JP4457331B2 - Shaking incubator and method for measuring or controlling culture medium - Google Patents

Shaking incubator and method for measuring or controlling culture medium Download PDF

Info

Publication number
JP4457331B2
JP4457331B2 JP2000136438A JP2000136438A JP4457331B2 JP 4457331 B2 JP4457331 B2 JP 4457331B2 JP 2000136438 A JP2000136438 A JP 2000136438A JP 2000136438 A JP2000136438 A JP 2000136438A JP 4457331 B2 JP4457331 B2 JP 4457331B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shaking
shaking table
temperature
brush
conductive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2000136438A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001275652A (en
Inventor
陽一 石川
奈由多 大淵
邦彦 藤原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Able Corp
Original Assignee
Able Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Able Corp filed Critical Able Corp
Priority to JP2000136438A priority Critical patent/JP4457331B2/en
Publication of JP2001275652A publication Critical patent/JP2001275652A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4457331B2 publication Critical patent/JP4457331B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M27/00Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C12M27/16Vibrating; Shaking; Tilting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/02Form or structure of the vessel
    • C12M23/08Flask, bottle or test tube
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/12Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of temperature
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/26Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of pH
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/30Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration
    • C12M41/34Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration of gas

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、細胞培養に用いる振とう培養機にかかわるものである。
【0002】
【従来の技術】
振とう培養機は培地と培養したい細胞を入れたフラスコを振とう台の上にバネ状の固定具で固定し、振とう台駆動部で設定された振幅で振とう培養するために用いられている。上記フラスコは通常所望温度に保たれた恒温室中に設置されており、振とう台上のフラスコはすべて同じ温度で培養がおこなわれる。
【0003】
培養条件の中で温度は非常に重要な因子であり、対象とする細胞の培養最適温度をみつけることが大切な仕事となっている。しかしながら従来の振とう培養機では恒温室中の全フラスコが同じ温度になるため、温度条件を変えた実験をするためには実験を温度条件の数だけ繰り返しおこなわなければならなかった。
【0004】
これを解決する方法として、フラスコごとに異なる温度で培養できるような装置が既に提案されている。特願昭59−272124「温度傾斜振とう培養槽」にはフラスコホルダーにヒーターと温度センサーを取り付けること、槽内を所望設定温度の中の最低温度に設定し各々のフラスコはヒーターで所望温度まで昇温して使用することが記載されている。また、公開実用昭50−58099「振とう培養機」にはサーモエレメントによる個別温調の思想がのべられている。
【0005】
前記既出願の2件では電力供給および温度データー送信のためにケーブルを使用するとしているが、ケーブルの一端が振とう台に固定され、他端が固定部に固定されているためケーブルに繰り返し折り曲げの力が働くため断線しやすく、電力供給および温度データーの電送を長時間にわたり安定して行えないという欠点をもっている。またフラスコにpHや溶存酸素のセンサーを装着しケーブルを用いてこれらの信号を固定台に送信する手法があるが同様に振とうによってケーブルが断線しやすかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は従来の欠点に鑑みて振とう台に設けた計測手段と固定部をケーブルで接続することなく計測値を固定部に送信すると共に、固定部からケーブルを使わずに振とう台に電力を供給すること、培養液の状態を制御すること等を可能にする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、これらの課題を解決すべく鋭意検討の結果計測値を振とう台から固定部に無線で送信すると共に、固定部から振とう台に無線で電力を供給すること、振とう台に制御手段を設けること、該制御手段に固定部から設定値を無線で送信すること等によって上記課題を解決できること等を知見し本発明を完成させた。
【0008】
すなわち本発明は振とう培養機であり培養液の状態を計測する手段および得られた計測値を無線で送信する手段を振とう台に設け、固定部にその受信手段を設けると共に、固定部から振とう台に無線で電力を供給する手段として導電性ブラシとそれを摺動する導電性材料を備えることを特徴とする。
さらにその好適形態培養液の状態を制御する手段を振とう台に設けたことを特徴とする。
またさらにその好適形態固定部に制御設定値設定手段を備え、振とう台にその設定値を受信する手段を備えることを特徴とする。
【0010】
さらにその好適形態は、振とう台が水平にロータリー運動をするロータリー振とう培養機において、同期して同じ半径でロータリー運動する2本の垂直軸を有する導電性クランクをけ、それらの垂直軸のひとつは固定部に他の垂直軸は振とう台に回転可能に固定され、それらの垂直軸にブラシを摺動させかつ固定部のブラシに電源を供給する電力供給機構を備えたことを特徴とする。
【0011】
さらにその好適形態培養容器に接触する温度計測手段を備えることを特徴とする。
【0012】
本発明は培養容器内の液の状態を計測または制御する方法にも関し、上記本発明の振とう培養機によって培養容器内の温度、pHまたは溶存酸素のうちいずれか一項目以上を計測または制御する方法である。
【0013】
【作用】
本発明によって培養容器内の状態の計測値をケーブルを使うことなく固定に送信する事が出来ると共に、固定部から振とう台に無線で電力を供給する手段を設けることによって電力を継続的に送ることでき、計測または制御を長期にわたって連続的に安定した状態で行うことが出来る。固定ではそのデータを表示したり演算に使用することが出来る。固定に備えた設定器によって設定した制御設定値や制御信号を振とう台に送信し、振とう台に設けた制御手段で培養容器内の状態を制御することが出来る。
【0014】
線で電力を供給する手段としては振とう台又は固定部に導電性ブラシまたはそれと摺動する導電材料を備え両者を接触させれば容易に電力を供給できる。
【0015】
またロータリー振とう培養機において、回転運動をロータリー運動に変えるいわゆるクランクとおなじ半径で同期して回転する導電材からなるクランクを設け、その一方の垂直軸を振とう台に、他の垂直軸を固定部に回転可能に固定し、固定部からブラシを介して電力を供給し振とう台に取りつけたブラシから電力を受けることによって振とう台に設けたヒーター、制御器などに電力を供給することが出来る。
【0016】
培養容器に接触する温度計測手段を備えることによって培養液に温度センサーを直接接触させなくても培養液の温度を計測または制御できる。それによってセンサーの扱いが容易になると共に培養容器に温度センサーを取り付ける手間が省けること、培養容器を殺菌する際センサーを取り付けなくてもよい利点も生ずる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を例示する。本発明において無線とは線材、リード線、ケーブルなどの可撓性の電気伝導材で構成された連続電導体を使用しないという概念である。無線による伝達によって従来連続伝導体の切断によって生じた伝導不良などのトラブルは回避できる。
【0018】
振とう台上に固定したフラスコに装着したセンサーによって計測された培養液の温度、pH、溶存酸素などの信号は振とう台に固定したそれぞれのアンプで信号変換されさらにA/D変換器でデジタル信号に変換され、振とう台に設置された送・受信機によって予め定められたプロトコルに従って、民生用に認可されている帯域の電波あるいは光波を用いて送信される。
【0019】
振とう台上の送信器から発信された電波あるいは光は、固定部に設置された送・受信器にはいり、信号変換処理されて固定部の温度、pH、溶存酸素などの表示器に表示され、さらにそれらのデーターは必要に応じてパソコンなどにデーターファイル作成のために送られる。
【0020】
固定部の温度設定器に入力された設定温度データーは、送・受信器に入りプロトコルに従って電波あるいは光によって振とう台に送信される。振とう台に設けた送・受信器で受け取ったデーターにもとずき、各々のフラスコ毎に温度調節がおこなわれる。
【0021】
固定部に銅等の導電性材料の板2枚が固定部と電気的に絶縁した状態で固定され、振とう台に導電性のグラファイト等からなるブラシがホルダーに入れた物が2個固定され、ブラシ先端が銅板にスプリングなどによって押し付けられる状態になっていると、固定部に取りつけた2枚の板に電圧を印加させることにより、運転中の振とう台に電力が供給されるようになる。固定部に取りつける導電性材料としては銅の他に真鋳、アルミ、グラファイト、銅または銀とグラファイトの粉末成型体などを用いることができる。また、ブラシの材質もグラファイトに限定するものではなく、銅あるいは銀とグラファイトとの粉末成型体などを用いることができる。
【0022】
固定部に導電性のグラファイトなどからなるブラシがホルダーに入れられて固定されており、振とう台に銅等の導電性材料の板2枚が取り付けてある。この場合も上記と同様に運転中の振とう台に電力を供給することができる。
【0023】
ロータリー振とう機においては、モーターの回転運動をクランクを介して振とう台に伝えることにより、振とう台がロータリー運動する。クランクは振とう台と平行な板とその板の表と裏に1本ずつ垂直に距離をおいて取り付けられたシャフトから構成されている。このクランクと同じ形状の銅あるいは真鋳などの導電性材料からなる、導電クランクが設けられている。導電クランクの一方のシャフトは振とう台面まで到達しており、他方のシャフトは固定部の上面まで到達しており、それぞれベアリングを介して振とう台および固定部に固定されている。このような導電クランクが少なくとも2本設けらいれてる。モーター回転軸についている駆動クランクによって振とう台がロータリー運動する時にこれらの導電クランクもスムースに回転するように位置決めされている。電気的な絶縁をとるために、導電クランクのシャフトとベアリングとの間、あるいはベアリングと固定する台の間に絶縁体を介在させてある。
【0024】
振とう台に導電性ブラシのホルダーが取り付けてあり、導電クランクの振とう台側の垂直部に押し当てられるようになっている。また、固定部に同様に導電性ブラシのホルダーが取り付けてあり、導電クランクの固定部側の垂直部に押し当てられるようになっている。ブラシのホルダーは、振とう台あるいは固定部に取りつける際、電気的に絶縁されている。
【0025】
固定部側の2本の導電性ブラシの間に直流または交流の電圧が印加されることによって、振とう台が振とう運動をしている時に導電性ブラシと導電クランクによって振とう台上に電力が供給される。
【0026】
導電クランクと導電ブラシを接触させるには、導電クランクの振とう架台に垂直なシャフトの曲面に垂直に導電ブラシを押し当てる方法、導電クランクの振とう台に垂直なシャフトの端面に導電ブラシを押しつける方法などがある。また、導電ブラシの数も、ひとつに限らず複数個でも良い。
【0027】
また、無線による電力伝達の他の方法をあげれば、振とう台に鉄心入りコイルを固定し、これを固定部に固定した磁石の磁界中に位置するようにセットしておくことにより、振とう台の運転にともなって、鉄心入りコイルの両端に電圧が発生し、振とう台上の機器に電力を供給することができる。
【0028】
あるいは、振とう台に鉄心入りコイルを固定し、これを固定部に固定した鉄心入り電磁石に対向させ、この鉄心入り電磁石に交流電力を供給することによって振とう台に固定された鉄心入りコイルに発生する電力によって、振とう台上のヒーター等に電力供給することができる。
【0029】
【実施例】
つぎに、本発明による振とう培養機及び培養液の計測または制御方法について具的に説明する。
(実施例1)
本発明に係わる振とう台上のフラスコホルダーの断面図を図1に、センサー信号伝達システム図を図2に示す。振とう台1上のフラスコホルダー2に固定されたフラスコ3の底面が接するシリコンラバーヒーター4の一部に白金測温抵抗体などの温度センサー5が埋め込まれて配置されている。フラスコ内培養液の状態を計測するための溶存酸素センサー、pHセンサー等50は、例えば図1に示すような枝付きフラスコの枝51の部分にシリコン栓52等を用いて取り付け使用される。ヒーターおよび温度センサーは振とう台上に設置した温度調節器6のそれぞれのポートに、温度計測以外のセンサーは、センサーアンプ7に接続される。
【0030】
図2はセンサー信号伝達システム図を示し、振とう台上の各フラスコのデーター計測部と固定部に設置する制御・表示器との関係を示す。
振とう台上の各フラスコの温度及びその他のセンサーデーターは振とう台上に設置された温度調節器及びセンサーアンプ7で変換されセンサー信号発信器8によって電波または光によって、振とう機の固定部に取り付けられたセンサー信号受信器9に送られる。受け取った無線信号は変換器を経由してセンサー計測値表示器10に送られ、各フラスコのセンサー計測値が表示される。また、必要に応じてコンピューターに送られ、各種センサーデーターの収録が行われる。また、振とう機の固定部に取り付けられた温度設定器11で設定された温度データーは設定温度発信器12によって、振とう台上に設置された設定温度受信器13に送信される。受信した設定温度は温度調節器6に送られ、演算結果にもとずいてヒーター4の制御が行われる。
【0031】
(実施例2)
図3はロータリー振とう培養機の電源供給部側面図を示す。
振とう架台に電力供給するための構造を図3に示す。
ロータリー駆動直径より大きい導電材板 14、2枚は固定部15の上に電気絶縁体16を介して離間して取り付けられており、交流電源または直流電源ラインをこの2枚の銅板に接続する。一方、振とう台1下面にブラシホルダー17が銅板中心間距離だけ離して、導電性ブラシ18の先端が振とう機運転中にいつも接触が保たれる場所に取り付けられている。ブラシと振とう台に取り付けた振とう台を貫通するターミナル19とはリード線20でつながれており、振とう台上に交流または直流電力が供給されるようになる。
【0032】
(実施例3)
レシプロ駆動振とう培養機の場合は、固定部に長さが振幅距離より長い銅あるいは真鍮のような電導性の良い板材が離間して電気絶縁体を介して取り付けられ、交流または直流電源ラインがこの2枚の板に接続される。一方、振とう台下面に導電性ブラシのホルダーが、ブラシの先端が振とう機運転中にいつもこの2枚の板に接触するような位置に取り付けられている。ブラシと振とう台に取り付けた絶縁ターミナルとがリード線でつながれており、振とう台上に交流または直流電力が供給される。
【0033】
(実施例4)
図4は、ロータリー振とう培養機の他の例の電源供給部側面図を示す。
ロータリー駆動振とう培養機の場合は、モーター21によって駆動される振とうクランク22と回転中心距離が等しい形状の導電クランク23が2本設けられており、導電シャフト24はすべて振とう台に垂直にベアリング25を介して固定部と振とう台に取り付けられている。固定部と振とう台に導電性ブラシ26のホルダー27が、導電性ブラシ26の先端が導電クランク23のシャフト24に直角に押し当てられるように固定されている。固定部上の2本の導電クランクに接している導電性ブラシが交流または直流電源に接続されており、振とう台に交流または直流電力が供給されるようになる。本実施例では、導電クランクのシャフト24は固定部または振とう台に対して回転運動している。従って、実施例2に示した方法よりブラシの移動距離が少なくブラシ及びその摺動部の寿命の長期化が図れる。
【0034】
参考例1)図5に参考例として、磁気結合による電力伝達を用いた振とう台への電力供給のシステム図を示す。
固定部に固定された電磁石28の磁場の中に、鉄心入り電磁石29が位置するように振とう台に固定されている。鉄心入り電磁石29のコイルの両端は、振とう台上の端子台30に接続されている。電磁石28のコイルに直流電流を流し、振とう機を運転状態にすると、鉄心入り電磁石29のコイルの両端には振とう機の振とう回転数と等しい周波数の交流電圧が発生し、振とう台に電力が供給される。
【0035】
参考例2)図6に他の参考例として、振とう台1上に固定した鉄心入り電磁石29と向かい合わせの位置の固定部上に別の電磁石31を固定した電力供給のシステム図を示す。
固定部に固定された鉄心入り電磁石31に交流電流が印されると、このコイルに向かい合っている振とう台に固定されたコイル29に同じ周波数の交流電圧が発生する。このコイルの両端は振とう台の上に設置された端子台に配線されており、振とう台上に交流電力が供給されることになる。
【0036】
参考例1または参考例2で示した方法で供給された交流電力は、電圧変動が大きくこのままでは使用しにくい。これを改善するために、直流に整流し蓄電池に充電しさらにDC/DCコンバーターで変換して使用する。このようにすることによって、電圧が安定した良好な電源として使用することができる。
【0037】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したようなものであるから、以下に記載するような効果を奏する。
本発明による振とう培養機によれば、振とう台上への長時間にわたる安定した電力供給が可能になるため振とう台上の各々のフラスコの温度を自由に設定し、一度の培養実験で培養成績に及ぼす温度の影響を精密に検証することができるようになる。また、1台の振とう培養機によって好適温度の異なる菌または微生物の培養実験を長時間にわたり行うこともできる。培養中に固定部から設定温度を変更することも可能である。また、培養中の各フラスコの温度データーを長時間にわたり確実にデーター収録部に送ることができるようになるため、正確なデーター解析が可能になる。無論、pHや溶存酸素濃度でも同様である。
【0038】
また、一般に振とうフラスコが収納される恒温室は空気で温度調節するため、恒温室内の温度分布が大きく従ってフラスコ内の培養液の温度も分布が大きい。従来、個別のフラスコ温度を管理できなかったが、本発明によって正確に温度を測定できる利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の振とうフラスコホルダーの断面図である。
【図2】本発明のセンサー信号伝達システムである。
【図3】本発明のロータリー振とう機の電源供給部側面図である。
【図4】本発明のロータリー振とう機の他の例の電源供給部側面図である。
【図5】参考例の電力供給システム図である。
【図6】他の参考例の電力供給システム図である。
【符号の説明】
1.振とう台
2.フラスコホルダー
3.フラスコ
4.シリコンラバーヒーター
5.温度センサー
6.温度調節器
7.センサーアンプ
8.センサー信号発信器
9.センサー信号受信器
10.センサー計測値表示器
11.温度設定器
12.設定温度発信器
13.設定温度受信器
14.導電材板
15.固定部
16.電気絶縁体
17.ブラシホルダー
18.導電性ブラシ
19.絶縁貫通ターミナル
20.リード線
21.駆動モーター
22.振とうクランク
23.導電クランク
24.シャフト
25.ベアリング
26.導電性ブラシ
27.ホルダー
28.固定台に固定された電磁石
29.振とう台に固定された電磁石
30.端子台
50.センサー
51.枝付きフラスコの枝
52.シリコン栓
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a shaker used for cell culture.
[0002]
[Prior art]
The shaker is used to fix the flask containing the culture medium and cells to be cultured on the shaking table with a spring-like fixture, and to culture with shaking at the amplitude set by the shaking table drive unit. Yes. The flasks are usually installed in a temperature-controlled room maintained at a desired temperature, and all the flasks on the shaking table are cultured at the same temperature.
[0003]
Temperature is a very important factor in the culture conditions, and finding the optimal culture temperature for the target cells is an important task. However, in a conventional shaker, all flasks in the temperature-controlled room are at the same temperature. Therefore, in order to conduct an experiment with different temperature conditions, the experiment had to be repeated by the number of temperature conditions.
[0004]
As a method for solving this, an apparatus capable of culturing at different temperatures for each flask has already been proposed. In Japanese Patent Application No. 59-272124, "Temperature shaker culture tank" is equipped with a heater and temperature sensor in the flask holder, the inside of the tank is set to the minimum temperature of the desired set temperature, and each flask is heated to the desired temperature with the heater. It is described that it is used at an elevated temperature. In addition, in the published practical use Sho 50-58099 “Shaking Incubator”, the idea of individual temperature control by a thermo element is mentioned.
[0005]
In the two previously filed applications, a cable is used for power supply and temperature data transmission. However, one end of the cable is fixed to a shaking table and the other end is fixed to a fixed part, so that it is repeatedly bent to the cable. Therefore, there is a drawback that power supply and temperature data cannot be stably transmitted over a long period of time. In addition, there is a method in which a pH or dissolved oxygen sensor is attached to the flask and these signals are transmitted to the fixed base using a cable. Similarly, the cable is easily broken by shaking.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the conventional drawbacks , the present invention transmits the measurement value to the fixed part without connecting the measuring means provided on the shaker and the fixed part with the cable, and from the fixed part to the shaker without using the cable. it supplies power to permit such a child control the state of the culture.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors, as a result of intensive studies to solve these problems, and transmits by radio to the fixed part of the measurement values from shaking rack, radio by supplying power to the shaking rack from the fixed portion, shaking providing the control means to the base, by該制transmission child the set value from the fixed portion to the control means wirelessly or the like and found out like the above problems can be solved, and completed the present invention.
[0008]
That is, the present invention is a shaker, a means and the resulting measured values for measuring the state of the culture in shaking rack means for transmitting by radio, Rutotomoni provided the receiving means in the fixed part, A conductive brush and a conductive material that slides on the conductive brush are provided as means for supplying electric power wirelessly from the fixed portion to the shaking table .
Further, the preferred embodiment is characterized in that means for controlling the state of the culture solution is provided on the shaking table.
Still further, the preferred embodiment is characterized in that the fixed part is provided with a control set value setting means, and the shaking table is provided with means for receiving the set value.
[0010]
Furthermore the preferred embodiment is a rotary shaker for shaking table is a rotary movement horizontally, only setting the conductive crank having two axes perpendicular to rotary motion in the same radius in synchronization, their vertical axis One of them is equipped with a power supply mechanism that is fixed to the fixed part and the other vertical axis is rotatably fixed to the shaking table, the brush is slid on those vertical axes , and power is supplied to the brush of the fixed part. Features.
[0011]
Furthermore the preferred embodiment is characterized in that it comprises temperature measurement means for contact with the culture vessel.
[0012]
The present invention also relates to a method for measuring or controlling the state of the liquid in the culture vessel, and measuring or controlling any one or more of the temperature, pH, or dissolved oxygen in the culture vessel by the shake incubator of the present invention. It is a method to do.
[0013]
[Action]
According to the present invention , the measurement value of the state in the culture vessel can be transmitted to the fixed part without using a cable, and the power can be continuously supplied by providing means for supplying power wirelessly from the fixed part to the shaking table. The measurement or control can be performed continuously and stably over a long period of time. The fixed part can display the data and use it for calculations. Control set values and control signals set by a setting device provided in the fixed part are transmitted to the shaking table, and the state in the culture vessel can be controlled by the control means provided on the shaking table.
[0014]
The means for supplying electric power with no line comprises a conductive material shaking table or a conductive brush or sliding and it fixed portion vibration, can be easily supply power be contacted with each other.
[0015]
In addition, a rotary shaker incubator is provided with a crank made of a conductive material that rotates in synchronism with the same radius as a so-called crank that changes the rotary motion to rotary motion, with one vertical axis serving as a shaking table and the other vertical axis serving as the other Power is supplied to the heater, controller, etc. provided on the shaking table by receiving power from the brush attached to the shaking table by supplying electric power from the fixing unit via the brush and rotating to the fixing unit. I can do it.
[0016]
By providing a temperature measurement means that contacts the culture vessel, the temperature of the culture solution can be measured or controlled without directly contacting the culture solution with a temperature sensor. This facilitates handling of the sensor and saves the trouble of attaching the temperature sensor to the culture vessel, and also has the advantage that the sensor need not be attached when sterilizing the culture vessel.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be exemplified. In the present invention, wireless is a concept that a continuous conductor made of a flexible electric conductive material such as a wire, a lead wire, or a cable is not used. Troubles such as poor conduction caused by cutting of continuous conductors can be avoided by wireless transmission.
[0018]
Signals such as the temperature, pH, and dissolved oxygen of the culture medium measured by the sensor attached to the flask fixed on the shaking table are converted by the respective amplifiers fixed on the shaking table, and further digitalized by the A / D converter. It is converted into a signal and transmitted using radio waves or light waves in a band approved for consumer use in accordance with a predetermined protocol by a transmitter / receiver installed on a shaking table.
[0019]
Radio waves or light transmitted from the transmitter on the shaking table enters the transmitter / receiver installed in the fixed part, and is signal-converted and displayed on the indicator for temperature, pH, dissolved oxygen, etc. Furthermore, these data are sent to a personal computer etc. for data file creation as needed.
[0020]
The set temperature data input to the temperature setter of the fixed part enters the transmitter / receiver and is transmitted to the shaking table by radio waves or light according to the protocol. The temperature is adjusted for each flask based on the data received by the transmitter / receiver provided on the shaking table.
[0021]
Two plates of conductive material such as copper are fixed to the fixed part in a state of being electrically insulated from the fixed part, and two items of a brush made of conductive graphite or the like in the holder are fixed to the shaking table. When the tip of the brush is pressed against the copper plate by a spring or the like, power is supplied to the shaking table during operation by applying a voltage to the two plates attached to the fixed part. . As the conductive material to be attached to the fixed portion, in addition to copper, a true casting, aluminum, graphite, copper, or a powder molding of silver and graphite can be used. The material of the brush is not limited to graphite, and a powder molded body of copper or silver and graphite can be used.
[0022]
A brush made of conductive graphite or the like is put into a holder and fixed to the fixed portion, and two plates of conductive material such as copper are attached to the shaking table. In this case as well, electric power can be supplied to the shaking rack in operation as described above.
[0023]
In the rotary shaker, the shaking table is rotated by transmitting the rotational movement of the motor to the shaking table via the crank. The crank is composed of a plate parallel to the shaking table and a shaft that is vertically attached to the front and back of the plate at a distance from each other. A conductive crank made of a conductive material such as copper or true casting having the same shape as the crank is provided. One shaft of the conductive crank reaches the shaking table surface, and the other shaft reaches the upper surface of the fixing unit, and is fixed to the shaking table and the fixing unit via bearings, respectively. At least two such conductive cranks are provided. These conductive cranks are positioned so as to rotate smoothly when the shaking table is rotated by the drive crank attached to the motor rotation shaft. In order to provide electrical insulation, an insulator is interposed between the shaft of the conductive crank and the bearing, or between the base fixed to the bearing.
[0024]
A conductive brush holder is attached to the shaking table, and is pressed against the vertical part of the conductive crank on the shaking table side. Similarly, a holder of a conductive brush is attached to the fixed part, and is pressed against the vertical part on the fixed part side of the conductive crank. The brush holder is electrically insulated when it is attached to a shaking table or fixed part.
[0025]
When a DC or AC voltage is applied between the two conductive brushes on the fixed part side, electric power is applied to the shaking table by the conductive brush and the conductive crank when the shaking table is shaking. Is supplied.
[0026]
To contact the conductive crank and the conductive brush, press the conductive brush perpendicularly to the curved surface of the shaft perpendicular to the shaking base of the conductive crank, or press the conductive brush against the end surface of the shaft perpendicular to the shaking base of the conductive crank. There are methods. Further, the number of conductive brushes is not limited to one and may be plural.
[0027]
As another method of wireless power transmission, a coil with an iron core is fixed to a shaking table and set so that it is positioned in the magnetic field of a magnet fixed to a fixed part. Along with the operation of the table, a voltage is generated at both ends of the coil containing the iron core, and power can be supplied to the equipment on the shaking table.
[0028]
Alternatively, an iron core-containing coil is fixed to a shaking table by fixing the coil containing the iron core to the shaking table, facing this to the electromagnet containing the iron core fixed to the fixed part, and supplying AC power to the electromagnet containing the iron core. Electric power can be supplied to the heater on the shaking table by the generated electric power.
[0029]
【Example】
Next, a shake incubator and a culture solution measurement or control method according to the present invention will be described in detail.
Example 1
A cross-sectional view of a flask holder on a shaking table according to the present invention is shown in FIG. 1, and a sensor signal transmission system diagram is shown in FIG. A temperature sensor 5 such as a platinum resistance thermometer is embedded in a part of a silicon rubber heater 4 in contact with the bottom surface of the flask 3 fixed to the flask holder 2 on the shake table 1. A dissolved oxygen sensor, a pH sensor, and the like 50 for measuring the state of the culture solution in the flask are attached to the branch 51 portion of the branch flask as shown in FIG. The heater and the temperature sensor are connected to the respective ports of the temperature controller 6 installed on the shaking table, and sensors other than the temperature measurement are connected to the sensor amplifier 7.
[0030]
FIG. 2 shows a sensor signal transmission system diagram, and shows the relationship between the data measuring unit of each flask on the shaking table and the control / display installed in the fixed unit.
The temperature of each flask on the shaking table and other sensor data are converted by the temperature controller and sensor amplifier 7 installed on the shaking table, and the sensor signal transmitter 8 uses radio waves or light to fix the shaking unit. Is sent to a sensor signal receiver 9 attached. The received wireless signal is sent to the sensor measurement value display 10 via the converter, and the sensor measurement value of each flask is displayed. In addition, it is sent to a computer as needed to record various sensor data. The temperature data set by the temperature setter 11 attached to the fixed part of the shaker is transmitted by the set temperature transmitter 12 to the set temperature receiver 13 installed on the shaker. The received set temperature is sent to the temperature controller 6 and the heater 4 is controlled based on the calculation result.
[0031]
(Example 2)
FIG. 3 shows a side view of the power supply unit of the rotary shaker.
A structure for supplying power to the shaking rack is shown in FIG.
The two conductive material plates 14 larger than the rotary drive diameter are mounted on the fixed portion 15 with an electrical insulator 16 therebetween, and an AC power source or a DC power source line is connected to the two copper plates. On the other hand, the brush holder 17 is separated from the lower surface of the shaking table 1 by a distance between the centers of the copper plates, and the tip of the conductive brush 18 is attached at a place where contact is always maintained during the shaker operation. The brush 19 is connected to the terminal 19 penetrating the shaking table attached to the shaking table by a lead wire 20 so that AC or DC power is supplied onto the shaking table.
[0032]
(Example 3)
In the case of a reciprocating drive incubator, a plate with good conductivity such as copper or brass whose length is longer than the amplitude distance is attached to the fixed part via an electrical insulator, and an AC or DC power line is connected. Connected to these two plates. On the other hand, a conductive brush holder is attached to the lower surface of the shaking table at such a position that the tip of the brush always contacts the two plates during the operation of the shaking machine. The brush and the insulated terminal attached to the shaking table are connected by a lead wire, and AC or DC power is supplied onto the shaking table.
[0033]
Example 4
FIG. 4 shows a side view of the power supply unit of another example of the rotary shaker.
In the case of a rotary drive shaker, two conductive cranks 23 having the same rotational center distance as the shaking crank 22 driven by the motor 21 are provided, and the conductive shafts 24 are all perpendicular to the shaking table. It is attached to a fixed part and a shaking table via a bearing 25. The holder 27 of the conductive brush 26 is fixed to the fixed portion and the shaking stand so that the tip of the conductive brush 26 is pressed against the shaft 24 of the conductive crank 23 at a right angle. The conductive brushes in contact with the two conductive cranks on the fixed part are connected to an AC or DC power source, and AC or DC power is supplied to the shaking table. In this embodiment, the shaft 24 of the conductive crank rotates with respect to the fixed part or the shaking table. Therefore, the moving distance of the brush is less than the method shown in the second embodiment, and the life of the brush and its sliding portion can be extended.
[0034]
(Reference Example 1) as a reference example in FIG. 5 shows a system diagram of a power supply to the shaking table with power transfer by magnetic coupling.
The electromagnet 29 with iron core is fixed to the shaking table so that the electromagnet 29 with iron core is positioned in the magnetic field of the electromagnet 28 fixed to the fixing portion. Both ends of the coil of the iron core-containing electromagnet 29 are connected to a terminal block 30 on a shaking table. When a direct current is passed through the coil of the electromagnet 28 and the shaker is in an operating state, an alternating voltage having a frequency equal to the number of rotations of the shaker is generated at both ends of the coil of the iron core-containing electromagnet 29. Is supplied with power.
[0035]
( Reference Example 2 ) FIG. 6 shows a system diagram of power supply in which another electromagnet 31 is fixed on a fixed portion at a position facing the cored electromagnet 29 fixed on the shake table 1 as another reference example . .
When an alternating current to the core containing the electromagnet 31 which is fixed to the fixing portion is marked pressurized, the AC voltage of the same frequency to the coil 29 fixed to the shaking table which is opposed to the coil occurs. Both ends of the coil are wired to a terminal block installed on the shaking table, and AC power is supplied to the shaking table.
[0036]
AC power supplied by the method described in Reference Example 1 or Reference Example 2, large voltage fluctuations, this remains in hard to use. To improve this, rectified to a direct current to charge the battery, further, converted by DC / DC converter. By doing in this way, it can be used as a good power source with a stable voltage.
[0037]
【The invention's effect】
Since the present invention is as described above, the following effects can be obtained.
According to the shaking incubator according to the present invention, stable power supply over a long period of time can be performed on the shaking table, so that the temperature of each flask on the shaking table can be freely set, and a single culture experiment can be performed. It becomes possible to precisely verify the influence of temperature on culture results. In addition, it is possible to carry out a culture experiment of bacteria or microorganisms having different suitable temperatures over a long period of time by using one shaking culture machine. It is also possible to change the set temperature from the fixed part during the culture. In addition, since temperature data of each flask during culture can be reliably sent to the data recording unit for a long time, accurate data analysis becomes possible. Of course, the same applies to pH and dissolved oxygen concentration.
[0038]
In general, the temperature of the temperature-controlled room in which the shake flask is stored is controlled by air, so that the temperature distribution in the temperature-controlled room is large, and thus the temperature of the culture solution in the flask is also large. Conventionally, it has not been possible to control the temperature of individual flasks, but there is also an advantage that the temperature can be accurately measured by the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a shake flask holder of the present invention.
FIG. 2 is a sensor signal transmission system of the present invention.
FIG. 3 is a side view of a power supply unit of the rotary shaker of the present invention.
FIG. 4 is a side view of a power supply unit of another example of the rotary shaker of the present invention.
5 is a system diagram of a power supply of the reference example.
FIG. 6 is a system diagram of power supply of another reference example .
[Explanation of symbols]
1. Shaking table2. 2. Flask holder Flask 4. 4. Silicon rubber heater 5. Temperature sensor 6. Temperature controller Sensor amplifier 8. 8. Sensor signal transmitter Sensor signal receiver 10. 10. Sensor measurement value display Temperature setting device 12. Set temperature transmitter 13. Set temperature receiver 14. Conductive plate 15. Fixing part 16. Electrical insulator 17. Brush holder 18. Conductive brush 19. Insulated through terminal 20. Lead wire 21. Drive motor 22. Shaking crank 23. Conductive crank 24. Shaft 25. Bearing 26. Conductive brush 27. Holder 28. Electromagnet fixed to fixed base 29. 30. Electromagnet fixed to a shaking table Terminal block 50. Sensor 51. Branch of branch flask 52. Silicon stopper

Claims (6)

培養液の状態を計測する手段および得られた計測値を無線で送信する手段を振とう台に設け、固定部にその受信手段を設けると共に、固定部から振とう台に無線で電力を供給する手段として導電性ブラシとそれを摺動する導電性材料を備えることを特徴とする振とう培養機 A means and the resulting measured values for measuring the state of the culture in shaking means stand wirelessly transmitting, Rutotomoni provided the receiving means in the fixed part, wirelessly powering a shaking rack from the fixed portion A shaking incubator comprising a conductive brush and a conductive material sliding on the conductive brush as means for performing the above operation . 培養液の状態を制御する手段を振とう台に設けたことを特徴とする請求項1に記載の振とう培養機 2. The shaker incubator according to claim 1, wherein means for controlling the state of the culture solution is provided on the shaker . 固定部に制御設定値設定手段を備え、振とう台にその設定値を受信する手段を備えることを特徴とする請求項2に記載の振とう培養機 The shake incubator according to claim 2, wherein the fixed part is provided with control set value setting means, and the shake table is provided with means for receiving the set value . 振とう台が水平にロータリー運動をするロータリー振とう培養機において、同期して同じ半径でロータリー運動する2本の垂直軸を有する導電性クランクを有し、前垂直軸のひとつは固定部に他の垂直軸は振とう台に回転可能に固定され、これらの垂直軸にブラシを摺動させ、かつ固定部のブラシに電源を供給する電力供給機構を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の振とう培養機 A rotary shaker for shaking table is a rotary movement horizontally, has conductivity crank having two axes perpendicular to rotary motion in the same radius in synchronization, the fixing portion is in one of the previous SL vertical axis other vertical axis is rotatably fixed to the shaking rack, according to claim 1, characterized in that with these sliding the brush in a vertical axis, and the power supply mechanism for supplying power to the brush fixing portion 4. The shaking incubator according to any one of 3 . 培養容器に接触する温度計測手段を備えることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の振とう培養機 The shake incubator according to any one of claims 1 to 4 , further comprising a temperature measuring unit that contacts the culture vessel . 請求項1〜のいずれかに記載した振とう培養機によって培養容器内の温度、pH、溶存酸素のうちいずれか項目以上を計測または制御する方法 Temperature of claim 1 culture vessel by shaking culture machine as claimed in any one of 5, pH, a method of measuring or controlling any one or more items of the dissolved oxygen.
JP2000136438A 2000-03-31 2000-03-31 Shaking incubator and method for measuring or controlling culture medium Expired - Fee Related JP4457331B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000136438A JP4457331B2 (en) 2000-03-31 2000-03-31 Shaking incubator and method for measuring or controlling culture medium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000136438A JP4457331B2 (en) 2000-03-31 2000-03-31 Shaking incubator and method for measuring or controlling culture medium

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001275652A JP2001275652A (en) 2001-10-09
JP4457331B2 true JP4457331B2 (en) 2010-04-28

Family

ID=18644376

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000136438A Expired - Fee Related JP4457331B2 (en) 2000-03-31 2000-03-31 Shaking incubator and method for measuring or controlling culture medium

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4457331B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101421150B1 (en) * 2012-06-12 2014-07-22 고광진 Multifunctional Incubator

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5358197B2 (en) * 2009-01-16 2013-12-04 学校法人君が淵学園 Temperature gradient incubator
CN102247609B (en) * 2011-04-29 2013-11-06 孙铭学 Special horizontal type shaking table for cooling and sterilizing process for protein preparation
CA2922854A1 (en) * 2013-09-16 2015-03-19 Life Technologies Corporation Apparatuses, systems and methods for providing thermocycler thermal uniformity
WO2015126621A1 (en) 2014-02-18 2015-08-27 Life Technologies Corporation Apparatuses, systems and methods for providing scalable thermal cyclers and isolating thermoelectric devices
DE102015119756B3 (en) * 2015-11-16 2016-11-17 Sartorius Stedim Biotech Gmbh Mixing device for mixing a bioreactor comprising a synchronization device
CN107446819B (en) * 2017-08-16 2021-04-23 宁波生动细胞科技有限公司 Directional stop control system and directional stop control method for shaking table

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101421150B1 (en) * 2012-06-12 2014-07-22 고광진 Multifunctional Incubator

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001275652A (en) 2001-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4457331B2 (en) Shaking incubator and method for measuring or controlling culture medium
US5899567A (en) Magnetic synchronized stirring and heating test apparatus
Jaffe et al. An ultrasensitive vibrating probe for measuring steady extracellular currents
JPH0762647B2 (en) Rotary rheometer
KR890002674A (en) Resistivity measurement method and apparatus
CN214377241U (en) Electromagnetic induction experimental device
CN214157285U (en) Skin humidity detector
JPWO2009093458A1 (en) Fine particle measuring apparatus and fine particle measuring method
CN207703756U (en) Intelligent thermal conductivity measuring apparatus
JP2010217051A (en) Desktop measuring instrument
CN205483524U (en) Brush elasticity testing arrangement
JP2009168694A (en) Chlorine meter
CN112858651A (en) Device for measuring biological parameters
CN209005655U (en) A kind of magnetic stirring apparatus
JPH0426956Y2 (en)
JP7168911B2 (en) Imaging environment measurement instrument and imaging environment measurement system
CN217466757U (en) Device for measuring specific heat and heat conductivity coefficient by quasi-steady state method
CA2259732C (en) Synchronized magnetic stirring and heating device
CN218910361U (en) Magnetic suction type blood culture bottle and on-line type electrical impedance detection blood culture instrument
CN212855500U (en) Food stirring device with wireless detection sensor
JP3143346B2 (en) Sample holding device for a device that analyzes heated samples
CN217180230U (en) Bending test device
CN221085427U (en) Vibration constant temperature heating instrument
CN109061536B (en) Current sensor testing device
JPH01132952A (en) Electrophoresis apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061122

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091006

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091127

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100126

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100128

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4457331

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130219

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees