JPH0734699U - Aerobic culture vessel - Google Patents

Aerobic culture vessel

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JPH0734699U
JPH0734699U JP6532693U JP6532693U JPH0734699U JP H0734699 U JPH0734699 U JP H0734699U JP 6532693 U JP6532693 U JP 6532693U JP 6532693 U JP6532693 U JP 6532693U JP H0734699 U JPH0734699 U JP H0734699U
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JP
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container
culture
oxygen
medium
cellulose
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JP6532693U
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Japanese (ja)
Inventor
昭雄 中村
明 力丸
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信越ポリマー株式会社
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS 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
    • C12M23/00Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/24Gas permeable parts

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 セルロース生産菌(酢酸菌)等の好気性微生物の静置培養を、効率よく行うため、空気に直接触れる培養容器上面の培地表面からだけでなく、容器底面および側壁面からも酸素の供給を受け、全ての液面から培養が進行するような容器であって、且つ容器自体の大量生産が可能な好気培養容器を提供する。 (57) Abstract: The (modified with) Objective static culture aerobic microorganisms and cellulose-producing bacteria (Acetobacter), for performing efficient, not only from the surface of the medium of the culture container top in direct contact with air , also supplied with oxygen from the container bottom and side wall surfaces, it is cultured from all of the liquid level a container such as progress, and mass production of the container itself to provide aerobic culture vessel as possible. 【構成】 多孔質材料または繊維質材料からなる通気性容器2の内面に、酸素透過係数が1×10 -8 cm 3 (STP)・cm/ [Configuration] The porous material or the inner surface of the breathable container 2 made of a fibrous material, the oxygen permeability coefficient of 1 × 10 -8 cm 3 (STP ) · cm /
cm 2・sec・cmHg以上の非多孔質膜3を少なくとも1層形成してなることを特徴とする好気培養容器1。 aerobic culture vessel to the cm 2 · sec · cmHg or more non-porous membrane 3 characterized by being formed of at least one layer 1.

Description

【考案の詳細な説明】 Description of the invention]

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION

本考案は、セルロース生産菌(酢酸菌)等の好気性微生物の静置培養を効率よ く行なうための改良された好気培養容器に関する。 This invention relates to an improved aerobic culture vessels for performing Ku good efficiency static culture aerobic microorganisms and cellulose-producing bacteria (Acetobacter).

【0002】 [0002]

【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION

最近、微生物により生産されたセルロース(以下、バイオセルロースと呼ぶ) が注目されている。 Recently, cellulose produced by microorganisms (hereinafter referred to as bio-cellulose) has been attracting attention. バイオセルロースは、食用酢原料と同様に酢酸菌により生産 される。 Biocellulose is produced similarly by acetic acid bacteria and vinegar material. バイオセルロースの合成酵素は酢酸菌の菌体表面付近にあり、ここから 分子レベルに近い微小セルロースが発生し、これがリボンのようにより合わさっ て結晶化したセルロース繊維が菌体細胞外に排出される。 Synthase biocellulose is near the cell surface of acetic acid bacteria, wherein fine cellulose occurs close to the molecular level from which cellulose fibers crystallization is discharged to the outside of bacteria cells together more like a ribbon. バイオセルロースの特徴は、繊維径が20〜50nmという超極細で、高純度であり 、結晶化度や配向性が高く、天然セルロースと比べ、剛性等の機械的特性が優れ ているなどの特徴がある。 Features bio cellulose, fiber diameter in the ultrafine as 20 to 50 nm, high purity, crystallinity and high orientation, the features such as compared to natural cellulose, the mechanical properties such as rigidity is excellent is there. この特徴をさらに述べると、機械的特性をヤング率で 比較すると、天然セルロースや合成樹脂、合成繊維が 300〜500kgf/mm 2であるの に対して、バイオセルロースは3,000kgf/mm 2という高い値を示し、このフィルム をヘッドホンの音響振動板に用いると、高音域がよく聞こえ、かつ金属板のよう な残響も少ないため、低音域から高音域までカバーできる理想的な材料となる。 Further by way of this feature, a comparison of mechanical properties in Young's modulus, natural cellulose or synthetic resin, while the synthetic fibers are 300~500kgf / mm 2, biocellulose is as high as 3,000kgf / mm 2 value are shown, the use of this film in the acoustic diaphragm of the headphone, hear good treble, and since reverberation is small, such as a metal plate, an ideal material to cover the bass to treble. 製紙原料として天然セルロース(パルプ)に混ぜると紙の強度が増し、薄くても 破れにくい紙ができ、且つパルプ使用量が減るため森林保全即ち環境保全にも役 立つ。 When the mix to natural cellulose (pulp), the strength of the paper increases as papermaking raw material, thinner can tear difficult to paper, and standing role in forest conservation that is environmental protection for pulp usage is reduced. また、不純物を含まないため、食品分野ではこれを原料の一部とする溶け にくいアイスクリームを作ることができ、医療分野では栄養剤や火傷の創傷被覆 剤への応用も可能である。 Moreover, since it does not contain the impurities, in the food sector can make hard ice cream melts be part of this raw material, application to wound dressing nutrients and burns are possible in the medical field.

【0003】 さて、微生物は水、無機物及び、窒素化合物、アミノ酸等の有機物から構成さ れ、後述する必須元素からなる培地を、微生物の主要栄養素として繁殖するが、 酸素は微生物の吸収(呼吸)と密接な関係があり、微生物の種類により、遊離の 酸素を利用するものと、酸素含有化合物の形で利用するものとが存在する。 [0003] Now, the microorganism water, inorganic and, nitrogen compounds, is composed of organic materials such as amino acids, the medium consisting of essential elements, which will be described later, but the breed as the main nutrient of microorganisms, oxygen absorption of microorganisms (respiratory) and it is closely related, the type of microorganisms, and those using free oxygen, and those utilized in the form of oxygen-containing compounds are present. また 、酸素が存在すると生育しない微生物と、酸素が生育に絶対必要な微生物とに分 類される。 Furthermore, a microorganism which does not grow with the oxygen is present, oxygen is absolutely required microorganisms and binary compounds for growth. すなわち、酸素のない環境でのみ生育する酪酸菌や破傷風菌、ボトリヌス菌等 は、嫌気性微生物と呼ばれ、これらは炭水化物やタンパク質などの酸素を含む化 合物の分解によって間接的に酸素を利用して生育する。 That is, butyric acid bacteria and Clostridium tetani which grow only in an oxygen-free environment, Botorinusu bacteria etc. are called anaerobic microorganisms, utilize indirectly oxygen by the decomposition of the compound of containing oxygen, such as carbohydrates and proteins to grow in. 乳酸菌、大腸菌、酵母等は、酸素の存在下ではこれを利用して発育するが酸素 非存在下でも発育できるもので、酸素の存在下では呼吸により、非存在下では発 酵によりエネルギーを獲得するものでこれらは、好気嫌気性菌と呼ばれる。 Lactobacillus, E. coli, yeast or the like, those in the presence of oxygen to grow by using this, but that can grow even in the absence of oxygen, the respiration in the presence of oxygen to obtain energy by fermentation in the absence these are referred to as aerobic anaerobic bacteria in things. また生育にあたり酸素を絶対に必要とし、酸素が欠乏すると生育が完全に停止 するカビ等の微生物は好気性微生物と呼ばれる。 Also require oxygen absolutely Upon growth, microorganisms fungi such as growth and oxygen is depleted is completely stopped is referred to as aerobic microorganisms. 好気性微生物は酸素の存在下で のみ呼吸によりエネルギーを獲得できるもので、これは培地の表面に生育する性 質があるため、ペニシリン(ペニシリウム・ノタツム菌により生産される)を生 産するような場合は、タンク内の培地中に大量の無菌空気(酸素)を吹き込んで 、ペニシリン生産菌を培地内に均一に増殖させる所謂「通気撹拌培養法」を用い て効率を高めるようにしている。 Aerobic microorganisms as it can acquire energy by only breathing in the presence of oxygen, this is because of the nature of growing on the surface of the medium, penicillin (produced by Penicillium Notatsumu bacteria), such as production If, by blowing a large amount of sterile air into the medium in the tank (oxygen), and to enhance the efficiency using a so-called "aeration culture method" that uniformly grown in the medium penicillin producing microorganism. なお、撹拌は培地中への酸素の溶解を促進させ るために行っている。 Incidentally, agitation is carried out in order to promote oxygen dissolution into the culture medium.

【0004】 [0004]

【考案が解決しようとする課題】 [Challenges devised to be Solved]

微生物は、9種類の多量必須元素(H,C,O,N,P,K,S,Ca,Mg )と7種類の微量必須元素(Fe,Mn,Cu,Zn,Mo,B,Cl)を水、 CO 2 、無機塩や、有機化合物や糖類の形で与えられ生育する。 Microorganisms, nine large quantities essential elements (H, C, O, N, P, K, S, Ca, Mg) and seven essential trace elements (Fe, Mn, Cu, Zn, Mo, B, Cl) water, CO 2, and inorganic salts, growth given in the form of organic compounds and sugars. このような微生 物の栄養素の混合物を培地といい、通常、混合物の水溶液(液体培地)とするか または寒天などで固化した固体培地とする。 Such mixtures of nutrients microorganisms called medium, usually a solid medium solidified with and whether or agar an aqueous solution of a mixture (liquid medium). 例えば、カルス培養のように植物細胞培養に使われるMS(Murashige-Skoog )培地は、水及び、KNO 3 、NH 4 NO 3等の無機成分多量要素、FeSO 4・7H 2 O、Na 2・EDTA等の無機成分微量要素、ミオイノシトール、チミ ン塩酸塩等のビタミン類、及び炭素源としてシュークロースより構成される。 For example, MS used for plant cell culture as callus culture (Murashige-Skoog) medium, water and inorganic components macronutrients such as KNO 3, NH 4 NO 3, FeSO 4 · 7H 2 O, Na 2 · EDTA inorganic component trace elements etc., myo-inositol, vitamins such as thymine hydrochloride, and composed of sucrose as a carbon source. セルロースは、β−D−グルコピラノースがβ−1,4−グルコシド結合した ポリサッカライドであるが、食酢工場の醸造中の「もろみ」の表面に浮いたゲル 状物質を採取して得られる「コンニャク菌」と呼ばれる酢酸菌の一種であるアセ トバクター・キシリヌム菌やアセトバクター・パストリアヌス菌を、グルコース を始めとする単糖類やシュークロース等を炭素源とする培地で培養すると、菌体 細胞外にバイオセルロースを排出する。 Cellulose, beta-D-but-glucopyranose are polysaccharides bound beta-1,4-glucoside, obtained by collecting the gelled material floating on the surface of "mash" in vinegar factories brewing "konjac the kind of acetic acid bacteria is acetone Tobakuta-Kishirinumu bacteria and Acetobacter pastorianus bacteria called bacteria "and the monosaccharides and sucrose and the like, including glucose and cultured in a medium containing a carbon source, bio outside bacteria cells to discharge the cellulose. アセトバクター・キシリヌム菌やアセト バクター・パストリアヌス菌を次のような複合培地、すなわち水100cm 3中に、D −グルコース1g ,ペプトン1g ,酵母エキス 0.3g ,NaCl 0.2g ,Na 2 HPO 4 (リン酸2ソーダ) 0.14g,クエン酸 0.035g からなる培地により静置 培養すると、菌は栄養源を細胞内に取り込み原形質の合成を行うための誘導期間 を経て、指数関数的に増殖する。 Acetobacter Kishirinumu bacteria and Acetobacter pastorianus bacteria complex medium such as the following, namely in water 100 cm 3, D - glucose 1g, peptone 1g, yeast extract 0.3g, NaCl 0.2g, Na 2 HPO 4 ( phosphate 2 soda) 0.14 g, when static culture by medium consisting of citric acid 0.035 g, bacteria after an induction period for performing the synthesis of protoplasm uptake nutrients into the cell, growing exponentially. バイオセルロース生産量もそれに従って増加す る。 Bio cellulose production amount you increase accordingly. セルロース・フィブリル(繊維)の成長速度は、培地 pH6.8、温度28℃で最大 となり、毎分 2.6μm、この値はグルコースが毎分 5,000個セルロース結合でつ ながることを意味している。 Growth rate of the cellulose fibrils (fibers), the culture medium pH 6.8, up next at a temperature 28 ° C., which means every minute 2.6 [mu] m, that this value is want of glucose is per minute 5,000 cellulose binding Detsu .

【0005】 さて、このセルロース生産菌(酢酸菌)は、好気性微生物であり、ビーカー、 シャーレ等のガラス容器で静置培養すると、空気と接する培地表面にバイオセル ロース膜が生じる。 [0005] Now, the cellulose-producing bacteria (Acetobacter) are aerobic microorganisms, beakers, when static culture at a glass container such as a Petri dish, Biocell loin film occurs to the medium surface in contact with air. このバイオセルロースの平均重合度は 2,000〜6,000 であり 、綿繊維の1次細胞壁を形成するセルロースの平均重合度に相当し、またバイオ セルロース膜の基本構造は、直径約4nmのミクロフィブリルであり、1菌体が生 産するフィブリルは複数のミクロフィブリルからできており、これが多数集まっ て膜を形成している。 The average degree of polymerization of biocellulose is 2,000 to 6,000, the basic structure equivalent to, also bio cellulose membrane to an average degree of polymerization of the cellulose to form a primary cell walls of cotton fibers are microfibrils having a diameter of about 4 nm, fibrils 1 cells to production are made of a plurality of microfibrils, which forms the film gathered a number. このバイオセルロース膜は、培地表面から下方へ向かって、1日当り1mm前後 の速度で成長が進行する。 The bio-cellulose membrane includes, from the surface of the medium downwards, growth proceeds per day 1mm longitudinal velocity. このようなガラス容器を用いた静置培養では、図3に 示すようにガラス容器は底面及び側壁面が気体透過性ゼロであり、空気と接する 面は上面(培地表面)に限られるため、バイオセルロースの生成は培地表面から 下方に(矢印6)向かってなされ、バイオセルロースの生産効率が極めて劣ると いう欠点がある。 In the static culture using such glass container, the glass container as shown in FIG. 3 is a bottom and side wall surfaces gas permeable zero, since the surface in contact with the air is limited to the upper surface (medium surface), Bio generation of cellulose made towards (arrow 6) downwards from the medium surface, there is a disadvantage that the production efficiency of the bio-cellulose is extremely poor. これに対して、前記ペニシリンの例のように通気撹拌培養すると酸素が効率的 に培地全体に均一に溶解し菌体の増殖速度も大きくなり、従って生産効率は上が るが、不都合なことにこの方法をバイオセルロ−ス生産に適用すると生成したバ イオセルロ−スが切れ切れになったり、器壁に付着し回収困難になるという欠点 があり、そのため従来より静置培養以外に方法がなく、効率の高い培養方法の出 現が望まれていた。 In contrast, the growth rate of the bacterial cells was uniformly dissolved in the whole medium oxygen when aeration agitation culture is efficiently as in the example of the penicillin is also increased, thus the production efficiency is above that, Disadvantageously the method Baioseruro - bar generated when applied to the scan production Ioseruro - may become scan within scraps, there is a drawback that adheres to the wall recovery becomes difficult, therefore there is no other way than static culture prior art, the efficiency of emergence of high culture method has been desired.

【0006】 [0006]

【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]

本考案は、セルロース生産菌(酢酸菌)等の好気性微生物の静置培養を、効率 よく行うための改良された培養容器に関するものであり、図1に示すように、多 孔質材料または繊維質材料からなる通気性容器2の内面に、酸素透過係数が1× 10 -8 cm 3 (STP)・cm/cm 2・sec・cmHg以上の非多孔質膜3を少なくとも1層形成してな ることを特徴とする好気培養容器1である。 This invention is a stationary culture of aerobic microorganisms such as cellulose-producing bacteria (Acetobacter), relates an improved culture container for efficiently performed, as shown in FIG. 1, the multi-porous material or fiber the inner surface of the breathable container 2 made of quality material, the oxygen permeability coefficient I to form at least one layer of 1 × 10 -8 cm 3 (STP ) · cm / cm 2 · sec · cmHg or more non-porous membrane 3 it is an aerobic culture vessel 1, wherein the Rukoto.

【0007】 本考案の好気培養容器を用いて、好気性微生物の培養を行うと、図1の培地4 は容器上面の培地表面からだけでなく、容器底面および側壁面からも酸素の供給 を受けるため、全ての培地面から培養が進行する(矢印6)利点がある。 [0007] using aerobic culture vessel of the present invention, when the culture of aerobic microorganisms, the medium 4 in FIG. 1 as well as from the medium surface of the container top, the supply of oxygen from the container bottom and side wall surfaces to receive, it is cultured from all media surface has (arrow 6) the benefits of progress. なお、本考案の好気培養容器の形状は、図2(a)に示すようなガラス容器と 同じ円筒状のみならず、図2(b)に示すような二重円筒状としたり、空気と触 れる容器壁面を凸凹異形状とすることにより、単位時間あたりの酸素透過量を大 きくし、培養効果を高めることができる。 The shape of the aerobic culture vessel of the present invention is not the same cylindrical only the glass container shown in FIG. 2 (a), or the double cylinder shape shown in FIG. 2 (b), and air by the container wall to touch the uneven irregular shape, the oxygen transmission amount per unit time larger Kikushi, it is possible to enhance the culture effect. 本考案における多孔質材料は、石灰石質、白雲石質、長石質等を原料とする素 焼き陶器、または硫酸カルシウム二水和物すなわち石膏、又はアルミナ、シリカ 、ジルコニア、マグネシア、酸化スズ、酸化鉄、酸化チタン、リン酸化合物、黒 鉛、窒化珪素、炭化珪素、窒化アルミニウム等のセラミックス焼結体等が挙げら れる。 The porous material in the present invention are limestone quality, dolomite quality, containing baked porcelain to the feldspar and the like as a raw material or calcium dihydrate i.e. gypsum sulfate, or alumina, silica, zirconia, magnesia, tin oxide, iron oxide , titanium oxide, phosphoric acid compound, black lead, silicon nitride, silicon carbide, sintered ceramics such as aluminum nitride like et be. 本考案における繊維質材料としては、木材パルプ、リンターパルプ、コウゾ/ ミツマタ、ポリオレフィンなどから作られる洋紙、和紙、合成紙等の紙、または 絹、木綿、麻、羊毛、ビスコースレーヨン、酢酸セルロース、ポリアミド、ポリ エチレンテレフタレート、ポリアクリロニトリル、炭素繊維、ガラス繊維等の有 機質繊維や無機質繊維からなる織布または不織布が挙げられる。 The fibrous material in the present invention, wood pulp, linter, mulberry / Mitsumata, foreign paper made from such polyolefins, Japanese paper, synthetic paper of paper or silk, cotton, hemp, wool, viscose rayon, cellulose acetate, polyamides, poly ethylene terephthalate, polyacrylonitrile, carbon fibers, woven or nonwoven fabric made of organic fibrous and inorganic fibers such as glass fibers.

【0008】 ガラス容器を用いた微生物培養では、容器及び培地などを滅菌して、培養を行 っている。 [0008] In the microorganism culture using glass containers, sterilized such as containers and medium, have you row the culture. これは高圧滅菌器(オートクレーブ)を用い、 110℃〜 120℃で15〜 20分間加熱殺菌を行う。 It uses a high-pressure sterilizer (autoclave), and 15-20 minutes to heat sterilization under 110 ℃ ~ 120 ℃. 従って繰返し使用する場合には、耐熱性の点から多孔質 セラミックスを使用するのがよいが、使い捨ての場合には、化学用濾紙等の紙材 料の使用が好ましい。 Therefore, when used repeatedly, although it is preferable to use a porous ceramic from the viewpoint of heat resistance, in the case of disposable, use paper materials such as chemical filter paper is preferred. この通気性容器の寸法は、現在培養容器に用いられているシャーレ、ビーカー 、フラスコ等のガラス容器と同様の寸法とすればよいが、この厚さは薄すぎると 強度的に劣って取り扱い困難となり、厚すぎると通気性が悪くなるため、 0.1mm から2mmの範囲、好ましくは 0.2〜1mmの範囲とするのがよい。 The dimensions of the ventilation vessel is a petri dish which is currently used for the culture vessel, a beaker, but may be the same size as the glass containers of the flask or the like, the thickness is difficult to handle inferior too thin strength because the too thick breathable deteriorates, ranging from 0.1mm to 2 mm, preferably from in the range of 0.2 to 1 mm.

