JP2006204187A - 培養装置 - Google Patents

Abstract

【課題】培養装置における扉開閉構造を改善し、扉開閉時に起因するコンタミネーションの防止、抑制および簡易観察作業の容易化を目的とする。
【解決手段】培養装置１において、筐体３内に形成された培養空間２を開閉する扉構造を、第１扉４と第２扉１０からなる２重扉構造とし、第２扉１０を、筐体３の上辺と下辺を回動軸とする上扉４ａ、下扉４ｂより構成し、上扉４ａの開放時は、上扉４ａの水平位置を保持することで、上方からの埃や埃に付着した細菌侵入の防止用障害壁として作用させ、その結果、コンタミネーションが予防でき、信頼性の高い培養装置が提供できる。また、第２の扉１０の下扉１０ｂに培養容器仮置き場１２と上扉１０ａに照明装置１４を取り付けることにより、第２の扉開放時、下扉が簡易の観察装置になる。
【選択図】図４

Description

本発明は、培養環境の温度・湿度・雰囲気ならびに培養液のＰＨを一定に保って細菌、細胞などを培養する際に用いられる、培養装置に関するものである。

近年のバイオ、再生医療関連の分野の発達に伴い、培養装置を使用して細胞を培養する作業が増加傾向にある。細胞の培養を促進するためには、それぞれの細胞に適した培養空間を整備する必要があり、培養空間内の温度制御、湿度制御、雰囲気制御を行なう培養装置が開発されている。

特に、培養条件としてＣＯ２（炭酸ガス・二酸化炭素）ガス濃度の厳格な濃度条件を要求する細胞培養を行なう場合には、温度制御及び湿度制御に加えて、培養空間内のＣＯ２ガス濃度を制御するものとしてＣＯ２インキュベータが用いられている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

これらによる試験や培養は、長時間継続して行なわれるものであり、継続中には各試料の分析や観察、試薬の分注などの作業があり、所定時間ごとに試料を順次培養装置から取り出し、培養液を交換し、再び培養装置に戻す必要がある。このため、培養装置には、試料の出し入れのために開閉式の二重扉を備えた開口部が設けられている。そしてこの扉を介して出入りする熱量を極力抑えるため、開口部に内側と外側に二重の扉を装備した培養装置が知られている。
特開平９−２３８７７号公報 特開２００１−２９９３２５号公報

しかしながら、従来の培養装置は、前記二重扉の両方とも左右のどちらか一方向にしか開閉できない場合が多く、内扉が開いている場合、その上方には何も障害壁がないため、空間上方からの埃やそれらに取り付いている細菌などが培養空間に入り込む可能性があり、したがって、従来の構成は、コンタミネーションの危険性を伴う構成であった。

また、培養容器を観察するためには、一旦培養容器を培養装置から外の空間に取り出し、クリーンベンチなどの環境下に移動して顕微鏡などで観察をしなければならず、移動の間において細菌感染などのコンタミネーションが発生するという課題を有していた。

さらに、従来の構成は、長尺の単一扉を、一端を軸にして開閉操作するため、扉の開閉に占める面積が大きく、その結果、培養装置周辺に扉開閉のための空間を必要とし、据付スペースが必要以上に増すものであった。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、二重扉の外扉の開閉方向を、上下に分割する扉構成とすることにより、扉開放時に上扉が上方からの埃侵入の防止用壁と兼用できるように構成したものである。

また、本発明は、外扉の開放動作時に扉内面を利用して簡易観察環境および空間を形成することにより、培養容器の移動時間・距離を短縮し、コンタミネーションの発生条件を少なくして信頼性の高い培養装置を提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するためには、本発明の培養装置は、前面が開口されたほぼ箱型の筐体と、この筐体の内部に設けられた培養空間と、前記前面の開口部を開閉自在に塞ぎ、かつ閉状態において前記筐体内部の視認を可能とする内扉と、前記内扉の外側に開閉自在に設けられ、前記閉状態にある内扉を覆う外扉を備え、さらに、前記外扉の開動作状態において、前記筐体の前方下部を照射する照明手段を設けたものである。

これによって、培養装置の扉開放時に外扉を利用して培養容器の観察が簡易的にでき、培養容器からクリーンベンチまでの移動距離・時間を短縮し、コンタミネーション防止の条件を作り出すことができる。

本発明の培養装置は、扉開閉方向を利用して培養空間のコンタミネーションの原因となるカビやカビの胞子、浮遊菌などの侵入を防止し、加えて前記外扉を利用して簡易観察空間を作りだすことにより、培養容器の移動を抑制する。その結果、培養容器における雑菌に触れる可能性を減らすことができる。また前記扉を上下の分割扉構成により、該扉の開閉に伴う回転半径を小さくすることが可能となり、実験の作業環境および作業性を向上させることができる。

請求項１に記載の発明は、前面が開口されたほぼ箱型の筐体と、この筐体の内部に設けられた培養空間と、前記前面の開口部を開閉自在に塞ぎ、かつ閉状態において前記筐体内部の視認を可能とする内扉と、前記内扉の外側に開閉自在に設けられ、前記閉塞状態にある内扉を覆う外扉を備え、さらに、前記外扉の開放動作状態において、前記筐体の前方下部を照射する照明手段を設けたものである。

かかる構成とすることにより、培養装置内で培養されている培養容器を、クリーンベンチなどへ移動することなく培養装置の側近で観察することができ、しかも外扉の照明手段により、より確かな簡易観察が可能となる。

請求項２に記載の発明は、前記外扉を、上下の分割構成とし、その上側に位置する上扉は上方へ、下側に位置する下扉は下方へそれぞれ開放動作を行なうように取付け、前記照明手段は、開放状態にある前記外扉の下扉内面を照明する構成としたものである。

かかる構成とすることにより、外扉の開放状態において、前記上扉が上方からの埃や埃に付着した細菌等の侵入防止ひさしの役割を果たし、また開放半径が小さくできることから、扉の開閉時の回転軌跡が小さく、扉開閉に伴う乱流も抑制でき、これに起因するコンタミネーションも防止でき、培養装置の信頼性向上がはかれるとともに、実験空間の作業環境も整備でき、実験台などのスペース確保が容易にできる。さらに、外扉の開放状態において、下扉が培養容器の戴置台を兼ね、その戴置台を前記照明手段が照明するため、培養装置が、観察設備を構成することになり、その結果、簡易でありながらより精度の高い観察が可能となる。

請求項３に記載の発明は、前記照明手段を、前記上扉内面に設け、前記下扉の一部分を限定して照射するように焦点の絞りを可能としたもので、かかる構成とすることにより、他の培養空間に照明による悪影響を少なくし、細菌や細胞の観察をし易くする。

請求項４に記載の発明は、前記下扉の内面の色を変更する背色変更手段を設けたものである。

かかる構成とすることにより、観察する培養容器・培養物に応じて背景色が変更できるため、培養容器内の細菌や細胞の観察が一層し易くなる。

請求項５に記載の発明は、前記背色変更手段を、前記下扉の内面を構成する液晶パネルとしたものである。

かかる構成により、前記背景色を様々な色に簡単に設定でき、観察効率を向上させることが可能となる。

請求項６に記載の発明は、前記下扉に、外周縁から上方に向けての送風によるエアーカーテン形成手段を設けたもので、かかる構成により、室内にただよう埃やそれに付着する細菌の観察空間内への侵入するのを防止することができる。

請求項７に記載の発明は、前記外扉の上扉に、前記エアーカーテンによる送風の培養空間または観察空間への巻き込みを抑制する風向制御板を設けたものである。

かかる構成により、噴出す気流のエアーカーテン作用により、観察空間内への周辺空気の侵入を防止し、その結果、コンタミネーションの防止とより安全な観察環境の創出が可能となる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における培養装置の外扉開放状態における斜視図、図２は同培養装置における扉閉塞状態での概略構成断面図、図３は同培養装置における内扉を取り外した状態を示す図１相当図、図４は同培養装置における観察使用時の概略構成断面図である。

図１乃至図４において、培養装置１の培養空間２は、本体を構成する一面が開口した筐体３の内部に形成されている。筐体３は、必要に応じて周知の構成からなる断熱機能が設けられる。培養空間２の開口部には、強化ガラスなどの視認可能な材料からなる内扉４が開閉可能に設けられている。また、培養空間２内部には、細胞を培養するためのシャーレなどの培養容器５を載せるトレイ６が複数段設けられ、さらに、底部には、培養環境の乾燥を防止するために滅菌水を入れた水盤７が設置されている。

また、培養空間２内の奥面には、培養空間２を前後に仕切る仕切り板８が設けられ、その奥には、送風機（ファン）９を設け、気流を生じさせて空気を攪拌し、培養空間２の環境を均一化する構成となっている。さらに、内扉４は、内上扉４ａと内下扉４ｂの上下に分割された２枚の扉で構成されている。

さらに、内扉４の外側には、外扉１０が開閉可能に設けられており、この外扉１０についても、内扉４と同様に外上扉１０ａと外下扉１０ｂの上下に分割された２枚の扉で構成されている。外上扉１０ａは、軸支装置２１により回動可能に支持されていることに加え、開放状態において略水平位置でその状態が維持される。この機能を果たす軸支装置２１は、周知の構成でよく、その詳細は説明を省略する。また、この外扉１０における外下扉１０ｂについても、同様に軸支装置２２が設けられている。

なお、内扉４、外扉１０の双方とも２枚の扉における合わせ面部の隙間を閉じるために、例えば冷蔵庫における観音開き式扉部に設けた構成で知られる回転仕切り体４ｃ、１０ｃが各上扉４ａ、１０ａにそれぞれ設けられている。回転仕切り体４ｃ、１０ｃは、必要に応じて各下扉４ｂ、１０ｂに設けても良い。

また、筐体３の開口部周縁には、外扉１０の閉塞状態において、培養空間２内と外部空間とのシール性を確保するシール部材１ａが設けられている。さらに、外扉１０は、必要に応じて断熱構造を付加してもよい。また、図示しないが、内扉４についても、外扉１０と同様に軸支装置が設けられ、特に内上扉４ａについては、略水平位置でその開放が維持される構成となっている。

さらに、外扉１０の少なくとも外下扉１０ｂの内面１１には、周知の材料からなる抗菌、抗カビ処理が周知の方法により施されている。

また、外扉１０の内下扉１０ｂの内面１１には、適宜箇所に培養容器５の底部が嵌り込む複数の凹部１２が設けられ、培養容器５が安全に仮置きできるように構成されている。この凹部１２に代えて、外下扉１０ｂの内面１１をゴム系の樹脂で（後述する背景色の選択設定を可能にする関係から、透明もしくは半透明が好ましい）コーティングする、あるいは適度な粒子状の表面加工処理を行うなど、適宜周知の手段にて培養容器５の滑りを抑える摩擦手段を講じてもよい。

さらに、図４に示すように、外扉１０における外上扉１０ａの内面には、外扉１０の開放状態において、照明装置１４により外下扉１０ｂの内面を広範囲からスポットの範囲にわたって調整可能に照射する照明装置１４が内蔵されている。したがって、外扉１０の開放状態において培養容器５の簡易観察が可能となり、しかも照明作用によってある程度の精度が確保できる。また、照明装置１４は、必要以上に照射範囲を広げないように焦点調整ができるように、周知の調整機構を備えている。

また、外扉１０における外下扉１０ｂの内面には、少なくとも凹部１２の底面（培養容器５の戴置面）に対応してカラー液晶パネル（以下、液晶パネルと称する）１５が取付けられている。この液晶パネル１５は、周知の如く通電制御にて発光する色を任意に設定できるものである。この色設定制御については、周知の内容であり、説明を省略する。

以上のように構成された培養装置について、以下その動作、作用を説明する。

まず、培養装置１の培養空間２に、培養を目的とした細菌や組織などを培養容器５に設置している場合、培養期間中には、培養容器５内のＰＨを調整する関係から、培養容器５の培養液を取り替え、培養空間２から培養容器５を取り出す必要がある。このように、培養容器５を取り出すとき、外扉１０のどちらか一方の扉１０ａ・１０ｂを開放することにより、透明材料からなる内扉４から培養空間２内の様子が視認できる。

また、培養容器５を取り出す場合も、例えば、外扉１０および内扉４ともに上扉１０ａ・４ａを開けることにより、内扉４と外扉１０とも培養空間２に対して上方からの埃や埃に付着した細菌などを防ぐ防御壁の役割を果たすと同時に、培養空間２の開口面積を必要以上に開くことなく取出しが可能となる。

このとき、内扉４および外扉１０の各上扉４ａ、１０ａの両方とも開放角度は、培養容器５を視認・取り出しやすくするために、ほぼ水平に保持されている。さらに、内扉４の内下扉４ｂ、外扉１０の外下扉１０ｂに関しても、開放角度はほぼ水平に維持され、培養容器５の戴置が可能なように構成されている。

