JP5586173B2 - 生物体封入バイオリアクター用構造物及び生物体封入バイオリアクター、並びに生物体封入バイオリアクター用構造物の製造方法 - Google Patents
生物体封入バイオリアクター用構造物及び生物体封入バイオリアクター、並びに生物体封入バイオリアクター用構造物の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5586173B2 JP5586173B2 JP2009137276A JP2009137276A JP5586173B2 JP 5586173 B2 JP5586173 B2 JP 5586173B2 JP 2009137276 A JP2009137276 A JP 2009137276A JP 2009137276 A JP2009137276 A JP 2009137276A JP 5586173 B2 JP5586173 B2 JP 5586173B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dissolved
- encapsulated
- bioreactor
- organism
- mixture
- 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
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS 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
- C12M25/00—Means for supporting, enclosing or fixing the microorganisms, e.g. immunocoatings
- C12M25/14—Scaffolds; Matrices
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Description
加えて、積層、滅菌、保存の取り扱いが簡便である。
試作例1の作成に当たり、樹脂基材として直鎖状低密度ポリエチレン(宇部丸善ポリエチレン株式会社製:ユメリットZM033)を用いた。以下同樹脂を「LLDPE樹脂」と略記する。空間部形成材料に水溶性シートを用いた。この水溶性シートはポリビニルアルコールからなる厚さ60μmのシート状物(日本合成化学株式会社製:ハイセロンS−400C)である。
実施例2の生物体封入バイオリアクター用構造物は、樹脂基材を実施例1にて用いたLLDPE樹脂からエチレンビニルアルコール樹脂(日本合成化学工業株式会社製:ソノアール4412)に変更し、加熱プレス成形時の温度を170℃とした。その他の作成の条件、手法は、全て実施例1と同様とした。
実施例3の作成にあたり、樹脂基材には実施例1と同様のLLDPE樹脂を用いた。また、実施例1と同様に第1被溶解物として前記のタピオカデンプン70重量部をLLDPE樹脂30重量部に混入し、150℃に加熱し樹脂を溶融しながら混錬して外側混合物(図7等の説明参照)を調製した。この外側混合物をステンレス鏡面板内に注入し、150℃を維持しながら10MPaで5分間押圧して加熱プレス成形した。成形後、冷却、裁断して外側シート状物(縦5cm×横5cm,厚さ1mm)を得た。
実施例4の生物体封入バイオリアクター用構造物は、樹脂基材を実施例3にて用いた直鎖状低密度ポリエチレンから、実施例2で使用のエチレンビニルアルコール樹脂に変更し、加熱プレス成形時の温度を170℃とした。その他の作成の条件、手法は、全て実施例3と同様とした。
実施例1ないし4のバイオリアクター用構造物について、中央部分で厚さ方向に切断し、それぞれの断面構造を電子顕微鏡により観察した。なお、構造の相違を把握するため、各写真の倍率は異なる。図13は実施例1の電子顕微鏡の縦断面写真(倍率50倍)、図14は実施例2の縦断面写真(倍率50倍)、図15は実施例3の縦断面写真(倍率75倍)、図16は実施例4の縦断面写真(倍率35倍)である。
発明者らは生物体として酵母(Saccharomyces cerevisiae)を用い、予め所定の濃度で培養した。酵母には、財団法人日本醸造協会が供給する清酒用酵母:きょうかい7号を用いた。前記の酵母を酵母エキス3g、麦芽エキス3g、ポリペプトン5g、グルコース10g、クロラムフェニコール0.05g、及び蒸留水1Lからなる液体培地にて培養した。また、寒天培地(Difco社製:YMAgar)においても同酵母を培養し、次の酵母濃度の測定に用いた。
事前に作成した実施例1ないし4の生物体封入バイオリアクター用構造物の中から、構造が異なる実施例1と実施例3の生物体封入バイオリアクター用構造物を代表として選択し、それぞれの構造物からバイオリアクターの作成を試みた
内容量300mLの培養瓶に前出の液体培地を50mLずつに入れて代謝反応瓶とした。ここに実施例1のバイオリアクター、実施例3のバイオリアクターのそれぞれを1個ずつ静置し、代謝反応瓶の開口部を軽く密栓しアルミニウム箔で覆った。水を張ったデシケーター内に代謝反応瓶を置き、25℃の恒温器に入れて11日から20日間にわたり代謝状況を観察し、液体培地内の成分変化等を調べた。
実施例のバイオリアクターから生物体(酵母)が外部に漏洩したか否かについて、液体培地の吸光度の測定と共に、培養試験により確認した。吸光度の測定では、実施例のバイオリアクターを入れた代謝反応瓶から所定期間毎に液体培地を1mLずつ分取し、吸光光度計により660nmの吸光度を測定し、培地の濁りの程度を調べた。培養試験については、シャーレに前出の寒天培地(20mL相当)を入れて培地とし、ここに実施例のバイオリアクターを入れた代謝反応瓶から所定期間毎に液体培地を1mLずつ分取して注入し、25℃でインキュベートして酵母のコロニーの有無を調べた。
実施例1のバイオリアクターはほぼ毎日、実施例3のバイオリアクターは3,4日毎にそれぞれの代謝反応瓶から液体培地を分取し、培地中の栄養分(グルコース)と、代謝産物(エタノール)の量(濃度)の変化、推移を調べた。液体培地は1mLずつ分取してマイクロチューブに入れ、0.45μmのメンブレンフィルタにより遠心分離器を用いて濾過した。濾過後、HPLC(高速液体クロマトグラフィー)により、ピーク面積からグルコースとエタノールの濃度を求めた。HPLCに装着したカラムにはKS−801(昭和電工株式会社製)を使用した。カラム温度を60℃に設定し、キャリアを純水として流速0.5mL/minの条件でサンプルを装填した。
一連の評価、計測の結果から理解できるように、本実施例の生物体封入バイオリアクター用構造物は、生物体をその内部に保持して栄養分の内部への流入と代謝産物の外部への流出が可能である。しかも、いったんバイオリアクター用構造物内に封入された生物体(微生物)がバイオリアクター用構造物の外部に漏洩するおそれが低いことも確認した。つまり、多孔質構造における微細空洞部の大きさを制御することにより、バイオリアクターの内外の物質移動を容易とし、かつ封入した生物体のバイオリアクター外部へ漏洩、拡散の低減を可能とした。
11 樹脂基材
12 微細空洞部
13 多孔質構造
20a,20b 空間部
25 大径の粒状空洞部
100 樹脂材料
101 外側混合物
102 被包構造体
103 多孔質空洞部
104 空間部
111 内側混合物
113 第1多孔質空洞部
114 第2多孔質空洞部
120 第1被溶解物
125 第2被溶解物
130 空間部形成材料
210p,210q 3層シート状物
210s,210t,210u,210v 積層構造体
216p,216q,216s,216t,216u,216v 多孔質構造体
235 密着部位
Bm 生物体
Lm 体長
Fm 培養槽
Claims (8)
- 事後的に溶解可能な粒状物であり当該粒状物同士が当接する部位の最大口径を被封入生物体の体長よりも小とする第1被溶解物と樹脂材料とを混合して外側混合物を得ると共に前記外側混合物に占める前記第1被溶解物の体積割合を少なくとも50%以上とし、
事後的に溶解可能であると共に前記第1被溶解物の粒径よりも大となる空間部を形成するための空間部形成材料の周囲を前記外側混合物により被覆して被包構造体を形成し、
前記被包構造体において前記第1被溶解物及び前記空間部形成材料を水、酵素、または有機溶剤のいずれかによって溶解することにより、前記第1被溶解物の除去に起因した多孔質空洞部のさらに内側に前記空間部形成材料の除去に起因した被封入生物体を封入し隔離するための空間部を備えた多孔質構造体を形成してなり、かつ、
前記被包構造体がシート状物であって、該被包構造体を形成するに際し、前記空間部形成材料と前記外側混合物を共押出しして前記空間部形成材料の周囲を前記外側混合物により被覆する
ことを特徴とする生物体封入バイオリアクター用構造物の製造方法。 - 事後的に溶解可能な粒状物であり当該粒状物同士が当接する部位の最大口径を被封入生物体の体長よりも小とする第1被溶解物と第1樹脂材料とを混合して外側混合物を得ると共に前記外側混合物に占める前記第1被溶解物の体積割合を少なくとも50%以上とし、
事後的に溶解可能であると共に前記第1被溶解物よりも粒子径を大とする第2被溶解物と第2樹脂材料とを混合して内側混合物を得て、
前記内側混合物の周囲を前記外側混合物により被覆して被包構造体を形成し、
前記被包構造体において前記第1被溶解物及び前記第2被溶解物を水、酵素、または有機溶剤のいずれかによって溶解することにより、前記第1被溶解物の除去に起因した第1多孔質空洞部のさらに内側に前記第2被溶解物の除去に起因した被封入生物体を封入し隔離するための第2多孔質空洞部を備えた多孔質構造体を形成してなり、かつ、
前記被包構造体がシート状物であって、該被包構造体を形成するに際し、前記内側混合物と前記外側混合物を共押出しして前記内側混合物の周囲を前記外側混合物により被覆する
ことを特徴とする生物体封入バイオリアクター用構造物の製造方法。 - 前記被包構造体から得られた多孔質構造体に対し、所定部位で前記多孔質構造体の表面側から加熱圧着が行われる請求項1又は2に記載の生物体封入バイオリアクター用構造物の製造方法。
- 事後的に溶解可能な粒状物であり当該粒状物同士が当接する部位の最大開口径を被封入生物体の体長よりも小とする第1被溶解物と樹脂材料とを混合して外側混合物を得ると共に前記外側混合物に占める前記第1被溶解物の体積割合を少なくとも50%以上として前記外側混合物を予めシート状物に成形して外側シート状物とし、
事後的に溶解可能であると共に前記第1被溶解物の粒径よりも大となる厚さの空間部を形成するための空間部形成材料の上下両面に前記外側シート状物を重ね、前記外側シート状物同士を加熱ラミネートして積層構造体を形成し、
前記積層構造体において前記第1被溶解物及び前記空間部形成材料を水、酵素、または有機溶剤のいずれかによって溶解することにより、前記第1被溶解物の除去に起因した多孔質空洞部のさらに内側に前記空間部形成材料の除去に起因した被封入生物体を封入し隔離するための空間部を備えた多孔質構造体を形成する
ことを特徴とする生物体封入バイオリアクター用構造物の製造方法。 - 事後的に溶解可能な粒状物であり当該粒状物同士が当接する部位の最大開口径を被封入生物体の体長よりも小とする第1被溶解物と第1樹脂材料とを混合して外側混合物を得ると共に前記外側混合物に占める前記第1被溶解物の体積割合を少なくとも50%以上として前記外側混合物を予めシート状物に成形して外側シート状物とし、
事後的に溶解可能であると共に前記第1被溶解物よりも粒子径を大とする第2被溶解物と第2樹脂材料とを混合して内側混合物を得ると共に、該内側混合物を予めシート状物に成形して内側シート状物とし、
前記内側シート状物の上下両面に前記外側シート状物を重ね、前記外側シート状物同士を加熱ラミネートして積層構造体を形成し、
前記積層構造体において前記第1被溶解物及び前記第2被溶解物を水、酵素、または有機溶剤のいずれかによって溶解することにより、前記第1被溶解物の除去に起因した第1多孔質空洞部のさらに内側に前記第2被溶解物の除去に起因した被封入生物体を封入し隔離するための第2多孔質空洞部を備えた多孔質構造体を形成する
ことを特徴とする生物体封入バイオリアクター用構造物の製造方法。 - 請求項1ないし5のいずれか1項に記載の生物体封入バイオリアクター用構造物の製造方法により製造したことを特徴とする生物体封入バイオリアクター用構造物。
- 請求項6に記載の生物体封入バイオリアクター用構造物に被封入生物体を封入してなることを特徴とする生物体封入バイオリアクター。
- 前記被封入生物体が微生物である請求項7に記載の生物体封入バイオリアクター。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009137276A JP5586173B2 (ja) | 2009-06-08 | 2009-06-08 | 生物体封入バイオリアクター用構造物及び生物体封入バイオリアクター、並びに生物体封入バイオリアクター用構造物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009137276A JP5586173B2 (ja) | 2009-06-08 | 2009-06-08 | 生物体封入バイオリアクター用構造物及び生物体封入バイオリアクター、並びに生物体封入バイオリアクター用構造物の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010279328A JP2010279328A (ja) | 2010-12-16 |
JP5586173B2 true JP5586173B2 (ja) | 2014-09-10 |
Family
ID=43536740
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009137276A Expired - Fee Related JP5586173B2 (ja) | 2009-06-08 | 2009-06-08 | 生物体封入バイオリアクター用構造物及び生物体封入バイオリアクター、並びに生物体封入バイオリアクター用構造物の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5586173B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9304068B2 (en) | 2010-05-28 | 2016-04-05 | Olympus Corporation | Cell collection apparatus, cell collecting system, and cell collecting method |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6178397A (ja) * | 1984-09-22 | 1986-04-21 | Kao Corp | 酵素及び微生物の反応方法 |
JPH0695931B2 (ja) * | 1987-06-19 | 1994-11-30 | エヌオ−ケ−株式会社 | 中空糸を用いたバイオリアクタ− |
JPH0279974A (ja) * | 1988-09-16 | 1990-03-20 | Agency Of Ind Science & Technol | バイオリアクタ |
JP2932611B2 (ja) * | 1990-05-26 | 1999-08-09 | 住友電気工業株式会社 | 四弗化エチレン樹脂多孔質チューブ |
JP5255808B2 (ja) * | 2007-10-05 | 2013-08-07 | フタムラ化学株式会社 | 面状構造体の製造方法 |
-
2009
- 2009-06-08 JP JP2009137276A patent/JP5586173B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9304068B2 (en) | 2010-05-28 | 2016-04-05 | Olympus Corporation | Cell collection apparatus, cell collecting system, and cell collecting method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010279328A (ja) | 2010-12-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Chu et al. | Biomimetic synthesis of coordination network materials: Recent advances in MOFs and MPNs | |
Ren et al. | Recent progress in multienzymes co-immobilization and multienzyme system applications | |
