JPH0655127B2 - 加圧式培養装置 - Google Patents
加圧式培養装置Info
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- JPH0655127B2 JPH0655127B2 JP22343486A JP22343486A JPH0655127B2 JP H0655127 B2 JPH0655127 B2 JP H0655127B2 JP 22343486 A JP22343486 A JP 22343486A JP 22343486 A JP22343486 A JP 22343486A JP H0655127 B2 JPH0655127 B2 JP H0655127B2
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- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
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- C12M27/02—Stirrer or mobile mixing elements
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は加圧式培養装置に関する。さらに詳しくは生
体外で細胞または好気的微生物を高密度に培養する加圧
式培養装置に関する。
体外で細胞または好気的微生物を高密度に培養する加圧
式培養装置に関する。
（ロ）従来の技術 生体外で細胞または好気的微生物を高密度に培養するに
は、培養槽内の培養液中にヘモグロビンやＯ2キァリア
として水の２０倍もの酸素を溶解しうるフルオロカーボ
ン等を添加（杉野幸夫編、『細胞培養技術』講談社，19
85,P133）して常圧下で培養を行う装置や、上記培養槽
内の培養液上または該液中に通気可能に酸素導入管を設
け、常圧下で酸素ガスを該培養液と接触または該液中に
バブリングさせるよう構成された装置等が知られてい
る。
は、培養槽内の培養液中にヘモグロビンやＯ2キァリア
として水の２０倍もの酸素を溶解しうるフルオロカーボ
ン等を添加（杉野幸夫編、『細胞培養技術』講談社，19
85,P133）して常圧下で培養を行う装置や、上記培養槽
内の培養液上または該液中に通気可能に酸素導入管を設
け、常圧下で酸素ガスを該培養液と接触または該液中に
バブリングさせるよう構成された装置等が知られてい
る。
（ハ）発明が解決しようとする問題点 しかしながら、培養液中に余分な物質を添加することは
生産物質を培養液中から回収・分離精製する際に操作が
煩雑となり、また酸素ガスの培養液上への通気は培養液
の撹拌速度によってその効率が左右されまた一方酸素ガ
スを培養液中に通気するものは効率的には優れているが
培養液が発泡し細胞等が破壊される等それぞれに問題が
ある。
生産物質を培養液中から回収・分離精製する際に操作が
煩雑となり、また酸素ガスの培養液上への通気は培養液
の撹拌速度によってその効率が左右されまた一方酸素ガ
スを培養液中に通気するものは効率的には優れているが
培養液が発泡し細胞等が破壊される等それぞれに問題が
ある。
この発明はかかる状況に鑑み為されたものであり、こと
に添加物を用いずかつ細胞等を破壊せずに効率良く酸素
ガスを培養液中に供給しうるよう構成された加圧式培養
装置を提供しようとするものである。
に添加物を用いずかつ細胞等を破壊せずに効率良く酸素
ガスを培養液中に供給しうるよう構成された加圧式培養
装置を提供しようとするものである。
（ニ）問題点を解決するための手段 かくしてこの発明によれば、細胞または好気的微生物の
培養液を内部に貯留する密閉型培養槽と、この培養槽中
の上部空隙に接続され酸素供給部から酸素を流量調節部
を介して上記培養槽内に供給しうる酸素供給用管路と、
同じく上記培養槽に接続され排気調節部を介して上記培
養槽内の気体を排出しうる排気用管路と、培養槽中の培
養液を撹拌する撹拌手段と、培養液中の溶存酸素濃度を
検知する溶存酸素濃度検知手段とから構成され、 所定の溶存酸素濃度を記憶する記憶部と、該記憶部に記
