JP2011120535A - Adherent cell culture apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、付着性細胞培養装置に関するものである。 The present invention relates to an adherent cell culture apparatus.
従来のワクチン製造は、インフルエンザでは鶏有精卵内でウイルスを増殖、日本脳炎ではマウスの脳でウイルスを増殖させていた。これらの方法は、夾雑物を含みアレルギー等の問題があること、大量生産が難しいことが問題点として挙げられる。近年、ウイルスのワクチンを大量生産するために、培養した動物細胞にウイルスを感染させ、増殖させる方法が採られている。しかし、ウイルスを増殖できる動物細胞の多くは付着性であるため、通常の浮遊培養が適用できない場合が多い。そこで、付着性細胞の大量培養のためには、中空糸や球状物等の担体に細胞を付着させたものを培養液中で増殖させる必要がある。 In the case of conventional vaccine production, viruses are propagated in chicken sperm eggs in influenza, and viruses are propagated in the mouse brain in Japanese encephalitis. These methods include problems such as allergies including impurities and difficulty in mass production. In recent years, in order to mass-produce virus vaccines, methods have been adopted in which cultured animal cells are infected with viruses and propagated. However, since many animal cells capable of propagating viruses are adherent, ordinary suspension culture is often not applicable. Therefore, in order to culture the adherent cells in large quantities, it is necessary to grow a cell attached to a carrier such as a hollow fiber or a sphere in a culture solution.
ところで、細胞の培養においては、培養液の酸素溶解量が少ないと増殖が促進しない。
特許文献1には、培養液にマイクロナノバブルを含有させ、培養槽においてその培養液を、攪拌羽を回転させて攪拌することにより、酸素を槽内全体に偏りなく供給する生物反応装置が開示されている。
By the way, in cell culture, growth is not promoted if the amount of dissolved oxygen in the culture solution is small.
しかしながら、付着性細胞を培養する場合に、特許文献1のように、攪拌羽を回転させて培養液を攪拌すると、その攪拌羽の機械的なせん断力により、担体から細胞が剥離してしまう虞がある。
However, when culturing adherent cells, as in
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、担体からの細胞の剥離を抑制して細胞培養を行うことができる付着性細胞培養装置の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an adherent cell culture apparatus that can perform cell culture while suppressing cell detachment from a carrier.
上記の課題を解決するために、本発明は、マイクロバブルを含有させた培養液中で、担体に付着させた細胞を培養する培養槽を備える付着性細胞培養装置であって、上記培養槽の液中において攪拌流を形成するように、上記培養槽に上記培養液を供給する培養液供給装置を有するという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、マイクロバブルを含有させた培養液を、付着性細胞を培養する培養槽に攪拌流を与えるように供給することで、攪拌羽を用いることなく液中を攪拌させて、酸素を槽内全体に偏りなく供給することが可能となる。
In order to solve the above problems, the present invention is an adherent cell culture apparatus comprising a culture tank for culturing cells attached to a carrier in a culture solution containing microbubbles, A configuration is adopted in which a culture solution supply device for supplying the culture solution to the culture tank is provided so as to form a stirring flow in the solution.
By adopting this configuration, in the present invention, the culture liquid containing microbubbles is supplied to the culture tank for culturing adherent cells so as to give a stirring flow, so that the liquid can be submerged without using a stirring blade. It is possible to supply oxygen evenly throughout the tank.
また、本発明においては、上記培養液供給装置は、上記担体への上記細胞の付着力に基づいて、上記培養槽の液中に供給する上記培養液の流速を調節する流速調節部を有するという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、付着性細胞の担体への付着力に基づいて、培養槽内に供給される培養液の流速を調節することで、攪拌流のせん断力による担体からの細胞の剥離を抑制することができる。
In the present invention, the culture solution supply device has a flow rate adjusting unit that adjusts the flow rate of the culture solution supplied into the solution in the culture tank based on the adhesion of the cells to the carrier. Adopt the configuration.
By adopting this configuration, in the present invention, by adjusting the flow rate of the culture solution supplied into the culture tank based on the adhesion force of the adherent cells to the carrier, Cell detachment can be suppressed.
また、本発明においては、上記培養液供給装置は、上記流速調節部として、上記培養槽の液中に上記培養液を吐出する吐出口に向かうに従って流路面積が拡大する吐出ノズルを有するという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、培養液の流速を流路面積の拡大と共に減速させることができるため、攪拌流のせん断力を小さくして、担体からの細胞の剥離を抑制することができる。
Further, in the present invention, the culture medium supply device has a discharge nozzle whose flow area increases as the flow rate adjustment unit moves toward the discharge port for discharging the culture liquid into the liquid in the culture tank. Is adopted.
By adopting this configuration, in the present invention, the flow rate of the culture solution can be decelerated with the expansion of the channel area, so that the shear force of the stirring flow is reduced and cell detachment from the carrier is suppressed. Can do.
また、本発明においては、上記吐出ノズルは、上記拡大した吐出口の内側に上記攪拌流を形成する整流板を有するという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、吐出ノズルの拡大した吐出口にスペースが生まれるので、そのスペースに整流板を設けることで、培養液の吐出時において効率よく攪拌流を形成することが可能となる。
Moreover, in this invention, the said discharge nozzle employ | adopts the structure of having a baffle plate which forms the said stirring flow inside the said enlarged discharge outlet.
By adopting this configuration, in the present invention, a space is created in the expanded discharge port of the discharge nozzle. By providing a rectifying plate in the space, it is possible to efficiently form a stirring flow when the culture solution is discharged. It becomes possible.
また、本発明においては、上記培養液供給装置は、上記培養槽の培養液の一部を上記細胞が付着した上記担体と濾過分離して槽外に取り出す濾過分離装置と、上記濾過分離装置によって槽外に取り出された濾過液にマイクロバブルを含有させて、上記培養槽に供給する上記培養液を生成するマイクロバブル発生装置と、を有するという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、培養液に同伴される付着性細胞及び担体を取り込むことなく、濾過液にマイクロバブルを含有させて、それを循環させることにより培養槽の液中を攪拌することが可能となる。
Further, in the present invention, the culture solution supply device includes a filtration separation device for filtering and separating a part of the culture solution in the culture tank from the carrier to which the cells are attached, and taking out the outside of the tank, and the filtration separation device. A configuration is adopted in which microbubbles are included in the filtrate taken out of the tank to generate the culture liquid supplied to the culture tank.
By adopting this configuration, in the present invention, the microbubbles are contained in the filtrate without circulating the adherent cells and the carriers entrained in the culture, and are circulated to circulate in the culture tank. It becomes possible to stir.
また、本発明においては、上記濾過分離装置は、上記培養槽の基準液面に対応した位置において、上記培養液を濾過分離して槽外に取り出す取出口を有するという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、例えば、培養槽の中段部から培養液を取り出すと、その水圧により濾過分離するフィルターに担体が張り付き、目詰まりを起こすので、培養槽の基準液面において取出口を設けることで、培養液の供給によるオーバーフローでの自然排出を可能とさせ、水圧によるフィルターの目詰まりを抑制する。
Further, in the present invention, the filtration / separation apparatus employs a configuration in which an outlet is provided at a position corresponding to the reference liquid level of the culture tank to filter out the culture liquid and take it out of the tank.
By adopting this configuration, in the present invention, for example, when the culture medium is taken out from the middle part of the culture tank, the carrier sticks to the filter that is filtered and separated by the water pressure, causing clogging. By providing a take-out port, natural discharge due to overflow due to the supply of the culture solution is enabled, and clogging of the filter due to water pressure is suppressed.
また、本発明においては、上記培養槽に上記培養液を供給する前に、上記マイクロバブル発生装置により生成した上記培養液を内部に導入して該培養液に含まれるバブルの一部を脱気させる脱気槽と、上記脱気槽において、上記脱気による上記内部の圧力の増圧分を減圧させると共に上記マイクロバブルの上記培養液に対する溶解量を飽和状態に維持する圧力に調節する圧力調節弁と、を有するという構成を採用する。
この構成を採用することによって、本発明では、マイクロバブル発生装置において生成された培養液に、径の大きなバブルが含まれる場合、それが培養槽に供給されると、その大きなバブルに細胞が捕まって液面まで浮上する場合があるので、培養槽に培養液を供給する前に、マイクロバブルのガス溶解量を大きくした上で、不要なバブルを脱気することで、細胞の浮上を抑制する。
Further, in the present invention, before supplying the culture solution to the culture tank, the culture solution generated by the microbubble generator is introduced into the inside to deaerate some of the bubbles contained in the culture solution. A deaeration tank, and a pressure adjustment for adjusting the pressure of the microbubbles in the culture solution to a level at which the microbubble is dissolved in a saturated state while reducing the pressure increase in the internal pressure due to the deaeration The structure which has a valve is employ | adopted.
By adopting this configuration, in the present invention, when a large-diameter bubble is included in the culture solution generated in the microbubble generator, cells are trapped in the large bubble when it is supplied to the culture tank. Therefore, before supplying the culture solution to the culture tank, increase the amount of gas dissolved in the microbubbles and degas unnecessary bubbles to suppress cell rise. .
本発明によれば、マイクロバブルを含有させた培養液中で、担体に付着させた細胞を培養する培養槽を備える付着性細胞培養装置であって、上記培養槽の液中において攪拌流を形成するように、上記培養槽に上記培養液を供給する培養液供給装置を有するという構成を採用し、マイクロバブルを含有させた培養液を、付着性細胞を培養する培養槽に攪拌流を与えるように供給することで、攪拌羽を用いることなく液中を攪拌させて、酸素を槽内全体に偏りなく供給することが可能となる。
したがって、本発明では、攪拌羽の機械的なせん断力を作用させることなく培養液中を攪拌できるため、担体からの細胞の剥離が抑制され、効果的な細胞培養を行うことができる。
According to the present invention, there is provided an adherent cell culture apparatus comprising a culture tank for culturing cells attached to a carrier in a culture solution containing microbubbles, wherein a stirring flow is formed in the culture tank solution. The culture medium supply device that supplies the culture liquid to the culture tank is employed so that the culture liquid containing the microbubbles is given a stirring flow to the culture tank for culturing adherent cells. By supplying to the tank, the liquid can be stirred without using a stirring blade, and oxygen can be supplied to the entire tank without unevenness.
Therefore, in the present invention, since the inside of the culture solution can be agitated without applying the mechanical shearing force of the agitating blade, peeling of the cells from the carrier is suppressed and effective cell culture can be performed.
