JPH01225475A - 培養装置 - Google Patents

培養装置

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JPH01225475A
JPH01225475A JP63051538A JP5153888A JPH01225475A JP H01225475 A JPH01225475 A JP H01225475A JP 63051538 A JP63051538 A JP 63051538A JP 5153888 A JP5153888 A JP 5153888A JP H01225475 A JPH01225475 A JP H01225475A
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gas
culture
permeable membrane
culture solution
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Mari Sakai
酒井　マリ
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    • C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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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】 「発明の目的」 本発明は培養装置に係り、培養すべき細胞、微生物、組
織に対し損傷を与えることなしに効率的な酸素供給をな
すことのできる装置を提供しようとするものである。
（産業上の利用分野） 細胞、微生物、組織の培養ないしそれらに酵素を利用し
たバイオリアクター、特に好気性菌や傷つき易い動物細
胞などの培養。
（従来の技術） 細胞、微生物、組織の培養をなすための培養装置ないし
バイオリアクターにおいて酸素を供給する手法としては
、培養液表面からの吸収、スパージャによる吹込み、攪
拌による通気などがある。
又膜を介して酸素を供給す元方法としては、特開昭５’
７−１５９５３５、特開昭５９−１７５８７７、特開昭
６０−２３４５８０、特開昭６１−１００１９０号など
がある。
更に「分離技術Ｊ　　（１９８４年１４巻４号）におい
ては好気性菌である酢酸菌を疏水性中空系膜の外側に固
定化し、中空系内に空気を流して酢酸醗酵の効率を上げ
ることが紹介されている。
（発明が解決しようとする課題） 上記した従来一般の培養液面から吸収させるものはその
酸素供給能力に限界があり、培養槽が大型化した場合に
は不充分とならざるを得ない。スパージャ−による吹込
みや攪拌による通気は、動物細胞のようにデリケートな
もの、あるいはせん断力に弱い細胞などの場合に気泡や
攪拌でダメージを与える可能性が高い。
これらの課題を解決する前記時開公報や「分離技術」に
記載の方法は半透過膜チューブ内に０□を流すことによ
り気泡を発生させることな（チューブ外側の培養液に０
２を供給するものであるが、培養液内において発生した
気泡の上昇に伴う攪拌作用を欠いた静穏な添加状態とな
るので槽内培養液における溶存酸素濃度に偏りが発生し
易く、半透過膜周辺の培養液における溶存酸素濃度は常
に比較的高い条件下となるので添加効率が充分とならず
、特に大型設備においてはこのような方法で好ましい結
果を得難いなどの不利を有している。
「発明の構成」 （課題を解決するための手段） １、ガス透過膜を介して培養液にガスを接触せしめ、前
記培養液にガスを供給添加するようにしたものにおいて
、前記ガス透過膜により実質的に包囲された上記培養液
の流動域を形成し、該培養液流動域に対し供給源からの
培養液供給手段を備え、前記ガス透過膜に対し流動培養
域に対するガス供給域を形成したことを特徴とする培養
装置。
２、ガス透過膜を介して培養液にガスを接触せしめ、前
記培養液にガスを供給添加するようにしたものにおいて
、前記ガス透過膜により実質的に包囲された上記培養液
の流動域を形成し、該培養液流動域に対し供給源からの
培養液供給手段を備え、前記ガス透過膜に対し流動培養
液に対する脱ガス域を形成すると共にガス供給液を形成
したことを特徴とする培養装置。
（作用） ガス透過膜によって実質的に包囲された培養液流動域に
対して培養槽のような供給源からポンプなどの供給手段
で培養液が供給される。即ち培養液流動域においては培
養液が流動し、ガス透過膜に接する培養液は常に更新さ
れて効果的な酸素などのガス添加が図られる。
前記のようなガス透過膜を介したガス添加は気泡発生な
どを必要としない効率的添加であり、培養槽やガス透過
膜部分において気泡発生がないのでデリケートな微生物
、細胞などにダメージを与えることを回避する。
培養槽のような供給源から供給手段でガス透過膜内の流
動域に対して培養液を送り、該流動域から培養液を前記
供給源に戻すことにより該供給源においても培養液の流
動が図られ、溶存酸素量の均一化をもたらす。
（実施例） 上記したような本発明によるものの具体的な実施Ｂ様を
添附図面に示すものについて説明すると、装置の全般的
構成は第１図に１例を示す如（であって、培養槽１０内
に細胞、微生物、組織などの被培養体１を通過しないメ
ツシュのフィルター３を設けて区分し、このように区分
された一方に前記被培養体ｌまたは該被培養体を固定化
した担体を装入すると共に培養液２を収容せしめ、又上
記のように区分された他方には培養液循環管路４の吸入
口４ａを開口し、該管路４にはガス透過膜モジュール５
を設けると共にその吐出口４ｂを前記した一方の区分域
に導き、ポンプのような供給手段６によって培養液を供
給循環するように成っている。
培養液供給源である培養槽１０は培養に適した温度条件
に維持すべきことは当然で、一方ガス透過膜モジュール
５においてはガス添加に好ましい温度条件とすることが
好ましく、このためモジュール５に導かれる培養液は適
宜に加温または冷却されてよい。然して培養槽１０にお
ける液温と吐出口４ｂから培養槽に戻される液温とが同
じか、あるいは吐出口液温の低い条件下では第１図に示
すものでよいが、反対に吐出口４ｂの液温か培養槽１０
内液温より高い場合には第２図に示すように吸入口４ａ
を培養槽１０の上部に設け、吐出口４ｂをその下部に形
成し第１図と反対の関係を形成することが好ましい。即
ちこのようにすることによって何れにしても吐出口４ｂ
から吐出された培養液が吸入口４ａ側に順次流動せしめ
られる関係を培養槽１０内で有効に形成せしめ、それに
よって槽１０内培養液２における溶存ガス（酸素）量の
如きを常に均一化する。
前記したガス透過膜モジュール５はそのガス透過膜８が
培養液を透過せしめることなく、しかもガスを透過する
もので、該ガス透過膜８で培養液流動域７を形成し、上
記第１．２図の場合においては培養液のみが該流動域７
を通り、その外側からガスを供給散気するように成って
いるが、このような流動域７に関しては前記フィルター
３を排して第３図に示すように被培秀体１と培養液２が
共に流動域７を通るようにすることができる。又第４図
に示すように前記のようなガス透過膜８による流動域７
に被培養体１を固定化して培養液のみを通過させること
ができる。このような固定化の方法としてはイオン結合
、共有結合、包括法などの公知の手法があり、それらを
適宜に採用して容易に実施できる。
第５図には前記した流動域７についての更に別の構成が
示されている。
即ち前記のようなガス透過膜によるチューブを２重とし
た場合であり、Ｏｔなどのガス供給と共にＣＯｌその他
の生成ガスを除去するようにされたものであって、外側
チューブ８ａと内側チューブ８ｂとの間に培養液２の流
動域７が形成され、外側チューブ８ａから酸素などを透
過供給し、しかも内側チューブ８ｂからＣＯ□ガスのよ
うな被培養体１からの生成ガスを排出するように成って
いる。
なお上記のような各ガスの供給と除去は第６図に示すよ
うにガス透過膜８の外側を仕切壁１７で区分し、その一
方を減圧条件として生成ガスを除去し、他方を適宜に昇
圧してガス供給することができる。
又第７図に示すように平膜状のガス透過膜８を多層状態
に配設し、それら透過膜の間を交互に培養液の流動域７
となし、それら培養液流動域７．７の間に減圧域１３お
よび加圧域１４を形成して培養液中生成ガスの除去およ
び新しいＯｔなどのガス供給を共に行わせることができ
る。
更に本発明によるものは上記したようにチューブ状また
は平膜状のガス透過膜以外にもスパイラル状またはプリ
ーツ状モジュールとして採用することも可能である。
前記したようなガス透過膜８を介した培養液内ガス供給
添加をなすに当って、そのガス透過膜８が一般的に非常
に薄層であり極端に大きい圧力差を採って供給添加する
ことは事実上困難であると共に効率的な添加が得られる
ことから一般的に殊更に大きな圧力差を採る必要もない
が、特に圧力差の大きくしなければならない場合には気
泡が培養液中に発生して被培養体１にダメージを与える
ことを避けるため０．１５ｋｇ／ａＪ以下の圧力差条件
で供給することが好ましい。
前記したガス透過膜８としては撥水性の多孔質膜を用い
ることが素材の物性をも利用して培養液の透過を阻止し
、比較的大きい孔隙の形成された膜片で所期の効果的な
ガスとの接触添加を得しめる上において好ましい。特に
溶出の恐れがないフッ素樹脂やシリコーン系樹脂などに
よるものを採用することができ、又酸素富化膜のような
気体分離膜を用いてもよい。本発明者等が望ましい具体
的なガス透過膜として推奨するものの１つはポリテトラ
フルオロエチレンフィルムを延伸処理して多孔質化した
気孔率が７５〜９５ｖｏ１％で最大孔径が０．０２〜３
μ量程度のチューブないし膜材であって、このもののガ
ス透過量は３〜４．８ｍｌ／ａｋｉｎ　　−ｃＡ　（Ｊ
ＩＳ　Ｌ　−１０９６）程度である。
「発明の効果」 以上説明したような本発明によるときは培養液にインラ
イン方式で連続的にガス供給することが可能であり、大
型設備に対しても有効に即応し得られ効率的な酸素供給
などを図り得るものであるから工業的にその効果の大き
い発明である。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の技術的内容を示すものであって、第１．
２図は本発明による装置の全般的な構成の１例を示した
各説明図、第３図と第４図はその散気モジュールにおけ
るガス透過膜チューブの変形例についての部分的説明図
、第５図はその更に別の例として２重チューブ構成の説
明図、第６図と第７図はそれぞれガス透過膜モジュール
内構成についての別の実施形態を示した説明図である。 然してこれらの図面において、１は被培養体、２は培養
液、３はフィルター、４は培養液循環管路、４ａはその
吸入口、４ｂはその吐出口、５はガス透過膜モジュール
、６は供給手段、７は培養液流動域、８は非透過性且つ
ガス透過性の膜、１０は培養槽、１３は減圧域、１４は
加圧域、１７は仕切壁をそれぞれ示すものである。 特許出願人　　ジャパンゴアテックス株式会社発　　明
　　　者　　酒　　　　井　　　　マ　　　　リ代理人
　弁理士　　白　　　川　　　−−第　２１

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、ガス透過膜を介して培養液にガスを接触せしめ、前
    記培養液にガスを供給添加するようにしたものにおいて
    、前記ガス透過膜により実質的に包囲された上記培養液
    の流動域を形成し、該培養液流動域に対し供給源からの
    培養液供給手段を備え、前記ガス透過膜に対し流動培養
    域に対するガス供給域を形成したことを特徴とする培養
    装置。 ２、ガス透過膜を介して培養液にガスを接触せしめ、前
    記培養液にガスを供給添加するようにしたものにおいて
    、前記ガス透過膜により実質的に包囲された上記培養液
    の流動域を形成し、該培養液流動域に対し供給源からの
    培養液供給手段を備え、前記ガス透過膜に対し流動培養
    液に対する脱ガス域を形成すると共にガス供給液を形成
    したことを特徴とする培養装置。
JP63051538A 1988-03-07 1988-03-07 培養装置 Pending JPH01225475A (ja)

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GB898904801A GB8904801D0 (en) 1988-03-07 1989-03-02 A culturing apparatus
AU31056/89A AU627449B2 (en) 1988-03-07 1989-03-06 A culturing apparatus
EP89302260A EP0334506A3 (en) 1988-03-07 1989-03-07 Apparatus for gas supply of a cell culture
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