JP2003061641A

JP2003061641A - 精密培養用インキュベータ

Info

Publication number: JP2003061641A
Application number: JP2001253727A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Furuta; 祐一古田
Original assignee: Espec Corp
Current assignee: Espec Corp
Priority date: 2001-08-24
Filing date: 2001-08-24
Publication date: 2003-03-04

Abstract

(57)【要約】【課題】精密な温度制御ができ、培養時の操作が簡便で
あり、培養時の操作による温度変化が生じにくいインキ
ュベータを提供すること。【解決手段】培養対象物の培養に適したＣＯ₂濃度と湿
度を維持し該培養対象物を培養するための培養槽に、培
養容器を保持し該培養容器内を設定温度に維持するため
の恒温槽が内設されてなる、精密培養用インキュベー
タ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、精密培養用インキ
ュベータに関する。より詳しくは、設定温度と実際の温
度との間の差異が小さい条件下での培養を必要とする組
織培養、細胞培養などの精密培養を行なうためのインキ
ュベータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、組織培養、細胞培養において、厳
密な温度制御下における培養を必要とする場合、恒温水
槽、ＣＯ₂インキュベータなどが用いられている。

【０００３】例えば、前記恒温水槽を用いる場合、シャ
ーレなどの容器内部を所定の条件（ＣＯ₂濃度など）に
設定し、該容器内に培地、培養対象物などを密封し、該
容器を恒温水槽において水中で培養することにより行な
われる。かかる培養方法においては、培養時間の経過に
伴い、容器内部のＣＯ₂濃度、培地条件（組成、ｐＨな
ど）などの培養条件が変化するため、培養の継続が困難
であり、短時間の培養に限られるという欠点がある。ま
た、かかる培養方法は、培養時の操作が煩雑であるとい
う欠点がある。

【０００４】一方、ＣＯ₂インキュベータを用いる場
合、培養時における観察が困難であり、扉の開閉時に温
度変化が生じるという欠点がある。

【０００５】また、前記ＣＯ₂インキュベータを用いる
代わりに、予め濃度調節されたＣＯ ₂を含有した空気が
封入され、かつ密封された培養容器を恒温水槽の中に水
没させることにより、培養が行なわれる。しかしなが
ら、かかる培養方法においては、新たに空気が置換され
ないため、長時間の培養が困難であるという欠点があ
る。また、かかる培養方法により、細胞の温度感受性の
試験などを行なう場合、気相条件、培地のｐＨ値などを
一定に保つことが困難であるという欠点がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来技
術に鑑みてなされたものであり、精密な温度制御がで
き、培養時の操作が簡便であり、培養時の操作による温
度変化が生じにくいインキュベータを提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、〔１〕
培養対象物の培養に適したＣＯ₂濃度と湿度を維持し
該培養対象物を培養するための培養槽に、培養容器を保
持し該培養容器内を設定温度に維持するための恒温槽が
内設されてなる、精密培養用インキュベータ、並びに
〔２〕培養対象物の培養に適したＣＯ₂濃度と湿度を
維持し該培養対象物を培養するための培養槽と、培養容
器を保持し該培養容器内を設定温度に維持するための恒
温槽と、該培養容器内の温度をモニターするための第１
温度センサー装置と、該培養槽に内設され、かつ該培養
槽内の温度をモニターするための第２温度センサー装置
と、温度を制御するための少なくとも１つの温度制御手
段と、を有してなり、該恒温槽と該第１温度センサー装
置とが該培養槽に内設され、該恒温槽と該第１温度セン
サー装置とが、該温度制御手段を介して連結され、かつ
該第１温度センサー装置及び該第２温度センサー装置
が、同一又は別々の温度制御手段に連結されてなる、前
記〔１〕記載の精密培養用インキュベータ、に関する。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明の精密培養用インキュベー
タは、培養対象物の培養に適したＣＯ₂濃度と湿度を維
持し該培養対象物を培養するための培養槽に、培養容器
を保持し該培養容器内を設定温度に維持するための恒温
槽が内設されていることを１つの大きな特徴とする。本
発明の精密培養用インキュベータは、培養槽に、恒温槽
が内設されているため、例えば、培養槽に設置された扉
の開閉などの操作を行なうに際しても、培養容器内の温
度の変動を起こしにくいという優れた性質を有する。

【０００９】本発明の精密培養用インキュベータとして
は、より具体的には、培養対象物の培養に適したＣＯ₂
濃度と湿度を維持し該培養対象物を培養するための培養
槽と、培養容器を保持し該培養容器内を設定温度に維持
するための恒温槽と、該培養容器内の温度をモニターす
るための第１温度センサー装置と、該培養槽に内設さ
れ、かつ該培養槽内の温度をモニターするための第２温
度センサー装置と、温度を制御するための少なくとも１
つの温度制御手段と、を有してなり、該恒温槽と該第１
温度センサー装置とが該培養槽に内設され、該恒温槽と
該第１温度センサー装置とが、該温度制御手段を介して
連結され、かつ該第１温度センサー装置及び該第２温度
センサー装置が、同一又は別々の温度制御手段に連結さ
れた精密培養用インキュベータが挙げられる。本発明の
精密培養用インキュベータによれば、該恒温槽と該第１
温度センサー装置とが、該培養槽に内設され、該恒温槽
と該第１温度センサー装置とが、該温度制御手段を介し
て連結され、かつ該第１温度センサー装置及び該第２温
度センサー装置が、同一又は別々の温度制御手段に連結
されているので、恒温槽内の温度が、培養容器内の温度
を設定温度に維持するように制御される。したがって、
本発明の精密培養用インキュベータによれば、精密な温
度制御が可能であり、かつ培養時の操作による温度変化
の影響を受けにくいという優れた効果を発揮する。

【００１０】本発明の精密培養用インキュベータにおい
て、前記培養槽には、恒温槽が内設されている。好まし
くは、前記培養槽には、恒温槽と、第１温度センサー装
置とが内設されている。

【００１１】前記培養槽は、恒温槽を内設できる大きさ
を有し、所定の培養条件を維持することが可能な形状で
あればよい。

【００１２】前記培養槽の大きさは、例えば、より多く
の培養対象物を培養するためのインキュベータが望まれ
る場合、より多くの恒温槽が内設されうる大きさとなる
ように設計されればよく、設置場所の広さの制限など、
小型のインキュベータが望まれる場合、少数の恒温槽が
内設されうる大きさとなるように設計されればよい。

【００１３】前記培養槽の形状は、例えば、直方体、立
方体、円柱状、球状などの形状が挙げられる。

【００１４】前記培養槽には、内部環境の維持のための
手段、例えば、加熱手段、冷却手段、ガス分圧制御手
段、空気濾過手段などが配設されている。

【００１５】本発明の精密培養用インキュベータにおい
て、前記恒温槽の数は、少なくとも１つであり、培養対
象物の数、インキュベータの設置条件、培養温度条件な
どに応じて、適宜選択されうる。例えば、より多くの培
養対象物を培養するためのインキュベータが望まれる場
合、恒温槽の数が多くなるように設計すればよく、設置
場所の広さの制限など、小型のインキュベータが望まれ
る場合、恒温槽の数が少なくなるように設計すればよ
い。

【００１６】また、異なる温度の恒温槽を設置する場
合、該恒温槽は、好ましくは、温度が高い恒温槽を上部
に、温度が低い恒温槽を下部に設置されることが望まし
い。

【００１７】また、前記恒温槽の容量は、培養対象物の
数、インキュベータの設置条件などに応じて、適宜選択
され得る。

【００１８】前記恒温槽は、慣用の恒温水槽、恒温油槽
であってもよく、培養容器を支持すること可能な構造を
有するサーマルプレート又は密閉式の恒温水槽であって
もよい。

【００１９】また、用いられる培地が、例えば、液体培
地である場合、前記培養容器内の温度を設定温度に効率
よく維持する観点から、好ましくは、前記恒温槽は、培
地の水面よりも恒温槽の液面又はプレート上面が高くな
るように培養容器が設置される構造を有することが望ま
しく、用いられる培地が、例えば、固体培地である場
合、好ましくは、前記恒温槽は、培地の上部表面よりも
恒温槽の液面又はプレート上面が高くなるように培養容
器が設置される構造を有することが望ましい。また、用
いられる培養容器の種類に応じて、恒温槽の形状及び構
造は、適宜設計されうる。

【００２０】本発明の精密培養用インキュベータに適し
た培養容器は、通常培養に使用される容器であればよ
く、例えば、試験管、シャーレ、バイアル、培養フラス
コ、培養プレートなどが挙げられる。

【００２１】前記第１温度センサー装置は、培養容器内
の温度をモニターするための温度センサー装置である。
前記第１温度センサー装置は、実際に培養に用いられる
ものと同じ培地が入った培養容器内に、センサーが該培
地に接触し、かつ該培地が恒温槽の水面より下に位置す
るように設置された装置である。前記第１温度センサー
装置は、用いられる培養容器の種類、培地の種類などに
応じて、適宜、適したものを選択されうる。前記第１温
度センサー装置の例としては、具体的には、白金測温抵
抗体、光ファイバー式温度計プローブ、保護管付熱電対
などが挙げられる。

【００２２】前記培養槽には、第２温度センサー装置が
内設され、それにより、該培養槽内の温度をモニターさ
れる。

【００２３】前記第２温度センサー装置としては、具体
的には、白金測温抵抗体、光ファイバー式温度計プロー
ブ、保護管付熱電対、サーミスタなどが挙げられる。

【００２４】前記恒温槽と第１温度センサー装置とは、
温度制御手段を介して連結されている。また、前記第２
温度センサー装置は、第１温度センサー装置が連結され
た温度制御手段又は該第１温度センサー装置から独立し
た温度制御手段に連結されている。前記第１温度センサ
ー装置及び第２温度センサー装置は、同一又は別々の温
度制御手段に連結され得、連動可能又は独立して連結さ
れうる。

【００２５】前記恒温槽と第１温度センサー装置とに連
結された温度制御手段は、培養槽の外部に配設されてい
てもよく、恒温槽自体に組み込まれていてもよい。ま
た、前記第２温度センサー装置が連結された温度制御手
段は、培養槽の外部に配設されていてもよく、培養槽自
体に組み込まれていてもよい。なお、第１温度センサー
装置と第２温度センサー装置とが同一の温度制御手段に
連結される場合、培養槽の外部に配設されうる。

【００２６】前記温度制御手段によれば、前記第１温度
センサー装置により感知された培養容器内の温度、具体
的には、培地の温度に基づき、恒温槽の温度を制御する
こと；又は第２温度センサー装置により感知された培養
槽の温度に基づき、培養槽の温度を制御することができ
る。具体的には、培養槽の温度が、培養容器における設
定温度に対するオフセットとして制御されてもよく、単
独で制御されてもよい。

【００２７】前記恒温槽の温度制御は、ヒータ、機械式
冷凍機、熱電素子、自然放熱などにより、加温若しくは
冷却することにより行なわれうる。

【００２８】本発明の精密培養用インキュベータにおい
ては、培養容器内部における結露を抑制し、コンタミネ
ーションを抑制する観点から、培養槽内の温度が、恒温
槽よりも高い温度となるように設定されることが好まし
い。具体的には、第２温度センサー装置により培養槽の
温度をモニターし、前記温度制御手段を介して、恒温槽
の温度を制御することにより、培養槽内の温度が、恒温
槽よりも高い温度となるように設定すればよい。

【００２９】本発明の精密培養用インキュベータは、Ｃ
Ｏ₂濃度、湿度などの培養条件をモニターすることが可
能なセンサーを備えていてもよい。かかるＣＯ₂濃度、
湿度などの培養条件のセンサーとしては、電池式、赤外
線式などのガスセンサー；静電容量式、薄膜式、乾湿球
式などの湿度センサー；前記第２温度センサー装置と同
様のものなどが挙げられる。

【００３０】本発明の精密培養用インキュベータの一例
を図１及び図２に示す。本発明の精密培養用インキュベ
ータは、かかる例示に限定されるものではない。

【００３１】図１において、精密培養用インキュベータ
は、培養槽１に恒温槽２が内設されている。また、前記
恒温槽において、第１温度センサー装置３が設置されて
いる。さらに、前記培養槽１には、第２温度センサー装
置４が配設されている。前記恒温槽２と、前記第１温度
センサー装置３と、前記第２温度センサー装置４とは、
各温度センサー装置により感知された温度の情報が、恒
温槽２に連結された温度制御手段５と連動可能であるよ
うに連結されている。前記培養槽１の外部に、前記温度
制御手段５が付設されている。ここで、前記温度制御手
段５は、その内部に培養槽の加熱冷却手段、ＣＯ₂など
のガス環境制御手段と、必要に応じて、恒温槽の加熱冷
却手段、恒温槽内の水の循環経路とが配設された循環恒
温水装置である。

【００３２】図１に例示される精密培養用インキュベー
タにおいて、例えば、培養槽１の内部が、ＣＯ₂濃度５
％、湿度９０％になるように設定される。培養における
設定温度を４２．７℃とした場合、前記温度制御手段５
に設定され、該温度制御手段５の内部の加熱冷却手段に
より温度調節された水が循環経路を介して、恒温槽２に
供給されることにより恒温槽２の温度が調節される。ま
た、培養槽１における温度が、恒温槽２内の温度より
も、高くなるように設定される。

