JPH0453485A - 高密度培養装置および培養方法 - 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】 〈産業上の利用分野ン 本発明は微生物や動植物細胞などの培養物を高密度状態
で培養する装置、および培養方法に関するものである。

〈従来の技術〉 動植物の細胞や組織からは医薬品などの有用な物質が得
られることがあるため、このような有用物質を効率良く
かつ恒常的に得る目的で工業的な培養技術が検討されて
いる。特に、集塊径の大きな培養物を得るためには、一
般に液体培地内での回分培養法が採用されている。

しかしながら、回分培養法では液体培地の成分組成が変
化したり培養物の密度が変化するために、培養条件を一
定に維持することが困難であったり、また工業化する際
に培養装置が大型化したり、最終培養物を収穫するまで
の期間が長くなるといった問題点を有する。

このような問題点を解決する方法として高生産性を目的
とした連続培養法が検討されている。通常、連続培養法
では培養槽内の液体培地中に培養すべき培養物を浸漬さ
せた状態で、さらに液体培地を供給して培養液内にて培
養物を流動させながら増殖せしめ、培養槽内の増殖した
培養物を培養槽内の液体培地による水頭圧や重力の利用
、あるいはポンプによって一定量の液体培地と共に培養
物を連続的に収穫口から取り出すという方法を採用して
いる。

しかし、一定量の液体培地のみの入れ換えでは〜培養時
間が長期間に及ぶと培養密度が高まると共に、ヘドロ状
となった培養物の滓や成分バランスの崩れた利用済の液
体培地が培養槽中に残存するために、これらの物質が培
養時の生育阻害物質として作用して培養物の増殖能力を
低減させ、目的とする高生産性が達成できないことがあ
る。

さらに、培養槽から増殖した培養物を繰り返して取り出
すので、収穫用タンクパルプのパツキン等に培養物の滓
が付着してシール不良を起こす恐れがある。このシール
不良に起因して収穫口からコンタミネーションが発生す
ることもあり、長時間にわたる連続培養は事実上困難で
ある。また、上記コンタミネーションが発生しなくても
、細胞密度が高くなって集塊径が大きくなった培養物は
収穫時に培養物が詰まることがあるので、培養物を定量
的に収穫し難いものである。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明は上記従来から採用されてきた培養方法の課題を
解決するために検討を重ねた結果、見い出したものであ
って、その目的は例えば、ニンジンカルスなどの植物組
織のように比較的集塊径の大きな培養物を、コンタミネ
ーションを生じずに高密度状態にて長期間培養できる装
置を提供することにある。

また、他の目的はこのような培養装置を用いた培養方法
を提供することにある。

く課題を解決するための手段〉 即ち、本発明の培養装置は培養物の定量収穫が可能な培
養物収穫機構と、利用済の液体培地の少なくとも一部を
抜き取りする液体培地抜取機構とを具備してなるもので
あって、また本発明の培養方法は培養槽内にシート培養
物および液体培地を無菌的に供給する工程と、所定の高
濃度になるまで培養物を増殖せしめる工程と、増殖した
培養物を定量収穫が可能な培養物収穫機構によって一定
量収穫し、次いで培養槽内に残存する利用済の液体培地
の少なくとも一部を液体培地抜取機構にて抜き取る工程
と、液体培地を無菌的に一定量補給する工程とを含んで
なるものであって、このような装置および方法を採用す
ることによって、上記目的を達成することができる。

〈実施例〉 以下に、本発明を図面を用いて具体的に説明する。

本発明の高密度培養装置は、図面に示すように撹拌翼１
８を備え、シート培養物供給槽２および液体培地供給槽
３を上部に接続した培養槽１に、培養物収穫機構と液体
培地抜取機構とを具備してなるものである。なお、図示
のバブル発生器（スパージャ−）２４は好気性微生物の
培養においてのみ必要であって、空気発生器２０から除
菌フィルター２２を通して送られている空気を培養槽１
内の培養液中に供給するものである。

培養物収穫機構は培養槽１の底部に設けられており、開
閉弁３０．３２および培養物定置ゾーン１０を介して収
穫槽４に連結されている。収穫槽４の下部には培養物抜
取用の開閉弁４０が設けられている。

一方、培養槽１の下部に設けられている液体培地抜取機
構は抜取口１２．開閉弁３４．３６．３８および抜取流
路管１４からなる。

培養槽１の上部には培養初期工程にのみ必要となるシー
ト培養物供給槽２と、培養初期工程および液体培地補給
工程にて必要となる液体培地供給槽３が接続されている
。

本発明の高密度培養装置を用いた培養方法について、さ
らに詳しく説明する。

まず、培養槽ｌ内を空滅菌したのち、第１の工程として
液体培地供給槽３の内圧を培養槽１よりも高く維持しな
がら滅菌済みの液体培地を培養槽ｌ内へ供給する。次い
で、培養すべき植物細胞などの培養物を予め培養したシ
ート培養物供給槽２から培養物を培養槽１内に圧送など
の手段によって供給する。

次に、第２の工程として培養槽１内で液体培地中に浸漬
した培養物は撹拌されている間に増殖を続け、所望する
濃度、好ましくは液体培地中における最密状態に対して
約５０％以上となるまで増殖せしめる。

増殖した培養物は前記培養物収１機構によって一定量を
収穫すると共に、培養工程にて利用済の液体培地の少な
くとも一部を液体培地抜取機構にて抜き取る。この工程
において、培養物は開閉弁３０および３２の開閉操作に
よって所望する量の培養物を定量ゾーン１０に貯溜後、
収穫槽４に収穫する。定量ゾーン１０の使用後は洗浄、
滅菌、無菌乾燥によって、常時無菌状態に維持されてい
る（図示省略）。また、液体培地の抜き取りは液体培地
抜取口１２によって培養物残渣などを濾過したのち、液
体培地の少なくとも一部、好ましくは９０％以上を抜き
取り、開閉弁３８によって装置外に排出する。抜取口１
２には残渣の濾過のために多孔性材料、例えば丸孔２〜
５肛のステンレス製メツシュやナイロン濾布、開孔率４
０〜６０％の棒状ストレーナなどを用いることが好まし
い。

抜取流路管１４は上記定量ゾーン１０と同様、無菌状態
に維持されている。なお、抜き取り操作時に抜取口１２
に目詰まりを生した場合は、開閉弁３８を閉じたのちに
開閉弁３６．３４を開けて無菌空気を培養槽１内に送る
ことで回避することができる。

上記工程にて培養物の定量収穫および液体培地の抜き取
りが完了した後、液体培地を抜き取り量に応して一定量
補給する。

以上の一連の工程を連続して、または間欠的に行なうこ
とによって目的とする培養物を高密度状態にて効率良（
得ることができる。

〈発明の効果〉 以上のように、本発明の高密度培養装置および培養方法
によれば、一定量の培養物を収穫できると共に、利用済
の液体培地の少なくとも一部を抜き取り、補給して培養
を行なっているために、培養条件を高密度状態で安定し
て維持できるものである。また、従来の培養装置および
培養方法では培養槽内に蓄積していたヘドロ状の細胞の
滓や、不要となった液体培地などの生育阻害物質を、本
発明では確実に除去することができるので、例えば６力
月以上に及ぶ長期間の培養であっても培養効率の低下を
招かずに、集塊径の大きな植物細胞などの高密度培養が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の高密度培養装置の一実例を示す断面模式
図である。 １・・・培養槽、２・・・シート培養物供給槽。 ３・・・液体培地供給槽、４・・・収穫槽。 １０・・・培養物定量ゾーン、１２・・・液体培地抜取
口１４・・・液体培地抜取流路管

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）培養物の定量収穫が可能な培養物収穫機構と、利
   用済の液体培地の少なくとも一部を抜き取りする液体培
   地抜取機構とを具備してなる高密度培養装置。
2. （２）培養槽内にシート培養物および液体培地を無菌的
   に供給する工程と、所定の高濃度になるまで培養物を増
   殖せしめる工程と、増殖した培養物を定量収穫が可能な
   培養物収穫機構によって一定量収穫し、次いで培養槽内
   に残存する利用済の液体培地の少なくとも一部を液体培
   地抜取機構にて抜き取る工程と、液体培地を無菌的に一
   定量補給する工程とを含んでなる高密度培養方法。