JP2007222083A - 細胞培養カプセル - Google Patents
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Abstract
【課題】細胞培養を行う細胞培養カプセルをひとつのＣＯ2インキュベーターに置き換えて省スペース，低コスト化を図り、かつ、細胞培養カプセル内の酸素濃度を常時所定濃度に保つことが出来るようにする。
【解決手段】細胞培養カプセルにおいて、シャーレ受を所定高さに保持してなるシャーレラックを収容した細胞培養カプセル本体に、気密に閉塞可能の蓋体を設け、該蓋体には、コネクタを中間部位に有するチューブの両端を、本体内と通気可能に取り付けた。また、シャーレラックにより培養カプセル本体内の所定高さに保持されているトレイ受け下部に、ガス平衡用培養液を封入した。そして、コネクター切断時、一方のチューブは混合ガス供給源に、他方のチューブはガス濃度モニター及び又はアラームに接続する事を可能にした。
【選択図】図１
【解決手段】細胞培養カプセルにおいて、シャーレ受を所定高さに保持してなるシャーレラックを収容した細胞培養カプセル本体に、気密に閉塞可能の蓋体を設け、該蓋体には、コネクタを中間部位に有するチューブの両端を、本体内と通気可能に取り付けた。また、シャーレラックにより培養カプセル本体内の所定高さに保持されているトレイ受け下部に、ガス平衡用培養液を封入した。そして、コネクター切断時、一方のチューブは混合ガス供給源に、他方のチューブはガス濃度モニター及び又はアラームに接続する事を可能にした。
【選択図】図１
Description
本発明は、不妊治療、再生医療、医薬創生の細胞及び組織培養等の分野で利用されてい
る細胞培養カプセルに関する。
る細胞培養カプセルに関する。
細胞培養は、医薬品創生等の基礎研究のみならず、再生医療、不妊治療等の培養組織を
ヒトに移植することを目的とした臨床培養においても不可欠な技術である。従来、組織培
養技術は細胞増殖性を指標として評価されてきたが、再生医療、不妊治療等においては、
培養過程における細胞変異を可及的に防止し得る高精度培養環境の構築が望まれる。これ
らの組織培養に共通して求められることは体内、すなわち細胞、組織が生理的に存在する
環境を再現することにある。さらに細胞変異、特にＤＮＡ損傷を防止することが不可欠で
ある。
ヒトに移植することを目的とした臨床培養においても不可欠な技術である。従来、組織培
養技術は細胞増殖性を指標として評価されてきたが、再生医療、不妊治療等においては、
培養過程における細胞変異を可及的に防止し得る高精度培養環境の構築が望まれる。これ
らの組織培養に共通して求められることは体内、すなわち細胞、組織が生理的に存在する
環境を再現することにある。さらに細胞変異、特にＤＮＡ損傷を防止することが不可欠で
ある。
培養には培養液の最適化とともにガス環境（Ｏ2，ＣＯ2 濃度）、温度、湿度及び紫外線等を制御する必要がある。ヒトを始めとする哺乳動物細胞を体外で培養する機器としてＣＯ2インキュベーターが汎用されるが、本機器はガス濃度、温度、湿度を制御して培養環境を構築する。しかし、扉の開閉に伴いガス濃度、温度、湿度等が変動しやすい欠点を有している。（特許文献１参照）。
組織培養の高精度化は、細胞増殖率の向上にとどまらず、細胞変異の防止、細胞ＤＮＡ
の保護を目的とする。本発明はＣＯ2インキュベーターに求められる３つの機能（ガス濃度、温度、湿度制御）を分離し、機器本体は温度制御に専念し、着脱可能なプラスチックボトルがガス濃度、湿度維持を担当する。これにより高精度な無菌環境維持、ガス濃度の変動の最小化、とくに従来困難であった低酸素培養が可能となる（例として２．０％Ｏ2）。これにより上述した目的を達成する。
特公平６−３２６４０号公報
組織培養の高精度化は、細胞増殖率の向上にとどまらず、細胞変異の防止、細胞ＤＮＡ
の保護を目的とする。本発明はＣＯ2インキュベーターに求められる３つの機能（ガス濃度、温度、湿度制御）を分離し、機器本体は温度制御に専念し、着脱可能なプラスチックボトルがガス濃度、湿度維持を担当する。これにより高精度な無菌環境維持、ガス濃度の変動の最小化、とくに従来困難であった低酸素培養が可能となる（例として２．０％Ｏ2）。これにより上述した目的を達成する。
本発明は上記の点に鑑みて、細胞培養を行う細胞培養カプセルをひとつのＣＯ2インキュベーターに置き換えて省スペース，低コスト化を図り、かつ、細胞培養カプセル内のＯ2，ＣＯ2濃度を常時所定濃度に保つことが出来るようにすることを目的とする。従来のＣＯ2インキュベーターは非気密性であり、ガス環境を維持するため、センサーを用いてガスを連続して注入しながらセンサーによりガス濃度を制御する必要があった。培養環境を密閉可能なカプセル化することにより、ガスセンサーおよびガスの注入が不要となった。
請求項１記載の発明にあっては、細胞培養カプセルにおいて、シャーレ受を所定高さに
保持してなるシャーレラックを収容した培養カプセル本体に、気密に閉塞可能の蓋体を設
け、該蓋体には、コネクタを中間部位に有するチューブの両端を、本体内と通気可能に取
り付けた。
請求項２記載の発明にあっては、請求項１記載の発明にあって、シャーレラックにより
培養カプセル本体内の所定高さに保持されているトレイ受け下部に、ガス平衡用培養液（以下平衡液と云う）を封入した。
請求項３記載の発明にあっては、請求項１記載の発明にあって、コネクター切断時、一方のチューブは混合ガス供給源に、他方のチューブはガス濃度モニター及び又はアラームに接続する事を可能にした。
保持してなるシャーレラックを収容した培養カプセル本体に、気密に閉塞可能の蓋体を設
け、該蓋体には、コネクタを中間部位に有するチューブの両端を、本体内と通気可能に取
り付けた。
請求項２記載の発明にあっては、請求項１記載の発明にあって、シャーレラックにより
培養カプセル本体内の所定高さに保持されているトレイ受け下部に、ガス平衡用培養液（以下平衡液と云う）を封入した。
請求項３記載の発明にあっては、請求項１記載の発明にあって、コネクター切断時、一方のチューブは混合ガス供給源に、他方のチューブはガス濃度モニター及び又はアラームに接続する事を可能にした。
本発明培養カプセルは、シャーレ受を所定高さに保持してなるシャーレラックを収容した細胞培養カプセル本体に、気密に閉塞可能の蓋体を設け、該蓋体には、コネクタを中間部位に有するチューブの両端を、本体内と通気可能に取り付けているため、コネクタを解離しチューブ一端を混合ガス源に接続することにより、混合ガス源からの混合ガスをカプセル内のガス平衡用培養液に導入することが可能となる。平衡液に混合ガスが満たされた後は、前記コネクタを接合し密閉する。カプセル内にガスを適時放出しカプセル内のガス量の低下時は平衡液から補填出来る。また前記コネクタを解離した際一方のチューブをガス濃度モニター及び又はアラームに接続することで、充填時酸素量を検知することが可能である。
本発明の実施例を図面と共に次に説明する。
本発明細胞培養カプセルは、気密型カプセル内に培養シャーレを保管し、カプセル内部のみを所定環境に近づける方法を採用している。気密型の細胞培養カプセルが１台のＣＯ2インキュベーターに相当する。
本発明細胞培養カプセルは、気密型カプセル内に培養シャーレを保管し、カプセル内部のみを所定環境に近づける方法を採用している。気密型の細胞培養カプセルが１台のＣＯ2インキュベーターに相当する。
カプセル内に複数のシャーレが収納可能で、ガス濃度の維持のためにあらかじめＣＯ2ガスを溶解した平衡液を入れてから密閉する。これによりＣＯ2 濃度が減少すると平衡液内部のガスが放出されカプセル内のガス濃度を保つ。
この平衡液にはpH試薬が含まれており、溶解したＣＯ2 が減少した場合には色が変化し視覚にてＣＯ2 濃度の減少を確認可能である。また平衡液の自然蒸発により飽和湿度の維持も図ることが可能である。
この平衡液にはpH試薬が含まれており、溶解したＣＯ2 が減少した場合には色が変化し視覚にてＣＯ2 濃度の減少を確認可能である。また平衡液の自然蒸発により飽和湿度の維持も図ることが可能である。
