JP2020080834A - Culture vessel and culture apparatus - Google Patents

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Abstract

To provide a culture vessel and a culture apparatus which have a high dissolution rate of gas or substance into culture solution and a simple mechanism, and can be easily handled.SOLUTION: A culture vessel 100 has: a vessel body 10; a rotary shaft 22 mounted on a bottom part of the vessel body; a rotor 30 rotatably mounted on the rotary shaft; a porous body 40 mounted on the rotor; a flexible air feeding tube 50 which feeds air to the porous body, and in which one end is fixed to the porous body and the other end is fixed to the vessel body. The porous body is rotatably mounted to the rotor, and the air feeding tube rotates the porous body with respect to the rotor with the rotation of the rotor.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、培養容器及び培養装置に関するものである。 The present invention relates to a culture container and a culture device.

創薬や食品などの分野では、細胞を培養液（液状の培地）に分散させて培養し、目的物の生産を行う技術が利用されることがある。目的物の収率を高めるためには、細胞の培養効率を高める必要があるが、培養液中の溶存気体の量（例えば溶存酸素量）が培養効率の律速になることがあった。そのため、培養液に供給された気体が培養液に溶け込む速度（溶解速度）を高めるために、種々の工夫がされている。 In the fields of drug discovery, foods, and the like, a technique in which cells are dispersed in a culture medium (liquid medium) and cultured to produce a target product may be used. In order to increase the yield of the target substance, it is necessary to increase the cell culture efficiency, but the amount of dissolved gas (for example, the amount of dissolved oxygen) in the culture solution may be the rate-determining factor for the culture efficiency. Therefore, various measures have been taken in order to increase the rate at which the gas supplied to the culture solution dissolves in the culture solution (dissolution rate).

特開昭６１−５６０７０号公報JP-A-61-56070 特開２００４−８１１３９号公報JP, 2004-81139, A 特開２０１４−１５０７８４号公報JP, 2014-150784, A

ところで、気体の溶解速度を高めるためには、気体を、微細な気泡にして供給することが好ましい。しかしながら、微細な気泡は浮力が小さく、気体の放出部から離脱しにくいことから、気泡が小さい状態で気体を液中に放出させることは困難であった。
また、培養工程では、培養液に種々の物質を添加する必要があるところ、これらの物質を、すばやく培養液中に拡散させることができれば、培養液の制御が容易になり、培養効率を高めることが可能になる。By the way, in order to increase the dissolution rate of the gas, it is preferable to supply the gas in the form of fine bubbles. However, since the fine bubbles have a small buoyancy and are hard to be separated from the gas discharge portion, it is difficult to discharge the gas into the liquid in the state where the bubbles are small.
In addition, in the culturing process, various substances need to be added to the culture broth. If these substances can be quickly diffused into the culture broth, the control of the culture broth becomes easy and the culture efficiency can be improved. Will be possible.

本発明の目的の一つは、培養液中への気体の溶解速度や物質の拡散速度が高く、かつ、機構が単純で取扱いが容易な培養容器及び培養装置を提供することにある。 One of the objects of the present invention is to provide a culture vessel and a culture device which have a high gas dissolution rate in a culture solution and a high substance diffusion rate, and have a simple mechanism and easy to handle.

（１）本発明に係る培養容器は、
培養液に分散された細胞の培養に使用される培養容器であって、
容器本体と、
前記容器本体の底部に取り付けられた回転軸と、
前記回転軸に回転可能に取り付けられた回転体と、
前記回転体に取り付けられた多孔質体と、
前記多孔質体に給気する、一端が前記多孔質体に固定され、他端が前記容器本体に対して固定された可撓性の給気チューブと、
を有し、
前記多孔質体は、前記回転体に対して回転可能に取り付けられており、
前記給気チューブは、前記回転体の回転に伴って、前記多孔質体を前記回転体に対して回転させるように構成されている。(1) The culture container according to the present invention is
A culture vessel used for culturing cells dispersed in a culture medium,
Container body,
A rotating shaft attached to the bottom of the container body,
A rotating body rotatably attached to the rotating shaft,
A porous body attached to the rotating body,
A flexible air supply tube for supplying air to the porous body, having one end fixed to the porous body and the other end fixed to the container body,
Have
The porous body is rotatably attached to the rotating body,
The air supply tube is configured to rotate the porous body with respect to the rotating body as the rotating body rotates.

これによると、培養液への気体の溶解速度が高く、かつ、構造がシンプルな培養容器を提供することができる。 According to this, it is possible to provide a culture container having a high gas dissolution rate in a culture solution and a simple structure.

（２）この培養容器において、
前記回転体には撹拌羽根が取り付けられていてもよい。(2) In this culture container,
A stirring blade may be attached to the rotating body.

（３）この培養容器において、
前記給気チューブの前記他端は、前記容器本体の上端近傍に固定されていてもよい。(3) In this culture container,
The other end of the air supply tube may be fixed near the upper end of the container body.

（４）この培養容器において、
前記容器本体は可撓性を有し、支持体に支持されて利用されるように構成されていてもよい。(4) In this culture container,
The container body may be flexible and may be configured to be supported and used by a support.

