JP6142443B2 - 培養システム、および培養システムの使用方法 - Google Patents

Description

本発明は、生物の細胞もしくは生物の組織、または微生物などを培養するために使用される、培養システム、および培養システムの使用方法に関する。

細胞培養装置が、空気がエアフィルタを介して天井から吹き込まれて床または床付近の内壁に設けられた吸気口から吸気されるクリーンルームに配置された培養設備が、知られている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００６−２０４２１９号公報

しかしながら、前述された従来の培養設備は、使い勝手が必ずしも良くない。

そして、本発明者は、使い勝手がより良い培養設備を構築することが重要であると考えている。

なお、本発明者は、たとえば、衛生状態が必ずしも良好ではない発展途上国などの研究開発環境における培養設備の利用形態を考慮し、ディスポーザブルタイプにふさわしく廉価で軽量な仕様を追求することを検討している。

また、本発明者は、たとえば、システム共用が普通である大企業などの研究開発環境における培養設備の利用形態を考慮し、さまざまな使用者のニーズに応じた精細なカスタマイズが可能な仕様を追求することを検討している。

本発明は、前述された従来の課題を考慮し、使い勝手がより良い培養設備を構築することが可能な、培養システム、および培養システムの使用方法を提供することを目的とする。

第１の本発明は、断熱機能を有する筐体と、
所定のガスを含有するガスの温度調節を行うガス温度調節ユニットを有し、前記筐体の内部に脱着可能に設けられたガスチャンバーと、
を備えることを特徴とする培養システムである。

第２の本発明は、前記ガスチャンバーは、
前記所定のガスを、前記筐体の外部から、前記筐体の内部の、前記所定のガスを含有する前記ガスの前記温度調節が行われるガスチャンバー内部空間へ導入するガス導入部、
前記所定のガスを含有する前記ガスを、前記ガスチャンバー内部空間から、前記筐体の内部の、培養が行われる培養空間へ流出させるガス流出部、および
前記所定のガスを含有する前記ガスを、前記培養空間から、前記ガスチャンバー内部空間へ流入させるガス流入部
を有することを特徴とする第１の本発明の培養システムである。

第３の本発明は、前記所定のガスを含有する前記ガスの温度測定を行うガス温度測定ユニットを備えることを特徴とする第１または第２の本発明の培養システムである。

第４の本発明は、前記ガスチャンバーと、前記所定のガスの濃度測定を行うガス濃度測定ユニットと、培養サンプルと、を前記筐体の内部に入れ、目標となる前記所定のガスの濃度を実現するためのシステム運転パラメーターを測定し、測定された前記システム運転パラメーターをメモリーに記録する、調整ステップと、
前記調整ステップにおいて前記筐体の内部に入れられた、前記ガスチャンバーと、前記ガス濃度測定ユニットと、前記培養サンプルと、を前記筐体の外部に出し、前記筐体の内部の滅菌を行い、滅菌された新たな前記ガスチャンバーと、培養対象物と、を前記筐体の内部に入れ、前記メモリーに記録された前記システム運転パラメーターに基づいて培養を行う、培養ステップと、
を備えることを特徴とする、第１の本発明の培養システムの使用方法である。

本発明に関連する発明は、断熱機能を有する筐体と、
前記筐体の内部に設けられた、複数の棚と、
前記複数の棚のそれぞれに設けられた、複数の棚温度調節ユニットと、
前記複数の棚温度調節ユニットのそれぞれを制御する、複数の棚温度調節ユニットコントローラーと、
を備えることを特徴とする培養システムである。

本発明によって、使い勝手がより良い培養設備を構築することが可能な、培養システム、および培養システムの使用方法を提供することができる。

本発明における実施の形態１の培養システムの非使用時における模式的な正面断面図 本発明における実施の形態１の培養システムの使用時における模式的な正面断面図（その一） 本発明における実施の形態１の培養システムの使用時における模式的な正面断面図（その二） 本発明における実施の形態１の培養システムの使用時における模式的な正面断面図（その三） 本発明における実施の形態２の培養システムの非使用時における模式的な正面断面図 本発明における実施の形態２の培養システムの使用時における模式的な正面断面図（その一） 本発明における実施の形態２の培養システムの使用時における模式的な正面断面図（その二） 本発明における実施の形態２の培養システムの使用時における模式的な正面断面図（その三） 本発明に関連する発明における実施の形態３の培養システムの使用時における模式的な正面断面図

以下、図面を参照しながら、本発明または本発明に関連する発明の少なくとも一方における実施の形態について詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１を参照しながら、本実施の形態の培養システム１０００の構成および動作について具体的に説明する。

ここに、図１は、本発明における実施の形態１の培養システム１０００の非使用時における模式的な正面断面図である。

図１においては、電力供給系が一点鎖線を利用して示されるとともに、制御系が破線を利用して示されている。

培養システム１０００は、生物の細胞もしくは生物の組織、または微生物などを培養するために使用されるシステムである。

筐体１１００は、断熱機能を有する筐体である。

筐体１１００は、内部の状況が容易に観察されるように透明なアクリル樹脂プレート部材を利用して構成されており、開閉可能なドアが正面に設けられた略箱状の全体形状を有する。

三つの棚１１１０は、筐体１１００の内部に設けられた棚である。

三つの棚１１１０は、本発明に関連する発明の複数の棚の一例である。

なお、たとえば、一つ、二つまたは四つ以上の棚１１１０が利用される変形例としての実施の形態も、考えられる。

棚１１１０は、庫内における自然循環対流および送風循環を妨げないガス連通構成を利用して構成されている。

三つの棚温度調節ユニット１３００は、三つの棚１１１０のそれぞれに設けられたユニットである。

三つの棚温度調節ユニット１３００は、本発明に関連する発明の複数の棚温度調節ユニットの一例である。

棚温度調節ユニット１３００は、ステンレスプレート部材を利用して構成されており、面状ヒーターが設けられたホットパッドである。

三つの棚温度調節ユニットコントローラー１４００は、三つの棚温度調節ユニット１３００のそれぞれを制御するコントローラーである。

三つの棚温度調節ユニットコントローラー１４００は、本発明に関連する発明の複数の棚温度調節ユニットコントローラーの一例である。

たとえば、第一の棚温度調節ユニットコントローラー１４００に対しては第一の棚１１１０の目標温度
（数１）
ｔ１＝３７．５［度］
に応じて第一の棚温度調節ユニット１３００を経時的に制御するための設定が行われ、第二の棚温度調節ユニットコントローラー１４００に対しては第二の棚１１１０の目標温度
（数２）
ｔ２＝３８．０［度］
に応じて第二の棚温度調節ユニット１３００を経時的に制御するための設定が行われ、第三の棚温度調節ユニットコントローラー１４００に対しては第三の棚１１１０の目標温度
（数３）
ｔ３＝３６．５［度］
に応じて第三の棚温度調節ユニット１３００を経時的に制御するための設定が行われる。目標温度ｔ１〜ｔ３は、全体的な庫内温度を比較的に小さな温度範囲で調節することによって、棚１１１０ごとの個別的な培養温度を保証するべく決定される温度である。したがって、棚温度調節ユニットコントローラー１４００は、棚１１１０ごとの目標温度の設定機能が実装された、さまざまな使用者のニーズに応じた精細なカスタマイズが可能な仕様を有するといえる。

ガスチャンバー１５００は、ガス導入部１５０２、ガス流出部１５０３、ガス流入部１５０４、およびガス温度調節ユニット１５１０などを有し、筐体１１００の内部に脱着可能に設けられたチャンバーである。

ガスチャンバー１５００は、紙シート部材を利用して構成されており、上面が開放された略箱状の全体形状を有する。そして、ガスチャンバー１５００は、クリーンなインキュベーションガスが戸外環境との接触を最小限に抑えてほぼ庫内のみで生成されるように、使用開始時に筐体１１００の上部にスライド装着される。したがって、ガスチャンバー１５００は、使用時に開封される放射線滅菌処理パッケージングが採用された、ディスポーザブルタイプにふさわしく廉価で軽量な仕様を有するといえる。

たとえば、ガスチャンバー１５００が、左右に設けられたスライドガイドレールを有するスライドガイド機構４０００を利用して、正面に設けられたドアが開けられた状態でスライド装着される構成が、具体的な構成として挙げられる。

なお、たとえば、ガスチャンバー１５００が、ステンレスシート部材を利用して構成されている変形例としての実施の形態も、考えられる。

ガス温度調節ユニット１５１０は、二酸化炭素ガスを含有するガスの温度調節を行うユニットである。

ガス温度調節ユニット１５１０は、加熱用のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）電球を利用して構成されている。そして、ガス温度調節ユニット１５１０は、電力供給ユニット１２３０に電気的に接続された、放射線滅菌処理が可能であるピンホール状電源プラグソケットに挿入されるピン状電源プラグを利用して構成されている。したがって、ガス温度調節ユニット１５１０は、使用時に開封される放射線滅菌処理パッケージングが採用された、ディスポーザブルタイプにふさわしく廉価で軽量な仕様を有するといえる。

なお、たとえば、ガス温度調節ユニット１５１０が、冷却用の熱交換器を利用して構成されている変形例としての実施の形態も、考えられる。

ガス導入部１５０２は、二酸化炭素ガスを、筐体１１００の外部から、ガスチャンバー内部空間１５０１へ導入する部分である。

ガス導入部１５０２は、二酸化炭素ガスボンベが接続されたガス導入弁ユニット１２４０と連通する、ガスチャンバー１５００の右側面に設けられた連通孔である。

ガスチャンバー内部空間１５０１は、筐体１１００の内部の、二酸化炭素ガスを含有するガスの温度調節が行われる空間である。

ガス流出部１５０３は、二酸化炭素ガスを含有するガスを、ガスチャンバー内部空間１５０１から、培養空間１１０１へ流出させる部分である。

たとえば、二酸化炭素ガスを含有するガスが、ガス流出部１５０３の下方に設けられた吸引ファンを有する送風循環ユニット５０００を利用して、ガスチャンバー内部空間１５０１から培養空間１１０１へ矢印の向きに流出させられる構成が、具体的な構成として挙げられる。

ガス流出部１５０３は、ガスチャンバー１５００の下面に設けられた連通孔である。

培養空間１１０１は、筐体１１００の内部の、培養が行われる空間である。

ガス流入部１５０４は、二酸化炭素ガスを含有するガスを、培養空間１１０１から、ガスチャンバー内部空間１５０１へ流入させる部分である。

ガス流入部１５０４は、ガスチャンバー１５００の下面に設けられた連通孔である。

管理デバイス１２００は、制御ユニット１２１０、およびメモリー１２１１などを有し、筐体１１００の上側に設けられたデバイスである。

なお、たとえば、管理デバイス１２００が、自然循環対流を補助して庫内温度むらを低減する送風循環ユニットなどを有する変形例としての実施の形態も、考えられる。

また、たとえば、管理デバイス１２００が、ケーブル配線機構、短距離無線機構、または光リモートコントロール機構などを利用して筐体１１００からは離れて設けられる変形例としての実施の形態も、考えられる。

メモリー１２１１は、制御ユニット１２１０によって利用される動作プログラムなどを記録するメモリーである。

制御ユニット１２１０は、ガス温度調節ユニット１５１０などへ電力を供給する電力供給ユニット１２３０、および二酸化炭素ガスを筐体１１００の外部から導入するガス導入弁ユニット１２４０などを制御するユニットである。

たとえば、制御ユニット１２１０に対しては、第一から第三の棚１１１０の目標温度ｔ１〜ｔ３よりもやや低い目標温度
（数４）
ｔ＝３０．０［度］
に応じて、ガス温度調節ユニット１５１０へ電力を供給する電力供給ユニット１２３０を経時的に制御するための設定が行われる。目標温度ｔは、全体的な庫内温度を保証するべく決定される温度である。

電力供給ユニット１２３０は、リチウムイオン二次電池などのＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）電源を利用して構成されている。したがって、電力供給ユニット１２３０は、充電機能が採用された、システム可搬タイプにふさわしい仕様を有するといえる。

なお、たとえば、電力供給ユニット１２３０がＤＣ電源の代わりにＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）電源を利用する、または電力供給ユニット１２３０がＤＣ電源に加えてＡＣ電源を利用する変形例としての実施の形態も、考えられる。

ガス導入弁ユニット１２４０は、開閉自動制御が可能である電磁弁を利用して構成されている。

ガス温度測定ユニット１２２０は、二酸化炭素ガスを含有するガスの温度測定を行うユニットである。

ガス温度測定ユニット１２２０は、放射線滅菌処理が可能である、筐体１１００の内壁に取付けられたユニットである。そして、ガス温度測定ユニット１２２０による二酸化炭素ガスを含有するガスの温度測定の結果は、制御ユニット１２１０に入力され、ガス温度自動制御に利用される。

なお、たとえば、ガス温度測定ユニット１２２０が、放射線滅菌処理が不要である、筐体１１００の内壁に埋め込まれたユニットである変形例としての実施の形態も、考えられる。

また、たとえば、ガス温度測定ユニット１２２０による二酸化炭素ガスを含有するガスの温度測定の結果が、外部に表示され、ガス温度手動制御に利用される変形例としての実施の形態も、考えられる。

ガス濃度測定ユニット１６００は、二酸化炭素ガスの濃度測定を行うユニットである。

ガス濃度測定ユニット１６００は、放射線滅菌処理が実質的に不可能である、筐体１１００の床面に載置される二酸化炭素ガスセンサーモジュールを利用して構成されている。そして、ガス濃度測定ユニット１６００は、筐体１１００の床面に載置される。

なお、たとえば、ガス濃度測定ユニット１６００が窒素ガスまたは酸素ガスの濃度測定を二酸化炭素ガスの濃度測定の代わりに行う、またはガス濃度測定ユニット１６００が窒素ガスおよび酸素ガスの濃度測定を二酸化炭素ガスの濃度測定に加えて行う変形例としての実施の形態も、考えられる。

筐体１１００の床面には、加湿ユニットなども必要に応じて載置される。

二酸化炭素ガスは、本発明の所定のガスの一例である。

なお、たとえば、窒素ガスまたは酸素ガスが二酸化炭素ガスの代わりに利用される、または窒素ガスおよび酸素ガスが二酸化炭素ガスに加えて利用される変形例としての実施の形態も、考えられる。

以上の説明における二酸化炭素ガスを含有するガスは、実質的には空気であるが、二酸化炭素含有比率が通常の空気の二酸化炭素含有比率とは異なるガスである。このような二酸化炭素含有比率が通常の空気の二酸化炭素含有比率とは異なる、たとえば、およそ１５０００ｐｐｍであるガスは、嫌気性の微生物などを培養するためのインキュベーションガスとしてしばしば使用される。そして、たとえば、窒素ガスの混入が、酸素ガス分圧の低下の補償の目的で行われてもよい。

つぎに、図２〜４を主として参照しながら、本実施の形態の培養システム１０００の動作についてより具体的に説明する。

ここに、図２〜４は、本発明における実施の形態１の培養システム１０００の使用時における模式的な正面断面図（その一から三）である。

図２〜４においても、電力供給系が一点鎖線を利用して示されるとともに、制御系が破線を利用して示されている。

本実施の形態の培養システム１０００の動作について説明しながら、本発明の培養システムの使用方法の一実施の形態についても説明する。

まず、ガスチャンバー１５００と、二酸化炭素ガスの濃度測定を行うガス濃度測定ユニット１６００と、培養サンプル１７００と、を筐体１１００の内部に入れ、目標となる二酸化炭素ガスの濃度を実現するためのシステム運転パラメーターを測定し、測定されたシステム運転パラメーターをメモリー１２１１に記録する、調整ステップについて説明する。

図２に示されているように、ガスチャンバー１５００と、二酸化炭素ガスの濃度測定を行うガス濃度測定ユニット１６００と、培養サンプル１７００と、が、筐体１１００の内部に入れられる。

調整ステップにおいては、ガスチャンバー１５００が滅菌されていなくても、滅菌の不実施に関する不都合はなく、前述されたように、ガス濃度測定ユニット１６００は放射線滅菌処理が実質的に不可能であるが、やはり滅菌の不実施に関する不都合はない。

培養サンプル１７００は、培養対象物１８００と異なってもよい。ただし、たとえば、培養サンプル１７００の比熱は培養対象物１８００の比熱と同じであり、培養サンプル１７００の個数は培養対象物１８００の個数と同じであることが、望ましい。

そして、目標となる二酸化炭素ガスの濃度を実現するためのシステム運転パラメーターが測定され、測定されたシステム運転パラメーターがメモリー１２１１に記録される。

たとえば、二酸化炭素ガスを外部から導入するために、ガス導入弁ユニット１２４０の電磁弁を培養開始時および培養中において開閉する際の電磁弁開閉度および電磁弁開閉時間を調節する電磁弁制御パラメーターが、具体的なシステム運転パラメーターとして挙げられる。

ついで、調整ステップにおいて筐体１１００の内部に入れられた、ガスチャンバー１５００と、ガス濃度測定ユニット１６００と、培養サンプル１７００と、を筐体１１００の外部に出し、筐体１１００の内部の滅菌を行い、滅菌された新たなガスチャンバー１５００と、培養対象物１８００と、を筐体１１００の内部に入れ、メモリー１２１１に記録されたシステム運転パラメーターに基づいて培養を行う、培養ステップについて説明する。

図３に示されているように、調整ステップにおいて筐体１１００の内部に入れられた、ガスチャンバー１５００と、ガス濃度測定ユニット１６００と、培養サンプル１７００と、が筐体１１００の外部に出され、筐体１１００の内部の滅菌が行われる。

培養ステップにおいては、放射線滅菌処理が実質的に不可能であるガス濃度測定ユニット１６００は筐体１１００の外部に出されるので、滅菌の実施に関する不都合はない。

そして、図４に示されているように、滅菌された新たなガスチャンバー１５００と、培養対象物１８００と、が筐体１１００の内部に入れられ、メモリー１２１１に記録されたシステム運転パラメーターに基づいて培養が行われる。

調整ステップにおいては、滅菌された新たなガスチャンバー１５００が筐体１１００の内部に入れられるが、前述されたように、ガスチャンバー１５００は廉価な仕様を有するので、コストに関する不都合はなく、メモリー１２１１に記録されたシステム運転パラメーターをキャリブレーションによる最適化が行われた擬似設定値として利用する培養が行われるので、ガス濃度測定ユニット１６００の非存在に関する不都合はない。

かくして、衛生状態が必ずしも良好ではない発展途上国などの研究開発環境における培養設備の利用形態が考慮された、ディスポーザブルタイプにふさわしく廉価で軽量な仕様が実現されるとともに、システム共用が普通である大企業などの研究開発環境における培養設備の利用形態が考慮された、さまざまな使用者のニーズに応じた精細なカスタマイズが可能な仕様が実現される。

（実施の形態２）
図５を参照しながら、本実施の形態の培養システム２０００の構成および動作について具体的に説明する。

ここに、図５は、本発明における実施の形態２の培養システム２０００の非使用時における模式的な正面断面図である。

図５においては、電力供給系が一点鎖線を利用して示されるとともに、制御系が破線を利用して示されている。

培養システム２０００は、生物の細胞もしくは生物の組織、または微生物などを培養するために使用されるシステムである。

筐体２１００は、断熱機能を有する筐体である。

筐体２１００は、内部の状況が容易に観察されるように透明なアクリル樹脂プレート部材を利用して構成されており、開閉可能なドアが正面に設けられた略箱状の全体形状を有する。

一つの棚２１１０は、筐体２１００の内部に設けられた棚である。

なお、たとえば、二つ以上の棚２１１０が利用される変形例としての実施の形態も、考えられる。

棚２１１０は、庫内における自然循環対流および送風循環を妨げないガス連通構成を利用して構成されている。

ガスチャンバー２５００は、ガス導入部２５０２、ガス流出部２５０３、ガス流入部２５０４、およびガス温度調節ユニット２５１０などを有し、筐体２１００の内部に脱着可能に設けられたチャンバーである。

ガスチャンバー２５００は、紙シート部材を利用して構成されており、上面が開放された略箱状の全体形状を有する。そして、ガスチャンバー２５００は、クリーンなインキュベーションガスが戸外環境との接触を最小限に抑えてほぼ庫内のみで生成されるように、使用開始時に筐体２１００の上部にスライド装着される。したがって、ガスチャンバー２５００は、使用時に開封される放射線滅菌処理パッケージングが採用された、ディスポーザブルタイプにふさわしく廉価で軽量な仕様を有するといえる。

なお、たとえば、ガスチャンバー２５００が、ステンレスシート部材を利用して構成されている変形例としての実施の形態も、考えられる。

ガス温度調節ユニット２５１０は、二酸化炭素ガスを含有するガスの温度調節を行うユニットである。

ガス温度調節ユニット２５１０は、加熱用のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）電球を利用して構成されている。そして、ガス温度調節ユニット２５１０は、電力供給ユニット２２３０に電気的に接続された、放射線滅菌処理が可能であるピンホール状電源プラグソケットに挿入されるピン状電源プラグを利用して構成されている。したがって、ガス温度調節ユニット２５１０は、使用時に開封される放射線滅菌処理パッケージングが採用された、ディスポーザブルタイプにふさわしく廉価で軽量な仕様を有するといえる。

なお、たとえば、ガス温度調節ユニット２５１０が、冷却用の熱交換器を利用して構成されている変形例としての実施の形態も、考えられる。

ガス導入部２５０２は、二酸化炭素ガスを、筐体２１００の外部から、ガスチャンバー内部空間２５０１へ導入する部分である。

ガス導入部２５０２は、二酸化炭素ガスボンベが接続されたガス導入弁ユニット２２４０と連通する、ガスチャンバー２５００の右側面に設けられた連通孔である。

ガスチャンバー内部空間２５０１は、筐体２１００の内部の、二酸化炭素ガスを含有するガスの温度調節が行われる空間である。

ガス流出部２５０３は、二酸化炭素ガスを含有するガスを、ガスチャンバー内部空間２５０１から、培養空間２１０１へ流出させる部分である。

ガス流出部２５０３は、ガスチャンバー２５００の下面に設けられた連通孔である。

培養空間２１０１は、筐体２１００の内部の、培養が行われる空間である。

ガス流入部２５０４は、二酸化炭素ガスを含有するガスを、培養空間２１０１から、ガスチャンバー内部空間２５０１へ流入させる部分である。

ガス流入部２５０４は、ガスチャンバー２５００の下面に設けられた連通孔である。

管理デバイス２２００は、制御ユニット２２１０、およびメモリー２２１１などを有し、筐体２１００の上側に設けられたデバイスである。

なお、たとえば、管理デバイス２２００が、自然循環対流を補助して庫内温度むらを低減する送風循環ユニットなどを有する変形例としての実施の形態も、考えられる。

また、たとえば、管理デバイス２２００が、ケーブル配線機構、短距離無線機構、または光リモートコントロール機構などを利用して筐体２１００からは離れて設けられる変形例としての実施の形態も、考えられる。

メモリー２２１１は、制御ユニット２２１０によって利用される動作プログラムなどを記録するメモリーである。

制御ユニット２２１０は、ガス温度調節ユニット２５１０などへ電力を供給する電力供給ユニット２２３０、および二酸化炭素ガスを筐体２１００の外部から導入するガス導入弁ユニット２２４０などを制御するユニットである。

たとえば、制御ユニット２２１０に対しては、目標温度
（数５）
τ＝３０．０［度］
に応じて、ガス温度調節ユニット２５１０へ電力を供給する電力供給ユニット２２３０を経時的に制御するための設定が行われる。目標温度τは、全体的な庫内温度を保証するべく決定される温度である。

電力供給ユニット２２３０は、リチウムイオン二次電池などのＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）電源を利用して構成されている。したがって、電力供給ユニット２２３０は、充電機能が採用された、システム可搬タイプにふさわしい仕様を有するといえる。

なお、たとえば、電力供給ユニット２２３０がＤＣ電源の代わりにＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）電源を利用する、または電力供給ユニット２２３０がＤＣ電源に加えてＡＣ電源を利用する変形例としての実施の形態も、考えられる。

ガス導入弁ユニット２２４０は、開閉自動制御が可能である電磁弁を利用して構成されている。

ガス温度測定ユニット２２２０は、二酸化炭素ガスを含有するガスの温度測定を行うユニットである。

ガス温度測定ユニット２２２０は、放射線滅菌処理が可能である、筐体２１００の内壁に取付けられたユニットである。そして、ガス温度測定ユニット２２２０による二酸化炭素ガスを含有するガスの温度測定の結果は、制御ユニット２２１０に入力され、ガス温度自動制御に利用される。

なお、たとえば、ガス温度測定ユニット２２２０が、放射線滅菌処理が不要である、筐体２１００の内壁に埋め込まれたユニットである変形例としての実施の形態も、考えられる。

また、たとえば、ガス温度測定ユニット２２２０による二酸化炭素ガスを含有するガスの温度測定の結果が、外部に表示され、ガス温度手動制御に利用される変形例としての実施の形態も、考えられる。

ガス濃度測定ユニット２６００は、二酸化炭素ガスの濃度測定を行うユニットである。

ガス濃度測定ユニット２６００は、放射線滅菌処理が実質的に不可能である、筐体２１００の床面に載置される二酸化炭素ガスセンサーモジュールを利用して構成されている。そして、ガス濃度測定ユニット２６００は、筐体２１００の床面に載置される。

なお、たとえば、ガス濃度測定ユニット２６００が窒素ガスまたは酸素ガスの濃度測定を二酸化炭素ガスの濃度測定の代わりに行う、またはガス濃度測定ユニット２６００が窒素ガスおよび酸素ガスの濃度測定を二酸化炭素ガスの濃度測定に加えて行う変形例としての実施の形態も、考えられる。

筐体２１００の床面には、加湿ユニットなども必要に応じて載置される。

二酸化炭素ガスは、本発明の所定のガスの一例である。

なお、たとえば、窒素ガスまたは酸素ガスが二酸化炭素ガスの代わりに利用される、または窒素ガスおよび酸素ガスが二酸化炭素ガスに加えて利用される変形例としての実施の形態も、考えられる。

以上の説明における二酸化炭素ガスを含有するガスは、実質的には空気であるが、二酸化炭素含有比率が通常の空気の二酸化炭素含有比率とは異なるガスである。このような二酸化炭素含有比率が通常の空気の二酸化炭素含有比率とは異なる、たとえば、およそ１５０００ｐｐｍであるガスは、嫌気性の微生物などを培養するためのインキュベーションガスとしてしばしば使用される。そして、たとえば、窒素ガスの混入が、酸素ガス分圧の低下の補償の目的で行われてもよい。

つぎに、図６〜８を主として参照しながら、本実施の形態の培養システム２０００の動作についてより具体的に説明する。

ここに、図６〜８は、本発明における実施の形態２の培養システム２０００の使用時における模式的な正面断面図（その一から三）である。

図６〜８においても、電力供給系が一点鎖線を利用して示されるとともに、制御系が破線を利用して示されている。

本実施の形態の培養システム２０００の動作について説明しながら、本発明の培養システムの使用方法の一実施の形態についても説明する。

まず、ガスチャンバー２５００と、二酸化炭素ガスの濃度測定を行うガス濃度測定ユニット２６００と、培養サンプル２７００と、を筐体２１００の内部に入れ、目標となる二酸化炭素ガスの濃度を実現するためのシステム運転パラメーターを測定し、測定されたシステム運転パラメーターをメモリー２２１１に記録する、調整ステップについて説明する。

図６に示されているように、ガスチャンバー２５００と、二酸化炭素ガスの濃度測定を行うガス濃度測定ユニット２６００と、培養サンプル２７００と、が、筐体２１００の内部に入れられる。

調整ステップにおいては、ガスチャンバー２５００が滅菌されていなくても、滅菌の不実施に関する不都合はなく、前述されたように、ガス濃度測定ユニット２６００は放射線滅菌処理が実質的に不可能であるが、やはり滅菌の不実施に関する不都合はない。

培養サンプル２７００は、培養対象物２８００と異なってもよい。ただし、たとえば、培養サンプル２７００の比熱は培養対象物２８００の比熱と同じであり、培養サンプル２７００の個数は培養対象物２８００の個数と同じであることが、望ましい。

そして、目標となる二酸化炭素ガスの濃度を実現するためのシステム運転パラメーターが測定され、測定されたシステム運転パラメーターがメモリー２２１１に記録される。

ついで、調整ステップにおいて筐体２１００の内部に入れられた、ガスチャンバー２５００と、ガス濃度測定ユニット２６００と、培養サンプル２７００と、を筐体２１００の外部に出し、筐体２１００の内部の滅菌を行い、滅菌された新たなガスチャンバー２５００と、培養対象物２８００と、を筐体２１００の内部に入れ、メモリー２２１１に記録されたシステム運転パラメーターに基づいて培養を行う、培養ステップについて説明する。

図７に示されているように、調整ステップにおいて筐体２１００の内部に入れられた、ガスチャンバー２５００と、ガス濃度測定ユニット２６００と、培養サンプル２７００と、が筐体２１００の外部に出され、筐体２１００の内部の滅菌が行われる。

培養ステップにおいては、放射線滅菌処理が実質的に不可能であるガス濃度測定ユニット２６００は筐体２１００の外部に出されるので、滅菌の実施に関する不都合はない。

そして、図８に示されているように、滅菌された新たなガスチャンバー２５００と、培養対象物２８００と、が筐体２１００の内部に入れられ、メモリー２２１１に記録されたシステム運転パラメーターに基づいて培養が行われる。

調整ステップにおいては、滅菌された新たなガスチャンバー２５００が筐体２１００の内部に入れられるが、前述されたように、ガスチャンバー２５００は廉価な仕様を有するので、コストに関する不都合はなく、メモリー２２１１に記録されたシステム運転パラメーターをキャリブレーションによる最適化が行われた擬似設定値として利用する培養が行われるので、ガス濃度測定ユニット２６００の非存在に関する不都合はない。

かくして、衛生状態が必ずしも良好ではない発展途上国などの研究開発環境における培養設備の利用形態が考慮された、ディスポーザブルタイプにふさわしく廉価で軽量な仕様が、実現される。

（実施の形態３）
図９を参照しながら、本実施の形態の培養システム３０００の構成および動作について具体的に説明する。

ここに、図９は、本発明に関連する発明における実施の形態３の培養システム３０００の使用時における模式的な正面断面図である。

図９においては、電力供給系が一点鎖線を利用して示されるとともに、制御系が破線を利用して示されている。

培養システム３０００は、生物の細胞もしくは生物の組織、または微生物などを培養するために使用されるシステムである。

筐体３１００は、断熱機能を有する筐体である。

筐体３１００は、内部の状況が容易に観察されるように透明なアクリル樹脂プレート部材を利用して構成されており、開閉可能なドアが正面に設けられた略箱状の全体形状を有する。

三つの棚３１１０は、筐体３１００の内部に設けられた棚である。

三つの棚３１１０は、本発明に関連する発明の複数の棚の一例である。

なお、たとえば、一つ、二つまたは四つ以上の棚３１１０が利用される変形例としての実施の形態も、考えられる。

棚３１１０は、庫内における自然循環対流および送風循環を妨げないガス連通構成を利用して構成されている。

三つの棚温度調節ユニット３３００は、三つの棚３１１０のそれぞれに設けられたユニットである。

三つの棚温度調節ユニット３３００は、本発明に関連する発明の複数の棚温度調節ユニットの一例である。

棚温度調節ユニット３３００は、ステンレスプレート部材を利用して構成されており、面状ヒーターが設けられたホットパッドである。

三つの棚温度調節ユニットコントローラー３４００は、三つの棚温度調節ユニット３３００のそれぞれを制御するコントローラーである。

三つの棚温度調節ユニットコントローラー３４００は、本発明に関連する発明の複数の棚温度調節ユニットコントローラーの一例である。

たとえば、第一の棚温度調節ユニットコントローラー３４００に対しては第一の棚３１１０の目標温度
（数６）
Ｔ１＝３７．５［度］
に応じて第一の棚温度調節ユニット３３００を経時的に制御するための設定が行われ、第二の棚温度調節ユニットコントローラー３４００に対しては第二の棚３１１０の目標温度
（数７）
Ｔ２＝３８．０［度］
に応じて第二の棚温度調節ユニット３３００を経時的に制御するための設定が行われ、第三の棚温度調節ユニットコントローラー３４００に対しては第三の棚３１１０の目標温度
（数８）
Ｔ３＝３６．５［度］
に応じて第三の棚温度調節ユニット３３００を経時的に制御するための設定が行われる。目標温度Ｔ１〜Ｔ３は、全体的な庫内温度を比較的に小さな温度範囲で調節することによって、棚３１１０ごとの個別的な培養温度を保証するべく決定される温度である。したがって、棚温度調節ユニットコントローラー３４００は、棚３１１０ごとの目標温度の設定機能が実装された、さまざまな使用者のニーズに応じた精細なカスタマイズが可能な仕様を有するといえる。

ガス温度調節ユニット３５１０は、ガスの温度調節を行うユニットである。

ガス温度調節ユニット３５１０は、加熱用のＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）電球を利用して構成されている。そして、ガス温度調節ユニット３５１０は、電力供給ユニット３２３０に電気的に接続された、放射線滅菌処理が可能であるピンホール状電源プラグソケットに挿入されるピン状電源プラグを利用して構成されている。

なお、たとえば、ガス温度調節ユニット３５１０が、冷却用の熱交換器を利用して構成されている変形例としての実施の形態も、考えられる。

培養空間３１０１は、筐体３１００の内部の、培養が行われる空間である。

管理デバイス３２００は、制御ユニット３２１０、およびメモリー３２１１などを有し、筐体３１００の上側に設けられたデバイスである。

なお、たとえば、管理デバイス３２００が、自然循環対流を補助して庫内温度むらを低減する送風循環ユニットなどを有する変形例としての実施の形態も、考えられる。

また、たとえば、管理デバイス３２００が、ケーブル配線機構、短距離無線機構、または光リモートコントロール機構などを利用して筐体３１００からは離れて設けられる変形例としての実施の形態も、考えられる。

メモリー３２１１は、制御ユニット３２１０によって利用される動作プログラムなどを記録するメモリーである。

制御ユニット３２１０は、ガス温度調節ユニット３５１０などへ電力を供給する電力供給ユニット３２３０などを制御するユニットである。

たとえば、制御ユニット３２１０に対しては、第一から第三の棚３１１０の目標温度Ｔ１〜Ｔ３よりもやや低い目標温度
（数９）
Ｔ＝３０．０［度］
に応じて、ガス温度調節ユニット３５１０へ電力を供給する電力供給ユニット３２３０を経時的に制御するための設定が行われる。目標温度Ｔは、全体的な庫内温度を保証するべく決定される温度である。

電力供給ユニット３２３０は、リチウムイオン二次電池などのＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）電源を利用して構成されている。したがって、電力供給ユニット３２３０は、充電機能が採用された、システム可搬タイプにふさわしい仕様を有するといえる。

なお、たとえば、電力供給ユニット３２３０がＤＣ電源の代わりにＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）電源を利用する、または電力供給ユニット３２３０がＤＣ電源に加えてＡＣ電源を利用する変形例としての実施の形態も、考えられる。

ガス温度測定ユニット３２２０は、ガスの温度測定を行うユニットである。

ガス温度測定ユニット３２２０は、放射線滅菌処理が可能である、筐体３１００の内壁に取付けられたユニットである。そして、ガス温度測定ユニット３２２０によるガスの温度測定の結果は、制御ユニット３２１０に入力され、ガス温度自動制御に利用される。

なお、たとえば、ガス温度測定ユニット３２２０が、放射線滅菌処理が不要である、筐体３１００の内壁に埋め込まれたユニットである変形例としての実施の形態も、考えられる。

また、たとえば、ガス温度測定ユニット３２２０によるガスの温度測定の結果が、外部に表示され、ガス温度手動制御に利用される変形例としての実施の形態も、考えられる。

筐体３１００の床面には、加湿ユニットなども必要に応じて載置される。

かくして、システム共用が普通である大企業などの研究開発環境における培養設備の利用形態が考慮された、さまざまな使用者のニーズに応じた精細なカスタマイズが可能な仕様が、実現される。

本発明における、培養システム、および培養システムの使用方法は、使い勝手がより良い培養設備を構築することが可能であり、生物の細胞もしくは生物の組織、または微生物などを培養するために使用される、培養システム、および培養システムの使用方法に利用する目的に有用である。

１０００ 培養システム
１１００ 筐体
１１０１ 培養空間
１１１０ 棚
１２００ 管理デバイス
１２１０ 制御ユニット
１２１１ メモリー
１２２０ ガス温度測定ユニット
１２３０ 電力供給ユニット
１２４０ ガス導入弁ユニット
１３００ 棚温度調節ユニット
１４００ 棚温度調節ユニットコントローラー
１５００ ガスチャンバー
１５０１ ガスチャンバー内部空間
１５０２ ガス導入部
１５０３ ガス流出部
１５０４ ガス流入部
１５１０ ガス温度調節ユニット
１６００ ガス濃度測定ユニット
１７００ 培養サンプル
１８００ 培養対象物
４０００ スライドガイド機構
５０００ 送風循環ユニット

Claims (4)

1. 断熱機能を有する筐体と、
   所定のガスを含有するガスの温度調節を行うガス温度調節ユニットを有し、前記筐体の内部に脱着可能に設けられたガスチャンバーと、
   を備えることを特徴とする培養システム。
2. 前記ガスチャンバーは、
   前記所定のガスを、前記筐体の外部から、前記筐体の内部の、前記所定のガスを含有する前記ガスの前記温度調節が行われるガスチャンバー内部空間へ導入するガス導入部、
   前記所定のガスを含有する前記ガスを、前記ガスチャンバー内部空間から、前記筐体の内部の、培養が行われる培養空間へ流出させるガス流出部、および
   前記所定のガスを含有する前記ガスを、前記培養空間から、前記ガスチャンバー内部空間へ流入させるガス流入部
   を有することを特徴とする請求項１に記載の培養システム。
3. 前記所定のガスを含有する前記ガスの温度測定を行うガス温度測定ユニットを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の培養システム。
4. 前記ガスチャンバーと、前記所定のガスの濃度測定を行うガス濃度測定ユニットと、培養サンプルと、を前記筐体の内部に入れ、目標となる前記所定のガスの濃度を実現するためのシステム運転パラメーターを測定し、測定された前記システム運転パラメーターをメモリーに記録する、調整ステップと、
   前記調整ステップにおいて前記筐体の内部に入れられた、前記ガスチャンバーと、前記ガス濃度測定ユニットと、前記培養サンプルと、を前記筐体の外部に出し、前記筐体の内部の滅菌を行い、滅菌された新たな前記ガスチャンバーと、培養対象物と、を前記筐体の内部に入れ、前記メモリーに記録された前記システム運転パラメーターに基づいて培養を行う、培養ステップと、
   を備えることを特徴とする、請求項１に記載の培養システムの使用方法。

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