図１及び図２に細胞培養カプセル１及び蓋体３の正面図を示す。
細胞培養カプセル１はカプセル本体２と蓋体３とより主としてなり、蓋体３はカプセル
本体２と螺合部４で螺じ合わされている。カプセル本体２の螺合部４の内周面下部にはテ
ーパー面５が設けられており、蓋体３の螺合部４の下部に設けた環状溝６に嵌合したＯリ
ング７が前記テーパー面５と接し、カプセル本体２に蓋体３を螺じ込んだ際に、前記テー
パー面５とＯリング７とが密接し、カプセル本体２の密封性を保っている。蓋体３とカプ
セル本体２とのそれぞれの外周縁には上目印８及び下目印９が設けられている。下目印９
は蓋体の締り程度を知るためにカプセル本体２の上部に３個所設けられている。
細胞培養カプセル１はカプセル本体２と蓋体３とより主としてなり、蓋体３はカプセル
本体２と螺合部４で螺じ合わされている。カプセル本体２の螺合部４の内周面下部にはテ
ーパー面５が設けられており、蓋体３の螺合部４の下部に設けた環状溝６に嵌合したＯリ
ング７が前記テーパー面５と接し、カプセル本体２に蓋体３を螺じ込んだ際に、前記テー
パー面５とＯリング７とが密接し、カプセル本体２の密封性を保っている。蓋体３とカプ
セル本体２とのそれぞれの外周縁には上目印８及び下目印９が設けられている。下目印９
は蓋体の締り程度を知るためにカプセル本体２の上部に３個所設けられている。
蓋体３には、細胞培養カプセル１の内部に連通する第１、第２のチューブ１０，１１を
設け、それらの端部を医療用コネクタ１２で結合している。
カプセル本体２の内部にはシャーレラック１５を挿入している。シャーレラック１５は
図３に示す如く、３本の支柱１６ａ，１６ｂ，１６ｃを環状板状体よりなる下部枠材１７
に起立し、支柱１６ａ，１６ｂ，１６ｃの中間部をシャーレ受１８で固定している。前面
２本の支柱１６ａ，１６ｂ間を広くし、シャーレ１９をシャーレ受１８に載置する際に障
害にならないようにしている。シャーレ受１８は、板状対をなし、正面に切込２０を有し
、シャーレ２０をシャーレ受１８に載置する際にシャーレ１９を持ち易くしている。
設け、それらの端部を医療用コネクタ１２で結合している。
カプセル本体２の内部にはシャーレラック１５を挿入している。シャーレラック１５は
図３に示す如く、３本の支柱１６ａ，１６ｂ，１６ｃを環状板状体よりなる下部枠材１７
に起立し、支柱１６ａ，１６ｂ，１６ｃの中間部をシャーレ受１８で固定している。前面
２本の支柱１６ａ，１６ｂ間を広くし、シャーレ１９をシャーレ受１８に載置する際に障
害にならないようにしている。シャーレ受１８は、板状対をなし、正面に切込２０を有し
、シャーレ２０をシャーレ受１８に載置する際にシャーレ１９を持ち易くしている。
シャーレ受１８の高さは、後述するガス平衡用外部培養液Ｇ注入の関係で、同液Ｇを培
養カプセル１内に注入した際に浸漬されない程度の高さとする。
ガス平衡用外部培養液Ｇは、細胞培養カプセル１内を長時間かつ一定のガス環境（ＣＯ2、Ｏ2濃度）に保つために用いる。その組成は、目的により最適なものを使用するが、一例として、ＨＥＰＥＳ（ヒドロキシエチルピペラジンエタンスルホン酸）粉末４．７７ｇ／Ｌ，重曹（ＮａＨＣＯ3）粉末２．２０ｇ／Ｌ，フェノール レッド（pH指示薬）１〜３ｍｇを１Ｌの超純水に溶かしたものにＯ2 ：ＣＯ2 ：Ｎ2＝２：５：９５混合ガスをバブリングし、ガス平衡にして使用する。この際、pHは７．４（液の色調は赤橙色となる）。細胞の観察の為カプセルを開放した後には、新規のガス平衡用外部培養液に入れ替えるか、再度ガスを溶解させても使用する。これは例えば２００ｍｌに小分けされ、別の培養槽で３７℃に予熱しておく。
平衡用外部培養液のガス量に変化を生じた場合にカプセル内部で過剰な酸素の吸収と不
足なＣＯ2 の放出を行う。
養カプセル１内に注入した際に浸漬されない程度の高さとする。
ガス平衡用外部培養液Ｇは、細胞培養カプセル１内を長時間かつ一定のガス環境（ＣＯ2、Ｏ2濃度）に保つために用いる。その組成は、目的により最適なものを使用するが、一例として、ＨＥＰＥＳ（ヒドロキシエチルピペラジンエタンスルホン酸）粉末４．７７ｇ／Ｌ，重曹（ＮａＨＣＯ3）粉末２．２０ｇ／Ｌ，フェノール レッド（pH指示薬）１〜３ｍｇを１Ｌの超純水に溶かしたものにＯ2 ：ＣＯ2 ：Ｎ2＝２：５：９５混合ガスをバブリングし、ガス平衡にして使用する。この際、pHは７．４（液の色調は赤橙色となる）。細胞の観察の為カプセルを開放した後には、新規のガス平衡用外部培養液に入れ替えるか、再度ガスを溶解させても使用する。これは例えば２００ｍｌに小分けされ、別の培養槽で３７℃に予熱しておく。
平衡用外部培養液のガス量に変化を生じた場合にカプセル内部で過剰な酸素の吸収と不
足なＣＯ2 の放出を行う。
図４に作業ベンチ３０の概略を示す。図４において細胞培養カプセル１は１個のみ記載
されているが、図示を省略した培養器の中に複数個例えば１６個収容されている。そして
一方に混合ガスのボンベが２種設けられる。
例えばＡ混合ガスは、Ｏ2 ：ＣＯ2 ：Ｎ2の比が０：５：９５でありＢ混合ガスはＯ2 ：ＣＯ2 ：Ｎ2の比が２：５：９３でありそれぞれボンベ３１，３２に充填されている。そして、ボンベ３１，３２は切換弁３３を介して外部導管３４に連なっている。
されているが、図示を省略した培養器の中に複数個例えば１６個収容されている。そして
一方に混合ガスのボンベが２種設けられる。
例えばＡ混合ガスは、Ｏ2 ：ＣＯ2 ：Ｎ2の比が０：５：９５でありＢ混合ガスはＯ2 ：ＣＯ2 ：Ｎ2の比が２：５：９３でありそれぞれボンベ３１，３２に充填されている。そして、ボンベ３１，３２は切換弁３３を介して外部導管３４に連なっている。
一方、作業用ベンチ３０には、Ｏ2 モニター及び又はアラーム３５が設けられている。細胞培養カプセル１の第１のチューブ１０のコネクタ１２ａとガスボンベ外部導管３４のコネクタ３４ａとを接続し、細胞培養カプセル１の第２のチューブ１１のコネクタ１２ｂとＯ2 モニター３５の外部導管３６のコネクタ３６ａを接続する。そして、最初に自動切換弁３３を切換えてＡ混合ガスボンベ３１の混合ガスを細胞培養カプセル１内に吹き込んで、カプセル内部酸素濃度をに急速低減させる。次に自動切換弁３３を切換えてＢ混合ガスを供給し、酸素濃度を例えば２％の所定濃度とする。これは流量計（図示せず）と電磁弁を自動で制御することにより行なわれる。
ガス供給時の接続が容易かつ、間違いの無いように、チューブ同士はカプラーにて接合
する。これは医療用であり、容易に入手可能かつ安価である。また密閉性も良い。カプラ
ーの一方はガス供給口と接続し、もう一方はオプションの酸素濃度計へ接続し、カプセル
からの排気ガス中の酸素濃度の監視に使用可能である。各々カプラー接続のため、配管を
間違えることはない。
する。これは医療用であり、容易に入手可能かつ安価である。また密閉性も良い。カプラ
ーの一方はガス供給口と接続し、もう一方はオプションの酸素濃度計へ接続し、カプセル
からの排気ガス中の酸素濃度の監視に使用可能である。各々カプラー接続のため、配管を
間違えることはない。
１ 細胞培養カプセル
２ カプセル本体
３ 蓋体
４ 螺合部
５ テーパー面
６ 環状溝
７ Ｏリング
８ 上目印
９ 下目印
１０ 第１のチューブ
１１ 第２のチューブ
１２ コネクタ
１５ シャーレラック
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ 柱
１７ 下部枠材
１８ シャーレ受
１９ シャーレ
２０ 切込
３０ 作業用ベンチ
３１，３２ ボンベ
３３ 切換弁
３４，３６ 外部導管
３４ａ，３６ａ コネクタ
３５ ガス濃度モニター
２ カプセル本体
３ 蓋体
４ 螺合部
５ テーパー面
６ 環状溝
７ Ｏリング
８ 上目印
９ 下目印
１０ 第１のチューブ
１１ 第２のチューブ
１２ コネクタ
１５ シャーレラック
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ 柱
１７ 下部枠材
１８ シャーレ受
１９ シャーレ
２０ 切込
３０ 作業用ベンチ
３１，３２ ボンベ
３３ 切換弁
３４，３６ 外部導管
３４ａ，３６ａ コネクタ
