JPH0440885A

JPH0440885A - 培養装置

Info

Publication number: JPH0440885A
Application number: JP14957390A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Tamaoki; 裕一玉置
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1990-06-07
Filing date: 1990-06-07
Publication date: 1992-02-12
Anticipated expiration: 2009-12-14
Also published as: JPH06102016B2

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）産業上の利用分野本発明は室内のガス環境を制御し、細胞等の培養を行う
ための培養装置に関する。

（ロ）従来の技術従来この種培養装置は、癌細胞等の細胞組織を培養する
ため特開昭６０−１４１２７９号公報に示される如く、
室内の温度、湿度環境のほかに、二酸化炭素や酸素等の
ガス濃度を制御できるように構成されている。

このガスは通常ガスボンベに封入されたものを室内に供
給するものであるので、有限である。従って、ボンベが
空になった場合はガスの供給が停止して、環境条件が崩
れ、培養中の細胞が死滅してしまうため警報を発するよ
うにしている。

第５図に従来の培養装置の構成図を示す。１００は培養
装置、１０１はその培養室、１０２は培養室ｌｏｔ内の
例えば二酸化炭素ガス濃度を検出するためのセンサーで
ある。１０３は二酸化炭素ガスを封入したガス供給源と
してのガスボンベであり、室内１０１とはガス供給経路
１０４にて連通されている。この経路１０４には、ガス
の供給圧力を一定（ｏ、３−１ｋｇ／ｃｍ″）にするた
めの圧力調整器１０５、塵埃を除去するためのフィルタ
ー１０６、及び二酸化炭素ガスの流通を制御するための
二方弁から成るバルブ１０７が接続される。センサー１
０２の出力は制御装置１０８に入力され、制御装置１０
８はセンサー１０２の出力に基づき、バルブ１０７の制
御出力を発生してバルブ１０７を開閉し、室１０１内の
二酸化炭素ガス濃度を所定の値に調節する。

１０９は圧力センサーであり、圧力調整器１０５の下流
側経路１０４の圧力を検出し、この出力を増幅回路を含
む比較器１１０に入力し、所定の圧力より低下すると、
比較器１１０は警報装置１１１を動作させて使用者にガ
スボンベ１０３が空になったことを警告するものである
。

（ハ）発明が解決しようとする課題係る従来の構成では、制御するガスの種類が複数であっ
て複数のガスボンベが使用される場合、ボンベの数だけ
圧力センサーが必要になる。またこの種圧力センサーは
長期間圧力が加わったままで使用されるため、信頼性の
高い高価なものが必要となっていた。

本発明は係る課題を解決するために成されたものである
。

（ニ）課題を解決するための手段本発明は、培養室と、ガス供給源と、このガス供給源と
培養室を連通ずる経路と、この経路に設けた流通制御手
段と、培養室内のガス濃度を検出するセンサーと、この
センサーの出力が入力され流通制御手段の制御出力を発
生する制御装置と、警告手段とから培養装置を構成し、
制御装置は前記センサーの出力に基づいて前記制御出力
を発生し、培養室内のガス濃度を制御すると共に、セン
サーの出力変化と前記制御出力の状態に基づいて前記ガ
ス供給源の残存状態を検知し、警告手段を動作させるよ
うにしたものである。

（ホ）作用本発明によれば、圧力センサー及びその周辺の電気回路
が不要となる。また、ガス供給源の空の他、ガス供給経
路の目詰まりによるガス供給不良も検知可能となる。

（へ）実施例次に本発明の詳細な説明する。第１図は本発明の培養装
置１の構成図を示す。培養装置１の培養室２内は断熱材
にて断熱されており、例えば二酸化炭素を封入したガス
ボンベ３と、窒素を封入したガスボンベ４とが別々の経
路５．６にてそれぞれ培養室２と連通せられる形となっ
ている。各経路５及び６には同様の圧力調整器７．８、
塵埃除去用のフィルター９．１０、二方弁から成るバル
ブ１１．１２がそれぞれ順次介設されている。

１３は資料ガス経路であり、ここにエアポンプ１４と、
二酸化炭素ガス濃度センサー１５及び酸素ガス濃度セン
サー１６が介設され、エアポンプ１４は培養室２内の雰
囲気を資料ガスとして吸引し、各センサー１５及び１６
に流通させた後、再び培養室２内に戻すよう動作する。

二酸化炭素ガス濃度センサー１５は赤外線検知方式のガ
スセンサー、酸素ガス濃度センサー１６は電気伝導度を
検知する方式のガスセンサーであり、各センサー１５及
び１６の出力はマイクロコンピュータにて構成される制
御装置１７に入力される。制御装置１７はバルブ１１及
び１２の制御出力をそれぞれ発生し、且つブザー、ラン
プ及び又は文字表示パネル等から成る警告手段１８の動
作を制御する。

次に第２図及び第３図を利用して制御装置１７の動作を
説明する。一般にこの種培養装置は二酸化炭素ガス濃度
５％、酸素ガス濃度５％における用途が多く、標準的な
ガスボンベでは二酸化炭素ガスでは約１年間、窒素ガス
ではｌ乃至２週間で空になる。また、酸素ガス濃度の制
御に窒素ガスを用いるのは、大気中の酸素濃度が約２１
％であり、５％で使用する場合は窒素ガスによって培養
室２内の酸素ガス濃度を下げる必要があるからである。

尚、大気中の二酸化炭素濃度は約０．０３％であり、ま
た、説明の便宜上二酸化炭素ガス濃度の制御についての
み説明する。

ガスボンベ３に正常量の二酸化炭素が封入されている場
合は、培養装置ｌの設置復電源を投入すると培養室２内
の二酸化炭素ガス濃度は大気の００３％であるから、制
御装置１１７は制御出力を発生してバルブ１１を開き、
ボンベ３がら二酸化炭素ガスを培養室２内に導入する。

これによって培養室２内の二酸化炭素ガス濃度は、第２
図のように大気の二酸化炭素ガス濃度０．０３％から上
昇して行く。その後５％の設定値Ｓ■の上に設定した上
限値ＥＨに到達すると制御装置１７は制御出力を発生し
てバルブ１１を閉じる。それによって二酸化炭素ガス濃
度が低下し、設定値Ｓ■の下に設定した下限値Ｅ　Ｌま
で低下すると、制御装置１７は再びバルブ１１を開く。

以下これを繰り返し、培養室２内の二酸化炭素ガス濃度
を平均して設定値ＳＶに制御する。

ここで制御装置１７はバルブ１１を開いている間、定期
的（例えば１分間隔Ｓ１〜Ｓ、）にセンサ１５から入力
する二酸化炭素ガス濃度（以下Ｅと称す）をサンプリン
グして、濃度Ｅの変化量ｅを逐次算出しており、第２図
に示す正常状態でこのｅは１％であるものとする。

次にボンベ３内の二酸化炭素の残存量が少ないと、第３
図に示す如くバルブ３を開いても、単位時間当りに流入
する量が少ないので、濃度Ｅの変化量ｅは小さくなり、
空になるとその変化量ｅは０％になる。

制御装置１７はバルブ１１を開く制御出力を発生してい
る状態で、この変化量ｅが所定の値、例えば０．２％よ
り小さくなると、ボンベ３に残存している二酸化炭素の
量が少なくなったものと判断し、警告手段１８を動作せ
しめて警報を発し、使用者にボンベ３の交換を要求する
。

これによって従来の如き圧力センサーを用いることなく
培養室２内の状況からボンベ３が空になったことを検知
することができる。このことはまたボンベ３が空になっ
たことのみならず、ボンベ３から培養室２に至る経路５
中における故障（フィルター９やバルブ１１の目詰まり
等）をも検知できることを意味する。即ち、警告手段１
８が動作してボンベ３をチエツクした時に二酸化炭素が
十分残存していれば、係る故障と判断できる。

ここで、実施例では警報を発する基準値ｅ０を０．２％
としたので、ボンベ３が完全に空になる以前に警報を発
することができる。一方、これを基準値ｅ０を０％とす
ればボンベ３が完全に空になった時に警報を発するよう
になる。

また、窒素ガスボンベ４が空になったことを検知する場
合も同様であり、バルブ１２が開いている状態でセンサ
ー１６の出力により酸素ガス濃度の変化量が所定の値よ
り小さい場合は、制御装置１７は窒素ガスボンベ４の残
存量が減少したと判断し、警告手段１８を動作せしめる
。但し、この場合はバルブ１２が開くと酸素ガス濃度が
減少する点で異なる。即ち、この減少度合いが小さい場
合はボンベ４の空と判断することになる。

尚、上記実施例では二酸化炭素ガス濃度Ｅが下限値ＥＬ
から上限ＭＥＨに至る間バルブ１１を開放しているが、
それに限らず、第４図に示すように一定周期ＴＳ（例え
ば１分）の間の開放期間の比率を制御するものであって
も良い。第４図は制御出力比（以下ＯＲと称す）３０％
（期間ＴＳ中の３０％の期間間いていること）の場合を
示している。この場合は制御出力比ＯＲが大であるのに
変化量ｅが小さいときに警報を発する。

ただし、その場合は上記警報を発生する基準値ｅ０と上
記制御出力比ＯＲとの関係を設定する必要がある。即ち
、制御出力比ＯＲの減少に合わせて基準１ｆｉｅｏを減
少させる必要があり、その関係は定数倍の一次関数でも
良く、他にファジィ推論等にて関係付けても良い。

（ト）発明の効果本発明によれば、ガス供給源のガスの残存状態を検知す
るために圧力センサーを用いる必要がなく、更にその周
辺回路も不要となってコストの低減が図れる。これは特
に複数のガス供給源を使用する場合に有効である。

また、本発明によればガス供給源の残存量の減少の他、
ガスを供給する経路の目詰まり等によるガス供給不良の
検知も可能となり、培養物の損害を確実に防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の培養装置の構成図、第２図及び第３図
は二酸化炭素ガス濃度の時間推移を示す図、第４図はバ
ルブの制御の他の実施例を説明する図、第５図は従来の
培養装置の構成図である。１・・・培養装置、２・・・培養室、３．４・・・ガス
ボンベ　５．６・・・経路、１１．１２・・・バルブ、
１５・・・二酸化炭素ガス濃度センサー、１６・・・酸
素ガス濃度センサー、１７・・・制御装置、１８・・・
警告手段。

Claims

【特許請求の範囲】

１）培養室と、ガス供給源と、該ガス供給源と前記培養
室を連通する経路と、該経路に設けた流通制御手段と、
前記培養室内のガス濃度を検出するセンサーと、該セン
サーの出力が入力され前記流通制御手段の制御出力を発
生する制御装置と、警告手段とから成り、前記制御装置
は前記センサーの出力に基づいて前記制御出力を発生し
、前記培養室内のガス濃度を制御すると共に、前記セン
サーの出力変化と前記制御出力の状態に基づいて前記ガ
ス供給源の残存状態を検知し、前記警告手段を動作させ
ることを特徴とする培養装置。