以下、本発明の実施形態の付着性細胞培養装置について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施形態における付着性細胞培養装置1を示す構成図である。図2は、本発明の実施形態における吐出ノズル50を示す斜視図である。
本実施形態の付着性細胞培養装置1は、ウイルスを増殖できる動物細胞を培養槽10で大量培養する装置である。この付着性細胞培養装置1は、図1に示すように、付着性を有する細胞2を担体3の球面に付着させ、マイクロバブルを含有させた培養液中で細胞2を増殖させる構成となっている。この培養液中で担体3の球面を覆うように増殖した細胞2は、培養槽10から担体3と共に取り出され、担体3から剥がされて所定の処理を経た後、医薬製造現場等で使用される。なお、担体3は、再び細胞2を付着した後、培養槽10に投入されることとなる。
Hereinafter, an adherent cell culture apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram showing an adherent
The adherent
ここで培養液に含まれるマイクロバブルとは、ミクロンオーダー(1μm以上で1000μm未満)の直径を有する微細気泡のことを指す。また、マイクロバブルは、培養液中に酸素を溶解させるために、その液中で所定時間滞留できる機能を有する微細気泡のことを指し、本実施形態のように細胞2を大量培養するべく数mの深さを有する培養槽10である場合には、100秒程度の滞留時間を確保する必要がある。本実施形態のマイクロバブルとしては、1cm/s程度の浮上速度、バブル直径でいえば約100〜200μm程度以下の微細気泡であることが望ましい。
Here, the microbubbles contained in the culture solution refer to fine bubbles having a diameter of micron order (1 μm or more and less than 1000 μm). The microbubble refers to a fine bubble having a function capable of staying in the liquid for a predetermined time in order to dissolve oxygen in the culture liquid. In the case of the
付着性細胞培養装置1は、培養槽10の液中において攪拌流を形成するように、培養槽10にマイクロバブルを含有させた培養液を供給する培養液供給装置20を有する。本実施形態の培養液供給装置20は、濾過分離装置30と、マイクロバブル発生装置40と、吐出ノズル50とを有する。
The adherent
濾過分離装置30は、培養槽10の培養液の一部を細胞2が付着した担体3と濾過分離して槽外に取り出すものであり、培養槽10の基準液面11に対応した位置において培養液を濾過分離して槽外に取り出す取出口31と、取出口31で濾過分離した濾過液を貯溜するバッファタンク32とを有する。
取出口31は、担体3の大きさよりもメッシュ度が小さいフィルター31aで覆われており、このフィルター31aを通過した濾過液が自然落下してバッファタンク32に導入される構成となっている。本実施形態の取出口31は、その開口下端が基準液面11に接するように培養槽10の側部に設けられている。
The filtration /
The take-
マイクロバブル発生装置40は、濾過分離装置30によって槽外に取り出された濾過液にマイクロバブルを含有させて、培養槽10に供給する培養液を生成するものであり、バッファタンク32から濾過液を圧送するポンプ41と、ポンプ41によって圧送されてくる濾過液に酸素ガスを添加して、マイクロバブルを含有した培養液を生成するマイクロバブル発生部42とを有する。
マイクロバブル発生部42の形態としては、酸素ガスを添加した濾過液に高速の旋回流を与えることで、せん断力により酸素ガスを微細化する形態や、濾過液中に多孔質部材を介してバブリングして酸素ガスを微細化する形態等、周知の形態を採用できる。本実施形態では、マイクロバブル発生過程で高い流速が得られる前者の形態を採用している。
The
As a form of the
吐出ノズル50は、マイクロバブル発生装置40から高速で吐出される培養液を、培養槽10の液中に導き入れて、攪拌流を形成する構成となっている。この吐出ノズル50は、基準液面11より下方であって、培養槽10の底面中央にその吐出口51が対向するように配置される。この吐出ノズル50は、高速で吐出される培養液による攪拌流のせん断力を、細胞2の担体3への付着力より小さく抑えるために、培養液の流速を減速させる減速部(流速調節部)52を有する。本実施形態の減速部52の形態は、吐出口51に向かうに従って培養液の流路面積を拡大させる吐出ノズル50の形状となっている。なお、攪拌流のせん断力は、マイクロバブル発生装置40の旋回流を与える装置構成に依存し、細胞2の担体3への付着力は、細胞2の種類に依存するため、それら仕様に応じて、吐出ノズル50を適宜取り替えることが望ましい。
また、拡大した吐出口51の内側には、図2に示すように、吐出される培養液の流速を均一にすると共に、その培養液に攪拌流を与えるような向きに配置された複数の整流板53が設けられている。本実施形態の整流板53は、4つの異なる向きの流れを与えるようにそれぞれ所定の角度で設けられている。
The
Further, as shown in FIG. 2, a plurality of rectifiers arranged in a direction so as to make the flow rate of the discharged culture medium uniform and to give a stirring flow to the culture liquid are disposed inside the
続いて、上記構成の付着性細胞培養装置1の動作について説明する。
培養液供給装置20は、培養槽10に培養液を供給すると共に、その供給量分の培養液を培養槽10から取り出し、またそれを再び培養槽10に供給する循環流れを形成する。
Next, the operation of the adherent
The culture
先ず、濾過分離装置30は、取出口31において培養槽10の培養液の一部を、細胞2が付着した担体3と濾過分離して槽外に取り出す。これにより、担体3が、マイクロバブル発生装置40に供給されて、担体3の破壊、あるいは、付着した細胞2の死滅を防止することができる。
取出口31は、培養槽10の基準液面11に対応した位置に設けられているため、培養液の供給によるオーバーフローでの自然排出が可能となる。これにより、例えば、培養槽10の中段部から培養液を取り出す形態のように水圧によって担体3が張り付いてフィルター31aが目詰まりを起こすことがなくなるので、長期間のメンテナンスフリーを実現できる。
First, the filtration /
Since the
取出口31のフィルター31aを通過した濾過液は、自然落下してバッファタンク32に導入され貯溜される。バッファタンク32に貯溜された濾過液は、ポンプ41によって圧送され、マイクロバブル発生部42に供給される。マイクロバブル発生部42は、酸素ガスの添加により、その気泡を含んだ濾過液を高速で旋回させ、気泡をせん断力で微細化し、マイクロバブルを含有した培養液を生成する。このマイクロバブル発生過程で高い流速を得た培養液は、マイクロバブル発生部42から高速で吐出され、吐出ノズル50を介して培養槽10に供給される。
The filtrate that has passed through the
吐出ノズル50は、担体3への細胞2の付着力に基づいて、培養槽10の液中に供給する培養液の流速を調節する減速部52を有する。減速部52は、培養液を吐出する吐出口51に向かうに従って流路面積を拡大させることで、培養液の流速を減速させる。これにより、吐出される培養液による攪拌流のせん断力を、細胞2の担体3への付着力より小さく抑えることで、攪拌流による担体3からの細胞2の剥離を抑制する。
The
吐出ノズル50は、拡大した吐出口51の内側に吐出される培養液による攪拌流を形成する整流板53を有する。本実施形態では、吐出ノズル50の拡大した吐出口51にスペースが生まれるので、そのスペースに整流板53を設けることができ、培養液の吐出時において効率よく攪拌流を形成することが可能となる。この整流板53によって整流されて吐出された培養液は、液中を攪拌すると共に、同伴するマイクロバブルを槽全体に供給して液中の酸素溶解量を高め、細胞2の培養に適した環境を形成する。
The
したがって、上述の本実施形態によれば、マイクロバブルを含有させた培養液中で、担体3に付着させた細胞2を培養する培養槽10を備える付着性細胞培養装置1であって、培養槽10の液中において攪拌流を形成するように、培養槽10に培養液を供給する培養液供給装置20を有するという構成を採用し、マイクロバブルを含有させた培養液を、付着性細胞を培養する培養槽10に攪拌流を与えるように供給することで、攪拌羽を用いることなく液中を攪拌させて、酸素を槽内全体に偏りなく供給することが可能となる。
したがって、本実施形態では、攪拌羽の機械的なせん断力を作用させることなく培養液中を攪拌できるため、担体3からの細胞2の剥離が抑制され、効果的な細胞培養を行うことができる。
Therefore, according to the above-described embodiment, the adhesive
Therefore, in this embodiment, since the inside of the culture solution can be stirred without applying the mechanical shearing force of the stirring blade, the separation of the
以上、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring drawings, this invention is not limited to the said embodiment. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described embodiments are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
例えば、上記実施形態では、吐出ノズル50から供給される培養液を、培養槽10において下向き吐出すると説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、攪拌流を形成できれば、例えば培養槽10において上向きに吐出する構成であってもよいし、培養槽10の接線方向に吐出する構成であってもよい。
For example, in the above-described embodiment, it has been described that the culture solution supplied from the
また、例えば、上記実施形態では、吐出ノズル50の流路面積を拡大させて、吐出される培養液の流速を調節すると説明したが、例えば、図3に示すように、吐出ノズル50の流路を複数に分岐させるように配管して流路面積を拡大させる構成であってもよい。
また、図4に示すように、分岐した配管を培養槽10の内周面に沿うように曲げて、培養槽10の底面中央を中心とした旋回流を与える向きに吐出口51を配置する構成であってもよい。また、本構成を高さ方向に複数設けて、培養槽10の底部だけでなく中段部等からも攪拌流を形成させる構成であってもよい。
Further, for example, in the above-described embodiment, it has been described that the flow area of the
Also, as shown in FIG. 4, the branched pipe is bent along the inner peripheral surface of the
また、例えば、図5に示す別実施形態に示すように、付着性細胞培養装置1は、培養槽10に培養液を供給する前に、マイクロバブル発生装置40により生成した培養液を内部に導入して該培養液に含まれるバブルの一部を脱気させる脱気槽60と、脱気槽60において、上記脱気による内部圧力の増圧分を減圧させると共にマイクロバブルの培養液に対する溶解量を飽和状態に維持する圧力に調節する減圧弁(圧力調節弁)61とを備える構成を採用してもよい。この構成によれば、マイクロバブル発生装置40において生成された培養液に、径の大きなバブルが含まれる場合、それが培養槽10に供給されると、そのバブルに細胞2が捕まって基準液面11まで浮上し、酸素を十分に供給できない場合があるので、培養槽10に培養液を供給する前に、減圧弁61によって圧力を調節した脱気槽60において、培養液に酸素が十分に含まれる飽和状態とし、不要なバブルは脱気することで、培養液を培養槽10に供給した際の細胞2の浮上を抑制することができる。なお、図5に示す例においては、ポンプ41の圧送力を維持したいので、脱気槽60においては、十分な内部圧力を維持しつつ、脱気したガスを外部へ抜き出す減圧弁61を用いている。
Further, for example, as shown in another embodiment shown in FIG. 5, the adherent
1…付着性細胞培養装置、2…細胞、3…担体、10…培養槽、11…基準液面、20…培養液供給装置、30…濾過分離装置、31…取出口、40…マイクロバブル発生装置、50…吐出ノズル、51…吐出口、52…減速部(流速調節部)、53…整流板、60…脱気槽、61…減圧弁(圧力調節弁)
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記培養槽の液中において攪拌流を形成するように、前記培養槽に前記培養液を供給する培養液供給装置を有することを特徴とする付着性細胞培養装置。 An adherent cell culture device comprising a culture tank for culturing cells attached to a carrier in a culture solution containing microbubbles,
An adherent cell culture apparatus comprising a culture solution supply device for supplying the culture solution to the culture vessel so as to form a stirring flow in the solution of the culture vessel.
前記培養槽の培養液の一部を前記細胞が付着した前記担体と濾過分離して槽外に取り出す濾過分離装置と、
前記濾過分離装置によって槽外に取り出された濾過液にマイクロバブルを含有させて、前記培養槽に供給する前記培養液を生成するマイクロバブル発生装置と、を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の付着性細胞培養装置。 The culture solution supply apparatus comprises:
A filtration / separation device for filtering and separating a part of the culture solution in the culture tank from the carrier to which the cells are attached;
A microbubble generator for generating the culture solution to be supplied to the culture tank by containing microbubbles in the filtrate taken out of the tank by the filtration / separation device. The adherent cell culture device according to any one of 4.
前記脱気槽において、前記脱気による前記内部の圧力の増圧分を減圧させると共に前記マイクロバブルの前記培養液に対する溶解量を飽和状態に維持する圧力に調節する圧力調節弁と、を有することを特徴とする請求項5または6に記載の付着性細胞培養装置。 Before supplying the culture solution to the culture tank, a deaeration tank that introduces the culture solution generated by the microbubble generator and degass some of the bubbles contained in the culture solution;
The deaeration tank has a pressure control valve that reduces the increase in the internal pressure due to the deaeration and adjusts the amount of the microbubble dissolved in the culture solution to a pressure that maintains a saturated state. The adherent cell culture apparatus according to claim 5 or 6.
