JPH01124379A

JPH01124379A - 培養装置

Info

Publication number: JPH01124379A
Application number: JP28138787A
Authority: JP
Inventors: Yasutaka Miura; 三浦　靖高; Kiyotsugu Kojima; 清嗣小島; Koichi Yamagata; 浩一山形
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1987-11-06
Filing date: 1987-11-06
Publication date: 1989-05-17

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野この発明は培養装置に関する。さらに詳しくは動植物の
細胞および微生物の培養に用いる培養装置に関する。

（ロ）従来の技術動植物の細胞や器官の培養並びに微生物の培養を行う場
合、培養槽に貯留される培養液を撹拌して効率良く培養
を行うよう撹拌手段を具備した培養装置か用いられてい
る。この撹拌手段としては、培養液内に撹拌羽根、回転
子等を投入して機械的に撹拌を行うものや、培養液内底
部にスパージャを導入して該スパージャからの通気によ
り撹拌を行うよう構成されたものが用いられている（杉
野幸夫編、「細胞培養技術Ｊ　、　１９８５．講談社、
　ｐ１３４〜１３７）。

（ハ）発明が解決しようとする問題点しかしながら上記の撹拌手段によれば、機械的撹拌では
撹拌に伴う剪断力により細胞等が損傷をうける。特に動
植物の細胞等ではこの影響をうけやすい。一方スパーシ
ャによる通気撹拌では、通気と撹拌とを独立してコント
ロールできず、また、発生する泡が培養に悪影響を及ぼ
し、泡立ちやすい培地を使用できない等の問題点がある
。

この発明はかかる状況に鑑みなされたものであり、細胞
に悪影響を及ぼす剪断力か少なく、しかも泡を発生させ
ないで培養液を撹拌しうるよう構成された培養装置を提
供しようとするものである。

（ニ）問題点を解決子るための手段かくしてこの発明によれば、底部および／または側周が
柔軟な膜体または伸縮可能な構造からなる形状変更部を
有する培養槽と、該形状変更部の少なくとも一部を外部から断続的に押圧
して、上記培＃槽の形状を周期的に変更しうる形状変更
手段とを備えてなる培養装置が提供される。

”、この発明は、培養液内に直接、撹拌羽根、回転子、
スパージャ等の撹拌手段を投入することなく、培養槽の
内容積を変動させることによって貯留される培養液を撹
拌するよう構成されたことを特徴とする。

この発明の装置の培養槽に構成される形状変更部は、該
培養槽の底部および／または側周に構成される。また上
記形状変更部は柔軟な膜体または伸縮可能な構造により
構成される。上記柔軟な膜体としては弾性を有するゴム
製のものが好ましく、例えばシリコンゴム等が用いられ
る。またこの柔軟な膜体は後述するごとき押圧状態に耐
えうる膜厚で用いられ、例えば０．５〜２ｍｍ等が挙げ
られる。

また上記伸縮可能な構造としては、蛇腹構造が好ましい
。この場合培養槽の底部側周に設けられることか好まし
い。

この発明の装置に具備される形状変更手段は、上記形状
変更部の少なくとも一部をその外部から断続的に押圧し
つるように構成されたものであればよく、上記形状変更
部の構造に対応して構成されることが好ましい。例えば
形状変更部が培養槽の底部に柔軟な膜体で構成されてい
る場合、該形状変更部を押圧しうる凸部を有して回転軸
先端に取付けられた回転腕と、該回転腕を上記形状変更
部に押圧保持して回転しうる回転駆動部とから構成され
るものが挙げられる。また形状変更部が培養槽の側周に
柔軟な膜体で構成されている場合、該形状変更部に沿っ
て上記側周を移動しうるローラ体と、該ローラ体を上記
形状変更部に押圧状態に支持しうる支持枠と、該支持枠
を上記培養槽側周に沿って回転しうる回転駆動部とから
構成されるものが挙げられる。またさらに形状変更部が
培養槽の底部側周に伸縮可能な構造で構成された場合、
形状変更手段としては回転軸先端に傾斜して取付けら几
回転板と、該回転板を上記培養槽底部に押圧支持して回
転しうる回転駆動部とから構成されたものが挙げられる
。ここに挙げたこれらの構成は後述する実施例の記載が
参照される。なお、形状変更部に対応して用いられる形
状変更手段は上記したものに限定されるものではない。

（、ホ）作用この発明によれば、底部およ、び／または側周が柔軟な
膜体または伸縮可能な構造からなる形状変更部を宵する
培養槽に貯留された培養液は、上記形状変更部の少なく
とも一部が外部から断続的に押圧されることによって、
上記培養槽自身の形状変更が断続して生じこれに伴って
培養液に流れが発生することとなる。

以下実施例によりこの発明の詳細な説明するが、これに
よりこの発明は限定されるものではない。

（へ）実施例第１図はこの発明の培養装置の一例の駆動状態を説明す
るものであり、同図（ａ）は断面構成説明図、同図（ｂ
）は上面構成説明図、同図（ｃ）は同図（ｂ）のＡ−Ａ
’の概略断面図である。第１図（ａ）において該培養装
置（１）は、培養槽（２）と、形状変更手段（３）とか
ら主として構成されている。

培養槽（２）は、槽本体を構成する円筒体（２１）と、
該円筒体底部開口（２２）周囲に止め具（２３）で取り
付けられ、円筒体の底部開口（２２）を密閉し円筒体の
底部に下向きに凸曲面状部を形成する柔軟な膜体（２４
）とから構成されている。なお、（２５）は円筒体（２
２）の上部開口（２６）を閉塞するアルミボイルの蓋（
２７）である。円筒体（２１）は例えば、長す１００ｍ
ｍ。

内径１００＋ｎｍφで、ガラス製からなり、柔軟な膜体
（２４）は、例えばシリコンゴム膜でがっその膜厚は０
．５＋＋＋ａ＋のちで、その凸曲面の頂部から円筒体（
２１）の底部までの距離は、１０ｍｍ程度である。なお
膜体（２４）はシリコンゴム以外に四フッ化エチレン樹
脂（ＴＦＥ）であってもよい。上記シリ、コンゴム膜は
培養槽底部に形状変更部を構成していることになる。

形状変更手段（３）は、両端に凸状の押圧片部（３１）
（３２）が上向きに設定され、かつ、円筒体（２１）の
内径よりも小さい長さを有する回転腕（３３）と、この
回転腕（３３）の中央で該腕（３３）を水平に軸支する
回転軸（３４）と該回転軸（３４）を回転さ仕るモータ
（３５）とから構成されている。なおこの図ではモータ
（３５）の回転軸を直接上記回転軸（３４）に使用して
いるが、モータ（３５）と回転軸（３４）とは別体で構
成さ尤プーリーおよびベルト等によりモータ（３５）の
回転運動が回転軸（３４）に伝達されるよう構成された
ものであってもよい。

上記培＃槽（２）と形状変更手段（３）との設定位置は
、該形状変更手段（３）の回転腕（３３）の押圧片部（
３１）（３２）か培養槽（２）底部の柔軟な膜体（２４
）を槽内に押圧して接し、かつ、上記培養槽内に貯留さ
れる液体を流動して撹拌するのに充分な凸状部が生じう
る位置に調節される。また前記回転腕（３３）は、°上
記押圧状態での回転が行いやすいよう、押圧状態下で膜
体（２４）と接する部分が滑り抵抗の小さい曲面状に形
成されることが好ましい。またこれ以外にベアリング等
を用いて構成されてもよい。

次に上記構成の培養装置の作動を説明する。

第１図（ａ）に示されるごとく培養槽底部に回転腕が押
圧状態を保持して設置された培養装置において、培養槽
に所定の培養液を貯留した後モータを例えば１１００ｒ
ｐ、程度で駆動さけると、培養槽内底部に隆起した押圧
部は回転腕の回転にしたがってその箇所を円を描きなが
ら順次変えることになる。

これによって培養槽底部の形状が変動して、該槽内に貯
留された培養液に波が生じて流動が起こり、この規則的
な流動により培養液は撹拌されることとなる。

上記培養装置を用いて、ニンジン（Ｄ　ａｕｃｕｓｃａ
ｒｏｔａ）培養細胞を培養した。すなわち、上記構成の
培ＩＩに、１０−”Ｍの２，４−ジクロロフェノキシ酢
酸を入れ、アルミホイルの蓋をした後、１２０６０１２
０ｍ１ｎ高圧蒸気滅菌した後、冷却してからこれに上記
ニンジン培養細胞含有培養液を入れ、該培養槽を、形状
変更手段の回転腕上に第１図（ａ）のごとく設置した。

この状態で回転腕をｌｏＯｒｐｍ、で回転させ２５℃で
培養を行った。これによれば培養液が直接回転腕に接触
せずに撹拌されるので、この結果剪断力に弱いこのニン
ジン培養細胞の増殖は好ましいものであった。

次にこの発明の培養装置の他の実施例を、第２図により
説明する。

第２図において、（ａ）には培養装置の上面構成説明図
、（ｂ）にはその−即断面側面図が示されている。この
培養装置は、側周（イ）全面が柔軟な膜体で構成された
円筒状容器体からなる培養槽（４）と、該培養槽（４）
を載置・固定する底部支持板（５）と、培養槽（４）の
側周に垂直に接し、かつ、該側周に沿って移動しうる２
つのローラ（６）（７）と、これらのローラ（６）（７
）を培養槽（４）の側周を構成する柔軟な膜体に外部か
ら押圧して支持し、かつ、この押圧状態を保持して回転
しうるようモータ回転軸（８）に取り付けられた支持回
転枠（９）と、該支持回転枠（９）による上記抑圧状態
を支持すると共にローラ（６）（７）のガイドをはたす
を外筒（ｌＯ）とから主として構成されている。上記培
養槽（４）は底部周縁と上部開口周縁にそれぞれ図示し
ない形状保持枠が設けられている。上記柔軟な膜体は前
記第１図での装置に用いたものと同じシリコンゴムで構
成されている。なお、設定されるローラの数は２つに限
定されるものではなく、要求される撹拌程度に応じてそ
の数が設定される。

上記構成の培養装置の作動を説明する。

第２図に示されるごとく培養槽側周に２つのローラが押
圧状態を保持して構成された培養装置において、培養槽
に所定の培養液を貯留した後モータを例えばｉｏｏｒｐ
ｍ、程度で駆動させると、モータ回転軸に取付けられた
支持回転枠が培養槽の回りを回転する。この支持回転枠
の回転に従って、これに取付けられたローラは外筒内壁
と培養槽側周との間を回転しながら、上記側周に沿って
、かつ、該側周を押圧しながら移動することになる。こ
れによりローラの抑圧によって培養槽内側壁に隆起した
押圧部は、ローラの移動に伴ってその箇所を順次変える
ことになる。これによって培養槽側周の形状が順次変動
して、該培養槽内に貯留された培養液に波が生じて流動
が起こり、この規則的な流動により培養液は撹拌される
こととなる。

次にこの発明の培養装置のさらに他の実施例を、第３図
により説明する。

第３図において、（ａ）には培養装置の上面構成説明図
、（ｂ）にはその−即断面側面図か示されている。この
培養装置は、底部側周（ロ）が蛇腹構造に構成された円
筒状容器体からなる培養槽（１１）と、職培＃！（１４
）を載置する回転板（Ｉ２）と、該回転板を回転しうる
モータ（１３）とから主として構成されている。上記回
転板（１２）はモータ（１３）回転軸先端に傾斜して取
付けられている。この傾斜角（θ）は５〜３０°に設定
されている。なお、上記回転板（Ｉ２）は培養槽（ＩＩ
）底面を押圧して上記蛇腹構造に伸縮部分が生ずるよう
に設定され、さらに回転板（１２）と上記培養槽底面と
は摺動できるよう構成されている。

上記構成の培養装置の作動を説明する。

第３図に示されるごとく、傾斜を有してモータ回転軸先
端に取付けられた回転板上に、該回転板面に底面が沿う
ように設置さ・れた培養槽に、所定の培養液を貯留した
後モータを例えば１１００ｒｐ、程度で駆動させると、
モータ回転軸に取付けられた回転板か回転し、これに従
って傾斜位置が順次変わる。このことは該傾斜面と摺動
接触して設定されている培養槽底面の傾斜が変動し、蛇
腹構造がこの傾斜変動に伴って形状変更を起こすことな
る。

これにより該培養槽内に貯留された培養液に流動が起こ
り、この規則的な流動により培養液は撹拌されることと
なる。

（ト）発明の効果この発明によれば、培養液内に直接、撹拌羽根、回転子
等を投入しないので、培養対象の細胞、器官等に悪影響
を及ぼす剪断力の発生が少なく、これらの損傷を押さえ
て培養することができる。また通気撹拌のように泡が発
生しないので泡立ちゃすい培地を用いることもできる。

またさらに撹拌羽根、回転子、通気用のスパージャ等を
用いないので、培＃槽内の構造が簡単になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の培養装置の一例の駆動状顔を説明す
るものであり、同図（ａ）は断面構成説明図、同図（’
ｂ　）は上面構成説明図、同図（ｃ）は同図（ｂ）のＡ
−Ａ’の概略断面図、第２図はこの発明の培養装置の他
の実施例を示すものであり、同図（ａ）は上面構成説明
図、同図（ｂ）は−即断面側面図、第３図はこの発明の
培養装置の他の実施例を示すものであり、同図（ａ）は
上面構成説明図、同図（ｂ）」よ−即断面側面図である
。（２）、（４）、（１１）・・・・・・培養槽、（２１
）・・・・・・円筒体、　　　（２２）・・・・・・円
筒体底部開口、（２３）・・・・・・止め具、　　　（
２４）・・・・・柔軟な膜体、（２５）・・・・・・ア
ルミホイルの蓋、（２６）・・・・・・円筒体上部開口
、（３）・・・・・・形状変更手段、（３１）、（３２
）・・・・・・押圧片部、（３３）・・・・・・回転腕
、　　　（３４）・・・・・・回転軸、（１３）、（３
５）・・・・・・モータ、（５）・・・・・・底部支持
板、　（６）　、　（７）　川・・・ローラ、（８）・
・・・・・モータ回転軸、（９）・・・・・・支持回転
枠、（１０）・・・・・・外筒、　　　　（１２）・・
・・・・回転板。：、、：、’、、、、、、。第１図第２図　　　　　第３図

Claims

【特許請求の範囲】１、底部および／または側周が柔軟な膜体または伸縮可
能な構造からなる形状変更部を有する培養槽と、該形状
変更部の少なくとも一部を外部から断続的に押圧して、
上記培養槽の形状を周期的に変更しうる形状変更手段と
を備えてなる培養装置。２、形状変更部が培養槽底部にシリコンゴムで構成され
、かつ、形状変更手段が該形状変更部を押圧しうる凸部
を端部に有して回転軸先端に取付けられた回転腕と、該
回転腕を上記押圧状態を保持して回転しうる回転駆動部
とからなる特許請求の範囲第１項記載の培養装置。３、形状変更部が培養槽側周にシリコンゴムで構成され
、かつ、形状変更手段が該形状変更部に沿って上記側周
を移動しうるローラ体と、該ローラ体を上記形状変更部
に押圧状態に支持しうる支持枠と、該支持枠を上記貯留
槽側周に沿って回転しうる回転・駆動部とからなる特許
請求の範囲第１項記載の培養装置。４、形状変更部が培養槽側周に蛇腹構造で構成され、か
つ、形状変更手段が回転軸先端に傾斜して取付けられ、
上記培養槽底部を押圧して支持しうるよう設定された回
転板と、該回転板を回転しうる回転駆動部とからなる特
許請求の範囲第１項記載の培養装置。