JPH02286075A - 攪拌培養装置 - Google Patents

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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、揺動、撹拌して動植物細胞を培養する撹拌培
養装置に関するものである。

〈従来技術の問題点〉 動植物の細胞を効率よく培養するためには、培養装置内
を適切な培養条件に調整することが必要である。

ここで適切な培養条件とは、動植物の細胞が剪断力に弱
いことから、なるべく剪断力が細胞に作用しないように
することである。

また、細胞への酸素供給の均一化を図るため、培地の均
一流動を達成するこ−とが必要である。

つまり、穏やかに培地を流動させる必要がある。

このように穏やかに培地を流動さゼるＰ′置としては、
従来から、回転容器に培地と細胞を入れて回転培養する
方法や、槽の底部から空気を吹き込み、泡による撹拌力
で流動させるエアリフト法、容器を振動台上に載せて、
偏心振動さ七る振盪培養法が知られている。

しかし、回転培養法とエアリフト法は、培地内細胞の流
動が大まかにコントロールされるのみで、滞流、偏流等
があり、きめの細かい均一流動が達成されない。

また、振盪培養法は、容器が大型になると消費動力が大
きくなるので、小型のみしか実用化され（ｑない点に難
点がある。

−く本発明の目的〉 本発明は上記のような問題点を解決するためになされた
もので、培地のきめ細かな均一流動を確保し、しかも消
費動力を低減することができる撹拌培養装置を提供する
ことを目的とする。

〈本発明の構成〉 以下、図面を参照しながら本発明の一実施例について説
明する。

〈イ〉本体の構造（第１図） 本体容器１は、天板１１によって密閉した構造であり、
液体培地２を収納するものである。

天板１１には、一端をエアーポンプ３と連結した加圧管
３１の他端を貫通し、また、供給空気を排気するための
排気孔１２を開設する。

さらに、天板１１には、容器ｌ内に動植物の細胞４を供
給するための供給口１３を開設し、この供給口１３は、
ネジ込み式等の蓋体１４によって密閉式に開閉可能に構
成する。

容器１内には、容器１外から引き入れた管体の先端に、
細胞４に酸素を供給するための給気装置１５を設置し、
また、一端を容器１の底部に位置させ、他端を容器１外
に位置さぜた細胞４の取出管、１６を設置する。

その他容器ｌには、培地２のＰＨ副制御ためのＰＨ計、
酸／アルカリ投入管、溶存酸素計及びサンプリング管等
の公知の装置を配ｆｆｆすることが可能である。

なお、光照射が必要なときには、容器１に透明な窓を設
けて照射する場合もある。

〈口〉駆動装置（第１図） 駆動装置５は、支持棚５１１に設置されており、この駆
動装置５に鉛直方向に取り付けた駆動軸５２に１１回転
及び上下動を与えることが可能な装置である。

駆動装置５の作動にあたっては、図示しない作動制御装
置に連結しており、駆動軸５２の回転及び上下動の速度
を調節することができる。

駆動軸５２は、途中にカップリング５３を介して、下端
部を天板１１の中心部に遊嵌状態で貫通させる。

この駆動軸５２は、カップリング５３によって連結、取
り外しができるようになっており、容器１等を蒸気減菌
等する場合に便利である。

天板１１上の駆動軸５２の周囲には、駆動軸５２の上下
動に追随可能なジャバラ５４を取り付け、このジャバラ
５４の上端部と駆動軸５２間を１．無菌シール５５によ
って密閉する。

そして、駆動軸５２の下端部に、Ｌ字状のアーム５６の
一端を第１図に示すように取り付け、このアーム５６の
他端には有孔容器を取り付ける。

〈ハ〉有孔容器の構造（第１〜３図） 有孔容器には、例えばナイロン製等の網？ｌ１６を使用
し、この綱部６は網状の底板６１及び側板６２よりなり
、上面は開放した構造体が考えられる。

綱部６の容積は、本体容器ｌの８砧よりも小さいもので
、容器１内を回転及び上下動可能な大きさに形成する。

網ＩＩ　６の網目の大きさは、収納する細胞４が網目を
通過しない寸法に形成する。

また、綱部６の底板６１は、開閉自在に取り付ける。

〈二〉自転機構（第２．３図） 以上のように構成した網１１１６の−Ｅ面開放部に。

水平方向に板状の支持部材６３を架は渡し、この支持部
材０３の上面中央部に、アーム５６の自由端を、ベアリ
ングＩａＭＦＩ６４を介して連結する。

一方、容器１の内周には、第３図に示すように、網間６
の外周回転軌跡に沿って、リング体７を支持部材７１に
よって取り付ける。

これによって、綱部６をリング体７に沿って容器１内を
回転さ辺ると、網ｉｌｌ　６は、リング体７との摩擦力
によって、回転方向とは反対側に自転することになる。

く装置の使用方法〉 以上のように構成した装置によって、細胞４の撹拌培養
を行う。

先ず、容器１の供給口１３から、チューブ８等によって
動植物の細胞４を網ｎ６内に収納する。

次に、駆動装置５を作動させ、駆動軸５２及びアーム５
６を介して、ｗＪＲｔｉ　６に回転及び上下動を与える
。

このとき、綱部６内の細胞４が、上面開放部から浮遊、
流出しない程度の上下動を与える。

すると網１ｌｉＩＩ６は、容器１内をリング体７に沿っ
て回転すると同時に上下動する。

さらに、網＾ａ６とリング体７との摩擦力によって、網
筒６が自転する。

以−Ｅの動作により、網へｔｉ６は向きを一定に保ち、
公知の振盪培養機の容器と同じ揺動動作を行うことがで
きる。

このとき、作動制御装置によって、駆動装置５の作動を
適宜に調節し、細胞４に適した回転及び−に下動を与え
る。

なお、培養中には、給気装置１５によって細胞４に空気
を供給する他、培養に必要な環境を作り出すため、公知
の機器を取すイ・１けて作動させる。

次に細胞４を取り出す方法を第４図に示す。

先ず、網筒６の底板６１を開放し、綱部６内の細胞４を
がＬ出させる。

次に、エアーポンプ３から加圧管３１を通して、容器１
内に空気を送り込み、容器１内の気圧を高める。

すると、容器１内外の圧力差により、細胞４（：１取出
管１Ｇより、培地２と一緒に外部に排出される。

〈本発明の作用〉 本発明は、細胞４のハ゛ｌ拌を、機械的に正確かつ容易
に微調整することができる装置である。

即ち、細胞４を収納した網沌６は、適宜に制御された回
転速度及び上下動速度をもって、培地２内を回転及び上
下動する。

そのため、綱部６内に培地２が様々な方向から流入し、
網１６内の培地２が揺動して細胞４は撹拌され、常に細
胞４は新鮮な培地２．！：接触することができる。

さらに、網１！Ｉ　６の回転及び上下動は、駆動装置５
による機械的なものであるため、速度の微調整が容易で
ある。

そのため、綱部６内に収納した細胞４の撹拌力を、あ（
までも機械的に正確かつ容易に微調整することができる
。

ｌＪ’ｔって、培Ｊｌ！！２のきめの細かい均一流動を
達成することができる。

Ｊ：た、１１１（ＩＩＩ　６は、リング体７との摩擦力
によって自転することが可能である。

ここで、網筒６が、容器ｌ内を１回転（公転）するごと
に、自転１回転するように調節ずれば、網筒６は常に定
（Ｏ：方向を保って公転することができる。

従って、網止６の回転による遠心力によって、網筒６の
一部に細胞４が（’Ｊ’　２７するのを防止することが
できる。

また、網筒６の」二下動作も、細胞４の付着防止にＴ１
効である。

くその伯の実施例〉 網Ｒ（１６のその他の自転構造としては、？Ｐｋ５図に
示すようなギアを用いたものが考えられる。

天板１１の中心部下面から管体等の吊下部材９によって
、固定ギア９１を取りイ・１ける。

この場合、固定ギア９１の中心部に吊下部材９を貫通さ
■て、固定ギア９１を水平方向に取り付け、この吊下部
材９内に駆動軸５２の下端部を貫通させる。

一方、網筒６の上面には回転軸９２を垂直方向に取り付
け、この回転軸９２の」一端部近傍に、固定−１ビア９
１と噛合する回転ギア９３を取り付ける。

次に、駆動軸５２の下端部に水平に取り付けたアー１．
９４の自由端部と、回転軸９２の途上をベアリング機構
９５によって、回転１！ｔｋ　９２が回転できるように
構成する。

但し、回転軸９２は回転は許容されるが、アーム９４に
対しては、上下動ができないよう４１！ａ成する。

以−りのように構成することによって、駆動軸５２が回
転及び上下動すると、回転ギア９３は固定ギア９１の周
囲を回転し、回転軸９２を介して網筒６を自転させ、同
特に上下動させることができる。

なお、固定ギア９１と回転ギア９３とのギア比を、回転
ギア９３が容器ｌ内を１回転（公転）するごとに、自転
１回転するように調節ずれば、網筒６は常に定位方向を
保って公転することができる。

従って、網ｎ６の回転による遠心力によって、網１１ｔ
ｉ６の−・部に細胞４が付着するのを防止することがで
きる。

〈本発明の効果〉 本発明は以上説明したようになるので、次のような効果
を期待することができる。

〈イ〉従来の回転培養法とエアリフト法は、培地内細胞
の流動が大Ｊ：かにコントロールされるのみで、滞流、
偏流等があり、きめの細かい均一流動が達成されない。

それに対して本発明は、細胞を収納した有孔容器の回転
速度及び上下動速度を、駆動装置によって機械的に容易
に微調整することができる。

そのため、有孔容器内に収納した細胞の撹拌力を、あく
までも機械的に正確かつ容易に微調整することができる
。

従って、培地のきめの細かい均一流動を達成することか
でき、細胞・＼の酸素供給の均一・化を図るることがで
きる。

〈口〉従来の１辰盪培養法は、容器が大型になると消費
動力が大きくなるので、小型のみしか実用化され（ｑな
い点に難点がある。

しかし本発明の装置は、網筒等の軽量の有孔容器を回転
及び上下動させる動力のみで足りる。

そのため、従来の振動培養法と比較すると、消費動力の
低減を図ることができる。

〈ハ〉有孔容器は、自転可能に構成されているため、有
孔容器の回転による遠心力によって、有孔容器の一部に
細胞が付着するのを防１トすることができる。

また、有孔容器の上下動作ら、細胞のイ・１着防止に有
効である。

そのため、細胞への酸素供給の均一化を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図：本発明の装置の一実施例の説明間第２，３図：
回転ａ４Ｍの説明図 第４図：細胞の取り出し方法の説明図 第５図：その伯の実施例の説明図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）液体培地を収納するタンクと、 このタンク内に位置させた有孔容器と、 この有孔容器に回転と上下動を与える駆動装置とから構
   成した、 撹拌培養装置。