憶される記憶濃度値と溶存酸素濃度検知手段により測定
される測定濃度値とを比較する比較部とを有し、該測定
濃度値が上記記憶濃度値よりも小さいときに上記培養槽
内に酸素を供給しかつ上記記憶濃度値以上の溶存酸素濃
度になるまで該槽内を酸素加圧状態に保持すべく前記酸
素供給部、流量調節部および排気調節部に作動を指令し
うる制御部を備えてなる加圧式培養装置が提供される。
培養液を内部に貯留する密閉型培養槽と、この培養槽中
の上部空隙に接続され酸素供給部から酸素を流量調節部
を介して上記培養槽内に供給しうる酸素供給用管路と、
同じく上記培養槽に接続され排気調節部を介して上記培
養槽内の気体を排出しうる排気用管路と、培養槽中の培
養液を撹拌する撹拌手段と、培養液中の溶存酸素濃度を
検知する溶存酸素濃度検知手段とから構成され、 所定の溶存酸素濃度を記憶する記憶部と、該記憶部に記
憶される記憶濃度値と溶存酸素濃度検知手段により測定
される測定濃度値とを比較する比較部とを有し、該測定
濃度値が上記記憶濃度値よりも小さいときに上記培養槽
内に酸素を供給しかつ上記記憶濃度値以上の溶存酸素濃
度になるまで該槽内を酸素加圧状態に保持すべく前記酸
素供給部、流量調節部および排気調節部に作動を指令し
うる制御部を備えてなる加圧式培養装置が提供される。
この発明の装置は、培養液を曝気をせずまた該液内に酸
素供給用の物質を添加せずに、培養液上に酸素を供給し
かつこれを加圧状態で保持して酸素分圧を高めることに
より培養液中に強制的に酸素を溶解させて溶存酸素濃度
を上昇させるように構成されかつ培養液中の溶存酸素濃
度の減少に応じて自動的に酸素を供給して上記状態を保
持することにより該培養液中の溶存酸素濃度を一定範囲
に保持しうる制御機構が具備されたことを特徴とする。
素供給用の物質を添加せずに、培養液上に酸素を供給し
かつこれを加圧状態で保持して酸素分圧を高めることに
より培養液中に強制的に酸素を溶解させて溶存酸素濃度
を上昇させるように構成されかつ培養液中の溶存酸素濃
度の減少に応じて自動的に酸素を供給して上記状態を保
持することにより該培養液中の溶存酸素濃度を一定範囲
に保持しうる制御機構が具備されたことを特徴とする。
この発明の装置に用いられる培養槽は、貯留する培養液
の上部に酸素を供給する酸素供給用管路と排気用管路と
を有し、これらの各管路に弁が設定されこれらの弁の閉
状態により上記培養槽内を密閉しうるように構成された
ものが適している。上記弁としては電磁弁が好ましい。
の上部に酸素を供給する酸素供給用管路と排気用管路と
を有し、これらの各管路に弁が設定されこれらの弁の閉
状態により上記培養槽内を密閉しうるように構成された
ものが適している。上記弁としては電磁弁が好ましい。
上記酸素供給用管路は酸素供給部に接続される。該酸素
供給部には、該供給部からの供給酸素圧により上記培養
槽内を加圧状態にしうるように高圧酸素ボンベまたは必
要に応じてコンプレッサ等が用いられる。また上記酸素
供給用管路上には、供給される酸素による培養液の濃縮
を防止する点で洗気びん等を介在させることが好まし
い。
供給部には、該供給部からの供給酸素圧により上記培養
槽内を加圧状態にしうるように高圧酸素ボンベまたは必
要に応じてコンプレッサ等が用いられる。また上記酸素
供給用管路上には、供給される酸素による培養液の濃縮
を防止する点で洗気びん等を介在させることが好まし
い。
上記培養槽には培養液の溶存酸素濃度を均一にする点か
ら撹拌手段が設定される。該撹拌手段は撹拌用プロペラ
等を用いた機械的なものが適している。
ら撹拌手段が設定される。該撹拌手段は撹拌用プロペラ
等を用いた機械的なものが適している。
上記培養槽に設定される溶存酸素濃度検知手段として
は、溶存酸素電極（ＤＯセンサ）が好ましい。該濃度検
知手段は制御部に接続される。
は、溶存酸素電極（ＤＯセンサ）が好ましい。該濃度検
知手段は制御部に接続される。
上記制御部は記憶部と濃度比較部とを有しかつ前記各弁
に電気的に接続される。上記記憶部に記憶される記憶溶
存酸素濃度値は、培養対象物の培養時の要求酸素量によ
り若干異なるが5p.p.m.程度が好ましい。上記濃度比較
部においては記憶濃度値と測定濃度値とが比較される。
該比較部において測定濃度値が記憶濃度値よりも小さい
とき該比較部からの信号により上記各弁が作動される。
前記酸素供給部にコンプレッサを使用しているときは、
該コンプレッサが上記比較部からの信号により作動しう
るよう制御される。上記作動により培養槽内が酸素加圧
状態になるが、該加圧は上記記憶濃度値に対応して0.3
〜0.7kg／cm2程度が好ましい。
に電気的に接続される。上記記憶部に記憶される記憶溶
存酸素濃度値は、培養対象物の培養時の要求酸素量によ
り若干異なるが5p.p.m.程度が好ましい。上記濃度比較
部においては記憶濃度値と測定濃度値とが比較される。
該比較部において測定濃度値が記憶濃度値よりも小さい
とき該比較部からの信号により上記各弁が作動される。
前記酸素供給部にコンプレッサを使用しているときは、
該コンプレッサが上記比較部からの信号により作動しう
るよう制御される。上記作動により培養槽内が酸素加圧
状態になるが、該加圧は上記記憶濃度値に対応して0.3
〜0.7kg／cm2程度が好ましい。
（ホ）作用 この発明によれば、培養液中に酸素ガスが加圧により強
制的に溶解され常に一定濃度以上で溶存酸素が存在する
ので細胞および好気的微生物の培養が高密度に行われ
る。
制的に溶解され常に一定濃度以上で溶存酸素が存在する
ので細胞および好気的微生物の培養が高密度に行われ
る。
以下実施例によりこの発明を詳細に説明するが、これに
よりこの発明は限定されるものではない。
よりこの発明は限定されるものではない。
（ヘ）実施例 第１図はこの発明の加圧式培養装置の一実施例の構成説
明図である。図において加圧式培養装置(1)は、培養槽
(2)、撹拌装置(3)、ＤＯセンサ(4)、制御部(5)、酸素供
給用管路(a)、排気用管路(b)から構成されている。
明図である。図において加圧式培養装置(1)は、培養槽
(2)、撹拌装置(3)、ＤＯセンサ(4)、制御部(5)、酸素供
給用管路(a)、排気用管路(b)から構成されている。
培養槽(2)は密閉可能な培養液注入口および排出口（図
示しない）を有しかつ撹拌装置(3)が設置されている。
この撹拌装置は培養液を撹拌し該培養液中の溶存酸素濃
度を均一にするためのものである。
示しない）を有しかつ撹拌装置(3)が設置されている。
この撹拌装置は培養液を撹拌し該培養液中の溶存酸素濃
度を均一にするためのものである。
酸素供給用管路(a)は酸素ボンベ(6)から電磁弁(7)、流
量計(8)、除菌フィルタ(9)、洗気ビン(10)をこの順に介
して培養槽(2)に接続されており、一方排気用管路(b)は
電磁弁(12)および除菌フィルタ(11)を介して培養槽(2)
に接続されている。
量計(8)、除菌フィルタ(9)、洗気ビン(10)をこの順に介
して培養槽(2)に接続されており、一方排気用管路(b)は
電磁弁(12)および除菌フィルタ(11)を介して培養槽(2)
に接続されている。
制御部(5)は記憶部(51)および濃度比較部(52)を有して
おり、記憶部(51)は予め設定される溶存酸素濃度の濃度
値を記憶する。一方濃度比較部(52)はＤＯセンサ(4)と
接続されており該ＤＯセンサで測定される溶存酸素濃度
値と上記記憶濃度値とを比較する。この濃度比較部から
の信号に基づいて制御部(5)は酸素供給用管路(a)上の電
磁弁(7)および排気用管路(b)上の電磁弁(12)の開閉を作
動するよう構成されている。
おり、記憶部(51)は予め設定される溶存酸素濃度の濃度
値を記憶する。一方濃度比較部(52)はＤＯセンサ(4)と
接続されており該ＤＯセンサで測定される溶存酸素濃度
値と上記記憶濃度値とを比較する。この濃度比較部から
の信号に基づいて制御部(5)は酸素供給用管路(a)上の電
磁弁(7)および排気用管路(b)上の電磁弁(12)の開閉を作
動するよう構成されている。
次にこの装置の作動を説明する。
まず、設定すべき溶存酸素濃度を予め制御部の記憶部に
記憶させておく。一方培養槽内には細胞または好気的微
生物を含有する培養液を貯留し撹拌する。この状態で酸
素供給用管路上の電磁弁および排気用管路上の電磁弁を
いずれも開状態にして培養液上に酸素を接触・通過させ
る。この後上記各電磁弁が閉じられ、この状態において
培養が開始される。この間制御部の濃度比較部では該培
養液中に設定されたＤＯセンサにより測定される溶存酸
素濃度とはじめに設定された記憶濃度値との比較がなさ
れる。この状態で培養を進行させていくと培養液中の溶
存酸素が細胞または好気的微生物により消費されＤＯセ
ンサによる測定濃度値が上記記憶濃度値以下になる。こ
の点で酸素供給用管路上の電磁弁および排気用管路上の
電磁弁が開状態に作動されて酸素ボンベより酸素が供給
されて培養液上面へ通気させる。この状態でさらに培養
を続けていくと細胞密度または好気的微生物の密度が高
くなり、該培養液中の溶存酸素の消費速度が速くなり、
上記のごとく酸素の培養液上面通気だけでは上記記憶濃
度値を維持できなくなる。この状態ではＤＯセンサによ
る培養液中の溶存酸素濃度の測定値が前記記憶濃度値よ
りも低下することを意味するが、この場合制御部は上記
排気用管路上の電磁弁のみを閉じるよう作動しこの結
果、培養槽内が供給酸素により加圧状態になる。この状
態では酸素は培養液中に強制的に溶解され、培養液中の
溶存酸素濃度が高くなり、培養はさらに進み高密度の培
養が達せられることとなる。
記憶させておく。一方培養槽内には細胞または好気的微
生物を含有する培養液を貯留し撹拌する。この状態で酸
素供給用管路上の電磁弁および排気用管路上の電磁弁を
いずれも開状態にして培養液上に酸素を接触・通過させ
る。この後上記各電磁弁が閉じられ、この状態において
培養が開始される。この間制御部の濃度比較部では該培
養液中に設定されたＤＯセンサにより測定される溶存酸
素濃度とはじめに設定された記憶濃度値との比較がなさ
れる。この状態で培養を進行させていくと培養液中の溶
存酸素が細胞または好気的微生物により消費されＤＯセ
ンサによる測定濃度値が上記記憶濃度値以下になる。こ
の点で酸素供給用管路上の電磁弁および排気用管路上の
電磁弁が開状態に作動されて酸素ボンベより酸素が供給
されて培養液上面へ通気させる。この状態でさらに培養
を続けていくと細胞密度または好気的微生物の密度が高
くなり、該培養液中の溶存酸素の消費速度が速くなり、
上記のごとく酸素の培養液上面通気だけでは上記記憶濃
度値を維持できなくなる。この状態ではＤＯセンサによ
る培養液中の溶存酸素濃度の測定値が前記記憶濃度値よ
りも低下することを意味するが、この場合制御部は上記
排気用管路上の電磁弁のみを閉じるよう作動しこの結
果、培養槽内が供給酸素により加圧状態になる。この状
態では酸素は培養液中に強制的に溶解され、培養液中の
溶存酸素濃度が高くなり、培養はさらに進み高密度の培
養が達せられることとなる。
（ト）発明の効果 この発明によれば、培養液中に酸素ガスが加圧により強
制的に溶解され常に一定濃度以上で溶存酸素が存在する
ので細胞または好気的微生物の培養が従来よりも高密度
に行なうことができ、少量の培養液から多量の細胞生産
物が回収できる。また酸素供給用の物質を培養液中に添
加する必要がないため、細胞生産物の回収・分離精製が
容易に行うことができる。またこの装置は培養液の交換
系を付設することによりバイオリアクタとして用いるこ
とも可能である。
制的に溶解され常に一定濃度以上で溶存酸素が存在する
ので細胞または好気的微生物の培養が従来よりも高密度
に行なうことができ、少量の培養液から多量の細胞生産
物が回収できる。また酸素供給用の物質を培養液中に添
加する必要がないため、細胞生産物の回収・分離精製が
容易に行うことができる。またこの装置は培養液の交換
系を付設することによりバイオリアクタとして用いるこ
とも可能である。
第１図はこの発明の加圧式培養装置の一実施例の構成説
明図である。 (2)……培養槽、(3)……撹拌装置、 (4)……ＤＯセンサ、(5)……制御部、 (6)……酸素ボンベ、(7)(12)……電磁弁、 (8)……流量計、(9)(11)……除菌フィルタ、 (10)……洗気びん、 (a)……酸素供給用管路、 (b)……排気用管路。
明図である。 (2)……培養槽、(3)……撹拌装置、 (4)……ＤＯセンサ、(5)……制御部、 (6)……酸素ボンベ、(7)(12)……電磁弁、 (8)……流量計、(9)(11)……除菌フィルタ、 (10)……洗気びん、 (a)……酸素供給用管路、 (b)……排気用管路。
