JP7352146B2

JP7352146B2 - 分離器及び培養システム

Info

Publication number: JP7352146B2
Application number: JP2019135298A
Authority: JP
Inventors: 祐作志村; 大輔林; 進新井
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 2019-07-23
Filing date: 2019-07-23
Publication date: 2023-09-28
Anticipated expiration: 2039-07-23
Also published as: JP2021016366A

Description

本発明は、培地と細胞と前記細胞による産生物とを含む混合液を保持した状態で、重力沈降によって前記細胞を含む沈殿液と前記沈殿液に比べて前記細胞の濃度が低い上清液とに分離するための分離器、及び、その分離器を備えた培養システムに関する。

培地と細胞と細胞による産生物とを含む混合液から産生物や細胞の老廃物などを分離する方法としては、ＴＦＦ（Tangential Flow Filtration）やＡＴＦ（Alternating Tangential Flow）などの膜分離、超音波を用いるＡＷＳ（Acoustic Wave Separation）、遠心分離などがある。

例えば、膜分離の一例として、特表２０１５－５３０１１０号公報には、複数の膜が保持液側と透過液側とを画定している濾過用のフィルタユニットを備えたタンジェンシャルフロー灌流システムが開示されている。この灌流システムでは、フィルタユニットによって、培養槽に戻す細胞と、培養液から取り出す物質とを分離している。

また、ＡＷＳの一例として、特表２０１７－５０２６６６号公報には、培養槽と、音響定在波細胞分離器とを備えた細胞培養用の装置が開示されている。音響定在波細胞分離器は、音響定在波を発生させる超音波圧電トーンスデューサと、音響共鳴チャンバーとを有する。細胞を含む培養液が音響共鳴チャンバーを通る際に、細胞は、音響定在波の節によって保持され、音響チャンバーからは細胞が除かれた培養液を取り出すことができる。また、例示は省略するが、遠心分離では、分離装置に回転装置を備えて、遠心力を利用して物質の密度差により細胞を分離する。

特表２０１５－５３０１１０号公報特表２０１７－５０２６６６号公報

ところで、膜分離は、適切な膜を選択することにより高い分離能力を持たせることができる。一方、細胞を長期間培養した場合には、膜が目詰まり（ファウリング）するおそれがあり、比較的短期間でのメンテナンスを要し、膜の交換などで高コストとなる場合がある。物質の密度差を利用した遠心分離は、短時間で効率良く細胞を分離することができるが、分離装置の構造が複雑化する傾向がある。また、超音波を用いるＡＷＳは、分離器が高コスト化する傾向がある。

上記に鑑みて、メンテナンス性に優れ、低コストで効率良く細胞を分離することができ、ファウリングがなく、かつ細胞への物理的ストレスが少ない分離器の提供が望まれる。

上記に鑑みた、培地と細胞と前記細胞による産生物とを含む混合液を保持した状態で、重力沈降によって前記細胞を含む沈殿液と前記沈殿液に比べて前記細胞の濃度が低い上清液とに分離するための分離器は、１つの態様として、
内部に前記混合液を保持するケースと、水平に対して２０°～８０°の傾斜角度で設置されて前記ケース内の保持空間を複数層に区画する区画プレートと、前記細胞を培養する培養槽から送液されてくる前記混合液を前記ケース内に取り入れ、かつ、分離によって生じた前記沈殿液を前記培養槽に戻すための、前記ケースの下部に設けられた入出ポートと、分離によって生じた前記上清液を回収するための回収ポートと、を備える。

この構成によれば、重力沈降によって培養液を上清液と沈殿液とに分離するので、分離膜など、交換の必要な部材の利用が低減され、部材コストが削減されると共にメンテナンスの機会も減少し、分離器の高コスト化を抑制することができる。また、区画プレートを２０°～８０°の傾斜角度で複数設置することで、区画プレートによって区画された層の夫々を沈澱池とみなすことができ、沈降面積を増加させることができると共に沈殿距離を短くすることができる。従って、効率よく細胞を分離することができる。このように、本構成によれば、メンテナンス性に優れ、低コストで効率良く細胞を分離することができ、ファウリングがなく、かつ細胞への物理的ストレスが少ない分離器を提供することができる。

ここで、前記回収ポートが、前記ケースの中央よりも下部側の領域において、前記ケースの側面から立設するように設けられていると好適である。

この構成によれば、回収ポートを、ケースの中央より下部側の領域にケースの側面から立設するように設けることで、ケースの上部側端部に回収ポートを設けた場合に比べて、回収ポートの位置を上清液と沈殿液との境界位置の近くとすることができる。よって、上清液を効率的に回収することができる。

また、前記ケースにおける前記回収ポートの接続部分に、前記回収ポートからの前記上清液の流出が下部側からに比べて上部側からが優勢となるように案内する流出ガイドが設けられていると好適である。

例えば、回収ポートからの上清液の流出方向を特に規制しない場合は、保持空間内において培養液が回収ポートへと流入する過程で、最終的に下部側から上部側へ向かう培養液の流れが部分的に生じる。このため、保持空間の下部側の沈殿液が当該流れに沿って上部側に流れ、沈殿液中の細胞が回収ポートから流出する可能性がある。これに対して、本構成のように、流出ガイドを設けて回収ポートからの上清液の流出を下部側からに比べて上部側からを優勢とすることで、保持空間内において上部側から下部側へ向かう方向に沿って流れる培養液の一部が、そのまま回収ポートへと流入する。従って、下部側に溜まる細胞が回収ポートから流出することを抑制した状態で、上清液を回収ポートから流出させることができる。

また、前記流出ガイドが、前記回収ポートと前記ケースの下部側領域とを遮るように配置された遮蔽板と、前記ケースの上部側領域を向くように前記遮蔽板に形成された開口部と、を有すると好適である。

この構成によれば、流出ガイドを、開口部が形成された遮蔽板を備える構成とすることで、比較的簡素な構成で、回収ポートからの上清液の流出が下部側からに比べて上部側からが優勢とすることができる。

また、前記区画プレートが、その周縁部から内側に向けて凹む切欠状凹部を有すると好適である。

この構成によれば、切欠状凹部を通って、区画プレートによって区画された層の間で上清液が通流することができる。そのため、区画プレートによって区画された複数の層のうちの１つに対して回収ポートを設けるだけで、複数の層から上清液を回収することができる。

また、気圧ポンプに接続される調圧ポートをさらに備え、前記調圧ポートが前記ケースの上部に設けられていると好適である。

この構成によれば、気圧ポンプにより分離器の内圧を上昇させることで、分離器内の沈殿液を入出ポートから流出させることができる。また、気圧ポンプにより分離器の内圧を下降させることで、入出ポートから分離器内に混合液を流入させることができる。このように、入出ポートにポンプを接続することなく、入出ポートから混合液や沈殿液を流入出させることができる。

また、前記区画プレートに、細胞が付着しないコーティング処理がされていると好適である。

この構成によれば、区画プレートに細胞が付着することによる細胞のロスを抑えることができる。

また、分離器を備えた培養システムは、１つの態様として、培地と細胞とを含む培養液を収容して前記細胞を培養する前記培養槽と、接続路を介して前記培養槽に接続された上述したいずれかの構成の分離器と、を備える。

この構成によれば、メンテナンス性に優れ、低コストで効率良く細胞を分離することができる培養システムを実現できる。

培養システムを模式的に示すブロック図分離器の構成を模式的に示す図区画プレートの第２幅方向視の図別の実施形態における区画プレートの第２幅方向視の図

以下、分離器及びその分離器を備えた培養システムの実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、培養システムを模式的に示すブロック図であり、図２は、分離器の構成を模式的に示す図であり、図３は、区画プレートを示す図である。図１に示すように、培養システム１００は、灌流培養によって細胞を培養し、細胞による産生物を回収する。灌流培養は、細胞及び培地５０を含む培養液３０を、培養槽３の外部で循環させ、その途中で細胞による産生物等を抜き出し、細胞を培養槽３に戻す培養方法である。抜き出される対象となるのは、例えば病原体に対する抗体（利用対象の産生物）、細胞の活動による老廃物（廃棄対象の産生物）、死亡した細胞などである。培養システム１００は、培地５０と細胞とを含む培養液３０を収容して細胞を培養する培養槽３と、接続路１を介して培養槽３に接続された分離器４と、を備えている。本実施形態では、培養システム１００は、培養槽３と分離器４とに加えて、培地貯留槽５と処理装置６と制御部７とを備えている。尚、培養液３０が、培地５０と細胞と細胞による産生物とを含む混合液に相当する。

上述したように、灌流培養では、細胞及び培地５０を含む培養液３０を培養槽３の外部で循環させ、その途中で細胞による産生物等を抜き出し、細胞を培養槽３に戻している。例えば、図１に例示する培養システム１００では、培養槽３、接続路１、分離器４、接続路１、培養槽３の経路で培養液３０が循環する。また、産生物等は、当該経路の途中、ここでは分離器４から回収路２を介して抜き出される。

培養槽３は、培養対象の細胞、及び当該細胞の培養に必要な栄養分を有する培地５０を含む培養液３０を収容して、当該細胞を培養する。実験室や検査室等で用いるような小型の培養システムでは、培養槽３として例えばフラスコや培養バッグ、バイオリアクターなどを用いることもできる。分離器４は、培養液３０を保持した状態で、その培養液３０を重力沈降によって細胞を含む沈殿液４２と沈殿液４２に比べて細胞の濃度が低い上清液４１とに分離する。つまり、液中に含まれる細胞の密度の観点では、上清液４１は、液中に含まれる細胞の濃度が相対的に低い培養液３０であり、沈殿液４２は、液中に含まれる細胞の濃度が相対的に高い培養液３０である。従って、上清液４１に細胞が全く含まれていないとは限らず、上清液４１に細胞が含まれていても良い。

ここで、重力沈降の原理について説明する。例えば、生きている細胞に対して死亡した細胞は、破裂して破片（細胞デブリ）として存在している。そして、液体中における物質の沈降速度は、物体が球体状の粒子の場合、その径が大きいほど早くなる傾向がある。つまり、培養槽３に戻して再利用するべき生きている細胞は、培養液３０中において、死亡した細胞の細胞デブリに比べて速い沈降速度で沈降する。従って、分離器４における培養液３０の静置時間を適切に管理することによって、生きている細胞を多く含む沈殿液４２と、死亡した細胞の細胞デブリを多く含み且つ生きている細胞が少ない上清液４１とに、培養液３０を分離することができる。重力沈降とは、このように、物質によって異なる沈降速度を利用して流体中の物質を分離する方式をいう。

培養システム１００では、培養槽３と分離器４とが、接続路１により接続されている。分離器４には、上清液４１を回収する回収路２が接続されている。回収路２は、処理装置６に接続され、培養槽３は、流体ポンプ１５を介して培地貯留槽５に接続されている。

処理装置６は、培養液３０から抜き出された上清液４１から、例えば病原体に対する抗体などの利用対象の産生物を取り出す装置である。細胞の活動による老廃物や死亡した細胞などは廃棄される。尚、処理装置６は、単純に上清液４１を貯蔵する容器であってもよい。培地貯留槽５は、新鮮な培地５０を貯留している。培養槽３中の培養液３０に含まれる培地５０は細胞に栄養分を与えることによって消耗する。このため、新鮮な培地５０が培地貯留槽５から培養槽３に補充され、培養槽３中の培養液３０の液量と細胞の培養に必要な栄養分とが維持される。

制御部７は、例えば、マイクロコンピュータなどを中核として構成され、培養液３０、上清液４１、沈殿液４２、培地５０の流れを制御する。制御部７は、マイクロコンピュータなどのハードウェアと、プログラムやパラメータなどのソフトウェアとの協働によって実現される。

図１に示すように、培養システム１００は、分離器４の内圧を調整する気圧ポンプ１８と、分離器４と接続路１との接続状態を切り替える第１弁１１と、分離器４と回収路２との接続状態を切り替える第２弁１２とを備えている。気圧ポンプ１８は、気体流路８を介して分離器４と接続されている。制御部７は、気圧ポンプ１８、第１弁１１、第２弁１２を制御することで、培養液３０、上清液４１、沈殿液４２の流れを制御する。

