JP7220567B2

JP7220567B2 - スパージャー及び培養装置

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Publication number: JP7220567B2
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Authority: JP
Inventors: 貴史浅倉; 浩二中村; 博志大川
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Description

本発明は、スパージャー及びそれを用いた培養装置に関する。

従来、微生物、細胞等の被培養物を好気的に培養するための装置として、当該細胞等を播種した培養液を収容する培養槽と、培養槽内の培養液にエアーを通気するためのスパージャーと、培養槽内の培養液を攪拌する攪拌翼とを有する培養装置が知られている（特許文献１等）。

このような培養装置においては、培養槽内の攪拌翼を機械的に動かすことにより培養液を攪拌し、培養液と細胞等との接触機会を増加させたり、細胞の分散を促したりしている。しかし、細胞等の培養中に細胞等と攪拌翼とが接触することで、細胞等を傷つけてしまうおそれがある。特に、間葉系幹細胞のように細胞膜を有さず、せん断力に対して極めて弱い細胞等は、攪拌翼との接触によって大きなダメージを受けてしまい、効率的に培養することができないという問題がある。

このような課題を解決するために、従来、攪拌翼を使用することなく培養液に通気されるガスにより培養液を攪拌する培養装置として、一対の培養筒の下部を屈曲筒で連結してＵ字状に形成される培養槽と、左右の培養筒の下部に接続され、培養液にガスを交互に供給するガス吹込手段と、左右の培養筒の上部に接続され、培養筒内に供給されたガスを交互に排出する排気手段とを備えるものが提案されている（特許文献２等）。

特開２０１５－１４２５４６号公報特開２０１２－１１５２３２号公報

特許文献２に開示されている培養装置においては、左右の培養筒のそれぞれに交互にガスが供給されることで、Ｕ字状の培養槽内において培養液を左右に移動させることができるものの、培養液と細胞等との接触機会の増加や細胞の分散促進という観点から十分な攪拌効果が得られないという問題がある。

十分な攪拌効果を得るためにガス供給量を増大させると、培養液の液はね等が生じ、排気手段に設けられているフィルタ等に培養液が接してしまうことで、フィルタ等の汚染、目詰まり等が生じるおそれや、逆流により培養液が汚染されるおそれがある。

上記課題に鑑みて、本発明は、培養液へのガスの供給により十分な攪拌効果が得られ、かつ培養液の液はね等を生じさせることのないスパージャー及びそれを用いた培養装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、被培養物及び培養液を収容可能な培養容器と、前記培養容器内に設けられるスパージャーと、前記スパージャーに取り付けられる気体供給管とを備え、前記スパージャーは、少なくとも一部が多孔質体により構成されるスパージャー本体と、前記気体供給管が接続される気体供給管接続部とを備え、前記気体供給管接続部は、前記スパージャー本体に形成されてなる、前記気体供給管を挿入可能な有底孔部により構成され、前記有底孔部の開口を上方に向けた状態において、前記スパージャー本体の少なくとも下半分が前記多孔質体により構成され、前記有底孔部の底面は、前記有底孔部の開口を上方に向けて位置させた状態において、前記スパージャー本体の中心よりも下方に位置し、前記気体供給管は、前記気体供給管の一端部を前記有底孔部の前記底面に当接させるように前記有底孔部に挿入されており、前記スパージャー本体から前記培養容器の底部に向かって気泡を吐出させるように前記スパージャーが前記培養容器の底部に前記多孔質体を対向させて前記培養容器内に設けられることで、前記培養容器の底部から上方に向かう前記培養液の流れを生じさせ、前記培養容器全体において前記培養液を対流させることを特徴とする培養装置を提供する。

上記発明において、前記スパージャー本体の全体が前記多孔質体により構成されるのが好ましく、前記多孔質体の平均細孔径が２０～５０μｍであるのが好ましく、前記多孔質体は、２０～５０μｍの細孔径分布の細孔を有するのが好ましい。

上記発明において、前記スパージャー本体は、略球状であるのが好ましく、前記スパージャー本体の直径は、１０～２０ｍｍであるのが好ましい。

上記発明において、前記気体供給管を通じて前記スパージャーに供給される気体の流量が、３００～７００ｍＬ／ｍｉｎであるのが好ましく、前記培養容器の底部は、略半球形状であるのが好ましい。

本発明によれば、培養液へのガスの供給により十分な攪拌効果が得られ、かつ培養液の液はね等を生じさせることのないスパージャー及びそれを用いた培養装置を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る培養装置の概略構成を示す側面図である。図２は、本発明の一実施形態における培養装置の概略構成を示す側面図である。図３Ａは、本発明の一実施形態におけるキャップの概略構成を示す斜視図である。図３Ｂは、本発明の一実施形態におけるキャップの概略構成を示す上面図である。図４は、本発明の一実施形態におけるスパージャーの概略構成を示す斜視図である。図５は、本発明の一実施形態におけるスパージャーの概略構成を示す断面図である。図６は、本発明の一実施形態に係る培養装置における作用効果を説明するための側面図である。

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る培養装置の概略構成を示す側面図であり、図２は、本実施形態における培養装置の概略構成を示す側面図であり、図３Ａは、本実施形態におけるキャップの概略構成を示す斜視図であり、図３Ｂは、当該キャップの概略構成を示す上面図であり、図４は、本実施形態におけるスパージャーの概略構成を示す斜視図であり、図５は、本実施形態におけるスパージャーの概略構成を示す断面図であり、図６は、本実施形態に係る培養装置における作用効果を説明するための側面図である。

図１に示すように、本実施形態に係る培養装置１は、被培養物を収容可能な培養容器２と、培養容器２内に設けられるスパージャー３と、スパージャー３に取り付けられる気体供給管４とを備える。なお、気体供給管４には気体供給部（図示せず）が接続され、気体供給管４及びスパージャー３を介して気体供給部から培養液に気体（空気）を気泡状で供給することができる。

本実施形態に係る培養装置１において培養され得る被培養物としては、例えば、動物細胞、植物体、植物組織、植物細胞、藻類、真菌、酵母、好気性細菌等が挙げられる。また、被培養物とともに培養容器２内に収容され得る培養液８（図６参照）は、被培養物に適したものが用いられ、例えば、ダルベッコ改変イーグル（ＤＭＥＭ）培地、ロスウェルパークメモリアルインスティテュート（ＲＰＭＩ）１６４０培地、ムラシゲスクーグ（ＭＳ）培地、ガンボーグＢ５培地、ルリアベルターニ（ＬＢ）培地、YPD Broth（Yeast Extract-Peptone-Dextrose）培地、PD Broth（Potato Dextrose）培地等が挙げられる。

培養容器２は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリトリメチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリアミド樹脂等の樹脂材料や、ガラス等により構成され得る。培養容器２の容量は、例えば５００ｍＬ～２００Ｌであり、好ましくは１Ｌ～２０Ｌである。

図２に示すように、培養容器２は、口部２１と、口部２１に連続する首部２２と、首部２２に連続する肩部２３と、肩部２３の下端に連続する胴部２４と、胴部２４の下端に連続する底部２５とを備える。口部２１は、略円筒状であり、口部２１の開口端側の外側面には、キャップ５（図３参照）を取り付けるためのねじ山が形成されている。これにより、培養容器２に被培養物及び培養液８（図６参照）を収容した後に、口部２１にキャップ５を取り付けることで、培養容器２を密封することができる。

肩部２３は、首部２２との連続部から培養容器２の外側に向かって湾曲し、胴部２４に向かって徐々に拡径する湾曲構造により構成されている。底部２５は、培養容器２の外側に向かって凸状の湾曲形状、すなわち略半球形状（いわゆる丸底）を有する。培養容器２の底部２５が丸底であることで、培養容器２内で沈降する被培養物をスパージャー３の下方に集めることができるため、スパージャー３から吐出される気体（空気）により培養液８を攪拌することで、被培養物を効率的に分散させることができる。

キャップ５は、ポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂材料やアルミニウム等の金属材料により構成され得る。キャップ５の直径（外径）は、培養容器２の口部２１の大きさに応じて適宜設定され得るものではあるが、例えば、２８～５２ｍｍ程度であり、好ましくは２８～３８ｍｍ程度である。

図３Ａ及び図３Ｂに示すように、キャップ５の天面５１には、気体供給管４（図１参照）を挿通可能な第１孔部５２と、培養容器２内に培養液を導入するための培養液導入管６（図１参照）を挿通可能な第２孔部５３と、培養容器２内から排気するための排気管７（図１参照）を挿通可能な第３孔部５４とが形成されている。キャップ５の天面５１の内側には、少なくとも第３孔部５４を覆うように排気フィルタ５５が設けられている。キャップ５の内側面には、培養容器２の口部２１に螺合可能なねじ山が形成されている。

図４及び５に示すように、培養容器２内に設けられるスパージャー３は、略球状のスパージャー本体３１と、スパージャー本体３１の径方向に沿って形成されてなり、気体供給管４（図１参照）の一端部が挿入される有底孔部３２とを有する。スパージャー３の有底孔部３２の開口３３を上方に向けた状態において、スパージャー本体３１の少なくとも下半分が多孔質体により構成されていればよく、スパージャー本体３１の全体が多孔質体により構成されていてもよい。スパージャー本体３１の少なくとも下半分又は全体が多孔質体により構成されていることで、有底孔部３２に挿入される気体供給管４を介して、気体（空気）を気泡状で培養容器２内に導入することができるとともに、スパージャー本体３１から培養容器２の底部２５に向かって気泡が吐出される。培養容器２の底部２５に向かって気泡が吐出されることで、培養容器２の底部から上方に向かう培養液８（図６参照）の流れが生じ、培養容器２全体において培養液８が対流するため、スパージャー３からの気体（空気）の供給により培養容器２内における培養液８の攪拌が可能となる。

スパージャー本体３１を構成する材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタアクリレート、ポリスチレン、フッ素樹脂等の樹脂材料やアルミナ、ＳｉＣ等のセラミック材料等が挙げられる。

スパージャー本体３１の有底孔部３２の開口３３を上方に向けた状態において当該スパージャー本体３１の少なくとも下半分又は全体を構成する多孔質体は、平均細孔径２０～５０μｍの細孔を有するのが好ましく、平均細孔径２０～３０μｍの細孔を有するのが特に好ましい。多孔質体の細孔の平均細孔径が２０μｍ未満であると、培養液の液面において液はねが生じるおそれがあり、５０μｍを超えると、培養容器２内における培養液の攪拌効果が不十分となるおそれがある。

スパージャー本体３１の少なくとも下半分又は全体を構成する多孔質体の細孔は、所定の細孔径分布の範囲においてランダムな細孔径を有するのが好ましく、２０～５０μｍの細孔径分布の範囲においてランダムな細孔径を有するのがより好ましい。多孔質体における細孔が、所定の細孔径分布の範囲、特に２０～５０μｍの細孔径分布の範囲においてランダムな細孔径を有することで、培養容器２内における培養液の攪拌効果を向上させ得る。なお、多孔質体における平均細孔径及び細孔径分布は、レーザー顕微鏡（例えば、ＶＫ－Ｘ２００（キーエンス社製））により測定され得る。

有底孔部３２は、気体供給管４が接続される気体供給管接続部としての役割を果たすものであり、気体供給管４の一端部を挿入可能な内径であって、挿入された気体供給管４が容易に抜けることのない程度の内径を有する。有底孔部３２の底面３４は、有底孔部３２の開口３３を上方に向けて位置させた状態において、スパージャー本体３１の中心Ｃよりも下方に位置する。有底孔部３２の底面３４がスパージャー本体３１の中心Ｃよりも下方に位置することで、気体供給管４の一端部を底面３４に当接させるようにして気体供給管４を有底孔部３２に挿入すれば、気体供給管４の一端部をスパージャー本体３１の中心よりも下方に位置させることができる。その結果、スパージャー本体３１の下方から培養容器２の底部２５に向けて気体（空気）を吐出させることができる。なお、スパージャー本体３１の中心Ｃとは、スパージャー本体３１を球状としたときの重心を意味するものとする。

有底孔部３２の底面３４とスパージャー本体３１の中心Ｃとの間の長さＤ（スパージャー本体３１の径方向における長さ）は、スパージャー本体３１の直径に対して１０～４０％程度に設定され得る。

有底孔部３２の内径は、気体供給管４を挿入可能であって、気体供給管４が容易に抜けない程度に適宜設定され得るものであり、例えば、６～８ｍｍ程度に設定され得る。

スパージャー本体３１の大きさは、特に限定されるものではなく、培養容器２の容量（大きさ）等に応じて適宜設定され得るものであるが、培養容器２の容量が５００ｍＬ～５０００ｍＬ程度である場合、スパージャー本体３１の直径は１０～２０ｍｍ程度であるのが好ましい。スパージャー本体３１の直径が１０～２０ｍｍ程度であれば、スパージャー本体３１から吐出される気体（気泡）により、培養液８を十分に攪拌することができる。

培養容器２内におけるスパージャー３の位置は、特に限定されるものではない。例えば、培養容器２の底部２５からスパージャー３の下端までの距離Ｔは、スパージャー３から培養容器２の底部２５に向かって吐出される気体（空気）により底部２５に滞留する被培養物を培養液８内で分散させ得る程度の距離であればよい。当該距離Ｔは、５ｍｍ以下程度であるのが好ましく、０～３ｍｍ程度であるのがより好ましい。当該距離Ｔが５ｍｍを超えると、スパージャー３から吐出される気泡により生じる対流によって、被培養物が攪拌されずに培養容器２の底部２５に滞留してしまうおそれがある。

なお、本実施形態におけるスパージャー３は、スパージャー本体３１の形状に則したキャビティーを有する上金型及び下金型を用い、キャビティー内に所定の粒径の樹脂粒子を充填し、加熱して隣接する樹脂粒子同士を部分的に融着させることで作製され得る。所定の細孔径分布を有する多孔質体により構成されるスパージャー３は、所定の粒径分布を有する樹脂粒子を用いて、上記と同様にして作製され得る。下側半分が多孔質体により構成されるスパージャー３は、上記のようにして作製されたスパージャー本体３１の上側半分にエポキシ樹脂等の樹脂材料を塗布し、上側半分の細孔を当該樹脂材料にて埋めることで作製され得る。

上述した構成を有する培養装置１において、培養容器２内に被培養物と培養液とを収容し、気体供給部（図示せず）から気体供給管４を介して培養液に気体（空気）を供給する。気体供給管４を通った気体（空気）は、スパージャー本体３１の多孔質体の細孔を通じて気泡状になって吐出される。このとき、スパージャー本体３１の有底孔部３２の底面３４が当該スパージャー本体３１の中心よりも下方（培養容器２の底部２５側）に位置することで、気体供給管４の一端部はスパージャー本体３１の中心よりも下方に位置することになる。

気体供給管４を通った気体（空気）は、スパージャー本体３１の多孔質体から吐出されるが、気体供給管４の一端部（すなわち、気体の吐出口）がスパージャー本体３１の中心Ｃよりも上方に位置すると、スパージャー本体３１（多孔質体）から吐出される気体（空気）は、スパージャー本体３１から上方に向かってしまう。しかしながら、本実施形態のように、スパージャー本体３１の中心Ｃよりも下方に位置することで、スパージャー本体３１から吐出される気体（空気）は、培養容器２の底部に向かうようにスパージャー本体３１から気体（空気）が吐出され（矢印Ａ）、スパージャー本体３１と培養容器２の底部２５との間から上方に向かうような培養液の流れ（矢印Ｂ）を生じさせる（図６参照）。この流れ（矢印Ｂ）により、被培養物を培養容器２の底部２５に滞留させることなく培養液８を攪拌することができる。

気体供給管４を介して培養液に供給される気体（空気）の流量は、３００～７００ｍＬ／ｍｉｎ程度に設定されるのが好ましく、４００～５００ｍＬ／ｍｉｎ程度に設定されるのがより好ましい。当該気体（空気）の流量が３００ｍＬ／ｍｉｎ未満であると、被培養物の少なくとも一部が培養容器２の底部２５に滞留してしまうおそれがあり、７００ｍＬ／ｍｉｎを超えると、培養液の液面において液はねが生じてしまい、排気フィルタ５５の汚染を生じさせるおそれがある。

上述したように、本実施形態におけるスパージャー３及び培養装置１によれば、培養液への気体（空気）の供給量を多くせずに、十分な攪拌効果が得られるため、培養液の液はね等を生じさせることがなく、排気フィルタ５５が汚染するのを抑制することができる。

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、下記の実施例等に何ら限定されるものではない。

〔実施例１〕
直径が１０ｍｍ、平均細孔径が２０μｍの多孔質体により構成され、内径６ｍｍの有底孔部３２を有するスパージャー３と、気体供給管４と、内容量３０００ｍＬの培養容器２と、キャップ５とを準備し、図１に示す構造の培養装置１を組み立てた。

〔実施例２〕
スパージャー３が直径１５ｍｍの多孔質体により構成される以外は、実施例１と同様にして気体供給管４、培養容器２及びキャップ５を準備し、培養装置１を組み立てた。

〔実施例３〕
スパージャー３が直径２０ｍｍの多孔質体により構成される以外は、実施例１と同様にして気体供給管４、培養容器２及びキャップ５を準備し、培養装置１を組み立てた。

〔実施例４〕
スパージャー３が直径２５ｍｍの多孔質体により構成される以外は、実施例１と同様にして気体供給管４、培養容器２及びキャップ５を準備し、培養装置１を組み立てた。

〔実施例５〕
有底孔部３２の開口を上方に向けた状態におけるスパージャー本体３１の上側半分の表面にエポキシ樹脂を塗布し、当該上側半分の細孔を当該エポキシ樹脂にて埋めた以外は、実施例１と同様にしてスパージャー３、気体供給管４、培養容器２及びキャップ５を準備し、培養装置１を組み立てた。

〔実施例６〕
有底孔部３２の開口を上方に向けた状態におけるスパージャー本体３１の上側半分の表面にエポキシ樹脂を塗布し、当該上側半分の細孔を当該エポキシ樹脂にて埋めた以外は、実施例２と同様にしてスパージャー３、気体供給管４、培養容器２及びキャップ５を準備し、培養装置１を組み立てた。

〔実施例７〕
有底孔部３２の開口を上方に向けた状態におけるスパージャー本体３１の上側半分の表面にエポキシ樹脂を塗布し、当該上側半分の細孔を当該エポキシ樹脂にて埋めた以外は、実施例３と同様にしてスパージャー３、気体供給管４、培養容器２及びキャップ５を準備し、培養装置１を組み立てた。

〔実施例８〕
有底孔部３２の開口を上方に向けた状態におけるスパージャー本体３１の上側半分の表面にエポキシ樹脂を塗布し、当該上側半分の細孔を当該エポキシ樹脂にて埋めた以外は、実施例４と同様にしてスパージャー３、気体供給管４、培養容器２及びキャップ５を準備し、培養装置１を組み立てた。

〔実施例９〕
スパージャー３が平均細孔径５０μｍの多孔質体により構成される以外は、実施例６と同様にして気体供給管４、培養容器２及びキャップ５を準備し、培養装置１を組み立てた。

〔実施例１０〕
スパージャー３が平均細孔径５０μｍの多孔質体により構成される以外は、実施例７と同様にして気体供給管４、培養容器２及びキャップ５を準備し、培養装置１を組み立てた。

〔実施例１１〕
スパージャー３が細孔径分布２０～５０μｍの範囲でランダムな細孔径の細孔を有する多孔質体により構成される以外は、実施例２と同様にして気体供給管４、培養容器２及びキャップ５を準備し、培養装置１を組み立てた。

〔実施例１２〕
スパージャー３が細孔径分布２０～５０μｍの範囲でランダムな細孔径の細孔を有する多孔質体により構成される以外は、実施例３と同様にして気体供給管４、培養容器２及びキャップ５を準備し、培養装置１を組み立てた。

〔比較例１〕
有底孔部３２の開口を上方に向けた状態におけるスパージャー本体３１の下側半分の表面にエポキシ樹脂を塗布し、当該下側半分の細孔を当該エポキシ樹脂にて埋めた以外は、実施例１と同様にしてスパージャー３、気体供給管４、培養容器２及びキャップ５を準備し、培養装置１を組み立てた。

〔比較例２〕
有底孔部３２の開口を上方に向けた状態におけるスパージャー本体３１の下側半分の表面にエポキシ樹脂を塗布し、当該下側半分の細孔を当該エポキシ樹脂にて埋めた以外は、実施例２と同様にしてスパージャー３、気体供給管４、培養容器２及びキャップ５を準備し、培養装置１を組み立てた。

〔比較例３〕
有底孔部３２の開口を上方に向けた状態におけるスパージャー本体３１の下側半分の表面にエポキシ樹脂を塗布し、当該下側半分の細孔を当該エポキシ樹脂にて埋めた以外は、実施例３と同様にしてスパージャー３、気体供給管４、培養容器２及びキャップ５を準備し、培養装置１を組み立てた。

〔比較例４〕
有底孔部３２の開口を上方に向けた状態におけるスパージャー本体３１の下側半分の表面にエポキシ樹脂を塗布し、当該下側半分の細孔を当該エポキシ樹脂にて埋めた以外は、実施例４と同様にしてスパージャー３、気体供給管４、培養容器２及びキャップ５を準備し、培養装置１を組み立てた。

〔試験例１〕
実施例３の培養装置１において、気体供給管４の一端部が有底孔部３２の開口近傍に位置するように気体供給管４をスパージャー３に接続した場合、気体供給管４の一端部がスパージャー本体３１の中心Ｃよりも上側に位置するように気体供給管４をスパージャー３に接続した場合、気体供給管４の一端部がスパージャー本体３１の中心よりも下側に位置するように気体供給管４をスパージャー３に接続した場合の３つの態様について、攪拌効率を評価する試験を行った。

当該試験において、培養容器２内に培養液８としてグルコース溶液を２５００ｍＬ収容するとともに、被培養物の代わりとして直径３ｍｍのナイロン樹脂製のビーズを１００個投入した。そして、気体の流量を６００ｍＬ／ｍｉｎに設定し、通気開始から５分後において培養容器２内で浮遊・攪拌しているビーズの個数をカウントし、攪拌率（＝浮遊ビーズの個数／投入ビーズの個数×１００（％））を求め、表１に示す指標に基づいて攪拌効率を評価した。結果を表２に示す。

表２に示すように、気体供給管４の一端部をスパージャー本体３１の中心Ｃよりも下側に位置させることで、スパージャー３から吐出される気泡により十分な攪拌効果が得られることが確認された。

〔試験例２〕
実施例１～４の培養装置１において、気体供給管４の一端部がスパージャー本体３１の中心よりも下側に位置するように気体供給管４をスパージャー３に接続し、試験例１と同様にして攪拌効率を評価する試験を行った。なお、試験例２において、気体の流量を３００～９００ｍＬ／ｍｉｎの範囲で変動させ、各流量における攪拌効率を評価した。結果を表３に示す。

表３に示すように、スパージャー３の直径が小さいほど、より優れた攪拌効果が得られることが確認された。また、気体流量が８００ｍＬ／ｍｉｎ以上になると、攪拌効果は優れるものの、培養液の液面において液はねが生じていることが確認された。したがって、気体流量を３００～７００ｍＬ／ｍｉｎに設定することで、液はねを生じさせることなく、培養液を十分に攪拌し得ることが確認された。

〔試験例３〕
実施例１～１２及び比較例１～４の培養装置１において、気体供給管４の一端部がスパージャー本体３１の中心よりも下側に位置するように気体供給管４をスパージャー３に接続し、試験例１と同様にして攪拌効率を評価する試験を行った。なお、試験例３において、気体の流量を３００～７００ｍＬ／ｍｉｎの範囲で変動させ、各流量における攪拌効率を評価した。結果を表４に示す。

表４に示すように、スパージャー本体の上側半分が多孔質体により構成される比較例１～４においては、攪拌効果が不十分であり、スパージャー本体の下側半分又は全体が多孔質体により構成される実施例１～１２においては、スパージャーから吐出される気泡によって十分な攪拌効果が得られることが確認された。

また、実施例１～８の結果から、スパージャー本体の全体が多孔質体により構成される実施例１～４よりも、スパージャー本体の下側半分が多孔質体により構成される実施例５～８の方が攪拌効果に優れることが確認された。

さらに、多孔質体の平均細孔径が相対的に大きい実施例９及び実施例１０よりも、多孔質体の平均細孔径が相対的に小さい実施例６及び実施例７の方が、攪拌効果に優れることが確認された。

さらにまた、スパージャー本体の全体が多孔質体により構成される実施例１１及び実施例１２であっても、多孔質体の細孔が、所定の細孔径分布の範囲でランダムな細孔径を有することで、培養容器内の培養液に乱流を生じさせることができるため、攪拌効果に優れることが確認された。

１…培養装置
２…培養容器
３…スパージャー
３１…スパージャー本体
３２…有底孔部
４…気体供給管
５…キャップ

Claims

被培養物及び培養液を収容可能な培養容器と、
前記培養容器内に設けられるスパージャーと、
前記スパージャーに取り付けられる気体供給管と
を備え、
前記スパージャーは、少なくとも一部が多孔質体により構成されるスパージャー本体と、前記気体供給管が接続される気体供給管接続部とを備え、
前記気体供給管接続部は、前記スパージャー本体に形成されてなる、前記気体供給管を挿入可能な有底孔部により構成され、
前記有底孔部の開口を上方に向けた状態において、前記スパージャー本体の少なくとも下半分が前記多孔質体により構成され、
前記有底孔部の底面は、前記有底孔部の開口を上方に向けて位置させた状態において、前記スパージャー本体の中心よりも下方に位置し、
前記気体供給管は、前記気体供給管の一端部を前記有底孔部の前記底面に当接させるように前記有底孔部に挿入されており、
前記スパージャー本体から前記培養容器の底部に向かって気泡を吐出させるように前記スパージャーが前記培養容器の底部に前記多孔質体を対向させて前記培養容器内に設けられることで、前記培養容器の底部から上方に向かう前記培養液の流れを生じさせ、前記培養容器全体において前記培養液を対流させることを特徴とする培養装置。
前記スパージャー本体の全体が前記多孔質体により構成されることを特徴とする請求項１に記載の培養装置。
前記多孔質体の平均細孔径が２０～５０μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の培養装置。
前記多孔質体は、２０～５０μｍの細孔径分布の細孔を有することを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の培養装置。
前記スパージャー本体は、略球状であることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の培養装置。
前記スパージャー本体の直径は、１０～２０ｍｍであることを特徴とする請求項５に記載の培養装置。
前記気体供給管を通じて前記スパージャーに供給される気体の流量が、３００～７００ｍＬ／ｍｉｎであることを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の培養装置。
前記培養容器の底部は、略半球形状であることを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の培養装置。