專利名稱：細胞培養箱和培養狀態監測系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種細胞培養箱和培養狀況監測系統，并且更特別地涉及一種能往返于預定的通信設備無線地發送和接收諸如培養狀況的信息的細胞培養箱和培養狀況監測系統。
背景技術：
例如，已知用于諸如人工受精細胞的細胞培養的細胞培養容器(例如，參見JP-A-2006-6261)。這樣的細胞培養容器存放在例如溫度和二氧化碳濃度被控制的培養箱中。在多個細胞培養容器要存放在培養箱中的情況下，諸如每個容器中的細胞種類和 傳代歷史的信息常常被寫在粘貼于容器的標簽上。當要檢查所述信息時，需要找出培養箱中期望的容器，然后從培養箱取出該容器。盡管培養箱的內部溫度被控制，但不可能知道各自的細胞培養容器的溫度偏差以及每個細胞培養容器的溫度歷史。已提出用于監測在細胞培養期間的狀況的系統(例如，參見JP-T-2009-533053)。然而，在JP-T-2009-533053中公開的系統中，在與存放要培養的細胞和培養基的培養容器不同的試管中進行測量，并因此不能正確地知道培養下的細胞的狀況。為了順應該情形，可設想直接對培養容器進行測量的方法。然而，在該方法中，存在細胞培養中出現污染問題的擔心。相反，在上述系統中，在將與培養容器不同的試管設定成測量對象的情況下，污染的可能性降低，但即使在培養容器中出現污染的情況下，當在試管中不出現污染時也不可能檢測到污染。因此，系統對在細胞培養期間監測狀況的目的來說不夠。因此，需要研制一種設備，其在防止出現污染并且維持清潔狀況的同時能連續地監測在培養下的細胞的狀況。
發明內容
根據本發明，提供一種細胞培養箱，包括培養細胞容納部，其容納要培養的細胞和培養液；以及RFID標簽，其裝接于培養細胞容納部，并且其構造成響應于從通信設備無線地發送來的信號的接收向通信設備發送預定的信息。細胞培養箱還可包括傳感器，該傳感器構造成直接或間接地測量培養液的溫度、二氧化碳濃度、氧濃度、氧分壓、葡萄糖濃度、乳酸濃度和氨濃度中的至少一個JFID標簽可構造成向通信設備發送包括通過傳感器的測量的結果的預定信息。傳感器可結合在RFID標簽中。RFID標簽可包括存儲部，其存儲預定信息；以及信息發送部，其響應于從通信設備發送來的信號的接收，構造成讀出存儲在存儲部中的預定信息并向通信設備發送該預定信息。存儲部可存儲至少包括識別碼和與細胞的傳代歷史相關的信息的預定信息。可根據從通信設備發送來的信號的內容重寫存儲在存儲部中的預定信息的內容。
RFID標簽可包括驅動電流產生部，該驅動電流產生部構造成將從通信設備發送來的信號的一部分轉變成直流電流，并且信號發送部可構造成利用被驅動電流產生部轉變成驅動電流的直流電流向通信設備發送預定的信息。
細胞培養箱還可包括測量單元,該測量單元包括發光部和受光部，在該測量單元中，發光部發光透過培養液，而受光部接收該透過的光，從而測量培養液的狀況，該測量單元被容納在與培養細胞容納部一體地設置的測量單元容納部中，該測量單元構造成向通信設備發送測量結果。RFID標簽可構造成通過測量單元向通信設備發送預定的信息。細胞培養箱還可包括測量單元,該測量單元包括發光部和受光部，在該測量單元中，發光部發光透過培養液，而受光部接收該透過的光，從而測量培養液的狀況，該測量單元被容納在與培養細胞容納部一體地設置的測量單元容納部中。RFID標簽可構造成向通信單元發送包括通過測量單元的測量的結果的預定信息。測量單元可構造成測量培養液的pH。根據本發明，提供一種細胞培養箱，包括培養細胞容納部，其容納要培養的細胞和培養液；以及測量單元容納部，其容納包括發光部和受光部的測量單元，在該測量單元中，發光部發光透過培養液，而受光部接收該透過的光，從而測量培養液的狀況，其中培養細胞容納部的一部分位于發光部與受光部之間。培養細胞容納部的一部分可突出在發光部與受光部之間。細胞培養箱還可包括RFID標簽，該RFID標簽裝接于培養細胞容納部，并且該RFID標簽構造成響應于從通信設備無線地發送來的信號的接收向通信設備發送預定的信息。根據本發明，提供一種培養狀況監測系統，包括細胞培養箱；以及通信設備，其構造成通過向RFID標簽發送信號從RFID標簽接收預定的信息。培養狀況監測系統還可包括容納多個細胞培養箱的培養箱。通信設備可設置在培養箱中。通信設備可根據通過測量單元或傳感器的測量的結果產生警報信號，該測量單元包括發光部和受光部，在該測量單元中，發光部發光透過培養液，而受光部接收該透過的光，從而測量培養液的狀況，傳感器構造成直接或間接地測量培養液的溫度、二氧化碳濃度、氧濃度、氧分壓、葡萄糖濃度、乳酸濃度和氨濃度中的至少一個。
圖I是本發明的實施例的培養狀況監測系統的示意圖。圖2是細胞培養箱的透視圖。圖3是RFID標簽的平面圖。圖4是示出RFID標簽的構造示例的方框圖。圖5是示出能通過測量單元獲得測量結果的RFID標簽的另一構造示例的方框圖。
具體實施例方式以下，將利用本發明的實施例來描述本發明。然而，以下的實施例不應限制如在所附權利要求中所限定的本發明，并且在實施例中描述的所有組合特征對本發明的解決手段并不總是不可缺少的。
圖I是本發明的實施例的培養狀況監測系統10的示意圖。培養狀況監測系統10包括培養箱200，其容納多個細胞培養箱100 ;培養狀況監測設備300，其設置在培養箱200中；以及數據管理設備400，其可讀寫分別存儲在裝接于細胞培養箱100的RFID標簽130(稍后描述)中的信息，并且可監測其中容納的細胞的種類、傳代歷史等不同的細胞培養箱100。圖2是示出細胞培養箱100中的一個細胞培養箱的透視圖。細胞培養箱100包括培養箱體單元110，其由培養細胞容納部111和測量單元容納部112構成；pH測量單元120 ;以及RFID標簽130，其在培養箱體單元110的下表面中裝接于與培養細胞容納部111的后側對應的位置。示例中的細胞培養箱100包括pH測量單元120,該pH測量單元120是測量單元的示例，并且該PH測量單元可測量培養液的pH。替代性地，細胞培養箱100可包括測量單元，該測量單元代替或與PH測量單元120 —起可測量除pH以外的項目。 在培養箱體單元110中，培養細胞容納部111容納要在細胞培養箱100中培養的細胞和培養液。測量單元容納部112鄰近并與培養細胞容納部111 一體地設置，并容納pH測量單元120。pH測量單元120包括電池121,其向pH測量單元120的各個部分供應驅動功率；多個(在該示例中，三個)LED 122，其分別以不同的波長發射光；電路板123，其執行諸如LED 122的照明控制的功能；受光元件124，其接收從LED 122發射的光；信號處理電路部125，其由從受光元件124供應的受光輸出來計算培養液的pH ;以及發送部126，其發送培養液的pH的測量結果。培養細胞容納部111中的培養液包含pH指示劑。三個LED 122中的一個LED是通過指示劑以幾乎不顯示出吸光性的波長來發射光的偏移LED。當培養液的pH朝著預定的管理寬度的中值的酸性側進一步移動時，另外兩個LED122中的一個LED通過指示劑以顯示出更明顯的吸光性的波長來發射光，而當培養液的pH朝著中值的堿性側進一步移動時，另一個LED通過指示劑以顯示出更明顯的吸光性的波長來發射光。作為指示劑，例如，優選地使用酚紅。在將酚紅用作指示劑的情況下，在三個LED122當中，例如偏移LED以700nm的頻帶發射光，而剩余兩個LED以558nm和430nm的頻帶發射光。當要由pH測量單元120觀測培養液的pH時，首先使偏移LED發射光，并獲得通過培養液的吸收的校準系數。在此，可改變培養液的溫度，并且可獲得校準系數來作為溫度的函數。接下來，使剩余的兩個LED以預定的間隔交替發射光，并且受光元件124接收通過突起113中的培養液發送的光，該突起113在培養細胞容納部111中者測量單元容納部112突出。優選地，突起113具有位于pH測量單元120的受光元件124與LED 122之間的形狀，使得pH測量單元120的LED 122與受光元件之間的光軸與培養細胞容納部111的一部分(突起113)相交。根據該構造，pH測量單元120可連續地監測其中培養細胞的培養細胞容納部111的情況。然后，信號處理電路部125基于來自受光元件124的受光輸出，計算在LED的發光波長處的吸光度，并且還基于指示劑中先前獲得的PH與吸光度之間的關系以及校準系數來計算培養液的pH。然后，使計算的pH的值與指示諸如測量時間(例如，LED的發光定時)的測量狀況的信息關聯，其后由發送部126向培養狀況監測設備300發送所述計算的pH的值。發送部126與培養狀況監測設備300之間的通信方法選擇各種短距離無線通信方法，諸如紅外(IrDA)通信、藍牙和無線局域網。然而，方法不特別地受限制。發送部126還可發送由結合在RFID標簽中的傳感器執行的測量的結果。圖3是RFID標簽130的平面圖，而圖4是示出RFID標簽130的構造示例的方框圖。如上所述，RFID標簽130在培養箱體單元110的下表面中裝接于與培養細胞容納部111的后側對應的位置，并且如圖3所示，包括IC芯片131、發送/接收天線132和傳感器部 133。傳感器部133從稍后將描述的驅動電流產生部136接收驅動電流的供應，測量培養細胞容納部111中的培養液的狀況，并向信息發送部135輸出該狀況,在該不例中，傳感器部133包括間接測量培養細胞容納部111中的培養液的溫度的溫度傳感器。傳感器部133還可包括測量培養細胞容納部111周圍的CO2濃度的二氧化碳傳感器，或者可以是能測量氧濃度、氧分壓、葡萄糖濃度、乳酸濃度、氨濃度等的傳感器。需要將傳感器部133安置在能正常地測量目標測量項目的位置，并且優選地根據測量項目設置在壁表面、后側等上。如圖4所示，IC芯片131具有信息發送部135、驅動電流產生部136和存儲部137。響應于從以復數設置在培養箱200中并無線地發送信號的通信設備350經過發送/接收天線132的信號的接收，信息發送部135向通信設備350發送預定的信息。更準確地說，當從通信設備350發送通過傳感器部133的測量的結果的信號指令發送時，信息發送部135獲得通過傳感器部133的測量的結果，并且通過發送/接收天線132向通信設備350發送測量結果。信息發送部135可向pH測量單元120的發送部126發送通過傳感器部133的測量的結果，而發送部126單獨地或與通過pH測量單元120的測量的結果一起地發送從信息發送部135向通信設備350發送的信息。換句話說，RFID標簽130可通過pH測量單元120的發送部126向通信設備350發送存儲在該RFID標簽130本身中的信息。發送部126可以按有線方式執行向通信設備350的發送。例如，當從通信設備350發送存儲在存儲部137中的信息的信號指令發送時，信息發送部135獲得存儲在存儲部137中的信息，并通過發送/接收天線132向通信設備350發送信息。當從通信設備350發送存儲在存儲部137中的信息的信號指令重寫時，信息發送部135根據信號的內容重寫存儲在存儲部137中的信息。存儲部137是可通過電氣手段重寫的存儲器，并且存儲諸如細胞培養箱100固有的ID(識別碼)的信息、與培養細胞容納部111中的細胞相關的信息(例如，細胞被取出的患者的信息和細胞的傳代歷史)、以及指示細胞培養箱100中的細胞存在的培養步驟中的階段的信息。存儲的內容適合由信息發送部135重寫。作為存儲部137，例如，優選地使用EEPR0M(電可擦可編程序只讀存儲器)。然而，存儲部不局限于此，并且可以是作為鐵電存儲器的FRAM(鐵電隨機存取存儲器)，或者可使用同樣的東西。在存儲于存儲部137中的信息被設定成不可重寫的情況下，優選地將掩膜ROM(只讀存儲器)等用作存儲部137。存儲部137可存儲由傳感器部133執行的測量的結果。驅動電流產生部136將從通信設備350發送來的信號波的一部分變換成直流電流，并向傳感器部133、信息發送部135和存儲部137供應作為用于該部分的驅動電流的直流電流。代替在該示例中的驅動電流產生部136，RFID標簽130可包括小電池。培養狀況監測設備300向對應的通信設備350輸出要向細胞培養箱100的RFID標、簽130發送的信號。此外，培養狀況監測設備300通過通信設備350獲得從RFID標簽130接收的信號。使從細胞培養箱100的RFID標簽130發送的信號的內容顯示在設置于培養箱200外的控制設備210的顯示面板220上。可通過控制設備210的操作按鈕230等設定或改變要通過通信設備350從細胞培養箱100的培養狀況監測設備300向RFID標簽130發送的信號的內容。如果確定在從RFID標簽130或pH測量單元120接收的信號中存在異常，則培養狀況監測設備300產生警報信號，并且設備本身可輸出警報，或者稍后將描述的數據管理設備400可輸出警報。此外，可向負責人的便攜式電話發送警報。培養狀況監測設備300具有這樣的輸出警報的功能的 構造使得例如在通過PH測量單元120或傳感器部133的測量的結果包含異常值的情況下，負責人能夠容易地知道狀況。數據管理設備400由設備本體單元410、鍵盤420、鼠標430、顯示器440和讀出器/寫入器450構成。當將從培養箱200取出的細胞培養箱100安置在讀出器/寫入器450前面、使得RFID標簽130附接在上面的表面與讀出器/寫入器450的非接觸式通信表面452相對時，由此可從RFID標簽130讀出諸如與由細胞培養箱100培養的細胞相關的信息以及上述各種測量結果。此時，讀出器/寫入器450可重新將信息寫入RFID標簽130。可通過利用諸如鍵盤420或鼠標430的輸入設備設定或改變要寫入RFID標簽130的信息的內容。使由讀出器/寫入器450從RFID標簽130獲得的信息的內容顯示在顯示器440上。在已產生警報信號的情況下，可顯示警報。如上所述，根據實施例的培養狀況監測系統10，例如即使在多個細胞培養箱100存放于培養箱200中的情況下，可通過培養箱200中的通信設備350容易地獲得每個細胞培養箱100中的諸如細胞的種類以及傳代歷史的信息。因此，盡管在多個細胞培養箱100中執行細胞培養，但能夠容易地管理培養環境和歷史。本發明的細胞培養箱和系統的應用不局限于培養箱中的監測，并且細胞培養箱和系統可應用于細胞培養中所需的任何其他步驟，諸如分送步驟或播種步驟。裝接于用于示例的培養狀況監測系統10中的細胞培養箱100的RFID標簽130結合測量培養液的溫度等的傳感器，并因此與單獨地設置溫度傳感器等的情形相比，能進一步使整個細胞培養箱100小型化。可根據需要重寫存儲在RFID標簽130的存儲部137中的信息。因此，在例如執行傳代或者改變要培養的細胞的種類的情況下，能容易地更新存儲在存儲部137中的諸如細胞的種類和傳代歷史的信息。在示例中，pH測量單元120用設置于單元本身的發送部126發送培養液的pH的測量結果。如圖5的方框圖的構造示例所示，例如，通過pH測量單元120的pH測量的結果可存儲在RFID標簽130的存儲部137中。在示例的情況下，通過pH測量單元120的測量的結果可與其他信息一起通過信息發送部135從存儲部137讀出，并被發送至通信設備350。在示例中，發送部126需要設置在pH測量單元120中，由此可進一步使pH測量單元120小型化。盡管已利用實施例描述了本發明，但本發明的技術范圍不局限于實施例的說明范圍。本領域的技術人員顯然能對實施例作出各種改變或改進。根據本發明的方面，即使在多個細胞培養箱存放在培養箱中的情況下，例如，在無污染的情況下，通過利用作為讀取設備等的通信設備，能夠容易并且清潔地從細胞培養箱的RFID標簽獲得每個容器中的諸如細胞的種類以及傳代歷史的信息。根據本發明的方面，在細胞培養箱存放在培養箱中的情況下，例如，能在不從培養箱取出細胞培養箱的情況下獲得諸如細胞培養箱中的培養液的溫度以及細胞培養箱周圍的二氧化碳濃度的各種測量值。根據本發明的方面，傳感器與用于發送通過傳感器的測量的結果的構造彼此通過RFID標簽結合，并因此能進一步使裝接于培養細胞容納部的RFID標簽小型化。根據本發明的方面，諸如細胞培養箱的識別碼、細胞培養箱中的細胞的種類、傳代歷史以及通過傳感器的測量的結果的信息存儲在RFID標簽的存儲部中，并且能容易地通過信息發送部獲得該信息。此外，改善監測人員的工作效率。根據本發明的方面，在通信設備設置有寫入功能、并且重新執行傳代或者改變要培養的細胞的種類的情況下，例如，能容易地更新存儲在存儲部中的諸如細胞的種類和傳 代歷史的信息。此外，能正確地知道培養基交換的時間和日期以及已出現的情形，并且能基于集聚在存儲部中的信息執行培養基下一交換的時間和日期以及趨勢的分析。根據本發明的方面，不需要將電池設置在RFID標簽中，或者不需要從外部電源向RFID標簽供應電功率，從而使得能長期執行連續監測。根據本發明的方面，還能在不取出細胞培養箱的情況下遠程地獲得通過測量單元對培養液執行的測量的結果以及存儲在RFID標簽中的信息。此外，測量單元被容納在與培養細胞容納部一體地設置的測量單元容納部中。因此，在使得能測量培養液的狀況的同時，防止整個細胞培養箱的結構變復雜和擴大。根據本發明的方面，能在不取出細胞培養箱的情況下遠程地獲得通過測量單元對培養液執行的測量的結果。根據本發明的方面，能在不取出細胞培養箱的情況下遠程地獲得通過測量單元執行的培養液的PH的測量的結果，并能知道培養基的狀況。根據本發明的方面，即使在多個細胞培養箱存放在培養箱中的情況下，例如也能通過利用作為讀取設備等的通信設備容易地獲得和管理諸如每個容器中的細胞的種類和傳代歷史的信息。這能有助于諸如細胞被取出的患者的錯誤識別以及培養部分的誤認的人為錯誤的減少。根據本發明的方面，在測量結果包含異常值的情況下，例如，管理員能通過警報容易地知道這樣的情形，并且能防止污染擴展。本發明以上的說明沒有列出本發明所有必需的特征，但一組這些特征的子組合同樣能構成本發明。
權利要求
1.一種細胞培養箱，包括 培養細胞容納部，其容納培養液和要培養的細胞；以及 RFID標簽，其裝接于所述培養細胞容納部，并且所述RFID標簽構造成響應于從通信設備無線地發送來的信號的接收，向所述通信設備發送預定的信息。
2.根據權利要求I所述的細胞培養箱，還包括傳感器，所述傳感器構造成直接或間接地測量所述培養液的溫度、二氧化碳濃度、氧濃度、氧分壓、葡萄糖濃度、乳酸濃度和氨濃度中的至少一個， 其中，所述RFID標簽構造成向所述通信設備發送包括通過所述傳感器的測量的結果的預定信息。
3.根據權利要求2所述的細胞培養箱，其中，所述傳感器結合在所述RFID標簽中。
4.根據權利要求I所述的細胞培養箱，其中 所述RFID標簽包括 存儲部，其存儲所述預定信息；以及 信息發送部，其響應于從所述通信設備發送來的信號的接收，構造成讀出存儲在所述存儲部中的預定信息并向所述通信設備發送所述預定信息。
5.根據權利要求4所述的細胞培養箱，其中，所述存儲部存儲至少包括識別碼以及與所述細胞的傳代歷史相關的信息的預定信息。
6.根據權利要求4所述的細胞培養箱，其中，根據從所述通信設備發送來的信號的內容，可以重寫存儲在所述存儲部中的預定信息的內容。
7.根據權利要求4所述的細胞培養箱，其中， 所述RFID標簽包括驅動電流產生部，所述驅動電流產生部構造成將從所述通信設備發送來的信號的一部分變換成直流電流，并且 所述信息發送部構造成利用被所述驅動電流產生部變換成驅動電流的直流電流向所述通信設備發送所述預定信息。
8.根據權利要求I所述的細胞培養箱，還包括測量單元，所述測量單元包括發光部和受光部，在所述測量單元中，所述發光部發送光而透過所述培養液，而所述受光部接收該透過的光，從而測量所述培養液的狀況，所述測量單元被容納在與所述培養細胞容納部一體地設置的測量單元容納部中，所述測量單元構造成向所述通信設備發送測量的結果。
9.根據權利要求8所述的細胞培養箱，其中，所述RFID標簽構造成通過所述測量單元向所述通信設備發送所述預定信息。
10.根據權利要求8所述的細胞培養箱，其中，所述測量單元構成為測量所述培養液的pH。
11.根據權利要求I所述的細胞培養箱，還包括測量單元，所述測量單元包括發光部和受光部，在所述測量單元中，所述發光部發光透過所述培養液，而所述受光部接收該透過的光，從而測量所述培養液的狀況，所述測量單元被容納在與所述培養細胞容納部一體地設置的測量單元容納部中， 其中，所述RFID標簽構造成向所述通信設備發送包括通過所述測量單元的測量的結果的預定信息。
12.根據權利要求11所述的細胞培養箱，其中，所述測量單元構造成測量所述培養液的pH。
13.—種細胞培養箱,包括 培養細胞容納部，其容納培養液和要培養的細胞；以及 測量單元容納部，其容納包括發光部和受光部的測量單元，在所述測量單元中，所述發光部發光透過所述培養液，而所述受光部接收該透過的光，從而測量所述培養液的狀況，其中 所述培養細胞容納部的一部分位于所述發光部與受光部之間。
14.根據權利要求13所述的細胞培養箱，其中 所述培養細胞容納部的所述部分在所述發光部與受光部之間突出。
15.根據權利要求13所述的細胞培養箱，還包括RFID標簽，所述RFID標簽裝接于所述培養細胞容納部，并且所述RFID標簽構造成響應于從通信設備無線地發送來的信號的接收，向所述通信設備發送預定的信息。
16.—種培養狀況監測系統,包括 根據權利要求I所述的細胞培養箱；以及 所述通信設備，其構造成通過向所述RFID標簽發送信號從所述RFID標簽接收預定的信息。
17.根據權利要求16所述的培養狀況監測系統，還包括容納所述多個細胞培養箱的培養箱， 其中，所述通信設備設置在所述培養箱中。
18.根據權利要求16所述的培養狀況監測系統，其中，所述通信設備根據通過測量單元或傳感器的測量的結果產生警報信號，所述測量單元包括發光部和受光部，在所述測量單元中，所述發光部發光透過所述培養液，而所述受光部接收該透過的光，從而測量所述培養液的狀況，所述傳感器構造成直接或間接地測量所述培養液的溫度、二氧化碳濃度、氧濃度、氧分壓、葡萄糖濃度、乳酸濃度和氨濃度中的至少一個。
全文摘要
一種細胞培養箱包括培養細胞容納部，其容納要培養的細胞和培養液；以及RFID標簽，其裝接于培養細胞容納部，并且該RFID標簽構造成響應于從通信設備無線地發送來的信號的接收向通信設備發送預定的信息。
文檔編號C12M1/34GK102643743SQ20121003963
公開日2012年8月22日 申請日期2012年2月20日 優先權日2011年2月18日
發明者久保寬嗣, 岡野光夫, 大浦光宏, 武田樸, 清水達也, 鈴木克佳 申請人:學校法人東京女子醫科大學, 日本光電工業株式會社