JPH066053B2 - 細胞培養装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は使用前その他適当な時期に加熱滅菌処理を要す
るバルブを含む細胞培養装置に関する。

〔従来の技術〕

ラボラトリースケール、パイロットスケールまたは小規
模生産スケール等の滅菌装置を有しない潅流培養装置等
の細胞培養装置は、流体回路構成が複雑で、滅菌処理等
のための各部脱着操作が非常に煩雑である。そのため例
えばエンドトロニクス社により製作された潅流培養装置
では潅流回路部分は使い捨てされる。

このように装置部品を使い捨てしない場合には、滅菌等
の処理を必要とする部品を分解して処理したあと該部品
は再び組み立てられ、その組み立て作業は無菌状態で行
われる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、装置部品を分解、加熱滅菌処理、再組み立てす
る場合、とりわけ次の問題がある。

すなわち、細胞培養装置に使用される加熱滅菌処理を要
するバルブは、耐熱性の問題で種類が限定され、通常使
用されるバルブは第１１図および第１２図に示すタイプ
のものである。該バルブでは管部９１ａ，９１ｂを取り
つけたヘッド部９２ａ、９２ｂにソレノイドやエアーシ
リンダといった駆動部９３ａ，９３ｂが一体的に連接さ
れており、該駆動部のピストンロッドの出没により管部
が閉じまたは開かれる。このようなピンチバルブを備え
た部分をオートクレーブ等で加熱滅菌処理する場合に
は、耐熱性の無い駆動部９３ａ，９３ｂを熱に曝さない
ように、該駆動部から管部９１ａ，９１ｂを外し、該管
部を、または他の加熱滅菌処理を要する部品とともに加
熱滅菌処理する。

例えば第１１図に示すバルブの場合、管部９１ａはヘッ
ド部９２ａの管部貫通孔９２１から引き抜かなければな
らず、該引き抜きのためにわざわざ管部９１ａに接続し
てある図示しない部品を外さなければならず、その作業
は極めて面倒であり、管部が切断されたり、伸びきって
しまうおそれもある。さらに、滅菌処理のあと再びピン
チバルブを組み立てるときに、管部から外してあった部
品を該管部に再接続する際、コンタミネーションが発生
する危険性が大きい。

第１２図に示すピンチバルブの場合、ヘッド部９２ｂは
その横側が一部開放されてフック状に形成されているの
で、管部９１ｂの取り外しは第１１図に示すバルブの場
合よりも簡単ではあるが、管部着脱の際に管部が損傷す
るおそれがあり、また、バルブの数が多く、流体回路が
複雑な場合には、該管部の取り外し作業は極めて面倒で
ある。また、いずれのバルブでもピンチバルブ部分の脱
着操作の困難性を考慮して該バルブ数を制限しなければ
ならず、そのため回路設計の自由度が低下するという問
題がある。

そこで本発明は、加熱滅菌処理を要するバルブを含む流
体回路を備えた細胞培養装置において、前記バルブを含
む部分を加熱滅菌処理するに当たり、該バルブの加熱可
能部分を耐熱性の無い駆動部から分離する作業、または
両者を組み付ける作業を簡単、迅速に、また安全に、且
つ組み立て時のコンタミネーションの恐れを少なくして
実施できる装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前記目的に従い、加熱滅菌処理を要するバルブ
を含む流体回路を備えた細胞培養装置において、前記各
バルブが加熱滅菌処理可能な流路部および該流路部を開
閉するための駆動部を含むとともに該流路部と駆動部が
互いに分離および組み付けされるように構成されてお
り、さらに、前記バルブの流路部を纏め支持する手段お
よび該流路部に対応させて前記駆動部を纏め支持する手
段が備わっており、該両手段は前記流路部と駆動部をそ
れぞれ纏めた状態のまま互いに分離および組み付けでき
るように相互に着脱可能に構成されていることを特徴と
する細胞培養装置を提供するものである。

前記バルブの流路部を纏め支持する手段は例えば、予め
定めた場所に着脱自在のカートリッジに構成されていて
もよい。該カートリッジには前記バルブ以外の加熱滅菌
処理を要する部品が備わっていてもよい。また、かかる
カートリッジを採用する場合、前記駆動部を纏め支持す
る手段は、前記場所に配置される前記カートリッジ上の
前記流路部に前記バルブ駆動部を組み付けことができる
位置に固定的に設けられる。

