JP2015050964A - 多段式培養フラスコおよび細胞培養フラスコの製造方法 - Google Patents

多段式培養フラスコおよび細胞培養フラスコの製造方法 Download PDF

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春男 大久保
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Abstract

【課題】簡素な構成でありながら、最上段のトレイに収容された液体が毛管現象で不所望に漏れ出すことを防止可能であり、かつ外部寸法の製品個体差の発生を排除した細胞培養フラスコおよびその製造方法を提供する。【解決手段】本発明の細胞培養フラスコ100は、外部底面部と、外部底面部の全周に設けられた外部立ち上がり周壁部と、立ち上がり周壁部の一部に設けられたポート280とを含む外部筐体200と;内部底面部と、内部底面部の全周に設けられた内部立ち上がり周壁部とを含む内部トレイが複数段積層され、外部筐体内に収容された内部多段トレイ400と;外部立ち上がり周壁部の上端と、内部多段トレイにおける最上段内部トレイの内部立ち上がり周壁部の上端との両方を被覆し、且つ、両方の上端と溶着する蓋体500と;内部多段トレイの各段における内部立ち上がり周壁部に、内部トレイ内の空間と外部筐体内の空間とを連通させる連通孔が形成されている。【選択図】図1

Description

本発明は、多段式培養フラスコに関する。より具体的には、本発明は、培養効率をより向上させるための多段式培養フラスコに関する。
従来から、複数段のトレイが積層された構造を有する多段式培養フラスコが提供されている。
たとえば、国際公開第93/10211号パンフレット(特許文献1)に記載の培養容器においては、培養室を規定する積層されたトレイ部材が、平坦な底壁および端壁を有する外部筐体に収容されており、積層されたトレイ部材は、その周囲が互いに封止されており、上階のトレイ部材の端は、筐体の天面の内面から離隔されることで解放されており、液体は、端壁に沿って設けられたトンネルを通じて各培養室に分配される。
特開2011−528226号公報(特許文献2)に記載の多段細胞培養システムは、上板、側壁及びポートを含むカバー;底板、下側部分及びギャップ領域を備えた細胞等収容用中間トレイ、但しギャップ領域は、中間トレイ底板の内部部分で外側に曲げられたリップと、外側に曲げられた中間トレイ底板の隣接した側壁部分との間に形成され、リップは外側への曲線状エッジ態様を有する;並びに底板及び側壁を備える細胞等収容用ベーストレイ;を備える。上記中間トレイはカバー/ベーストレイ間に配置され、中間トレイ底板のギャップ領域はカバー上のポートと一直線上にあり、ポート、中間トレイ及びベーストレイを互いに流体連通させて、各中間トレイ及びベーストレイ上に配置された細胞等を除去及び/又は添加するため直接アクセス可能としている。上記中間トレイは、互いの上部に積み重ねられた複数であり、各中間トレイのギャップ領域は互いに一直線上にある。
特開2011−24577号公報(特許文献3)に記載の多層の組織培養容器は、基部を含み且つ基部の境界を少なくとも部分的になす上方に延びた壁を備える底部と、基部を含み且つ基部の境界を少なくとも部分的になす下方に延びた壁を備える頂部と、開口を画成する管状首部と、一以上の棚部とを含み、各棚部が基部と、基部の境界を少なくとも部分的になす上方に延びた壁とを備える。第1の棚部の上方に延びる壁が頂部の下方に延びる壁に隣接し、第1の棚部が底部と頂部の間に位置される。各棚部の基部がこれに形成された少なくとも一つの穴を有する。底部、頂部および一以上の棚部が、集合して、細胞を培養するための囲まれた容積を画成する。管状首部が容器から延び、囲まれた容積が、管状首部の開口によってアクセス可能である。
国際公開第93/10211号パンフレット 特開2011−528226号公報 特開2011−24577号公報
しかしながら、特許文献1に記載の容器においては、最上段のトレイ部材の上端が天面から隔離されており、固定されていない。したがって、最上段のトレイ部材に収容された培養液が、毛管現象により、当該上端と天面とのわずかな隙間を伝ってトレイ部材外へ漏れ出すことがある。
また、特許文献2および3に記載の容器においては、複数の棚部それぞれと底部と頂部とが全て積層されている。したがって、製造時における積層ずれが実質的に免れず、外部寸法の製品個体差が常に発生する。
本発明の目的は、中間トレイの最上段内の培養液が外に漏れ出すおそれがなく、かつ、外部寸法の製品個体差を排除可能な多段式培養フラスコを提供することにある。
(1)
一局面に従う細胞培養フラスコは、外部筐体と、内部多段トレイと、蓋体とを含む。外部筐体は、外部底面部と、外部底面部の全周に設けられた外部立ち上がり周壁部と、外部立ち上がり周壁部の一部に設けられたポートを含む。内部多段トレイは、内部底面部と、内部底面部の全周に設けられた内部立ち上がり周壁部とを含む内部トレイが複数段積層され、内部立ち上がり周壁部の上端と、当該上端に積重なる内部底面部の下面とが互いに溶着され、且つ、外部筐体内に収容される。蓋体は、外部立ち上がり周壁部の上端と、内部多段トレイにおける最上段内部トレイの内部立ち上がり周壁部の上端との両方を被覆し、且つ、当該両方の上端と溶着する。さらに、内部多段トレイの各段における内部立ち上がり周壁部には、内部トレイ内の空間と外部筐体内の空間とを連通させる連通孔が形成される。
これによって、簡素な構成でありながら、最上段のトレイに収容された液体が毛管現象で不所望に漏れ出すことを防止することができる。このため、たとえば内部トレイの深さを小さくし、外部筐体の深さの割に内部トレイの積層段数を多くして、培養効率を向上させることができる。さらに、内部多段トレイが外部筐体に収容されているため、たとえ内部多段トレイの積層ずれがあったとしても外部寸法(外部筐体の寸法に相当)の製品個体差の発生を排除することができ、製造工程でのマシンによるハンドリングが容易となる。
(2)
本発明の細胞培養フラスコにおいては、内部立ち上がり周壁部の外周側において、連通孔と連通する肉盗み部が、内部トレイの積層方向全体にわたって形成されていてよい。
これによって、連通孔内の液流がよりスムーズとなる。したがって、仮に内部トレイの積層にずれが生じることで、内部立ち上がり周壁部が外部立ち上がり周壁部に接触する部分が生じたとしても、当該接触部分近傍における連通孔内の液流障害を回避することができる。また、内部底面部に連通のための孔を設けない構造が可能となるため、培養容積のロスが無く、効率よく培養容積を確保することができる。
(3)
本発明の細胞培養フラスコにおいては、外部立ち上がり周壁部の内周側において、内部立ち上がり周壁部の連通孔近傍に接触するようにスペーサが突設されてよい。
これによって、連通孔内の液流がよりスムーズとなる。したがって、仮に内部トレイの積層にずれが生じることで、内部立ち上がり周壁部が外部立ち上がり周壁部に接触する部分が生じたとしても、当該接触部分近傍における連通孔内の液流障害を回避することができる。
(4)
本発明の細胞培養フラスコにおいては、外部立ち上がり周壁部の内周側において、内部多段トレイを外部底面部から所定の高さで離間させて保持する保持部が突設されてよい。この場合、保持部は、スペーサに連設するように設けられる。
これによって、外部底面部も培養スペースとして利用することができる。さらにこの場合、仮に内部トレイの積層にずれが生じることで、最下段の内部トレイの内部立ち上がり周壁部が外部立ち上がり周壁部に接触する部分が生じたとしても、当該培養スペースへスムーズに培養液を分配することができる。
(5)
本発明の細胞培養フラスコにおいては、外部筐体の長手方向に対向する外部立ち上がり周壁部間の長さが、外部筐体の短手方向に対向する外部立ち上がり周壁部間の長さの1.9倍以上2.2倍以下であってよい。
このため、多段フラスコでありながら、片手での持ち運びがしやすい。本発明の細胞培養フラスコは、内部トレイからの不所望の液体漏れを防止できるため、傾きの影響を受けやすいこのような長タイプの形状も許容される。また、長タイプであることによって、たとえば、内部トレイ1段当たりの容量の割に当該1段当たりの深さを小さくしても培養容積を充分確保することができるため、外部筐体の深さの割に積層段数をより多くすることができ、したがって、培養効率をより向上させることができる。
(6)
本発明の細胞培養フラスコにおいては、内部底面部の厚みは、1.2mm以上2.0mm以下であってよい。
これによって、内部トレイ1段当たりの容量の割に、内部立ち上がり周壁部の高さを小さくすることができるため、外部筐体の深さの割に積層段数をより多くすることができ、培養効率をより向上させることができる。
本発明の細胞培養フラスコは、内部多段トレイが外部筐体に収容されているため、内部多段トレイの内部底面部の厚みが相対的に小さくても、細胞培養フラスコ全体としての強度が保証される。
(7)
本発明の細胞培養フラスコにおいては、内部立ち上がり周壁部の高さが、8.5mm以上11.0mm以下であってよい。
これによって、外部筐体の深さの割に積層段数をより多くすることができ、培養効率をより向上させることができる。
(8)
本発明の細胞培養フラスコにおいては、外部立ち上がり周壁部が、対向する一対の側壁と、対向する一対の端壁と、傾斜側壁とを含んでよい。この場合、対向する一対の端壁のうち一方にはポートが形成されており、傾斜側壁は一対の側壁の少なくとも一方から延び且つ上方からの平面視において、ポートの根元に向かって傾斜している。さらにこの場合、傾斜側壁は第1傾斜側壁と第2傾斜側壁とを含む。第1傾斜側壁は側壁から延び、ポートの軸心に対してより小さい角度で傾斜する。第2傾斜側壁は第1傾斜側壁から延び、ポートの軸心に対してより大きい角度で傾斜する。なおかつこの場合、内部多段トレイにおける内部立ち上がり周壁部は、外部立ち上がり周壁部のうち、側壁、端壁の他方(すなわちポートが形成されていないほう)、および第1傾斜側壁に沿うように形成される。
したがって、第2傾斜側壁によってポートからのデカンテーションを容易にしつつも、より小さい角度で傾斜する第1傾斜側壁によって、1段あたりの培養容積をより大きくとることができる。
(9)
他の局面に従う細胞培養フラスコの製造方法は、積層工程と、覆蓋工程と、収容工程とを含む。
積層工程においては、内部底面部と、内部底面部の全周に設けられた内部立ち上がり周壁部と、内部立ち上がり周壁部の上端の一部が切欠かれた切欠き部とを含む内部トレイを、複数積層し、内部立ち上がり周壁部の上端と、当該上端に積重なる内部底面部の下面とを互いに溶着させ、内部多段トレイを得る。
覆蓋工程においては、内部多段トレイにおける最上段内部トレイの内部立ち上がり周壁部の上端を蓋体で被覆し、上端と蓋体とを溶着し、覆蓋された内部多段トレイを得る。
収容工程においては、外部底面部の全周に設けられた外部立ち上がり周壁部と、外部立ち上がり周壁部の一部に設けられたポートとを含む外部筐体の内部に、覆蓋された内部多段トレイを収容し、外部立ち上がり周壁部の上端と蓋体とを溶着し、内部多段トレイ収容筐体を得る。
これによって、簡素な構成でありながら、最上段のトレイに収容された液体が毛管現象で不所望に漏れ出すことを防止可能であり、かつ外部寸法の製品個体差の発生を排除した細胞培養フラスコを製造することができる。
第1実施形態にかかる培養フラスコ100の一例を示す模式的外観斜視図である。 図1の培養フラスコ100の模式的分解図である。 図1のA−A線断面図である。 図1のB−B線断面図である。 図1の培養フラスコ100の一部を示す模式的外観斜視図である。 図5の丸囲み部分の拡大図である。 図1のC−C線断面図である。 図1の一部の切欠き拡大図である。 培養フラスコ100の製造方法の工程を示す模式図である。 培養フラスコ100の製造方法の工程を示す模式図である。 培養フラスコ100の操作方法の工程を示す説明図である。 培養フラスコ100の操作方法の工程を示す説明図である。 培養フラスコ100の操作方法の工程を示す説明図である。 培養フラスコ100の他の例を示す一部切欠き拡大図である。 図14の断面図である。 図14の断面図である。 培養フラスコ100の他の例を示す一部切欠き拡大図である。 図17の断面図である。 図17の断面図である。 培養フラスコ100の他の例を示す一部拡大図である。 培養フラスコ100の他の例を示す一部拡大図である。 培養フラスコ100の他の例を示す一部拡大図である。 培養フラスコ100の他の例を示す一部拡大図である。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の要素には同一の符号を付しており、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態にかかる培養フラスコ100の一例を示す模式的外観斜視図である。説明の便宜上、図1の上側を上、下側を下と呼称する。図2は、図1の培養フラスコ100の模式的分解図である。図3は、図1のA−A線断面図である。図4は、図1のB−B線断面図である。図5は、図1の培養フラスコ100の一部を示す模式的外観斜視図である。図6は、図5の丸囲み部分の拡大図である。図7は、図1のC−C線断面図である。図8は、図1の一部の切欠き拡大図である。
[基本構成]
図1および図2に示すように、培養フラスコ100は、外部筐体200と、内部多段トレイ400と、蓋体500とを含む。外部筐体200は、内部多段トレイ400を収容する。蓋体500は、外部筐体200と内部多段トレイ400とを覆蓋する。また、培養フラスコ100は、内部多段トレイ400に設けられた第1連通部450と第2連通部480とを含む。さらに、培養フラスコ100は、外部筐体200に装着されたキャップ290を含む。
[外部筐体]
図2に示すように、外部筐体200は、外部底面部210と、その全周に設けられた外部立ち上がり周壁部220とを含む。外部立ち上がり周壁部220は、外部筐体200の長手方向に対向する一対の端壁221,222と、短手方向に対向する一対の側壁223,224とを含む。一方の端壁221には、ポート280が設けられている。図3に示すように、ポート280は、端壁221から外部筐体200の外部へ向かって突出し、且つ、外部筐体200の内部と外部とを連通させる管状に形成されている。ポート280の軸心は、外部筐体200の長手方向に平行であり、側壁223,224間の中央に位置する。ポート280には、図1および図2に示すようにキャップ290が着脱自在に装着される。
図2に示すように、外部立ち上がり周壁部220は、さらに、ポート280の根元に向かって傾斜する傾斜壁を有する。傾斜壁は、上部から下部への平面視において、ポート280の軸心に対して線対称となるように構成される。傾斜壁は、一対の第1傾斜壁225,226および一対の第2傾斜壁227,228を含む。第1傾斜壁225,226は、それぞれ、側壁223,224に連設される。第2傾斜壁227,228は、それぞれ、第1傾斜壁225,226に連設され、共に、端壁221に連設される。第2傾斜壁227,228は、上部から下部への平面視において、ポート280の軸心に向かって、第1傾斜壁225,226より大きい角度で傾斜する。
図2に示すように、外部立ち上がり周壁部220の内周面には、後述する保持部230が複数突設されている。保持部230は、外部筐体200内で、内部多段トレイ400を所定の高さ位置に保持するように設けられる。具体的には図4に示すように、保持部230の上端をなす保持面231が、内部多段トレイ400の最下面(後述の内部底面部410の下面)と接触し、且つ、保持面231の位置が、外部底面部210の上面から高さHだけ離間した位置となる。
このように、保持部230によって、外部筐体200内には、外部底面部210、内部多段トレイ400の最下面(後述の内部底面部410の下面)、および外部立ち上がり周壁部220で囲まれる空間m1が確保される。保持部230によって確保されたこの空間m1は、培養フラスコ100において、内部多段トレイ400内部の空間(培養空間m2,〜,m6)と同様に培養空間として使用されることができる。以下において、空間m1は培養空間m1と記載する。
図2に示すように、外部立ち上がり周壁部220の内周面のうち、第1連通部450の近傍に、スペーサ250が突設される。スペーサ250は、外部筐体200内の第1連通部450で、内部多段トレイ400の外周面と外部筐体200の内周面との間に空隙を確保するように設けられる。具体的には図4に示すように、スペーサ250は、側壁224の内周面から高さIで突設され、内部多段トレイ400の外周面(後述の側壁324)と接触する。これによって、当該外周面(側壁324)と、外部筐体200の側壁224の内周面との間にスペーサ250の高さIに相当する幅の空隙を確保する。
長手方向に対向する一対の端壁221,222間の長さは、210mm以上240mm以下、例えば223mmである。長手方向に対向する一対の端壁221,222間の長さは、短手方向に対向する一対の側壁223,224の長さの1.9倍以上2.2倍以下、例えば2.0倍である。第1傾斜壁225,226とポート280の軸心とが成す角は、45度以上70度以下、例えば60度である。第2傾斜壁227,228と端壁221とが成す角は、3度以上10度以下、例えば5度である。
[内部多段トレイ]
内部多段トレイ400は、図5に示す内部トレイ300と同形同大のものが、複数積層されて構成される。本実施形態においては、5枚積層される。
図5に示すように、内部トレイ300は、内部底面部310と、その全周に設けられた内部立ち上がり周壁部320とを含む。内部トレイ300の積層の態様としては、図2および図4に示すように、内部立ち上がり周壁部320の上端329と、上端329に積層される別の内部トレイ300の内部底面部310の下面とが互いに溶着されるように積層される。これによって、内部多段トレイ400は、内部トレイ300同士で囲まれた培養空間m2,〜,m5を有する。
なお、図2、図3および図4に記載のように、内部多段トレイ400のうち最上段の内部トレイ300の上端329を、特に、内部多段トレイ400の上端429と表記する。また、内部多段トレイ400のうち最下段の内部トレイ300の内部底面部310を、特に、内部多段トレイ400の内部底面部410と表記する。
図5に示すように、内部立ち上がり周壁部320は、長手方向に対向する一対の端壁321,322と、短手方向に対向する一対の側壁323,324と、一対の傾斜壁325,326とを含む。一対の傾斜壁325,326は、側壁323,324のそれぞれおよび端壁321の両方に連設される。
図5に示すように、側壁324には、端壁321より端壁322に近い側、具体的には端壁322から距離lだけ隔てた位置に切欠き部351が設けられる。より具体的には、図6に示すように、側壁324に、上端329から下に凹となる切欠き部351が幅wで設けられる。側壁324には、さらに、外周面から内に凹となる肉盗み部355が、切欠き部351と同じ幅wで、側壁324の高さh方向全体に亘って設けられる。
一方、図5に示すように、端壁321には、上端329から下に凹となる切欠き部381が設けられる。切欠き部381の深さは、所望の培養容積を確保できる深さであれば特に限定されるものではない。したがって、切欠き部351と同じ深さであってもよいし、異なる深さであってもよい。
内部多段トレイ400を構成する内部トレイ300各段の端壁321,322は、内部多段トレイ400が外部筐体200内に収容された状態(図1参照)において、外部筐体200の端壁221,222の面に沿うように配置される。同様に、内部多段トレイ400における側壁323,324は、外部筐体200の側壁223,224の面に沿い、内部多段トレイ400における傾斜壁325,326は、外部筐体200の第1傾斜壁225,226の面に沿うように配置される。
内部トレイ300において、一対の端壁321,322間の長さは、200mm以上230mm以下、たとえば214mmである。また、一対の側壁323,324間の長さは、100mm以上115mm以下、たとえば107mmである。側壁324の高さhは8.5mm以上11.0mm以下、例えば9.0mmである。内部トレイ300の内部底面部310の厚さは、1.2mm以上2.0mm以下、例えば1.6mmである。内部トレイ300の深さは、7.0mm以上9.5mm以下、たとえば7.4mmであってよい。内部トレイ300の内部立ち上がり周壁部320の厚さは、内部底面部310の厚さと同様であってよい。切欠き部351の端壁322からの距離lは、外部筐体200の長手方向に対向する一対の端壁221,222間の長さの15%以上25%以下、たとえば19%である。切欠き部351の幅wは、外部筐体200の端壁221,222間の長さの4%以上10%以下、たとえば6%である。切欠き部351の深さdは、高さhの10%以上30%以下、たとえば17%である。切欠き部381の幅は、外部筐体200の短手方向に対向する一対の側壁223,224間の長さの40%以上80%以下、たとえば60%である。
[蓋体]
蓋体500は、図1に示すように、外部筐体200の上部開口全体を覆蓋する形状で構成される。
図3および図4に示すように、蓋体500は、外部筐体200を覆蓋すると共に、外部筐体200に収容された内部多段トレイ400も覆蓋する。この場合、蓋体500の下面は、外部筐体200の外部立ち上がり周壁部220の上端229と、内部多段トレイ400の上端429の両方と溶着する。これによって、培養フラスコ100は、内部トレイ400の最上段の内部トレイ300と蓋体500とに囲まれた培養空間m6を有する。したがって、培養フラスコ100は、前述の培養空間m1および培養空間m2,〜,m5と合わせ、全部で6段の培養空間を含む。
[第1連通部]
前述のように、内部トレイ300において、切欠き部351が端壁322から所定の距離lだけ隔てた位置に設けられ、切欠き部381が端壁321に設けられる(図5参照)ことにより、図1に示すように、第1連通部450は、第2連通部480と十分に隔離して配置される。第1連通部450は、通気のため、および培養液を各段に分配するために利用することができる。したがって、第1連通部450は、内部多段トレイ400を構成する全ての内部トレイ300の内部空間と、外部筐体200の内部空間とを連通させるように構成される。
図4で述べたように、内部多段トレイ400と外部筐体200との間には、スペーサ250によって所定の空隙(図中、スペーサ250の高さIに相当)が確保される。これに加えて、図6で述べたように、内部多段トレイの外周面(側壁324)には肉盗み部355が設けられている。肉盗み部355は、図7に示すように、内部トレイ300の積層方向全体にわたって設けられるため、第1連通部450においては、内部多段トレイ400と外部筐体200との間の空隙Sが、肉盗み部355の分だけさらに幅広に確保される。これによって、培養液は、十分に確保された空隙S内を容易に流通することができる。
図8は、図1の第1連通部450付近の切欠き拡大図である。図8に示すように、第1連通部450においては、上述の肉盗み355が幅wで内部トレイ300の積層方向全体にわたって設けられる。これに加えて、図6で述べたように、内部トレイ300それぞれの側壁324に、切欠き部351が深さdで設けられている。内部トレイ300が積層されることにより、図8に示すように、切欠き部351と、直上に積層された内部トレイ300の内部底面部310とに囲まれた第1連通孔CH1が構成される。同様に、最上段の内部トレイ300の切欠き部351と、上端429を覆蓋した蓋体500とに囲まれた第1連通孔CH1も構成される。これによって、培養液は、内部トレイ300内部空間と外部筐体200の内部空間とを連通する第1連通孔CH1内を流通することができる。
[第2連通部]
図1に示すように、第2連通部は、培養フラスコ100において、ポート280近傍に設けられる。本実施形態では、図2に示すように、内部多段トレイ400を構成する端壁321に配設される。第2連通部は、通気のため、および培養液をポート280へ送るために利用することができる。したがって、第2連通部は、内部多段トレイ400を構成する全ての内部トレイ300の内部空間と、外部筐体200の内部空間とを連通させるように構成される。
すでに述べたように、内部トレイ300それぞれの端壁321に、切欠き部381(図5参照)が深さdで設けられている。内部トレイ300が積層されることにより、切欠き部381と、直上に積層された内部トレイ300の内部底面部310とに囲まれた第2連通孔CH2が構成される。同様に、最上段の内部トレイ300の切欠き部381と、上端429を覆蓋した蓋体500とに囲まれた第2連通孔CH2も構成される。これによって、内容液は、内部トレイ300の内部空間と外部筐体200の内部空間とを連通する第2連通孔CH2内を流通することができる。
[材質および表面処理]
培養フラスコ100を構成する外部筐体200,内部多段トレイ400および蓋体500は、熱可塑性樹脂で構成されてよい。好ましくは、ポリスチレンで構成される。
培養フラスコ100の構成部材の表面は、当業者によって適宜処理されてよい。たとえば、生物学的薬品(たとえば、細胞外基質、より具体的には、ラミニン、フィブロネクチン、およびコラーゲンの少なくともいずれかの成分)または合成剤による表面処理、若しくは、プラズマ処理等の親水化処理がなされていてよい。
[培養フラスコの製造方法]
図9および図10は、培養フラスコ100の製造方法の工程を示す模式図である。
培養フラスコ100の製造方法においては、まず、図9(i)に示すように、複数(図中では5枚)の内部トレイ300を用意する。次に図9(ii)に示すように、内部トレイ300を積層させる。この場合、内部トレイ300の上端329と、別の内部トレイ300の内部底面部310下面とが接触するように内部トレイ300を重ね、互いに接触する上端329と内部底面部310とを溶着する。溶着された部分は、液密に封止される。溶着の方法としては、超音波溶接法などが挙げられる。
溶着された部分は、液密に封止される。これによって、培養空間m2,〜,m5が形成される。一方、内部トレイ300の切欠き部381については溶着されることなく、最上段を除いて、切欠き部381と直上の内部底面部310とに囲まれた第2連通孔CH2が形成される。図示しない他の切欠き部351(図7参照)についても同様に、第1連通孔CH1が形成される。これにより、内部多段トレイ400を得る。
次に、図10(iii)に示すように、内部多段トレイ400の上端429に、蓋体500を覆蓋し、上端429と蓋体500の下面とを溶着する。溶着の方法としては、先の工程と同様である。溶着された部分は、液密に封止される。これによって、培養空間m6がさらに形成される。一方、内部多段トレイ400の最上段に設けられた切欠き部381については溶着されることなく、切欠き部381と蓋体500とに囲まれた第2連通孔CH2が形成される。これによって、第2連通部480が形成される。図示しない他の切欠き部351(図7参照)についても同様に、最上段における第1連通孔CH1が形成され、第1連通部450が形成される。
次に、図10(iv)に示すように、蓋体500が溶着された内部多段トレイ400を外部筐体200に収容し、外部筐体200の上端229と蓋体500の下面とを溶着する。溶着の方法は、先の工程と同様である。これによって、培養空間m1がさらに形成される。適宜、キャップ290(図1参照)がポート280に装着されることで、培養フラスコ100を得る。
[操作方法]
図11から図13は、培養フラスコ100の操作方法の工程を示す説明図である。
培養フラスコ100の操作方法においては、まず、培養フラスコ100内に培養液Mを入れ、図11(I)に示すように、端壁222が下となるように立て、静置する。この場合、端壁222近傍の側壁324に形成された第1連通部450を培養液Mが流通し、各段に培養液Mが分配される。静置時間は、培養液Mが第1連通部450内を流通することで、各段で液位が同じ高さとなる程度でよく、具体的には10秒程度である。
次に、図11(II)に示すように、培養フラスコ100を、第1連通部450が形成されていない側(外部筐体の側壁223側)に傾け、第1連通部450から培養液Mを隔離する。培養フラスコ100を傾ける角度θは、たとえば45度以上70度以下である。
第1連通部から培養液Mを隔離した状態を維持するため、角度θをおおよそ保った状態で、図12(III)に示すように、外部底面部210が下となるように培養フラスコ100を倒す。その結果、図12(IV)に示すように、培養フラスコの各段に、均等に培養液Mが分配される。
培養液Mを培養フラスコ外に排出する場合は、図13(V)に記載のように、ポート280からデカンテーションによって排出操作を行う。この場合、内部多段トレイ400の各内部トレイ300内の培養液Mが、第2連通部480の第2連通孔CH2を通って外部筐体200内に排出される(図3参照)。さらに、培養液Mは、外部筐体200の第1傾斜壁225(または第1傾斜壁226)および第2傾斜壁227(または第2傾斜壁228)内周面を伝ってポート280から外部へ排出される。
[他の例]
図14から図23は、培養フラスコ100の他の例を示す。他の例においては、主に第1実施形態と異なる点について説明し、同一点については説明を省略する。
[第1連通部の他の例]
図14は、培養フラスコ100aの第1連通部450a付近の切欠き拡大図であり、第1実施形態の図8に対応する。図15は、図14の線Baにおける断面図であり、図16は、図14の線Caにおける断面図である。図15および図16は、それぞれ、第1実施形態の図4および図7に対応する。
図14および図15に示すように、培養フラスコ100aは、外部筐体200aにおいて保持部230aを有する一方、スペーサを有しない。さらに、内部多段トレイ400aの側壁324aにおいて、切欠き部351aと肉盗み部355aを有する。切欠き部351aおよび肉盗み部355aは、第1実施形態よりも幅広の幅waで設けられている。
内部多段トレイ400aは、第1実施形態の内部多段トレイ400と同様に製造される。ここで、内部トレイ300aが積層される工程では(特に超音波溶着法が用いられた場合)、内部トレイ300aの積層ずれが生じ得る。積層ずれが生じると、図15に示すように、内部多段トレイ400aにおける側壁324aと外部筐体200aの側壁224aとの間の空隙の幅は一定にならない。
このような積層ずれの場合、図15に示すように、最下段の内部トレイ300aの側壁324aが、外部筐体200aの側壁224aとほとんど接触する位にまで近接している。このため、最下段の内部トレイ300aでは、側壁324aと側壁224aとの間には十分な空隙は確保されない。このような場合において、もし、連通を十分に確保する構造が他になかった場合、側壁324aと側壁224aとの間で流通障害が起こり、内部底面部410aより下の培養空間m1まで培養液が容易に分配されない恐れがある。
しかしながら、図14および図16に示すように、側壁224aには肉盗み部355aが設けられている。このため、第1連通部450aにおいては、最下段の内部トレイ300aの部分であっても、肉盗み部355aと側壁224aとの間に空隙Sa(図16参照)が確保される。したがって、図15のような積層ずれがある場合であっても、培養フラスコ100aの最下段の培養空間m1まで培養液を容易に分配することができる。
[第1連通部のさらに他の例]
図17は、培養フラスコ100bの第1連通部450b付近の切欠き拡大図であり、第1実施形態の図8に対応する。図18は、図17の線Bbにおける断面図であり、図19は、図17の線Cbにおける断面図である。図18および図19は、それぞれ、第1実施形態の図4および図7に対応する。
図17および図18に示すように、培養フラスコ100bは、外部筐体200bにおいて保持部230bとスペーサ250bとを有する。内部多段トレイ400bにおいては、切欠き部351bを有する一方、肉盗み部を有さない。
ここで、内部多段トレイ400bには、上記と同様に、積層ずれが生じ得る。このような積層ずれの場合、図18に示すように、最下段の内部トレイ300bの側壁324bが外部筐体200bの側壁224bに最も接近する。しかしながら、図18に示すように、側壁224bから突設されたスペーサ250bが、側壁224bと最下段の内部トレイ300bの側壁324bとの間に介在することにより、図19に示すように、最も接近する側壁324bと側壁224bとの間であっても、十分な空隙Sbが確保される。したがって、図18のような積層ずれがある場合であっても、培養フラスコ100bの最下段の培養空間m1まで培養液を容易に分配することができる。
なお、本発明の培養フラスコが、内部多段トレイの積層ずれがあっても培養液の流通障害を回避できることは、図14から図19で説明した他の態様における場合に限られるものではない。流通障害の回避効果の観点からは、スペーサ250および肉盗み部355の両方を具備する第1実施形態において当該効果をより有利に得られることは、言うまでもない。
[第1連通部のさらに他の例]
図20および図21は、内部トレイ300の側壁324に設けられた切欠き部351および肉盗み部355の他の例を示す。図20および図21は、第1実施形態の図6に対応する。
図20に示すように、側壁324cにおいては、切欠き部351cが、肉盗み部355cの幅wよりも広い幅wcで設けられてもよい。また、図21に示すように、側壁324dにおいては、肉盗み部355dが、切欠き部351dの幅wよりも広い幅wdで設けられてもよい。
[第1連通部のさらに他の例]
第1実施形態においては、スペーサ250が第1連通部450よりポート280側の近傍に配設されている(図1参照)が、ポート280とは反対側の近傍に配設されてもよい。スペーサ250は、本実施形態では保持部230の上に連設されている(図2参照)が、保持部230とスペーサ250とは、分離されて設けられてもよい。スペーサ250の上下方向の長さは、本実施形態では内部トレイ300一段分の高さである(図4参照)が、任意の高さであってよい。たとえば、スペーサ250は、外部筐体200の深さ(外部立ち上がり周壁部200内周面の上下方向の長さ)全部に延在するように配設されてもよい。
[外部筐体の他の例]
図22および図23は、外部筐体200の他の例を示す。
図22に示すように、外部筐体200eにおいては、傾斜壁225e,226eが、それぞれ側壁223e,224eから直接端壁221eに連設されていてもよい。
また、図23に示すように、外部筐体200fにおいては、傾斜壁225f,226fが、それぞれ側壁223f,224fから直接端壁221fに連設され、かつ、下部傾斜壁211fが、外部底面部210fから端壁221fに連設されていてもよい。この場合、下部傾斜壁211fには、脚部215fが突設されていてもよい。
[外部筐体のさらに他の例]
第1実施形態においては、保持部230が側壁223,224に設けられているが、この態様に限定されるものではない。保持部230は、内部底面部410が外部底面部210と平行かつ所定の高さとなるように内部多段トレイ400を保持する態様であれば、その数および配設箇所は限定されない。したがって、同様の保持部230が、外部立ち上がり周壁部220の内周面のいずれの場所に設けられてもよい。
[外部筐体のさらに他の例]
第1実施形態では、ポート280が、その軸心が側壁223,224間の中央に位置するように設けられているが、この態様に限定されることなく、ポート280は、その軸心が側壁223,224間の中央からずれた位置となるように設けられてもよい。さらに、第1実施形態では、ポート280の軸心が、外部筐体200の長手方向に平行であるように設けられているが、この態様に限定されることなく、当該長手方向に非平行であってもよい。ポート280の位置および形状は、たとえばデカンテーション(図11(V)参照)の観点から、当業者によって適宜設計されてよい。
[第1実施形態および他の例によって得られる効果]
以上のように、細胞培養フラスコ100,100a,100bは、簡素な構成でありながら、最上段の内部トレイ300,300a,300bに収容された液体が毛管現象で不所望に漏れ出すことを防止することができる。このため、たとえば内部トレイ300,300a,300bの内部立ち上がり周壁部320(側壁324,324a,324b,324c,324d)の高さhを小さくし、外部筐体200,200a,200b,200e,200fの深さの割に内部トレイ300,300a,300bの積層段数を多くして、培養効率を向上させることができる。さらに、内部多段トレイ400,400a,400bが外部筐体200,200a,200b,200e,200fに収容されているため、たとえ内部多段トレイ400,400a,400bの積層ずれがあったとしても外部寸法(外部筐体200,200a,200b,200e,200fの寸法に相当)の製品個体差の発生を排除することができ、製造工程でのマシンによるハンドリングが容易となる。
細胞培養フラスコ100,100aは、内部立ち上がり周壁部320(側壁324,324a,324c,324d)の外周側において、第1連通孔CH1,CH1a,CH1bと連通する肉盗み部355,355a,355c,355dが、内部トレイ300,300aの積層方向全体にわたって形成されているため、第1連通孔CH1,CH1a内の液流がよりスムーズとなる。さらに、肉盗み部355,355a,355c,355dが内部立ち上がり周壁部320(側壁324,324a,324b,324c,324d)に設けられており、内部底面部310に連通のための孔を有しないため培養容積のロスが無い。したがって、培養容積を効率よく確保することができる。
細胞培養フラスコ100,100bは、外部立ち上がり周壁部220(側壁224,224b)の内周側において、内部立ち上がり周壁部320(側壁324,324b)の第1連通孔CH1,CH1b近傍に接触するようにスペーサ250,250bが突設されているため、第1連通孔CH1,CH1b内の液流がよりスムーズとなる。
細胞培養フラスコ100,100a,100bは、外部立ち上がり周壁部220(側壁224,224a,224b)の内周側において、内部多段トレイ400,400a,400bを外部底面部210,210a,210bから所定の高さで離間させて保持する保持部230,230a,230bが突設されているため、外部底面部210,210a,210bも培養空間m1として利用することができる。
細胞培養フラスコ100は、外部筐体200の長手方向に対向する外部立ち上がり周壁部220(端壁221,222)間の長さが、外部筐体210の短手方向に対向する外部立ち上がり周壁部220(側壁223,224)間の長さの1.9倍以上2.2倍以下であるため、多段フラスコでありながらも、片手での持ち運びがしやすい。本発明の細胞培養フラスコ100は、内部トレイ300からの不所望の液体漏れを防止できるため、傾きの影響を受けやすいこのような長タイプの形状も許容される。また、長タイプであることによって、たとえば、内部トレイ300の1段当たりの容量の割に当該1段当たりの深さを小さくしても培養容積を充分確保することができるため、外部筐体200の深さの割に積層段数をより多くすることができ、したがって、培養効率をより向上させることができる。
細胞培養フラスコ100,100a,100bは、内部トレイ300,300a,300bの内部底面部の厚みが1.2mm以上2.0mm以下であるため、内部トレイ300,300a,300bの1段当たりの容量の割に、内部立ち上がり周壁部320(側壁324,324a,324b,324c,324d)の高さhを小さくすることができる。このため、外部筐体200の深さの割に積層段数をより多くすることができ、したがって、培養効率をより向上させることができる。
細胞培養フラスコ100,100a,100bは、内部多段トレイ400,400a,400bが外部筐体200,200a,200bに収容されているため、内部多段トレイ400,400a,400bの内部底面部の厚みが相対的に小さくても、細胞培養フラスコ100,100a,100b全体としての強度が保証される。
細胞培養フラスコ100,100a,100bにおいては、内部トレイ300,300a,300bの内部立ち上がり周壁部320(側壁324,324a,324b,324c,324d)の高さhが8.5mm以上11.0mm以下であるため、外部筐体200,200a,200bの深さの割に積層段数をより多くすることができ、培養効率をより向上させることができる。
細胞培養フラスコ100においては、外部立ち上がり周壁部220において、第1傾斜側壁225,226および第2傾斜側壁227,228を含み、内部多段トレイ400における内部立ち上がり周壁部320は、外部立ち上がり周壁部220のうち、側壁223,224、端壁222、および第1傾斜側壁225,226に沿うように形成されるため、第2傾斜側壁227,228によってポート280からのデカンテーションを容易にしつつも、第1傾斜側壁225,226によって、1段あたりの培養容積をより大きくとることができる。
[第1実施形態および他の例における各部と請求項の各構成要素との対応関係]
本発明においては、細胞培養フラスコ100,100a,100bが「細胞培養フラスコ」に相当し、外部底面部210,210a,210b,210fが「外部底面部」に相当し、外部立ち上がり周壁部220が「外部立ち上がり周壁部」に相当し、ポート280が「ポート」に相当し、外部筐体200,200a,200b,200e,200fが「外部筐体」に相当し、内部底面部310が「内部底面部」に相当し、内部立ち上がり周壁部320が「内部立ち上がり周壁部」に相当し、内部トレイ300,300a,300bが「内部トレイ」に相当し、上端329が「内部立ち上がり周壁部の上端」に相当し、内部多段トレイ400,400a,400bが「内部多段トレイ」に相当し、上端229が「外部立ち上がり周壁部の上端」に相当し、上端429が「最上段内部トレイの内部立ち上がり周壁部の上端」に相当し、蓋体500が「蓋体」に相当し、第1連通孔CH1,CH1a,CH1bが「連通孔」に相当し、肉盗み部355,355a,355c,355dが「肉盗み部」に相当し、スペーサ250,250bが「スペーサ」に相当し、高さHが「所定の高さ」に相当し、保持部230,230a,230bが「保持部」に相当し、高さhが「内部立ち上がり周壁部の高さ」に相当し、側壁223,224,224a,224bが「側壁」に相当し、端壁221,222,221e,221fが「端壁」に相当し、第1傾斜壁225,226が「第1傾斜側壁」に相当し、第2傾斜壁227,228が「第2傾斜側壁」に相当し、切欠き部351,351a,351b,351c,351dが「切欠き部」に相当する。
本発明の好ましい実施形態は上記の通りであるが、本発明はそれらのみに限定されるものではなく、本発明の趣旨と範囲とから逸脱することのない様々な実施形態が他になされる。さらに、本実施形態において述べられる作用および効果は一例であり、本発明を限定するものではない。
100,100a,100b 細胞培養フラスコ
200,200a,200b,200e,200f 外部筐体
210,210a,210b,210f 外部底面部
220 外部立ち上がり周壁部
221,222,221e,221f 端壁
223,224,224a,224b 側壁
225,226 第1傾斜壁
227,228 第2傾斜壁
229 (外部立ち上がり周壁部の)上端
230,230a,230b 保持部
250,250b スペーサ
280 ポート
300,300a,300b 内部トレイ
310 内部底面部
320 内部立ち上がり周壁部
329 (内部立ち上がり周壁部の)上端
351,351a,351b,351c,351d 切欠き部
355,355a,355c,355d 肉盗み部
400,400a,400b 内部多段トレイ
429 (最上段内部トレイの内部立ち上がり周壁部の)上端
500 蓋体
CH1,CH1a,CH1b 第1連通孔
h (内部立ち上がり周壁部の)高さ
H (外部底面部上面から内部多段トレイの内部底面部下面までの)高さ

Claims (9)

  1. 外部底面部と、前記外部底面部の全周に設けられた外部立ち上がり周壁部と、前記外部立ち上がり周壁部の一部に設けられたポートとを含む外部筐体と、
    内部底面部と、前記内部底面部の全周に設けられた内部立ち上がり周壁部とを含む内部トレイが複数段積層され、前記内部立ち上がり周壁部の上端と、上記上端に積重なる前記内部底面部の下面とが互いに溶着され、且つ、前記外部筐体内に収容された内部多段トレイと、
    前記外部立ち上がり周壁部の上端と、前記内部多段トレイにおける最上段内部トレイの前記内部立ち上がり周壁部の上端との両方を被覆し、且つ、前記両方の上端と溶着する蓋体と、
    前記内部多段トレイの各段における前記内部立ち上がり周壁部に、前記内部トレイ内の空間と前記外部筐体内の空間とを連通させる連通孔が形成されている、細胞培養フラスコ。
  2. 前記内部立ち上がり周壁部の外周側において、前記連通孔と連通する肉盗み部が、前記内部トレイの積層方向全体にわたって形成されている、請求項1に記載の細胞培養フラスコ。
  3. 前記外部立ち上がり周壁部の内周側において、前記内部立ち上がり周壁部の前記連通孔近傍に接触するようにスペーサが突設される、請求項1または2に記載の細胞培養フラスコ。
  4. 前記外部立ち上がり周壁部の内周側において、前記内部多段トレイを前記外部底面部から所定の高さで離間させて保持する保持部が突設され、且つ、前記保持部が前記スペーサに連設される、請求項3に記載の細胞培養フラスコ。
  5. 前記外部筐体の長手方向に対向する前記外部立ち上がり周壁部間の長さが、前記外部筐体の短手方向に対向する前記外部立ち上がり周壁部間の長さの1.9倍以上2.2倍以下である、請求項1から4のいずれか1項に記載の細胞培養フラスコ。
  6. 前記内部底面部の厚みが、1.2mm以上2.0mm以下である、請求項1から5のいずれか1項に記載の細胞培養フラスコ。
  7. 前記内部立ち上がり周壁部の高さが、8.5mm以上11.0mm以下である、請求項1から6のいずれか1項に記載の細胞培養フラスコ。
  8. 前記外部立ち上がり周壁部が、対向する一対の側壁と、一方に前記ポートが形成された対向する一対の端壁と、前記一対の側壁の少なくとも一方から延び且つ上方からの平面視において前記ポートの根元に向かって傾斜する傾斜側壁を含み、
    前記傾斜側壁が、前記側壁から延び且つ前記ポートの軸心に対してより小さい角度で傾斜する第1傾斜側壁と、前記第1傾斜側壁から延びかつ前記軸心に対してより大きい角度で傾斜する第2傾斜側壁とから構成され、
    前記内部立ち上がり周壁部が、前記側壁、前記端壁の他方、および前記第1傾斜側壁に沿うように形成される、請求項1から7のいずれか1項に記載の細胞培養フラスコ。
  9. 内部底面部と、前記内部底面部の全周に設けられた内部立ち上がり周壁部と、前記内部立ち上がり周壁部の上端の一部が切欠かれた切欠き部とを含む内部トレイを、複数積層し、前記内部立ち上がり周壁部の上端と、上記上端に積重なる前記内部底面部の下面とを互いに溶着し、内部多段トレイを得る積層工程と、
    前記内部多段トレイにおける最上段内部トレイの前記内部立ち上がり周壁部の上端を蓋体で被覆し、前記上端と蓋体とを溶着し、覆蓋された内部多段トレイを得る覆蓋工程と、
    外部底面部と、前記外部底面部の全周に設けられた外部立ち上がり周壁部と、前記外部立ち上がり周壁部の一部に設けられたポートとを含む外部筐体の内部に、前記覆蓋された内部多段トレイを収容し、前記外部立ち上がり周壁部の上端と前記蓋体とを溶着し、内部多段トレイ収容筐体を得る収容工程と、を含む、細胞培養フラスコの製造方法。
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