 91 and the valves V1 to V11 are the liquid supply mechanism 81 in the liquid supply / discharge mechanism 37
  • the discharge pump 92 and the valves V12 to V18 are the liquid discharge mechanism 82 in the liquid supply / discharge mechanism 37.
  • Each of the valves V1 to V18 is switched on / off based on a control signal output from the supply / discharge control unit 22. By turning on / off each of the valves V1 to V18, the flow of the liquid in each tube 38 connected to the culture bag or the like can be changed.
  • the valves V1 to V18 are an example of a switching mechanism. As the valves V1 to V18, for example, electromagnetic valves are employed.
  • the culture circuit includes three culture bags 70, 80, 90, two server bags 39, 40 (an example of a first storage container), and a recovery bag 41 (an example of a recovery container).
  • the filtration device 120, the storage containers 116 and 117 (an example of the second storage container and the third storage container) held in the refrigerated storage unit 12 or the room temperature storage unit 13, and a plurality of these units are connected so that liquid can flow therethrough.
  • the culture bag 70 is installed in the first bag holding unit 31.
  • the culture bag 80 is installed in the second bag holding part 32.
  • the culture bag 90 is installed in the third bag holding part 33.
  • the filtration device 120 is installed on the filtration device support unit 104.
  • the collection bag 41 is installed in the culture unit 14. Since each culture bag 70, 80, 90 has the same configuration except that the culture bag 70 has a smaller capacity than the culture bags 80, 90, the detailed configuration will be described below using the culture bag 90 as an example.
  • the culture bag 90 is formed in a bag shape by bonding the peripheral edges of two rectangular sheets made of synthetic resin by a known method such as heat welding.
  • Synthetic resin tubes 99 are arranged in the vicinity of the center of a pair of end portions 77 and 78 facing each other in the two rectangular sheets.
  • the portion located in the inner space 75 of the culture bag 90 has edges 87 and 88 from the end located in the inner space 75 of the culture bag 90.
  • a notch 105 is formed toward the top. As shown in FIG.
  • the notch 105 is located at a position not facing the inner surfaces 71 and 72 that define the inner space 75 of the culture bag 90, that is, other than the pair of end portions 77 and 78 in the two rectangular sheets. It is located at the point facing the end. Even if a negative pressure is generated in the internal space 75 when the liquid flows out from the culture bag 90 and the inner surfaces 71 and 72 approach each other, the tube 99 is located between the inner surfaces 71 and 72 in the vicinity of the tube 99. By existing, it becomes difficult for the inner surfaces 71 and 72 to contact each other. On the other hand, the notch 105 is formed in the tube 99 at a location that does not face the inner surfaces 71, 72. Can flow into.
  • the internal space 75 of the culture bag 90 communicates with the outside through the internal space of the tube 99. That is, the ports 73 and 74 are formed by each tube 99.
  • the edges 87 and 88 on which the tube 99 is disposed are tapered so that the distance between the edges 87 and 88 decreases as the distance from the ports 73 and 74 increases.
  • the edges 87 and 88 have a shape that bulges toward the outside of the culture bag 90 toward the center where the tube 99 is disposed.
  • the tube 99 extends in a direction orthogonal to the rotation shafts 48 and 49. That is, the ports 73 and 74 extend in a direction orthogonal to the rotation shafts 48 and 49.
  • the synthetic resin sheet used for the culture bag 90 is flexible and has a bending rigidity capable of maintaining the shape of the bag when the culture medium is added.
  • low density polyethylene ultrahigh molecular weight polyethylene, cyclic Examples thereof include polyolefin resins or those having a laminate structure with these and other materials.
  • the inner surfaces 71 and 72 of the culture bag 90 have cell adhesion suitable for culturing adhesive cells.
  • the inner surfaces 71 and 72 have their cell adhesive functional groups exposed, for example, by plasma treatment.
  • the cell adhesive functional group include an amino group, an amine group, a hydroxyl group, a sulfone group, a sulfene group, a sulfine group, an ether group, a carboxyl group, and a carbonyl group. Of these, amino groups and carboxyl groups, which have high adhesion to cells, are preferred.
  • the server bags 39 and 40, the collection bag 41, and the storage containers 116 and 117 shown in FIG. 3 are formed in a bag shape by laminating synthetic resin sheets, and include at least one port 94 to 98 (first number). 3 port, 4th port, 5th port, 6th port example).
  • the server bags 39 and 40 are for storing a culture medium.
  • the collection bag 41 is for collecting the cell suspension.
  • the storage containers 116 and 117 are for storing a stripping solution and a priming solution.
  • a known container capable of storing a culture medium and a cell suspension can be adopted in addition to a known bag.
  • tubes 38 are connected to the ports of the culture bags 70, 80, 90, the server bags 39, 40, the collection bag 41, and the storage containers 116, 117, respectively.
  • Each tube 38 connected to one port 73 of each of the culture bags 70, 80, 90, the tube 38 connected to the inflow port 110 of the filtration device 120, and the ports 94, 95 of the server bags 39, 40 are connected.
  • the tubes 38 and the tubes 38 connected to the ports 97 and 98 of the storage containers 116 and 117 are extended to the supply pump 91.
  • Each of these tubes 38 is collected into one tube 38 via a connector before reaching the supply pump 91 to form a liquid supply circuit.
  • each of these tubes 38 is passed through the valves V6 to V11 before being combined into one tube 38, and an open state in which the liquid can flow through the internal space of the tubes 38 by the valves V6 to V11. And a closed state in which the liquid cannot flow.
  • a tube 38 connected to 96 extends to a discharge pump 92.
  • These tubes 38 are combined into a single tube 38 via a connector before reaching the discharge pump 92 to form a liquid discharge circuit.
  • Each of these tubes 38 is passed through valves V12 and V14 to V18 before being combined into one tube 38, and the liquid flows through the internal space of the tube 38 by the valves V12 and V14 to V18. It is possible to change between a possible open state and a closed state where liquid cannot flow.
  • the tubes 38 communicating with the supply pump 91 are branched again and connected to bags and containers placed in the refrigerated storage unit 12 or the room temperature storage unit 13 through valves V1 to V5. In these bags and containers, cell suspensions, culture media, stripping solutions and the like are stored.
  • a tube 38 communicating with the discharge pump 92 is connected to the waste liquid container 19.
  • the filtration device 120 includes a main body 106 (an example of a casing), a cap 107, a cap 108, and a hollow fiber bundle 109 (an example of a filtration membrane).
  • the main body 106 has a substantially cylindrical shape.
  • the main body 106 is open on both sides in the axial direction (the direction along the vertical direction in FIG. 7A).
  • a cap 107 and a cap 108 are screwed into each opening of the main body 106.
  • the cap 107 is formed with an inflow port 110 that communicates the internal space and the external space of the filtration device 120 so as to extend along the axial direction of the main body 106.
  • the cap 108 is formed with a first outflow port 111 that communicates the internal space and the external space of the filtration device 120 so as to extend along the axial direction of the main body 106.
  • a pair of hollow fiber supports (not shown) are provided, and supported by the pair of hollow fiber supports, a hollow fiber bundle 109 is disposed in the internal space of the main body 106. Yes. Both ends of the hollow fiber bundle 109 are arranged near the opening of the main body 106.
  • the hollow fiber support supports both ends of the hollow fiber bundle 109 and separates both ends of the hollow fiber bundle 109 from the internal space of the main body 106 in a liquid-tight manner. Therefore, the liquid that has flowed into the internal space of the main body 106 through the inflow port 110 of the cap 107 flows into one end of the hollow core bundle 114 and does not flow into the space defined by the pair of hollow fiber supports in the internal space of the main body 106.
  • the liquid flowing out from the other end of the hollow fiber bundle 109 flows out from the first outflow port 111 of the cap 108 to the outside, and the first outflow from the space defined by the pair of hollow fiber supports in the internal space of the main body 106. The liquid does not flow out to the port 111.
  • a second outflow port 112 extends to the main body 106 in a direction orthogonal to the axial direction of the main body 106 (the direction along the vertical direction in FIG. 7) on the side where the cap 108 is screwed.
  • a port 113 extends in a direction orthogonal to the axial direction of the main body 106 on the side to be joined.
  • the second outflow port 112 and the port 113 communicate the space defined by the pair of hollow fiber supports in the internal space of the main body 106 and the outside of the main body 106.
  • the port 113 is sealed in this embodiment.
  • the tube 38 described above is connected to the inflow port 110, the first outflow port 111, and the second outflow port 112.
  • the hollow fiber bundle 109 is a hollow fiber bundle in which a dialysis membrane is formed in a tubular shape.
  • the hollow fiber is open at each end.
  • the hollow fiber raw material include triacetate and polyethersulfone.
  • the thickness, film thickness, pore diameter, length, type, and the like of the hollow fiber are appropriately set according to conditions such as the size of cells to be filtered in the filtration device 120.
  • Cell culture method using concentration apparatus 10 below, the cell culture method using the concentration apparatus 10 is demonstrated.
  • Cell culture using the concentration apparatus 10 can be performed by arbitrarily selecting any one or a plurality of culture bags 70, 80, and 90.
  • a cell culture method using only the culture bag 70 will be described. Is explained.
  • the cell culture method using the concentration apparatus 10 includes the steps shown below. (1) A culture step of amplifying cells in the culture bag 70. (2) A medium replacement step for replacing the medium in the culture bag 70. (3) A cell suspension recovery step of recovering the cell suspension in the culture bag 70. (4) A cell suspension concentration step of concentrating the cell suspension in the server bag 40.
  • a culture circuit is set in the concentrator 10 in advance. Specifically, as shown in FIG. 3, the culture bags 70, 80, and 90 are set in the first bag holding unit 31, the second bag holding unit 32, and the third bag holding unit 33, respectively. It is set on the filtration device support unit 104, the server bags 39 and 40 are held in the container storage units 27 and 28, and the collection bag 41 is held in the container storage unit 29. Further, the storage containers 116 and 117 are held in the refrigerated storage unit 12 or the room temperature storage unit 13. In addition, each tube 38 of the circuit is set in each valve V1 to V18, supply pump 91, and discharge pump 92.
  • a user performs settings in advance so that a culture step, a medium replacement step, a culture step, a cell suspension concentration step, and a cell suspension collection step are sequentially performed.
  • Various settings such as the culture time in the culture step, the medium exchange amount in the medium exchange step, the concentration time and medium supply amount in the cell suspension concentration step, and the reaction time with the stripping solution in the cell suspension recovery step are also set in advance by the user.
  • the culture control unit 21 outputs first information including various setting information in the culture step, outputs second information including various setting information in the medium replacement step, and includes various setting information in the cell suspension recovery step. 3 Output information.
  • the culture control unit 21 outputs various setting information in the cell suspension concentration step.
  • the rotation control unit 20 controls the driving of the rotation mechanism 34 based on each information output from the culture control unit 21.
  • the supply / discharge control unit 22 controls driving of the liquid supply / discharge mechanism 37 (the liquid supply mechanism 81 and the liquid discharge mechanism 82) based on each information output from the culture control unit 21.
  • the culture unit 14 in the concentration apparatus 10 performs a preliminary operation when the culture control unit 21 receives an input for starting culture. Specifically, the temperature of the culture unit 14 is adjusted to 37 ° C. and the concentration of carbon dioxide is adjusted to 5% by driving the heating device and the CO 2 supply device based on the control information from the culture control unit 21. (Step S11). Subsequently, the rotation control unit 20 determines whether or not the first bag holding unit 31 is in the first posture (step S12). When the first bag holding unit 31 is not in the first posture, that is, when the rotation control unit 20 determines that the stepping motor in the rotation mechanism 34 is not at the origin position (step S12: No), the rotation control unit 20 performs the rotation mechanism 34.
  • step S13 the 1st bag holding
  • step S12: Yes the rotation control part 20 does not drive the rotation mechanism 34.
  • the support surfaces 65 and 66 in the first posture need only be substantially along the horizontal direction and do not need to be strictly along the horizontal direction.
  • Each valve V1 to V18 closes the tube 38.
  • the supply / discharge control unit 22 supplies the cell suspension to the culture bag 70 (step S14).
  • the cell suspension is supplied to the culture bag 70 according to the liquid supply step.
  • the weight detection unit 23 detects the weight of the culture bag 70 and the first bag holding unit 31. To do.
  • the control unit 11 sets a first reference value (step S121). Subsequently, the control unit 11 calculates a value obtained by adding the weight of the cell suspension to be supplied to the culture bag 70 to the first reference value as the first target value.
  • the cell suspension is supplied to the culture bag 70. However, the cell suspension may be manually filled in advance by omitting step S14.
  • the supply / discharge control unit 22 drives the liquid supply mechanism 81 to supply the liquid to the culture bag 70 when the first bag holding unit 31 is in the first posture. Specifically, the valves V6 and V9 are opened (step S122). Subsequently, the supply pump 91 is driven (step S123).
  • the server bag 40 stores a cell suspension containing cells to be cultured in advance. Therefore, the cell suspension is supplied from the server bag 40 to the culture bag 70 through the port 73. While the cell suspension is being supplied to the culture bag 70, that is, while the supply pump 91 is being driven, the control unit 11 monitors whether or not the distance sensor 67 has exceeded a preset threshold value. (Step 124).
  • control unit 11 determines that the output value of the distance sensor 67 has exceeded the threshold (step 124: Yes)
  • the control unit 11 generates a buzzer sound or turns on a light to issue an alarm (step S126). Then, the supply / discharge control unit 22 stops the supply pump 91 (step S128).
  • the control unit 11 monitors whether or not a preset time has elapsed since the supply pump 91 was driven (step 125). The time is set longer than the time sufficient for the supply pump 91 to supply the maximum amount of liquid to the culture bag 70.
  • the control unit 11 determines that a preset time has elapsed since the supply pump 91 is driven (step 125: Yes)
  • the control unit 11 issues an alarm in the same manner as described above (step S126), and the supply / discharge control unit 22 Then, the supply pump 91 is stopped (step 128).
  • the control unit 11 monitors whether or not the output value of the weight detection unit 23 has reached the first target value while the supply pump 91 is being driven (step 127).
  • the control unit 11 determines that the output value of the weight detection unit 23 has reached the first target value (step 127: Yes)
  • the supply / discharge control unit 22 stops the supply pump 91 (step S128), and The valves V6 and V9 are closed (step S129). Thereby, the supply of the cell suspension (liquid supply step) to the culture bag 70 is completed (step S14).