前記各バルブは流路部に対し駆動部を脱着できる種々の
タイプのものが考えられるが、例えば、ピンチバルブ、
ソレノイドバルブ、ロータリバルブを挙げることができ
る。

ピンチバルブの場合、該ピンチバルブは、弾性復元力に
より常時は開いているが挟着力を加えて挟み閉じできる
管部を含む流路部と、該流路部を開閉するための駆動部
とを備えたものとすることができる。

前記ピンチバルブにおける前記管部のうち挟み閉じされ
る部分は他の部分より肉厚に形成することができる。こ
のように肉厚に形成する場合、挟み閉じ部材に前記管部
の肉厚部が嵌合する凹所を形成し、該凹所には該管部を
閉じるとき生じる該肉厚部の変形展延部が逃げ納まる余
裕空間部を設けることができる。

〔作用〕

本発明装置によると、バルブを含む部分を加熱滅菌処理
するときには、該バルブの流路部を纏め支持した手段と
該流路部に対応する駆動部を纏め支持した手段を互いに
分離し、該流路部およびそれに接続されている管等を熱
処理する。

熱処理後は再び両支持手段を結合させる。

前記流路部を纏め支持した手段がカートリッジタイプに
構成されているときには、該カートリッジを装置の所定
場所に着脱することができる。該カートリッジ上のバル
ブ流路部および他の部品はカートリッジを例えば市販オ
ートクレーブのサイズに合わせて設計してあるときに
は、該オートクレーブにてカートリッジごと一緒に加熱
滅菌処理でき、処理後は再び当初の位置に装着できる。

〔実施例〕 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

−第１実施例− 第１図から第６図に示す流体回路や各部品は、本発明の
一実施例である動物細胞の培養に使用するホローファイ
バ型潅流培養装置のためのものである。

この潅流培養装置は、第１図に示す流体回路を次に説明
するように数グルーブに分けて纏め、それらを図示しな
いそれ自体既に知られているタイプの恒温槽に収納して
完成する。

該回路は一対のホローファイバ型培養槽１、１を有し、
各培養槽１はホローファイバ式培養に使用する多数のホ
ローファイバ（中空繊維）を用いて形成されており、培
養液はファイバの内側空間に循環し、細胞はファイバの
外側空間で培養される。

各培養槽のホローファイバ内側空間の出口１１は三方口
継手Ｔ１、即脱継手Ｑ１、溶存酸素センサＤＯ１、ｐＨ
センサＰＨ１、即脱継手Ｑ２を順次介して培養液リザー
ブタンク２の上部２１へ配管接続されている。なお、即
脱継手とは簡単な手動操作で迅速に脱離可能な継手であ
り、既に知られているタイプのものを含め種々のタイプ
のものを採用できる。

タンク２の底孔２２は、即脱継手Ｑ３、培養液潅流用ダ
ブルベローズポンプＰ１、即脱継手Ｑ４、Ｑ５、溶存酸
素センサＤＯ２、ｐＨセンサＰＨ２、温度センサＴＳ、
即脱継手Ｑ６および三方口継手Ｔ２を順次介して、各培
養槽１のファイバ内側空間入口１２に配管接続されてい
る。

タンク２のもう一つの底孔２３は四方口継手Ｔ３、三方
口継手Ｔ４〜Ｔ６に順次接続されている。

四方口継手Ｔ３にはピンチバルブＶ１および即脱継手Ｑ
７を介して新鮮培養液ボトルＢ１が配管接続されてお
り、三方口継手Ｔ４にはピンチバルブＶ２および即脱継
手Ｑ８を介して洗浄剤収容ボトルＢ２が、三方口継手Ｔ
５にはピンチバルブＶ３及び即脱継手Ｑ９を介して精製
水ボトルＢ３が、三方口継手Ｔ６にはピンチバルブＶ４
および即脱継手Ｑ１０を介して滅菌水ボトルＢ４がそれ
ぞれ配管接続されている。継手Ｔ６にはさらにピンチバ
ルブＶ５およびＱ１１を介してアルコール収容ボトルＢ
５が配管接続されている。

また、四方口継手Ｔ３は、ピンチバルブＶ６、三方口継
手Ｔ７およびピンチバルブＶ７を介してタンク２の上部
２４に配管接続されている。

さらに、継手Ｔ７は即脱継手Ｑ１２、チユービングポン
プＰ２を介して回収用ボトルＢ６に配管接続されてい
る。

リザーブタンク２の底にサンプリング用管２０が挿入さ
れ、該管は即脱継手Ｑ１３およびチユービングポンプＰ
３を介してサンプリング用ボトルＢ７に配管接続されて
いる。また、タンク２の上部には新鮮培養液供給管２０
０が設けられており、該管は即脱継手Ｑ１４およびポン
プＰ３を介して新鮮培養液供給ボトルＢ８に配管接続さ
れている。

タンク２には内部にガス交換器２５が設けられていると
とも、上部にレベルセンサ２６が設けられている。ま
た、このタンク２はエアフィルタ２７および電磁開閉弁
２８を介して大気に連通できる。

前述した各ボトルには必要に応じ大気導入口にエアフィ
ルタＦが接続されている。

装置全体の理解を容易にするために、ここで装置全体の
概略動作を説明する。

タンク２内の培養液は、ポンプＰ１により各ホローファ
イバ型培養槽１のファイバ内空間入口１２へ導かれ、フ
ァイバ内を通過して出口１１へ到り、再びタンク２へ戻
る。かくして各培養槽１に培養液が循環し、該培養槽に
おいて細胞の培養が行われる。

培養槽１、１を循環する培養液はセンサＤＯ１、ＤＯ２
によって溶存酸素濃度を、センサＰＨ１、ＰＨ２によっ
てｐＨ値を、さらにセンサＴＳにて温度をそれぞれ測定
され、かくして培養液の状態が常時監視される。

タンク２内のガス交換器２５は循環する培養液に酸素を
所定の濃度で提供するとともにｐｈ値を所定の値に調整
するために炭酸ガスを提供する。

循環培養液のサンプリングは、前記ポンプＰ３を作動さ
せることにより、タンク２底からボトルＢ７へ向け行う
ことができる。また、ポンプＰ３の作動により、同時に
ボトルＢ８から新鮮な培養液がサンプリング量を埋め合
わせるようにタンク２へ供給される。

第１図に示す回路は、さらに、培養液の回収および培養
槽１、１を含む潅流培養回路の洗浄、洗い、濯ぎ等の洗
浄処理を行うことができる。

今、潅流培養回路中の培養液をタンク２に集める一方、
バルブＶ１〜Ｖ５および７を閉じ、バルブＶ６を開いて
ポンプＰ２を運転すると、タンク２の底孔２３からタン
ク内培養液が、継手Ｔ３、バルブＶ６および継手Ｔ７を
順次通ってボトルＢ６へ回収される。なお、この回収時
には電磁弁２８は開かれる。

タンク２から培養液を回収したあと、バルブＶ６を閉じ
るとともにバルブＶ７を開け、電磁弁２８は閉じ、ポン
プＰ２を運転すると、タンク２内気体がバルブＶ７、継
手Ｔ７、ボトルＢ６へ排出され、タンク２内が減圧され
る。

この状態でバルブＶ２〜Ｖ５の１または２以上を開くこ
とによって、ボトルＢ２〜Ｂ５内の必要な洗浄剤等がタ
ンク２底へ吸引され、タンク２へ吸引された液体で潅流
培養回路を洗浄処理することができる。洗浄用液を交換
して繰り返し洗浄処理を行い、あるいは最後に水で濯ぐ
等の処理を行うときには、前回の洗浄用液を前述のタン
ク内培養液回収と同様の手順でボトルＢ６に回収し、新
たな液をタンク２へ供給すればよい。

さて、第２図〜第６図は、即脱継手Ｑ７〜Ｑ１４の雌雄
部分を分離することによって、ボトルＢ１〜Ｂ８および
ポンプＰ１〜Ｐ３を除外し、また、即脱継手Ｑ１〜Ｑ６
の雌雄部分を分離した状態にて実施例装置を示してい
る。

第１図において一点鎖線で囲まれた部分（ポンプＰ２、
ボトルＢ６は一点鎖線外）は、第２図から第６図に示さ
れている流体回路集合プレート３に搭載されている。

また、第１図において点線で囲まれたホローファイバ型
培養槽１、１は培養槽プレート４に搭載されており、二
点鎖線で囲まれたセンサはセンサプレート５に搭載され
ている。

これらプレート３、４および５は即脱金具７にて互いに
分離可能に結合されている。なお、即脱金具とは簡単な
手動操作で迅速に脱離可能な継手であり、既に知られて
いるタイプのものを含め種々のタイプのものを採用でき
る。

流体回路集合プレート３は、シリンダボックス６と即脱
金具７にて着脱自在である。各即脱金具７は雄部７１と
これが脱離可能に嵌合する雌部７２とからなる（第６図
参照）。

流体回路集合プレート３の平面を示す第４図からわかる
ように、該プレートにはピンチバルブＶ１〜Ｖ７、継手
Ｔ３〜Ｔ７、リザーブタンク２および即脱継手Ｑ１〜Ｑ
１４が纏め配置されている。ピンチバルブについては、
より正確には、各バルブの流路部および押さえ部材が纏
め配置されている。

各ピンチバルブは第５図に示すように、プレート３上面
に設けた溝３１に収納された管部７１と該管部を覆う押
さえ部材７２を備えている。管部７１はチューブ部分７
１１とこれに嵌められた肉厚部提供のための球状体７１
２から成っている。

チューブ部分７１１は流体回路を構成する管Ｐと一体的
に形成されている。これら管部７１および管Ｐはいずれ
も弾性復元性に富むシリコーンゴムから成っており、管
Ｐのうちバルブに近い部分はプレート３の溝３１に収容
されている。

ピンチバルブの押さえ部材７２は、バルブＶ１〜Ｖ５に
ついては一体的に帯状体７０に連設されており、バルブ
Ｖ６およびＶ７について小片に形成されている。これら
押さえ部材はプレート３に螺子にて着脱可能に留められ
ている。

また、各押さえ部材７２は、内面中央部に前記管部の球
状体７１２が納まる凹所７２１を備えている。凹所７２
１は第５図から判るようにチューブ部分７１１の中心軸
線方向（流体が流れる方向Ａ）において球状体７１２の
両側に余裕空間部７２２、７２２を備えている。このよ
うな余裕空間部は方向Ａと直行する方向にはほとんど設
けられていない。

各ピンチバルブにおいて管部７１の下には該管部に挟着
力を加えるための駆動部材７３が配置され、該部材はエ
アーシリンダ７４のピストンロッド７４１に支持されて
いる。なお、エアーシリンダに代えてソレノイドを採用
してもよい。

各エアーシリンダ７４は前記シリンダボックス６に纏め
配置され、シリンダボックス上板６１の下面に固定され
た厚肉板７０に螺子等にて固定されている。前記駆動部
材７３は該上板６１および厚肉板７０に設けた孔に遊嵌
している。

従ってエアーシリンダ７４をオンしてシャフト７４１を
上方へ突出させると、駆動部材７３が上昇して上側の対
向押さえ部材７２と共に管部７１を挟着する。該挟着に
より管部７１の球状体７１２が上下から押されて変形
し、これによってチューブ部分７１１が挟み閉じされ
る。該挟み閉じされた部分は線や点ではなく一定の面積
範囲に広がっており、且つ流体の流れ方向に一定の長さ
にわたり、確実なシール状態を得られる。

このように流体流れ方向Ａに一定の長さにわたって挟み
閉じが行われるのは、部材７２および７３によって球状
体７１２が上下から押されて変形したときに、その変形
展延部が流体流れ方向Ａに直角な方向にはほとんど逃げ
ることはできないが、第５図から判るように流体流れ方
向Ａについては球状体７１２の変形展延部が凹所７２１
の前後の余裕空間部７２２に逃げ納まることができるか
らである。

なお、このような余裕空間部はそれがＡ方向、それに直
交する方向のいずれに設けられていても、それなりに肉
厚部の変形が容易となるので、必要に応じ直交方向に、
または両方向に設けてもよい。

このように一定の面積にわたって管部１が閉じるので、
挟着力が分散され、該閉じた部分において従来のように
集中力が加わるということはなく、従ってバルブを閉じ
た状態から、駆動部７４をオフして駆動部シャフト７４
１および駆動部材７３を下降させると、球状体７１２が
設けられている部分が、その肉厚による強い弾性復元力
に助けられて極めて速やかに且つ確実に元の状態に復帰
し、当初の流路が確保される。なお、球状体１２はチュ
ーブ部分１１に適当な接着剤にて接着されていてもよい
が、迅速確実な復元性を得ることができるかぎりは、必
ずしも接着の必要はない。

ピンチバルブやリザーブタンク２を備えたプレート３は
前述のとおり即脱金具７の簡単な解除操作により迅速に
シリンダボックス６から分離することができ、また、該
プレート３、培養槽プレート４およびセンサプレート５
も互いに容易に速やかに分離することができ、分離後、
各プレートを図示しないオートクレーブへ入れて蒸気加
熱滅菌処理できる。なお、該プレート３、４および５は
いずれも市販のオートクレーブ（内径３００mm、深さ６
００mmに納まるように作られている。

