JP5319607B2 - Liquid composition containing microbubbles and method for producing composition containing microbubbles - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、マイクロバブル、ナノバブル、マイクロ・ナノバブルと呼称される微小気泡を含有する液体の組成物、および、微小気泡を含有する組成物の製造方法に関する。 The present invention relates to a liquid composition containing microbubbles called microbubbles, nanobubbles, and micro / nanobubbles, and a method for producing a composition containing microbubbles.
特に本発明は、後述する特許文献1および特許文献2記載の微小気泡技術の不明確部分を補足し、かつ、特許文献1および特許文献2の微小気泡技術の改良発明である。
In particular, the present invention supplements the unclear part of the microbubble technology described in
本明細書では、微小気泡をマイクロおよび/またはナノバブルを略した「Mnb」と略記する。通常のミリサイズ以上のバブルを「Mm」と略記する。 In the present specification, microbubbles are abbreviated as “Mnb” which abbreviates micro and / or nanobubbles. A bubble of normal size or larger is abbreviated as “Mm”.
MnbおよびMnbの利用技術については、特許文献1から特許文献4に記載されているし、以下の参考文献01から22に記載されているので省略する。
The Mnb and the utilization technique of Mnb are described in
<参考文献01から22>
01 特開2009−189307号公報「芽胞細菌の殺菌乃至不活化方法」
02 特開2009−131770号公報「二酸化炭素ナノバブル水の製造方法」
03 特開2009−131769号公報「窒素ナノバブル水の製造方法」
04 特開2009−084258号公報「ナノバブルを含む癌の治療又は予防のための薬剤
」
05 特開2009−039600号公報「超微細気泡生成装置」
06 特開2008−259456号公報「魚介類の保存方法」
07 特開2008−237950号公報「水酸基ラジカルを含む水の製造方法および水酸基ラジカルを含む水」
08 特開2008−093612号公報「反応活性種を含む水の製造方法および反応活性種を含む水」
09 特開2008−093611号公報「極微小気泡を含む水の製造方法および極微小気泡を含む水」
10 特開2008−063258号公報「組織保存液」
11 特開2007−275089号公報「長期持続型オゾン水、長期持続型オゾン水を利用した環境殺菌・脱臭浄化方法
」
12 特開2006−223239号公報「酸素ナノバブルを利用した魚介類焙焼有効成分抽出方法およびその抽出方法によって得られた有効成分を添加した魚肉加工品素材」
13 特開2005−246294号公報「酸素ナノバブル水およびその製造方法」
14 特開2005−246293号公報「オゾン水およびその製造方法」
15 特開2005−245817号公報「ナノバブルの製造方法」
16 特開2005−110552号公報「加圧多層式マイクロオゾン殺菌・浄化・畜養殺菌システム」
17 再表2005/030649号公報「微小気泡の圧壊」
18 長雄一郎、村松憲、佐藤健次「酸素ナノバブル水の組織保存性に関する組織学的検討(第1報)」第111回日本解剖学総会・学術集会
19 平成17年度 新エネルギー・産業技術総合開発機構委託調査研究 バイオ分野におけるナノバブル水の産業利用に関する調査 成果報告書 38−40「ナノバブル水を利用した生体組織の保存等に関する評価研究」
10 Hojo Y,et al.“Anti−inflammatory Property of Oxygen Nano−bubbles” Circulation Journal vol.70, supplement I,p276(第70回 日本循環器学会総会・学術集会)
21 平成17年度 新エネルギー・産業技術総合開発機構委託調査研究 バイオ分野におけるナノバブル水の産業利用に関する調査 成果報告書 40−45「細胞の生理機能に対するナノバブル水の影響評価」
22 日本混相流学会混相流レクチャーシリーズ第35回「マイクロ・ナノバブルの特性とのその応用」2009年12月5日(関西大学にて配布)
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01 JP-A-2009-189307 “Methods for sterilization or inactivation of spore bacteria”
02 JP2009-131770 "Method for producing carbon dioxide nanobubble water"
03 JP 2009-131769 “Method for producing nitrogen nanobubble water”
04 JP 2009-084258 A "Drug for treatment or prevention of cancer containing nanobubbles"
05 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2009-039600 “Ultrafine Bubble Generator”
06 JP 2008-259456 A “Method for Preserving Seafood”
07 JP 2008-237950 A “Method for producing water containing hydroxyl radicals and water containing hydroxyl radicals”
JP 2008-093612 A "Method for producing water containing reactive active species and water containing reactive active species"
09 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-093611 “Method for producing water containing ultrafine bubbles and water containing ultrafine bubbles”
10 JP 2008-063258 A "Tissue preservation solution"
11 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-275089 “Long-lasting ozone water, environmental sterilization / deodorizing purification method using long-lasting ozone water”
12 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-223239 “A method for extracting active ingredients of roasted seafood using oxygen nanobubbles and a processed fish meat material to which active ingredients obtained by the extraction method are added”
13 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2005-246294 “Oxygen Nano Bubble Water and Method for Producing the Same”
14 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2005-246293 “Ozone water and method for producing the same”
15 Japanese Patent Laid-Open No. 2005-245817 “Method for producing nanobubbles”
16 Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2005-110552 “Pressurized Multilayer Micro-Ozone Sterilization / Purification / Animal Sterilization System”
No. 17 Reissue 2005/030649 “Crushing of microbubbles”
18 Ichiro Nagao, Ken Muramatsu, Kenji Sato “Histological study on tissue preservation of oxygen nanobubble water (1st report)” The 111th Annual Meeting of the Japanese Anatomy and Academic Meeting 19 2005 New Energy and Industrial Technology Development Organization Commissioned research Research on the industrial use of nanobubble water in the bio field Result report 38-40 “Evaluation research on preservation of living tissue using nanobubble water”
10 Hojo Y, et al. “Anti-inflammability Property of Oxygen Nano-bubbles” Circulation Journal vol. 70, supplement I, p276 (The 70th Annual Meeting of the Japanese Circulation Society)
21 2005 New Energy and Industrial Technology Development Organization Commissioned Research Research Survey on Industrial Use of Nanobubble Water in Biotechnology Results Report 40-45 “Evaluation of Nanobubble Water on Cell Physiology”
22 The Multiphase Flow Lecture Series 35th "The Characteristics of Micro / Nano Bubbles and Their Applications" December 5, 2009 (distributed at Kansai University)
特許文献1および特許文献2の微小気泡技術は、有用な細胞に対する操作または有用な細胞変化の促進を目的とした技術であって、Mnbが従来のMmでは得られない大きな効果を細胞に与えることを利用している。特許文献1および特許文献2の微小気泡技術について以下に説明する。
The microbubble technology of
図1が特許文献1および特許文献2の微小気泡技術を説明する模式図である。すなわち、図1は、細胞に与える影響について、マイクロ・ナノバブルMnbがミリサイズ以上のバブルMmのそれよりも大きいことを示す模式図であって、図1(a)は、Mm表面に親水性細胞膜をもつ細胞が集まっているがMmは細胞に大きな影響を与えてはいないことを示す。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the microbubble technology disclosed in
これに対して図1(b)は、マイクロ・ナノバブルMnbが細胞Cのスケールよりも小さいことを示し、図1(c)は(b)の拡大模式図で、Mnbが細胞膜表面CSにある物質チャネル構成物質CP(細胞膜の蛋白など)に接近または親和性等で結合して影響を与える場合があることを示す。 On the other hand, FIG. 1 (b) shows that the micro / nano bubble Mnb is smaller than the scale of the cell C, FIG. 1 (c) is an enlarged schematic diagram of (b), and the substance having Mnb on the cell membrane surface CS. It indicates that there is a case where it influences by binding to or affinity with a channel constituent substance CP (cell membrane protein etc.).
Mnbをなす気体が溶出して、周囲に高濃度ガス溶存状態を形成すれば、拡散によって細胞膜を透過することもある。 If the gas forming Mnb elutes and forms a high-concentration gas dissolved state around it, it may permeate the cell membrane by diffusion.
Mnbをなす気体溶出による拡散現象で細胞膜を透過することを模式的に示す例図が図5および図6である。すなわち、図5が、気孔の二酸化炭素(CO2)吸収に与えるMnbの影響を示す模式図である。 FIG. 5 and FIG. 6 schematically show examples of permeation through the cell membrane by the diffusion phenomenon caused by gas elution forming Mnb. That is, FIG. 5 is a schematic diagram showing the influence of Mnb on the carbon dioxide (CO2) absorption of the pores.
ここでMnbは、Young−Laplaceの式[ P = Pl + 2σ/r (P = gas pressure, Pl =
liquid pressure, σ = surface tension, r = radius of the
bubble)]により、径が縮小するとともに圧力が上昇する。それで、Mnbをなす気体の溶存量がMnbと液体の気液界面で局所的に高まり、気体が液体に溶出する。そのため、気孔近傍に二酸化炭素を包含するMnbがあると気孔近傍に二酸化炭素溶存量が極めて高い状態になって拡散による気孔部位の細胞膜透過量が増えて二酸化炭素吸収量が増大すると考えられる。
Here, Mnb is Young-Laplace's formula [P = Pl + 2σ / r (P = gas pressure, Pl =
liquid pressure, σ = surface tension, r = radius of the
bubble)] reduces the diameter and increases the pressure. Therefore, the dissolved amount of the gas forming Mnb locally increases at the gas-liquid interface between Mnb and the liquid, and the gas is eluted into the liquid. Therefore, if there is Mnb containing carbon dioxide in the vicinity of the pores, the amount of carbon dioxide dissolved in the vicinity of the pores becomes extremely high, and the amount of cell membrane permeation through the pores due to diffusion increases, thereby increasing the amount of carbon dioxide absorption.
そして図6が、細胞の酸素(O2)吸収に与えるMnbの影響を示す模式図である。ここでMnbは、図5同様にYoung−Laplaceの式により、径が縮小し、圧力の上昇から包含ガスの溶存量が気液界面で局所的に高まりガス溶出する。そのため、細胞近傍に酸素を包含するMnbがあると細胞近傍に酸素溶存量が極めて高い状態になって拡散による細胞膜透過量が増えて細胞の酸素吸収量が増大すると考えられる。図5・図6に示す「高濃度過飽和ゾーン」が細胞近辺で局所的に高濃度化して細胞膜を透過する気体分子の集合を示す。この気体分子が細胞内に拡散等で取込まれ種々の作用の引き金を引くと考えられる。 FIG. 6 is a schematic diagram showing the influence of Mnb on the oxygen (O2) absorption of cells. Here, Mnb is reduced in diameter by the Young-Laplace equation as in FIG. 5, and the dissolved amount of the inclusion gas locally increases at the gas-liquid interface due to the increase in pressure, and gas is eluted. Therefore, it is considered that when there is Mnb containing oxygen in the vicinity of the cell, the amount of dissolved oxygen becomes extremely high in the vicinity of the cell, the amount of cell membrane permeation due to diffusion increases, and the amount of oxygen absorbed by the cell increases. The “high concentration supersaturation zone” shown in FIG. 5 and FIG. 6 shows a collection of gas molecules that are locally concentrated in the vicinity of the cell and permeate the cell membrane. It is thought that this gas molecule is taken into the cell by diffusion or the like and triggers various actions.
特許文献1は、図8(a)(b)(c)のタイムチャート模式図で示されるMnb製法を開示している。
すなわち、図8(a)は、気体の選択手段で時間的に順次に選択された複数の気体を気体吸引手段から吸引し、該複数の気体を微小気泡となし、液体吐出手段に時間的に順次連続的に吐出される操作で得た複数の気体の微小気泡含有組成物を得る製法である。 That is, in FIG. 8A, a plurality of gases sequentially selected by the gas selection means are sucked from the gas suction means, and the plurality of gases are made into microbubbles. This is a production method for obtaining a composition containing a plurality of gaseous microbubbles obtained by sequentially and continuously discharging.
図8(b)は、複数の微小気泡発生器へ細胞培養液が吸引されるとともに、複数の気体吸引手段から吸引した複数の気体を微小気泡となし、複数の液体吐出手段に連続的に吐出される操作で得た複数の気体の微小気泡含有の細胞培養用組成物の製法である。 FIG. 8 (b) shows that the cell culture solution is sucked into a plurality of microbubble generators, and a plurality of gases sucked from a plurality of gas suction means are formed as microbubbles and continuously discharged to a plurality of liquid discharge means. Is a method for producing a composition for cell culture containing a plurality of gaseous microbubbles obtained by the operation described above.
図8(c)は、図8(b)の製法の装置にて図8(a)の時間的順次の気体切り替えを組み合わせた製法である。 FIG. 8C shows a manufacturing method in which the time sequential gas switching of FIG. 8A is combined with the manufacturing apparatus of FIG. 8B.
これら図8(a)(b)(c)の製法によるMnbは、図2の(a)に示す「Pタイプ」Mnbである。「Pタイプ」のPはピュアガス(純ガス)の意味であって、概ね純度90%以上の単一気体である。具体的には、純度90%以上の窒素(N2)ガス、純度90%以上の酸素(O2)ガス、純度90%以上の二酸化炭素(CO2)ガス等である。 Mnb by the manufacturing method of these FIG. 8 (a) (b) (c) is "P type" Mnb shown to (a) of FIG. P of “P type” means pure gas (pure gas), and is a single gas having a purity of 90% or more. Specifically, nitrogen (N2) gas having a purity of 90% or more, oxygen (O2) gas having a purity of 90% or more, carbon dioxide (CO2) gas having a purity of 90% or more, or the like.
図2(a)は、窒素(N2)、酸素(O2)、二酸化炭素(CO2)のそれぞれ該100%の単独成分ガスを包含した「Pタイプ」Mnbを示す図である。 FIG. 2 (a) is a diagram showing a “P type” Mnb including 100% of each single component gas of nitrogen (N2), oxygen (O2), and carbon dioxide (CO2).
一方、特許文献2は、図8(d)のタイムチャート模式図で示されるMnb製法を開示している。
On the other hand,
すなわち、図8(d)は、気体吸引手段の上流に吸引気体の成分とその濃度を調整制御する手段、および、前記吸引気体の成分とその濃度を調整制御する手段に、該気体成分とその濃度の調整制御目標指令を出す気体成分・濃度調整制御目標指令の出力手段、を具備した装置による製法である。 That is, FIG. 8 (d) shows the components of the suction gas upstream of the gas suction means and the means for adjusting and controlling the components, and the means for adjusting and controlling the components of the suction gas and the concentrations thereof. This is a manufacturing method using an apparatus including a gas component for outputting a concentration adjustment control target command and a means for outputting a concentration adjustment control target command.
この図8(d)の製法によるMnbは、図2の(b)に示す「Cタイプ」Mnbである。「Cタイプ」のCはコンディションドガス(調整ガス)の意味であって、複数のガス(ピュアガス(純ガス)であってもなくともよい)の混合であって大気の成分の成分比、および、この成分比に近く調整したものであってもよい。より具体的には、通常の大気成分の成分比率に対して5%の変化があると細胞への影響が現れるので、各成分の1つ以上を5%以上の成分変化で混合させるのが好適である。図16が大気成分の比率を示す参考図である。 The Mnb by the manufacturing method of FIG. 8D is a “C type” Mnb shown in FIG. C of “C type” means conditioned gas (regulated gas), which is a mixture of a plurality of gases (which may or may not be pure gas (pure gas)), and a component ratio of atmospheric components; It may be adjusted close to this component ratio. More specifically, if there is a change of 5% relative to the component ratio of normal atmospheric components, the effect on cells will appear, so it is preferable to mix one or more of each component with a component change of 5% or more. It is. FIG. 16 is a reference diagram showing the ratio of atmospheric components.
図2(b)は、窒素(N2)、酸素(O2)、二酸化炭素(CO2)を混合して成分調整したガスを包含した「Cタイプ」Mnbを示す図である。 FIG. 2B is a view showing a “C type” Mnb including a gas in which components are adjusted by mixing nitrogen (N 2), oxygen (O 2), and carbon dioxide (CO 2).
図3と図4で「Cタイプ」と「Pタイプ」のMnbを補足説明する。図3が、「Cタイプ」Mnbを説明する模式図である。図3第一行のGas”CA”とGas”CB”とでは、包含ガスの成分比(図3第二行)もバブルの粒度分布(図3第三行)も異なっているので、細胞に与える効果(図3第三行)はGas”CA”とGas”CB”とで異なる。[CA≠CB] 3 and FIG. 4, supplementary explanation will be given for Mnb of “C type” and “P type”. FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the “C type” Mnb. In FIG. 3, Gas “CA” and Gas “CB” in the first row have different component ratios of contained gas (second row in FIG. 3) and bubble particle size distribution (third row in FIG. 3). The effect (third line in FIG. 3) differs between Gas “CA” and Gas “CB”. [CA ≠ CB]
図4が、「Pタイプ」Mnbを説明する模式図である。図4第一行のGas”PA”とGas”PB”とでは、包含ガスの成分比(図4第二から四行)もバブルの粒度分布(図4第三行)も異なっているが、包含ガスの成分比(図4第二から四行)は、窒素(N2)単独成分ガス量(図4第二行)、酸素(O2)単独成分ガスの量(図4第三行)、二酸化炭素(CO2)単独成分ガス量(図4第四行)の比率を調整すれば、図3のGas”CA”あるいはGas”CB”と、ほぼ等しくできる。 FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the “P type” Mnb. The gas “PA” and Gas “PB” in the first row in FIG. 4 have different component ratios of the contained gas (second to fourth rows in FIG. 4) and bubble particle size distributions (third row in FIG. 4). The component ratio of inclusion gas (FIG. 4, second to fourth lines) is as follows: nitrogen (N 2) single component gas amount (FIG. 4 second row), oxygen (O 2) single component gas amount (FIG. 4 third row), If the ratio of the carbon (CO2) single component gas amount (the fourth line in FIG. 4) is adjusted, it can be made substantially equal to Gas “CA” or Gas “CB” in FIG.
同様に、バブルの粒度分布(図4第三行)も、図3のGas”CA”Gas”CB”とほぼ等しくできる。しかし、それらの効果は等しくはない。(効果CA≠PA、効果CB≠PB) Similarly, the bubble particle size distribution (third line in FIG. 4) can also be made substantially equal to Gas “CA” Gas “CB” in FIG. But their effects are not equal. (Effect CA ≠ PA, Effect CB ≠ PB)
また、特許文献3に、以上説明した特許文献1および特許文献2の微小気泡技術と類似の記載が見られる。すなわち、特許文献3[請求項3]に「前記水素発生手段は、発生する気体の種類に応じた供給比率を変更可能な気体分配手段を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載のナノバブル液体製造装置。」とあり、また、特許文献3の[0010]に「(3)前記水素発生手段は、発生する気体の種類に応じた供給比率を変更可能な気体分配手段を含むことを特徴とする上記(1)又は(2)に記載のナノバブル液体製造装置を提供することができる。」とある。また特許文献3の[0011]に「・・・また、気体分配手段は、可変バルブの組合せで各種気体の比率を変えてもよく、それぞれの気体の流量を調整する装置(例えば、マスフローコントローラ)を用いて行ってもよい。」とある。さらに特許文献3の図面に「16a 気体分配手段」の記載もある。
In addition,
しかしながら特許文献3の気体分配や気体比率変更等は、目的や効果について、特許文献1及び特許文献2の記載に比べて不明確である。すなわち特許文献3は、水素を含むナノバブル水と該ナノバブル液体製造装置を開示しているが、水素以外の気体分配手段の説明、水素以外の気体供給手段の記載もなく、微小気泡の包含ガスの調整を具体的に示すものではない。
However, the gas distribution, gas ratio change, and the like in
また同様に、特許文献4および特許文献5にも、特許文献1および特許文献2の微小気泡技術と類似の記載が見られるが、その製法手順等、装置構成要素等は異なっている。(詳述略す)
Similarly,
さらにまた同様に、特許文献6にも、特許文献1および特許文献2の微小気泡技術と類似の記載が見られる。特許文献6の主眼は「気体を過飽和状態として大量に液体中に溶解させる技術」であるが、過飽和で発生する複数の気体による微小気泡(Mnb)の発生が示されている。(特許文献6[請求項2][請求項11]参照) しかし、特許文献6の製法手順等、装置構成要素等も、詳細には特許文献1および特許文献2の微小気泡技術とは異なるものである。(詳述略す)
Furthermore, similarly,
ここで、図11から図15を用いて、特許文献1および特許文献2の微小気泡技術にて追加補足されるべき技術、および特許文献7の組合せ技術について説明する。
Here, with reference to FIG. 11 to FIG. 15, a technique that should be additionally supplemented by the microbubble technique of
図11は、株式会社協和機設のMnb発生装置のデータであって、Mnb発生後にMnb粒径が時間経過とともに縮小していくことを示す模式図である。測定器はベックマンコールター社のコールター方式微細粒子測定器である。 FIG. 11 is data of an Mnb generator provided by Kyowa Kikai Co., Ltd., and is a schematic diagram showing that the Mnb particle size decreases with time after Mnb generation. The measuring instrument is a Coulter type fine particle measuring instrument manufactured by Beckman Coulter.
この図11が示すMnb粒径の縮小変化は、図5および図6を用いて説明したように、Young−Laplaceの式[ P = Pl + 2σ/r (P = gas pressure, Pl =
liquid pressure, σ = surface tension, r = radius of the
bubble)]で説明される。
As shown in FIG. 5 and FIG. 6, the reduction change in the Mnb particle size shown in FIG. 11 is the Young-Laplace equation [P = Pl + 2σ / r (P = gas pressure, Pl =
liquid pressure, σ = surface tension, r = radius of the
bubble)].
細胞操作においては、この粒径の時間変化を加味しなければならない。特に、気体の種類によって粒径の時間変化が異なることに注意が必要である。 In cell manipulation, this time change in particle size must be taken into account. In particular, it should be noted that the change in particle size with time varies depending on the type of gas.
具体的には、二酸化炭素(CO2)は溶解度が酸素・窒素に比べて大きいのでMnb発生後に溶出する量も多い。そのため二酸化炭素(CO2)を包含したMnbは比較的早期に縮小する(図12参照)。 Specifically, since carbon dioxide (CO2) has a higher solubility than oxygen / nitrogen, a large amount is eluted after Mnb generation. Therefore, Mnb containing carbon dioxide (CO2) shrinks relatively early (see FIG. 12).
図12(a)は、二酸化炭素(CO2)が時間経過と共により多く溶出して包含量が減少することを示す模式図である。図12(b)は、各気体の水に対する溶解度の温度変化を示す参考図である。このような気体種による時間的変化の差異を見込んで実験データを採取して、実験と実際の応用との差が生じないようにする工夫を要する。 FIG. 12A is a schematic diagram showing that carbon dioxide (CO2) elutes more with time and the inclusion amount decreases. FIG.12 (b) is a reference figure which shows the temperature change of the solubility with respect to the water of each gas. It is necessary to devise a technique to collect experimental data in anticipation of the difference in temporal change due to such gas species so that the difference between the experiment and the actual application does not occur.
簡単には、実験でのMnb発生から細胞近傍へのMnb供給の時間と実用装置でのそれとを一致させればよい。もちろん液体温度等の付帯環境条件も一致させる必要がある。 Simply, the Mnb supply time from the generation of Mmb in the experiment to the vicinity of the cell may be matched with that in the practical apparatus. Of course, incidental environmental conditions such as liquid temperature must be matched.
実際には、実験でのMnb発生から細胞近傍へのMnb供給の時間と実用装置でのそれとを一致させることは困難であるので、発生させるMnbごとに図11の粒径分布時間変化を実測するとともに、図12の気体種・適用温度ごとの溶存量変化を加味して実用装置内細胞近傍におけるMnb粒径分布・溶存量・気体溶出量などを推定し実施するのが好ましい。 Actually, since it is difficult to match the Mnb supply time from the generation of Mmb in the experiment to the vicinity of the cell and that in the practical apparatus, the change in the particle size distribution time of FIG. 11 is measured for each Mnb generated. In addition, it is preferable to carry out by estimating the Mnb particle size distribution, dissolved amount, gas elution amount, etc. in the vicinity of the cells in the practical apparatus in consideration of the dissolved amount change for each gas type and application temperature in FIG.
図13は参考図で、特許文献1に例示されたMnb発生装置の模式図である。(特許文献1[図2]の修正図) 図13のようなマルチノズルの装置構成で、図8(a)や図8(b)に示した複数の異なった気体を包含したMnbを同時に発生させることができる。ここで、10は、流動体保持容器H、または、流動体保持容器HとTaylorリアクターTR(図14を用いて後述)の組合せであって、容器Hにて細胞培養する場合にはHは細胞培養容器(バイオリアクター)である。
FIG. 13 is a reference diagram and is a schematic diagram of the Mnb generator exemplified in
図14も参考図で、特許文献2に例示されたMnb発生装置の模式図である。(特許文献2[図4]の修正図) 図14の17、18、18A、30、31は以下である。
FIG. 14 is also a reference diagram and is a schematic diagram of the Mnb generator exemplified in
すなわち、17は、10の液体濁度を透過光または散乱光測定方式で測定するセンサー、18は、10の温度・圧力・水素イオン濃度・生物学的/化学的酸素要求量等の環境の操作手段、18Aは、10の温度・圧力・水素イオン濃度・生物学的/化学的酸素要求量等の環境の制御手段、30は、液体槽の環境を調整制御する手段18Aに、促進環境の調整制御目標指令を出す液体槽環境調整制御目標指令の出力手段、31は、対象細胞について、該細胞自身の変化を促進するのに要する複数の物質それぞれ個別の取込み安さに応じた、それぞれ個別の気体成分とその濃度をあらかじめ実験的に決定する工程によって得られたデータのデータベース、および、該細胞が自身の変化を促進するのに要する複数の物質それぞれ個別の取込み安さを促進する液体槽の環境のデータをあらかじめ実験的に決定する工程によって得られたデータのデータベースである。 That is, 17 is a sensor for measuring 10 liquid turbidity by transmitted light or scattered light measurement method, and 18 is an environmental operation such as 10 temperature, pressure, hydrogen ion concentration, biological / chemical oxygen demand, etc. Means 18A is an environment control means 10 such as 10 temperature, pressure, hydrogen ion concentration, biological / chemical oxygen demand, etc. 30 is a means 18A for adjusting and controlling the environment of the liquid tank; The liquid tank environment adjustment control target command output means 31 for issuing a control target command, each of which is an individual gas corresponding to the individual uptake of each of a plurality of substances required to promote the change of the cell itself with respect to the target cell A database of data obtained by the process of experimentally determining the components and their concentrations in advance, and the ease of uptake of each of the multiple substances required for the cells to promote their changes Environmental data of the liquid tank for advancing a database of data obtained by the step of determining in advance experimentally.
これら17、18、18A、30、31を兼備した構成で細胞培養やiPS細胞化操作等のバイオリアクター機能が実現される。 A bioreactor function such as cell culture and iPS cell conversion operation is realized with the configuration including these 17, 18, 18A, 30, and 31.
図15も参考図で、特許文献7に記載されたCT(Couette-Taylor)反応装置(Taylorリアクター)TRと微小気泡発生器とを組み合わせたプロセス装置の模式図である。特許文献1および特許文献2の微小気泡技術を実施する場合、TaylorリアクターTRとの組合せによって、細胞培養やiPS細胞化操作等のバイオリアクター機能をマクロ的に効率化できる。
FIG. 15 is also a reference diagram, and is a schematic diagram of a process apparatus in which a CT (Couette-Taylor) reactor (Taylor reactor) TR described in Patent Document 7 and a microbubble generator are combined. When the microbubble technology of
ここで「マクロ的」とは、リアクター内部の流れ環境の均一化を意味するものであって、たとえば前述の図11・図12で説明した細胞近傍へのMnb供給の時間と実用装置でのそれとを一致させる「ミクロ的な」細胞近傍での条件、および、液体温度等の付帯環境条件を一致させる「ミクロ的な」細胞近傍での条件こと、について、マクロ的にリアクター内部のどの位置でも同様に実現することができるということである。(特許文献7参照) Here, “macro” means that the flow environment inside the reactor is made uniform. For example, the time for supplying Mnb to the vicinity of the cells explained in FIG. 11 and FIG. Macroscopically, the conditions in the vicinity of the "microscopic" cell and the conditions in the vicinity of the "microscopic" cell that match the incidental environmental conditions such as the liquid temperature are macroscopically the same at any position inside the reactor. It can be realized. (See Patent Document 7)
以上図11から図15を用いて説明した特許文献1・特許文献2の追加補足技術、および特許文献7の技術は、本発明の実施においても組み合わせて実施することができる。
本発明は、特許文献1および特許文献2記載の微小気泡技術の不明確部分を補足し、かつ、特許文献1および特許文献2の微小気泡技術を改良した発明を提案するものである。
The present invention proposes an invention in which the microbubble technology described in
本発明は、図2の(c)に示す、特許文献1および特許文献2で示された「Pタイプ」「Cタイプ」Mnbを混合した「P/C混合タイプ」Mnbである。本発明を、図7(効果)、図9と図10(本発明タイムチャート)で説明する。
The present invention is a “P / C mixed type” Mnb obtained by mixing “P type” and “C type” Mnb shown in
まず図7が、「Pタイプ」Mnb・「Cタイプ」Mnb・「P/C混合タイプ」Mnbそれぞれが細胞または生物に与える影響を比較する実験1)から実験6)のまとめ表である。概して「P/C混合タイプ」Mnbが細胞あるいは生物に与える影響が大きいことがわかる。 First, FIG. 7 is a summary table of Experiment 1) to Experiment 6) for comparing the effects of “P type” Mnb · “C type” Mnb · “P / C mixed type” Mnb on cells or organisms. In general, it can be seen that the “P / C mixed type” Mnb has a large influence on cells or organisms.
図7の実験1)<酵母増殖> 大気組成よりも酸素の成分を10%大きくした3通りのMnb群を常温培養液に加えた培地で酵母(S. cerevisiae)を48時間増殖させたときのコロニー数の比較である。 Experiment 1) <Yeast Growth> in FIG. 7 When yeast (S. cerevisiae) was grown for 48 hours in a medium in which three kinds of Mnb groups having an oxygen component 10% larger than the atmospheric composition were added to the room temperature culture solution It is a comparison of the number of colonies.
図7の実験2)<大腸菌増殖> 大気組成よりも酸素の成分を10%大きくした3通りのMnb群を常温培養液に加えた培地で大腸菌(E.Coli)を48時間増殖させたときのコロニー数の比較である。
図7の実験3)<気孔吸収>大気組成よりも二酸化炭素の成分を10%大きくした3通りのMnb群を常温蒸留水に加えてミスト化してシロイヌナズナに6時間おきに一定量散布。散布前から30日後の植物体重量変化の比較である。
Experiment 3) in Fig. 7 <Porosity Absorption> Three kinds of Mnb groups having a carbon dioxide component 10% larger than the atmospheric composition were added to room temperature distilled water to form a mist and sprayed to Arabidopsis every 6 hours. It is a comparison of a change in
図7の実験4)<メタン発酵>酸素ゼロ、窒素とアルゴン99%、二酸化炭素1%の3通りのMnb群を常温培養液に加え常温でメタン菌を48時間培養したときのメタン発生量の比較である。
図7の実験5)<人体血流量>大気組成よりも二酸化炭素の成分を10%大きくした3通りのMnb群を38℃の温浴水に加え、該温浴水に30分全身浴する人体上腕部の血流上昇値の比較である。
図7の実験6)<動物細胞増殖>大気組成よりも酸素の成分を10%大きくした3通りのMnb群を常温培養液に加えた培地で標準チャイニーズハムスター(CHO)細胞を48時間増殖させたときの細胞数の比較である。
ここで、「P/C混合タイプ」Mnbのほうが「Pタイプ」Mnb、「Cタイプ」Mnbよりも細胞あるいは生物に与える影響が大きいことの理由は現時点では明確ではなく今後の研究によらねばならない。 Here, the reason why the “P / C mixed type” Mnb has a larger influence on cells or organisms than the “P type” Mnb and “C type” Mnb is not clear at this point, and must be studied in the future. .
仮説として考えられることは、上記の各実験にて細胞または生物が敏感に作用する気体分子は、実験1)、実験2)では酸素、実験3)では二酸化炭素、実験4)では窒素とアルゴン、実験5)では二酸化炭素、実験6)では酸素等であって、これらの作用気体が細胞近辺に局所的に高濃度で存在し、かつまた、他の気体分子は大気等の通常環境での溶存状態にあったほうがよい。そのため、「Pタイプ」Mnbでは、他の悪影響気体分子の濃度が高すぎるので効果の抑制があり、「Cタイプ」Mnbでは局所高濃度化の程度が低い。それで両者の中間的な「P/C混合タイプ」Mnbが、比較的良好な効果が得られる、ということである。(図5・図6の「高濃度過飽和ゾーン」が細胞近辺の局所高濃度化した作用気体分子の集合を示す) The hypothesis is that the gas molecules that cells or organisms act sensitively in the above experiments are oxygen in experiment 1), experiment 2), carbon dioxide in experiment 3), nitrogen and argon in experiment 4), In Experiment 5), carbon dioxide, in Experiment 6), oxygen, etc., these working gases are locally present at high concentrations in the vicinity of the cells, and other gas molecules are dissolved in the normal environment such as the atmosphere. You should be in a state. Therefore, in “P type” Mnb, the concentration of other adverse gas molecules is too high, and thus the effect is suppressed, and in “C type” Mnb, the degree of local high concentration is low. Therefore, the “P / C mixed type” Mnb, which is between the two, has a relatively good effect. (The “high-concentration supersaturation zone” in FIGS. 5 and 6 indicates a set of locally-enriched working gas molecules in the vicinity of the cell)
さて、本発明の「P/C混合タイプ」Mnbの製法について、図9と図10で説明する。 Now, the manufacturing method of the “P / C mixed type” Mnb of the present invention will be described with reference to FIGS.
図9は、本発明の「P/C混合タイプ」Mnbの製法のタイムチャート模式図であって、「Cタイプ」Mnbを発生させた後に、同じ液体容器Hに「Pタイプ」Mnbを発生して混合し「P/C混合タイプ」Mnbを得るものである。 FIG. 9 is a time chart schematic diagram of the manufacturing method of the “P / C mixed type” Mnb according to the present invention. After the “C type” Mnb is generated, the “P type” Mnb is generated in the same liquid container H. To obtain “P / C mixed type” Mnb.
図10は、逆に「Pタイプ」Mnbを発生させた後に「Cタイプ」Mnbを発生して混合して「P/C混合タイプ」Mnbを得るものである。このようにすれば「Pタイプ」・「Cタイプ」Mnbの混合タイプの製法は容易である。 In contrast, FIG. 10 shows that “P type” Mnb is generated after “P type” Mnb is generated and mixed to obtain “P / C mixed type” Mnb. In this way, the “P type” / “C type” Mnb mixed type manufacturing method is easy.
すなわち、本発明の「P/C混合タイプ」Mnbは、複数の概ね純度90%以上の単一成分気体供給手段、該複数気体個別のゼロを含む混合比の設定手段、前記の設定混合比で前記複数気体を混合する気体調整手段、該調整された気体の吸引手段、液体吸引手段、液体吐出手段、および、微小気体を生成する本体を具備した微小気泡発生器を用いて製造すればよい。 That is, the “P / C mixed type” Mnb of the present invention includes a plurality of single-component gas supply means having a purity of approximately 90% or more, a setting means for setting a mixing ratio including zero for each of the plurality of gases, and the set mixing ratio. What is necessary is just to manufacture using the fine bubble generator provided with the main body which produces | generates the gas adjustment means which mixes the said multiple gas, this adjusted gas suction means, a liquid suction means, a liquid discharge means, and a micro gas.
また、本発明の「P/C混合タイプ」Mnbは、概ね純度90%以上の単一成分気体供給手段、複数の気体を混合した気体(プレミックス調整気体)の供給手段、該概ね純度90%以上の単一成分気体または該複数の気体を混合した気体(プレミックス調整気体)のいずれかを選択的に吸引する手段、液体吸引手段、液体吐出手段、および、微小気体を生成する本体を具備した微小気泡発生器を用いて製造すればよい。 Further, "P / C mixing type" Mnb of the present invention, generally feed means purity of 90% or more of the single component gas supply means, a gas obtained by mixing a plurality of gases (premix control gas), the approximately 90% pure Provided with means for selectively sucking either the above single component gas or a gas (premix adjusting gas) mixed with the plurality of gases, a liquid suction means, a liquid discharge means, and a main body for generating a micro gas What is necessary is just to manufacture using the produced microbubble generator.
ここで「プレミックス調整気体」のプレミックスは、「Prepared Mix=あらかじめ混合したもの、という意味で、プレミックス調整気体は、とはあらかじめ成分調整された混合気体、または、大気のような容易に入手される既に特定の混合比で混合された気体である。 Here, the premix of the “premix adjustment gas” means “Prepared Mix = premixed,” meaning that the premix adjustment gas is a mixture gas whose components have been adjusted in advance or an atmosphere such as the atmosphere. It is a gas that has already been mixed with a specific mixing ratio.
いずれにせよ本発明の組成物である「P/C混合タイプ」Mnbは(請求項1−3)、微小気泡を含有する液体の組成物であって、該微小気泡は、少なくともその粒径が30μm以下のマイクロバブルを含み、かつ、該微小気泡が包含する気体が少なくとも以下の二種が混在するものである組成物である。 1 気体が、(純度90%以上の)単一成分気体である。 2 気体が、複数の気体が混合した混合気体である。 A is "P / C mixing type" Mnb the compositions of the present invention in any way (claim 1 -3), a composition liquid containing microbubbles, the microbubble is at least a particle size The composition contains microbubbles of 30 μm or less, and the gas included in the microbubbles is a mixture of at least the following two types. 1 The gas is a single component gas (with a purity of 90% or more ) . 2 Gas is a mixed gas in which a plurality of gases are mixed.
そして、本発明の組成物の製法は(請求項4)、複数の単一成分気体の気体供給手段、該複数気体のゼロを含む混合比の設定手段、前記の設定混合比で前記複数気体を混合する気体調整手段、該調整された気体の吸引手段、液体吸引手段、液体吐出手段、および、微小気体を生成する本体を具備した微小気泡発生器を用いた、微小気泡を含有する組成物の製造方法であって、該微小気泡は、少なくともその粒径が30μm以下のマイクロバブルを含み、かつ、少なくとも以下の二工程を有する方法である。 1 前記の混合比の設定手段の設定を複数気体のひとつを除きすべてゼロとして前記気体吸引手段で吸引し、単一成分気体を包含した気泡を前記液体吸引手段で吸引した液体内に前記液体吐出手段で吐出して発生する工程。 2 前記の混合比の設定手段の設定を複数気体についてゼロでない設定として前記気体吸引手段で吸引し、混合気体を包含した気泡を前記液体吸引手段で吸引した液体内に前記液体吐出手段で吐出して発生する工程。 And the manufacturing method of the composition of the present invention (Claim 4) comprises a plurality of single component gas supply means, a mixing ratio setting means including zero of the plurality of gases, and the plurality of gases at the set mixing ratio. A composition containing micro bubbles using a gas adjusting means for mixing, a suction means for the adjusted gas, a liquid suction means, a liquid discharging means, and a micro bubble generator having a main body for generating micro gas A manufacturing method, wherein the microbubbles include at least microbubbles having a particle size of 30 μm or less, and have at least the following two steps. 1 The setting of the mixing ratio setting means is set to zero except for one of a plurality of gases, and is sucked by the gas suction means, and bubbles including a single component gas are discharged into the liquid sucked by the liquid suction means. Process generated by discharging by means. 2. The setting of the setting means for the mixing ratio is set to a non-zero setting for a plurality of gases, and is sucked by the gas suction means, and bubbles including the mixed gas are discharged into the liquid sucked by the liquid suction means by the liquid discharge means. Process.
また、前記プレミックス調整気体を用いた本発明の組成物の製法は(請求項5)、単一成分気体の供給手段、複数の気体を混合した気体(プレミックス調整気体)の供給手段、該単一成分気体または該混合気体のいずれかを選択的に吸引する手段、液体吸引手段、液体吐出手段、および、微小気体を生成する本体を具備した微小気泡発生器を用いた、微小気泡を含有する組成物の製造方法であって、該微小気泡は、少なくともその粒径が30μm以下のマイクロバブルを含み、かつ、少なくとも以下の二工程を有する方法である。 1 前記の単一成分気体を前記気体吸引手段で選択吸引し、単一成分気体を包含した気泡を前記液体吸引手段で吸引した液体内に前記液体吐出手段で吐出して発生する工程。 2 前記の混合気体を前記気体吸引手段で選択吸引し、混合気体を包含した気泡を前記液体吸引手段で吸引した液体内に前記液体吐出手段で吐出して発生する工程。 Moreover, the manufacturing method of the composition of this invention using the said premix adjustment gas (Claim 5), supply means of single component gas, supply means of the gas (premix adjustment gas) which mixed several gas, this, Contains microbubbles using a means for selectively sucking either a single component gas or a mixed gas , a liquid suction means, a liquid discharge means, and a microbubble generator having a main body that generates microgas The microbubbles are at least two microbubbles having a particle size of 30 μm or less, and have at least the following two steps. 1. A step of selectively sucking the single component gas by the gas suction means and generating bubbles including the single component gas by discharging the liquid suction means into the liquid sucked by the liquid suction means. (2) A step of generating by selectively sucking the mixed gas by the gas sucking means and discharging bubbles including the mixed gas into the liquid sucked by the liquid sucking means by the liquid discharging means.
また、本発明の組成物の液体に、特許文献1の[請求項13]ならびにその説明である特許文献1の[0048]から[0050]に記載された細胞変化促進物質を混ぜることで効果を増大することができる。
Further, the effect of the present invention can be obtained by mixing the liquid of the composition of the present invention with the cell change promoting substances described in [Claim 13] of
すなわち、微小気泡を含有する液体の組成物であって、前記の液体が細胞培養液で、該細胞培養液に対象細胞の自然生育環境に存在する物質、および/または、対象細胞中の生体反応に寄与する物質、および/または、生体物質である以下の1から4の物質が少なくともひとつ混合されているものである組成物が好適である。 1 遺伝子、 2 酵素・補酵素・助酵素、(「・」は、「または」を示す) 3 遺伝子によって生合成されるリコンビナント蛋白質およびアミノ酸・ぺプチド・糖鎖、(「・」は、「または」を示す) 4 ホルモン・フェロモン・植物のアレロパシーを誘発する物質。(「・」は、「または」を示す)
That is , a liquid composition containing microbubbles, wherein the liquid is a cell culture solution, a substance present in the natural growth environment of the target cell in the cell culture solution, and / or a biological reaction in the target cell A composition in which at least one of the following
細胞変化促進物質を混ぜる工程を付加した製法は(請求項6)、請求項4または請求項5のいずれかの組成物の製造方法であって、前記の液体が細胞培養液で、該細胞培養液に(対象細胞の自然生育環境に存在する物質、および/または、対象細胞中の生体反応に寄与する物質、および/または、生体物質である)以下の1から4の物質を少なくともひとつ混合する工程をさらに含めればよい。 1 遺伝子、 2 酵素・補酵素・助酵素、(「・」は、「または」を示す) 3 遺伝子によって生合成されるリコンビナント蛋白質およびアミノ酸・ぺプチド・糖鎖、(「・」は、「または」を示す) 4 ホルモン・フェロモン・植物のアレロパシーを誘発する物質。(「・」は、「または」を示す)
A production method to which a step of mixing a cell change promoting substance is added (Claim 6) is a method for producing the composition of any one of
ここで、「アレロパシー(Allelopathy)」とは、ある植物が他の植物の生長を抑える物質(アレロケミカル)を放出したり、あるいは動物や微生物を防いだり、あるいは引き寄せたりする効果の総称で邦訳では「他感作用」である。 Here, “Allelopathy” is a general term for the effect of a plant releasing substances that suppress the growth of other plants (allelochemical), or preventing or attracting animals and microorganisms. Then, it is “other feeling effect”.
また、本発明の気体は、より具体的には、特許文献1の[請求項14]、ならびにその説明である特許文献1の[0051][0052]に記載された、「対象細胞の自然生育環境に存在する気体種、および/または、対象細胞中の生体反応に寄与する気体種である」ことが好適である。当然ながら、自然生育環境に存在する気体とは大気であるので、アルゴン(Ar)も含まれる。また、細胞中の生体反応に寄与する気体種には、各種の細胞影響が注目される一酸化窒素(NO)や、有害気体である一酸化炭素(CO)も含まれる。
The gas of the present invention is more specifically described in [Claim 14] of
すなわち、組成物としては、微小気泡を含有する液体の組成物であって、前記の気体が対象細胞の自然生育環境に存在する気体種、および/または、対象細胞中の生体反応に寄与する以下の1から7の気体のいずれかであることが好適である。 1 窒素(N2)、2 酸素(O2)、3 二酸化炭素(CO2)、4 アルゴン(Ar)、5 水素(H2)、6 一酸化窒素(NO)、7 一酸化炭素(CO)。 That is, the compositions, a composition liquid containing microbubbles, the gas species in which said gas is present in the natural habitat of the target cells, and / or, less contributes to the biological response of a subject in a cell Any one of 1 to 7 gases is preferred. 1 Nitrogen (N2), 2 Oxygen (O2), 3 Carbon dioxide (CO2), 4 Argon (Ar), 5 Hydrogen (H2), 6 Nitric oxide (NO), 7 Carbon monoxide (CO).
同様にかかる組成物の製法は(請求項7)、請求項4または請求項5のいずれかの組成物の製造方法であって、気体が以下の1から7の気体のいずれか単一または混合であることが好適である。 1 窒素(N2)、2 酸素(O2)、3 二酸化炭素(CO2)、4 アルゴン(Ar)、5 水素(H2)、6 一酸化窒素(NO)、7 一酸化炭素(CO)。
Similarly, the method for producing such a composition is (Claim 7), a method for producing the composition of any one of
以上説明した本発明の実施に当たって、図11から図14を用いて説明した特許文献1・特許文献2の追加補足技術、および、図15の特許文献7によるTaylorリアクターの利用技術を組み合わせて実施することができる。すなわち、図11と図12に示すようなMnbの粒径分布の時間変化、それに伴う気体分子種ごとの溶出データを実験的に把握して、たとえば、二酸化炭素のような溶出しやすい気体については量を多くしたり、ガス投入を遅らせたりする操作を実施すること、図13の複数の吐出手段による構成を用いること、図14のセンサーとデータベースをもつ制御システムの構成を用いること、図15のCT(Couette-Taylor)反応装置(Taylorリアクター)との組み合わせた構成で細胞操作等のマクロ的均一化効果を得ること、等である。
In carrying out the present invention described above, the additional supplementary technology of
本発明は、窒素(N2)、酸素(O2)、二酸化炭素(CO2)等の純度90%以上の単一気体の単独成分ガスを包含したMnbを混合した「Pタイプ」Mnbと窒素(N2)、酸素(O2)、二酸化炭素(CO2)等を混合して成分調整したガスを包含した「Cタイプ」Mnbとを混合した「P/C混合タイプ」のMnbで細胞操作の効果を向上させた。 The present invention relates to “P type” Mnb and nitrogen (N2) mixed with Mnb containing a single component gas having a purity of 90% or more such as nitrogen (N2), oxygen (O2), carbon dioxide (CO2) and the like. The effect of cell manipulation was improved with a “P / C mixed type” Mnb mixed with a “C type” Mnb containing a gas prepared by mixing components such as oxygen (O 2) and carbon dioxide (CO 2). .
「Pタイプ」Mnbは特許文献1に、「Cタイプ」Mnbは特許文献2に記載されているが、本案はこれらの組合せを明示した。もちろん、包含ガスは窒素(N2)、酸素(O2)、二酸化炭素(CO2)に限らず、アルゴン(Ar)など対象細胞の自然生育環境に存在する気体種、および/または、一酸化窒素(NO)や一酸化炭素(CO)など対象細胞中の生体反応に寄与する(影響を与える)気体種であってもよい。(このことは特許文献1[請求項14]にも記載されている。)
“P-type” Mnb is described in
1 固定中空円筒体、またはこれを包含する中空回転対称体
2 1の内壁と間隙4を保ちつつ同軸回転する内包円筒体、またはこれを包含する内包回転対称体
3 2の回転手段
4 1の内壁と2の側外壁との間隙
10 流動体保持容器H、または、流動体保持容器HとTaylorリアクターTR。容器Hにて細胞培養する場合にはHは細胞培養容器(バイオリアクター)である。
11 複数の気体供給手段(のひとつ)
12 吸引気体の成分とその濃度を調整制御する手段
12A 吸引気体の成分とその濃度を調整制御する手段12に、気体成分とその濃度の調整制御目標指令を出す気体成分・濃度調整制御目標指令の出力手段
13 成分・濃度を調整制御された吸引気体の供給手段
17 10の液体濁度を透過光または散乱光測定方式で測定するセンサー
18 10の温度・圧力・水素イオン濃度・生物学的/化学的酸素要求量等の環境の操作手段
18A 10の温度・圧力・水素イオン濃度・生物学的/化学的酸素要求量等の環境の制御手段
30 液体槽の環境を調整制御する手段18Aに、促進環境の調整制御目標指令を出す液体槽環境調整制御目標指令の出力手段
31 対象細胞について、該細胞自身の変化を促進するのに要する複数の物質それぞれ個別の取込み安さに応じた、それぞれ個別の気体成分とその濃度をあらかじめ実験的に決定する工程によって得られたデータのデータベース、および、該細胞が自身の変化を促進するのに要する複数の物質それぞれ個別の取込み安さを促進する液体槽の環境のデータをあらかじめ実験的に決定する工程によって得られたデータのデータベース
C1 間隙4の一部に被プロセス材を供給する手段
C2 間隙4の他部から被プロセス材を抽出する手段
C 細胞
CA Cタイプのバブル包含ガスCAの効果
CB Cタイプのバブル包含ガスCBの効果
CS 細胞膜
CT 細胞膜の蛋白などで物質チャネルを構成する物質
D1 微小気泡を含有した気・液混相の流動体を吐出供給する手段
D2 流動体を吸引排出する手段
H 流動体保持容器。容器Hにて細胞培養する場合にはHは細胞培養容器(バイオリアクター)である。
M 微小気泡の発生手段
M4 気体吸引手段
M10 渦流ポンプ
M11 渦流ポンプの内蔵インペラ
Mnb マイクロ・ナノバブル
Mm ミリサイズ以上のバブル
PA Pタイプのバブル包含ガスPAの効果
PB Pタイプのバブル包含ガスPBの効果
TR Taylorリアクター
DESCRIPTION OF
11 Multiple gas supply means (one of them)
12 A means for adjusting and controlling the component of the suction gas and its
M Microbubble generation means M4 Gas suction means M10 Eddy current pump M11 Eddy current pump built-in impeller Mnb Micro / Nano bubble Mm Effect of bubble inclusion gas PA of P-type bubble size PB Effect of bubble inclusion gas PB of P-type TR Taylor reactor
Claims (7)
該微小気泡は、少なくともその粒径が30μm以下のマイクロバブルを含み、かつ、
該微小気泡の包含気体が少なくとも以下の二種が混在するものである組成物。
1 気体が、単一成分気体である。
2 気体が、複数の気体が混合した混合気体である。 A liquid composition containing microbubbles by a bubble group in which the total amount of the included gas is adjusted so that the oxygen component is 10% larger than the atmospheric composition ,
The microbubbles include at least microbubbles having a particle size of 30 μm or less, and
A composition in which the inclusion gas of the microbubbles is a mixture of at least the following two kinds.
1 Gas is a single component gas .
2 Gas is a mixed gas in which a plurality of gases are mixed.
該微小気泡は、少なくともその粒径が30μm以下のマイクロバブルを含み、かつ、
該微小気泡の包含気体が少なくとも以下の二種が混在するものである組成物。
1 気体が、単一成分気体である。
2 気体が、複数の気体が混合した混合気体である。 A liquid composition containing microbubbles by a bubble group in which the total amount of contained gas is adjusted so that the component of carbon dioxide is 10% larger than the atmospheric composition ,
The microbubbles include at least microbubbles having a particle size of 30 μm or less, and
A composition in which the inclusion gas of the microbubbles is a mixture of at least the following two kinds.
1 Gas is a single component gas .
2 Gas is a mixed gas in which a plurality of gases are mixed.
該微小気泡の包含気体が少なくとも以下の二種が混在するものである組成物。
1 気体が、単一成分気体である。
2 気体が、複数の気体が混合した混合気体である。 A liquid composition containing microbubbles by a bubble group in which the total amount of inclusion gas is adjusted to 99% with nitrogen and argon and 1% carbon dioxide ,
A composition in which the inclusion gas of the microbubbles is a mixture of at least the following two kinds.
1 Gas is a single component gas .
2 Gas is a mixed gas in which a plurality of gases are mixed.
該微小気泡は、少なくともその粒径が30μm以下のマイクロバブルを含み、かつ、少なくとも以下の二工程を有する方法。
1 前記の混合比の設定手段の設定を複数気体のひとつを除きすべてゼロとして前記気体吸引手段で吸引し、単一成分気体を包含した気泡を前記液体吸引手段で吸
引した液体内に前記液体吐出手段で吐出して発生する工程。
2 前記の混合比の設定手段の設定を複数気体についてゼロでない設定として前記気体吸引手段で吸引し、混合気体を包含した気泡を前記液体吸引手段で吸引した液体内に前記液体吐出手段で吐出して発生する工程。 Supply means of a plurality of single-component gas, setting means of the mixing ratio, including zero single component gas of the plurality of gas adjusting means for mixing the plurality gas at the set mixing ratio, suction of the adjusted gas A method for producing a composition containing microbubbles according to any one of claims 1 to 3 , using a means, a liquid suction means, a liquid discharge means, and a microbubble generator comprising a main body that generates microgas. Because
The microbubble contains at least a microbubble having a particle size of 30 μm or less and has at least the following two steps.
1 The setting of the mixing ratio setting means is set to zero except for one of a plurality of gases, and is sucked by the gas suction means, and bubbles including a single component gas are discharged into the liquid sucked by the liquid suction means. Process generated by discharging by means.
2. The setting of the setting means for the mixing ratio is set to a non-zero setting for a plurality of gases, and is sucked by the gas suction means, and bubbles including the mixed gas are discharged into the liquid sucked by the liquid suction means by the liquid discharge means. Process.
該微小気泡は、少なくともその粒径が30μm以下のマイクロバブルを含み、かつ、少なくとも以下の二工程を有する方法。
1 前記の単一成分気体を前記気体吸引手段で選択吸引し、単一成分気体を包含した気泡を前記液体吸引手段で吸引した液体内に前記液体吐出手段で吐出して発生する工程。
2 前記の混合気体を前記気体吸引手段で選択吸引し、混合気体を包含した気泡を前記液体吸引手段で吸引した液体内に前記液体吐出手段で吐出して発生する工程。 Supply means of a single component gas, the supply means of the mixed gas, the single component gas or means for selectively withdrawing one of the mixed gas, a liquid suction means, a liquid discharge means, and a body to produce a small gas A method for producing a composition containing the microbubbles according to any one of claims 1 to 3 , using a microbubble generator comprising:
The microbubble contains at least a microbubble having a particle size of 30 μm or less and has at least the following two steps.
1. A step of selectively sucking the single component gas by the gas suction means and generating bubbles including the single component gas by discharging the liquid suction means into the liquid sucked by the liquid suction means.
(2) A step of generating by selectively sucking the mixed gas by the gas sucking means and discharging bubbles including the mixed gas into the liquid sucked by the liquid sucking means by the liquid discharging means.
前記の液体が細胞培養液で、該細胞培養液に以下の物質のうち少なくともひとつを混合する工程をさらに含むものである方法。
1 遺伝子、
2 酵素・補酵素・助酵素、(「・」は、「または」を示す)
3 遺伝子によって生合成されるリコンビナント蛋白質・アミノ酸・ぺプチド・糖鎖、(「・」は、「または」を示す)
4 ホルモン・フェロモン・植物のアレロパシーを誘発する物質。(「・」は、「または」を示す) 6. The method of claim 4 or claim 5 , wherein
A method wherein the liquid is a cell culture medium and further comprises a step of mixing at least one of the following substances into the cell culture liquid.
1 gene,
2 Enzymes / Coenzymes / Coenzymes (“・” indicates “or”)
3 Recombinant proteins, amino acids, peptides, sugar chains, biosynthesized by genes (“•” indicates “or”)
4. Substances that induce allelopathies of hormones, pheromones, and plants. ("・" Indicates "or")
前記の単一成分気体が下記のいずれかで、かつ、前記の混合気体が下記の2つ以上の混合である方法。
1 窒素(N2)、
2 酸素(O2)、
3 二酸化炭素(CO2)、
4 アルゴン(Ar)、
5 水素(H2)、
6 一酸化窒素(NO)、
7 一酸化炭素(CO)。
6. The method of claim 4 or claim 5 , wherein
The method in which the single component gas is any of the following and the mixed gas is a mixture of two or more of the following .
1 Nitrogen (N2),
2 Oxygen (O2),
3 Carbon dioxide (CO2)
4 Argon (Ar),
5 Hydrogen (H2),
6 Nitric oxide (NO),
7 Carbon monoxide (CO).
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