【0009】 これらの多孔質材料や繊維質材料は、通気性材料であって、次に述べる気体透 過係数は、10 -4 cm 3 (STP)・cm/cm 2・sec・cmHg以上、すなわち市販の気体透過率測定 器の測定範囲を超えた値を示す。 [0009] These porous material or fibrous material, a breathable material, gas transparently coefficients to be described below, 10 -4 cm 3 (STP) · cm / cm 2 · sec · cmHg or more, that It shows a value exceeding the measurement range of commercial gas permeability measuring instrument. 気体透過係数は、非多孔質膜について定義された、所定の温度で特定の膜と特 定の気体の系の定数である。 Gas permeability coefficient is non-porous membrane as defined for a system constant of a particular film and a specific gas at a given temperature. 即ち、非多孔質膜の両側に圧力差がある場合、高圧 側(p 1 )から低圧側(p 2 )へ気体が移動(透過)する現象がみられるが、こ の透過機構は、気体が膜に接したとき直ちに膜表面に気体が溶解する。 That is, when both sides of the non-porous membrane there is a pressure difference, but a phenomenon that the low-pressure side from the high pressure side (p 1) (p 2) gas to move (transmission) seen, transmission mechanism of this is a gas gas dissolves immediately membrane surface when in contact with the membrane. 気体 の溶解によって生じた濃度勾配によって気体が膜の中に拡散して行き、膜の他の 面に到達する。 Gas by the concentration gradient caused by the dissolution of the gas continue to diffuse into the film, and reaches the other side of the membrane. 一定時間を経過すると、膜中の気体の濃度勾配は一定となり、 この状態では気体が他の面から脱着して行く速度は一定となる。 After a lapse of a predetermined time, the concentration gradient of the gas in the film is constant, the speed is constant the gas is gradually desorbed from the other surface in this state. 厚さ△x(cm)、表面積A(cm 2 )の非多孔質膜を通して時間t(sec )の間に移動する気体の流量Q(cm 3 /sec)は、フィックの拡散式(第2 法則) M/A・t=−D・dC/dx…(1) を解くことによって得られる。 The thickness △ x (cm), a non-flow Q (cm 3 / sec) of gas moves between the porous membrane over time t (sec) is, Fick's diffusion equation (second law of surface area A (cm 2) ) is obtained by solving M / a · t = -D · dC / dx ... (1). ここでMは移動する気体の質量(g)、Aは膜表 面積(cm 2 )、Dは拡散係数(cm 2 /sec)、Cは気体濃度(g/cm 3 )を示す。 Where M is the gas moving mass (g), A is membrane table area (cm 2), D is the diffusion coefficient (cm 2 / sec), C indicates the gas concentration (g / cm 3). Q=P・(p 1 −p 2 )・A/△x…(2) (2)式において、Pは気体透過係数であり、単位cm 3 (STP)・cm/cm 2・sec・cmHgで ある、Qは気体流量〔cm 3 (STP)/sec〕、△xは膜の厚さ(cm)、Aは膜の表面 積(cm 2 )、(p 1 −p 2 )は圧力差(cmHg)である。 In Q = P · (p 1 -p 2) · A / △ x ... (2) (2) Equation, P is the gas permeability coefficient, the unit cm 3 (STP) · cm / cm 2 · in sec · cmHg there, Q gas flow rate [cm 3 (STP) / sec], △ x is thickness of the membrane (cm), a is membrane surface area of the (cm 2), (p 1 -p 2) is pressure difference (cmHg ) it is. なおSTPは標準 状態( 273K、1気圧)を示す。 Note STP indicate the standard state (273K, 1 atm).

【0010】 文献等によれば非多孔質膜の気体透過係数は、10 -7 〜10 -10 cm 3 (STP)・cm/cm 2・s ec・cmHg の範囲にあり、例えば天然ゴムの場合、25℃において酸素透過係数Po 2は23.4×10 -10 cm 3 (STP)・cm/cm 2・sec・cmHg 〔以下×10 -10 cm 3 (STP)・cm/cm 2・sec・ cmHg をbarrelで表す〕、窒素透過係数PN 2 (以下N 2はPの添字)は 9.5barrel 、ポリ塩化ビニルの場合、25℃においてPo 2は0.044barrel 、PN 2は0.0115ba rrelである。 [0010] the gas permeability coefficients of the non-porous membrane according to the literature such as in the range of 10 -7 ~10 -10 cm 3 (STP ) · cm / cm 2 · s ec · cmHg, for example, in the case of natural rubber , the oxygen permeability coefficient Po 2 is 23.4 × 10 -10 cm 3 at 25 ℃ (STP) · cm / cm 2 · sec · cmHg [hereinafter × 10 -10 cm 3 a (STP) · cm / cm 2 · sec · cmHg represented by barrel], nitrogen permeability coefficient PN 2 (hereinafter N 2 is subscript P) is 9.5Barrel, when the polyvinyl chloride, the Po 2 at 25 ℃ 0.044barrel, PN 2 is 0.0115ba rrel.

【0011】 本考案の好気培養容器において、通気性容器の内面に少なくとも1層形成され る、酸素透過係数が1×10 -8 cm 3 (STP)・cm/cm 2・sec・cmHg以上、すなわち 100barr el以上の非多孔質膜としては、ポリジメチルシロキサン(PDMS)(Po 2 3 52barrel)、ポリ[1−(トリメチルシリル)−1−プロピン](PMSP)( Po 2 773barrel)、ポリ(フマル酸イソプロピルトリメチルシリル)(Po 2 870barrel)、ポリ(フマル酸t−ブチルトリメチルシリル)(Po 2 2,300ba rrel)、ポリ(フマル酸シクロヘキシルペンタメチルシロキサン)(Po 2 920 barrel)、ポリ[イソプロピルトリ(ジメチルシロキサン)](Po 2 1,200ba rrel)、ポリ[フマル酸ジ(トリメチルシリル)](Po 2 870barrel)、ポリ [フマル酸(トリメチルシリル)メチレン [0011] In aerobic culture vessel of the present invention, Ru is formed at least one layer on the inner surface of the breathable container, oxygen permeability coefficient of 1 × 10 -8 cm 3 (STP ) · cm / cm 2 · sec · cmHg or more, that is, as the 100Barr el more non-porous membrane, polydimethylsiloxane (PDMS) (Po 2 3 52barrel ), poly [1- (trimethylsilyl) -1-propyne] (PMSP) (Po 2 773barrel ), poly (fumaric acid isopropyl trimethylsilyl) (Po 2 870barrel), poly (fumaric acid t- butyl trimethylsilyl) (Po 2 2,300ba rrel), poly (fumaric acid cyclohexyl pentamethyl siloxane) (Po 2 920 barrel), poly [isopropyl tri (dimethylsiloxane) ] (Po 2 1,200ba rrel), poly [fumarate (trimethylsilyl)] (Po 2 870barrel), poly [fumaric acid (trimethylsilyl) methylene ](Po 2 5,500barrel) 等が挙げられるが、この中には、時間の経過とともに酸素透過係数が低下するも のも含まれており、酸素透過係数が経時的に安定しているPDMS膜の使用が最 も好ましい。 ] (Po 2 5,500barrel) and others as mentioned, in this is also also includes the oxygen permeability coefficient is decreased with the lapse of time, the PDMS film oxygen permeability coefficient is stable over time use is most preferable.

【0012】 PDMSは、工業的にはシリコーンゴムと呼ばれ、側鎖官能基の種類によって 、ジメチルシリコーンゴム(MQ)、ビニル基を導入しMQの加硫特性、圧縮永 久歪、機械的強度、耐熱性等を改善したメチルビニルシリコーンゴム(VMQ) 、フェニル基を導入し耐寒性を改善したフェニルシリコーンゴム(PVMQ)、 γ−トリフロロプロピル基を導入し耐油性、耐溶剤性を改善したフロロシリコー ンゴム(FVMQ)に分類されるがVMQ膜の使用が最も好ましい。 [0012] PDMS is for industrial called silicone rubber, depending on the type of side chain functional groups, dimethyl silicone rubber (MQ), vulcanization characteristics of MQ introducing a vinyl group, compression permanent Hisaibitsu, mechanical strength , methyl vinyl silicone rubber having improved heat resistance, etc. (VMQ), phenyl silicone rubber having improved cold resistance by introducing a phenyl group (PVMQ), oil resistance introduced γ- trifluoropropyl group, and improved solvent resistance They are classified into Furoroshiriko Ngomu (FVMQ) and most preferably the use of VMQ film.

【0013】 なお、考案者らの研究によれば、シリコーンゴムにシリカライトRと呼ばれる 特殊ゼオライト粉末を配合することにより、酸素透過係数がシリコーンゴムの数 倍向上するという知見も得られており、このような複合樹脂膜も好ましい。 [0013] Incidentally, according to the inventor et al studied, by incorporating special zeolite powder called silicalites R in the silicone rubber, and also obtained the finding that the oxygen permeability coefficient is improved several times of the silicone rubber, such a composite resin film is also preferable. しか し、このような粉末を充填するときは、多孔質になりやすく、培地の液漏れが起 こりやすいため、微細孔の発生には十分注意する必要がある。 However, when filling such a powder is liable to be porous, because the leakage of the medium tends to cause stiffness, it is necessary to care for the generation of micropores.

【0014】 本考案の好気培養容器において、通気性容器の内面に形成される非多孔質膜の 厚さは、これが薄すぎると微細孔の発生により培地の液漏れが発生しやすく、こ れが厚すぎると単位時間あたりの気体透過量が低下するため、1μm〜 100μm の範囲、好ましくは5〜30μmの範囲とするのがよい。 [0014] In aerobic culture vessel of the present invention, the thickness of the nonporous film formed on the inner surface of the breathable container, which is too the leakage of the medium is likely to occur due to the generation of micropores thin, is this since the gas permeation amount per too thick unit time is reduced, the range of 1 m to 100 [mu] m, preferably from in the range of 5 to 30 [mu] m. また本考案において、通気性容器の内面に形成された高酸素透過性の非多孔質 膜の内面に、さらに絹由来のフィブロイン膜を数十nmオーダーで形成することも 考えられるが、これは動物細胞培養の場合も考慮し、生体不活性のシリコーンゴ ム膜では動物細胞の足掛かりが無く、フィブロイン膜が足掛かりとなることが知 られているためである。 In the present invention, the inner surface of the high oxygen permeability of the non-porous film formed on the inner surface of the breathable containers, it is considered that further to form a fibroin membranes from silk several tens nm order, this animal also consider the case of a cell culture, a silicone rubber layer of the bioinert no foothold animal cells, because the fibroin film is a stepping stone are known. このフィブロイン膜は厚くても40nm程度のため、シリコ ーンゴム膜の酸素透過係数に影響を与えないことを、考案者らは実験的に確認済 みである。 For about 40nm even the fibroin film is thick, that does not affect the oxygen permeability coefficient of the silicon Ngomu film, it devised we are confirmed only experimentally.

【0015】 [0015]

【実施例】 【Example】

メチルビニルシリコーンゴム・KE−1551[信越化学工業(株)製商品名]を 、厚さ30μmにカレンダーロールシーティングを行い、これを厚さ0.39mmの定性 濾紙・ワットマンNo. 3(米ワットマン社製商品名)の片面にラミネートし、プ レス成形により、接着させた。 Methyl vinyl silicone rubber · KE-1551 [Shin-Etsu Chemical Co., trade name], and carried out the calendar roll sheeting to a thickness of 30μm, which having a thickness of 0.39mm qualitative filter paper, Whatman No. 3 (US Whatman laminated to one side of the trade name), by-flops press forming, and allowed to adhere. このシリコーンゴム膜ラミネート濾紙の酸素透過 係数を、加圧式ガス透過率測定機・GASPERM-100 [日本分光工業(株)製商品名 ]により、25℃において、圧力1kgf/cm 2の条件で測定したところ、 460barrel という実測値が得られた。 The oxygen permeability coefficient of the silicone rubber membrane laminate filter paper, the pressurized gas permeability measuring instrument · GASPERM-100 [JASCO Corporation, trade name], at 25 ° C., measured under a pressure of 1 kgf / cm 2 where, I found that 460barrel was obtained. 同様に、上記の定性濾紙単独について同一条件で酸素 透過係数を測定したところ、本測定機の測定限界(10 6 barrel)を超え、測定不 能であった。 Similarly, the measured oxygen permeability coefficient under the same conditions for the above qualitative filter paper alone, beyond the measurement limit of the measuring instrument (10 6 barrel), was measured non ability. このシリコーンゴム膜ラミネート濾紙を用い、シリコーンゴム膜を内側として 直径45mm×深さ50mmのシャーレ(内容積 48cm 3 )を製作した。 The use of a silicone rubber membrane laminate filter paper was fabricated petri dish (inner volume 48cm 3) of diameter 45 mm × depth 50mm silicone rubber layer as an inner. 次に、上記シリコーンゴム薄膜ラミネート濾紙製シャーレを使用して、D−グ ルコース 20g/ L、ペプトン5g/L、酵母エキス5g/L、Na 2 HPO 4 2.7g/ L、クエン酸 1.15g/Lの水溶液(pH 6.8)50cm 3を培地として、アセトバクタ ー・パストリアヌス菌の培養実験を5日間行った。 Next, using the above silicone rubber thin laminated paper filter petri dish, D- glucose 20 g / L, peptone 5 g / L, yeast extract 5g / L, Na 2 HPO 4 2.7g / L, citric acid 1.15 g / L the aqueous solution (pH 6.8) 50cm 3 as medium, were cultured experiments Asetobakuta over pastorianus bacteria 5 days. この培地は上記シャーレ中に 約31mmの深さで静置され、空気と直接触れる液表面と容器底面の面積はそれぞれ 16cm 2 、容器側壁面と接触する面積43cm 2であった。 The medium was allowed to stand at a depth of about 31mm in the dish, each 16cm 2 area of liquid surface and the bottom surface of the container in direct contact with air, was an area 43cm 2 in contact with the container side wall. この結果、液表面には 0.075g 、底部には0.05g 、側壁面には0.13g のバイオ セルロースが生成した。 As a result, the liquid surface 0.075 g, the bottom 0.05 g, the side wall surfaces to produce bio cellulose 0.13 g. これを、従来通りシャーレ上面(培地表面)のみの単位 面積当りのバイオセルロース生成速度に換算すると、約 31.9g/m 2・日となった 。 This, in terms of the biocellulose generation rate per unit area of the conventional petri dish top (medium surface) alone was approximately 31.9 g / m 2 · day. 比較のために、上記と同一寸法のガラス製シャーレを使用し、上と同じ培養実 験を行ったところ、バイオセルロースは培地表面にのみ生成し、生成量は 0.075 g であり、これを培地表面単位面積当りに換算すると、約9.4g/m 2・日となり、 本考案の好気培養容器は従来のガラス製培養容器と比べ約3倍の生産効率を示す ことが確認できた。 For comparison, using a glass petri dish of the same size was subjected to the same culture experiments as above, biocellulose produces only the medium surface, the amount is 0.075 g, which medium surface in terms of per unit area, is about 9.4 g / m 2 · day, aerobic culture vessel of the present invention was confirmed to exhibit approximately three times the production efficiency compared with the conventional glass culture vessels.

【0016】 [0016]

【考案の効果】 Effects of the invention]

本考案のような多孔質セラミックスや紙等の通気性容器の内面にシリコーンゴ ム薄膜のような高酸素透過性膜を形成した培養容器を使用して、バイオセルロー ス生産菌などの好気性微生物を静置培養すると、空気に直接触れる容器上の培地 表面からだけでなく、高酸素透過性膜を通して間接的に酸素に触れる容器側壁面 や容器底面の培地からバイオセルロース膜の生成が進行するため、効率の高い静 置培養が可能となる。 Using a porous ceramic or high oxygen permeable membrane formed was culture vessel, such as silicone rubber thin film on the inner surface of the breathable containers such as paper, as in the present invention, aerobic microorganisms such as bio-cell row scan producing bacteria Upon standing cultured, not only from the surface of the medium on the container in direct contact with the air, since the indirect production of bio-cellulose membrane from the culture medium of the container side walls and the bottom of the container touching the oxygen progresses through high oxygen permeable membrane , it is possible to efficient static culture. 本考案の培養容器は、紙などを通気性容器として使用すれば、非常に安価であ り、滅菌せず使い捨てることも可能であり、また通気性容器として多孔質セラミ ックスを用いれば使用の都度加熱滅菌し、繰り返し使用することが可能であるの で経済的である。 Culture vessel of the present invention is, the use of a paper as a breathable container, very inexpensive der is, not sterile Tsukaisuteru It is also possible, also use the use of the porous ceramic box as breathable container and each time heat sterilization, which is economical in the can be used repeatedly. また、紙等を通気性容器として使用する場合には、3本ロールリバースコータ ー、コンマコーター等を使用して、前記高酸素透過性膜を紙等と一体化して連続 的に均一に形成することができ、大量生産が可能である。 Also, when using paper or the like as a breathable container, three roll reverse coater over, by using a comma coater or the like, continuously uniformly form the high oxygen permeable membrane integral with the paper or the like it can, it can be mass-produced.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本考案の好気培養容器とこれを使用した微生物培養の状況を示す縦断面図である。 1 is a longitudinal sectional view showing the state of microbial cultures used aerobic culture vessels of the present invention and the same.

【図2】(a)本考案の好気培養容器の一態様(円筒シャーレ状)を示す斜視図である。 2 (a) One aspect of the aerobic culture vessel of the present invention (cylindrical dish shape) is a perspective view showing a. (b)本考案の好気培養容器の一態様(二重円筒シャーレ状)を示す斜視図である。 (B) is a perspective view showing an embodiment (double cylinder dish shape) aerobic culture vessel of the present invention.

【図3】従来の培養用ガラス容器とこれを使用した微生物培養の状況を示す縦断面図である。 3 is a longitudinal sectional view showing the state of microbial cultures used in the conventional culture glass container it.

【符号の説明】 [DESCRIPTION OF SYMBOLS]

1 本考案の好気培養容器、 2 通気性容器、 3 高酸素透過性の非多孔質膜、 4 培地、 5 生成したセルロース膜、 6 セルロース膜の成長方向を示す矢印、 7 従来のガラス製培養容器。 Aerobic culture vessels one devised, 2 breathable container, 3 high oxygen permeability of the non-porous membrane, 4 medium 5 produced cellulose film, the arrows showing the direction of growth of 6 cellulose membrane, 7 conventional glass culture container.

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】 [Range of utility model registration request]
  1. 【請求項1】 多孔質材料または繊維質材料からなる通気性容器の内面に、酸素透過係数が1×10 -8 cm 3 (STP)・c To 1. A inner surface of the breathable container made of a porous material or a fibrous material, the oxygen permeability coefficient of 1 × 10 -8 cm 3 (STP ) · c
    m/cm 2・sec・cmHg以上の非多孔質膜を少なくとも1層形成してなることを特徴とする好気培養容器。 m / cm 2 · sec · cmHg or more non-porous membrane aerobic culture vessel characterized by comprising forming at least one layer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050106717A1 (en) * 2003-10-08 2005-05-19 Wilson John R. Cell culture methods and devices utilizing gas permeable materials

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