JP6847431B2 - 成育装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1実施形態に係る成育装置の構成を模式的に示す説明図である。図1に示すように、第1実施形態に係る成育装置101は、複数(図では2個)のチャンバー(第1チャンバー11、第2チャンバー12)と、混合タンク13と、循環ポンプ14と、フィルタ15と、窒素ボンベ21(ガス容器、窒素充填容器)と、二酸化炭素ボンベ22(ガス容器、二酸化炭素充填容器)と、を備えている。更に、6個の電磁弁V1〜V6、及び、成育装置101を総括的に制御する制御部31を備えている。
なお、本実施形態では説明の便宜上2個のチャンバー11、12を設ける構成を示しているが、チャンバーの個数を3個以上とすることも可能である。
次に、上述のように構成された本実施形態に係る成育装置101による処理を、図2A〜図2Dに示すフロー図、及び図3に示すフローチャートを参照して説明する。
本実施形態に係る成育装置101は、第1、第2チャンバー11、12内の温度、湿度、酸素濃度、二酸化炭素濃度を所望の濃度として、培養実験を行うための環境条件を設定し、培地を用いて微生物や細胞の培養実験を行う。また、各チャンバー11、12の環境条件を変更することにより、異なる環境条件下で同時に複数の培養実験を行うことが可能である。
図2Aは、窒素ボンベ21、及び二酸化炭素ボンベ22から混合タンク13内にガスを供給する際のガスの流れを示すフロー図である。図2Aに示すように、電磁弁V1、V3、V4、V5が開放され、電磁弁V2、V6が閉鎖されている。また、循環ポンプ14は停止状態とされている。
図2Bは、混合タンク13に空気を供給する際のガスの流れを示すフロー図である。電磁弁V3、V6を開放し、電磁弁V1、V2、V4、V5を閉鎖する。また、循環ポンプ14を作動させる。循環ポンプ14を作動させることにより、配管L3より電磁弁V3を経由して外気が導入され、導入された外気はフィルタ15、循環ポンプ14を通過して混合タンク13内に導入される。なお、図2Bに示す循環ポンプ14の下に示す矢印は、循環ポンプ14が作動していることを示している。また、ファン25が作動して混合タンク13内のガスが撹拌される。混合タンク13内のガスは、配管L1及び電磁弁V6を経由して外気へ放出される。
図2Cは、混合タンク13内の混合ガスを第1チャンバー11へ供給する際のガスの流れを示すフロー図である。電磁弁V1を開放し、電磁弁V2〜V6を閉鎖する。また、循環ポンプ14を作動させる。循環ポンプ14を作動させることにより、混合タンク13内の混合ガスを第1チャンバー11内に供給する。こうすることにより、第1チャンバー11内に、二酸化炭素濃度及び酸素濃度が所望の濃度とされた混合ガスを供給することができる。
図2Dは、定値運転時における各電磁弁V1〜V6の状態を示すフロー図である。図示のように全ての電磁弁V1〜V6は閉鎖され、且つ、循環ポンプ14は停止している。従って、チャンバー11内の環境条件が所定の数値とされた状態で、培地による培養実験を実施することが可能となる。
このようにして、第1実施形態に係る成育装置101では、混合タンク13を備えており、該混合タンク13内における混合ガスの二酸化炭素濃度及び酸素濃度が所望の濃度になるように制御し、所望の濃度となった後に混合タンク13内の混合ガスを第1チャンバー11に送気して、該第1チャンバー11内の環境条件が所望の環境条件となるようにしている。従って、従来のように、所定量の酸素、所定量の二酸化炭素をチャンバー内に直接導入して環境条件を設定する方式と対比して、極めて簡便に所望の環境条件を設定することが可能となる。
次に、第1実施形態の変形例について説明する。図4は、変形例に係る成育装置の構成を模式的に示す説明図である。図4に示すように、変形例に係る成育装置101aは、図1に示した成育装置101と対比して、第1チャンバー11の出口部11bに電磁弁V7が設けられ、第2チャンバー12の出口部12bに電磁弁V8が設けられている点、及び、循環ポンプ14の向きが反対方向(混合タンク13からフィルタ15に向く方向)とされている点で相違している。また、図4では、図1に示したファン25を備えない構成としている。勿論、ファン25を備える構成としてもよい。
なお、図4に示す循環ポンプ14の向きを反対方向(図中、左から右に向く方向)とすることも可能である。この場合には、混合タンク13内に空気を供給する際には循環ポンプ14を作動させることにより、電磁弁V3より空気が供給され、電磁弁V6より放出されることになる。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。図6は、本発明の第2実施形態に係る成育装置の構成を模式的に示す説明図である。図6に示すように、第2実施形態に係る成育装置102は、第1チャンバー11、第2チャンバー12と、混合タンク13と、循環ポンプ14と、2つのフィルタ18、20と、窒素ボンベ21(ガス容器、窒素充填容器)と、二酸化炭素ボンベ22(ガス容器、二酸化炭素充填容器)と、外気導入ポンプ19と、を備えている。更に、制御部31、及び8個の電磁弁V11〜V18を備えている。
次に、上述のように構成された第2実施形態に係る成育装置102による処理を、図7A〜図7Dに示すフロー図、及び図8に示すフローチャートを参照して説明する。
図7Aは、窒素ボンベ21、及び二酸化炭素ボンベ22から混合タンク13内にガスを供給する際のガスの流れを示すフロー図である。図7Aに示すように、電磁弁V15、V16、V17が開放され、その他の電磁弁は全て閉鎖されている。また、循環ポンプ14は停止状態とされている。
図7Bは、混合タンク13に空気を供給する際のガスの流れを示すフロー図である。電磁弁V15、V18を開放し、その他の電磁弁を全て閉鎖する。また、外気導入ポンプ19を作動させる。外気導入ポンプ19を作動させることにより、電磁弁V18、配管L1を経由して外気が導入され、導入された外気はフィルタ20を通過して混合タンク13内に導入される。混合タンク13内のガスは、電磁弁V15を経由して外気へ放出される。
図7Cは、混合タンク13内の混合ガスを第1チャンバー11へ供給する際のガスの流れを示すフロー図である。電磁弁V11、V13を開放し、その他の電磁弁を全て閉鎖する。また、循環ポンプ14を作動させる。循環ポンプ14を作動させることにより、混合タンク13内の混合ガスを第1チャンバー11内に供給する。こうすることにより、第1チャンバー11内に、二酸化炭素濃度、及び酸素濃度が所望の濃度とされた混合ガスを供給することができる。
図7Dは、定値運転時における各電磁弁V11〜V18の状態を示すフロー図である。図示のように全ての電磁弁V11〜V18は閉鎖され、且つ、循環ポンプ14及び外気導入ポンプ19は停止している。従って、第1チャンバー11内の環境条件が所定の数値とされた状態で、培地による培養実験が実施されることになる。
このようにして、第2実施形態に係る成育装置102では、前述した第1実施形態と同様に、混合タンク13を備えており、該混合タンク13内における混合ガスの二酸化炭素濃度及び酸素濃度が所望の濃度になるように制御し、所望の濃度となった後に混合タンク13内の混合ガスを第1チャンバー11に送気して、該第1チャンバー11内の環境条件が所望の環境条件となるようにしている。従って、従来と対比して簡便に所望の環境条件を設定することが可能となる。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。図9は、本発明の第3実施形態に係る成育装置の構成を模式的に示す説明図である。図9に示すように、第3実施形態に係る成育装置103は、複数(図では2個)のチャンバー(第1チャンバー11、第2チャンバー12)と、混合タンク13と、循環ポンプ45と、4つのフィルタ41、42、43、44と、窒素ボンベ21(ガス容器、窒素充填容器)と、二酸化炭素ボンベ22(ガス容器、二酸化炭素充填容器)と、を備えている。更に、7個の電磁弁V21〜V27、及び2個の三方弁U1、U2を備えている。また、制御部31を備えている。
なお、本実施形態では説明の便宜上2個のチャンバー11、12を設ける構成を示しているが、チャンバーの個数を3個以上とすることも可能である。
次に、上述のように構成された第3実施形態に係る成育装置103による処理を、図10A〜図10Eに示すフロー図、及び図11に示すフローチャートを参照して説明する。
第3実施形態に係る成育装置103は、第1、第2チャンバー11、12内の温度、湿度、酸素濃度、二酸化炭素濃度を所望の濃度として、培養実験を行うための環境条件を設定し、培地を用いて微生物や細胞の培養実験を行う。また、各チャンバー11、12の環境条件を変更することにより、異なる環境条件下で同時に複数の培養実験を行うことができる。
図10Aは、窒素ボンベ21、及び二酸化炭素ボンベ22から混合タンク13内にガスを供給する際のガスの流れを示すフロー図である。図10Aに示すように、三方弁U2は混合タンク13とフィルタ44を接続している。また、電磁弁V25、V26は開放されている。その他の電磁弁は閉鎖されている。また、循環ポンプ45は停止状態とされている。
図10Bは、混合タンク13に空気を供給する際のガスの流れを示すフロー図である。三方弁U1はフィルタ41と循環ポンプ45を接続し、三方弁U2は循環ポンプ45と混合タンク13を接続する。電磁弁V27は開放されている。その他の電磁弁は閉鎖されている。そして、循環ポンプ45を作動させることにより、フィルタ41→三方弁U1→循環ポンプ45→三方弁U2を経由して、混合タンク13内に外気が導入される。また、混合タンク13内のガスの一部はフィルタ42、電磁弁V27を経由して外気へ放出される。
図10Cは、第1チャンバー11内の圧力を減圧する際のガスの流れを示すフロー図である。電磁弁V23を開放し、三方弁U1は電磁弁V23と循環ポンプ45を接続し、三方弁U2は循環ポンプ45とフィルタ44を接続する。その他の電磁弁は閉鎖されている。そして、循環ポンプ45を作動させることにより、第1チャンバー11内のガスが外気へ放出される。その結果、第1チャンバー11内を負圧とすることができる。
図10Dは、混合タンク13内の混合ガスを第1チャンバー11へ供給する際のガスの流れを示すフロー図である。電磁弁V21を開放し、その他の全ての電磁弁を閉鎖する。第1チャンバー11内は負圧とされているので、混合タンク13内の混合ガスが第1チャンバー11内に供給される。こうすることにより、第1チャンバー11内に二酸化炭素濃度、及び酸素濃度が所望の濃度とされた混合ガスを供給することができる。
図10Eは、定値運転時における各電磁弁、各三方弁の状態を示すフロー図である。図示のように全ての電磁弁、三方弁は閉鎖され、且つ、循環ポンプ45は停止している。従って、第1チャンバー11内の環境条件が所定の数値とされた状態で、培地による培養実験が実施されることになる。
このようにして、第3実施形態に係る成育装置103では、第1、第2実施形態と同様に、混合タンク13を備えており、該混合タンク13内における混合ガスの二酸化炭素濃度及び酸素濃度が所望の濃度になるように制御し、所望の濃度となった後に混合タンク13内の混合ガスを第1チャンバー11に送気して、該第1チャンバー11内の環境条件が所望の環境条件となるようにしている。従って、従来のように、所定量の酸素、所定量の二酸化炭素をチャンバー内に直接導入して環境条件を設定する方式と対比して、極めて簡便に所望の環境条件を設定することが可能となる。
12 第2チャンバー
13 混合タンク
14、45 循環ポンプ
15、18、20 フィルタ
19 外気導入ポンプ
21 窒素ボンベ
22 二酸化炭素ボンベ
23 酸素濃度センサ
24 二酸化炭素濃度センサ
31 制御部
41〜44 フィルタ
101、102、103 成育装置
L1〜L4 配管
V1〜V6 電磁弁
V11〜V18 電磁弁
V21〜V27 電磁弁
U1、U2 三方弁
Claims (7)
- 複数のチャンバーを備え、前記各チャンバー内にて生体を成育する成育装置であって、
ガスを送出する少なくとも一つのガス発生部と、
前記各チャンバーとの間で、各チャンバー毎に設けられた開閉弁を介して接続され、且つ、前記ガス発生部に接続され、該ガス発生部より送出されるガス、及び外気を導入して混合する混合タンクと、
前記混合タンク内で混合された混合ガスを前記チャンバーに送出する循環ポンプと、
前記混合タンク内への前記ガス及び外気の供給、及び前記開閉弁、循環ポンプの作動を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記混合タンク内へ前記ガス及び外気を供給し、前記混合タンク内の混合ガスに含まれるガスの濃度が所定の濃度となった際に前記開閉弁を開放し、且つ前記循環ポンプを作動させて前記混合タンク内の第1の混合ガスを第1チャンバーに供給し、その後、前記混合タンク内のガス濃度の条件を変更して第2の混合ガスを発生させ、前記第2の混合ガスを前記第1チャンバーとは異なる第2チャンバーに供給する制御を行うこと
を特徴とする成育装置。 - 前記混合タンク内の前記ガスの濃度を測定する濃度センサを更に備え、
前記制御部は、前記濃度センサより前記ガスの濃度を取得すること
を特徴とする請求項1に記載の成育装置。 - 前記混合タンク内に、該混合タンク内のガスを撹拌するためのファンを設置したこと
を特徴とする請求項1または2に記載の成育装置。 - 前記ガス発生部と前記混合タンクとの間に設けられたガス供給弁を更に備え、
前記制御部は、前記ガス供給弁を制御することにより、前記ガス発生部から前記混合タンクへのガスの供給量を制御すること
を特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の成育装置。 - 前記循環ポンプの上流側の配管を外気に連通する第1外気連通弁と、前記混合タンクを外気に連通する第2外気連通弁と、を更に備え、
前記制御部は、前記第1外気連通弁、第2外気連通弁、及び前記循環ポンプを制御して前記混合タンク内に外気を導入することにより、前記混合タンク内の酸素濃度を制御すること
を特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の成育装置。 - 前記混合タンクを外気に連通する第3外気連通弁、及び第4外気連通弁と、前記第4外気連通弁を経由して前記混合タンク内に外気を導入する外気導入ポンプと、を更に備え、
前記制御部は、前記第3外気連通弁、第4外気連通弁、及び前記外気導入ポンプを制御して前記混合タンク内に外気を導入することにより、前記混合タンク内の酸素濃度を制御すること
を特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の成育装置。 - 前記ガス発生部は、二酸化炭素を充填した二酸化炭素充填容器、及び窒素を充填した窒素充填容器を含むこと
を特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の成育装置。
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