Claims (1)
- 【請求項１】細胞または好気的微生物の培養液を内部に
貯留する密閉型培養槽と、この培養槽内の上部空隙に接
続され酸素供給部から酸素を流量調節部を介して上記培
養槽内に供給しうる酸素供給用管路と、同じく上記培養
槽に接続され排気調節部を介して上記培養槽内の基体を
排出しうる排気用管路と、培養槽中の培養液を撹拌する
撹拌手段と、培養液中の溶存酸素濃度を検知する溶存酸
素濃度検知手段とから構成され、 所定の溶存酸素濃度を記憶する記憶部と、該記憶部に記
憶される記憶濃度値と溶存酸素濃度検知手段により測定
される測定濃度値とを比較する比較部とを有し、該測定
濃度値が上記記憶濃度値よりも小さいときに上記培養槽
内に酸素を供給しかつ上記記憶濃度値以上の溶存酸素濃
度になるまで該槽内を酸素加圧状態に保持すべく前記酸
素供給部、流量調節部および排気調節部に作動を指令し
うる制御部を備えてなる加圧式培養装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22343486A JPH0655127B2 (ja) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | 加圧式培養装置 |
| DE87113363T DE3786213T2 (de) | 1986-09-19 | 1987-09-12 | Druckbrutschrank. |
| EP87113363A EP0260627B1 (en) | 1986-09-19 | 1987-09-12 | Pressure incubator |
| US07/095,907 US4833089A (en) | 1986-09-19 | 1987-09-14 | Pressure incubator |
| CN87106371A CN1025871C (zh) | 1986-09-19 | 1987-09-17 | 加压式培养装置 |
| KR1019870010305A KR890004805B1 (ko) | 1986-09-19 | 1987-09-17 | 가압식 배양장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22343486A JPH0655127B2 (ja) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | 加圧式培養装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6379584A JPS6379584A (ja) | 1988-04-09 |
| JPH0655127B2 true JPH0655127B2 (ja) | 1994-07-27 |
Family
ID=16798083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22343486A Expired - Lifetime JPH0655127B2 (ja) | 1986-09-19 | 1986-09-19 | 加圧式培養装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0655127B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112457986A (zh) * | 2021-01-07 | 2021-03-09 | 华润昂德生物药业有限公司 | 一种人促红素注射液cho细胞发酵用生物反应器 |
-
1986
- 1986-09-19 JP JP22343486A patent/JPH0655127B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6379584A (ja) | 1988-04-09 |
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