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012213351A (en) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Jfe Mechanical Co Ltd | Apparatus for onshore cultivation of marine alga and onshore cultivation method for marine alga |
WO2014074687A1 (en) * | 2012-11-07 | 2014-05-15 | Andritz Inc. | High solids enzyme reactor mixer with vertical paddle and method |
JP2015122986A (en) * | 2013-12-26 | 2015-07-06 | 株式会社Ihi | Cell supply/discharge lid, cell introduction device, cell recovery device, and cell culture system |
WO2016006680A1 (en) * | 2014-07-10 | 2016-01-14 | オリンパス株式会社 | Cell culture system |
WO2016079820A1 (en) * | 2014-11-19 | 2016-05-26 | 三菱化学エンジニアリング株式会社 | Biological reaction device, biological reaction method, aerobic microorganism-carrying porous structure to be used in biological reaction device and method for producing porous structure |
WO2016117023A1 (en) * | 2015-01-20 | 2016-07-28 | 三菱化学エンジニアリング株式会社 | Bioreactor provided with device for supplying micronanobubbles of oxygen-containing gas and device for removing dissolved carbon dioxide, and bioreaction method using same |
JP5985114B1 (en) * | 2015-08-19 | 2016-09-06 | 三菱化学エンジニアリング株式会社 | Biological reaction apparatus and biological reaction method using the biological reaction apparatus |
WO2017029823A1 (en) * | 2015-08-19 | 2017-02-23 | 三菱化学エンジニアリング株式会社 | Biological reaction device, and biological reaction method using said biological reaction device |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10738277B2 (en) | 2015-01-26 | 2020-08-11 | Ube Industries, Ltd. | Cell culturing method and kit |
TW202122569A (en) | 2019-08-09 | 2021-06-16 | 日商宇部興產股份有限公司 | Cell culturing method using small-piece porous membrane |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6328383A (en) * | 1986-07-21 | 1988-02-06 | Hitachi Ltd | Cultivation and equipment therefor |
JPH02138960A (en) * | 1988-11-18 | 1990-05-28 | Sakai Eng Kk | Liquid flow type biochemical reactor |
JPH0523166A (en) * | 1991-07-24 | 1993-02-02 | Ebara Res Co Ltd | Apparatus for cultivation of photosynthetic microorganism |
JPH0530957A (en) * | 1991-07-30 | 1993-02-09 | Ebara Corp | Apparatus for culturing |
JPH05503848A (en) * | 1990-02-01 | 1993-06-24 | アクゾ・エヌ・ヴエー | Cell culture method |
JP2004329145A (en) * | 2003-05-09 | 2004-11-25 | Advanced Medical Biological Science Institute Co Ltd | Simple culture apparatus |
JP2005152763A (en) * | 2003-11-25 | 2005-06-16 | Koji Takahashi | Gas-liquid mixed solution containing ultrafine bubble for reactor, production method of the same, chemical reactor apparatus, and bioreactor apparatus |
JP2005348672A (en) * | 2004-06-11 | 2005-12-22 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Cell-culturing apparatus and cell-culturing method |
-
2009
- 2009-12-11 JP JP2009281647A patent/JP5549209B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6328383A (en) * | 1986-07-21 | 1988-02-06 | Hitachi Ltd | Cultivation and equipment therefor |
JPH02138960A (en) * | 1988-11-18 | 1990-05-28 | Sakai Eng Kk | Liquid flow type biochemical reactor |
JPH05503848A (en) * | 1990-02-01 | 1993-06-24 | アクゾ・エヌ・ヴエー | Cell culture method |
JPH0523166A (en) * | 1991-07-24 | 1993-02-02 | Ebara Res Co Ltd | Apparatus for cultivation of photosynthetic microorganism |
JPH0530957A (en) * | 1991-07-30 | 1993-02-09 | Ebara Corp | Apparatus for culturing |
JP2004329145A (en) * | 2003-05-09 | 2004-11-25 | Advanced Medical Biological Science Institute Co Ltd | Simple culture apparatus |
