JPH06261740A - 磁場における微細生物の培養及び 微細生物による物質生産法 - Google Patents
磁場における微細生物の培養及び 微細生物による物質生産法Info
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- JPH06261740A JPH06261740A JP5077511A JP7751193A JPH06261740A JP H06261740 A JPH06261740 A JP H06261740A JP 5077511 A JP5077511 A JP 5077511A JP 7751193 A JP7751193 A JP 7751193A JP H06261740 A JPH06261740 A JP H06261740A
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- magnetic field
- gauss
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- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 強度0.5ガウス〜20万ガウスの均質磁場
又は強度0ガウス〜20万ガウス変動磁場において、ア
ミノ酸の1又は2以上を添加した培地で微細生物を培養
する。 【効果】 磁場とアミノ酸の1又は2以上の添加による
効果によって、微細生物の増殖をより高め、かつ、微細
生物の生産する物質の生産性を高める。
又は強度0ガウス〜20万ガウス変動磁場において、ア
ミノ酸の1又は2以上を添加した培地で微細生物を培養
する。 【効果】 磁場とアミノ酸の1又は2以上の添加による
効果によって、微細生物の増殖をより高め、かつ、微細
生物の生産する物質の生産性を高める。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はアミノ酸の1もしくは2
以上を添加した培地を用いて磁場、特に超電導電磁石に
よって発生させられた磁場の中で微細生物を培養する方
法に関するものである。
以上を添加した培地を用いて磁場、特に超電導電磁石に
よって発生させられた磁場の中で微細生物を培養する方
法に関するものである。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】本発明では磁場中でア
ミノ酸の1もしくは2以上を添加した培地を用いて微細
生物を短時間で大量に増殖させたり、微細生物が生産す
る物質を短時間に大量に生産させることを目的としてい
る。
ミノ酸の1もしくは2以上を添加した培地を用いて微細
生物を短時間で大量に増殖させたり、微細生物が生産す
る物質を短時間に大量に生産させることを目的としてい
る。
【0003】
【課題を解決するための手段】本発明は、磁場、特に超
電導電磁石によって発生させられた磁場の中で、アミノ
酸の1もしくは2以上を添加した培地を用いて微細生物
を培養することによって、微細生物を短時間に大量に増
殖させたり、微細生物が生産する物質を短時間に大量に
生産させることを可能としたものである。
電導電磁石によって発生させられた磁場の中で、アミノ
酸の1もしくは2以上を添加した培地を用いて微細生物
を培養することによって、微細生物を短時間に大量に増
殖させたり、微細生物が生産する物質を短時間に大量に
生産させることを可能としたものである。
【0004】本発明における微細生物とは、細菌、か
び、酵母 などの微生物、動物細胞、植物細胞などすべ
ての微細生物を意味している。また、これら微細生物に
は各種抗生物質や各種酵素などの物質を生産する微細生
物や遺伝子操作した各種微細生物を包含している。
び、酵母 などの微生物、動物細胞、植物細胞などすべ
ての微細生物を意味している。また、これら微細生物に
は各種抗生物質や各種酵素などの物質を生産する微細生
物や遺伝子操作した各種微細生物を包含している。
【0005】本発明においては、強度0.5〜20万ガ
ウスの均質磁場もしくは0ガウス〜20万ガウス変動磁
場において磁場を印加しながら微細生物を培養する。
ウスの均質磁場もしくは0ガウス〜20万ガウス変動磁
場において磁場を印加しながら微細生物を培養する。
【0006】本発明における磁場の印加は、強度0.5
ガウス〜1.5万ガウス程度であれば従来の電磁石でよ
いが、強度0.5ガウス〜20万ガウスの印加であれば
超電導電磁石によるのがよい。
ガウス〜1.5万ガウス程度であれば従来の電磁石でよ
いが、強度0.5ガウス〜20万ガウスの印加であれば
超電導電磁石によるのがよい。
【0007】本発明に用いる超電導電磁石は、従来周知
のもので、内部は−269℃の冷媒のなかにニオブ合金
やニオブ化合物からなるコイルが入れられ、このコイル
に高圧の電流を通し、強度0.5ガウス〜20万ガウス
の磁場を作成する。
のもので、内部は−269℃の冷媒のなかにニオブ合金
やニオブ化合物からなるコイルが入れられ、このコイル
に高圧の電流を通し、強度0.5ガウス〜20万ガウス
の磁場を作成する。
【0008】図1には超電導電磁石の最大中心磁場が7
万ガウスのときの磁場強度の曲線が示されるが、この曲
線に示されるように、中心から半径15cmの円までは
磁場強度が7万ガウスであり、この円内に培養すれば均
質磁場で培養されることとなる。
万ガウスのときの磁場強度の曲線が示されるが、この曲
線に示されるように、中心から半径15cmの円までは
磁場強度が7万ガウスであり、この円内に培養すれば均
質磁場で培養されることとなる。
【0009】ここで発明における均質磁場とは、場所に
よらず磁場強度が等しく時間に依存して磁場強度が変化
しない磁場を意味している。図1の例では、最大中心磁
場7万ガウスに対して差が±0.5%以内の磁場強度の
領域(中心から半径15cm)を均質磁場領域とした。
また、本発明における変動磁場とは、時間に依存して磁
場強度が変化する磁場を意味している。実際には、培養
容器に印加しつつある磁力を経時的に変化させて変動磁
場とすることができる。また、印加しつつある同じ磁力
であっても、電流のオン、オフによって磁力を与えた
り、与えなくしたりして変動磁場とすることもできる。
更に、磁力の変化とオン、オフを組合せることも可能で
ある。
よらず磁場強度が等しく時間に依存して磁場強度が変化
しない磁場を意味している。図1の例では、最大中心磁
場7万ガウスに対して差が±0.5%以内の磁場強度の
領域(中心から半径15cm)を均質磁場領域とした。
また、本発明における変動磁場とは、時間に依存して磁
場強度が変化する磁場を意味している。実際には、培養
容器に印加しつつある磁力を経時的に変化させて変動磁
場とすることができる。また、印加しつつある同じ磁力
であっても、電流のオン、オフによって磁力を与えた
り、与えなくしたりして変動磁場とすることもできる。
更に、磁力の変化とオン、オフを組合せることも可能で
ある。
【0010】また、磁場の強度は一定として、培養容器
の移動、例えば振とう培養などを行ったり、磁場そのも
のを移動させたりして、変動磁場とすることもできる。
の移動、例えば振とう培養などを行ったり、磁場そのも
のを移動させたりして、変動磁場とすることもできる。
【0011】更に、磁場の強度の変化と培養容器の移動
などを適宜組合せて変動磁場とすることができる。
などを適宜組合せて変動磁場とすることができる。
【0012】本発明においては、このような磁場中で微
細生物を培養するに際し、アミノ酸の1もしくは2以上
を添加した培地を用いて、微細生物や微細生物の生産す
る各種物質を増収する方法に関するものである。
細生物を培養するに際し、アミノ酸の1もしくは2以上
を添加した培地を用いて、微細生物や微細生物の生産す
る各種物質を増収する方法に関するものである。
【0013】本発明で用いるアミノ酸としてはグルタミ
ン酸、グルタミン、バリン、リジン、メチオニン、スレ
オニン、フェニルアラニン、チロシン、セリン、システ
イン、グリシン、ヒスチジンなどのアミノ酸の1又は2
以上があげられ、またアミノ酸の混合物であるカザミノ
酸も有効に使用される。また、アミノ酸を適宜含有する
各種蛋白質の分解物も有効である。
ン酸、グルタミン、バリン、リジン、メチオニン、スレ
オニン、フェニルアラニン、チロシン、セリン、システ
イン、グリシン、ヒスチジンなどのアミノ酸の1又は2
以上があげられ、またアミノ酸の混合物であるカザミノ
酸も有効に使用される。また、アミノ酸を適宜含有する
各種蛋白質の分解物も有効である。
【0014】本発明において使用する基本培地として
は、炭素源、窒素源、ビタミン類、塩類など適宜添加さ
れた一般培地であればいかなる培地でもよい。また、窒
素源は大量添加するアミノ酸で代替することもできる。
は、炭素源、窒素源、ビタミン類、塩類など適宜添加さ
れた一般培地であればいかなる培地でもよい。また、窒
素源は大量添加するアミノ酸で代替することもできる。
【0015】一般に、磁場中で微細生物を培養すれば微
細生物体はよく増殖し、抗生物質等の生産性は高まるの
であるが、その理由の詳細は明らかではない。しかし、
微細生物が磁場の印加を受け、細胞膜に変化が起り、栄
養分の吸収速度が早くなって、微細生物体内の各種物質
の生産が増進し、増殖が活発になることは考えられる。
また、増殖が活発になれば、抗生物質等の物質を生産す
る各遺伝子もそれにともなってふえることとなり、物質
の生産性が高まることは考えられる。
細生物体はよく増殖し、抗生物質等の生産性は高まるの
であるが、その理由の詳細は明らかではない。しかし、
微細生物が磁場の印加を受け、細胞膜に変化が起り、栄
養分の吸収速度が早くなって、微細生物体内の各種物質
の生産が増進し、増殖が活発になることは考えられる。
また、増殖が活発になれば、抗生物質等の物質を生産す
る各遺伝子もそれにともなってふえることとなり、物質
の生産性が高まることは考えられる。
【0016】本発明においては、このような磁場の効果
に加えて、アミノ酸の1又は2以上の添加による効果に
よって、微細生物の増殖を活発化し、微細生物の生産す
る各種物質の生産性を高めることができる。
に加えて、アミノ酸の1又は2以上の添加による効果に
よって、微細生物の増殖を活発化し、微細生物の生産す
る各種物質の生産性を高めることができる。
【0017】次に、本発明の実施例を図面を参照しなが
ら説明する。
ら説明する。
【0018】
【実施例1】図2は本実施例に用いた装置(バイオリア
クター)を示す。
クター)を示す。
【0019】図2のバイオリアクターにおいて、絶縁性
の材料を二重容器構造としてなる二つの培養槽17、1
8が、同一軸芯上で左右方向に離間して配設されてお
り、この各培養槽17、18の内部には、それぞれ反応
液16、16が収容されている。上記培養槽17、18
は、その中央部分で共通の振とう機構19と絶縁性の材
料からなる連結部材20、21を介して連結されてお
り、この振とう機構19により上記軸芯上において水平
往復振とうされる。一方の上記培養槽18は、超電導電
磁石(以下電磁石という)22内部の中心軸上に位置し
ており、他方の上記培養槽17は、磁気シールド23に
て覆われている。
の材料を二重容器構造としてなる二つの培養槽17、1
8が、同一軸芯上で左右方向に離間して配設されてお
り、この各培養槽17、18の内部には、それぞれ反応
液16、16が収容されている。上記培養槽17、18
は、その中央部分で共通の振とう機構19と絶縁性の材
料からなる連結部材20、21を介して連結されてお
り、この振とう機構19により上記軸芯上において水平
往復振とうされる。一方の上記培養槽18は、超電導電
磁石(以下電磁石という)22内部の中心軸上に位置し
ており、他方の上記培養槽17は、磁気シールド23に
て覆われている。
【0020】この超電導電磁石は、図1に示されるよう
に、中心から半径15cmの円までは磁場強度が7万ガ
ウス(磁場均一度±0.5%)であるが、中心から距離
が遠ざかるに従って磁場強度が弱くなっている。従っ
て、培養槽が中心から半径15cmの円内で振とう培養
されるときは均質磁場が印加されることになる。
に、中心から半径15cmの円までは磁場強度が7万ガ
ウス(磁場均一度±0.5%)であるが、中心から距離
が遠ざかるに従って磁場強度が弱くなっている。従っ
て、培養槽が中心から半径15cmの円内で振とう培養
されるときは均質磁場が印加されることになる。
【0021】しかし、図1に示すようにこの超電導電磁
石を用いて中心から半径15cmより遠ざかると急激に
磁場強度は低下する。図1において5万〜6万ガウスの
勾配磁場のあるところは中心から25〜30cmの位置
にあることになる。従って、培養槽の中心を電磁石の中
心から25〜30cmづらしてセットし、その位置で振
とう培養すれば培養物には磁場強度5万ガウスから6万
ガウスの変動磁場が印加されることになる。これ以上大
きな巾で振とうすれば最大0ガウス〜7万ガウスの範囲
の変動磁場も印加可能である。
石を用いて中心から半径15cmより遠ざかると急激に
磁場強度は低下する。図1において5万〜6万ガウスの
勾配磁場のあるところは中心から25〜30cmの位置
にあることになる。従って、培養槽の中心を電磁石の中
心から25〜30cmづらしてセットし、その位置で振
とう培養すれば培養物には磁場強度5万ガウスから6万
ガウスの変動磁場が印加されることになる。これ以上大
きな巾で振とうすれば最大0ガウス〜7万ガウスの範囲
の変動磁場も印加可能である。
【0022】上記電磁石22の内部では、最大12万ガ
ウス〜最小500ガウスの均一磁場が発生させられ、こ
の時上記磁気シールド23の内部では、磁場の強さが
0.5ガウス以下(地磁気の強さは0.2ガウス〜0.
5ガウスである。)の値となるように配慮がなされてい
る。
ウス〜最小500ガウスの均一磁場が発生させられ、こ
の時上記磁気シールド23の内部では、磁場の強さが
0.5ガウス以下(地磁気の強さは0.2ガウス〜0.
5ガウスである。)の値となるように配慮がなされてい
る。
【0023】従って、上記培養槽17、18は、振とう
機構19により水平往復振とうさせられながら、この培
養槽17の内部では磁場を印加しない状態において微細
生物の培養が図られ、上記培養槽18を中心から少くと
も15cmずらしてセットしておけば、その内部では変
動磁場を印加した状態において微細生物の増殖が図られ
る。
機構19により水平往復振とうさせられながら、この培
養槽17の内部では磁場を印加しない状態において微細
生物の培養が図られ、上記培養槽18を中心から少くと
も15cmずらしてセットしておけば、その内部では変
動磁場を印加した状態において微細生物の増殖が図られ
る。
【0024】更に、上記培養槽17、18は、その二重
構造部分に循環水が満たされており、この部分と外部に
配設された一組の加熱・冷却装置24とは、ポンプ25
を介してチューブ26、27にて閉ループの状態にて接
続されている。上記チューブ26、27は同一仕様の絶
縁性材料からなり、このチューブ26、27内を流通さ
れる循環水にて、上記培養槽17、18内部の各反応液
16、16が例えば−5℃〜75℃の設定値となるよう
に温度調節される。尚この場合の温度情報は、上記培養
槽17、18に取り付けられた温度センサ28、29に
て取り込まれる。
構造部分に循環水が満たされており、この部分と外部に
配設された一組の加熱・冷却装置24とは、ポンプ25
を介してチューブ26、27にて閉ループの状態にて接
続されている。上記チューブ26、27は同一仕様の絶
縁性材料からなり、このチューブ26、27内を流通さ
れる循環水にて、上記培養槽17、18内部の各反応液
16、16が例えば−5℃〜75℃の設定値となるよう
に温度調節される。尚この場合の温度情報は、上記培養
槽17、18に取り付けられた温度センサ28、29に
て取り込まれる。
【0025】本実施例では、このバイオリアクターを用
いてアミノ酸の1又は2以上を添加した培地によって微
生物を培養することにより、変動磁場を印加した時の微
生物の増殖と磁場を印加しない対照の増殖とを同時に可
能とし、磁場の印加による微生物の増殖速度の変化を精
度良く把握できる。
いてアミノ酸の1又は2以上を添加した培地によって微
生物を培養することにより、変動磁場を印加した時の微
生物の増殖と磁場を印加しない対照の増殖とを同時に可
能とし、磁場の印加による微生物の増殖速度の変化を精
度良く把握できる。
【0026】上述のバイオリアクターを用いて、5〜6
万ガウスの変動磁場を印加した培養槽18と対照(地磁
気レベル)の培養槽17内での、大腸菌(E.coli
B(pBR322)株)の増殖速度を比較したが、培
地組成、温度条件、振とう条件は次のとおりである。 VB培地 50倍−E溶液 1ml ※ distilled water 44ml 以上をオートクレーブにより滅菌した後、以下の水溶液
を添加、よく撹拌混合してから実験に使用。 0.5% glucose水溶液 (オートクレーブ滅菌済み) 5ml 5.0mg/ml tryptophan水溶液 (膜濾過除菌済み) 0.5ml ※50倍−E溶液(45℃程度の温度下で調整) MgSO4・7H2O 10g クエン酸・H2O 100g K2HPO4(無水物) 500g NaHNH4PO4・4H2O 175g distlled water 670ml 以上を溶解させた後、クロロホルムを滴下し(容器の底
にクロロホルムの粒が数個確認できる程度)室温で保
存。 振とう速度:120rpm
万ガウスの変動磁場を印加した培養槽18と対照(地磁
気レベル)の培養槽17内での、大腸菌(E.coli
B(pBR322)株)の増殖速度を比較したが、培
地組成、温度条件、振とう条件は次のとおりである。 VB培地 50倍−E溶液 1ml ※ distilled water 44ml 以上をオートクレーブにより滅菌した後、以下の水溶液
を添加、よく撹拌混合してから実験に使用。 0.5% glucose水溶液 (オートクレーブ滅菌済み) 5ml 5.0mg/ml tryptophan水溶液 (膜濾過除菌済み) 0.5ml ※50倍−E溶液(45℃程度の温度下で調整) MgSO4・7H2O 10g クエン酸・H2O 100g K2HPO4(無水物) 500g NaHNH4PO4・4H2O 175g distlled water 670ml 以上を溶解させた後、クロロホルムを滴下し(容器の底
にクロロホルムの粒が数個確認できる程度)室温で保
存。 振とう速度:120rpm
【0027】まず、E.coli B株のVB培地にお
ける増殖阻害の度合をみた。結果は表1に示される。
ける増殖阻害の度合をみた。結果は表1に示される。
【0028】
【表1】
【0029】次に、E.coli B株のカザミノ酸を
0.4%となるように添加したVB培地における増殖促
進の度合をみた。結果は表2に示される。
0.4%となるように添加したVB培地における増殖促
進の度合をみた。結果は表2に示される。
【0030】
【表2】
【0031】次に、E.coli B株を用い、グルタ
ミン酸、グルタミンをそれぞれVB培地に1g/lづつ
添加して、増殖促進の度合をみた。結果は表3に示され
る。
ミン酸、グルタミンをそれぞれVB培地に1g/lづつ
添加して、増殖促進の度合をみた。結果は表3に示され
る。
【0032】
【表3】
【0033】次に、上記と同様にして、バリンをそれぞ
れ添加して、増殖促進の度合をみた。結果は表4に示さ
れる。
れ添加して、増殖促進の度合をみた。結果は表4に示さ
れる。
【0034】
【表4】
【0035】次に、上記と同様にして、リジン、メチオ
ニン、スレオニンをそれぞれ添加して、増殖促進の度合
をみた。結果は表5に示される。
ニン、スレオニンをそれぞれ添加して、増殖促進の度合
をみた。結果は表5に示される。
【0036】
【表5】
【0037】次に、上記と同様にして、フェニルアラニ
ン、チロシンをそれぞれ添加して、増殖促進の度合をみ
た。結果は表6に示される。
ン、チロシンをそれぞれ添加して、増殖促進の度合をみ
た。結果は表6に示される。
【0038】
【表6】
【0039】次に、上記と同様にして、セリン、システ
イン、グリシン、ヒスチジンをそれぞれ添加して、増殖
促進の度合をみた。結果は表7に示される。
イン、グリシン、ヒスチジンをそれぞれ添加して、増殖
促進の度合をみた。結果は表7に示される。
【0040】
【表7】
【図1】超電導電磁石の中心からの距離と磁場強度の関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図2】本発明の実施例に用いたバイオリアクターの説
明図である。
明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C12R 1:19) (C12P 1/04 C12R 1:19)
Claims (6)
- 【請求項1】 磁場中で微細生物を培養するに際し、培
地中にアミノ酸の1もしくは2以上を添加することを特
徴とする微細生物の培養法。 - 【請求項2】 強度0.5ガウス〜20万ガウスの均質
磁場あるいは強度0ガウス〜20万ガウスの変動磁場中
で微細生物を培養することを特徴とする第1項の微細生
物の培養法。 - 【請求項3】 磁場が超電導電磁石によって発生させら
れた均質磁場もしくは変動磁場であることを特徴とする
