JP2767893B2 - 中空糸型バイオリアクタ - Google Patents
中空糸型バイオリアクタInfo
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- JP2767893B2 JP2767893B2 JP14362789A JP14362789A JP2767893B2 JP 2767893 B2 JP2767893 B2 JP 2767893B2 JP 14362789 A JP14362789 A JP 14362789A JP 14362789 A JP14362789 A JP 14362789A JP 2767893 B2 JP2767893 B2 JP 2767893B2
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- Japan
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- hollow fiber
- bioreactor
- fiber type
- type bioreactor
- cells
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、中空糸型バイオリアクタに関する。更に詳
しくは、セラミックス中空糸を用いた中空糸型バイオリ
アクタに関する。
しくは、セラミックス中空糸を用いた中空糸型バイオリ
アクタに関する。
従来、生物関連の反応槽内に生じた反応物の回収は、
反応終了後再度膜などを利用して回収するという方法が
バッチ方式ではとられている。この場合、反応と分離回
収の２工程を要し、煩雑であるという欠点がみられる。
反応終了後再度膜などを利用して回収するという方法が
バッチ方式ではとられている。この場合、反応と分離回
収の２工程を要し、煩雑であるという欠点がみられる。
こうした欠点を補うため、有機重合体製の中空糸を用
い、反応と分離回収とを同時に行うという提案がなされ
ているが、この場合には細胞が中空糸膜表面に付着し易
く、分離回収の機能が経時的に低下するという欠点がみ
られる。
い、反応と分離回収とを同時に行うという提案がなされ
ているが、この場合には細胞が中空糸膜表面に付着し易
く、分離回収の機能が経時的に低下するという欠点がみ
られる。
そこで、細胞の増殖、物質生産反応などが行われる部
位での細胞の増殖効率を高めたり、加圧により細胞の代
謝産物の分離効率を高めたりする目的で、セラミックス
製の中空糸を用いたバイオリアクタが本出願人によって
提案されている（特開昭63−317,075号公報、同63−31
7,076号公報、同64−20,081号公報など）。
位での細胞の増殖効率を高めたり、加圧により細胞の代
謝産物の分離効率を高めたりする目的で、セラミックス
製の中空糸を用いたバイオリアクタが本出願人によって
提案されている（特開昭63−317,075号公報、同63−31
7,076号公報、同64−20,081号公報など）。
本発明の目的は、かかるセラミックス中空糸を用いた
中空糸型バイオリアクタにおいて、細胞の付着防止や代
謝産物の分離効率を更に高めたものを提供することにあ
る。
中空糸型バイオリアクタにおいて、細胞の付着防止や代
謝産物の分離効率を更に高めたものを提供することにあ
る。
かかる本発明の目的は、陽イオン交換性基含有セルロ
ース膜を表面に形成させたセラミックス中空糸を用いた
中空糸型バイオリアクタによって達成される。
ース膜を表面に形成させたセラミックス中空糸を用いた
中空糸型バイオリアクタによって達成される。
セラミックス中空糸としては、アルミナ、アルミナ−
シリカ、シリカなどの焼結体であって、孔径が約５〜25
μｍ、好ましくは約10〜20μｍ程度の細孔を有するもの
が用いられる。
シリカ、シリカなどの焼結体であって、孔径が約５〜25
μｍ、好ましくは約10〜20μｍ程度の細孔を有するもの
が用いられる。
このようなセラミックス中空糸表面への溶媒可溶性陽
イオン交換性基含有セルロース膜の形成は、カルボキシ
ル基、リン酸基、スルホン基などを陽イオン交換性基と
して含有するセルローズ誘導体をジメチルホルムアミ
ド、ジメチルアセトアミドなどの可溶性溶媒中に約0.05
〜10重量％、好ましくは約0.5〜５重量％の濃度で溶解
させた溶液として調製し、その溶液中に浸漬、引き上げ
て乾燥する方法などによって行われる。
イオン交換性基含有セルロース膜の形成は、カルボキシ
ル基、リン酸基、スルホン基などを陽イオン交換性基と
して含有するセルローズ誘導体をジメチルホルムアミ
ド、ジメチルアセトアミドなどの可溶性溶媒中に約0.05
〜10重量％、好ましくは約0.5〜５重量％の濃度で溶解
させた溶液として調製し、その溶液中に浸漬、引き上げ
て乾燥する方法などによって行われる。
かかる表面処理をしたセラミックス中空糸は、一般に
両端を閉塞した反応管内にそれと平行に、両端を反応管
端部に開口させて収納し、この開口部を入口および出口
のそれぞれの集合管に導くと共に、反応管側壁に中空糸
間液供給口および中空糸間液排出口を設けたバイオリア
クタに構成される。
両端を閉塞した反応管内にそれと平行に、両端を反応管
端部に開口させて収納し、この開口部を入口および出口
のそれぞれの集合管に導くと共に、反応管側壁に中空糸
間液供給口および中空糸間液排出口を設けたバイオリア
クタに構成される。
図面の第１図には、かかるバイオリアクタの使用状態
図が示されている。まず、陽イオン交換性基含有セルロ
ース被覆セラミックス中空糸1,1′,1″，……を収納し
たバイオリアクタモジュール２をオートクレーブ内に収
納し、滅菌処理する。セラミックス中空糸は、120℃付
近でのオートクレーブ滅菌処理に十分耐え、その膜構造
を殆んど変化させない。
図が示されている。まず、陽イオン交換性基含有セルロ
ース被覆セラミックス中空糸1,1′,1″，……を収納し
たバイオリアクタモジュール２をオートクレーブ内に収
納し、滅菌処理する。セラミックス中空糸は、120℃付
近でのオートクレーブ滅菌処理に十分耐え、その膜構造
を殆んど変化させない。
培地槽３中の液体培地４は、ペリスタポンプ５により
中空糸間液供給口６から連続的に供給され、エアポンプ
13によるエアレーションにより中空糸間隙に定置させた
細胞７と接触した後、中空糸間液排出口８から排出循環
される。細胞としては、酵母、細菌、糸状菌、放射菌な
どの微生物、植物細胞、動物細胞などが、好気性、嫌気
性、通性嫌気性などのいずれかの条件下で用いられる。
なお、符号9,9′,14,14′は滅菌フィルタであり、15は
エア抜き管である。
中空糸間液供給口６から連続的に供給され、エアポンプ
13によるエアレーションにより中空糸間隙に定置させた
細胞７と接触した後、中空糸間液排出口８から排出循環
される。細胞としては、酵母、細菌、糸状菌、放射菌な
どの微生物、植物細胞、動物細胞などが、好気性、嫌気
性、通性嫌気性などのいずれかの条件下で用いられる。
なお、符号9,9′,14,14′は滅菌フィルタであり、15は
エア抜き管である。
一方、生産物は、中空糸膜を透過した後、回収槽10か
らペリスタポンプ11により循環される回収液により、滅
菌フィルタ12を通過して上記回収槽10に回収される。
らペリスタポンプ11により循環される回収液により、滅
菌フィルタ12を通過して上記回収槽10に回収される。
〔作用〕および〔発明の効果〕 細胞は、通常のpH（７以上）では負に帯電しており、
一般の素材に対しては吸着してしまい、これが通常の中
空糸膜を用いた場合の目詰りの原因となっている。
一般の素材に対しては吸着してしまい、これが通常の中
空糸膜を用いた場合の目詰りの原因となっている。
本発明においては、このような目詰りを防止するため
に、同様の負チャージを有する陽イオン交換性基含有セ
ルロースをセラミックス中空糸の表面に塗布することに
より、その反発力で目詰りの防止を図っている。これに
より、細胞の付着防止や代謝産物の分離効果を更に高め
たバイオリアクタが得られる。
に、同様の負チャージを有する陽イオン交換性基含有セ
ルロースをセラミックス中空糸の表面に塗布することに
より、その反発力で目詰りの防止を図っている。これに
より、細胞の付着防止や代謝産物の分離効果を更に高め
たバイオリアクタが得られる。
次に、実施例について本発明を説明する。
実施例 内径0.6mm、外形1.0mm、長さ10cmの酸化アルミナ製の
中空糸を１％カルボキシメチルセルロース（CMC）ジメ
チルホルムアミド溶液中に浸漬し、これを直ちに引き上
げ、室温下に４時間放置して乾燥させた。
中空糸を１％カルボキシメチルセルロース（CMC）ジメ
チルホルムアミド溶液中に浸漬し、これを直ちに引き上
げ、室温下に４時間放置して乾燥させた。
このようにして表面にカルボキシメチルセルロース膜
を形成させた酸化アルミナ中空糸20本を用い、全容積10
0mlのモジュールを構成し、このバイオリアクタモジュ
ール全体をオートクレーブ中で120℃、10分間滅菌処理
した。
を形成させた酸化アルミナ中空糸20本を用い、全容積10
0mlのモジュールを構成し、このバイオリアクタモジュ
ール全体をオートクレーブ中で120℃、10分間滅菌処理
した。
第１図に示される態様が実施され、細胞としてはパン
酵母を用い、湿潤重量10gを反応開始時に添加した。液
体培地は、0.1M第１リン酸カリウムおよび５％グルコー
スを含む溶液を蒸留水で調製し、毎分3mlの循環量で循
環させた。また、回収液は、毎分1.2mlの循環量で循環
させた。醗酵開始後１時間、２時間および３時間の時点
における回収槽内のエタノール濃度を酵素キットにより
測定すると、それぞれ4.1mg/ml、8.2mg/mlおよび11.8mg
/mlであった。また、24時間後のセラミックス中空糸表
面を目視で観察したところ、酵母の付着は全く認められ
なかった。
酵母を用い、湿潤重量10gを反応開始時に添加した。液
体培地は、0.1M第１リン酸カリウムおよび５％グルコー
スを含む溶液を蒸留水で調製し、毎分3mlの循環量で循
環させた。また、回収液は、毎分1.2mlの循環量で循環
させた。醗酵開始後１時間、２時間および３時間の時点
における回収槽内のエタノール濃度を酵素キットにより
測定すると、それぞれ4.1mg/ml、8.2mg/mlおよび11.8mg
/mlであった。また、24時間後のセラミックス中空糸表
面を目視で観察したところ、酵母の付着は全く認められ
なかった。
比較例 実施例において、表面処理されていないアルミナ中空
糸を用いたバイオリアクタモジュールが用いられた。回
収槽内のエタノール濃度は、それぞれ3.8mg/ml、7.3mg/
mlおよび9.1mg/mlであった。また、24時間後の表面観察
では、表面にバルク状のパン酵母の付着が認められた。
糸を用いたバイオリアクタモジュールが用いられた。回
収槽内のエタノール濃度は、それぞれ3.8mg/ml、7.3mg/
mlおよび9.1mg/mlであった。また、24時間後の表面観察
では、表面にバルク状のパン酵母の付着が認められた。
第１図は、本発明に係るバイオリアクタの使用状態図で
ある。 （符号の説明） １……セルロース膜被覆セラミックス中空糸 ２……バイオリアクタモジュール ４……液体培地 ７……細胞 10……回収槽
ある。 （符号の説明） １……セルロース膜被覆セラミックス中空糸 ２……バイオリアクタモジュール ４……液体培地 ７……細胞 10……回収槽
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C12M 1/00 - 3/10 B01D 69/08 B01D 63/02 B01J 47/12 B01J 39/00
Claims (1)
- 【請求項１】陽イオン交換性基含有セルロース膜を表面
に形成させたセラミックス中空糸を用いた中空糸型バイ
オリアクタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14362789A JP2767893B2 (ja) | 1989-06-06 | 1989-06-06 | 中空糸型バイオリアクタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14362789A JP2767893B2 (ja) | 1989-06-06 | 1989-06-06 | 中空糸型バイオリアクタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH037574A JPH037574A (ja) | 1991-01-14 |
| JP2767893B2 true JP2767893B2 (ja) | 1998-06-18 |
Family
ID=15343155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14362789A Expired - Fee Related JP2767893B2 (ja) | 1989-06-06 | 1989-06-06 | 中空糸型バイオリアクタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2767893B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020088848A (ko) * | 2001-05-21 | 2002-11-29 | (주)코아바이오텍 | 세포배양관 및 이를 이용한 대량 세포배양기 |
-
1989
- 1989-06-06 JP JP14362789A patent/JP2767893B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH037574A (ja) | 1991-01-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |