JP6467735B2 - Reciprocating agitation culture device with medium extraction function - Google Patents
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Description
本発明は、培養容器内に容れられた、例えば、生産物を含む培養上清と細胞などとからなる内容物を良好に撹拌できると共に、該培養容器内の培地のみを連続して該培養容器外に抜出できる撹拌培養装置に関する。 The present invention can satisfactorily stir the contents of, for example, a culture supernatant containing a product and cells contained in the culture container, and continuously only the medium in the culture container. The present invention relates to a stirring culture apparatus that can be pulled out.
培養容器内で、例えば、動植物の細胞や菌体等の培養物を高密度で培養するためには、該培養物を培養液等の培地内で培養を行いながら、フレッシュな培地と老廃物を含む培地との交換が必要となる。 In a culture vessel, for example, in order to culture a culture such as animal and plant cells and fungus bodies at a high density, while culturing the culture in a culture medium such as a culture solution, a fresh culture medium and waste products are added. It is necessary to replace the medium with the contained medium.
この培養容器内の老廃物を含む培地の培養容器外への抜出は、従来においては、例えば、特許文献1に示すように、培養容器に、排出管と、該培養容器内を加圧するポンプとを設けると共に、該排出管に、前記培養容器内の内容物中、培養物は通過せず、培地のみを通過するろ過膜(フィルタ)を設けた培養装置を用いて、前記ポンプにより前記培養容器内を大気圧以上に加圧し、その圧力により、前記培養容器内の内容物を前記排出管に導入すると共に、前記ろ過膜により前記内容物中の培地のみを該培養容器外に抜出するようにしている。 The extraction of the medium containing the waste in the culture container to the outside of the culture container is conventionally performed, for example, as shown in Patent Document 1, a discharge tube and a pump that pressurizes the culture container. And using the culture apparatus provided with a filtration membrane (filter) that does not pass the culture in the contents of the culture vessel and passes only the culture medium in the discharge tube, and the culture by the pump The inside of the container is pressurized to atmospheric pressure or higher, and the pressure causes the contents in the culture container to be introduced into the discharge pipe, and only the medium in the contents is drawn out of the culture container by the filtration membrane. I am doing so.
しかしながら、前記従来の培養装置においては、ろ過膜に培養物の詰まりが発生してしまうので、連続した培地の抜出ができないという問題点があった。 However, the conventional culture apparatus has a problem in that a continuous culture medium cannot be extracted because a clogged culture occurs in the filtration membrane.
本発明はこれらの問題点を解消すると共に、培養容器内を良好に撹拌できる培地抜出機能を有した往復動撹拌培養装置を提供できるようにしたものである。 The present invention solves these problems and provides a reciprocating stirring culture apparatus having a medium extraction function that can satisfactorily stir the inside of a culture vessel.
前記の目的を達成すべく、本願の培地抜出機能を有した往復動撹拌培養装置は、培養物と培地とが容れられる培養容器と、該培養容器内で撹拌翼を固定した、該培養容器外に延出し、軸方向に往復動する駆動軸と、該駆動軸内に形成し、培地を抜出するパイプ孔と、前記パイプ孔を塞ぐ、培養物は通過せず、培地のみを通過させるろ過膜と、前記駆動軸の往復動に応じて、前記パイプ孔を介して培地の抜出を制御する培地抜出制御手段とを具備する。 In order to achieve the above object, the reciprocating agitation culture apparatus having the medium extraction function of the present application includes a culture container in which a culture and a medium are stored, and the culture container having a stirring blade fixed in the culture container. A drive shaft that extends outward and reciprocates in the axial direction, a pipe hole that is formed in the drive shaft, and from which the medium is drawn out, closes the pipe hole, does not pass the culture, and passes only the medium. A filtration membrane and a medium extraction control means for controlling the extraction of the medium through the pipe hole according to the reciprocating motion of the drive shaft.
本発明によれば、培養容器内の内容物を良好に撹拌できると共に、該培養容器内の培地のみを連続して該培養容器外に抜出できるようになる。 According to the present invention, the contents in the culture vessel can be satisfactorily stirred, and only the medium in the culture vessel can be continuously extracted out of the culture vessel.
本発明を実施するための形態の実施例を以下に示す。 The example of the form for carrying out the present invention is shown below.
本発明の実施例1を図1によって説明する。 A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
1は、本発明の培地抜出機能を有した往復動撹拌培養装置を示し、2は、該撹拌養装置1の培養容器であり、該培養容器2には、例えば、動植物の細胞や菌体等の培養物と、培養液等の培地とが容れられている。
1 is a reciprocating agitation culture apparatus having a medium extraction function of the present invention, 2 is a culture container of the agitation culture apparatus 1, and the
3は、駆動軸であり、該駆動軸3は、前記培養容器2の頂面部2aの中央の開口部4を貫通して、前記培養容器2内に挿入されている。
また、該駆動軸3は、前記開口部4に設けられた駆動軸シール部又はスラスト軸受部などの支持部5により、上下動可能に支持されて、該駆動軸3の上端部において、前記頂面部2aの上方に設けた往復駆動装置(図示せず)に連結し、該往復駆動装置の駆動により上下動するようにした。
The
また、前記駆動軸3は、その中心部において軸方向に全長に渡りパイプ孔3aが形成され、該パイプ孔3aは該駆動軸3の上端部において閉塞すると共に、該上端部側部に設けた抜出口6に連通し、これらパイプ孔3aと抜出口6を介して、前記培養容器2内から外に培地を抜出できるようにした。
Further, the
また、前記抜出口6には、培地の抜出を制御する培地抜出制御手段(図示せず)を設け、該培地抜出制御手段としては、例えば、吸引のためのポンプ装置部と、培地を逆流させるための逆流機構部と、開閉弁と、前記往復駆動装置からの信号により、該ポンプ装置部・逆流機構部・開閉弁等を制御する制御装置部とより構成する。そして、該培地抜出制御手段により、前記駆動軸3の往復動に応じて、前記抜出口6を吸引するなどして、前記培養容器2内の培地を抜出する、又は、該培地を抜出するのを停止する、又は、更に、前記抜出口6に陽圧をかけるなどして、前記パイプ孔3a内bの抜き出した培地を逆流させるなど、各種の培地の抜出の制御を行うようにする。
In addition, the
なお、前記培地抜出手段において、開閉弁を省略して、ポンプ装置部の作動・停止のみで、培地を抜出する、又は、培地の抜出するのを停止する、又は、培地の逆流させるなどの培地の抜出の制御をするようにしてもよい。 In the culture medium extraction means, the open / close valve is omitted, and the culture medium is extracted or the extraction of the culture medium is stopped or the culture medium is reversely flowed only by the operation / stop of the pump device. It is also possible to control the extraction of the medium.
または、前記培地抜出制御手段において、逆流機構部を省略して、培地を抜出する、又は、培地の抜出するのを停止するのみの制御をするようにしてもよい。 Alternatively, in the culture medium extraction control means, the backflow mechanism may be omitted, and control may be performed only to stop the extraction of the culture medium or the extraction of the culture medium.
または、該逆流機構部を省略した場合においても、前記開閉弁を開放し、前記駆動軸3の往復動に伴う負圧を利用して、前記培地が自然に逆流するようにするなどして、前記培地抜出制御手段により、培地を抜出する、又は、培地の抜出するのを停止する、又は、培地を逆流させるなどの培地の抜出の制御をするようにしてもよい。
Alternatively, even when the backflow mechanism is omitted, the on-off valve is opened and the negative pressure associated with the reciprocating motion of the
7は、ろ過膜(フィルター)であり、該ろ過膜7は、前記駆動軸3のパイプ孔3aの下端開口を塞ぐように該駆動軸3の下端に取り付けられている。また、該ろ過膜7は、前記培養容器2内の内容物中の培養物を通過せず、培地のみを通過できる多孔性の膜であり、例えば、フッ素樹脂やセルロースアセテート等の材料からなるメンブレンフィルターがある。
なお、前記ろ過膜7は、前記パイプ孔3aの下端に設ける代わりに、前記パイプ孔3a内に設けてもよい。
The
8は、撹拌翼であり、該撹拌翼8は、前記培養容器2内の駆動軸3の、例えば、下端に設けられると共に、中心部に前記駆動軸3のパイプ孔3aに連通する貫通孔8aが形成されている。
8 is a stirring blade, and the
なお、前記撹拌翼8は、前記駆動軸3に1段、又は2段以上設けられ、また、該駆動軸3に該撹拌翼8を固定する位置は、下端ではなく、中段であっても良く、特に制限はない。
The stirring
また、該撹拌翼8は、例えば、円形、楕円形、長円形、矩形、十字型、そして、円錐型など3次元形状も含めて様々な形状がある。また、該撹拌翼の一部又は全部を、任意の場所で傾斜させた折り曲げ構造としてもよい。
Further, the
以上のように、前記撹拌翼8には、様々な形状や構造のものが含まれ、本実施例の撹拌翼8においては、該撹拌翼8の翼面を前記撹拌軸3の軸方向に対して垂直になるよう固定しているが、該撹拌翼8の翼面の全部又は一部が任意の方向を向くように、垂直面に対して角度をつけて、前記撹拌軸3に固定したり、また、該撹拌翼8の全部又は一部を該撹拌軸3の軸周りに角度をつけて(即ち、撹拌軸3から外方に放射状に延びる線に対して軸周り方向に傾斜させて)、前記撹拌軸3に固定したものも含む。
As described above, the stirring
次に、本発明の培養装置の作動及びその効果について説明する。 Next, the operation of the culture apparatus of the present invention and the effects thereof will be described.
本発明の撹拌培養装置1においては、前記駆動軸3を、前記往復駆動装置により往復動させることにより、前記撹拌翼8が上下方向に往復動して、前記培養容器2内の内容物(被撹拌物)を良好に撹拌することができる。なお、前記培養容器2内の培地を抜出しない時には、前記培地抜出制御手段により、例えば、前記ポンプ装置を停止すると共に、開閉弁を閉口する。
In the agitation culture apparatus 1 of the present invention, when the
前記培養容器2内の培地を抜出する場合には、前記駆動軸3の上下の往復動の際、前記駆動軸3が下降する時には、前記培地抜出制御手段により、例えば、前記開閉弁を開口すると共に、前記ポンプ装置部を作動させて、前記抜出口6を介して、前記培養容器2内の内容物を前記ろ過膜7側に吸引する。そして、前記ろ過膜7により、前記内容物中の培地のみを通過させて、前記パイプ孔3a内に導入し、前記抜出口6を介して、該培地を前記培養容器2外に抜出するようにする。
When the culture medium in the
また、前記駆動軸3が上昇する時には、即ち、前記ろ過膜7の前記培養容器2内の内容物に面する外表面7a側の前記撹拌翼8の下面8cが、前記培養容器2内及び前記下面8cの逆側の上面8dに対して負圧(前記培養容器内が大気圧であれば、それより小さい圧力、又は前記培養容器内が所望の圧力であれば、それより小さい圧力。以下同じ。)になる方向に前記駆動軸3を移動する時には、前記培地抜出制御手段により、例えば、前記開閉弁を閉口して、前記培養容器2内の培地を抜出するのを停止する。なお、更に、前記培地抜出制御手段により、例えば、前記逆流機構部により、前記パイプ孔3a内の抜き出した培地を僅かならが逆流させるようにしてもよい。
When the
これにより、前記駆動軸3の下降時に、前記ろ過膜7の外表面7aに培養物が付着しても、前記駆動軸3の上昇時に、前記ろ過膜7の外表面7aが、前記培養容器2内及び前記ろ過膜7の前記パイプ孔3a内の下流側に面する内表面7bに対しても負圧となるため、前記ろ過膜7の外表面7aに付着した培養物が離れ、目詰まりが抑制されるようになる。
As a result, even if the culture adheres to the outer surface 7a of the
また、培地を抜出するのを停止し、更に、前記パイプ孔3a内の抜き出した培地を僅かながら逆流させるようにすれば、更に、前記ろ過膜7の外表面7aに付着した培養物が離れ、目詰まりが抑制されるようになる。
Further, if the extraction of the medium is stopped and the medium extracted in the
従って、前記培地抜出制御手段により、培地の抜出を制御して、前記駆動軸3の下降時に、前記培養容器2内の培地を抜出し、前記駆動軸3の上昇時に、前記ろ過膜7の目詰まりを抑制するので、前記駆動軸3の往復動により、培地の抜き出しと目詰まりの抑制とを繰り返し制御することで、連続して培地の抜出をすることができるようになる。
Accordingly, the medium extraction control means controls the extraction of the medium so that the medium in the
なお、前記実施例においては、駆動軸3を垂設し、上下方向に駆動軸3を移動する例を示したが、駆動軸3を横設し、横方向に移動するなど、駆動軸3を任意の方向に向け、該任意の方向に往復移動するようにしてもよい。そして、前記駆動軸3が一方の側に移動する時に、培地を抜出し、負圧になる他方の側に移動する時に、培地を抜出するのを停止、或いは、培地を僅かならが逆流させるようにするなど、前記培地抜出制御手段により培地の抜出を制御するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the example in which the
また、常に、前記駆動軸3が負圧となる他方の側に移動する時に、前記培地抜出制御手段により、培地を抜出するのを停止、若しくは逆流させる必要はなく、前記駆動軸の往復動において、培地を抜出するようにして、所望の時間経過後又は所望の回数の往復動後の駆動軸3が他方の側に移動する時に、前記培地抜出制御手段により、培地を抜出するのを停止する、若しくは逆流させるようにしてもよい。
In addition, when the
図2は、本発明の実施例2の撹拌培養装置9を示す。該撹拌培養装置9は、実施例1の撹拌培養装置1において、貫通孔8aを有する撹拌翼8を用いる代わりに、貫通孔を有しない撹拌翼10を用いる。また、ろ過膜7を該撹拌培養装置1のパイプ孔3aの下端又はパイプ孔3a内に設ける代わりに、前記撹拌翼10の上面に形成した凹部10aに、前記パイプ孔3aに連通する貫通孔11aを有する、所望の厚さのろ過膜11を嵌合して設けて、上面側に該ろ過膜11を有する前記撹拌翼10を前記駆動軸3の下端に固定する。そして、前記ろ過膜11の貫通孔11aの内周面(内表面)11cを前記パイプ孔3aに臨むようにし、前記駆動軸3のパイプ孔3aを前記ろ過膜11の貫通孔11aの内周面11cと前記撹拌翼10とで塞ぐようにした。
FIG. 2 shows an
なお、前記ろ過膜11の上面が、前記培養容器2の内容物に面する前記ろ過膜11の外表面11bを形成した。
The upper surface of the
この実施例2の撹拌培養装置9において、前記培養容器2内の培地を抜出する場合には、前記駆動軸3の上下の往復動の際、駆動軸3が上昇する時には、前記培地抜出制御手段により、例えば、前記開閉弁を開口すると共に、前記ポンプ装置部を作動させて、前記抜出口6を介して、前記培養容器2内の内容物を前記ろ過膜11側に吸引する。そして、前記ろ過膜11により、前記内容物中の培地のみを通過させて、前記パイプ孔3a内に導入し、前記抜出口6を介して、該培地を前記培養容器2外に抜出するようにする。
In the agitating
また、前記駆動軸3が下降する時には、即ち、前記ろ過膜11の前記培養容器2内の内容物に面する外表面11b側の前記撹拌翼10の上面10bが、前記培養容器2内及び前記上面10bの逆側の下面10cに対して負圧になる方向に前記駆動軸3を移動する時には、前記培地抜出制御手段により、例えば、前記開閉弁を閉口して、前記培養容器2内の培地を抜出するのを停止する。なお、前記第1実施例と同様に、更に、前記培地抜出制御手段により、例えば、前記逆流機構部により、前記パイプ孔3a内の抜き出した培地を僅かならが逆流させるようにしてもよい。
In addition, when the
これにより、前記駆動軸3の上昇時に、前記ろ過膜11の外表面11bに培養物が付着しても、前記駆動軸3の下降時に、前記ろ過膜11の外表面11bが、前記培養容器2内及び前記ろ過膜11の前記パイプ孔3a内の下流側に面する内周面11cに対しても負圧となるため、前記ろ過膜11の外表面11bに付着した培養物が離れ、目詰まりが抑制されるようになる。
As a result, even if the culture adheres to the
また、前記実施例1と同様に、培地を抜出するのを停止し、更に、パイプ孔3a内の抜き出した培地を僅かながら逆流させるようにすれば、更に、前記ろ過膜11の外表面11aに付着した培養物が離れ、目詰まりが抑制されるようになる。
Similarly to Example 1, if the extraction of the culture medium is stopped and the medium extracted in the
従って、前記駆動軸3の上昇時に、前記培養容器2内の培地を抜出し、前記駆動軸3の下降時に、前記ろ過膜11の目詰まりを抑制するので、前記駆動軸3の往復動により、培地の抜き出しと目詰まりの抑制とを繰り返し制御することで、連続して培地の抜出をすることができるようになる。
Accordingly, when the
図3は、本発明の実施例3の撹拌培養装置12を示す。該撹拌培養装置12は、実施例1の撹拌培養装置1において、ろ過膜7をパイプ孔3aの下端又はパイプ孔3a内に設ける代わりに、前記撹拌翼8の下面に形成した凹部8bに、前記撹拌翼8の貫通孔8aに連通する貫通孔13aを有する、所望の厚さのろ過膜13を嵌合して設けると共に、前記ろ過膜13の下面の中央部に前記貫通孔13aを塞ぐ蓋部14を設ける。そして、前記ろ過膜13の貫通孔13aの内周面(内表面)13cを前記パイプ孔3aに臨むようにし、前記駆動軸3のパイプ孔3aを前記ろ過膜13の貫通孔13aの内周面13cと前記蓋部14で塞ぐようにした。
FIG. 3 shows the
なお、前記ろ過膜13の下面が、前記培養容器2の内容物に面する前記ろ過膜13の外表面13bを形成した。
The lower surface of the
この実施例3の撹拌培養装置11において、前記培養容器2内の培地を抜出する場合には、前記駆動軸3上下の往復動の際、駆動軸3が下降する時には、前記培地抜出制御手段により、例えば、前記開閉弁を開口すると共に、前記ポンプ装置部を作動させて、前記抜出口6を介して、前記培養容器2内の内容物を前記ろ過膜13側に吸引する。そして、前記ろ過膜13により、前記内容物中の培地のみを通過させて、前記パイプ孔3a内に導入し、前記抜出口6を介して、該培地を前記培養容器2外に抜出するようにする。
In the
また、前記駆動軸3が上昇する時には、即ち、ろ過膜の前記培養容器2内の内容物に面する外表面13b側の前記撹拌翼8の下面8cが、前記培養容器2内及び前記下面8cの逆側の上面8dに対して負圧になる方向に前記駆動軸3を移動する時には、前記培地抜出制御手段により、例えば、前記開閉弁を閉口して、前記培養容器2内の培地を抜出するのを停止する。なお、前記実施例1と同様に、更に、前記培地抜出制御手段により、例えば、前記逆流機構部により、前記パイプ孔3a内の抜き出した培地を僅かならが逆流させるようにしてもよい。
In addition, when the
これにより、前記駆動軸3の下降時に、前記ろ過膜13の外表面13bに培養物が付着しても、前記駆動軸3の上昇時に、前記ろ過膜13の外表面13bが、前記培養容器2内及び前記ろ過膜13の前記パイプ孔3aの下流側に面する内周面13cに対しても負圧となるため、前記ろ過膜13の外周面13bに付着した培養物が離れ、目詰まりが抑制されるようになる。
Thereby, even when the culture adheres to the
また、前記実施例1と同様に、培地を抜出するのを停止し、更に、パイプ孔3a内の抜き出した培地を僅かながら逆流させるようにすれば、更に、前記ろ過膜13の外表面13aに付着した培養物が離れ、目詰まりが抑制されるようになる。
Similarly to Example 1, if the extraction of the culture medium is stopped and the medium extracted in the
従って、前記駆動軸3の下降時に、前記培養容器2内の培地を抜出し、前記駆動軸3の上昇時に、前記ろ過膜13の目詰まりを抑制するので、前記駆動軸3の往復動により、培地の抜き出しと目詰まりの抑制とを繰り返し制御することで、連続して培地の抜出をすることができるようになる。
Accordingly, when the
本発明の培地抜出機能を有した往復動撹拌培養装置は、医療品関係、食品関係等における培養装置に利用される。 The reciprocating agitation culture apparatus having the medium extraction function of the present invention is used in culture apparatuses for medical products and foods.
1 撹拌培養装置
2 培養容器
2a 頂面部
3 駆動軸
3a パイプ孔
4 開口部
5 支持部
6 抜出口
7 ろ過膜
7a 外表面
7b 内表面
8 撹拌翼
8a 貫通孔
8b 凹部
8c 下面
8d 上面
9 撹拌培養装置
10 撹拌翼
10a 凹部
10b 上面
10c 下面
11 ろ過膜
11a 貫通孔
11b 外表面
11c 内周面
12 撹拌培養装置
13 ろ過膜
13a 貫通孔
13b 外表面
13c 内周面
14 蓋部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
該培養容器内で撹拌翼を固定した、該培養容器外に延出し、軸方向に往復動する駆動軸と、
該駆動軸内に形成し、培地を抜出するパイプ孔と、
前記パイプ孔を塞ぐ、培養物は通過せず、培地のみを通過させるろ過膜と、
前記駆動軸の往復動に応じて、前記パイプ孔を介して培地の抜出を制御する培地抜出制御手段とを具備する培地抜出機構を有した往復動撹拌培養装置。 A culture vessel in which the culture and medium are contained;
A drive shaft that has a stirring blade fixed in the culture vessel, extends outside the culture vessel, and reciprocates in the axial direction ;
A pipe hole formed in the drive shaft for extracting the medium;
A filtration membrane that blocks the pipe hole, does not pass the culture, and passes only the medium;
A reciprocating agitation culture apparatus having a culture medium extraction mechanism comprising a culture medium extraction control means for controlling extraction of a culture medium through the pipe hole according to the reciprocation of the drive shaft.
前記ろ過膜を、前記パイプ孔内又はパイプ孔の端面に設けたことを特徴とする請求項1に記載の培地抜出機能を有した往復動撹拌培養装置。 An opening inside the culture vessel of the pipe hole is provided on the end surface of the drive shaft,
The reciprocating agitation culture apparatus having a medium extraction function according to claim 1, wherein the filtration membrane is provided in the pipe hole or on an end face of the pipe hole .
前記培養容器内の内容物に面する前記ろ過膜の外側面側の前記撹拌翼の翼面が負圧になる方向に前記駆動軸が移動する時は、前記培養容器内の培地を抜出するのを停止する手段であることを特徴とする請求項1、請求項2、又は請求項3に記載の培地抜出機構を有した往復動撹拌培養装置。 The medium extraction control means, when extracting the medium in the culture container,
When the drive shaft moves in a direction in which the blade surface of the stirring blade on the outer surface side of the filtration membrane facing the contents in the culture vessel becomes negative pressure, the medium in the culture vessel is extracted. A reciprocating agitation culture apparatus having a culture medium extraction mechanism according to claim 1, 2 or 3, wherein the reciprocating stirring culture apparatus is a means for stopping the above.
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