Homaei | Enzyme immobilization and its application in the food industry | |
Arica et al. | Covalent immobilization of α-amylase onto pHEMA microspheres: preparation and application to fixed bed reactor | |
Amaya-Delgado et al. | Hydrolysis of sucrose by invertase immobilized on nylon-6 microbeads | |
Trantidou et al. | Functionalizing cell-mimetic giant vesicles with encapsulated bacterial biosensors | |
Zhang et al. | Bioinspired preparation of polydopamine microcapsule for multienzyme system construction | |
Liu et al. | Hydrogel‐immobilized coacervate droplets as modular microreactor assemblies | |
Vriezema et al. | Positional assembly of enzymes in polymersome nanoreactors for cascade reactions | |
Park et al. | Recent progress in bio-sensing techniques with encapsulated enzymes | |
CN102630240B (zh) | 三维多孔结构 | |
JP5057701B2 (ja) | 封入物を有する連通多孔構造体の製法 | |
FI68078C (fi) | Foerfarande foer framstaellning av biologiskt aktiva mikroorganismmyceliepellets | |
Verma et al. | Enzyme immobilization on chitin and chitosan-based supports for biotechnological applications | |
CA2028127C (en) | Apparatus and method for continuously removing oxygen from fluid streams | |
Trujillo et al. | Nanotechnology applications for food and bioprocessing industries | |
JP5586173B2 (ja) | 生物体封入バイオリアクター用構造物及び生物体封入バイオリアクター、並びに生物体封入バイオリアクター用構造物の製造方法 | |
EP3092297B1 (fr) | Procédé de détection, identification et énumération de micro-organismes dans un support poreux imprégné à sec par un milieu réactionnel déshydraté | |
Belluati et al. | An outer membrane‐inspired polymer coating protects and endows Escherichia coli with novel functionalities | |
JP5255808B2 (ja) | 面状構造体の製造方法 | |
Kampf | The use of polymers for coating of cells | |
Wang et al. | A porous microcapsule membrane with straight pores for the immobilization of microbial cells | |
CN101240270A (zh) | 一种固定化有细胞的海藻酸盐胶囊及其制备方法 | |
CN103329896B (zh) | 苏云金芽胞杆菌原毒素微胶囊及其制备方法 | |
JP5213473B2 (ja) | 酵素固定多孔質構造体の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120601 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20121031 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130813 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20131009 |
|
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: 20140624 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140722 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5586173 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |