JPH0440887A

JPH0440887A - 培養装置

Info

Publication number: JPH0440887A
Application number: JP14957590A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Tamaoki; 裕一玉置; Sadami Hagiguchi; 萩口　定美
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: 2009-12-21
Also published as: JPH06104055B2

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、湿度環境のはかに、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予備のガスボン
ベを準備して置き、ガスの供給をこれに切り換えるよう
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１０１内の
例えば酸素ガス濃度を検出するためのセンサーである。

１０３は窒素ガスを封入した主ガス供給源としての主ガ
スボンベであり、接続口Ａにて主経路１０４に連通され
ている。この主経路１０４には、塵埃を除去するための
フィルター１０６が介設され、三方切換弁１０７の一方
の入口に接続されている。１０８は同様に窒素ガスを封
入した予備ガス供給源としての予備ガスボンベであり、
接続口Ｂにて予備経路１０９に連通されている。この予
備経路１０９には同様に塵埃を除去するためのフィルタ
ー１１０が介設され三方切換弁１０７の他方の入口に接
続されている。

三方切換弁１０７は共通経路１１１にて培養室１０１内
と連通されるが、共通経路１１１には二方弁から成るバ
ルブ１１２が介設される。センサー１０２の出力は制御
装置１１３に入力され、制御装置１１３はセンサー１０
２の出力に基づき、バルブ１１２の制御出力を発生して
バルブ１１２を開閉し、室１０１内の酸素ガス濃度を所
定の値に調節する。

ここで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、室１ｏｌ内を酸素ガ
ス濃度５％等の低い値で使用する場合は窒素ガスによっ
て室１０１内の酸素ガス濃度を下げる必要があるからで
ある。

１１４．１１５はは圧力センサーであり、フィルター１
０６と主ガスボンベ１０３の間及び予備ガスボンベ１０
８とフィルタ〜１１０の間の主経路１０４及び予備経路
１０９の圧力をそれぞれ検出し、これらの出力を増幅回
路を含む比較器１１６に入力している。比較器１１６は
圧力センサー１１４の出力に基づき、主ガスボンベ１０
３にガスがあって主経路１０４の圧力が所定値以上であ
れば、三方切換弁１０７を主経路１０４側に切り換えて
主ガスボンベ１０３から培養室１０１内に窒素ガスを供
給する。

一方、主経路１０４の圧力が所定の圧力より低下すると
、比較器１１６は三方切換弁１０７を予備経路１０９側
に切り換え、予備ガスボンベ１０８からガスを供給する
。

（ハ）発明が解決しようとする課題係る従来の構成では、三方切換弁１０７やバルブ１１２
の故障により流通路が開放できなくなった場合や、フィ
ルター１０６が目詰まりしてガスが流れなくなった場合
でも、圧力センサー１０４には圧力が加わっているので
、異常として検知することができない。また、このよう
な異常や、主ガスボンベ１０３の空が発見出来たとして
も、三方切換弁１０７またはバルブ１１２が故障してい
ると、結局予備ガスボンベ１０８からはガスは供給され
ない問題があった。

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、主ガス供給源と、この主ガス供給
源と培養室を連通する主経路と、予備ガス供給源と、こ
の予備ガス供給源と培養室を連通ずる予備経路と、両経
路にそれぞれ設けた主流通制御手段と予備流通制御手段
と、培養室内のガス濃度を検出するセンサーと、このセ
ンサーの出力が人力され、両流通制御手段の制御出力を
発生する制御装置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、
主流通制御手段により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主流通制御手段の制御状態
に基づいて主ガス供給源の残存状態を検知し、主流通制
御手段を閉じて予備流通制御手段により培養室内のガス
濃度を制御するようにしたものである。

（ホ）作用本発明に、よれば、主ガス供給源の空の他、主経路の目
詰まりによるガス供給不良も検知できる。

また、これを検知した後も主経路とは独立した予＠経路
にて予備ガス供給源のガスを培養室に導入し、更に、こ
れも独立した予備流通制御手段にてガスの流通を制御す
るので、培養室内のガス濃度制御を安定的に継続できる
。

（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二酸
化炭素ガスボンベ３が第２図に示す如き接続口Ｃにて二
酸化炭素ガス供給経路４に連通せられ、この経路４は培
養室２に連通せられている。この二酸化炭素ガス供給経
路４には、塵埃を除去するためのフィルター５及び二方
弁から成るバルブ６が介設されている。

７は窒素を封入した主ガスボンベであり、接続口Ａにて
主経路８に連通せられ、この主経路８は培養室２に連通
せられている。この主経路８にも塵埃を除去するための
フィルター９及び二方弁から成る主バルブＩＯが介設さ
れている。