３５ ガス濃度モニター
Claims (3)
- シャーレ受を所定高さに保持してなるシャーレラックを収容した細胞培養カプセル本体に、気密に閉塞可能の蓋体を設け、該蓋体には、コネクタを中間部位に有するチューブの両端を、本体内と通気可能に取り付けてなる、細胞培養カプセル。
- シャーレラックにより培養カプセル本体内の所定高さに保持されているトレイ受け下部に、ガス平衡用培養液を封入してなる請求項１記載の細胞培養カプセル。
- コネクター切断時、一方のチューブは混合ガス供給源に、他方のチューブはガス濃度モニター及び又はアラームに接続する事を可能にしている請求項１記載の細胞培養カプセル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006047605A JP2007222083A (ja) | 2006-02-24 | 2006-02-24 | 細胞培養カプセル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006047605A JP2007222083A (ja) | 2006-02-24 | 2006-02-24 | 細胞培養カプセル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007222083A true JP2007222083A (ja) | 2007-09-06 |
Family
ID=38544472
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006047605A Pending JP2007222083A (ja) | 2006-02-24 | 2006-02-24 | 細胞培養カプセル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2007222083A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015165797A (ja) * | 2014-02-14 | 2015-09-24 | 株式会社Ｒｅｇｅｎｅ Ｐｈａｒｍ | 培養皿収納容器 |
| JP2018113951A (ja) * | 2017-01-20 | 2018-07-26 | 日本光電工業株式会社 | 細胞培養システム、細胞培養環境評価装置、及びプログラム |
| CN113088450A (zh) * | 2021-04-20 | 2021-07-09 | 蓝莲(杭州)生物科技有限公司 | 用于干细胞的低温生化培养装置 |
-
2006
- 2006-02-24 JP JP2006047605A patent/JP2007222083A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015165797A (ja) * | 2014-02-14 | 2015-09-24 | 株式会社Ｒｅｇｅｎｅ Ｐｈａｒｍ | 培養皿収納容器 |
| JP2018113951A (ja) * | 2017-01-20 | 2018-07-26 | 日本光電工業株式会社 | 細胞培養システム、細胞培養環境評価装置、及びプログラム |
| US11312935B2 (en) | 2017-01-20 | 2022-04-26 | Nihon Kohden Corporation | Cell culture system, cell culture environment evaluation device, and program |
| CN113088450A (zh) * | 2021-04-20 | 2021-07-09 | 蓝莲(杭州)生物科技有限公司 | 用于干细胞的低温生化培养装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090225 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090624 |