第1項又は第2項の微細生物の培養法。 - 【請求項4】 磁場中で微細生物を培養し、該微細生物
の生産する物質を生産せしめるに際し、培地中にアミノ
酸の1もしくは2以上を添加することを特徴とする微細
生物による物質生産法。 - 【請求項5】 強度0.5ガウス〜20万ガウスの均質
磁場あるいは強度0ガウス〜20万ガウス変動磁場中で
微細生物を培養し、該微細生物の生産する物質を生産せ
しめることを特徴とする第4項の微細生物による物質生
産法。 - 【請求項6】 磁場が超電導電磁石によって発生させら
れた均質磁場もしくは変動磁場であることを特徴とする
第4項又は第5項の微細生物による物質生産法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5077511A JPH06261740A (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 磁場における微細生物の培養及び 微細生物による物質生産法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5077511A JPH06261740A (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 磁場における微細生物の培養及び 微細生物による物質生産法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06261740A true JPH06261740A (ja) | 1994-09-20 |
Family
ID=13635998
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5077511A Pending JPH06261740A (ja) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | 磁場における微細生物の培養及び 微細生物による物質生産法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06261740A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007319005A (ja) * | 2006-05-30 | 2007-12-13 | Kyushu Institute Of Technology | アルコール発酵方法 |
EP2074208A2 (en) * | 2006-08-21 | 2009-07-01 | Emtech LLC | Method and apparatus for magnetic fermentation |
JP2016220652A (ja) * | 2015-06-02 | 2016-12-28 | 国立大学法人 鹿児島大学 | アルコール製造装置、アルコール製造方法およびプログラム |
-
1993
- 1993-03-12 JP JP5077511A patent/JPH06261740A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007319005A (ja) * | 2006-05-30 | 2007-12-13 | Kyushu Institute Of Technology | アルコール発酵方法 |
EP2074208A2 (en) * | 2006-08-21 | 2009-07-01 | Emtech LLC | Method and apparatus for magnetic fermentation |
EP2074208A4 (en) * | 2006-08-21 | 2011-12-21 | Emtech Llc | METHOD AND DEVICE FOR MAGNETIC FERMENTATION |
JP2016220652A (ja) * | 2015-06-02 | 2016-12-28 | 国立大学法人 鹿児島大学 | アルコール製造装置、アルコール製造方法およびプログラム |
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