１１は同様に窒素を封入した予備ガスボンベであり、接
続口Ｂにて予備経路１２に連通せられ、この予備経路１
２は主バルブ１０下流の主経路８に連通せられている。

この予備経路１２にも、塵埃を除去するためのフィルタ
ー１３及び二方弁から成る予備バルブ１４が介設されて
いる。

ここで、予備経路１２は直接培養室２に連通させても良
い。

１５は培養室２内の二酸化炭素ガス濃度を検出するため
の二酸化炭素ガス濃度センサー、１６は同酸素ガス濃度
を検出するための酸素ガス濃度センサーで、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Ｉ６は電気伝導度を検知する方
式のガスセンサーで構成され、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６、主バルブ
１０及び予備バルブ１４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３図及び第４図を参照して制御装置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
ガスボンベで二酸化炭素ガスでは約１年間、窒素ガスで
は１乃至２週間で空になる。従って窒素ガスの消費料は
多く、口述する主バルブ１０の動作回数も多くなるので
、バルブ６よりも故障確率は大きくなる。また、酸素ガ
ス濃度の制御に窒素ガスを用いているのは、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ｌ震度は約０．０３％である。

また、制御装置１７はセンサー１５の出力に基づいてバ
ルブ６を開閉し、培養室２内を所定の二酸化炭素ガス濃
度に制御するが、説明の便宜上、以下は酸素ガス濃度の
制御についてのみ説明する。

主ガスボンベ７に正常量の窒素が残存している場合は、
培養装置１の設置後電源を投入すると培養室２内の酸素
ガス濃度は大気の２１％であるから、制御装置１７は制
御出力を発生して主バルブｌＯを開き、主ガスボンベ７
がら窒素ガスを培養室２内に導入する。これによって培
養室２内の酸素は押し出されて希釈され、酸素ガス濃度
は、第３図のように大気の酸素ガス濃度約２１％から降
下し一〇行く。その後５％の設定値Ｓ■の下に設定した
下限値ＥＬに到達すると制御装置Ｉ７は制御出力を発生
して主バルブ１０を閉じる。それによって酸素ガス濃度
が上昇し、設定値Ｓ■の上に設定した上限値Ｅ）（まで
上昇すると、制御装置１７は再び主バルブｌＯを開く。

以下これを繰り返して培養室２内の酸素ガス濃度を平均
して設定値Ｓ■に制御する。この間制御装置１７は予備
バルブ１４を閉じている。

ここで制御装置１７はバルブ１０を開いている間、定期
的（例えば１分間隔Ｓ、〜Ｓ、）にセンサー１６から入
力する酸素ガス濃度（以下Ｅと称す）をサンプリングし
て、濃度Ｅの変化量ｅを逐次算出している。

次に主ボンベ７内の窒素の残存量が少ないと、第４図に
示す如く主バルブ１０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ｅ０は小さくなり
、空になるとその変化量ｅは増加に転じる。

制御装置１７は主バルブ１０を開く制御出力を発生して
いる状態で、この変化量ｅが所定の値より小さくなると
、主ボンベ７に残存している窒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、
使用者に主ボンベ７の交換を要求する。

同時に主バルブ１ｏを閉じ、今度は予備バルブ１４を開
いて予備ボンベ１１がら窒素ガスを培養室２内に導入す
る。以後、制御装置１７はこの予備バルブ１４を開閉制
御することにより、培養室２内の酸素ガス濃度Ｅを調節
する。

以上の如き構成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内の状況がら主ボンベ７が空になっ
たことを検知し、予備ボンベ１１に切り換えることがで
きる。このことは、また主ボンベ７が空になったことの
みならず、主ボンベ７から培養室２に至る主経路８中に
おける故障（フィルター９やバルブＩＯ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１８が
動作して主ボンベ７をチエツクした時に窒素が十分残存
していれば、係る故障と判断できる。

また、本発明では主経路８とは独立して予ｇａ経路１２
を設け、更に主バルブｌＯとは別個の予備バルブ１４に
て予備ガスへの切り換えと供給制御を行うので、上記の
ような主経路８の故障時にも予備ガスの供給を確保でき
、培養細胞の死滅を防止できる。

（ト）発明の効果本発明によれば、主ガス供給源の残存量の減少の他、主
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
るまた、これを検知した後も主経路とは独立した予備経路
にて予備ガス供給源のガスを培養室に導入し、更に、こ
れも独立した予備流通制御手段にてガスの流通を制御す
るので、培養室内のガス濃度制御を安定的に継続し、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図はガスボン
ベの接続口を示す図、第３図及び第４図は酸素ガス濃度
の時間推移を示す図、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、７・・・主ガスボ
ンベ８・・・主経路、１０・・・主バルブ、１１・・・
予備ガスボンベ、１２・・・予備経路、１４・・・予備
バルブ、・・・酸素ガス濃度センサー、１７・・・制御
装置。

Claims

【特許請求の範囲】

１）培養室と、主ガス供給源と、該主ガス供給源と前記
培養室を連通する主経路と、予備ガス供給源と、該予備
ガス供給源と前記培養室を連通する予備経路と、両経路
にそれぞれ設けた主流通制御手段と予備流通制御手段と
、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、両流通制御手段の制御出力を
発生する制御装置とから成り、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、前記主流
通制御手段により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主流通制御手段の
制御状態に基づいて前記主ガス供給源の残存状態を検知
し、前記主流通制御手段を閉じて前記予備流通制御手段
により前記培養室内のガス濃度を制御することを特徴と
する培養装置。