  • the rotation control unit 20 drives the rotation mechanism 34 to rotate the first bag holding unit 31 by 90 degrees counterclockwise.
  • the first bag holding portion 31 has a third posture in which the support surfaces 65 and 66 are along the vertical direction, the port 74 is upward, and the port 73 is downward.
  • Step S15 In the culture bag 70 held by the first bag holding portion 31 in the third posture, the gas that has entered the internal space 75 is collected at the edge 88 of the port 74 located above. Since the edge 88 is tapered toward the port 74, the gas moving along the edge 88 collects at the port 74.
  • the support surfaces 65 and 66 in the third posture need only be substantially along the vertical direction, and are not necessarily strictly along the vertical direction.
  • the supply / discharge control part 22 After the 1st bag holding
  • the culture control unit 21 sequentially performs a culture step (step S17), a medium replacement step (step S18), a culture step (step S19), and a cell suspension recovery step (step S20). Details of each step will be described later.
  • a culture step step S17
  • a medium replacement step step S18
  • a culture step step S19
  • a cell suspension recovery step step S20. Details of each step will be described later.
  • the culture step When the culture step is performed, the culture control unit 21 outputs the first information to the rotation control unit 20 and the supply / discharge control unit 22. As shown in FIGS. 12 and 16, the rotation control unit 20 drives the rotation mechanism 34 to place the first bag holding unit 31 in the first posture (step S24).
  • the inner surface 71 is upward and the inner surface 72 is downward.
  • a cell suspension containing cells to be cultured and a medium is stored in the internal space 75 of the culture bag 70. In the internal space 75, the cells descend the cell suspension by gravity and contact the inner surface 72. Thereby, the cells adhere to the inner surface 72 and are cultured.
  • the rotation control unit 20 maintains the first bag holding unit 31 in the first posture until a preset time has elapsed (step S25: No). After a preset time has elapsed (step S25: Yes), the rotation control unit 20 drives the rotation mechanism 34 to rotate the first bag holding unit 31 clockwise by 180 degrees when viewed from the front of the concentrating device 10. (Step S26). Accordingly, as shown in FIGS. 17B and 18, the first bag holding portion 31 has the support surfaces 65 and 66 along the horizontal direction, and the inner surface 72 of the culture bag 70 is upward, The fourth posture is such that the inner surface 71 is downward.
  • the culture bag 70 when the inner surface 72 is on the upper side and the inner surface 71 is on the lower side, cells contained in the cell suspension stored in the inner space 75 of the culture bag 70 and not attached to the inner surface 72 are The inside of the cell suspension is lowered by gravity and contacts the inner surface 71. Thereby, the cells adhere to the inner surface 71 and are cultured.
  • the rotation control unit 20 maintains the first bag holding unit 31 in the fourth posture until a preset time has elapsed (step S27: No). When the preset time has elapsed (step S27: Yes), the culture step ends.
  • the culture control unit 21 outputs the second information to the rotation control unit 20 and the supply / discharge control unit 22.
  • the supply pump 91 is driven by opening the valve V1 and the valve V7 through which the tube 38 connected to the storage container 117 for storing the fresh medium stored in the refrigerated storage unit 12 or the room temperature storage unit 13 is passed, A fresh medium is supplied to the server bag 39. Thereafter, the supply / discharge control unit 22 stops the supply pump 91, closes the valve V1, and opens the valve V6.
  • the supply / discharge control unit 22 opens the valves V6 and V7 through which the tubes 38 connected to the server bags 39 and 40 are opened, drives the supply pump 91 in the reverse direction, and supplies fresh medium to the server bag 40. Supply. Thereafter, the supply / discharge control unit 22 stops the supply pump 91 and closes the valves V6 and V7. The fresh medium is held in the server bag 40 to be heated to 37 ° C.
  • the rotation control unit 20 drives the rotation mechanism 34 to rotate the first bag holding unit 31 in the first posture 30 degrees clockwise when viewed from the front of the concentrating device 10.
  • the first bag holding portion 31 has an angle that the support surfaces 65 and 66 form an acute angle with respect to the horizontal direction is 30 degrees, and the port 73 is on the upper side.
  • the second posture 74 is at the lower side (step S31).
  • the angle at which the support surfaces 65 and 66 form an acute angle with respect to the horizontal direction is not limited to 30 degrees, and the second posture is arbitrarily set unless the support surfaces 65 and 66 are along the horizontal direction and the vertical direction. It's okay.
  • the angle at which the support surfaces 65 and 66 form an acute angle with respect to the horizontal direction is not less than 20 degrees and not more than 70 degrees. More preferably, it is 30 degrees or more and 60 degrees or less.
  • the supply / discharge control unit 22 discharges the medium from the culture bag 70 (step S32).
  • the medium is discharged from the culture bag 70 according to the liquid supply step.
  • the weight detection unit 23 detects the weights of the culture bag 70 and the first bag holding unit 31. To do.
  • the control unit 11 sets a second reference value (step S141). Subsequently, the control unit 11 calculates a value obtained by subtracting the weight of the medium to be discharged from the culture bag 70 from the second reference value as the second target value.
  • the supply / discharge control unit 22 drives the liquid discharge mechanism 82 to discharge the culture medium from the culture bag 70 when the first bag holding unit 31 is stopped in the second posture. More specifically, the valves V13 and V15 are opened (step S142). Subsequently, the discharge pump 92 is driven (step S143). The controller 11 monitors whether or not a preset time has elapsed since the discharge pump 92 was driven (step S144). The time is set longer than the time sufficient for the discharge pump 92 to discharge half of the liquid from the culture bag 70.
  • control unit 11 determines that a preset time has elapsed since the discharge pump 92 is driven (step 144: Yes)
  • the control unit 11 issues an alarm in the same manner as described above (step S145), and the supply / discharge control unit 22 Then, the discharge pump 92 is stopped (step 147).
  • the control unit 11 monitors whether the output value of the weight detection unit 23 has reached the second target value while the discharge pump 92 is being driven (step 146).
  • the control unit 11 determines that the output value of the weight detection unit 23 has reached the second target value (step 146: Yes)
  • the supply / discharge control unit 22 stops the discharge pump 92 (step S147), and The valves V13 and V15 are closed (step S148).
  • half of the culture medium stored in the culture bag 70 is discharged (liquid discharge step) from the internal space 75 of the culture bag 70 (step S32).
  • the rotation control unit 20 drives the rotation mechanism 34 to place the first bag holding unit 31 in the first posture (step S33). ).
  • bulb V6, V9 is made into an open state, and supply of the culture medium to the culture bag 70 is performed similarly to the liquid supply step mentioned above.
  • the fresh culture medium stored in the server bag 40 is supplied to the culture bag 70 (step S34).
  • the amount of fresh medium supplied to the culture bag 70 is the same as the amount discharged from the culture bag 70 previously, that is, half the amount of the medium stored in the internal space 75.
  • the supply / exhaust control unit 22 stops the supply pump 91 and closes the valves V6 and V9.
  • the rotation control unit 20 drives the rotation mechanism 34 so that the first bag holding unit 31 in the first posture is counterclockwise as viewed from the front of the concentration device 10. Rotate 90 degrees. Accordingly, as shown in FIG. 14, the first bag holding portion 31 has a third posture in which the support surfaces 65 and 66 are along the vertical direction, the port 73 is below, and the port 74 is above. (Step S35). After the 1st bag holding
  • step S36 gas is discharged
  • step S18 gas is discharged
  • the culture step (step S19) is performed in the same manner as described above.
  • the medium exchange step and the culture step may be further repeated after the passage.
  • the culture step repeated after the passage when the amount of cells increases, the cell suspension is transferred from the culture bag 70 to the culture bag 80, so that the culture bags 80, 90 having a larger capacity than the culture bag 70 are used. 90 may be moved.
  • a cell suspension recovery step (step S20) and a cell suspension concentration step (step S23) are performed.
  • the culture control unit 21 outputs the third information to the rotation control unit 20 and the supply / discharge control unit 22.
  • the rotation control unit 20 drives the rotation mechanism 34 to rotate the first bag holding unit 31 in the fourth posture 90 degrees counterclockwise when viewed from the front of the concentration device 10. .
  • the first bag holding portion 31 has the support surfaces 65 and 66 along the vertical direction, the port 73 on the upper side, and the port 74 on the lower side.
  • Three postures are assumed (step S41). In the present embodiment, as long as the support surfaces 65 and 66 of the first bag holding portion 31 are in the vertical direction, the third posture is possible regardless of which of the ports 73 and 74 is above or below. It is called.
  • the medium is discharged from the culture bag 70.
  • the supply / discharge control unit 22 drives the discharge pump 92 by opening the valves V13 and V15. Thereby, the whole amount of the culture medium stored in the culture bag 70 is discharged from the internal space 75 through the port 74 (step S42).
  • the rotation control unit 20 drives the rotation mechanism 34 to place the first bag holding unit 31 in the third posture in the first posture (step S43).
  • the stripping solution is supplied to the culture bag 70.
  • the supply / discharge control unit 22 opens one of the valves V3 to V5 through which the tube 38 connected to the container for storing the stripping solution stored in the refrigerated storage unit 12 or the room temperature storage unit 13 and the valve V9 are opened.
  • the supply pump 91 is driven.
  • the stripping solution is supplied to the internal space 75 of the culture bag 70 through the port 73 (step S44).
  • the supply / discharge control unit 22 stops the supply pump 91 and closes any of the valves V3 to V5 that are opened and V9.
  • the rotation control unit 20 maintains the first bag holding unit 31 in the first posture until a preset time has elapsed (step S45: No).
  • the stripping solution weakens the adhesion of the cells attached to the inner surfaces 71, 72 of the culture bag 70 to the inner surfaces 71, 72.
  • the action of weakening cell adhesion to the inner surfaces 71 and 72 is appropriately set by the type and concentration of the stripping solution, the contact time with the inner surfaces 71 and 72, the posture of the first bag holding portion 31 and the like. It is realized by. Note that after the stripping solution is supplied to the culture bag 70, if necessary, the gas may be discharged from the internal space 75 of the culture bag 70 in the same manner as described above.
  • step S45 the rotation control unit 20 drives the rotation mechanism 34 to rotate the first bag holding unit 31 counterclockwise 90 when viewed from the front of the concentration device 10. Is rotated to a third posture (step S46).
  • step S46 After the 1st bag holding part 31 is made into the 3rd attitude
  • the supply / discharge control unit 22 opens the valves V6 and V9 and drives the supply pump 91 in the reverse direction. Thereby, in the culture bag 70, the stripping solution is discharged from the internal space 75 to the waste liquid container 19 through the port 73 (step S47). After the entire amount of the stripping solution is discharged from the culture bag 70, the rotation control unit 20 drives the rotation mechanism 34 to rotate the first bag holding unit 31 90 degrees clockwise as viewed from the front of the concentration device 10. To the first posture (step S48).
  • the culture medium is supplied to the culture bag 70.
  • the supply / discharge control unit 22 opens any one of the valves V3 to V5 through which the tube 38 connected to the container storing the medium stored in the refrigerated storage unit 12 or the room temperature storage unit 13 is passed, and the valve V9.
  • the supply pump 91 is driven.
  • a culture medium is supplied through the port 73 to the internal space 75 of the culture bag 70 (step S49).
  • the supply / discharge control unit 22 stops the supply pump 91 and closes any of the valves V3 to V5 that are opened and V9.
  • the rotation control unit 20 maintains the first bag holding unit 31 in the first posture until a preset time has elapsed (step S50).
  • the cells attached to the inner surfaces 71 and 72 of the culture bag 70 are peeled off. Separation of cells from the inner surfaces 71 and 72 by the supply of the culture medium is realized by appropriately setting the flow rate of the culture medium, the posture of the first bag holding unit 31 and the like, and the leaving time. Note that after the medium is supplied to the culture bag 70, if necessary, the gas may be discharged from the internal space 75 of the culture bag 70 in the same manner as described above.
  • step S50 the rotation control unit 20 drives the rotation mechanism 34 to rotate the first bag holding unit 31 counterclockwise by 90 degrees when viewed from the front of the concentrating device 10.
  • step S51 the third posture is set (step S51).
  • emission of the cell suspension from the culture bag 70 is performed similarly to the liquid discharge step mentioned above.
  • the supply / discharge control unit 22 opens the valves V6 and V9 and drives the supply pump 91 in the reverse direction. Thereby, in the culture bag 70, the cell suspension is discharged from the internal space 75 through the port 73 (step S52) and collected in the server bag 40. Thereby, a cell suspension collection step (Step S20) is completed.
  • the method for concentrating a cell suspension using the filtration device 120 includes the steps shown below. (4-1) A moving step of moving the cell suspension from the culture bag 70 to the server bag 40. (4-2) A priming step of supplying a priming solution to the filtration device 120. (4-3) A filtration step of supplying the cell suspension to the filtration device 120. (4-4) A recovery step of recovering the cell suspension from the filtration device 120.
  • the cell suspension is moved from the culture bag 70 to the server bag 40 (step S151).
  • the moving step is executed in the cell suspension recovery step described above.
  • the rotation control unit 20 determines whether or not the filtration device support unit 104 is in the first state (step S152).
  • the first state is a state in which the axial direction of the main body 106 of the filtration device 120 is along the vertical direction, and the inflow port 110 is below the first discharge port 111 (see FIG. 7B).
  • the rotation control unit 20 drives the rotation mechanism 34 to rotate the filter support unit 104 to the first posture (step S153).
  • the axial direction of the main body 106 of the filtration device 120 does not necessarily need to be along the vertical direction.
  • priming (step S154) is performed.
  • the priming liquid is supplied to the filtration device 120 supported by the filtration device support 104 in the first state.
  • the priming solution is, for example, a phosphate buffer solution.
  • the supply / discharge control unit 22 opens the valves V8, V13, and V14, which are held in the refrigerated storage unit 12 or the room temperature storage unit 13 and connected to the storage container 116 that stores the priming liquid, and the valves V8, V13, and V14.
  • the supply pump 91 is driven.
  • the priming liquid is supplied to the filtration device 120 through the inflow port 110.