また、外扉１０の外下扉１０ｂの内面１１については、その抗菌、抗カビ剤を材料に添加もしくは塗装などの処理を施しているため、雑菌、カビ等の繁殖が抑制され、さらに内面１１に設けた凹部１２あるいは、粗い表面にして摩擦力が働くように加工することより、培養容器５を安定して仮置きできるため、観察作業もやり易いものとなる。

さらに、外扉１０を開放し、外下扉１０ｂの内面１１に培養容器５を設置した時、照明装置１４により培養容器５を照射することができるため、培養容器５の内部の状態が一層観察し易くなる。ただし、細胞・細菌の種類によっては光照射を好まない種類もあるため、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ（図示せず）によって任意に照明できる制御とすることが望ましい。

また、外扉１０の下扉１０ｂの内面１１には、バックライト機能としての液晶パネル１５を設け、この液晶パネル１５が放つ色を選択、調整することにより、培養容器５内の細菌・細胞の種類等に応じてよりわかり易い状態にし、観察することができるため、簡易観察の精度を高めることができる。特に、液晶パネルは、手軽な操作で任意に色が制御できるため、使い勝手がよい。

以上のように、本実施の形態１においては、内扉４、外扉１０をともに上下に分割して上扉４ａ、１０ａは上方へ、下扉４ｂ、１０ｂは下方へ開放動作する構成とすることにより、特に上扉１０ａの開放時、その上扉１０ａが上方からの埃や埃に付着した細菌侵入防止用の防御壁になり、コンタミネーションの防止化がはかれ、また内外扉４、１０の開閉時における回転軌跡が小さくなり、培養装置の設置に伴うスペースを最小限にすることができる。

また、外扉１０の下扉１０ｂは、扉開放状態において培養容器５の仮置きが可能となり、加えて外上扉１０ａの内面に設けた照明装置１４の照明作用により、ある程度の精度を確保した簡易観察がその場で行え、簡易観察のために都度クリーンベンチなどへ移動する作業、時間を削減するとともにコンタミネーションリスクも解消でき、培養装置としての信頼性を向上させることができる。

さらに、前記照明の照射についても、照明の焦点を絞ることにより、他の培養空間に悪影響を与える不具合も解消でき、培養空間の安全性も向上させる。

また、本実施の形態１においては、外扉１０の下扉１０ｂ内面１１の背景色を変化させる手段として、液晶パネル１５を用いたが、簡易な手段として、下扉１０ｂの内面１１に適宜の色紙を戴置し、これを抗菌処理されたガラスやアクリルなどの透明部材にて押さえ、下扉１０ｂ内面１１の色を変える手段を用いてもわかり易さの面で同様の作用効果が期待できる。

（実施の形態２）
次に、本発明における実施の形態２を説明する。図５は、本発明の実施の形態２における培養装置の外観斜視図を示し、内扉を取り去り、外扉を開放した状態である。図６は同培養装置の扉付近の概略構成断面図である。なお、先の実施の形態１と同じ構成部品については、同一の符号を付して、説明を省略する。

図５において、先の実施の形態１と大きく異なる構成は、外扉１０の外下扉１０ｂに、上方への送風を行うエアーカーテン装置を内蔵した点である。

前記エアーカーテン装置は、外下扉１０ｂ内において、開放時の前縁部に相当する個所に開口した吸込み口１８と内面１１に開口した吹出し口１６にわたって設けられた風回路２０と、風回路２０内に設けられた送風ファン１７より構成されている。さらに詳述すると、吸込み口１８は、図５に示す如く外下扉１０ｂ開放状態において露呈する左右縁面および前縁面の三面に設けられ、また吹出し口１６は、外下扉１０ｂにおける内面１１の左右側辺および前辺の三辺に位置している。

したがって、送風ファン１７の運転により、吸込み口１８から吸気された空気は、風回路２０を通過し、吹出し口１６の開口位置関係から、外下扉１０ｂの内面１１からは、上方に延びる三面の風壁が形成される。

また、本実施の形態２では、前記エアーカーテン装置を装備した関係から、外扉１０の上扉１０ａ内面１３に、風向制御板１９を設けた点で、先の実施の形態１と相違する。

風向制御板１９は、照明装置１４を囲むように位置し、照明を遮らないように所定の長さで下方に延出している。この風向制御板１９は、必要に応じて折りたたみ可能とし、外扉１０閉塞時に内扉４と干渉しないように構成することが好ましい。

さらに、外下扉１０ｂの内面１１には、観察を容易にする背景色手段として、適宜色の色紙２３を凹部１２の底面に設けている。

以上のように構成された培養装置について、以下その動作、作用を説明する。ここで、培養容器５内の観察に際しての操作、作業および、必要に応じて照明装置１４を用いることは、先の実施の形態１と同じである。

