JP2997491B2 - 細胞培養方法及び細胞培養装置 - Google Patents
細胞培養方法及び細胞培養装置Info
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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、細胞培養に係り特に長期的な高密度培養に
好適な細胞培養方法およびその装置に関するものであ
る。
好適な細胞培養方法およびその装置に関するものであ
る。
従来、細胞培養装置は、例えば、アメリカン・ナショ
ナル・レッド・クロス、WO−Ａ−８ 300400（AMERICAN
NATIONAL RED CROSS）に記載されているように、培養
槽に細胞のみか、細胞と老廃成分とを含み低分子物質が
戻されるように構成されており、老廃成分の除去や有用
な物質が低分子である場合については配慮されていなか
った。
ナル・レッド・クロス、WO−Ａ−８ 300400（AMERICAN
NATIONAL RED CROSS）に記載されているように、培養
槽に細胞のみか、細胞と老廃成分とを含み低分子物質が
戻されるように構成されており、老廃成分の除去や有用
な物質が低分子である場合については配慮されていなか
った。
また、従来の細胞培養装置は、日本特許公開公報昭60
−207581号に記載されているように、細胞と細胞液とを
分離し細胞を培養槽内に留めるための細胞分離器および
細胞を培養液中で効果的に浮遊させるための攪拌装置を
培養槽内に設ける構成としているものが知られている。
−207581号に記載されているように、細胞と細胞液とを
分離し細胞を培養槽内に留めるための細胞分離器および
細胞を培養液中で効果的に浮遊させるための攪拌装置を
培養槽内に設ける構成としているものが知られている。
さらに、日本特許公開公報昭63−130683号に記載され
ているような装置があるが、該装置等は、培養、細胞分
離、培地供給、逆洗等について述べられているが、連続
的な長期培養や膜の目詰まり防止に関しては述べられて
いない。
ているような装置があるが、該装置等は、培養、細胞分
離、培地供給、逆洗等について述べられているが、連続
的な長期培養や膜の目詰まり防止に関しては述べられて
いない。
上記従来技術では、細胞分離を行うために親水性の膜
が使用されるが、目詰まりしやすく、特に長期間の連続
高密度培養の場合は目詰まりを回避することは極めて困
難である。しかも一度目詰まりを起こすと培養を終了さ
せ、膜を系外に取り出し、交換又は再生しなければなら
ず、結局培養は目詰まりを起こした時点で停止（終了）
し、連続培養が断たれることとなる。
が使用されるが、目詰まりしやすく、特に長期間の連続
高密度培養の場合は目詰まりを回避することは極めて困
難である。しかも一度目詰まりを起こすと培養を終了さ
せ、膜を系外に取り出し、交換又は再生しなければなら
ず、結局培養は目詰まりを起こした時点で停止（終了）
し、連続培養が断たれることとなる。
本発明の目的は、上記欠点に鑑み、連続培養において
も目詰まりを生じ難い細胞培養方法及び装置を提供する
にある。
も目詰まりを生じ難い細胞培養方法及び装置を提供する
にある。
上記目的を達成するため、本発明では、細胞培養槽
と、該細胞培養槽の槽外に配設され、細胞と培養液を濾
過分離する細胞分離器と、該細胞分離器の取出口から濾
過分離された培養液をバルブを介して抜き取る抜取手段
と、上記培養液を抜き取る流れ方向とは逆方向で上記取
出口に対して新鮮培養液を供給する供給手段とが設けら
れ、培養途中においても上記細胞分離器の目詰まりを上
記新鮮培養液の供給により逆洗することを可能としたも
のである。
と、該細胞培養槽の槽外に配設され、細胞と培養液を濾
過分離する細胞分離器と、該細胞分離器の取出口から濾
過分離された培養液をバルブを介して抜き取る抜取手段
と、上記培養液を抜き取る流れ方向とは逆方向で上記取
出口に対して新鮮培養液を供給する供給手段とが設けら
れ、培養途中においても上記細胞分離器の目詰まりを上
記新鮮培養液の供給により逆洗することを可能としたも
のである。
上記供給手段は、上記新鮮培地を上記細胞分離器の取
出口に対して、上記培養液を抜き取る流れ方向とは逆方
向に供給するため、上記培養液を抜き取りにより上記細
胞分離器生に詰まった細胞は上記培養液の流れとは逆方