  • air or a substance filled in the hollow fiber bundle 109 for storage is discharged from the first outflow port 111 of the filtration device 120 so as to be pushed out by the priming liquid.
  • the supply / discharge control unit 22 monitors whether or not a preset time has elapsed since the supply pump 91 is driven. The time is set longer than the time sufficient for the supply pump 91 to discharge the gas from the inside of the filtration device 120.
  • the supply / discharge control unit 22 stops the supply pump 91 and closes the valves V2 and V13, V14. This completes the priming step.
  • the rotation control unit 20 drives the rotation mechanism 34 to rotate the filtration device support unit 104 by 180 degrees (step S155).
  • FIG.7 (C) shows, the filtration apparatus 120 will be in a 2nd state.
  • the second state is a state in which the axial direction of the main body 106 of the filtration device 120 is along the vertical direction, and the inflow port 110 is above the first discharge port 111. In the second state, the axial direction of the main body 106 of the filtration device 120 does not necessarily have to be along the vertical direction.
  • a filtration step (step S156) is performed.
  • the supply / discharge control unit 22 drives the supply pump 91 with the valves V6 and V12 open.
  • the cell suspension is supplied from the server bag 40 to the filtration device 120 through the inflow port 110.
  • the cell suspension supplied to the filtration device 120 flows through the inside of the hollow fiber bundle 109, and the cells contained in the cell suspension settle down below the inside of the hollow fiber bundle 109 by gravity, so that the first It collects in the vicinity of the outflow port 111.
  • a liquid such as a medium contained in the cell suspension flows out of the hollow fiber bundle 109 while flowing downward in the internal space of the hollow fiber bundle 109, and goes out of the filtration device 120 through the second outflow port 112.
  • the cell suspension that has flowed into the filtration device 120 is maintained in a concentrated state in the hollow fiber bundle 109 and in the vicinity of the first outflow port 111 that is below the direction of gravity.
  • the supply / discharge control unit 22 stops the supply pump 91 and closes the valves V6 and V12. Thereby, a filtration step is complete
  • finished step S156).
  • a recovery step (step S157) is performed.
  • the supply / exhaust control unit 22 opens the valve V1 connected to the storage container 117 for storing fresh medium stored in the refrigerated storage unit 12 or the room temperature storage unit 13, and the valves V14 and V18 and opens the supply pump 91. To drive.
  • fresh medium is supplied to the filtration device 120 through the inflow port 110.
  • the fresh medium flowing through the hollow fiber bundle 109 flows out from the filtration device 120 to the collection bag 41 through the first discharge port 111 together with the concentrated cell suspension.
  • recovery step is complete
  • the concentrated cell suspension is flowed out to the collection bag 41, but may be flowed out to the culture bags 70, 80, 90.
  • the culture bag 70 is suitable for culture, medium exchange, cell suspension recovery, and the like. Can be.
  • the rotation mechanism 34 rotates the 1st bag holding part 31 and the filtration apparatus support part 104 integrally, the concentration apparatus 10 is reduced in size.
  • the culture bags 70, 80, 90 have been described as the culture container.
  • the culture container is not limited to the bag shape, and has a shape such as a flexible bottle or cassette. May be adopted.
  • the server bags 39, 40 and the like are not limited to the bag shape, and may be a shape such as a flexible bottle or cassette.
  • the configuration in which the rotation mechanism 34 rotates the first bag holding unit 31 and the filtration device support unit 104 integrally has been described.
  • the first bag holding unit 31 and the filtration device support unit have been described.
  • 104 may be configured to be independently rotated by separate rotation mechanisms (for example, the rotation mechanism and the second rotation mechanism).
  • the filtration device 120 having the hollow fiber bundle 109 is described.
  • a filtration device having a filtration membrane (dialysis membrane) other than the hollow fiber bundle 109 may be employed.
  • the configuration of the culture circuit shown in the above-described embodiment is merely an example, and the gist of the present invention is not changed, such as the server bags 39 and 40 being omitted or another container being appropriately added. Needless to say, the configuration of the culture circuit may be changed within the range. Further, as the supply pump 91 and the discharge pump 92, a pump other than the tube pump may be employed. In addition, a valve other than the valve may be employed as the channel switching mechanism of the culture circuit.

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Abstract

【課題】細胞懸濁液を簡易且つ効率的に濃縮できる手段を提供する。 【解決手段】濃縮装置１０は、ポート７３及びポート７４を有する培養容器７０と、ポート９６を有するサーババッグ４０と、内部空間に中空糸束１０９が設けられた筐体、流入ポート１１０、第１流出ポート１１１、及び第２流出ポート１１２を有するろ過装置１２０と、ポート９７を有する回収容器４１と、ポート７３、流入ポート１１０、及びポート９６に流路を切替可能に接続された液体供給回路と、ポート７４、第１流出ポート１１１、第２流出ポート１１２、及びポート９７に流路を切替可能に接続された液体排出回路と、切換機構、供給ポンプ９１、及び排出ポンプ９２を有する液体給排機構３７と、ろ過装置１２０を回転する回転機構３４と、を具備する　

Description

濃縮装置及び細胞懸濁液の濃縮方法
　本発明は、細胞懸濁液を濃縮する濃縮装置、及び細胞懸濁液の濃縮方法に関する。　
　細胞培養においては、培養容器中の細胞を他の培養容器に移し替える工程や、培養容器中の培地を交換する工程が行われる。このような細胞培養の各工程は、無菌状態で行われる必要がある。細胞培養は、数日から数週間に渡って行われ、この期間に各工程が繰り返して行われる。細胞培養において省力化や、大量の細胞を培養することを目的として、細胞培養における各工程を行う装置が公知である（特許文献１）。
　保存や細胞の移植のためなどに、培養された細胞を含む細胞懸濁液における細胞の濃度（容量当たりの細胞の個数）が高められることがある。細胞懸濁液を濃縮を行う方法として、中空糸分離膜を備え、内圧ろ過方式である細胞懸濁液処理器を用いた方法が公知である（特許文献２）。　　　　　 
特開２００９－２９１１０４号公報 特開２０１２－２１０１８７号公報
　特許文献１に記載された細胞濃縮装置のように、遠心分離機を用いる手法では、遠心分離機が置かれる空間が必要となる。また、細胞懸濁液を培養容器から遠心分離に適した容器に移すための無菌状態に保持された空間が必要となる。さらに、遠心分離機を扱うためのロボットアームも複雑な動きが必要とされ、装置が複雑化及び大型化するという問題が生じる。特許文献２に記載された細胞懸濁液処理器は、遠心分離機に比べて小型であるが、全自動化がなされておらず、大量の細胞を培養して濃縮するには不適である。
　本発明は、これらの事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、細胞懸濁液を簡易に濃縮できる手段を提供することにある。
　(1)　本発明に係る濃縮装置は、内部空間にろ過膜が設けられた筐体、当該ろ過膜の内方と当該筐体の外部と連通する流入ポート及び第１流出ポート、及び当該ろ過膜の外方と外部と連通する第２流出ポートを有するろ過装置と、上記流入ポートに接続された液体供給回路と、上記第１流出ポート及び上記第２流出ポートに接続された液体排出回路と、上記流入ポートと上記第１流出ポートとの上下方向の位置が変更可能に上記ろ過装置を回転する第１回転機構と、を具備する。
　ろ過装置は、液体供給回路を通じて、液体が流入可能である。また、ろ過装置は、液体排出回路を通じて、液体が流出可能である。ろ過装置への液体の流入及び流出は、それぞれ別のポートを通じて行われ、且つろ過装置への液体の流入や流出が液体供給回路と液体排出回路とに分かれているので、ろ過装置へ流入される液体に、別の容器や装置から流出された液体が混入するおそれが抑制される。