詳しくは、制御部７は、培養槽３から接続路１を通って分離器４に培養液３０を流入させ、培養液３０の静置後、分離器４から回収路２を通って上清液４１を流出させ、その後、沈殿液４２を分離器４から接続路１を通って培養槽３に戻すように制御する。即ち、培養システム１００では、主に以下の４つの工程（第１工程＃１～第４工程＃４）が実施される。第１工程＃１は、培養槽３から接続路１を通って分離器４に培養液３０を流入させる工程である。第２工程＃２は、第１工程＃１に続き、分離器４において培養液３０を所定時間（例えば１分～１２０分）静置する工程である。第３工程＃３は、第２工程＃２に続き、分離器４から回収路２を通って上清液４１を流出させる工程である。第４工程＃４は、第３工程＃３に続き、沈殿液４２を分離器４から接続路１を通って培養槽３に戻す工程である。この他、第４工程＃４に続き、又は第１工程＃１から第４工程＃４の中のいずれか２つの工程間に、又は第１工程＃１から第４工程＃４の何れかの工程と同時に、培地貯留槽５から培養槽３に培地５０を補充する第５工程＃５が実施されてもよい。

制御部７は、第１工程＃１において、第１弁１１を開放すると共に第２弁１２を閉塞した状態で、気圧ポンプ１８により分離器４の内圧を低下させて培養槽３から接続路１を通って分離器４に培養液３０を流入させる。第２工程＃２では、１つの態様として、第１弁１１及び第２弁１２を閉塞した状態で、気圧ポンプ１８も停止させ、分離器４内で培養液３０を静置する（後述するように、気圧ポンプ１８が停止しているため、必ずしも２つの弁が共に閉塞状態でなくてもよい。）。第３工程＃３では、第１弁１１を閉塞すると共に第２弁１２を開放した状態で、気圧ポンプ１８により分離器４の内圧を上昇させて分離器４から回収路２に上清液４１を流出させる。第４工程＃４では、第１弁１１を開放すると共に第２弁１２を閉塞した状態で、気圧ポンプ１８により分離器４の内圧を上昇させて分離器４から接続路１を通って培養槽３に沈殿液４２を流出させる。

次に、分離器４について詳細に説明する。図２に示すように、分離器４は、ケース４３と区画プレート４４と入出ポート４５と回収ポート４６と調圧ポート４７とを備えている。ケース４３は、内部に培養液３０を保持するものであり、内部に培養液３０を保持するための保持空間Ｒが形成されている。区画プレート４４は、ケース４３内の保持空間Ｒを複数層に区画するためのプレートであり、水平に対して２０°～８０°の傾斜角度θで設置されている。入出ポート４５は、細胞を培養する培養槽３から送液されてくる培養液３０をケース４３内に取り入れ、かつ、分離によって生じた沈殿液４２を培養槽３に戻すためポートである。入出ポート４５には、接続路１が接続されている。回収ポート４６は、分離によって生じた上清液４１を回収するためのポートである。回収ポート４６には、回収路２が接続されている。調圧ポート４７は、分離器４の内圧を調整するためのポートであり、気圧ポンプ１８に接続されている。調圧ポート４７には、気体流路８が接続されている。以下、各構成について説明を加える。

ケース４３は、筒状に形成された筒部４８と、その筒部４８における長手方向Ｌの一方側である第１側Ｌ１の端部を塞ぐ蓋部４９と、を備えている。筒部４８は、長手方向Ｌに対して直交する方向の断面形状が長方形状に形成されており、保持空間Ｒを囲む４つの壁部５１を有している。筒部４８は、互いに対向する壁部５１の間隔が等間隔となっている角筒状の筒部分４８Ａと、互いに対向する壁部５１が第２側Ｌ２に向かうに従って接近する角錐筒状の錐部分４８Ｂと、を有している。尚、第２側Ｌ２は、長手方向Ｌの第１側Ｌ１とは反対側である。以下、２組の対向する壁部５１のうち、一方の組を形成する２つの壁部５１を第１壁部５１Ａと称し、残る組を形成する２つの壁部５１を第２壁部５１Ｂと称する。また、２つの第１壁部５１Ａが並ぶ方向を第１幅方向Ｗと称し、２つの第２壁部５１Ｂが並ぶ方向を第２幅方向Ｈと称する。

一対の第１壁部５１Ａには、区画プレート４４を設置するための溝部が長手方向Ｌに沿って形成されている。この溝部は、第２幅方向Ｈに並ぶ状態で複数形成されており、ケース４３は、区画プレート４４を第２幅方向Ｈに複数並ぶ状態で設置可能に構成されている。区画プレート４４は、ケース４３から蓋部４９を取り外した状態で、ケース４３の第１側Ｌ１の端部から保持空間Ｒに挿抜可能であり、一対の第１壁部５１Ａの溝部に係止させるようにして、保持空間Ｒに設置される。このように、保持空間Ｒに複数の区画プレート４４を設置することで、これら複数の区画プレート４４によって、保持空間Ｒが第２幅方向Ｈに並ぶ複数層に区画される。図２に示すように保持空間Ｒに設定数（図２に示す例では７枚）の区画プレート４４を設置した状態では、区画プレート４４同士の間隔は全て同じ間隔になる。また、図２に示す例では、一対の第２壁部５１Ｂのうちの回収ポート４６が設けられている第２壁部５１Ｂと、この第２壁部５１Ｂに隣接する区画プレート４４との間隔は、区画プレート４４同士の間隔より広くなっている。

また、一対の第１壁部５１Ａに溝部を形成しない構成でもよい。例えば、区画プレート４４同士の間隔が予め設定した間隔となるように、設定数の区画プレート４４を保持体に保持し、その保持体に保持した設定数の区画プレート４４を、ケース４３の第１側Ｌ１の端部から保持空間Ｒに挿入することで、一対の第１壁部５１Ａに溝部を形成することなく、設定数の区画プレート４４を保持空間Ｒに設置するようにしてもよい。設定数の区画プレート４４の保持体による保持する構成について、例えば、設定数の区画プレート４４の夫々に、棒状に形成した保持体を第２幅方向Ｈに挿通させる挿通孔を形成する。そして、保持体を設定数の区画プレート４４の挿通孔に挿通させた状態で、且つ、区画プレート４４同士の間隔が予め設定した間隔となる状態で、設定数の区画プレート４４を保持体に固定して、設定数の区画プレート４４を保持体によって保持する。そして、このように保持体によって保持された設定数の区画プレート４４を、保持空間Ｒに設置した状態では、一対の第１壁部５１Ａの間に保持体が位置することで、設定数の区画プレート４４が第２幅方向Ｈに移動することが規制される。尚、保持体の数や挿通孔の数は適宜変更可能である。

ケース４３は、第１側Ｌ１の端部が第２側Ｌ２の端部より上方側に位置するように、水平に対して傾斜する姿勢で設置されている。そして、ケース４３を傾斜姿勢で設置することで、ケース４３内の区画プレート４４も、水平に対して傾斜する姿勢で設置される。区画プレート４４の水平に対する傾斜角度θは、水平に対して２０°から８０°、好ましくは、３０°から６０°の傾斜角度θで設置される。図２に示す例では、区画プレート４４は、６０°の傾斜角度θで設置されている。また、ケース４３は、一対の第２壁部５１Ｂのうちの回収ポート４６が設けられている第２壁部５１Ｂが、鉛直方向において残る第２壁部５１Ｂより上方側に位置するように設置されている。

入出ポート４５は、ケース４３の下部に設けられている。詳しくは、入出ポート４５は、ケース４３の第２側Ｌ２の端部に備えられており、錐部分４８Ｂの先端から第２側Ｌ２に立設するように設けられている。そして、上述のようにケース４３を傾斜姿勢で設置することで、ケース４３の第２側Ｌ２の端部は、ケース４３の下部側の端部に位置しており、入出ポート４５は、ケース４３の下部側の端部に設けられている。

回収ポート４６は、ケース４３の中央よりも下部側の領域において、ケース４３の側面Ｆから立設するように設けられている。詳しくは、回収ポート４６は、一対の第２壁部５１Ｂのうちの保持空間Ｒに対して上部側にある第２壁部５１Ｂに設けられており、この第２壁部５１Ｂの外面（側面Ｆ）から立設するように設けられている。回収ポート４６は、ケース４３を傾斜姿勢で設置した状態において、ケース４３の下部側の端部から全体の長さの２０～４５％の部分に設けられている。図２に示す例では、回収ポート４６は、ケース４３の下部側の端部から４０％の部分に設けられている。

また、回収ポート４６は、ケース４３における、区画プレート４４が存在する領域Ａに設けられている。詳しくは、回収ポート４６は、ケース４３における、区画プレート４４の設定位置Ｐよりも下部側の領域Ａｂに設けられている。区画プレート４４の設定位置Ｐは、例えば区画プレート４４の長手方向Ｌの中央の位置（下端部から５０％の位置）であってもよいし、下端部から、４５％、４０％、３５％、３０％、２５％、１５％、０％等の位置であってもよい。本実施形態では、設定位置Ｐが区画プレート４４の長手方向Ｌの下端部から３０～４０％の位置に設定され、回収ポート４６は、区画プレート４４の長手方向Ｌの下端部から１５～２０％の位置に設けられている。

ケース４３における回収ポート４６の接続部分に、回収ポート４６からの上清液４１の流出が下部側からに比べて上部側からが優勢となるように案内する流出ガイド５２が設けられている。流出ガイド５２は、回収ポート４６とケース４３の下部側領域とを遮るように配置された遮蔽板５２Ａと、ケース４３の上部側領域を向くように遮蔽板５２Ａに形成された開口部５２Ｂと、を有する。

本実施形態では、遮蔽板５２Ａは、回収ポート４６とケース４３の下部側領域とを遮ることに加えて、回収ポート４６と第１幅方向Ｗの両側の領域とを遮るように配置されている。そして、遮蔽板５２Ａは、回収ポート４６とケース４３の上部側領域とを遮るようには設けられておらず、これによってケース４３の上部側領域を向く開口部５２Ｂが形成されている。尚、ケース４３における回収ポート４６の接続部分に流出ガイド５２を設けなくてもよい。また、流出ガイド５２を設ける場合でも、上述のように遮蔽板５２Ａを備える構成に代えて、先端が上部側領域に向くように配置された管を備える構成としてもよい。

尚、開口部５２Ｂの鉛直方向における位置は、ケース４３を傾斜姿勢で設置した状態において、培養液３０が静置される際の液面から分離器４の底までの鉛直方向に沿った長さの１０～６０％分、好ましくは２０～５０％分、液面から低い位置であると好適である。上清液４１は、開口部５２Ｂが位置する高さが液面となるまで回収路２を介して流出させることができる。従って、上述した第２工程＃２により充分に上清液４１と沈殿液４２とが分離できていると考えられる境界位置に、開口部５２Ｂが設定されると好適である。

調圧ポート４７は、ケース４３の上部に設けられている。詳しくは、調圧ポート４７は、ケース４３の第１側Ｌ１の端部に備えられており、蓋部４９から第１側Ｌ１に立設するように設けられている。そして、上述のようにケース４３を傾斜姿勢で設置することで、蓋部４９はケース４３の上部側の端部に位置しており、調圧ポート４７は、ケース４３の上部側の端部に設けられている。

図３に示すように、区画プレート４４は、その周縁部から内側に向けて凹む切欠状凹部４４Ａを有している。本実施形態では、切欠状凹部４４Ａは、区画プレート４４の第１幅方向Ｗの縁部から内側に向けて凹む形状に形成されている。この切欠状凹部４４Ａは、区画プレート４４における第１側Ｌ１の端部及び第２側Ｌ２の端部を除いた部分に、長手方向Ｌに沿って一連に形成されている。区画プレート４４は、その第１幅方向Ｗの縁部のうちの切欠状凹部４４Ａが形成されていない部分（被係止部４４Ｂ）が、第１壁部５１Ａに形成された溝部に係止されて、ケース４３に保持される。尚、図４に示すように、切欠状凹部４４Ａを、長手方向Ｌに沿って複数に分散して形成してもよい。また、区画プレート４４に、切欠状凹部４４Ａに加えて又は代えて、第２幅方向Ｈに貫通する貫通孔４４Ｃを１つ又は複数形成してもよい。そして、切欠状凹部４４Ａを長手方向Ｌに沿って複数分散して形成すると共に貫通孔４４Ｃを複数形成する場合に、長手方向Ｌにおいて、区画プレート４４における切欠状凹部４４Ａが形成されている部分と、切欠状凹部４４Ａが形成されていない部分と、の夫々に１つ又は複数の貫通孔４４Ｃを形成してもよい。

尚、上記した実施例では、ケース４３を水平に対して傾斜する姿勢で設置することで、ケース４３内の区画プレート４４も、水平に対して傾斜する姿勢で設置される構成とした。しかし、一対の第１壁部５１Ａに形成する溝部を長手方向Ｌに対して２０°から８０°傾斜するように形成し、長手方向Ｌが鉛直方向に沿う姿勢でケース４３を設置した状態で、ケース４３内の区画プレート４４が、水平に対して２０°から８０°の傾斜角度θで設置される構成としてもよい。

本実施形態の分離器４において、少なくとも、区画プレート４４の純水に対する接触角は、３°以上９０°以下であってもよい。これらの接触角を３°未満とするにはそのための処理が大がかりになる等してコスト面から好ましくない場合がある。一方、これらの接触角が９０°を超えて過大となると親水性度が低下して細胞の吸着量が増加するおそれがある。接触角を３°以上９０°以下とすることで、比較的低コストに、区画プレート４４への細胞の吸着量を少なく抑えることができる。

区画プレート４４の純水に対する接触角は、好ましくは５°以上であり、８°以上であることがさらに好ましい。また、側壁部４１Ｂの内面の純水に対する接触角は、好ましくは８０°以下であり、７０°以下であることがさらに好ましい。

区画プレート４４の純水に対する接触角を上記の範囲内の値とするため、区画プレート４４は、下記の式（１）、式（２）、式（３）、及び式（４）で表される基からなる群より選択される少なくとも１つの基を含むことができる。

ここで、式（１）において、Ｒ_１２は、ＮＨ又は酸素原子である。ｍは、０～４の整数である。Ｒ_１３は、水素原子、水酸基、又はメトキシ基である。また、式（３）において、Ｒ_３２は、水素原子又はメチル基である。ｎは、２～１００の整数である。

これらの基を区画プレート４４の外面に含ませることで、区画プレート４４の細胞の低吸着性を高めることができる。また、細胞傷害性を低減させることができる。

区画プレート４４に、上記の式（１）、式（２）、式（３）、及び式（４）で表される基からなる群より選択される少なくとも１つの基を含ませるため、親水性構成単位を含む重合体を主体とするコーティング層を形成することができる。このコーティング層の主体となる重合体における親水性構成単位は、下記の式（５）、式（６）、式（７）、及び式（８）で表される構成単位からなる群より選択される少なくとも１つの構成単位を含むことができる。

ここで、＊は結合を表す。式（５）において、Ｒ_１１は、水素原子又はメチル基である。Ｒ_１２は、ＮＨ又は酸素原子である。ｍは、０～４の整数である。Ｒ_１３は、水素原子、水酸基、又はメトキシ基である。式（６）において、Ｒ_２１は、水素原子又はメチル基である。式（７）において、Ｒ_３１は、水素原子又はメチル基である。Ｒ_３２は、水素原子又はメチル基である。ｎは、２～１００の整数である。

一例として、式（５）で表される構成単位に関しては、Ｒ_１１が水素原子である場合の親水性構成単位の原料となるモノマーとして、例えばＮ－（２－ヒドロキシエチル）アクリルアミド（ＨＥＡＡ）が挙げられる。また、Ｒ_１１がメチル基である場合の親水性構成単位の原料となるモノマーとして、例えばメタクリル酸２－ヒドロキシエチル（ＨＥＭＡ）が挙げられる。

コーティング層の主体となる重合体は、疎水性構成単位をさらに含んでも良い。この場合の疎水性構成単位は、下記の式（９）及び式（１０）で表される構成単位からなる群より選択される少なくとも１つの構成単位を含むことができる。

ここで、＊は結合を表す。式（９）において、Ｒ_４１は、水素原子又はメチル基である。Ｒ_４２は、炭素数１～１０の直鎖又は分枝鎖のアルキル基、炭素数３～８の脂環式アルキル基、若しくはこれらの組み合わせである。式（１０）において、Ｒ_５１は、水素原子又はメチル基である。

一例として、炭素数１～１０の直鎖又は分枝鎖のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、メチルエチル基、ブチル基、１，２－ジメチルエチル基、ペンチル基、１－メチルブチル基、２－メチルブチル基、およびヘキシル基等が挙げられる。炭素数３～８の脂環式アルキル基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。

コーティング層の主体となる重合体がこれらの疎水性構成単位をさらに含むことで、例えばポリプロピレン等の樹脂材料で構成される基材へのコート性が改善される。よって、細胞低吸着性と区画プレート４４へのコート性とを両立させることができる。このように、区画プレート４４に、細胞が付着しないコーティング処理がされている。

コーティング層の主体となる重合体における親水性構成単位の合計含有量は、４０ｍｏｌ％以上であることが好ましい。親水性構成単位の合計含有量は、４０ｍｏｌ％以上８０ｍｏｌ％以下であることが好ましく、５０ｍｏｌ％以上７０ｍｏｌ％以下であることがさらに好ましい。また、当該重合体における疎水性構成単位の合計含有量は、６０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。疎水性構成単位の合計含有量は、１０ｍｏｌ％以上５０ｍｏｌ％以下であることが好ましく、２０ｍｏｌ％以上３５ｍｏｌ％以下であることがさらに好ましい。

コーティング層の主体となる重合体は、上述した親水性構成単位や疎水性構成単位に加え、架橋性構成単位をさらに含んでも良い。架橋性構成単位の含有量は、例えば１ｍｏｌ％以上１０ｍｏｌ％以下であって良く、２ｍｏｌ％以上７ｍｏｌ％以下であることが好ましい。

なお、上述した各実施形態で開示された構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示された構成と組み合わせて適用することも可能である。その他の構成に関しても、本明細書において開示された実施形態は全ての点で単なる例示に過ぎない。従って、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、適宜、種々の改変を行うことが可能である。

１：接続路
３：培養槽
４：分離器
１８：気圧ポンプ
３０：培養液（混合液）
４１：上清液
４２：沈殿液
４３：ケース
４４：区画プレート
４４Ａ：切欠状凹部
４５：入出ポート
４６：回収ポート
４７：調圧ポート
５０：培地
５２：流出ガイド
５２Ａ：遮蔽板
５２Ｂ：開口部
Ｆ：側面
Ｒ：保持空間

Claims

培地と細胞と前記細胞による産生物とを含む混合液を保持した状態で、重力沈降によって前記細胞を含む沈殿液と前記沈殿液に比べて前記細胞の濃度が低い上清液とに分離するための分離器であって、
内部に前記混合液を保持するケースと、
水平に対して２０°～８０°の傾斜角度で設置されて前記ケース内の保持空間を複数層に区画する区画プレートと、
前記細胞を培養する培養槽から送液されてくる前記混合液を前記ケース内に取り入れ、かつ、分離によって生じた前記沈殿液を前記培養槽に戻すための、前記ケースの下部に設けられた入出ポートと、
分離によって生じた前記上清液を回収するための回収ポートと、を備え、
前記回収ポートが、前記ケースの中央よりも下部側の領域において、前記ケースの側面から立設するように設けられている、分離器。
前記ケースにおける前記回収ポートの接続部分に、前記回収ポートからの前記上清液の流出が下部側からに比べて上部側からが優勢となるように案内する流出ガイドが設けられ、
前記流出ガイドが、前記回収ポートと前記ケースの下部側領域とを遮るように配置された遮蔽板と、前記ケースの上部側領域を向くように前記遮蔽板に形成された開口部と、を有する、請求項１に記載の分離器。
前記ケースにおける前記回収ポートの接続部分に、前記回収ポートからの前記上清液の流出が下部側からに比べて上部側からが優勢となるように案内する流出ガイドが設けられ、
前記流出ガイドが、先端が前記ケースの上部側領域を向くように配置された管を有する、請求項１に記載の分離器。
前記区画プレートが、その周縁部から内側に向けて凹む切欠状凹部を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の分離器。
気圧ポンプに接続される調圧ポートをさらに備え、
前記調圧ポートが前記ケースの上部に設けられている、請求項１から４のいずれか一項に記載の分離器。
前記区画プレートに、細胞が付着しないコーティング処理がされている、請求項１から５のいずれか一項に記載の分離器。
培地と細胞とを含む培養液を収容して前記細胞を培養する前記培養槽と、
接続路を介して前記培養槽に接続された請求項１から６のいずれか一項に記載の分離器と、を備える、培養システム。