（５）本発明に係る培養容器は、
培養液に分散された細胞を培養する培養容器であって、
容器本体と、
前記容器本体の底部に取り付けられた回転軸と、
前記回転軸に回転可能に取り付けられた回転体と、
一端が前記回転体に取り付けられた可撓性チューブと、
を有し、
前記可撓性チューブは、前記一端が前記回転体に対して回転可能に保持されるとともに、前記回転体の回転に伴って、前記一端を回転体に対して回転させるように構成されている。(5) The culture container according to the present invention,
A culture container for culturing cells dispersed in a culture medium,
Container body,
A rotating shaft attached to the bottom of the container body,
A rotating body rotatably attached to the rotating shaft,
A flexible tube having one end attached to the rotating body,
Have
The flexible tube is configured such that the one end is rotatably held with respect to the rotating body, and the one end is rotated with respect to the rotating body as the rotating body rotates.

これによると、培養液へ種々の物質を添加することが可能で、かつ、添加物の培養液への拡散速度が高い培養容器を提供することができる。 According to this, it is possible to provide a culture container in which various substances can be added to the culture solution and the rate of diffusion of the additive into the culture solution is high.

（６）本発明に係る培養装置は、上記いずれかの培養容器を有する。 (6) The culture device according to the present invention has any one of the culture vessels described above.

第一の実施の形態に係る培養装置について説明するための図。The figure for demonstrating the culture apparatus which concerns on 1st embodiment. 第一の実施の形態に係る培養装置について説明するための図。The figure for demonstrating the culture apparatus which concerns on 1st embodiment. 第一の実施の形態に係る培養装置について説明するための図。The figure for demonstrating the culture apparatus which concerns on 1st embodiment. 変形例に係る培養装置について説明するための図。The figure for demonstrating the culture device which concerns on a modification. 第二の実施の形態に係る培養装置について説明するための図。The figure for demonstrating the culture apparatus which concerns on 2nd embodiment.

以下、本発明を適用した実施の形態について説明する。ただし、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。すなわち、以下の実施の形態で説明するすべての構成が本発明にとって必須であるとは限らない。また、本発明は、以下の内容を自由に組み合わせたものを含む。 Hereinafter, an embodiment to which the present invention is applied will be described. However, the present invention is not limited to the following embodiments. That is, not all the configurations described in the embodiments below are essential to the present invention. The present invention also includes any combination of the following contents.

（１）培養装置１の構成
はじめに、図１〜図３を参照して、本発明を適用した第一の実施形態に係る培養装置１の構成について説明する。
培養装置１は、培養液中で、種々の細胞（例えば、動物、昆虫、植物等の細胞、微生物、細菌等）を培養する装置として構成される。培養装置１は、培養対象となる細胞が分散された培養液Ｗを保持し、培養液Ｗを所望の状態に維持するための種々の機構を備える。培養装置１で培養液Ｗの状態を調整することにより、培養液Ｗ内で細胞が適切に培養され、目的物の生成が可能になる。(1) Configuration of Culture Device 1 First, the configuration of the culture device 1 according to the first embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
The culture device 1 is configured as a device for culturing various cells (for example, cells of animals, insects, plants, etc., microorganisms, bacteria, etc.) in a culture solution. The culturing apparatus 1 is provided with various mechanisms for holding the culture solution W in which cells to be cultured are dispersed and maintaining the culture solution W in a desired state. By adjusting the state of the culture solution W in the culture device 1, the cells are appropriately cultured in the culture solution W, and the target product can be produced.

本実施の形態に係る培養装置１は、培養容器１００を有する。培養容器１００は、培養液Ｗを保持する役割を果たす。そのため、培養容器１００は、特に培養液Ｗと接触する領域において、細胞に対する毒性のない（少ない）材料で構成されることが好ましい。 The culture device 1 according to the present embodiment has a culture container 100. The culture container 100 plays a role of holding the culture solution W. Therefore, it is preferable that the culture container 100 is made of a material that is not toxic (small) to cells, particularly in a region in contact with the culture solution W.

培養容器１００は、容器本体１０を有する。容器本体１０は、可撓性を有する培養バッグとして構成される。容器本体１０は、例えばポリエチレンなどの樹脂材料を利用して構成することができる。そして、図１及び図２に示すように、容器本体１０（培養容器１００）は、支持体２００に支持された状態で使用される。ただしこれとは別に、培養容器１００（容器本体１０）を、ステンレスやガラスなどの剛性材料で構成することも可能である（図示せず）。 The culture container 100 has a container body 10. The container body 10 is configured as a flexible culture bag. The container body 10 can be configured by using a resin material such as polyethylene. Then, as shown in FIGS. 1 and 2, the container body 10 (culture container 100) is used while being supported by the support body 200. However, separately from this, the culture container 100 (container body 10) can be made of a rigid material such as stainless steel or glass (not shown).

培養容器１００は、図１及び図２に示すように、プレート２０を有する。プレート２０は、容器本体１０の底部に固定される部材である。
プレート２０は、回転軸２２を有する。回転軸２２は、後述する回転体３０を回転可能に保持する役割を果たす。本実施の形態では、回転体３０は、ベアリング２６を介して回転軸２２に取り付けられることにより、回転軸２２を中心に回転することが可能になる（図２参照）。
なお、本実施の形態では、プレート２０は、容器本体１０の底部の中央部を避けて周縁部に取り付けられている。ただし、これとは別に、プレート２０は、容器本体１０の底部の中央部に取り付けることも可能である（図示せず）。The culture container 100 has a plate 20 as shown in FIGS. 1 and 2. The plate 20 is a member fixed to the bottom of the container body 10.
The plate 20 has a rotation shaft 22. The rotating shaft 22 serves to rotatably hold a rotating body 30 described later. In the present embodiment, the rotating body 30 is attached to the rotating shaft 22 via the bearing 26, so that the rotating body 30 can rotate about the rotating shaft 22 (see FIG. 2 ).
In this embodiment, the plate 20 is attached to the peripheral portion of the container body 10 while avoiding the central portion of the bottom portion. However, separately from this, the plate 20 can be attached to the center of the bottom of the container body 10 (not shown).

培養容器１００は、回転体３０を有する。回転体３０は、回転軸２２に回転可能に取り付けられる。すなわち、回転体３０は、回転軸２２（回転軸２２に沿って延びる仮想直線Ｌ）を中心に回転可能に構成される。本実施の形態では、回転体３０は、撹拌羽根３２を有する。これによると、回転体３０の回転に伴って撹拌羽根３２が回転することから、培養容器１００内で培養液Ｗが撹拌され、培養液Ｗの成分分布のばらつきを小さくすることができる。
なお、本実施の形態に係る培養装置１は、回転体３０を回転させる回転駆動機構２１０を有する。回転駆動機構２１０は、回転体３０に内蔵された磁石３４と対向する駆動磁石２１２と、駆動磁石２１２を保持する保持体２１４とを有する。そして、回転駆動機構２１０は、モータ２１６を有する。モータ２１６は、保持体２１４を、仮想直線Ｌを中心に回転させる。回転駆動機構２１０によると、保持体２１４を回転させることにより、駆動磁石２１２及び磁石３４の作用によって、回転体３０を回転させることができる。The culture container 100 has a rotating body 30. The rotating body 30 is rotatably attached to the rotating shaft 22. That is, the rotating body 30 is configured to be rotatable around the rotation shaft 22 (the virtual straight line L extending along the rotation shaft 22). In the present embodiment, the rotating body 30 has the stirring blade 32. According to this, since the stirring blade 32 rotates with the rotation of the rotating body 30, the culture solution W is stirred in the culture container 100, and the variation in the component distribution of the culture solution W can be reduced.
The culture device 1 according to the present embodiment has a rotation drive mechanism 210 that rotates the rotating body 30. The rotary drive mechanism 210 includes a drive magnet 212 that faces the magnet 34 incorporated in the rotary body 30, and a holder 214 that holds the drive magnet 212. The rotary drive mechanism 210 has a motor 216. The motor 216 rotates the holding body 214 about the virtual straight line L. According to the rotary drive mechanism 210, by rotating the holding body 214, the rotating body 30 can be rotated by the action of the drive magnet 212 and the magnet 34.

培養容器１００は多孔質体４０を有する。多孔質体４０は、培養液Ｗ中に気体を拡散させる役割を果たす。多孔質体４０は、内部に供給された気体を、微細な孔を通して外部に排出させることにより、培養液Ｗ中に、径の小さい気泡を放出させる部材である。多孔質体４０は、既に公知となっているいずれかの部材を適用することができる。多孔質体４０は、例えば、焼結金属や焼結セラミック、ガラス系の多孔質素材など、種々のものを適用することが可能である。また、多孔質体４０の外形も特に限定されるものではないが、円柱形や角柱形など、種々のものを適用することができる。本実施の形態では、図３に示すように、多孔質体４０には、給気具４２が取り付けられており、給気具４２を介して、多孔質体４０内部に気体が供給される。給気具４２は、円筒状の筒部４４と、筒部４４よりも径が大きいつば部４６とを有する。そして、給気具４２は、つば部４６が、多孔質体４０と所定の間隔をあけるように（筒部４４の一部が多孔質体４０から露出するように）、多孔質体４０に取り付けられる。
そして、多孔質体４０は、回転体３０の中心から所定の間隔をあけた位置に配置され、回転体３０の回転に伴って公転する。また、多孔質体４０は、回転体３０に対して回転可能に保持される。本実施の形態では、図２に示すように、多孔質体４０（多孔質体４０及び給気具４２）は、保持具４８に保持される。保持具４８には筒部４４よりも径が大きい開口が設けられており、当該開口に筒部４４を挿入するとともに、つば部４６を開口の周縁部で支持することにより、多孔質体４０を回転可能に保持することができる。そして、保持具４８を回転体３０に取り付けることにより、多孔質体４０を、回転体３０の回転に伴って公転させることが可能になる。なお、本実施の形態では、保持具４８は、多孔質体４０を、回転体３０よりも外側で保持している。The culture container 100 has a porous body 40. The porous body 40 plays a role of diffusing gas in the culture medium W. The porous body 40 is a member that releases bubbles having a small diameter into the culture solution W by discharging the gas supplied inside through the fine holes to the outside. As the porous body 40, any known member can be applied. As the porous body 40, various materials such as a sintered metal, a sintered ceramic, and a glass-based porous material can be applied. Moreover, the outer shape of the porous body 40 is not particularly limited, but various shapes such as a columnar shape and a prismatic shape can be applied. In the present embodiment, as shown in FIG. 3, an air supply tool 42 is attached to the porous body 40, and gas is supplied to the inside of the porous body 40 via the air supply tool 42. The air supply tool 42 has a cylindrical tubular portion 44 and a collar portion 46 having a diameter larger than that of the tubular portion 44. Then, the air supply tool 42 is attached to the porous body 40 so that the collar portion 46 is spaced apart from the porous body 40 by a predetermined distance (so that a part of the tubular portion 44 is exposed from the porous body 40). Be done.
Then, the porous body 40 is arranged at a position spaced from the center of the rotating body 30 by a predetermined distance, and revolves as the rotating body 30 rotates. Further, the porous body 40 is rotatably held with respect to the rotating body 30. In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the porous body 40 (the porous body 40 and the air supply tool 42) is held by the holder 48. The holder 48 is provided with an opening having a diameter larger than that of the tubular portion 44. The tubular portion 44 is inserted into the opening, and the flange portion 46 is supported by the peripheral edge portion of the opening, so that the porous body 40 is supported. It can be held rotatably. Then, by attaching the holder 48 to the rotating body 30, the porous body 40 can be revolved as the rotating body 30 rotates. In this embodiment, the holder 48 holds the porous body 40 outside the rotating body 30.

培養容器１００は、可撓性を有する給気チューブ５０を有する。給気チューブ５０は、多孔質体４０内に気体を供給する役割を果たす。給気チューブ５０は、一端（第１端部５２）が多孔質体４０に固定され、他端（第２端部５４）が容器本体１０に対して固定されている。すなわち、給気チューブ５０は、第１端部５２が容器本体１０内で移動可能に保持され、第２端部５４が容器本体１０に対して移動しないように保持される。
具体的には、給気チューブ５０の第１端部５２は、多孔質体４０の給気具４２に取り付けられ、給気具４２を介して、多孔質体４０の内部に気体（空気）を供給する。また、給気チューブ５０の第２端部５４は、容器本体１０の上端近傍に固定されている。第２端部５４は、容器本体１０の培養液Ｗと接触しない領域に固定することができる。また、第２端部５４は、仮想軸線Ｌ上に固定することも可能である（図示せず）。
給気チューブ５０の第２端部５４は、容器本体１０の外部に設けられた気体供給手段（図示せず）に接続される。これにより、給気チューブ５０を介して、多孔質体４０に気体を供給することが可能になる。給気チューブ５０は、気体供給手段に直接接続されていてもよく、気体供給手段に接続された別のチューブを介して接続されていてもよい。なお、気体供給手段は、空気や酸素、二酸化炭素、窒素ガスやこれらの混合ガスなど、培養に必要な気体を供給可能に構成することができる。
給気チューブ５０は、回転体３０の回転に伴って、多孔質体４０を回転体３０に対して回転させるように構成されている。言い換えると、給気チューブ５０は、自身がねじれないように多孔質体４０を回転させるに足るねじれ剛性を有する。具体的には、給気チューブ５０の径や、材質や厚み、長さを調整することにより、給気チューブ５０のねじれ剛性を調整することが可能である。これにより、回転体３０の回転に伴って給気チューブ５０がねじれることを防止することが可能になり、長期間安定して、多孔質体４０に気体を供給することが可能になる。給気チューブ５０は、例えば、シリコンチューブを適用することができる。The culture container 100 has a flexible air supply tube 50. The air supply tube 50 plays a role of supplying gas into the porous body 40. The air supply tube 50 has one end (first end 52) fixed to the porous body 40 and the other end (second end 54) fixed to the container body 10. That is, the air supply tube 50 is held so that the first end portion 52 is movable in the container body 10 and the second end portion 54 does not move with respect to the container body 10.
Specifically, the first end portion 52 of the air supply tube 50 is attached to the air supply tool 42 of the porous body 40, and gas (air) is introduced into the porous body 40 via the air supply tool 42. Supply. The second end 54 of the air supply tube 50 is fixed near the upper end of the container body 10. The second end 54 can be fixed to a region of the container body 10 that does not come into contact with the culture solution W. Further, the second end portion 54 can be fixed on the virtual axis L (not shown).
The second end 54 of the air supply tube 50 is connected to a gas supply means (not shown) provided outside the container body 10. This makes it possible to supply gas to the porous body 40 via the air supply tube 50. The air supply tube 50 may be directly connected to the gas supply means or may be connected via another tube connected to the gas supply means. The gas supply means can be configured to be able to supply a gas necessary for culture, such as air, oxygen, carbon dioxide, nitrogen gas, or a mixed gas thereof.
The air supply tube 50 is configured to rotate the porous body 40 with respect to the rotating body 30 as the rotating body 30 rotates. In other words, the air supply tube 50 has a torsional rigidity sufficient to rotate the porous body 40 so that the air supply tube 50 does not twist itself. Specifically, the torsional rigidity of the air supply tube 50 can be adjusted by adjusting the diameter, the material, the thickness, and the length of the air supply tube 50. As a result, it is possible to prevent the air supply tube 50 from twisting due to the rotation of the rotating body 30, and it is possible to stably supply gas to the porous body 40 for a long period of time. As the air supply tube 50, for example, a silicon tube can be applied.

培養装置１は、培養液Ｗを所望の状態に維持するための種々の機構をさらに備えた構成とすることができる。培養装置１は、例えば、培養液Ｗの状態（溶存酸素やｐＨ、温度など）を計測する計測装置や、培養の進捗度を計測する計測装置（細胞密度やグルコース濃度などの計測装置）、培養液Ｗの状態を調整するための調整機構、培養液Ｗに栄養素などを供給する供給機構、培養液Ｗを抜き出すサンプリング機構を備えた構成とすることができる。 The culture device 1 can be configured to further include various mechanisms for maintaining the culture solution W in a desired state. The culture device 1 is, for example, a measuring device that measures the state of the culture solution W (dissolved oxygen, pH, temperature, etc.), a measuring device that measures the progress of the culture (measuring device such as cell density and glucose concentration), and culture. It may be configured to include an adjusting mechanism for adjusting the state of the liquid W, a supply mechanism for supplying nutrients and the like to the culture liquid W, and a sampling mechanism for extracting the culture liquid W.

（２）培養装置１の動作及び作用効果
次に、培養装置１の動作及び作用効果について説明する。
培養装置１では、培養容器１００に保持された培養液Ｗを所望の状態に維持することにより、培養液Ｗに分散された細胞を培養し、種々の目的物を取得する。培養工程は、撹拌羽根３２（回転体３０）を回転させて培養液Ｗを撹拌しながら進められる。
ところで、本実施の形態では、回転体３０が回転すると、多孔質体４０は仮想直線Ｌを中心に公転しながら、回転体３０に対して回転（自転）する。すなわち、多孔質体４０には給気チューブ５０の第１端部５２が固定されており、給気チューブ５０の第２端部５４が容器本体１０に固定されることから、多孔質体４０の挙動は給気チューブ５０に規制される。そして、多孔質体４０は、回転体３０に対して回転可能に取り付けられていることから、多孔質体４０は、回転体３０の回転に伴って、回転体３０に対して回転（自転）することになる。具体的には、例えば図２に示すように、回転体３０を矢印ＹＡの方向に回転させると、多孔質体４０は、矢印ＹＢの方向（回転体３０の回転方向とは反対方向）に回転することになる。
そして、多孔質体４０は、培養液Ｗ内で公転及び自転しながら、給気チューブ５０（給気チューブ５０及び給気具４２）を介して内部に導入された気体を、その表面から放出する。多孔質体４０の表面から放出された気体は、培養液Ｗの抵抗を受けるため、気泡が小さい状態で多孔質体４０の表面から離脱し、培養液Ｗ中に拡散する。すなわち、培養装置１によると、気泡の小さい気体を培養液Ｗ中に放出することが可能になる。
また、培養装置１によると、回転体３０には撹拌羽根３２が取り付けられている。これによると、撹拌羽根３２の周辺で乱流が発生することから、乱流の影響を受けて、多孔質体４０の表面から、さらに気泡が離脱しやすくなる。
すなわち、培養装置１によると、培養液Ｗ中に、気泡が小さい状態の気体を放出することが可能になるため、培養液Ｗへの気体の溶存速度を高めることが可能になる。
また、培養装置１によると、培養期間中、多孔質体４０が移動（公転及び自転）し続けるため、多孔質体４０に細胞などが付着しにくくなり、長期間安定した培養が可能になる。
なお、培養装置１では、多孔質体４０から空気を吐出させるための吐出圧により、給気チューブ５０の内圧を高めることができる。多孔質体４０及び給気チューブ５０の選定を通じて、給気チューブ５０の内圧を適正な値にすることで、培養工程中に給気チューブ５０がねじれることを防止することが可能になる。具体的には、多孔質体４０として孔径が４μｍ以下のものを利用する場合、ラプラス圧が０．５気圧以上となるため、大気圧より０．５気圧程度高い内圧を給気チューブ５０に与えることができ、給気チューブ５０のねじれを有効に防止することができる。(2) Operation and Effect of Culture Device 1 Next, the operation and effect of the culture device 1 will be described.
In the culturing apparatus 1, by maintaining the culture solution W held in the culture container 100 in a desired state, the cells dispersed in the culture solution W are cultured to obtain various target substances. The culturing process proceeds while stirring the culture solution W by rotating the stirring blade 32 (rotating body 30).
By the way, in the present embodiment, when the rotating body 30 rotates, the porous body 40 rotates (rotates) with respect to the rotating body 30 while revolving around the virtual straight line L. That is, the first end 52 of the air supply tube 50 is fixed to the porous body 40, and the second end 54 of the air supply tube 50 is fixed to the container body 10. The behavior is restricted by the air supply tube 50. Since the porous body 40 is rotatably attached to the rotating body 30, the porous body 40 rotates (rotates) with respect to the rotating body 30 as the rotating body 30 rotates. It will be. Specifically, for example, as shown in FIG. 2, when the rotating body 30 is rotated in the direction of the arrow YA, the porous body 40 rotates in the direction of the arrow YB (the direction opposite to the rotating direction of the rotating body 30). Will be done.
Then, the porous body 40 releases the gas introduced into the inside through the air supply tube 50 (the air supply tube 50 and the air supply tool 42) from the surface while revolving and rotating in the culture medium W. .. The gas released from the surface of the porous body 40 is subjected to the resistance of the culture medium W, so that the gas is released from the surface of the porous body 40 and diffuses into the culture medium W in a state where the bubbles are small. That is, according to the culture device 1, it becomes possible to discharge a gas having small bubbles into the culture solution W.
Further, according to the culture device 1, the stirring blade 32 is attached to the rotating body 30. According to this, since a turbulent flow is generated around the stirring blade 32, bubbles are more likely to be separated from the surface of the porous body 40 under the influence of the turbulent flow.
That is, according to the culturing apparatus 1, it is possible to release a gas having a small amount of bubbles into the culture solution W, so that it is possible to increase the gas dissolution rate in the culture solution W.
Further, according to the culturing apparatus 1, since the porous body 40 continues to move (revolution and rotation) during the culturing period, it becomes difficult for cells and the like to adhere to the porous body 40, and stable culturing can be performed for a long period of time.
In the culturing apparatus 1, the internal pressure of the air supply tube 50 can be increased by the discharge pressure for discharging the air from the porous body 40. By selecting the porous body 40 and the air supply tube 50 to set the internal pressure of the air supply tube 50 to an appropriate value, it is possible to prevent the air supply tube 50 from twisting during the culture process. Specifically, when the porous body 40 having a pore diameter of 4 μm or less is used, the Laplace pressure is 0.5 atm or more, and therefore an internal pressure higher by about 0.5 atm than the atmospheric pressure is applied to the air supply tube 50. Therefore, twisting of the air supply tube 50 can be effectively prevented.

（３）変形例
次に、図４を参照して、本発明を適用した変形例に係る実施形態について説明する。本実施の形態では、培養装置は、ガイド部材６０を有する。ガイド部材６０は、培養容器１００内で、給気チューブ５０をガイドする役割を果たす。本実施の形態では、ガイド部材６０は、回転体３０の中央付近に取り付けられ、給気チューブ５０を回転体３０近傍までガイドする。ガイド部材６０には貫通穴が形成されており、給気チューブ５０は、貫通穴を通るように設けられている。なお、ガイド部材６０の貫通穴は、給気チューブ５０の外形よりも大きくなっており、給気チューブ５０は、貫通穴内で貫通穴に対して回転可能に支持される。なお、本実施の形態では、ガイド部材６０は、回転体３０に取り付けられているが、変形例として、ガイド部材を培養容器１００（容器本体１０）に取り付けることも可能である（図示せず）。また、ガイド部材６０は、給気チューブ５０の一箇所のみをガイドするように構成することも可能であるが、複数の場所をガイド（規制）するように構成することも可能である。(3) Modified Example Next, with reference to FIG. 4, an embodiment according to a modified example to which the present invention is applied will be described. In the present embodiment, the culture device has a guide member 60. The guide member 60 plays a role of guiding the air supply tube 50 in the culture container 100. In the present embodiment, the guide member 60 is attached near the center of the rotating body 30 and guides the air supply tube 50 to the vicinity of the rotating body 30. A through hole is formed in the guide member 60, and the air supply tube 50 is provided so as to pass through the through hole. The through hole of the guide member 60 is larger than the outer shape of the air supply tube 50, and the air supply tube 50 is rotatably supported in the through hole with respect to the through hole. In addition, in the present embodiment, the guide member 60 is attached to the rotating body 30, but as a modification, the guide member can be attached to the culture container 100 (container body 10) (not shown). .. Further, the guide member 60 can be configured to guide only one place of the air supply tube 50, but can also be configured to guide (restrict) a plurality of places.

本実施の形態では、培養装置は、多孔質体７０を有する。多孔質体７０は、柱状（円柱状や角柱状）の外形をなし、上端から凹部が形成されている。そして、多孔質体７０（凹部）には、給気パイプ７２が挿入され、両者は固定具７４を介して固定されている。また、給気パイプ７２は、保持具４９の貫通穴を通るとともに、止め具７６によって保持具４９に保持される。なお、保持具４９の貫通穴の内径を給気パイプ７２よりも大きくすることで、給気パイプ７２を、保持具４９に対して回転可能とすることができる。そして、本実施の形態では、給気チューブ５０は給気パイプ７２に取り付けられ、給気パイプ７２を介して、多孔質体７０の内部に気体が導入される。 In the present embodiment, the culture device has a porous body 70. The porous body 70 has a columnar (cylindrical or prismatic) outer shape, and a recess is formed from the upper end. An air supply pipe 72 is inserted into the porous body 70 (recess), and both are fixed via a fixture 74. Further, the air supply pipe 72 passes through the through hole of the holder 49 and is held by the holder 49 by the stopper 76. By making the inner diameter of the through hole of the holder 49 larger than that of the air supply pipe 72, the air supply pipe 72 can be rotated with respect to the holder 49. Then, in the present embodiment, the air supply tube 50 is attached to the air supply pipe 72, and gas is introduced into the porous body 70 via the air supply pipe 72.

本実施の形態では、上記の通り、培養装置はガイド部材６０を有する。これにより、給気チューブ５０は回転体３０の近傍までガイドされるため、培養容器１００内で給気チューブ５０の挙動が規制され、培養ごとの給気チューブ５０の挙動のばらつきを小さくすることが可能になる。また、給気チューブ５０を、仮想直線Ｌに沿うようにガイドすれば、培養工程中に、給気チューブ５０が大きく移動することを防止することができるため、給気チューブ５０に大きなストレスがかかることを防止することが可能になる。 In the present embodiment, as described above, the culture device has the guide member 60. As a result, since the air supply tube 50 is guided to the vicinity of the rotating body 30, the behavior of the air supply tube 50 is regulated in the culture container 100, and the variation in the behavior of the air supply tube 50 between cultures can be reduced. It will be possible. Further, if the air supply tube 50 is guided along the virtual straight line L, it is possible to prevent the air supply tube 50 from largely moving during the culture process, so that the air supply tube 50 is heavily stressed. It becomes possible to prevent that.

（４）第二の実施形態
以下、図５を参照して、本発明を適用した第二の実施形態に係る培養装置について説明する。
本実施の形態に係る培養装置は、可撓性チューブ８０を有する。本実施の形態では、可撓性チューブ８０は、図５に示すように、複数のチューブ（チューブ８２及びチューブ８４）を含んで構成されている。このとき、チューブ８２及びチューブ８４は、互いに固定されて一体的に挙動するように構成されていてもよく、別個に挙動するように構成されていても良い。また、可撓性チューブ８０は、チューブ８２及びチューブ８４は、先端がずれて配置された構成とすることが可能である。ただし、可撓性チューブ８０は、可撓性を有する一本のチューブであってもよく、三本以上の複数のチューブを備えたものを適用してもよい（図示せず）。
可撓性チューブ８０（チューブ８２及びチューブ８４）は、一端が、回転体３０（保持具８６）に回転可能に保持される。具体的には、可撓性チューブ８０は、保持具８６の貫通穴を通るとともに、保持具８６の両側に設けられた止め具８８により、保持具８６に保持される。保持具８６の貫通穴を、可撓性チューブ８０（チューブ８２及びチューブ８４）の外形よりも大きくすることで、可撓性チューブ８０を回転体３０（保持具８６）に対して回転可能に保持することができる。なお、複数の可撓性チューブが保持具８６に保持される場合、すべてのチューブは、同じ貫通穴を通るように設けられる。これにより、複数のチューブがお互いにねじれることを防止することができる。なお、本実施の形態では、図５に示すように、可撓性チューブ８０（チューブ８２及びチューブ８４）を、その先端が直接培養液Ｗ内に配置されるように設けてもよいが、その先端に多孔質体などが取り付けられた構成とすることも可能である。また、可撓性チューブ８０が複数のチューブを備えている場合、すべてのチューブが保持具８６に保持される必要はなく、少なくとも一本を、保持具８６に至らない長さとすることも可能である（図示せず）。
可撓性チューブ８０は、回転体３０の回転に伴って、上記一端（先端）を、回転体３０（保持具８６）に対して回転させるように構成されている。すなわち、可撓性チューブ８０は、回転体３０の回転に伴って、保持具８６の貫通穴の内部で回転（自転）するように構成されている。
また、可撓性チューブ８０の他端は、容器本体１０に対して固定されて（相対的に移動しないように保持されて）、容器本体１０の外部に設けられた供給手段に接続される（図示せず）。本実施の形態に適用可能な供給手段は特に限られず、例えば、消泡剤や、基質、酵素、培養液、栄養素、気体などを供給する供給手段を適用することが可能である。(4) Second Embodiment Hereinafter, a culture device according to a second embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to FIG.
The culture device according to the present embodiment has a flexible tube 80. In the present embodiment, the flexible tube 80 is configured to include a plurality of tubes (tube 82 and tube 84) as shown in FIG. At this time, the tube 82 and the tube 84 may be fixed to each other and configured to behave integrally, or may be configured to behave separately. Further, the flexible tube 80 can be configured such that the tubes 82 and 84 are arranged with their tips displaced. However, the flexible tube 80 may be a single flexible tube, or may be one provided with a plurality of three or more tubes (not shown).
One end of the flexible tube 80 (tube 82 and tube 84) is rotatably held by the rotating body 30 (holder 86). Specifically, the flexible tube 80 passes through the through hole of the holder 86 and is held by the holder 86 by the stoppers 88 provided on both sides of the holder 86. By making the through hole of the holder 86 larger than the outer shape of the flexible tube 80 (tube 82 and tube 84), the flexible tube 80 is rotatably held with respect to the rotating body 30 (holder 86). can do. When a plurality of flexible tubes are held by the holder 86, all the tubes are provided so as to pass through the same through hole. This can prevent the tubes from twisting with each other. In the present embodiment, as shown in FIG. 5, the flexible tube 80 (tube 82 and tube 84) may be provided so that its tip is directly placed in the culture medium W, but It is also possible to adopt a configuration in which a porous body or the like is attached to the tip. Further, when the flexible tube 80 includes a plurality of tubes, it is not necessary that all the tubes be held by the holder 86, and at least one of the tubes can have a length that does not reach the holder 86. Yes (not shown).
The flexible tube 80 is configured to rotate the one end (tip) with respect to the rotating body 30 (holder 86) as the rotating body 30 rotates. That is, the flexible tube 80 is configured to rotate (spin) inside the through hole of the holder 86 as the rotating body 30 rotates.
Further, the other end of the flexible tube 80 is fixed to the container body 10 (held so as not to move relatively) and connected to a supply means provided outside the container body 10 ( (Not shown). The supply means applicable to this embodiment is not particularly limited, and for example, a supply means for supplying an antifoaming agent, a substrate, an enzyme, a culture solution, a nutrient, a gas or the like can be applied.

この培養装置によると、可撓性チューブ８０（その先端）は、回転体３０の回転に伴って仮想直線Ｌを中心に回転する。ここで、可撓性チューブ８０は回転体３０（保持具８６）に対して回転可能に構成されていることから、回転体３０が回転しても、可撓性チューブ８０がねじれることを防止することができる。そのため、可撓性チューブ８０を介して、培養液Ｗに種々の物質を供給することが可能になる。また、本実施の形態では、可撓性チューブ８０は、回転体３０の回転に伴って仮想直線Ｌを中心に回転しながら、培養液Ｗ中に物質を供給する。そのため、供給された物質を、培養液Ｗ中に効率よく拡散させることが可能になる。 According to this culture device, the flexible tube 80 (the tip thereof) rotates about the virtual straight line L as the rotating body 30 rotates. Here, since the flexible tube 80 is configured to be rotatable with respect to the rotating body 30 (the holder 86), the flexible tube 80 is prevented from being twisted even when the rotating body 30 rotates. be able to. Therefore, various substances can be supplied to the culture solution W via the flexible tube 80. Further, in the present embodiment, the flexible tube 80 supplies the substance into the culture medium W while rotating around the virtual straight line L as the rotating body 30 rotates. Therefore, the supplied substance can be efficiently diffused in the culture medium W.

１…培養装置、 １０…容器本体、 ２０…プレート、 ２２…回転軸、 ２６…ベアリング、 ３０…回転体、 ３２…撹拌羽根、 ３４…磁石、 ４０…多孔質体、 ４２…給気具、 ４４…筒部、 ４６…つば部、 ４８…保持具、 ４９…保持具、 ５０…給気チューブ、 ５２…第１端部、 ５４…第２端部、 ６０…ガイド部材、 ７０…多孔質体、 ７２…給気パイプ、 ７４…固定具、 ７６…止め具、 ８０…可撓性チューブ、 ８２…チューブ、 ８４…チューブ、 ８６…保持具、 ８８…止め具、 １００…培養容器、 ２００…支持体、 ２１０…回転駆動機構、 ２１２…駆動磁石、 ２１４…保持体、 ２１６…モータ、 Ｗ…培養液 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Culture apparatus, 10... Container main body, 20... Plate, 22... Rotating shaft, 26... Bearing, 30... Rotating body, 32... Stirring blade, 34... Magnet, 40... Porous body, 42... Air supply tool, 44 ...Cylinder part, 46... Collar part, 48... Retainer, 49... Retainer, 50... Air supply tube, 52... First end part, 54... Second end part, 60... Guide member, 70... Porous body, 72... Air supply pipe, 74... Fixing device, 76... Stopper, 80... Flexible tube, 82... Tube, 84... Tube, 86... Retainer, 88... Stopper, 100... Culture container, 200... Support , 210... Rotational drive mechanism, 212... Drive magnet, 214... Holder, 216... Motor, W... Culture solution

Claims (6)

培養液に分散された細胞の培養に使用される培養容器であって、
容器本体と、
前記容器本体の底部に取り付けられた回転軸と、
前記回転軸に回転可能に取り付けられた回転体と、
前記回転体に取り付けられた多孔質体と、
前記多孔質体に給気する、一端が前記多孔質体に固定され、他端が前記容器本体に対して固定された可撓性の給気チューブと、
を有し、
前記多孔質体は、前記回転体に対して回転可能に取り付けられており、
前記給気チューブは、前記回転体の回転に伴って、前記多孔質体を前記回転体に対して回転させるように構成されている培養容器。A culture vessel used for culturing cells dispersed in a culture medium,
Container body,
A rotating shaft attached to the bottom of the container body,
A rotating body rotatably attached to the rotating shaft,
A porous body attached to the rotating body,
A flexible air supply tube for supplying air to the porous body, having one end fixed to the porous body and the other end fixed to the container body,
Have
The porous body is rotatably attached to the rotating body,
The air supply tube is a culture container configured to rotate the porous body with respect to the rotating body as the rotating body rotates. 請求項１に記載の培養容器において、
前記回転体には撹拌羽根が取り付けられている培養容器。The culture container according to claim 1,
A culture vessel in which a stirring blade is attached to the rotating body. 請求項１又は請求項２に記載の培養容器において、
前記給気チューブの前記他端は、前記容器本体の上端近傍に固定されている培養容器。The culture container according to claim 1 or 2,
The other end of the air supply tube is a culture container fixed near the upper end of the container body. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の培養容器において、
前記容器本体は可撓性を有し、支持体に支持されて利用されるように構成されている培養容器。The culture container according to any one of claims 1 to 3,
The culture container is flexible, and is configured to be used by being supported by a support. 培養液に分散された細胞を培養する培養容器であって、
容器本体と、
前記容器本体の底部に取り付けられた回転軸と、
前記回転軸に回転可能に取り付けられた回転体と、
一端が前記回転体に取り付けられた可撓性チューブと、
を有し、
前記可撓性チューブは、前記一端が前記回転体に対して回転可能に保持されるとともに、前記回転体の回転に伴って、前記一端を回転体に対して回転させるように構成されている培養容器。A culture container for culturing cells dispersed in a culture medium,
Container body,
A rotating shaft attached to the bottom of the container body,
A rotating body rotatably attached to the rotating shaft,
A flexible tube having one end attached to the rotating body,
Have
The flexible tube is configured such that the one end is rotatably held with respect to the rotator, and the one end is rotated with respect to the rotator as the rotator rotates. container. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の培養容器を有する培養装置。 A culture device comprising the culture container according to any one of claims 1 to 5.
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