　例えば、ろ過装置のプライミングやろ過装置を用いた細胞懸濁液の濃縮においては、重力が利用される。ろ過装置のプライミングにおいては、プライミング液がろ過装置の下方に位置するポートから流入され、ろ過装置の上方に位置するポートから気体が排出される。細胞懸濁液の濃縮においては、ろ過装置の上方のポートから細胞懸濁液が流入され、ろ過膜によりトラップされた細胞は、重力によってろ過装置の下方へ下降する。
　回転機構は、ろ過装置の流入ポートと第１流出ポートとの上下方向の位置を変更可能にろ過装置を回転させるので、プライミングや細胞懸濁液の濃縮において、流入ポート及び第１流出ポートの上下方向の位置を適宜変更できる。これにより、流入ポートから気体や液体を排出させたり、第１流出ポートから液体を流入させる必要がない。また、細胞懸濁液の濃縮において、重力の作用により、細胞懸濁液に含まれる細胞がろ過膜の内部空間を降下するので、ろ過膜の全体を効率よく使用することができる。
　(2)　好ましくは、上記濃縮装置は、内部空間と外部とを連通する第１ポート及び第２ポートを有する培養容器と、内部空間と外部とを連通する第３ポートを有する第１貯留容器と、内部空間と外部とを連通する第４ポートを有する回収容器と、上記液体供給回路及び上記液体排出回路における各流路の切替を行う切換機構、上記液体供給回路において液体を流通させる第１ポンプ、及び上記液体排出回路において流体を流通させる第２ポンプを有する液体給排機構と、を更に具備しており、 上記液体供給回路は、上記第１ポート、上記流入ポート、及び上記第３ポートに流路を切替可能に接続されており、上記液体排出回路は、上記第２ポート、上記第１流出ポート、上記第２流出ポート、及び上記第４ポートに流路を切替可能に接続されている。
　培養容器、第１貯留容器、及びろ過装置は、液体供給回路を通じて、液体が流入可能である。また、培養容器及びろ過装置は、液体排出回路を通じて、液体が流出可能である。また、回収容器は、液体排出回路を通じてろ過装置から液体が流入可能である。また、培養容器及びろ過装置への液体の流入及び流出は、それぞれ別のポートを通じて行われる。このように、各容器や装置への液体の流入や流出が液体供給回路と液体排出回路とに分かれているので、各容器や装置へ流入される液体に、各容器や装置から流出された液体が混入するおそれが抑制される。
　(3)　好ましくは、上記第１ポートと上記第２ポートとの上下方向の位置を変更可能に上記培養容器を回転する第２回転機構を更に有する。　　　　　　　　　　　
　これにより、培養容器を、培養容器へ液体を流入させたり、培養容器から液体や気体を排出させるに適した姿勢にしたりすることができる。
　(4)　好ましくは、上記回転機構は、上記第１ポートと上記第２ポートとの上下方向の位置を変更可能に上記培養容器を回転するものであって、上記培養容器と上記ろ過装置とを一体に回転するものである。
　これにより、ろ過装置が小型化される。
　(5)　好ましくは、内部空間と外部とを連通する第５ポートを有しており、当該内部空間にプライミング液が貯留可能な第２貯留容器と、内部空間と外部とを連通する第６ポートを有しており、当該内部空間に培地が貯留可能な第３貯留容器と、上記液体給排機構及び上記回転機構の動作を制御する制御部と、を更に備えており、上記液体供給回路は、上記第５ポート及び上記第６ポートと各流路を切替可能に接続されており、上記制御部は、上記液体給排機構により上記第２ポートと上記第３ポートを連通させて、上記第１ポンプを駆動させることにより、上記培養容器から上記第１貯留容器へ細胞懸濁液を移動させる移動ステップと、上記回転機構により、上記ろ過装置を、上記流入ポートが上記第１流出ポートより下方になる第１状態として、上記液体給排機構により、上記第５ポートと上記流入ポートとを連通させ、且つ上記流入ポートを開放させて、少なくとも上記第１ポンプを駆動させることにより、上記第２貯留容器から上記ろ過装置へプライミング液を供給するプライミングステップと、上記回転機構により、上記ろ過装置を、上記流入ポートが上記第１流出ポートより上方になる第２状態として、上記液体給排機構により、上記第３ポートと上記流入ポートとを連通させ、上記第１流出ポートを閉塞させ、且つ上記第２流出ポートを開放させて、少なくとも上記第１ポンプを駆動させることにより、上記第１貯留容器から上記ろ過装置へ細胞懸濁液を供給するろ過ステップと、上記液体給排機構により、上記第６ポートと上記流入ポートとを連通させ、上記第２流出ポートを閉塞し、且つ上記第１流出ポートと上記第４ポートとを連通させて、少なくとも上記第１ポンプを駆動させることにより、上記ろ過装置から上記回収容器へ細胞懸濁液を供給する回収ステップと、を実行する。
　移動ステップにより、培養容器から第１貯留容器へ細胞懸濁液が流入される。プライミングステップにより、第２貯留容器からろ過装置の流入ポートへプライミング液が供給される。プライミングステップにおいて、ろ過装置は流入ポートが第１流出ポートより下方とされているため、ろ過装置の内部に存在する気体が第１流出ポートから排出される。ろ過ステップにより、第１貯留容器からろ過装置の流入ポートへ細胞懸濁液が供給される。ろ過ステップにおいて、ろ過装置は流入ポートが第１流出ポートより上方とされているため、ろ過装置において細胞懸濁液に含まれる細胞が下降して第１流出ポート付近に溜まる。回収ステップにより、第３貯留容器からろ過装置の流入ポートへ培地が流入され、ろ過装置の内部に溜まっている細胞が培地と共に第１流出ポートから回収容器へ流出する。
　(6)　好ましくは、上記制御部は、上記移動ステップにおいて、回転機構又は上記第２回転機構により、上記培養容器を、上記第２ポートより上記第１ポートが下方となる第３状態とする。
　移動ステップにおいて、培養容器の第２ポートより第１ポートが下方となることにより、培養容器の内部空間から細胞懸濁液が流出され易くなる。
　(7)　好ましくは、上記培養容器は、可撓性のシートにより内部空間が形成されたバッグ形状である。
　(8)　好ましくは、上記培養バッグにおいて上記内部空間を画定する内面は、接着性細胞を培養するに適した細胞接着性を有する。
　(9)　好ましくは、上記ろ過膜は、中空糸である。
　(10)　好ましくは、上記第１ポンプ及び上記第２ポンプがチューブポンプである。
　(11)　本発明に係る細胞懸濁液の濃縮方法は、培養容器の内部空間と外部とを連通する第１ポート、内部空間にろ過膜が設けられた筐体を有するろ過装置の当該ろ過膜の内方と当該筐体の外部と連通する流入ポート、第１貯留容器の内部空間と外部とを連通する第３ポート、内部空間にプライミング液が貯留可能な第２貯留容器の当該内部空間と外部とを連通する第５ポート、及び内部空間に培地が貯留可能な第３貯留容器の当該内部空間と外部とを連通する第６ポートに流路を切替可能に接続された液体供給回路、及び、上記培養容器の内部空間と外部とを連通する第２ポート、上記ろ過装置の上記ろ過膜の内方と上記筐体の外部と連通する第１流出ポート、上記ろ過装置の上記ろ過膜の外方と外部と連通する第２流出ポート、及び回収容器の内部空間と外部とを連通する第４ポートに流路を切替可能に接続された液体排出回路における各流路の切替を行う切換機構、上記液体供給回路において液体を流通させる第１ポンプ、及び上記液体排出回路において液体を流通させる第２ポンプを有する液体給排機構、及び上記流入ポートと上記第１流出ポートとの上下方向の位置が変更可能に上記ろ過装置を回転する回転機構を用いる方法であって、上記第２ポートと上記第３ポートを連通させて、上記第１ポンプを駆動させることにより、上記培養容器から上記第１貯留容器へ細胞懸濁液を移動させる移動ステップと、上記ろ過装置を、上記流入ポートが上記第１流出ポートより下方になる第１状態として、上記第５ポートと上記流入ポートとを連通させ、且つ上記流入ポートを開放させて、少なくとも上記第１ポンプを駆動させることにより、上記第２貯留容器から上記ろ過装置へプライミング液を供給するプライミングステップと、上記ろ過装置を、上記流入ポートが上記第１流出ポートより上方になる第２状態として、上記第３ポートと上記流入ポートとを連通させ、上記第１流出ポートを閉塞させ、且つ上記第２流出ポートを開放させて、少なくとも上記第１ポンプを駆動させることにより、上記第１貯留容器から上記ろ過装置へ細胞懸濁液を供給するろ過ステップと、上記第６ポートと上記流入ポートとを連通させ、上記第２流出ポートを閉塞し、且つ上記第１流出ポートと上記第４ポートとを連通させて、少なくとも上記第１ポンプを駆動させることにより、上記ろ過装置から上記回収容器へ細胞懸濁液を供給する回収ステップと、を含む。
　本発明によれば、培養容器において培養された細胞を含む細胞懸濁液を簡易且つ効率的に濃縮できる。
図１は、濃縮装置１０の概略図である。 図２は、培養部１４の内部の斜視図である。チューブ３８は省略されている。また説明のために制御部１１が示されている。 図３は、培養部１４の内部の上方から見た概略図である。第１バッグ保持部３１、第２バッグ保持部３２及び第３バッグ保持部３３の上面の保持板４２は省略されている。 図４は、第３バッグ保持部３３の分解斜視図である。 図５（Ａ）～（Ｃ）は、培養バッグ７０の切断面Ｖ－Ｖを示す断面図である。 図６は、ろ過装置１２０を説明するための第１バッグ保持部３１の概略図である。 図７（Ａ）～（Ｄ）は、ろ過装置１２０の概略図である 図８は、重量検出部２３及び軸受部２４の斜視図である。 図９（Ａ）は、チューブ９９の斜視図である。図９（Ｂ）は、チューブ９９を切断面ＩＸ－ＩＸで切断した断面の概略図である。 図１０は、培養バッグ７０の切断面Ｖ－Ｖを示す拡大断面図である。 図１１は、細胞培養方法のフローチャートである。 図１２は、第１バッグ保持部３１の第１姿勢を説明するための概略図である 図１３は、液体供給ステップのフローチャートである。 図１４は、第１バッグ保持部３１の第３姿勢を説明するための概略図である。 図１５は、第１バッグ保持部３１が第３姿勢であるときの培養バッグ７０の切断面Ｖ－Ｖを示す断面図である。 図１６は、培養ステップのフローチャートである。 図１７（Ａ）は、第１バッグ保持部３１が第１姿勢であるときの培養バッグ７０の切断面Ｖ－Ｖを示す断面図である。図１７（Ｂ）は、第１バッグ保持部３１が第４姿勢であるときの培養バッグ７０の切断面Ｖ－Ｖを示す断面図である。 図１８は、第１バッグ保持部３１の第４姿勢を説明するための概略図である。 図１９は、培地交換ステップのフローチャートである。 図２０は、第１バッグ保持部３１の第２姿勢を説明するための概略図である。 図２１は、第１バッグ保持部３１が第２姿勢であるときの培養バッグ７０の切断面Ｖ－Ｖを示す断面図である。 図２２は、液体排出ステップのフローチャートである。 図２３は、細胞懸濁液回収ステップのフローチャートである。 図２４は、逆向きの第３姿勢の第１バッグ保持部３１を説明するための概略図である。 図２５は、第１バッグ保持部３１が逆向きの第３姿勢であるときの培養バッグ７０の切断面Ｖ－Ｖを示す断面図である。 図２６は、細胞懸濁液濃縮ステップのフローチャートである。
　以下、本発明の好ましい実施形態を説明する。なお、本実施形態は本発明の一実施態様にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で実施態様を変更できることは言うまでもない。
［濃縮装置１０の概要］
　図１に示されるように、濃縮装置１０は、制御部１１、冷蔵保存部１２、常温保存部１３及び２つの培養部１４を備える。冷蔵保存部１２及び常温保存部１３は、培養部１４の外部に設けられている。２つの培養部１４は、上下に分かれて配置されている。制御部１１は、ディスプレイ１５を備えている。ディスプレイ１５は、濃縮装置１０の前面に配置されている。制御部１１は、不図示のデータ入力部を有しており、データ入力部を通じて制御部１１に細胞培養に関する種々の条件などが入力される。
　濃縮装置１０は、制御部１１に入力され保存されたプログラムに従い自動で細胞を培養する装置である。以下、濃縮装置１０の構成要素が詳細に説明される。以下の説明において、図１における上下に沿って上下方向１０１が定義され、図１における左右に沿って左右方向１０２が定義され、上下方向１０１及び左右方向１０２と垂直な方向（図１の紙面に垂直な方向）に沿って前後方向１０３が定義される。
　図２，３に示されるように、制御部１１は、回転制御部２０、培養制御部２１、及び給排制御部２２を有する。回転制御部２０、培養制御部２１、及び給排制御部２２は、それぞれの制御対象の動作を制御するための演算装置であり、予めプログラムや情報が格納されている。培養制御部２１は、回転制御部２０及び給排制御部２２に制御情報を出力する。また、培養制御部２１は、培養部１４の環境温度を制御するための制御情報を出力する。回転制御部２０は、回転機構３４と電気的に接続されており、回転機構３４の駆動を制御するための制御情報を出力する。給排制御部２２は、液体給排機構３７と接続されており、液体給排機構３７の各駆動部、すなわち供給ポンプ９１，排出ポンプ９２、及びバルブＶ１～Ｖ１８を駆動するための制御情報を出力する。
　図１に示されるように、冷蔵保存部１２は、内部に試薬又は培地を貯留した容器を載置するための棚が形成された筐体である。冷蔵保存部１２の前面には、筐体の前面に設けられた開口を開閉可能な扉が設けられている。冷蔵保存部１２は、不図示の冷却機構を備える所謂冷蔵庫である。冷却機構により、冷蔵保存部１２の内部の温度は、常温より低い任意の設定温度、例えば、約１０℃や約４℃などに保たれる。常温保存部１３は、内部に試薬又は培地を貯留した容器を載置するための棚を有する筐体である。
　冷蔵保存部１２及び常温保存部１３の内部に載置された容器は、試薬又は培地を液密に貯留可能なものである。容器としては、例えば、バッグ、ボトル、カセットなどが挙げられる。各容器は、内部の液体を流出可能にチューブなどが接続されており、液体給排機構３７によって貯留された液体が流出可能である。
［培養部１４］
　２つの培養部１４は、装置における配置が異なる他は同様の構造なので、以下、１つの培養部１４を例に詳細な構成が説明される。培養部１４は、濃縮装置１０の内部に形成された空間であり、当該空間は、濃縮装置１０の筐体フレームと、トレイ１７（図２参照）により区画されている。トレイ１７は、濃縮装置１０の前面から手前へ引き出し可能である。トレイ１７が引き出されることにより、培養部１４が開放され、培養部１４に設けられた各構成にアクセス可能となる。
　培養部１４は、所定の温度及びＣＯ２濃度に保持可能である。各図には示されていないが、培養部１４には、加温装置及びＣＯ２供給装置が設けられている。また、培養部１４には、温度センサ及びＣＯ２濃度センサが設けられている。培養制御部２１は、温度センサ及びＣＯ２濃度センサの出力に基づいて、培養部１４の内部を設定された温度及びＣＯ２濃度にすべく加温装置及びＣＯ２供給装置を駆動する。細胞培養において、培養部１４は、例えば、３７℃、５％ＣＯ２の環境に保持可能である。
　図２，３に示されるように、トレイ１７には、第１バッグ保持部３１、第２バッグ保持部３２、及び第３バッグ保持部３３が左右方向１０２に並んで設けられている。第１バッグ保持部３１の前後方向１０３の後方には、回転機構３４が設けられている。回転機構３４によって、第１バッグ保持部３１が所定の回転姿勢に回転される。同様に、第２バッグ保持部３２の前後方向１０３の後方に回転機構３４が設けられており、また、第３バッグ保持部３３の前後方向１０３の後方に回転機構３４が設けられている。トレイ１７の前側には、液体給排機構３７が設けられている。また、第１バッグ保持部３１と同軸で回転可能に第１バッグ保持部３１と連結されたろ過装置支持部１０４が設けられている。また、トレイ１７の左右方向１０２の左側には、容器収納部２７，２８が設けられており、右側には、容器収納部２９が設けられている。
［第３バッグ保持部３３］
　第１バッグ保持部３１、第２バッグ保持部３２、及び第３バッグ保持部３３は、配置及び寸法が異なる他は、基本的に同様の構成なので、以下には、第３バッグ保持部３３を一例として詳細な構成が説明される。なお、第１バッグ保持部３１、第２バッグ保持部３２、及び第３バッグ保持部３３の外形及び寸法は、保持可能な培養バッグの外形に合わせて設計されている。
　図４及び図５に示されるように、第３バッグ保持部３３は、保持板４２，４３、ホルダ４４，４５、スペーサー４６，４７及び回転軸４８，４９を備える。保持板４２，４３は、矩形の平板である。保持板４２，４３には、厚み方向に貫通する孔が複数形成されている。この孔は、保持板４２，４３に挟まれて保持された培養バッグ９０へ培養部１４内の気体からの熱伝導を高めるためのものである。保持板４２，４３は、相互に対向して配置される。保持板４２，４３において相互に対向する面が、支持面６５，６６である。
　スペーサー４７には、距離センサ６７が配置されている。スペーサー４７と当接する保持板４２には、距離センサ６７と対向してマグネット６８が配置されている。距離センサ６７は、マグネット６８からの磁束密度に応じた電圧を出力するものであり、例えば、ホール素子が使用される。保持板４２，４３が、培養バッグを保持した通常の状態であれば、保持板４２とスペーサー４７との距離は一定なので、距離センサ６７の出力も一定である。培養バッグに流入した液体の量が多く、培養バッグが膨らむことによって保持板４２，４３が互いに離れる方向に押し広げられるように撓んで保持板４２とスペーサー４７との距離が大きくなると、距離センサ６７が検知するマグネット６８の磁束密度が小さくなり、距離センサ６７の出力が変化する。
　制御部１１には、閾値が予め格納されている。この閾値は、保持板４２とスペーサー４７との距離が一定以上に大きくなったことを判定するためのものである。制御部１１は、距離センサ６７の出力を閾値と比較することによって、保持板４２とスペーサー４７との距離が一定以上に大きくなったことを判定できる。なお、距離センサ６７はスペーサー４７ではなく、スペーサー４６に設けられていてもよく、スペーサー４６，４７の両方に設けられていてもよい。また、マグネット６８は、距離センサ６７により磁束が検知可能であれば、保持板４２，４３のいずれに設けられてもよい。また、距離センサ６７とマグネット６８との配置は相対的なものであり、距離センサ６７とマグネット６８との配置が入れ替わってもよいことは言うまでもない。また、保持板４２，４３に、距離センサ６７とマグネット６８とがそれぞれ対向して配置されていてもよい。
　保持板４２，４３の間であって、培養バッグ９０（培養容器の一例）のポート７３，７４（第１ポート、第２ポートの一例）が配置される一対の対向する縁部には、スペーサー４６，４７が配置されている。スペーサー４６，４７は、保持板４２，４３の間隔を維持するためのものである。スペーサー４６，４７は、それぞれが四角柱形状である。スペーサー４６，４７の長手方向の長さは、保持板４２，４３の一対の縁部の長さとほぼ同じである。また、スペーサー４６，４７は、断面形状が長手方向に渡って一定である。スペーサー４６，４７の長手方向の中央には、長手方向と直交する方向へ凹む凹部４６Ａ，４７Ａが形成されている。凹部４６Ａ，４７Ａは、培養バッグ９０のチューブ９９がそれぞれ挿入される空間である。なお、スペーサー４６，４７は、保持板４２，４３の一方と一体に構成されていてもよい。
　ホルダ４４，４５は、スペーサー４６，４７を介在させた状態の保持板４２，４３を挟み込んで一体に保持するものである。ホルダ４４，４５は、断面が横向きＵ時形状の細長な部材であり、横向きＵ時形状の内側に、スペーサー４６，４７を介在させた状態の保持板４２，４３の縁部が挿入される。ホルダ４４，４５に挿入される保持板４２，４３の縁部は、スペーサー４６，４７が介在されない一対の縁部である。ホルダ４４，４５のそれぞれの長手方向の両端側には、ネジ孔が形成されており、そのネジ孔にネジ１８が螺合されている。ネジ１８の先端は、ホルダ４４，４５の横向きＵ時形状の内側に突出されている。ホルダ４４，４５の横向きＵ時形状の内側に挿入されたホルダ４４，４５の一方が、ネジ１８によって押圧されることにより、ホルダ４４，４５がスペーサー４６，４７を介在させた状態に保持板４２，４３を保持する。この状態において、保持板４２，４３の支持面６５，６６の間に形成された空間が培養バッグを保持する空間となる。なお、ホルダ４４，４５は、保持板４２，４３の一方と一体に構成されてもよい。また、保持板４２，４３は、ホルダ４４，４５の一方により蝶番のごとく回動自在に連結されていてもよい。
　ホルダ４４，４５には、長手方向の中央付近から、保持板４２，４３が保持される側と反対向きに突出する回転軸４８，４９がそれぞれ設けられている。回転軸４８，４９は、ホルダ４４，４５が保持板４２，４３を保持した状態において、同軸に延びる。回転軸４８，４９が延びる方向は、保持板４２，４３の支持面６５，６６と平行である。
　図５（Ａ）に示されるように、第３バッグ保持部３３が、支持面６６を支持面６５より下方として、支持面６５，６６が水平方向に沿った状態であるときに、第３バッグ保持部３３に支持されている培養バッグ９０に液体が入っていない場合、培養バッグ９０は主として支持面６６に接触している。このとき、支持面６５，６６の距離は、距離Ｄ１である。図５（Ｂ）に示されるように、培養バッグ９０には、仮に貯留する液体によって培養バッグ９０が膨らんで支持面６５，６６に接触したとしても、保持板４２，４３を撓ませない程度の容量の液体が流入される。このような液体の量が、培養バッグ９０に貯留可能な液体量として予め設定されている。図５（Ｃ）に示されるように、培養バッグ９０に予め設定された量より多くの液体が流入されると、支持面６５，６６に接触している培養バッグ９０が更に膨らんで、保持板４２，４３を互いに離れる方向に押し広げられるように撓ませる。保持板４２，４３が撓むことによって支持面６５，６６の距離が大きくなる（距離Ｄ２）。保持板４２とスペーサー４７の距離に応じた距離センサ６７の検知値が前述された閾値を超えると、制御部１１が支持面６５，６６の距離が距離Ｄ２を超えたと判定する。
　第１バッグ保持部３１及び第２バッグ保持部３２の詳細な構成については、図を用いて詳細には説明されないが、第３バッグ保持部３３と同様に、保持板ホルダ、スペーサーを備える。　　　
［ろ過装置支持部１０４］　　　　　　　　　　　　 
　図６に示されるように、ろ過装置支持部１０４は、第１バッグ保持部３１の前後方向１０３の後方に配置されている。ろ過装置支持部１０４は、第１バッグ保持部３１と一体に連結されている。したがって、ろ過装置支持部１０４は、回転軸４８，４９周りに第１バッグ保持部３１と一体に回転する。ろ過装置支持部１０４は、ろ過装置１２０を支持する。ろ過装置支持部１０４に支持されたろ過装置１２０は、流入ポート１１０及び第１流出ポート１１１が、回転軸４８，４９による回転軸と交差する方向（本実施形態では直交する方向）をそれぞれ向くように配置される。これにより、ろ過装置支持部１０４と共にろ過装置１２０が回転軸４８，４９周りに回転すると、流入ポート１１０及び第１流出ポート１１１の上下方向１０１の位置が変わる。また、ろ過装置支持部１０４に支持されたろ過装置１２０の流入ポート１１０及び第１流出ポート１１１がそれぞれ延びる方向と、第１バッグ保持部３１に保持された培養バッグ７０のポート７３，７４がそれぞれ延びる方向とは、合致している。
　図２に示されるように、トレイ１７において、第１バッグ保持部３１、第２バッグ保持部３２、第３バッグ保持部３３、及びろ過装置支持部１０４が配置される箇所には、回転する第１バッグ保持部３１、第２バッグ保持部３２、第３バッグ保持部３３、及びろ過装置支持部１０４との干渉を避けるために開口１７Ａが３箇所に形成されている。
　各開口１７Ａの前後方向１０３の前方及び後方には、一対の軸受部２４がそれぞれ配置されている。一対の軸受部２４は、第１バッグ保持部３１、第２バッグ保持部３２、第３バッグ保持部３３、及びろ過装置支持部１０４の各回転軸４８，４９を前後方向１０３に沿った状態でそれぞれ回転自在に支持する。これにより、第１バッグ保持部３１、第２バッグ保持部３２、及び第３バッグ保持部３３の各保持板４２，４３、並びにろ過装置支持部１０４は、回転軸４８，４９を回転中心として回転可能である。
　図８に示されるように、各軸受部２４は、トレイ１７上に設けられた各重量検出部２３上に積載されている。第１バッグ保持部３１、第２バッグ保持部３２、又は第３バッグ保持部３３にそれぞれ対応する一対の重量検出部２３によって、対応するバッグ保持部、対応するバッグ保持部に保持されている培養バッグ、及び軸受部２４などの重量が検知される。重量検出部２３としては、例えば重量検出部２３に加えられた力（重量）を電気的な信号に変換するロードセルなどが用いられる。
［回転機構３４］
　図２及び図３に示されるように、トレイ１７において、各軸受部２４の前後方向１０３のそれぞれ後方には、回転機構３４がそれぞれ設けられている。回転機構３４は、回転軸支持部１６及び不図示のステッピングモータを有する。回転軸支持部１６は、前後方向１０３の後方に向かって延びており、各軸受部２４に支持された回転軸４９と同軸に連結されている。各図には示されていないが、ステッピングモータには、電源から電力が供給されている。また、ステッピングモータと回転軸支持部１６とは、公知の減速ギアなどによって駆動伝達されている。回転制御部２０から出力される制御信号に基づいた電力がステッピングモータに供給されることにより、回転軸支持部１６が所定の回転角だけ回転する。なお、ステッピングモータには、原点位置、すなわち第１バッグ保持部３１、第２バッグ保持部３２、及び第３バッグ保持部３３の保持板４２，４３の支持面６５，６６が水平方向に沿った状態となる回転位置を検出するためのセンサが設けられていてもよい。回転制御部２０は、このセンサの出力に基づいて、支持面６５，６６が水平方向に沿った状態となるようにステッピングモータを駆動することができる。同様に、ろ過装置１２０の流入ポート１１０及び第１流出ポート１１１が水平方向に延びる状態となるようにステッピングモータを駆動することができる。なお、ステッピングモータは回転機構３４の駆動源の一例であり、ステッピングモータに代えて、例えば回転量を検出可能なエンコーダを有する直流モータなど他の駆動源が採用されてもよい。また、駆動源の回転位置はレゾルバなどの他の検知手段により検知されてもよいし、第１バッグ保持部３１などの回転位置を直接検出できるセンサが設けられてもよい。
［液体給排機構３７］
　図２，３に示されるように、液体給排機構３７は、供給ポンプ９１、排出ポンプ９２、及び複数のバルブＶ１～Ｖ１８を有する。供給ポンプ９１及び排出ポンプ９２は、チューブ内の液体を送液可能な公知のものが採用される。このようなポンプとして、例えば軟質のチューブを回動するローラによって扱くことにより送液する所謂チューブポンプが挙げられる。供給ポンプ９１及び排出ポンプ９２には電源から電力が供給されている。給排制御部２２は、供給ポンプ９１及び排出ポンプ９２に供給される電力を制御することにより、供給ポンプ９１及び排出ポンプ９２を一定時間駆動させることができる。
　複数のバルブＶ１～Ｖ１８は、供給ポンプ９１に関連するバルブＶ１～Ｖ１１と、排出ポンプ９２に関連するバルブＶ１２～Ｖ１８に大別される。供給ポンプ９１及びバルブＶ１～Ｖ１１が、液体給排機構３７における液体供給機構８１であり、排出ポンプ９２及びバルブＶ１２～Ｖ１８が、液体給排機構３７における液体排出機構８２である。各バルブＶ１～Ｖ１８は、給排制御部２２から出力される制御信号に基づいてオン／オフが切り替えられる。各バルブＶ１～Ｖ１８のオン／オフによって、培養バッグなどに連結されている各チューブ３８における液体の流れを変更することができる。バルブＶ１～Ｖ１８は、切換機構の一例である。バルブＶ１～Ｖ１８としては、例えば、電磁弁が採用される。
［培養回路］
　図３に示されるように、培養回路は、３つの培養バッグ７０，８０，９０と、２つのサーババッグ３９，４０（第１貯留容器の一例）と、回収バッグ４１（回収容器の一例）と、ろ過装置１２０と、冷蔵保存部１２又は常温保存部１３に保持される貯留容器１１６，１１７（第２貯留容器、第３貯留容器の一例）と、これらを液体が流通可能に連結する複数のチューブ３８と、を有する。培養バッグ７０は、第１バッグ保持部３１に設置されるものである。培養バッグ８０は、第２バッグ保持部３２に設置されるものである。培養バッグ９０は、第３バッグ保持部３３に設置されるものである。ろ過装置１２０は、ろ過装置支持部１０４に設置されるものである。回収バッグ４１は、培養部１４内に設置されるものである。培養バッグ７０が、培養バッグ８０，９０と比べて容量が小さいほかは、各培養バッグ７０，８０，９０は同様の構成なので、以下、培養バッグ９０を例に詳細な構成が説明される。
　図４に示されるように、培養バッグ９０は、合成樹脂製の２枚の矩形のシートの周縁が熱溶着などの公知の方法で張り合わされることにより、バッグ形状に形成されたものである。２枚の矩形のシートにおいて対向する一対の端部７７，７８の中央付近にそれぞれ合成樹脂製のチューブ９９が配置されている。図９（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、各チューブ９９において、培養バッグ９０の内部空間７５に位置する部分には、培養バッグ９０の内部空間７５に位置する端から縁８７，８８へ向かって切欠部１０５が形成されている。図１０に示されるように、切欠部１０５は、培養バッグ９０の内部空間７５を画定する内面７１，７２と対向しない位置、すなわち、２枚の矩形のシートにおける一対の端部７７，７８以外の端部を向いている箇所に位置している。仮に、培養バッグ９０から液体が流出されるときに、内部空間７５に負圧が生じて内面７１，７２が相互に近づいたとしても、チューブ９９付近においては内面７１，７２の間にチューブ９９が存在することにより、内面７１，７２同士が接触し難くなる。他方、チューブ９９において内面７１，７２と対向しない箇所には切欠部１０５が形成されているので、切欠部１０５を通じて、内部空間７５の縁８７，８８付近に残存する液体は、チューブ９９の内部空間へ流入可能である。
　図４に示されるように、チューブ９９の内部空間を通じて、培養バッグ９０の内部空間７５が外部と連通されている。すなわち、各チューブ９９によってポート７３，７４が形成されている。培養バッグ９０の内部空間７５を区画する縁のうち、チューブ９９が配置されている縁８７，８８は、ポート７３，７４から離れるに従って縁８７，８８間の距離が小さくなるテーパ形状である。換言すれば、縁８７，８８は、チューブ９９が配置されている中央へ向かって、培養バッグ９０の外方へ向かうように膨らんでいる形状である。培養バッグ９０が第１バッグ保持部３１に保持された状態において、チューブ９９は、回転軸４８，４９と直交する方向へ延びる。すなわち、ポート７３，７４は、回転軸４８，４９と直交する方向へ延びる。
　培養バッグ９０に用いられる合成樹脂シートとしては、可撓性を有し、培地を入れたときにバッグ形状が維持できる曲げ剛性を有するものであり、例えば、低密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、環状ポリオレフィン系樹脂、またはこれら及び他の材料とのラミネート構造を有するものが挙げられる。
　培養バッグ９０の内面７１，７２は、接着性細胞を培養するに適した細胞接着性を有する。詳細には内面７１，７２は、例えばプラズマ処理などによって細胞接着性官能基が露出されている。細胞接着性官能基としては、例えば、アミノ基、アミン基、水酸基、スルホン基、スルフェン基、スルフィン基、エーテル基、カルボキシル基、カルボニル基などが挙げられる。これらのうち、細胞との接着性が高いアミノ基及びカルボキシル基が好ましい。
　図３に示されるサーババッグ３９，４０、回収バッグ４１、貯留容器１１６，１１７は、合成樹脂製のシートが張り合わされてバッグ形状に形成されたものであり、少なくとも１つのポート９４～９８（第３ポート、第４ポート、第５ポート、第６ポートの一例）を有する。サーババッグ３９，４０は、培地を貯留するためのものである。回収バッグ４１は、細胞懸濁液を回収するためのものである。貯留容器１１６，１１７は、剥離液やプライミング液を貯留するためのものである。サーババッグ３９，４０、回収バッグ４１、及び貯留容器１１６，１１７は、公知のバッグのほか、培地や細胞懸濁液を貯留可能な公知の容器が採用されうる。
　図３に示されるように、培養バッグ７０，８０，９０、サーババッグ３９，４０、回収バッグ４１、貯留容器１１６，１１７の各ポートには、チューブ３８がそれぞれ連結されている。培養バッグ７０，８０，９０のそれぞれの一方のポート７３に接続された各チューブ３８、ろ過装置１２０の流入ポート１１０に接続されたチューブ３８、サーババッグ３９，４０の各ポート９４，９５に接続された各チューブ３８、貯留容器１１６，１１７の各ポート９７，９８に接続された各チューブ３８は、供給ポンプ９１へ延出されている。これら各チューブ３８は、供給ポンプ９１へ到達する前にコネクタを介して１本のチューブ３８にまとめられて液体供給回路を構成している。また、これら各チューブ３８は、１本のチューブ３８にまとめられる前に、それぞれがバルブＶ６～Ｖ１１に通されており、各バルブＶ６～Ｖ１１によってチューブ３８の内部空間が液体が流通可能な開状態と、液体が流通できない閉状態とに変化可能である。
　培養バッグ７０，８０，９０のそれぞれの他方のポート７４に接続された各チューブ３８、ろ過装置１２０の第１流出ポート１１１及び第２流出ポート１１２に接続された各チューブ３８，回収バッグ４１のポート９６に接続されたチューブ３８は、排出ポンプ９２へ延出されている。これら各チューブ３８は、排出ポンプ９２へ到達する前にコネクタを介して１本のチューブ３８にまとめられて液体排出回路を構成している。また、これら各チューブ３８は、１本のチューブ３８にまとめられる前に、それぞれがバルブＶ１２及びＶ１４～Ｖ１８に通されており、各バルブＶ１２及びＶ１４～Ｖ１８によってチューブ３８の内部空間が液体が流通可能な開状態と、液体が流通できない閉状態とに変化可能である。
　供給ポンプ９１に通ずるチューブ３８は、再び分岐されて各々がバルブＶ１～Ｖ５を通じて冷蔵保存部１２又は常温保存部１３に置かれたバッグや容器に接続されている。これらバッグや容器には、細胞懸濁液や培地、剥離液などが貯留されている。排出ポンプ９２に通ずるチューブ３８は、廃液容器１９へ接続されている。
［ろ過装置１２０］
　図７（Ａ）に示されるように、ろ過装置１２０は、本体１０６（筐体の一例）、キャップ１０７、キャップ１０８、及び中空糸束１０９（ろ過膜の一例）を有する。本体１０６は、概ね円筒形状である。本体１０６は、軸線方向（図７（Ａ）における上下方向に沿った方向）の両側において開口している。本体１０６の各開口には、キャップ１０７及びキャップ１０８がそれぞれ螺合されている。キャップ１０７には、ろ過装置１２０の内部空間と外部空間とを連通する流入ポート１１０が、本体１０６の軸線方向に沿って延びるように形成されている。キャップ１０８には、ろ過装置１２０の内部空間と外部空間とを連通する第１流出ポート１１１が、本体１０６の軸線方向に沿って延びるように形成されている。
　本体１０６の各開口付近には、不図示の一対の中空糸支持体が設けられており、この一対の中空糸支持体に支持されて、本体１０６の内部空間に中空糸束１０９が配置されている。中空糸束１０９の両端は、本体１０６の開口付近に配置されている。中空糸支持体は、中空糸束１０９の両端を支持するとともに、中空糸束１０９の両端と、本体１０６の内部空間とを液密に隔てている。したがって、キャップ１０７の流入ポート１１０を通じて本体１０６の内部空間に流入した液体は、中空子束１１４の一端へ流れ込み、本体１０６の内部空間において一対の中空糸支持体によって区画された空間には流入しない。他方、中空糸束１０９の他端から流出した液体は、キャップ１０８の第１流出ポート１１１から外部へ流出し、本体１０６の内部空間において一対の中空糸支持体によって区画された空間から第１流出ポート１１１には液体が流出しない。
　本体１０６には、キャップ１０８が螺合される側に第２流出ポート１１２が、本体１０６の軸線方向（図７における上下方向に沿った方向）と直交する方向へ延びており、キャップ１０７が螺合される側にポート１１３が、本体１０６の軸線方向と直交する方向へ延びている。第２流出ポート１１２及びポート１１３は、本体１０６の内部空間において一対の中空糸支持体に区画された空間と本体１０６の外部とを連通する。第２排出ポート１１２を通じて、中空糸束１０９からろ過により流出した液体が外部へ流出される。なお、ポート１１３は、本実施形態では封止されている。また、流入ポート１１０、第１流出ポート１１１、第２流出ポート１１２には、前述されたチューブ３８が接続されている。
　中空糸束１０９は、透析膜が管状に形成された中空糸の束である。中空糸はそれぞれの両端において開口している。中空糸の原料としてはトリアセテートやポリエーテルスルホン等が挙げられる。中空糸の太さや膜厚、孔径、長さ、種類等は、ろ過装置１２０内でろ過される細胞のサイズ等の条件に応じて適宜設定される。
［濃縮装置１０を用いた細胞培養方法］
　以下に、濃縮装置１０を用いた細胞培養方法が説明される。濃縮装置１０を用いた細胞培養は、培養バッグ７０，８０，９０のいずれか一つ又は複数を任意に選択して行うことができるが、以下には、培養バッグ７０のみを用いた細胞培養方法が説明される。濃縮装置１０を用いた細胞培養方法は、以下に示される各ステップを含む。
（１）培養バッグ７０内で細胞を増幅する培養ステップ。
（２）培養バッグ７０内の培地を交換する培地交換ステップ。
（３）培養バッグ７０内の細胞懸濁液を回収する細胞懸濁液回収ステップ。
（４）サーババッグ４０内の細胞懸濁液を濃縮する細胞懸濁液濃縮ステップ。
　濃縮装置１０には、予め、培養回路がセットされる。詳細には、図３に示されるように、培養バッグ７０，８０，９０が第１バッグ保持部３１、第２バッグ保持部３２、及び第３バッグ保持部３３にそれぞれセットされ、ろ過装置１２０がろ過装置支持部１０４にセットされ、サーババッグ３９，４０が容器収納部２７，２８にそれぞれ保持され、回収バッグ４１が容器収納部２９に保持される。また、貯留容器１１６，１１７が冷蔵保存部１２又は常温保存部１３に保持される。また、回路の各チューブ３８が各バルブＶ１～Ｖ１８、供給ポンプ９１、排出ポンプ９２にセットされる。
　培養制御部２１には、培養ステップ、培地交換ステップ、培養ステップ、細胞懸濁液濃縮ステップ、細胞懸濁液回収ステップが順次行われるように、予めユーザが設定を行っている。培養ステップにおける培養時間や、培地交換ステップにおける培地交換量、細胞懸濁液濃縮ステップにおける濃縮時間や培地供給量、細胞懸濁液回収ステップにおける剥離液との反応時間などの各種設定も、予めユーザが設定を行う。培養制御部２１は、培養ステップにおいて各種設定情報を含む第１情報を出力し、培地交換ステップにおいて各種設定情報を含む第２情報を出力し、細胞懸濁液回収ステップにおいて各種設定情報を含む第３情報を出力する。また、培養制御部２１は、細胞懸濁液濃縮ステップにおける各種設定情報を出力する。回転制御部２０は、培養制御部２１から出力される各情報に基づいて回転機構３４の駆動を制御する。給排制御部２２は、培養制御部２１から出力される各情報に基づいて液体給排機構３７（液体供給機構８１及び液体排出機構８２）の駆動を制御する。
　図１１に示されるように、濃縮装置１０における培養部１４は、培養制御部２１が培養開始の入力を受け付けることにより、予備動作を行う。詳細には、培養制御部２１からの制御情報に基づいて加温装置及びＣＯ２供給装置が駆動されることにより、培養部１４の
温度が３７℃に、二酸化炭素の濃度が５％に調節される（ステップＳ１１）。続いて、回転制御部２０は、第１バッグ保持部３１が第１姿勢であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。第１バッグ保持部３１が第１姿勢でない場合、すなわち回転機構３４におけるステッピングモータが原点位置にないと回転制御部２０が判定したときは（ステップＳ１２：Ｎｏ）、回転制御部２０が回転機構３４のステッピングモータを原点位置となるまで回転する。これにより、図１２に示されるように、第１バッグ保持部３１が、支持面６５，６６を水平方向に沿った第１姿勢で停止する（ステップＳ１３）。第１バッグ保持部３１が第１姿勢であるときは（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、回転制御部２０は回転機構３４を駆動しない。なお、第１姿勢における支持面６５，６６は、ほぼ水平方向に沿っていればよく、厳密に水平方向に沿っている必要はない。また、各バルブＶ１～Ｖ１８は、チューブ３８を閉状態とする。
　続いて、給排制御部２２は、培養バッグ７０に細胞懸濁液を供給する（ステップＳ１４）。培養バッグ７０への細胞懸濁液の供給は、液体供給ステップに従って行う。詳細には、図１３に示されるように、第１バッグ保持部３１が第１姿勢で停止しているときに、重量検出部２３は、培養バッグ７０及び第１バッグ保持部３１の重量を検出する。重量検出部２３から出力された重量の情報に応じて、制御部１１は、第１基準値を設定する（ステップＳ１２１）。続いて、制御部１１は、培養バッグ７０に供給すべき細胞懸濁液の重量を第１基準値に加えた値を第１目標値として算出する。培養バッグ７０に供給すべき液体の重量は、培養バッグ７０に供給すべき細胞懸濁液の容量に基づいて算出することができる。なお、細胞懸濁液や培地、剥離液などの各種液体の比重を近似的に１として容量（ｍＬ）＝重量（ｇ）として扱ってもよい。なお、ステップＳ１４において、培養バッグ７０に細胞懸濁液を供給しているが、ステップＳ１４を省略し手動で予め培養バッグ７０に細胞懸濁液を充填してもよい。
　給排制御部２２は、第１バッグ保持部３１が第１姿勢であるときに、液体供給機構８１を駆動させて、培養バッグ７０に液体を供給する。詳細には、バルブＶ６，Ｖ９が開状態とされる（ステップＳ１２２）。続いて、供給ポンプ９１が駆動される（ステップＳ１２３）。サーババッグ４０には、予め培養すべき細胞を含む細胞懸濁液が貯留されている。したがってサーババッグ４０から細胞懸濁液が、ポート７３を通じて培養バッグ７０へ供給される。培養バッグ７０に細胞懸濁液が供給されている間に、すなわち供給ポンプ９１が駆動されている間に、制御部１１は、距離センサ６７が予め設定された閾値を超えたか否かを監視する（ステップ１２４）。制御部１１は、距離センサ６７の出力値が閾値を超えたと判定すると（ステップ１２４：Ｙｅｓ）、ブザー音を発生させたり、ライトを点灯したりして警報を発する（ステップＳ１２６）。そして、給排制御部２２は、供給ポンプ９１を停止する（ステップＳ１２８）。
　制御部１１は、供給ポンプ９１が駆動されてから予め設定された時間が経過したか否かを監視する（ステップ１２５）。時間としては、供給ポンプ９１が培養バッグ７０に最大量の液体を供給するに十分な時間より長い時間が設定されている。制御部１１は、供給ポンプ９１が駆動されてから予め設定された時間が経過したと判定すると（ステップ１２５：Ｙｅｓ）、前述と同様にして警報を発し（ステップＳ１２６）、給排制御部２２は、供給ポンプ９１を停止する（ステップ１２８）。
　制御部１１は、供給ポンプ９１が駆動されている間に、重量検出部２３の出力値が第１目標値に到達したか否かを監視する（ステップ１２７）。制御部１１が、重量検出部２３の出力値が第１目標値に到達したと判定すると（ステップ１２７：Ｙｅｓ）、給排制御部２２は、供給ポンプ９１を停止し（ステップＳ１２８）、また、バルブＶ６，Ｖ９を閉状態とする（ステップＳ１２９）。これにより、培養バッグ７０への細胞懸濁液の供給（液体供給ステップ）が終了する（ステップＳ１４）。
　続いて、図１１に示されるように、回転制御部２０は、回転機構３４を駆動して、第１バッグ保持部３１を反時計回りに９０度回転する。これにより、図１４，１５に示されるように、第１バッグ保持部３１は、支持面６５，６６が鉛直方向に沿い、かつポート７４が上方にあり、ポート７３が下方にある第３姿勢となる（ステップＳ１５）。第３姿勢の第１バッグ保持部３１に保持された培養バッグ７０おいて、上方にあるポート７４の縁８８には、内部空間７５に進入した気体が集まる。縁８８は、ポート７４へ向かうテーパ形状なので、縁８８に沿って移動する気体がポート７４に集まる。なお、第３姿勢における支持面６５，６６は、概ね鉛直方向にそっていればよく、必ずしも厳密に鉛直方向に沿っている必要はない。
　第１バッグ保持部３１が第３姿勢にされた後、給排制御部２２は、バルブＶ６，Ｖ９を閉状態とし、バルブＶ１３，Ｖ１５を開状態とする。続いて、給排制御部２２は、排出ポンプ９２を駆動する。これにより、培養バッグ７０のポート７４から液体又は気体が排出される。培養バッグ７０に細胞懸濁液が供給されるときに、培養バッグ７０の内部空間７５に気体が残っているときにはポート７４を通じて内部空間７５から気体が排出される（ステップＳ１６）。これにより、予備動作が終了する。
　予備動作が終了した後、培養制御部２１は、培養ステップ（ステップＳ１７）、培地交換ステップ（ステップＳ１８）、培養ステップ（ステップＳ１９）、細胞懸濁液回収ステップ（ステップＳ２０）を順次行う。各ステップの詳細は後述される。細胞懸濁液回収ステップの後、培養制御部２１に、継代を行う旨の指示が入力されていれば（ステップＳ２１：Ｙｅｓ）、継代を行うべく、別の培養バッグ８０，９０に回収された細胞懸濁液が供給される（ステップＳ２２）。継代を行う旨の指示が入力されていないときは（ステップＳ２２：Ｎｏ）、培養制御部２１は、継代を行わない。その後に細胞懸濁液濃縮ステップ（ステップＳ２３）が行われる。
［培養ステップ］
　以下、培養ステップが説明される。培養ステップが行われるときには、培養制御部２１は、第１情報を回転制御部２０及び給排制御部２２に出力する。図１２及び図１６に示されるように、回転制御部２０は、回転機構３４を駆動させて、第１バッグ保持部３１を第１姿勢とする（ステップＳ２４）。これにより、図１７（Ａ）に示されるように、培養バッグ７０において、内面７１が上方となり、内面７２が下方となる。培養バッグ７０の内部空間７５には、培養すべき細胞と培地とを含む細胞懸濁液が貯留されている。内部空間７５において、細胞は、細胞懸濁液を重力により降下して内面７２に接触する。これにより、内面７２に細胞が付着して培養される。
　図１６に示されるように、回転制御部２０は、予め設定された時間が経過するまで（ステップＳ２５：Ｎｏ）、第１バッグ保持部３１を第１姿勢に維持する。回転制御部２０は、予め設定された時間が経過した後（ステップＳ２５：Ｙｅｓ）、回転機構３４を駆動させて第１バッグ保持部３１を濃縮装置１０の前方から視て時計回りに１８０度回転する（ステップＳ２６）。これにより、図１７（Ｂ）及び図１８に示されるように、第１バッグ保持部３１は、支持面６５，６６が水平方向に沿っており、かつ培養バッグ７０の内面７２が上方であり、内面７１が下方となる第４姿勢となる。培養バッグ７０において、内面７２が上方となり、内面７１が下方となると、培養バッグ７０の内部空間７５に貯留された細胞懸濁液に含まれており、かつ内面７２に付着していない細胞は、細胞懸濁液内を重力により降下して内面７１に接触する。これにより、内面７１に細胞が付着して培養される。回転制御部２０は、予め設定された時間が経過するまで（ステップＳ２７：Ｎｏ）、第１バッグ保持部３１を第４姿勢に維持する。予め設定された時間が経過すると（ステップＳ２７：Ｙｅｓ）、培養ステップが終了する。
［培地交換ステップ］
　以下、培地交換ステップが説明される。培地交換ステップが行われるときには、培養制御部２１は、第２情報を回転制御部２０及び給排制御部２２に出力する。冷蔵保存部１２又は常温保存部１３に保存された新鮮培地を貯留する貯留容器１１７と接続されているチューブ３８が通されたバルブＶ１とバルブＶ７を開状態として、供給ポンプ９１を駆動して、サーババッグ３９に新鮮培地を供給する。その後、給排制御部２２は、供給ポンプ９１を停止し、バルブＶ１を閉状態とし、バルブＶ６を開状態とする。給排制御部２２は、サーババッグ３９，４０と接続されているチューブ３８が通されたバルブＶ６，Ｖ７を開状態として、供給ポンプ９１を逆向きに駆動して、サーババッグ４０に新鮮培地を供給する。その後、給排制御部２２は、供給ポンプ９１を停止し、バルブＶ６，Ｖ７を閉状態とする。新鮮培地は、サーババッグ４０において３７℃に加温されるべく保持される。
　図１９に示されるように、回転制御部２０は、回転機構３４を駆動して、第１姿勢の第１バッグ保持部３１を濃縮装置１０の前方から視て時計回りに３０度回転する。これにより、図２０，２１に示されるように、第１バッグ保持部３１は、支持面６５，６６が水平方向に対して鋭角をなす角度が３０度となり、かつポート７３が上方にあり、ポート７４が下方にある第２姿勢となる（ステップＳ３１）。なお、第２姿勢は、支持面６５，６６が水平方向に対して鋭角をなす角度が３０度に限定されず、支持面６５，６６が水平方向及び鉛直方向に沿っていなければ任意に設定されてよい。好ましくは、第２姿勢において、支持面６５，６６が水平方向に対して鋭角をなす角度は、２０度以上７０度以下である。さらに好ましくは、３０度以上６０度以下である。
　続いて、給排制御部２２は、培養バッグ７０から培地を排出する（ステップＳ３２）。培養バッグ７０からの培地の排出は、液体供給ステップに従って行う。詳細には、図２２に示されるように、第１バッグ保持部３１が第２姿勢で停止しているときに、重量検出部２３は、培養バッグ７０及び第１バッグ保持部３１の重量を検出する。重量検出部２３から出力された重量の情報に応じて、制御部１１は、第２基準値を設定する（ステップＳ１４１）。続いて、制御部１１は、第２基準値に培養バッグ７０から排出すべき培地の重量を差し引いた値を第２目標値として算出する。
　給排制御部２２は、第１バッグ保持部３１が第２姿勢で停止しているときに、液体排出機構８２を駆動させて、培養バッグ７０から培地を排出する。詳細に説明すると、バルブＶ１３，Ｖ１５が開状態とされる（ステップＳ１４２）。続いて、排出ポンプ９２が駆動される（ステップＳ１４３）。制御部１１は、排出ポンプ９２が駆動されてから予め設定された時間が経過したか否かを監視する（ステップＳ１４４）。時間としては、排出ポンプ９２が培養バッグ７０から半量の液体を排出するに十分な時間より長い時間が設定されている。制御部１１は、排出ポンプ９２が駆動されてから予め設定された時間が経過したと判定すると（ステップ１４４：Ｙｅｓ）、前述と同様にして警報を発し（ステップＳ１４５）、給排制御部２２は、排出ポンプ９２を停止する（ステップ１４７）。
　制御部１１は、排出ポンプ９２が駆動されている間に、重量検出部２３の出力値が第２目標値に到達したかを監視する（ステップ１４６）。制御部１１が、重量検出部２３の出力値が第２目標値に到達したと判定すると（ステップ１４６：Ｙｅｓ）、給排制御部２２は、排出ポンプ９２を停止し（ステップＳ１４７）、また、バルブＶ１３，Ｖ１５を閉状態とする（ステップＳ１４８）。これにより、培養バッグ７０に貯留された培地の半分が、培養バッグ７０の内部空間７５から排出（液体排出ステップ）される（ステップＳ３２）。第１バッグ保持部３１が第２姿勢に維持されることにより、ポート７４から培地が排出されやすくなり、また培地の半分が培養バッグ７０から排出されたとしても、図２１に示されるように、培養バッグ７０の内面７１，７２が接触し難い。
　図１９に示されるように、培養バッグ７０から半分の培地が排出された後、回転制御部２０は、回転機構３４を駆動して、第１バッグ保持部３１を第１姿勢とする（ステップＳ３３）。第１バッグ保持部３１が第１姿勢にされた後、バルブＶ６，Ｖ９が開状態とされ、培養バッグ７０への培地の供給が、前述された液体供給ステップと同様に行われる。これにより、サーババッグ４０に貯留されている新鮮培地が、培養バッグ７０へ供給される（ステップＳ３４）。培養バッグ７０へ供給される新鮮培地の量は、先に培養バッグ７０から排出された量と同じ、すなわち内部空間７５に貯留されていた培地の半分の量である。給排制御部２２は、培養バッグ７０に新鮮培地が供給された後、供給ポンプ９１をを停止して、バルブＶ６，Ｖ９を閉状態とする。
　培養バッグ７０へ新鮮培地が供給された後、回転制御部２０は、回転機構３４を駆動して、第１姿勢の第１バッグ保持部３１を、濃縮装置１０の前方から視て反時計回りに９０度回転する。これにより、図１４に示されるように、第１バッグ保持部３１は、支持面６５，６６が鉛直方向に沿っており、かつポート７３が下方にあり、ポート７４が上方にある第３姿勢となる（ステップＳ３５）。第１バッグ保持部３１が第３姿勢とされた後、給排制御部２２は、バルブＶ１３，Ｖ１５を開状態として、排出ポンプ９２を駆動する。これにより、培養バッグ７０の内部空間７５に気体が混入しても、ポート７４を通じて培地とともに気体が内部空間７５から排出される（ステップＳ３６）。そして、排出ポンプ９２が停止され、バルブＶ１３，Ｖ１５が閉状態とされて、培地交換ステップ（ステップＳ１８）が終了する。
　培地交換ステップ（ステップＳ１８）が終了すると、前述と同様にして培養ステップ（ステップＳ１９）が行われる。なお、培地交換ステップ及び培養ステップは、継代後に更に繰り返されて行われてもよい。また、継代後に繰り返される培養ステップにおいて、細胞の量が増える場合には、培養バッグ７０より容量が大きい培養バッグ８０，９０が用いられるべく、細胞懸濁液が培養バッグ７０から培養バッグ８０，９０へ移動されてもよい。必要に応じて繰り返し行った培養ステップ（ステップＳ１９）の後、細胞懸濁液回収ステップ（ステップＳ２０）、細胞懸濁液濃縮ステップ（ステップＳ２３）が行われる。
［細胞懸濁液回収ステップ］
　以下、細胞懸濁液回収ステップについて説明する。細胞懸濁液回収ステップが行われるときには、培養制御部２１は、第３情報を回転制御部２０及び給排制御部２２に出力する。
図２３に示されるように、回転制御部２０は、回転機構３４を駆動して、第４姿勢の第１バッグ保持部３１を、濃縮装置１０の前方から視て反時計回りに９０度回転する。これにより、図２４及び図２５に示されるように、第１バッグ保持部３１は、支持面６５，６６が鉛直方向に沿っており、かつポート７３が上方にあり、ポート７４が下方にある第３姿勢となる（ステップＳ４１）。なお、本実施形態においては、第１バッグ保持部３１の支持面６５，６６が鉛直方向に沿っている姿勢であれば、ポート７３，７４のいずれが上方又は下方にあっても、第３姿勢と称している。
　図２３に示されるように、第１バッグ保持部３１が第３姿勢にされた後、培養バッグ７０からの培地の排出が行われる。給排制御部２２は、バルブＶ１３，Ｖ１５を開状態として、排出ポンプ９２を駆動する。これにより、培養バッグ７０に貯留された培地の全量が、ポート７４と通じて内部空間７５から排出される（ステップＳ４２）。培養バッグ７０から培地の全量が排出された後、回転制御部２０は、回転機構３４を駆動して、第３姿勢の第１バッグ保持部３１を第１姿勢にする（ステップＳ４３）。
　第１バッグ保持部３１が第１姿勢にされた後、培養バッグ７０への剥離液の供給が行われる。給排制御部２２は、冷蔵保存部１２又は常温保存部１３に保存された剥離液を貯留する容器と接続されているチューブ３８が通されたバルブＶ３～Ｖ５のいずれかと、バルブＶ９とを開状態として、供給ポンプ９１を駆動する。これにより、培養バッグ７０の内部空間７５へポート７３を通じて剥離液が供給される（ステップＳ４４）。培養バッグ７０へ剥離液が供給された後、給排制御部２２は、供給ポンプ９１を停止して、開状態としたバルブＶ３～Ｖ５のいずれかと、Ｖ９を閉状態とする。回転制御部２０は、予め設定された時間が経過するまで（ステップＳ４５：Ｎｏ）、第１バッグ保持部３１を第１姿勢に維持する。剥離液によって、培養バッグ７０の内面７１，７２に付着していた細胞の内面７１，７２への接着が弱まる。このような内面７１，７２に対して細胞の接着を弱める作用は、剥離液の種類や濃度、内面７１，７２との接触時間、第１バッグ保持部３１などの姿勢などが適宜設定されることによって実現される。なお、培養バッグ７０へ剥離液が供給された後、必要があれば、前述と同様にして培養バッグ７０の内部空間７５から気体が排出されてもよい。
　回転制御部２０は、予め設定された時間が経過した後（ステップＳ４５：Ｙｅｓ）、回転機構３４を駆動して、第１バッグ保持部３１を濃縮装置１０の前方から視て反時計回りに９０度回転して第３姿勢とする（ステップＳ４６）。第１バッグ保持部３１が第３姿勢にされた後、培養バッグ７０からの細胞懸濁液の排出が、前述された液体排出ステップと同様に行われる。給排制御部２２は、バルブＶ６，Ｖ９を開状態として、供給ポンプ９１を逆向きに駆動する。これにより、培養バッグ７０において剥離液がポート７３を通じて内部空間７５から廃液容器１９へ排出される（ステップＳ４７）。培養バッグ７０から剥離液の全量が排出された後、回転制御部２０は、回転機構３４を駆動して、第１バッグ保持部３１を濃縮装置１０の前方から視て時計回りに９０度回転して第１姿勢とする（ステップＳ４８）。
　第１バッグ保持部３１が第１姿勢にされた後、培養バッグ７０への培地の供給が行われる。給排制御部２２は、冷蔵保存部１２又は常温保存部１３に保存された培地を貯留する容器と接続されているチューブ３８が通されたバルブＶ３～Ｖ５のいずれかと、バルブＶ９とを開状態として、供給ポンプ９１を駆動する。これにより、培養バッグ７０の内部空間７５へポート７３を通じて培地が供給される（ステップＳ４９）。培養バッグ７０へ培地が供給された後、給排制御部２２は、供給ポンプ９１を停止して、開状態としたバルブＶ３～Ｖ５のいずれかと、Ｖ９を閉状態とする。回転制御部２０は、予め設定された時間が経過するまで（ステップＳ５０）、第１バッグ保持部３１を第１姿勢に維持する。培地の供給によって、培養バッグ７０の内面７１，７２に付着していた細胞が剥離される。培地の供給による内面７１，７２からの細胞の剥離は、培地の流速や、第１バッグ保持部３１などの姿勢、放置時間などが適宜設定されることによって実現される。なお、培養バッグ７０へ培地が供給された後、必要があれば、前述と同様にして培養バッグ７０の内部空間７５から気体が排出されてもよい。
　回転制御部２０は、予め設定された時間が経過した後（ステップＳ５０）、回転機構３４を駆動して、第１バッグ保持部３１を濃縮装置１０の前方から視て反時計回りに９０度回転して第３姿勢とする（ステップＳ５１）。第１バッグ保持部３１が第３姿勢にされた後、培養バッグ７０からの細胞懸濁液の排出が、前述された液体排出ステップと同様に行われる。給排制御部２２は、バルブＶ６，Ｖ９を開状態として、供給ポンプ９１を逆向きに駆動する。これにより、培養バッグ７０において細胞懸濁液がポート７３を通じて内部空間７５から排出され（ステップＳ５２）、サーババッグ４０に回収される。これにより、細胞懸濁液回収ステップ（ステップＳ２０）が終了する。
［細胞懸濁液濃縮ステップ］
　以下、細胞懸濁液濃縮ステップ（ステップＳ２３）が説明される。ろ過装置１２０を用いた細胞懸濁液の濃縮方法は、以下に示される各ステップを含む。
（４－１）培養バッグ７０からサーババッグ４０に細胞懸濁液を移動する移動ステップ。
（４－２）ろ過装置１２０へプライミング液を供給するプライミングステップ。
（４－３）ろ過装置１２０へ細胞懸濁液を供給するろ過ステップ。
（４－４）ろ過装置１２０から細胞懸濁液を回収する回収ステップ。
　図２６に示されるように、培養バッグ７０からサーババッグ４０に細胞懸濁液が移動される（ステップＳ１５１）。移動ステップは、前述された細胞懸濁液回収ステップにおいて実行されている。
　続いて、回転制御部２０は、ろ過装置支持部１０４が第１状態であるか否かを判定する（ステップＳ１５２）。第１状態とは、ろ過装置１２０の本体１０６の軸線方向が鉛直方向に沿っており、流入ポート１１０が第１排出ポート１１１より下方にある状態である（図７（Ｂ）参照）。ろ過装置支持部１０４が第１状態でないときは（ステップＳ１５２：Ｎｏ）、回転制御部２０は、回転機構３４を駆動して、ろ過装置支持部１０４を第１姿勢まで回転する（ステップＳ１５３）。なお、第１状態において、ろ過装置１２０の本体１０６の軸線方向は、かならずしも鉛直方向に沿っている必要はない。
　続いて、プライミング（ステップＳ１５４）が行われる。図７（Ｂ）に示されるように、第１状態のろ過装置支持部１０４に支持されたろ過装置１２０へプライミング液が供給される。プライミング液は、例えばリン酸緩衝液などである。給排制御部２２は、冷蔵保存部１２又は常温保存部１３に保持されておりプライミング液を貯留する貯留容器１１６と接続されているバルブＶ２と、バルブＶ８，Ｖ１３，Ｖ１４とを開状態として、供給ポンプ９１を駆動する。これにより、流入ポート１１０を通じてプライミング液がろ過装置１２０へ供給される。また、プライミング液によって押し出されるようにして、ろ過装置１２０の第１流出ポート１１１から空気や、中空糸束１０９に保存のために充填されていた物質などが排出される。給排制御部２２は、供給ポンプ９１が駆動されてから予め設定された時間が経過したか否かを監視する。時間としては、供給ポンプ９１がろ過装置１２０の内部から気体を排出するに十分な時間より長い時間が設定されている。給排制御部２２は、供給ポンプ９１が駆動されてから予め設定された時間が経過したと判定すると、供給ポンプ９１を停止し、バルブＶ２と、バルブＶ１３，Ｖ１４とを閉状態とする。これにより、プライミングステップが終了する。
　プライミングステップが終了した後、回転制御部２０は、回転機構３４を駆動して、ろ過装置支持部１０４を１８０度回転する（ステップＳ１５５）。これにより、図７（Ｃ）に示されるように、ろ過装置１２０が第２状態となる。第２状態とは、ろ過装置１２０の本体１０６の軸線方向が鉛直方向に沿っており、流入ポート１１０が第１排出ポート１１１より上方にある状態である。なお、第２状態において、ろ過装置１２０の本体１０６の軸線方向は、かならずしも鉛直方向に沿っている必要はない。
　続いて、ろ過ステップ（ステップＳ１５６）が行われる。給排制御部２２は、バルブＶ６，Ｖ１２とを開状態として、供給ポンプ９１を駆動する。これにより、サーババッグ４０から流入ポート１１０を通じてろ過装置１２０へ細胞懸濁液が供給される。ろ過装置１２０へ供給された細胞懸濁液は、中空糸束１０９の内部を流通し、細胞懸濁液に含まれる細胞は、重力によって中空糸束１０９の内部の下方に沈殿して、第１流出ポート１１１付近に溜まる。一方、細胞懸濁液に含まれる培地などの液体は、中空糸束１０９の内部空間を下方へ流れつつ、中空糸束１０９の外側へ流出し、第２流出ポート１１２を通じてろ過装置１２０の外部へ流出される。これにより、ろ過装置１２０へ流入された細胞懸濁液は、中空糸束１０９内であって、重力方向の下方である第１流出ポート１１１付近において濃縮された状態に保持される。ろ過装置１２０へ細胞懸濁液の全量が供給された後、給排制御部２２は、供給ポンプ９１を停止し、バルブＶ６，Ｖ１２を閉状態とする。これにより、ろ過ステップが終了する（ステップＳ１５６）。
　続いて、回収ステップ（ステップＳ１５７）が行われる。給排制御部２２は、冷蔵保存部１２又は常温保存部１３に保存された新鮮培地を貯留する貯留容器１１７と接続されているバルブＶ１、及びバルブＶ１４，Ｖ１８を開状態として、供給ポンプ９１を駆動する。これにより、図７（Ｄ）に示されるように、流入ポート１１０を通じてろ過装置１２０へ新鮮培地が供給される。ろ過装置１２０において、中空糸束１０９を流通する新鮮培地は、濃縮された細胞懸濁液と共に、第１排出ポート１１１を通じてろ過装置１２０から回収バッグ４１へ流出される。これにより、回収ステップが終了する（ステップＳ１５７）。なお、濃縮された細胞懸濁液は、回収バッグ４１へ流出させたが、培養バッグ７０，８０，９０へ流出させてもよい。
［本実施形態の作用効果］　　　　　　　　　　　　 
　本実施形態によれば、培養バッグ７０やろ過装置１２０への液体の流入や流出が液体供給回路と液体排出回路とに分かれているので、培養バッグ７０やろ過装置１２０へ流入される液体に、培養バッグ７０やろ過装置１２０から流出された液体が混入するおそれが抑制される。他方、ろ過装置１２０のプライミングにおいては、プライミング液がろ過装置１２０の下方に位置する流入ポート１１０から流入され、ろ過装置１２０の上方に位置する第１流出ポート１１０から気体などが排出される。細胞懸濁液の濃縮においては、ろ過装置１２０の上方に位置する流入ポート１１０から細胞懸濁液が流入され、中空糸束１０９により細胞懸濁液が濃縮される。そして、ろ過装置１２０の下方に位置する第１流出ポート１１０から濃縮された細胞懸濁液が流出される。これにより、培養バッグ７０において培養された細胞を含む細胞懸濁液を簡易且つ効率的に濃縮できる。
　また、第１バッグ保持部３１などの回転によって培養バッグ７０のポート７３，７４の上下方向の位置が変わるので、培養バッグ７０を、培養や培地交換、細胞懸濁液の回収などに適した姿勢にすることができる。
　また、回転機構３４は、第１バッグ保持部３１とろ過装置支持部１０４を一体に回転するので、濃縮装置１０が小型化される。
［変形例］
　なお、前述された実施形態では、培養容器として培養バッグ７０，８０，９０が説明されたが、培養容器はバッグ形状のものに限定されず、可撓性を有するボトルやカセットなどの形状のものが採用されてもよい。同様に、サーババッグ３９，４０なども、バッグ形状のものに限定されず、可撓性を有するボトルやカセットなどの形状のものが採用されてもよい。
　また、前述された実施形態では、回転機構３４が、第１バッグ保持部３１とろ過装置支持部１０４とを一体に回転させる構成が説明されたが、第１バッグ保持部３１とろ過装置支持部１０４とが、別個の回転機構（例えば、回転機構及び第２回転機構）により、それぞれ独立して回転されるように構成されてもよい。
　また、前述された実施形態では、ろ過装置１２０として中空糸束１０９を有するものが説明されているが、中空糸束１０９以外のろ過膜（透析膜）を有するろ過装置が採用されてもよい。
　また、前述された実施形態で示された培養回路の構成は一例にすぎず、サーババッグ３９，４０などが省略されたり、別の容器などが適宜追加されたりなど、本発明の要旨を変更しない範囲で培養回路の構成が変更されてもよいことは言うまでもない。また、供給ポンプ９１及び排出ポンプ９２として、チューブポンプ以外のポンプが採用されてもよい。また、バルブ以外が培養回路の流路の切換機構として採用されてもよい。
　また、前述された実施形態では、接着性細胞が培養される例が示されているが、接着性細胞以外の細胞が濃縮装置１０によって培養されてもよい。
１０・・・濃縮装置
１１・・・制御部
２２・・・給排制御部
３１，３２，３３・・・バッグ保持部
３４・・・回転機構
３７・・・液体給排機構
３８・・・チューブ
４０・・・サーババッグ
４１・・・回収バッグ
４８，４９・・・回転軸
７０，８０，９０・・・培養バッグ
７３，７４・・・ポート
９１・・・供給ポンプ
９２・・・排出ポンプ
９５～９８・・・ポート
１０６・・・本体
１０９・・・中空糸束
１１０・・・流入ポート
１１１・・・第１流出ポート
１１２・・・第２流出ポート
１１６，１１７・・・貯留容器
１２０・・・ろ過装置
Ｖ１～Ｖ１８・・・バルブ
　

Claims (11)

  1. 　内部空間にろ過膜が設けられた筐体、当該ろ過膜の内方と当該筐体の外部と連通する流入ポート及び第１流出ポート、及び当該ろ過膜の外方と外部と連通する第２流出ポートを有するろ過装置と、
    　上記流入ポートに接続された液体供給回路と、
    　上記第１流出ポート及び上記第２流出ポートに接続された液体排出回路と、
    　上記流入ポートと上記第１流出ポートとの上下方向の位置が変更可能に上記ろ過装置を回転する第１回転機構と、を具備する濃縮装置。
  2. 　内部空間と外部とを連通する第１ポート及び第２ポートを有する培養容器と、
    　内部空間と外部とを連通する第３ポートを有する第１貯留容器と、
    　内部空間と外部とを連通する第４ポートを有する回収容器と、
    　上記液体供給回路及び上記液体排出回路における各流路の切替を行う切換機構、上記液体供給回路において液体を流通させる第１ポンプ、及び上記液体排出回路において流体を流通させる第２ポンプを有する液体給排機構と、を更に具備しており、
    　上記液体供給回路は、上記第１ポート、上記流入ポート、及び上記第３ポートに流路を切替可能に接続されており、
    　上記液体排出回路は、上記第２ポート、上記第１流出ポート、上記第２流出ポート、及び上記第４ポートに流路を切替可能に接続されている請求項１に記載の濃縮装置。
  3. 　上記第１ポートと上記第２ポートとの上下方向の位置を変更可能に上記培養容器を回転する第２回転機構を更に有する請求項２に記載の濃縮装置。
  4. 　上記第１回転機構は、上記第１ポートと上記第２ポートとの上下方向の位置を変更可能に上記培養容器を回転するものであって、上記培養容器と上記ろ過装置とを一体に回転するものである請求項２に記載の濃縮装置。
  5. 　内部空間と外部とを連通する第５ポートを有しており、当該内部空間にプライミング液が貯留可能な第２貯留容器と、
    　内部空間と外部とを連通する第６ポートを有しており、当該内部空間に培地が貯留可能な第３貯留容器と、
    　上記液体給排機構及び上記第１回転機構の動作を制御する制御部と、を更に備えており、
    　上記液体供給回路は、上記第５ポート及び上記第６ポートと各流路を切替可能に接続されており、
    　上記制御部は、
    　上記液体給排機構により上記第２ポートと上記第３ポートを連通させて、上記第１ポンプを駆動させることにより、上記培養容器から上記第１貯留容器へ細胞懸濁液を移動させる移動ステップと、
    　上記第１回転機構により、上記ろ過装置を、上記流入ポートが上記第１流出ポートより下方になる第１状態として、上記液体給排機構により、上記第５ポートと上記流入ポートとを連通させ、且つ上記流入ポートを開放させて、少なくとも上記第１ポンプを駆動させることにより、上記第２貯留容器から上記ろ過装置へプライミング液を供給するプライミングステップと、
    　上記第１回転機構により、上記ろ過装置を、上記流入ポートが上記第１流出ポートより上方になる第２状態として、上記液体給排機構により、上記第３ポートと上記流入ポートとを連通させ、上記第１流出ポートを閉塞させ、且つ上記第２流出ポートを開放させて、少なくとも上記第１ポンプを駆動させることにより、上記第１貯留容器から上記ろ過装置へ細胞懸濁液を供給するろ過ステップと、
    　上記液体給排機構により、上記第６ポートと上記流入ポートとを連通させ、上記第２
    流出ポートを閉塞し、且つ上記第１流出ポートと上記第４ポートとを連通させて、少なくとも上記第１ポンプを駆動させることにより、上記ろ過装置から上記回収容器へ細胞懸濁液を供給する回収ステップと、を実行する請求項２から４のいずれかに記載の濃縮装置。
  6. 　上記制御部は、上記移動ステップにおいて、第１回転機構又は上記第２回転機構により、上記培養容器を、上記第２ポートより上記第１ポートが下方となる第３状態とする請求項５に記載の濃縮装置。
  7. 　上記培養容器は、可撓性のシートにより内部空間が形成されたバッグ形状である請求項２から６のいずれかに記載の濃縮装置。
  8. 　上記培養バッグにおいて上記内部空間を画定する内面は、接着性細胞を培養するに適した細胞接着性を有する請求項７に記載の濃縮装置。
  9. 　上記ろ過膜は、中空糸である請求項１から８のいずれかに記載の濃縮装置。
  10. 　上記第１ポンプ及び上記第２ポンプがチューブポンプである請求項２から８のいずれかに記載の濃縮装置。
  11. 　培養容器の内部空間と外部とを連通する第１ポート、内部空間にろ過膜が設けられた筐体を有するろ過装置の当該ろ過膜の内方と当該筐体の外部と連通する流入ポート、第１貯留容器の内部空間と外部とを連通する第３ポート、内部空間にプライミング液が貯留可能な第２貯留容器の当該内部空間と外部とを連通する第５ポート、及び内部空間に培地が貯留可能な第３貯留容器の当該内部空間と外部とを連通する第６ポートに流路を切替可能に接続された液体供給回路、及び、上記培養容器の内部空間と外部とを連通する第２ポート、上記ろ過装置の上記ろ過膜の内方と上記筐体の外部と連通する第１流出ポート、上記ろ過装置の上記ろ過膜の外方と外部と連通する第２流出ポート、及び回収容器の内部空間と外部とを連通する第４ポートに流路を切替可能に接続された液体排出回路における各流路の切替を行う切換機構、上記液体供給回路において液体を流通させる第１ポンプ、及び上記液体排出回路において液体を流通させる第２ポンプを有する液体給排機構、及び上記流入ポートと上記第１流出ポートとの上下方向の位置が変更可能に上記ろ過装置を回転する第１回転機構を用いる細胞懸濁液の濃縮方法であって、
    　上記第２ポートと上記第３ポートを連通させて、上記第１ポンプを駆動させることにより、上記培養容器から上記第１貯留容器へ細胞懸濁液を移動させる移動ステップと、
    　上記ろ過装置を、上記流入ポートが上記第１流出ポートより下方になる第１状態として、上記第５ポートと上記流入ポートとを連通させ、且つ上記流入ポートを開放させて、少なくとも上記第１ポンプを駆動させることにより、上記第２貯留容器から上記ろ過装置へプライミング液を供給するプライミングステップと、
    　上記ろ過装置を、上記流入ポートが上記第１流出ポートより上方になる第２状態として、上記第３ポートと上記流入ポートとを連通させ、上記第１流出ポートを閉塞させ、且つ上記第２流出ポートを開放させて、少なくとも上記第１ポンプを駆動させることにより、上記第１貯留容器から上記ろ過装置へ細胞懸濁液を供給するろ過ステップと、
    　上記第６ポートと上記流入ポートとを連通させ、上記第２流出ポートを閉塞し、且つ上記第１流出ポートと上記第４ポートとを連通させて、少なくとも上記第１ポンプを駆動させることにより、上記ろ過装置から上記回収容器へ細胞懸濁液を供給する回収ステップと、を含む細胞懸濁液の濃縮方法。
    　
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