JP2005152763A (en) * | 2003-11-25 | 2005-06-16 | Koji Takahashi | Gas-liquid mixed solution containing ultrafine bubble for reactor, production method of the same, chemical reactor apparatus, and bioreactor apparatus |
JP2005348672A (en) * | 2004-06-11 | 2005-12-22 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Cell-culturing apparatus and cell-culturing method |
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012213351A (en) * | 2011-03-31 | 2012-11-08 | Jfe Mechanical Co Ltd | Apparatus for onshore cultivation of marine alga and onshore cultivation method for marine alga |
WO2014074687A1 (en) * | 2012-11-07 | 2014-05-15 | Andritz Inc. | High solids enzyme reactor mixer with vertical paddle and method |
CN104903437A (en) * | 2012-11-07 | 2015-09-09 | 安德里兹有限公司 | High solids enzyme reactor mixer with vertical paddle and method |
US9169505B2 (en) | 2012-11-07 | 2015-10-27 | Andritz, Inc. | High solids enzyme reactor mixer with vertical paddle and method |
JP2015122986A (en) * | 2013-12-26 | 2015-07-06 | 株式会社Ihi | Cell supply/discharge lid, cell introduction device, cell recovery device, and cell culture system |
CN106488979A (en) * | 2014-07-10 | 2017-03-08 | 奥林巴斯株式会社 | Cell culture system |
WO2016006680A1 (en) * | 2014-07-10 | 2016-01-14 | オリンパス株式会社 | Cell culture system |
JPWO2016006680A1 (en) * | 2014-07-10 | 2017-07-06 | オリンパス株式会社 | Cell culture system |
WO2016079820A1 (en) * | 2014-11-19 | 2016-05-26 | 三菱化学エンジニアリング株式会社 | Biological reaction device, biological reaction method, aerobic microorganism-carrying porous structure to be used in biological reaction device and method for producing porous structure |
WO2016080487A1 (en) * | 2014-11-19 | 2016-05-26 | 三菱化学エンジニアリング株式会社 | Biological reaction apparatus, biological reaction method, porous structure supporting aerobic or facultative anaerobic microorganism used in biological reaction apparatus, and method for manufacturing porous structure |
JPWO2016080487A1 (en) * | 2014-11-19 | 2017-08-31 | 三菱ケミカルエンジニアリング株式会社 | Biological reaction apparatus, biological reaction method, porous structure carrying aerobic or facultative anaerobic microorganisms used in biological reaction apparatus, and method for producing the porous structure |
WO2016117023A1 (en) * | 2015-01-20 | 2016-07-28 | 三菱化学エンジニアリング株式会社 | Bioreactor provided with device for supplying micronanobubbles of oxygen-containing gas and device for removing dissolved carbon dioxide, and bioreaction method using same |
JPWO2016117023A1 (en) * | 2015-01-20 | 2017-10-26 | 三菱ケミカルエンジニアリング株式会社 | Biological reaction device provided with device for supplying micro-nano bubbles of oxygen-containing gas, device for removing dissolved carbon dioxide, and biological reaction method using this biological reaction device |
WO2017029733A1 (en) * | 2015-08-19 | 2017-02-23 | 三菱化学エンジニアリング株式会社 | Biological reaction device, and biological reaction method using said biological reaction device |
JP2017038589A (en) * | 2015-08-19 | 2017-02-23 | 三菱化学エンジニアリング株式会社 | Organism reaction apparatus and organism reaction method using the same |
WO2017029823A1 (en) * | 2015-08-19 | 2017-02-23 | 三菱化学エンジニアリング株式会社 | Biological reaction device, and biological reaction method using said biological reaction device |
JP5985114B1 (en) * | 2015-08-19 | 2016-09-06 | 三菱化学エンジニアリング株式会社 | Biological reaction apparatus and biological reaction method using the biological reaction apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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