向の流れにより剥がされることになり、上記細胞分離器
生の目詰まりを防止できる。
出口に対して、上記培養液を抜き取る流れ方向とは逆方
向に供給するため、上記培養液を抜き取りにより上記細
胞分離器生に詰まった細胞は上記培養液の流れとは逆方
向の流れにより剥がされることになり、上記細胞分離器
生の目詰まりを防止できる。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。
第１図において、培地槽１にはRPM−1640培地と牛血
清が滅菌されて入っている。培養槽２での培養は、ヒト
抹消血リンパ球（PBL）とＢリンパ系腫瘍細胞とを共存
させる形となっている。このＢリンパ系腫瘍細胞はイン
ターロイキン２（IL−２）を産生する。まず培養槽２で
細胞増殖させ、培養液中にIL−２を産生させる。細胞濃
度が最初に設定した濃度１×105（cell/ml）のオーダー
になると第１図に示した循環を行う。細胞とIL−２を含
む培養液は、細胞分離器３に送りこまれる。この細胞分
離器３は、疎水性の中空糸膜を使用したものである。こ
の細胞分離器３より細胞を含む溶液は、培養槽２に戻さ
れ、細胞を除去したIL−２を含む培養液は、受槽４に送
り込まれる。次に培養液は限外ろ過器５に送り込まれ
る。この限外ろ過器５の分画分子量は、予め20000であ
るように膜を設定してある。この膜より分子量が小さい
分子であるIL−２と老廃物とが透過し受槽６に送り込ま
れる。IL−２の分子量は約15000である。この膜で透過
しない物質、つまり分子量が20000より大きい分子の培
地成分の中一部とろ過されなかったIL−２は再度受槽４
に戻され、再度限外ろ過器５でろ過される。ここでIL−
２が所定の濃度以下に達すると処理された残りの培養液
は、分子量20000以上の分子だけが濃縮され、培養槽２
に戻される。IL−２は循環中に絶えず系外に取り出され
る構成としている。
清が滅菌されて入っている。培養槽２での培養は、ヒト
抹消血リンパ球（PBL）とＢリンパ系腫瘍細胞とを共存
させる形となっている。このＢリンパ系腫瘍細胞はイン
ターロイキン２（IL−２）を産生する。まず培養槽２で
細胞増殖させ、培養液中にIL−２を産生させる。細胞濃
度が最初に設定した濃度１×105（cell/ml）のオーダー
になると第１図に示した循環を行う。細胞とIL−２を含
む培養液は、細胞分離器３に送りこまれる。この細胞分
離器３は、疎水性の中空糸膜を使用したものである。こ
の細胞分離器３より細胞を含む溶液は、培養槽２に戻さ
れ、細胞を除去したIL−２を含む培養液は、受槽４に送
り込まれる。次に培養液は限外ろ過器５に送り込まれ
る。この限外ろ過器５の分画分子量は、予め20000であ
るように膜を設定してある。この膜より分子量が小さい
分子であるIL−２と老廃物とが透過し受槽６に送り込ま
れる。IL−２の分子量は約15000である。この膜で透過
しない物質、つまり分子量が20000より大きい分子の培
地成分の中一部とろ過されなかったIL−２は再度受槽４
に戻され、再度限外ろ過器５でろ過される。ここでIL−
２が所定の濃度以下に達すると処理された残りの培養液
は、分子量20000以上の分子だけが濃縮され、培養槽２
に戻される。IL−２は循環中に絶えず系外に取り出され
る構成としている。
さらに、本発明の他の実施例を第２図により説明す
る。
る。
第２図において、培養槽１にはRPM1−1640培地、ハム
Ｆ−12培地、ダルベッコ変法イーグル培地を2:1:1で混
合したRDF培地と牛血清が滅菌されて入っている。培地
槽２では、マウスミエローマ細胞とヒトＢ細胞を融合し
て得られたヒトIgA産生マウスヒトハイブリドーマ細胞
の培養を行う。細胞濃度が最初に設定した濃度１×105
（cells/ml）のオーダーになると第２図に示した循環を
行う。細胞IgAを含む培養液は、細胞分離器３に送り込
まれる。この細胞分離器３は疎水生の中空子膜を使用し
たものである。この細胞分離機３より細胞を含む溶液
は、培養槽２に戻され、細胞を除去したIgAを含む培養
液は、受槽４に送り込まれ、次いで限外ろ過器５の分画
分子量は予め20000であるように膜を設定してある。こ
の膜より分子量が小さい分子である細胞の老廃成分が透
過し受槽６に送り込まれる。この膜に透過しない物質、
つまり分子量が20000より大きい分子と低分子にもかか
わらず透過しなかった物質は、再度受槽４に送り込ま
れ、再度限外ろ過器５によりろ過される。分子量20000
以下の分子が充分に除去された溶液は、次の限外ろ過器
７に送り込まれる。この限外ろ過器７の分画分子量は予
め100000であるように膜を設定している。この膜より分
子量が小さい分子である培地中の血清成分の一部である
アルブミンは培養槽２に戻される。分子量が100000より
大きい高分子であるIgAは受槽４に貯められ、IgAを含む
養液は、系外に取り出される。
Ｆ−12培地、ダルベッコ変法イーグル培地を2:1:1で混
合したRDF培地と牛血清が滅菌されて入っている。培地
槽２では、マウスミエローマ細胞とヒトＢ細胞を融合し
て得られたヒトIgA産生マウスヒトハイブリドーマ細胞
の培養を行う。細胞濃度が最初に設定した濃度１×105
（cells/ml）のオーダーになると第２図に示した循環を
行う。細胞IgAを含む培養液は、細胞分離器３に送り込
まれる。この細胞分離器３は疎水生の中空子膜を使用し
たものである。この細胞分離機３より細胞を含む溶液
は、培養槽２に戻され、細胞を除去したIgAを含む培養
液は、受槽４に送り込まれ、次いで限外ろ過器５の分画
分子量は予め20000であるように膜を設定してある。こ
の膜より分子量が小さい分子である細胞の老廃成分が透
過し受槽６に送り込まれる。この膜に透過しない物質、
つまり分子量が20000より大きい分子と低分子にもかか
わらず透過しなかった物質は、再度受槽４に送り込ま
れ、再度限外ろ過器５によりろ過される。分子量20000
以下の分子が充分に除去された溶液は、次の限外ろ過器
７に送り込まれる。この限外ろ過器７の分画分子量は予
め100000であるように膜を設定している。この膜より分
子量が小さい分子である培地中の血清成分の一部である
アルブミンは培養槽２に戻される。分子量が100000より
大きい高分子であるIgAは受槽４に貯められ、IgAを含む
養液は、系外に取り出される。
本実施例に示すシステムでは、培養槽２へ戻す血清成
分よりも有用な高分子、有用な低分子を同時に生産する
細胞において、有用な高分子、有用な低分子をおのおの
分離して取り出すことが可能なシステムであり、生産物
阻害といった悪影響は全くない。
分よりも有用な高分子、有用な低分子を同時に生産する
細胞において、有用な高分子、有用な低分子をおのおの
分離して取り出すことが可能なシステムであり、生産物
阻害といった悪影響は全くない。
なお、上記各実施例において、細胞分離機３は、重力
沈殿、遠心分離、ろ過のいずれの方法を用いても良い。
また、限外ろ過器５、７は、膜ろ過、限外ろ過、透析、
逆浸透、吸着のいずれの方法を用いても良い。
沈殿、遠心分離、ろ過のいずれの方法を用いても良い。
また、限外ろ過器５、７は、膜ろ過、限外ろ過、透析、
逆浸透、吸着のいずれの方法を用いても良い。
また、上記各実施例において、細胞が産生する有用物
質として、例えばリンホカイン、酸素、細胞増殖因子等
が該当し、具体的にはインターフェロン、インターロイ
キン、イムノグロブリン、イムノグロブリンＧ、ヒトイ
ムノグロブリン等があげられる。また、細胞を培養する
培養液中に、トランスフェリン、インシュリン、アルブ
ミン、エタノールアミン等の生育促進物質を有してい
る。これら上記有用物質と再利用可能な上記生育促進物
質との組み合わせで、限外ろ過膜の分画分子量を最適な
ものとすることで、本発明を実施できる。即ち、目的有
用物質の分子量が再利用する培地成分より小さい場合に
は、細胞を除去した培養液を分離する分画分子量を再利
用する培地成分＞分画分子量＞有用物質、老廃成分と
し、この分画分子量で限外ろ過を行う。次いで分離した
培地成分を培養槽に戻すことで培地成分の再利用を行う
ことができる。
質として、例えばリンホカイン、酸素、細胞増殖因子等
が該当し、具体的にはインターフェロン、インターロイ
キン、イムノグロブリン、イムノグロブリンＧ、ヒトイ
ムノグロブリン等があげられる。また、細胞を培養する
培養液中に、トランスフェリン、インシュリン、アルブ
ミン、エタノールアミン等の生育促進物質を有してい
る。これら上記有用物質と再利用可能な上記生育促進物
質との組み合わせで、限外ろ過膜の分画分子量を最適な
ものとすることで、本発明を実施できる。即ち、目的有
用物質の分子量が再利用する培地成分より小さい場合に
は、細胞を除去した培養液を分離する分画分子量を再利
用する培地成分＞分画分子量＞有用物質、老廃成分と
し、この分画分子量で限外ろ過を行う。次いで分離した
培地成分を培養槽に戻すことで培地成分の再利用を行う
ことができる。
また、目的有用物質の分子量が再利用する培地成分よ
り大きい場合には、第１段として細胞を除去した培養液
を分離する分画分子量を有用物質・培地成分＞分画分子
量＞老廃成分として限外ろ過を行い、老廃成分を除去す
る。第２段に、有用物質＞分画分子量＞培地成分として
限外ろ過を行い、分離した培地成分を培養槽に戻すこと
で培地成分の再利用を行うことができる。
り大きい場合には、第１段として細胞を除去した培養液
を分離する分画分子量を有用物質・培地成分＞分画分子
量＞老廃成分として限外ろ過を行い、老廃成分を除去す
る。第２段に、有用物質＞分画分子量＞培地成分として
限外ろ過を行い、分離した培地成分を培養槽に戻すこと
で培地成分の再利用を行うことができる。
本発明は、上記各実施例に限定されることなく、一般
に細胞が動物細胞、植物細胞、微生物等に適用される内
容である。
に細胞が動物細胞、植物細胞、微生物等に適用される内
容である。
次に、本発明のエアーリフト力を利用し、混合・培養
する細胞・培養装置の一実施例第３図により説明する。
する細胞・培養装置の一実施例第３図により説明する。
第３図において、11は培養槽でありその上方側面に連
通口12、下方例えば底部に連通口13を有し連通口12、13
は連通管14で結ぶと共に連通管14の途中に細胞分離器15
を設ける。培養槽11内の底部付近に培養に必要な気体を
給気するための給気口（スパージャー）16を設ける。
又、給気口（スパージャー）16からの給気により、細胞
が培養液中を効果的に浮遊させるための攪拌作用も行わ
せる。
通口12、下方例えば底部に連通口13を有し連通口12、13
は連通管14で結ぶと共に連通管14の途中に細胞分離器15
を設ける。培養槽11内の底部付近に培養に必要な気体を
給気するための給気口（スパージャー）16を設ける。
又、給気口（スパージャー）16からの給気により、細胞
が培養液中を効果的に浮遊させるための攪拌作用も行わ
せる。
さらに、連通管14の底部付近に設けた給気口（スパー
ジャー）17からの給気は細胞を含む連通管内に還流させ
るためのドライビングフォースを与えるものである。以
上の構成において、バルブ18を開き給気口16から培養槽
11内に給気を開始すると気体によりドライビングフォー
スが発生するので細胞を含む培養液10は対流攪拌され
る。
ジャー）17からの給気は細胞を含む連通管内に還流させ
るためのドライビングフォースを与えるものである。以
上の構成において、バルブ18を開き給気口16から培養槽
11内に給気を開始すると気体によりドライビングフォー
スが発生するので細胞を含む培養液10は対流攪拌され
る。
又、バルブ19を開き給気口17からの給気を開始すると
液中の気泡が混入する給気口17より上方の培養液の見か
けの密度は低下する。
液中の気泡が混入する給気口17より上方の培養液の見か
けの密度は低下する。
一方連通管14側の培養液中には気泡は含まれていない
ため見かけ密度は培養液の密度そのものである。従っ
て、細胞を含む培養液は連通口12から連通管14に入り細
胞分離器15を経由して連通口13に戻る経路で循環しつつ
培養を継続する。
ため見かけ密度は培養液の密度そのものである。従っ
て、細胞を含む培養液は連通口12から連通管14に入り細
胞分離器15を経由して連通口13に戻る経路で循環しつつ
培養を継続する。
培養が進行し例えば細胞濃度が目標値に達すると、バ
ルブ21、31が開き送液ポンプ22を起動することにより有
用物質、老廃成分を含む培養液は細胞分離器15で細胞を
分離した後、細胞分離器15の取出口を通って、バルブ2
1、送液ポンプ22を経由して、管23から限外ろ過器24に
送られ、ここで産生有用物質・老廃成分と培地成分とに
分離され産生有用物質・老廃成分を含む液体は管25から
図示されていない精製装置等の後続装置に送られそこで
目的に応じた処理がなされる。
ルブ21、31が開き送液ポンプ22を起動することにより有
用物質、老廃成分を含む培養液は細胞分離器15で細胞を
分離した後、細胞分離器15の取出口を通って、バルブ2
1、送液ポンプ22を経由して、管23から限外ろ過器24に
送られ、ここで産生有用物質・老廃成分と培地成分とに
分離され産生有用物質・老廃成分を含む液体は管25から
図示されていない精製装置等の後続装置に送られそこで
目的に応じた処理がなされる。
一方分離された培地成分は管26からバルブ31を経て培
養槽11に戻され再利用されるこの循環が行われている間
はバルブ28は閉状態にあり、新鮮培地の供給は止められ
ている。
養槽11に戻され再利用されるこの循環が行われている間
はバルブ28は閉状態にあり、新鮮培地の供給は止められ
ている。
前記操作により産生有用物質・老廃成分が後続装置に
抽出されるがその抽出量に見合った量の血清を含む培地
は管27、バルブ28を経て細胞分離膜32を逆洗しながら培
養槽11に供給される。この場合においてはバブル21は閉
状態、バブル28は開状態にされ、新鮮培地が細胞分離器
15の取出口を通って細胞分離膜32に供給されるので、新
鮮培地の流れは培養液の流れとは逆方向となり、この結
果、細胞分離膜32に詰まった細胞は新鮮培地の流れによ
り剥がされることになる。
抽出されるがその抽出量に見合った量の血清を含む培地
は管27、バルブ28を経て細胞分離膜32を逆洗しながら培
養槽11に供給される。この場合においてはバブル21は閉
状態、バブル28は開状態にされ、新鮮培地が細胞分離器
15の取出口を通って細胞分離膜32に供給されるので、新
鮮培地の流れは培養液の流れとは逆方向となり、この結
果、細胞分離膜32に詰まった細胞は新鮮培地の流れによ
り剥がされることになる。
又、細胞分離器15の交換作業はバルブ29、30、21、28
を閉止することにより行うことが出来る。即ち培養操作
を停止することなく細胞分離器15の保守を容易に行うこ
とが出来る。
を閉止することにより行うことが出来る。即ち培養操作
を停止することなく細胞分離器15の保守を容易に行うこ
とが出来る。
本実施例のように培養槽11、細胞分離器15、給気口17
を上方から下方に準に配設することにより、ドライビン
グフォースが与えられた培養液は、細胞分離器15内の膜
を洗浄することもできるという効果も生じる。また、図
示はしていないが培養槽11の上部の連通口12を培養槽11
の中央部に設けることにより、槽内をより均一に攪拌す
ることが出来る。
を上方から下方に準に配設することにより、ドライビン
グフォースが与えられた培養液は、細胞分離器15内の膜
を洗浄することもできるという効果も生じる。また、図
示はしていないが培養槽11の上部の連通口12を培養槽11
の中央部に設けることにより、槽内をより均一に攪拌す
ることが出来る。
本発明の細胞分離器は培養槽の外部に設置する構成と
したので培養中も細胞分離膜の交換が可能でかつ作業も
容易である。
したので培養中も細胞分離膜の交換が可能でかつ作業も
容易である。
また、連通管の途中に設けた給気口から給気によりエ
アーリフト力を利用して、培養液の連通管内での循環流
を生じさせると共に、細胞分離膜近傍での気泡の流動に
よる圧力変動を膜面に与えることにより、細胞の膜面へ
の付着を防止し、膜の目詰まりを低減できる。培養槽下
部に設けた給気口から供給される気泡は、培養に不可欠
な酸素を培養液に供給する役割を担うとともに、培養液
に流動を起こさせ、細胞の槽底への沈積を防止する。こ
のように培養液の流動をエアーリフト力を利用して行わ
せる構成としたことにより攪拌時細胞にせん断力を与え
ることがなく従って細胞の損傷を防止できる。特に動物
細胞のようにせん断力に弱い細胞にとっては有効であ
る。
アーリフト力を利用して、培養液の連通管内での循環流
を生じさせると共に、細胞分離膜近傍での気泡の流動に
よる圧力変動を膜面に与えることにより、細胞の膜面へ
の付着を防止し、膜の目詰まりを低減できる。培養槽下
部に設けた給気口から供給される気泡は、培養に不可欠
な酸素を培養液に供給する役割を担うとともに、培養液
に流動を起こさせ、細胞の槽底への沈積を防止する。こ
のように培養液の流動をエアーリフト力を利用して行わ
せる構成としたことにより攪拌時細胞にせん断力を与え
ることがなく従って細胞の損傷を防止できる。特に動物
細胞のようにせん断力に弱い細胞にとっては有効であ
る。
次に本発明の他の実施例を第４図により説明する。
第４図において、第３図と同一のものは同一符号を付
し説明を省略する。
し説明を省略する。
本装置は、バルブ19開によりエアー供給されて、培養
槽11、細胞分離器15内の培養液の循環力が与えられて循
環混合される。またバルブ18開により不足分のエアーが
補われる。灌流培養においては、バルブ21開より細胞分
離膜32を通して培養液のみろ過される。培養槽11内の培
養液が所定量までろ過され減少したらバルブ21閉、28開
で培地を細胞分離膜32の逆洗を兼ねて供給する。培養槽
11内の培養液が所定量まで増加したらバルブ28閉、21開
で前記培養液のろ過を行う。培養槽11内の所定量の液面
変化は、レベルセンサーを用いて行う。培養液ろ過、培
地供給はそれぞれポンプを用いて行う。
槽11、細胞分離器15内の培養液の循環力が与えられて循
環混合される。またバルブ18開により不足分のエアーが
補われる。灌流培養においては、バルブ21開より細胞分
離膜32を通して培養液のみろ過される。培養槽11内の培
養液が所定量までろ過され減少したらバルブ21閉、28開
で培地を細胞分離膜32の逆洗を兼ねて供給する。培養槽
11内の培養液が所定量まで増加したらバルブ28閉、21開
で前記培養液のろ過を行う。培養槽11内の所定量の液面
変化は、レベルセンサーを用いて行う。培養液ろ過、培
地供給はそれぞれポンプを用いて行う。
上記灌流培養を長期間にわたり行うと細胞分離膜32の
目詰まり現象が起きる。そこで上記灌流培養を停止する
ことなく培養を継続して行うには以下２つの方策があ
る。
目詰まり現象が起きる。そこで上記灌流培養を停止する
ことなく培養を継続して行うには以下２つの方策があ
る。
第１には、蒸気を用いて膜の目詰った物質を除き膜の
再生を図る方法である。以下その手順を示す。まずバル
ブ19閉でエアーを入れながら細胞分離器15内の培養液を
連通管14を通して培養槽11内に送る。次にバルブ19、2
1、28、29、30閉、バルブ33、34開で細胞分離膜32に蒸
気を通し膜の再生を行う。再生可能な時間に達したバル
ブ33閉、34閉で細胞分離器15のジャケットに水を流し冷
却する。細胞分離器15が所定の温度まで冷却すると該器
内は陰圧状態になる。そこでバルブ28開で培地を入れ、
器内外の圧力差を０としてバルブ28閉、バルブ21、29、
30開で前記灌流培養を行う。
再生を図る方法である。以下その手順を示す。まずバル
ブ19閉でエアーを入れながら細胞分離器15内の培養液を
連通管14を通して培養槽11内に送る。次にバルブ19、2
1、28、29、30閉、バルブ33、34開で細胞分離膜32に蒸
気を通し膜の再生を行う。再生可能な時間に達したバル
ブ33閉、34閉で細胞分離器15のジャケットに水を流し冷
却する。細胞分離器15が所定の温度まで冷却すると該器
内は陰圧状態になる。そこでバルブ28開で培地を入れ、
器内外の圧力差を０としてバルブ28閉、バルブ21、29、
30開で前記灌流培養を行う。
第２の方策としては、細胞分離膜32の交換である。こ
の方策でも第１の方策と同様に細胞分離器15内の培養液
を培養槽11に送り込む。そしてバルブ29、30、19閉の状
態で細胞分離膜32の交換を行う。交換後、第１の方策と
同様に蒸気を通して殺菌を行い、培地を供給して初期灌
流培養を行う。即ち本発明は、細胞培養中の細胞分離を
行っているときには、培養槽より細胞と培養液とが細胞
分離器に流れ込んでいる。大幅は逆洗（再生）を行うと
きには、細胞を含む培養液の流入をバルブを閉じること
によって止める。そして細胞分離器のドレンバルブを開
にして細胞分離中のときとは逆方向に蒸気を中空糸膜内
に流入する。よって上記の圧力が直接中空系内にかかり
大幅な逆洗（再生）を行うことができる。培養液中にた
ん白質等の加熱により変性して沈殿物を生じる物質を高
濃度に含んでいる場合には、スチーム注入に先立ち、水
等であらかじめ細胞分離器内部や膜内部の洗浄を行うこ
とも効果的な逆洗を行うことで有効である。逆洗終了
後、ドレンバルブを閉じて滅菌を行い高温の状態で高圧
蒸気の供給を止め、細胞分離器が冷却するまで待ち、そ
の後、圧力の下がった細胞分離器内の中空糸内に新鮮な
培地を供給後細胞分離を行う。
の方策でも第１の方策と同様に細胞分離器15内の培養液
を培養槽11に送り込む。そしてバルブ29、30、19閉の状
態で細胞分離膜32の交換を行う。交換後、第１の方策と
同様に蒸気を通して殺菌を行い、培地を供給して初期灌
流培養を行う。即ち本発明は、細胞培養中の細胞分離を
行っているときには、培養槽より細胞と培養液とが細胞
分離器に流れ込んでいる。大幅は逆洗（再生）を行うと
きには、細胞を含む培養液の流入をバルブを閉じること
によって止める。そして細胞分離器のドレンバルブを開
にして細胞分離中のときとは逆方向に蒸気を中空糸膜内
に流入する。よって上記の圧力が直接中空系内にかかり
大幅な逆洗（再生）を行うことができる。培養液中にた
ん白質等の加熱により変性して沈殿物を生じる物質を高
濃度に含んでいる場合には、スチーム注入に先立ち、水
等であらかじめ細胞分離器内部や膜内部の洗浄を行うこ
とも効果的な逆洗を行うことで有効である。逆洗終了
後、ドレンバルブを閉じて滅菌を行い高温の状態で高圧
蒸気の供給を止め、細胞分離器が冷却するまで待ち、そ
の後、圧力の下がった細胞分離器内の中空糸内に新鮮な
培地を供給後細胞分離を行う。
また、細胞分離膜が使用不能となった場合には上記と
同様にして細胞を含む培養液の流入を止め、細胞分離膜
を含む細胞分離器を交換し、その後上記と同様に滅菌を
行い、新鮮な培地を供給後、再び細胞分離を行う。
同様にして細胞を含む培養液の流入を止め、細胞分離膜
を含む細胞分離器を交換し、その後上記と同様に滅菌を
行い、新鮮な培地を供給後、再び細胞分離を行う。
このような灌流培養において膜の目詰まりからは逃れ
ないので上記実施例の如く膜の再生、交換を可能とした
ことで細胞培養を長期にはわたり行うことができる効果
があり、また物質生産性において高収率化が図れること
が期待される。
ないので上記実施例の如く膜の再生、交換を可能とした
ことで細胞培養を長期にはわたり行うことができる効果
があり、また物質生産性において高収率化が図れること
が期待される。
本発明によれば、細胞を除去した培養液を分離する分
画分子量を、予め細胞代謝物質の有用物質、老廃成分の
分子量より大きく又は、小さく設定することにより、有
用物質および老廃成分を培地成分から除去できる。さら
に、高価な血清成分のアルブミンを培養槽に戻すことが
できるのでランニングコストの低下も可能となる等の効
果がある。
画分子量を、予め細胞代謝物質の有用物質、老廃成分の
分子量より大きく又は、小さく設定することにより、有
用物質および老廃成分を培地成分から除去できる。さら
に、高価な血清成分のアルブミンを培養槽に戻すことが
できるのでランニングコストの低下も可能となる等の効
果がある。
次にエアーリフト力を利用して培養液を混合する培養
槽についての効果を上げると、細胞分離器を培養槽の外
部に設置する構成としているため、細胞分離器の交換時
培養槽を開放する必要がない。従って培養操作を継続し
ながら細胞分離器の交換作業が可能であり、又交換作業
も容易なので生産性、保守性共に高い効果を得る。同様
に、細胞培養を終了（停止）することなく細胞分離膜の
再生ができるので、長期にわたる培養が行える。
槽についての効果を上げると、細胞分離器を培養槽の外
部に設置する構成としているため、細胞分離器の交換時
培養槽を開放する必要がない。従って培養操作を継続し
ながら細胞分離器の交換作業が可能であり、又交換作業
も容易なので生産性、保守性共に高い効果を得る。同様
に、細胞培養を終了（停止）することなく細胞分離膜の
再生ができるので、長期にわたる培養が行える。
又、培養液の攪拌には攪拌機を用いず給気口からの給
気によるドライビングフォースを利用する構成としてい
るので、攪拌時に細胞の損傷の惧れはなく生産性が向上
する効果が得られる。
気によるドライビングフォースを利用する構成としてい
るので、攪拌時に細胞の損傷の惧れはなく生産性が向上
する効果が得られる。
第１図は本発明の一実施例の細胞培養装置のフロー図、
第２図は本発明の他の一実施例の細胞培養槽のフロー
図、第３及び４図は同じく本発明の他の実施例の細胞培
養装置のフロー図である。 １……培地槽、２……培養槽、３……細胞分離器、５…
…限外ろ過器、７……限外ろ過器
第２図は本発明の他の一実施例の細胞培養槽のフロー
図、第３及び４図は同じく本発明の他の実施例の細胞培
養装置のフロー図である。 １……培地槽、２……培養槽、３……細胞分離器、５…
…限外ろ過器、７……限外ろ過器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 亀代司 山口県下松市大字東豊井794番地 株式 会社日立製作所笠戸工場内 (72)発明者 松崎 晴美 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所機械研究所内 (72)発明者 石田 昌彦 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社 日立製作所機械研究所内 (72)発明者 古川 敬信 山口県下松市大字東豊井794番地 株式 会社日立製作所笠戸工場内 (72)発明者 村上 聖 山口県下松市大字東豊井794番地 株式 会社日立製作所笠戸工場内 (72)発明者 加藤 健児 山口県下松市大字東豊井794番地 株式 会社日立製作所笠戸工場内 (56)参考文献 特開 昭61−257181（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−292633（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】細胞培養槽と、該細胞培養槽の槽外に配設
され、細胞と培養液を濾過分離する細胞分離器と、濾過
分離された培養液を上記細胞分離器の取出口からバルブ
を介して抜き取る抜取手段と、上記培養液を抜き取る流
れ方向とは逆方向で上記取出口に対して新鮮培養液を供
給する供給手段とからなり、濾過による上記細胞分離器
の目詰まりを上記新鮮培養液の供給により逆洗すること
を特徴とする細胞培養装置。 - 【請求項２】細胞培養槽と、該細胞培養槽の槽外に配設
され、細胞と培養液を濾過分離する細胞分離器と、濾過
分離された培養液を上記細胞分離器の取出口からバルブ
を介して抜き取る抜取手段と、上記培養液を抜き取る流
れ方向とは逆方向で上記取出口に対して新鮮培養液を供
給する供給手段とからなる細胞培養装置により連続培養
を行う際に、上記抜取手段による上記培養液の抜き取り
を中止した状態で、上記供給手段による上記新鮮培養液
の供給を行うことにより上記細胞分離器の目詰まりを逆
洗することを特徴とする細胞培養方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2031552A JP2997491B2 (ja) | 1989-02-15 | 1990-02-14 | 細胞培養方法及び細胞培養装置 |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3360589 | 1989-02-15 | ||
| JP1-33605 | 1989-05-31 | ||
| JP13605089 | 1989-05-31 | ||
| JP1-136050 | 1989-05-31 | ||
| JP2031552A JP2997491B2 (ja) | 1989-02-15 | 1990-02-14 | 細胞培養方法及び細胞培養装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11208676A Division JP2000032977A (ja) | 1989-02-15 | 1999-07-23 | 細胞培養方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0372865A JPH0372865A (ja) | 1991-03-28 |
| JP2997491B2 true JP2997491B2 (ja) | 2000-01-11 |
Family
ID=27287364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2031552A Expired - Fee Related JP2997491B2 (ja) | 1989-02-15 | 1990-02-14 | 細胞培養方法及び細胞培養装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2997491B2 (ja) |
-
1990
- 1990-02-14 JP JP2031552A patent/JP2997491B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0372865A (ja) | 1991-03-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |