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プロジェクトの基本情報

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2018年8月17日更新

手作業での培地交換、お困りではありませんか?
低コストで培地交換の自動化が可能に!

高砂電気工業株式会社

プロジェクト名 既存の培養プレートを利用した自動培地交換ユニットの開発
対象となる川下分野 ヘルスケア、その他(バイオ)
川下企業におけるニーズの対応 効率化(生産性・作業性の向上など)
低コスト化(ランニングコスト低減、ロス削減、 省力化など)
上記ニーズに対する具体的な数値 一定時間ごとに培地の自動交換を実行します。既存の6ウェルプレートが使用でき、電池駆動でインキュベーターにそのまま入ります。
事業実施年度 平成25年度~平成27年度
事業化状況 事業化済み(すでに販売実績あり)
対象としている素材 プラスチック、ステンレス

プロジェクトの詳細

プロジェクトに至った背景・経緯
近年iPS細胞の実用化が推進されているが、細胞を作る工程は人間の手作業であり、自動化はほとんど進んでいない。この細胞を作る工程では毎日、或いは2日に一回など定期的な培地交換のため細胞研究者の休日出勤が必要な状況である。一方で作業を自動化するための既存の自動培養装置はいずれも数千万円と非常に高額であるため導入しにくい。
このように自動化のニーズは研究者などからも声が上がっているため、既存の培養容器(ウェルプレート)とインキュベーターをそのまま活用できるようにし、研究者が受け入れやすい装置の開発を行った。
研究開発のポイント
■均等な送液:1つのモーターで6本のチューブを同時にしごき、培地を送液するチューブ交換型のポンプを開発した。(流量誤差は各chで±10%以下)
■ディスポーザブル部の低価格化:チューブ交換型のポンプを使用、ディスポーザブル部の成形化により約4,000円程度の価格を実現した。この開発の過程で小型で低価格、低消費電力のバルブも開発した。
■小型の防水コントローラーの開発:インキュベーター内に配線をすることなく使用することができる防水かつ乾電池駆動のコントローラーを開発した。
■細胞培養実証テスト:iPS細胞、マウスiPS細胞の心筋細胞への分化誘導培養、ニワトリ胚心臓由来線維芽細胞に成功した。
■顕微鏡での観察:6ウェルプレート部は顕微鏡下で観察可能。
研究開発の具体的な成果
本研究開発によって自動培地交換システムが比較的安価な価格で導入することができるようになる。
企業などの研究機関では細胞を育てるために必要な培地交換の業務を土日はこの装置に代行させることができるので、コスト低減につながる。培地交換ができない場合には細胞を凍結させる必要があり、凍結から細胞を通常な状態に戻すためには培地を一週間ほど流し続ける必要がある。自動で培地が交換できれば、その凍結の必要がなくなるため研究のスピードも向上する。
これまで細胞培養に使用してきた、培養プレートやインキュベーターがそのまま使用することができるので、専用の培養容器を必要としていたこれまでのさまざまな装置と比較して、この製品は導入がしやすく、研究室レベルでも自動化ができる。
利用イメージ、今後の活用が見込める分野・製品等
iPS細胞の中でも最も事業化が早いといわれる創薬における毒性試験向けの組織培養への技術応用として、次世代製品開発を進めている。創薬における毒性評価などでは3D状に細胞から組織にした臓器モデルのニーズがきわめて高い。当社では次のステップとして3D状の臓器モデルの培養に適した灌流方式に関する基礎研究と特許出願(2件)を実施、「3D灌流培養ユニット」の製品化を進めている。さらに臓器モデルの安定的な生産のために培地中酸素濃度やpHを一定にするといった環境制御技術も取り入れた製品についてもユーザーや協業企業との共同研究開発を進めている。

事業化への取り組み

事業化状況、規模 事業化出口は以下2つを計画、推進している。
1.「自動培地交換ユニット」の製造販売
 2016年10月度より発売。初年度の計画台数25台に対し、発売後3か
 月の引き合い13台、販売実績で1台と順調に事業開始できている。
 2017年にも展示出展を継続する。今後は需要状況を確認しつつ増産
 のための設備や人員の増強を検討する。
2.「POCT向け流体デバイス」の製造販売
 2016年4月から追加研究として形状記憶合金を用いた小型バルブ
 (SMV)と6chポンプについて各種性能試験を実施し発売中である。
知財・広報活動 特許については1件出願した(出願番号:PCT-JP2015-59971)。
計測自動制御学会SI部門技術業績賞を受賞した。
展示会等に15件出展し開発品の広報活動を積極的に行った。
今後の見通し iPS細胞を使った再生医療や創薬研究などの競争が激しくなり、本製品及び「3D灌流培養ユニット」も含めた再生医療関連製品の需要は大きく高まることを期待している。

研究開発の体制

事業管理機関 高砂電気工業株式会社
法認定事業者 高砂電気工業株式会社
研究実施機関 東京大学
アドバイザー 株式会社リプロセル

PRコメント

当社は小型耐薬液バルブやポンプの専門メーカーとして、長年積み重ねた専門技術と、問題解決型の製品提案により、その主たる採用分野である分析装置の発展に、流体制御機器の側面から貢献してまいりました。
今回、再生医療関連メーカー様からiPS細胞の培養において培地交換のための休日出勤が問題になっているというお話を聞いたことが、この製品開発着手のきっかけでした。iPS細胞培養における休日出勤の問題を解決するツールがこの開発事業により提供でき、さらにこの開発を通して当社の流体制御技術も向上させることができたと考えております。
今後も流体制御のソリューション・プロバイダーとして、バルブやポンプで流体を制御する技術を生かし様々な産業分野のお客様の課題の解決に取り組んでまいります。

企業情報

社名 高砂電気工業株式会社
(法人番号:2180001028392)
所在地 〒458-8522 名古屋市緑区鳴海町杜若66
電話番号 052-891-2301
社員数 241名 (男性  125名、女性  116名)
資本金 9,000万円
業種 電気機械器具製造業
事業内容 ソレノイドバルブ(電磁弁)およびポンプを中心とする流体制御機器の設計・製造・販売
URL http://www.takasago-elec.co.jp
保有する生産設備と
スペック
複合旋盤4台、NC旋盤9台、マシニングセンター13台、三次元測定機1台、他
生産拠点エリア 国内 所在地:名古屋市緑区
海外 所在地:江蘇省蘇州市(中国)
海外生産対応 可 対応可能エリア:中国 
主要な取引先 ㈱島津製作所、(株)日立ハイテクノロジー、(株)堀場製作所、Beckman Coulter,Inc. 、GE Healthcare Bio-Sciences AB
本プロジェクトに
関する問い合わせ先
部署名
営業・技術部 開発課

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