また、滅菌処理後はプレート３、４および５を簡単迅速
に組み立てるとともにプレート３をボックス６と結合さ
せることができ、これら全体を図示しない恒温槽に収め
るとともに第１図に示す回路を完成させて培養装置とし
て運転できる。

−第２実施例− 次に第７図から第１０ｂ図に示す第２実施例装置につい
て説明する。

この実施例はカセット式潅流培養装置であり、第７図に
示すように、上部に温度調節ユニット４０、下部に冷凍
機ユニット４５を備え、これら両ユニットによって所定
温度に調節された空気が送風ユニット４１により、ヘパ
（ＨＥＰＡ）フィルタ４２を介して恒温エリア４００へ
供給されるようになっており、該恒温エリアに第１０ａ
図に示す流体回路が配置される。なお、恒温エリア４０
０は開閉可能な扉を備えているが、第７図からは省略さ
れている。

第１０ａ図において各符号は次の部品を指している。

ＳＶ２、ＳＶ５〜ＳＶ２２…即脱継手 ＰＶ２、ＰＶ３ …ピンチバルブ ＰＶ６〜ＰＶ２１…ピンチバルブ Ｐ１０ …潅流用ポンプ Ｐ２０ …送液用ポンプ Ｐ３０ …薬液添加用ポンプ Ｐ４０ …ホローファイバ内側空間培養液回収
ポンプ ＢＴ１ …廃液用ボトル、 ＢＴ２ …ホローファイバ内側空間培養液回収
用ボトル ＢＴ３ …薬液添加用ボトル ＢＴ５ …洗浄液 ＢＴ６ …純水ボトル ＢＴ７〜ＢＴ９ …培養液ボトル ＨＦ …ホローファイバ型培養槽 ＧＥ …ガス交換器 Ｒ …培養液リザーブタンク ＤＯ１、ＤＯ２ …溶存酸素センサ ＰＨ１、ＰＨ２ …pHセンサ ＳＰ …サンプリングポート。

なお、ホローファイバ型培養槽ＨＦは一対備わっている
が第１０ａ図には一つだけ示されている。

この回路で使用されているピンチバルブは前記第１実施
例において使用されたピンチバルブと実質上同構造のバ
ルブである。

第１０ａ図の回路において、即脱継手ＳＶ１５〜ＳＶ１
９に図上破線で示すようにピンチバルブＰＶ１９〜ＰＶ
２１および即脱継手ＳＶ２０〜ＳＶ２２を介して洗浄液
ボトルＢＴ５および純水ボトルＢＴ６を接続していると
きには、培養液供給ボトルＢＴ７〜ＢＴ９は外されてい
る。逆に培養液供給ボトルＢＴ７〜ＢＴ９が即脱継手Ｓ
Ｖ１６、ＳＶ１７およびＳＶ１９にて回路に接続される
ときには、ボトルＢＴ５およびＢＴ６は回路から外され
る。

なお、培養液ボトルは継手ＳＶ１５〜ＳＶ１９の何れの
ポートに接続されてもよい。

第１０ａ図に示す流体回路において、太線で示す矢印の
内側（第１０ｂ図参照）の部品は、第７図に示す恒温エ
リア４００内に配置されたカセット式潅流培養ユニット
４３に配置されている。

該ユニット最下部はピンチバルブＰＶ２、ＰＶ３、ＰＶ
６〜ＰＶ２１の各流路部（管部）を纏め配置したピンチ
バルブヘッドユニット５６であり、この部分がバルブ管
部に対応するバルブ駆動部（エアシリンダ）を纏め配置
したバルブ駆動ユニット４４にクランプ機構タイプの即
脱金具５８に結合されている。

ユニット５６はその内側にバルブの管部配置部分の上方
に空間を有し、該空間に該管部に連なる流体回路の管Ｐ
が３次元的に配置されている。なお、駆動ユニット４４
は恒温エリア４００の底部に固定されている。

ユニット４３の側方にはポンプ固定板４７が設けられて
おり、該固定板に前記流体回路におけるポンプＰ１０〜
ポンプＰ４０が設けられている。

以上の構成により、培養ユニット４３は恒温エリア４０
０に着脱自在である。

カセット式潅流培養ユニット４３の詳細は第８図および
第９図に示されている。すなわち、このユニットはリザ
ーブタンクＲの上下フランジ４９１、４９２、即脱継手
ＳＶ２、ＳＶ５〜ＳＶ２２を配置したコネクタプレート
５４の上面板５３、ピンチバルブ管部を纏め支持したピ
ンチバルブヘッドユニット５６の外板および複数の支柱
４８で構成されるカートリッジ５００に一対のホローフ
ァイバ型培養槽ＨＦ等が搭載されて構成されている。

リザーブタンクＲは上部に設けられており、即脱継手Ｓ
Ｖ２、ＳＶ５〜ＳＶ２２を配置したコネクタプレート５
４は下部に配置されており、最下部には前述のとおりピ
ンチバルブヘッドユニット５６が設けられている。コネ
クタプレート上面板５３はヒンジＨ、Ｈにより可動式培
養槽受け板５２が連結されており、該板５２には支柱ｈ
ｆを介して一対のホローファイバ型培養槽ＨＦが支承さ
れている。また、プレート５３の後部にはガス交換器Ｇ
Ｅが配置されている。

培養槽受け板５２はヒンジＨにより板５３に回動可能に
連結されているので、培養槽ＨＦの角度を所望の状態に
設定することができる。また、培養槽受け板５２はコネ
クタプレート上の即脱継手の汚染を防止するため該コネ
クタプレート５４の前面を覆うように下降位置をとるこ
とができる。

溶存酸素濃度センサＤＯ１およびＰＨ１はア−ム４８ａ
および４８ｂに支承されており、該アームは一本の支柱
４８に図上ａ方向に回動自在に支承されている。もう一
組の溶存酸素濃度センサＤＯ２およびＰＨ２はアーム４
８ａ′および４８ｂ′に支承されており、該アームは一
本の支柱４８に図上ｂ方向に回動自在に支承されてい
る。

かくしてこれらセンサは、コネクタプレート上面板５３
上方より外側へ回し出して、信号線結合等の必要な作業
を容易に行うことができる。

次に、この培養装置による細胞培養について説明する。

培養を行うにあたっては、第７図に示すように、カセッ
ト式潅流培養ユニット４３を恒温エリア４００に装着
し、即脱継手へのポンプやボトルからの管の接続を行
い、さらにセンサ信号ケーブル等を接続して培養装置を
組み立てる。

このようにして恒温エリア４００にユニット４３を装着
して第１０ａ図に示す回路を形成したあと、潅流回路
を、まず、洗浄する。

この洗浄は次のようにして行う。

即脱継手ＳＶ１５〜ＳＶ１９を介して回路に接続された
ボトルＢＴ５内の洗浄液をポンプＰ２０の運転によりタ
ンクＲ内へ所定量供給する。該洗浄液供給時、バルブＰ
Ｖ１４〜ＰＶ１８、ＰＶ１３が開かれる。ついで潅流回
路においてポンプＰ１０の運転により該洗浄液を回路中
に循環させる。該洗浄液の循環にあたっては、潅流回路
においてピンチバルブＰＶ２、ＰＶ３、ＰＶ６およびＰ
Ｖ９を開き、他のピンチバルブを閉じ、洗浄液を第１０
ａ図においてＣＣＷ方向に流す。

その後洗浄液をタンクＲに集めるとともにポンプＰ２０
を運転してタンクＲ内の洗浄液をボトルＢＴ１へ排出す
る。該排出時には、バルブＰＶ１３を閉じ、ＰＶ１２を
開く。

以上の操作を必要回数繰り返す。

その後再びボトルＢＴ５内洗浄液をタンクＲ内へ所定量
供給する。次いでポンプＰ１０を運転してタンク内洗浄
液を回路中に循環させつつ、タンクＲ内洗浄液をポンプ
Ｐ４０の運転によりバルブＰＶ１１を介して回収ボトル
ＢＴ２へ回収する。

引き続きポンプＰ４０を停止するとともにタンクＲ内洗
浄液をボトルＢＴ１へ排出する。

次に回路に接続されたボトルＢＴ６内の純水をポンプＰ
２０の運転によりタンクＲ内へ所定量注入し、該純水を
ポンプＰ１０の運転により回路中に循環させる。しかる
のちタンクＲから該使用済純水をボトルＢＴ１へ排出す
る。このような純水の注入と排出を必要回数繰り返し、
潅流回路を濯ぎ洗いする。