【００３３】図２において、精密培養用インキュベータ
は、培養槽１に３台の恒温槽２が内設されている。ま
た、各恒温槽において、それぞれ第１温度センサー装置
３が設置されている。さらに、前記培養槽１には、第２
温度センサー装置４が内設され、該第２温度センサー装
置４は、温度制御手段５に連結されている。各恒温槽２
と該恒温槽２に対応する第１温度センサー装置３とは、
温度制御手段５を介して連結されており、該第１温度セ
ンサー装置３により感知された温度の情報に基づき、恒
温槽２の温度が設定温度となるように制御される。ま
た、前記第２温度センサー装置４は、温度制御手段５を
介して連結されており、該第２温度センサー装置４によ
り感知された温度の情報に基づき、温度制御手段５によ
り、培養槽１の温度が設定温度となるように制御され
る。また、前記培養槽１の外部に、前記温度制御手段５
が付設されている。ここで、前記温度制御手段５は、そ
の内部に培養槽の加熱冷却手段、ＣＯ₂などのガス環境
制御手段と、必要に応じて、恒温槽の加熱冷却手段、恒
温槽内の水の循環経路とが配設された循環恒温水装置で
ある。

【００３４】図２に例示される精密培養用インキュベー
タにおいて、例えば、培養槽１の内部が、ＣＯ₂濃度５
％、湿度９０％になるように設定される。３台の恒温槽
のなかで最も高い設定温度よりも高い温度となるよう
に、培養槽における温度が設定される。

【００３５】本発明の精密培養用インキュベータは、病
変組織における細胞の温度感受性を調べること、病変組
織における細胞と正常細胞との温度感受性の違いを明確
にして、温熱療法における温度設定の基礎データを得る
ことなどに有用である。また、各種細胞の温度に対する
特性を検定するのに特に有用である。

【００３６】

【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明する
が、本発明は、かかる実施例に限定されるものではな
い。

【００３７】実施例１培養槽内に３台の恒温槽（恒温水槽）を設置した培養装
置の概略図を図２に示す。３台の恒温槽は、最上段か
ら、それぞれ、４２．３℃、４２．５℃、４２．７℃に
設定した。培養槽内における気相の温度（Ｔｇ）は、４
３℃とした。

【００３８】各恒温槽の温度は、精密に制御され、培養
液の温度は±０．１℃以内に制御された。また、培養槽
内の湿度は、ほぼ飽和に近い状態が保たれており、培養
液の減少なども防止された。また、培養槽内における気
相条件の制御も培養槽側の温度制御手段により精密に行
なわれており、５％（ｖ／ｖ）ＣＯ₂濃度に対して、ほ
ぼ±０．５％の精度で制御が行なわれていた。さらに、
培地のｐＨも安定であった。

【００３９】比較例１恒温槽が配置されていない通常のＣＯ₂インキュベータ
において、実施例１と同様の培養液を設置し、該培養液
の温度の変動を測定した。その結果、前記培養液の温度
は、扉閉止時で、±０．２℃程度、扉開閉時で±５℃程
度の変動が生じることが示された。

【００４０】

【発明の効果】本発明の精密培養用インキュベータによ
れば、精密な温度制御ができ、培養時の操作が簡便であ
り、かつ培養時の操作による温度変化が生じにくいとい
う優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の精密培養用インキュベータの
一例を示す概略図である。

【図２】図２は、本発明の精密培養用インキュベータの
一例を示す概略図である。

【符号の説明】

１培養槽２恒温槽３第１温度センサー装置４第２温度センサー装置５温度制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】培養対象物の培養に適したＣＯ₂濃度と
湿度を維持し該培養対象物を培養するための培養槽に、
培養容器を保持し該培養容器内を設定温度に維持するた
めの恒温槽が内設されてなる、精密培養用インキュベー
タ。
【請求項２】培養対象物の培養に適したＣＯ₂濃度と
湿度を維持し該培養対象物を培養するための培養槽と、
培養容器を保持し該培養容器内を設定温度に維持するた
めの恒温槽と、該培養容器内の温度をモニターするため
の第１温度センサー装置と、該培養槽に内設され、かつ
該培養槽内の温度をモニターするための第２温度センサ
ー装置と、温度を制御するための少なくとも１つの温度
制御手段と、を有してなり、該恒温槽と該第１温度セン
サー装置とが該培養槽に内設され、該恒温槽と該第１温
度センサー装置とが、該温度制御手段を介して連結さ
れ、かつ該第１温度センサー装置及び該第２温度センサ
ー装置が、同一又は別々の温度制御手段に連結されてな
る、請求項１記載の精密培養用インキュベータ。