本実施の形態２においては、適宜スイッチ（図示せず）を操作して前記観察時に送風ファン１７を運転する。

したがって、外扉１０の下扉１０ｂから上扉１０ａに向けてエアーカーテン気流が発生し、所定の風壁２４が形成される。風壁２４の上部は、風向制御板１９により、外方へ広がるようにその方向が規制されるため、観察空間（照明装置１４による照射空間内近辺）へ乱入して培養容器５内の培養物に影響を与えないように作用している。

以上のように、本実施の形態２においては、外扉１０を利用した簡易観察空間の周縁にエアーカーテン気流を流し、また、培養空間、観察空間へ風が流れないよう上扉１０ａに風向制御板１９を取り付けることにより、培養空間に対してコンタミネーション防止が図れ、培養空間・観察空間の信頼性が向上できる。

（実施の形態３）
次に、実施の形態３について図７に基づき説明する。図７は、内扉の内下扉を培養容器の観察台として利用する場合の構成を示す培養装置を示し、内扉の内上扉を取り外した斜視図である。なお、先の実施の形態と同一の構成部品については、同一の符号を付して説明を省略する。

図７において、先の実施の形態と相違する点は、内扉４の下扉４ｂを培養容器の観察台として構成した点である。したがって、下扉４ｂには、培養容器戴置用の凹部１２が複数設けられている。

かかる構成において、先の実施の形態と同様に、照明装置を設ける構成とすることも可能である。

以上のように、本発明にかかる培養装置は、生物、化学などの理化学実験や再生医療などの基礎実験、臨床実験等に使用することができ、さらに家庭用としても発酵食品などの発酵に利用することができる。

本発明の実施の形態１における培養装置の外扉開放状態における斜視図 同培養装置における扉閉塞状態での概略構成断面図 同培養装置における内扉を取り外した状態を示す斜視図 同培養装置における観察使用時の概略構成断面図 本発明の実施の形態２における培養装置の内扉を取り外した状態を示す斜視図 同培養装置における観察使用時の要部を示す概略構成断面図 本発明の実施の形態３における培養装置の内扉の内上扉を取り外した状態を示す斜視図

符号の説明

１ 培養装置
２ 培養空間
３ 筐体
４ 内扉
４ａ 内上扉
４ｂ 内下扉
５ 培養容器
６ トレイ
７ 水盤
８ 仕切り板
９ 送風機
１０ 外扉
１０ａ 外上扉
１０ｂ 外下扉
１１ 外下扉内面
１２ 凹部
１３ 外上扉内面
１４ 照明装置
１５ カラー液晶パネル（液晶パネル）
１６ 吹出し口
１７ 送風ファン
１８ 吸込み口
１９ 風向制御板
２０ 風回路
２１，２２ 軸支装置
２３ 色紙
２４ 風壁

Claims (7)

1. 前面が開口されたほぼ箱型の筐体と、この筐体の内部に設けられた培養空間と、前記前面の開口部を開閉自在に塞ぎ、かつ閉状態において前記筐体内部の視認を可能とする内扉と、前記内扉の外側に開閉自在に設けられ、前記閉塞状態にある内扉を覆う外扉を備え、さらに、前記外扉の開放動作状態において、前記筐体の前方下部を照射する照明手段を設けた培養装置。
2. 前記外扉は、上下に分割され、その上側に位置する上扉は上方へ、下側に位置する下扉は下方へそれぞれ開動作を行なうように取付け、前記照明手段は、開放状態にある前記外扉の下扉内面を照明する請求項１に記載の培養装置。
3. 前記照明手段は、前記上扉内面に設けられ、前記下扉の一部分を限定して照射するように焦点絞り可能とした請求項１または２に記載の培養装置。
4. 前記下扉の内面の色を変更する背色変更手段を設けた請求項１から３のいずれか一項に記載の培養装置。
5. 前記背色変更手段を、前記下扉の内面を構成する液晶パネルとした請求項１から４のいずれか一項に記載の培養装置。
6. 前記下扉に、外周縁から上方に向けての送風によるエアーカーテン形成手段を設けた請求項１から５のいずれか一項に記載の培養装置。
7. 前記外扉の上扉に、前記エアーカーテンによる送風の培養空間または観察空間への巻き込みを抑制する風向制御板を設けた請求項６に記載の培養装置。

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