その後再びボトルＢＴ６から純水をタンクＲへ供給しつ
つ且つ潅流回路において該純水を循環させつつポンプＰ
４０を運転してタンクＲ内の純水をボトルＢＴ２へ回収
する。該操作を所定時間続けたあとはポンプＰ４０を停
止し、潅流回路からタンクＲを介してボトルＢＴ１へ純
水を排出し、かくして洗浄工程を終了する。

次いで培養ユニット４３を取り出し、該ユニットをオー
トクレーブで加熱滅菌処理するとともにボトル類、ポン
プヘッド等の交換部品についても必要に応じオートクレ
ーブにて加熱滅菌処理する。

この滅菌処理はユニット４３が耐熱性を有し、しかも培
養装置回路の殆どの部分を備えているので、安全且つ容
易に行うことができる。なお、本例の場合、ユニット４
３は市販のオートクレーブ（内容積：内径３００mm：深
さ６００mm以上）に挿入できるサイズに構成されている
ので、その点でも滅菌処理が容易である。

このようにして、事前の滅菌処理が終了すると、ユニッ
ト４３を再び恒温エリア４００にセットし、即脱継手へ
のポンプ、ボトルからの管の接続、センサ信号ケーブル
等の接続等を行って培養装置を組み立てる。

次いでリザーブタンクＲへ培養液を注入する。

培養液注入は次のようにして行う。

まず、即脱継手ＳＶ１６を介して回路へ培養液供給ボト
ルＢＴ７を接続し、ピンチバルブＰＶ１３およびＰＶ１
５を開くとともにポンプＰ２０を運転してボトルＢＴ７
から新鮮な培養液をリザーブタンクＲへ所定量注入す
る。

その後ホローファイバ型培養槽ＨＦを用いて所望の培養
を行う。該培養工程では、ピンチバルブＰＶ２、ＰＶ
３、ＰＶ６およびＰＶ９を開き、他のピンチバルブは閉
じ、ポンプＰ１０を運転する。ポンプＰ１０の運転によ
りリザーブタンクＲ内の培養液は潅流回路を図上ＣＣＷ
方向に流れる。すなわち培養液はポンプＰ１０、ガス交
換器ＧＥ、ｐＨセンサｐｈ１、溶存酸素センサＤＯ１、
ピンチバルブＰＶ２を経てホローファイバ型培養槽ＨＦ
のホローファイバ外側空間および内側空間を流れ、その
あとピンチバルブＰＶ３、溶存酸素センサＤＯ２、pHセ
ンサＰＨ２を順次経て再びリザーブタンクＲへ戻るよう
に循環する。

ホローファイバ内側空間を流れる培養液の回収は次のよ
うに行う。

すなわち、培養液を培養槽ＨＦにＣＣＷ方向に循環させ
つつ、バルブＰＶ１１を開けてポンプＰ４０を運転し、
タンクＲ内の培養液を回収ボトルＢＴ２へ回収する。一
方、即脱継手ＳＶ１９にて回路へ接続したボトルＢＴ８
内の培養液をポンプＰ２０の運転によりピンチバルブＰ
Ｖ１８およびＰＶ１３を介してタンクＲ内へ供給する。
この培養液の供給はボトルＢＴ２への培養液回収を補う
ものである。

次に薬液の添加につき説明すると、ボトルＢＴ３内の薬
液を添加するにあたっては、潅流回路における培養液の
ＣＣＷ方向への循環を行いつつ、バルブＰＶ１０を開け
てポンプＰ３０を運転し、ボトルＢＴ３内の薬液をタン
クＲ内へ供給する。

最後に、潅流回路からの培養液の排出につき説明する
と、ポンプＰ１０を潅流培養時とは逆方向に運転して培
養液を図上ＣＷ方向に流すともにピンチバルブＰＶ６、
ＰＶ９を閉じ、代わりにピンチバルブＰＶ７およびＰＶ
８を開ける。勿論ピンチバルブＰＶ１〜ＰＶ４は開けて
おく。さらに、ピンチバルブＰＶ２を開けるとともにポ
ンプＰ２０を運転してリザーブタンク内培養液を廃液ボ
トルＢＴ１へ排出する。

前記両実施例によると、 加熱滅菌処理を要するピンチバルブの管部をこれに連
なる流体回路部品とともに集約配置し、かつ該管部をピ
ンチバルブ駆動部に対し着脱容易にしたので、加熱処理
を要する一連の部品がグループ的に一体的に纏まり、加
熱滅菌処理時の脱着を容易に行えるとともに、加熱滅菌
処理自体も容易に行える、 ピンチバルブの管部をこれに連なる流体回路部品とと
もに集約配置し、かつ該管部をピンチバルブ駆動部に対
し着脱容易にしたので、配管効率がよく、いわゆるデッ
ドボリュームを少なくでき、全体をコンパクトにまとめ
ることができる。

加熱滅菌処理後の再組み立て作業も手数少なく行える
のでそれだけ再汚染のおそれが少なくなる、 シリコンチューブ等の破損し易い部品が、流体回路集
合プレートやカートリッジに集約され保護されるので、
脱着作業中の破損による汚染の危険性が少ない、 特に前記カセット式の場合、脱着作業を行うべき部分
が殆どないので、省力化を図ることができるとともに汚
染の危険性が非常に少なくなる。

〔発明の効果〕

本発明によると、加熱滅菌処理を要するバルブを含む流
体回路を備えた細胞培養装置において、前記バルブを含
む部分を加熱滅菌処理するにあたり、該バルブの加熱可
能部分を耐熱性の無い駆動部から分離する作業、または
両者を組み付ける作業を簡単、迅速に、また安全に、且
つ組み立て時の再汚染のおそれ少なく実行でき、従って
また、バルブの着脱作業を考慮してバルブ数を制限する
必要がなく、それだけ流体回路設計の自由度も増す細胞
培養装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第６図は本発明の第１実施例を示すもので、
第１図は潅流培養装置の流体回路図、第２図は培養装置
の主要部の正面図、第３図は第１図のＡ−Ａ線に沿う断
面図、第４図は流体回路集合プレートの平面図、第５図
は第４図のＢ−Ｂ線に沿う断面図、第６図は流体回路集
合プレートとシリンダボックスを分離した状態の側面図
である。第７図から第１０ｂ図は本発明の第２実施例を
示すもので、第７図は恒温エリアを開閉する表扉を省略
した状態の正面図、第８図はカセット式潅流培養ユニッ
トの正面図、第９図は第８図にＣ−Ｃ線に沿う断面図、
第１０ａ図は流体回路図、第１０ｂ図はカセット式潅流
培養ユニット搭載部分を示すための説明図である。第１
１図及び第１２図はそれぞれ従来ピンチバルブの説明図
である。 Ｖ１〜Ｖ７…ピンチバルブ ７１…ピンチバルブの管部 ７２…ピンチバルブの押さえ部材 ７３…駆動部材 ７４…エアシリンダ ３…流体回路集合プレート ４…培養槽プレート ５…センサプレート ６…シリンダボックス ７…即脱金具 ＰＶ２，ＰＶ３、ＰＶ６〜ＰＶ２１…ピンチバルブ ５００…カートリッジ ４３…カセット式潅流培養ユニット ５６…ピンチバルブヘッドユニット ４４…バルブ駆動ユニット ５８…即脱金具

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加熱滅菌処理を要するバルブを含む流体回
   路を備えた細胞培養装置において、前記各バルブが加熱
   滅菌処理可能な流路部および該流路部を開閉するための
   駆動部を含むとともに該流路部と駆動部が互いに分離お
   よび組み付けされるように構成されており、さらに、前
   記バルブの流路部を纏め支持する手段および該流路部に
   対応させて前記駆動部を纏め支持する手段が備わってお
   り、該両手段は前記流路部と駆動部をそれぞれ纏めた状
   態のまま互いに分離および組み付けできるように相互に
   着脱可能に構成されていることを特徴とする細胞培養装
   置。
2. 【請求項２】前記バルブの流路部を纏め支持する手段は
   予め定めた場所に着脱自在のカートリッジに構成されて
   いるとともに前記バルブ以外の加熱滅菌処理を要する部
   品も備えており、前記バルブの駆動部を纏め支持する手
   段は前記場所に配置される前記カートリッジ上の前記流
   路部に該駆動部を組み付けできる位置に固定されている
   請求項１記載の細胞培養装置。
3. 【請求項３】前記各バルブはピンチバルブであり、該ピ
   ンチバルブは、弾性復元力により常時は開いているが挟
   着力を加えて挟み閉じできる管部を含む流路部と、前記
   流路部を開閉するための駆動部とを備えている請求項１
   または２記載の細胞培養装置。