JPH10179138A - 膜面液体培養方法及び同装置 - Google Patents
膜面液体培養方法及び同装置Info
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- JPH10179138A JPH10179138A JP34633496A JP34633496A JPH10179138A JP H10179138 A JPH10179138 A JP H10179138A JP 34633496 A JP34633496 A JP 34633496A JP 34633496 A JP34633496 A JP 34633496A JP H10179138 A JPH10179138 A JP H10179138A
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- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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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
- C12M29/00—Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 生物体細胞Ｃの増殖を促す。
【解決手段】 培養する生物体細胞Ｃを通さない孔を有
する多孔性膜１５を鉛直又は斜めに配置し、この多孔性
膜１５に上から液体培地を供給して膜面に沿って流下さ
せることで、多孔性膜１５の他の面に生物体細胞Ｃを培
養することを特徴とする。 【効果】 鉛直又は斜めに配置した多孔性膜に生物体細
胞を培養するようにしたので、生物体細胞に満遍なく液
体培地並びに酸素を供給することができ、細胞の増殖を
促すことができる。
する多孔性膜１５を鉛直又は斜めに配置し、この多孔性
膜１５に上から液体培地を供給して膜面に沿って流下さ
せることで、多孔性膜１５の他の面に生物体細胞Ｃを培
養することを特徴とする。 【効果】 鉛直又は斜めに配置した多孔性膜に生物体細
胞を培養するようにしたので、生物体細胞に満遍なく液
体培地並びに酸素を供給することができ、細胞の増殖を
促すことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、生物体細胞の膜面
液体培養法、特に、垂直または傾斜させて配置した多孔
性膜の一方の面に液体培地、他方の面にガス体を直接接
触させて、膜面で生物体細胞を培養する方法および装置
に関する。なお、液体培地とは生物体細胞、例えば微生
物や動植物組織の細胞培養に必要な栄養素を備えた液状
のもの、ガス体とは生物体細胞の呼吸作用に係る酸素の
供給と二酸化炭素の排出とをなすものを指す。
液体培養法、特に、垂直または傾斜させて配置した多孔
性膜の一方の面に液体培地、他方の面にガス体を直接接
触させて、膜面で生物体細胞を培養する方法および装置
に関する。なお、液体培地とは生物体細胞、例えば微生
物や動植物組織の細胞培養に必要な栄養素を備えた液状
のもの、ガス体とは生物体細胞の呼吸作用に係る酸素の
供給と二酸化炭素の排出とをなすものを指す。
【０００２】
【従来の技術】本出願人は、先に特開平７−３２２８７
４号公報「膜面液体培養法、膜面液体培養装置及び膜面
液体培養システム」で、従来とは全く異なる概念の培養
技術を提案した。上記公報の図２を再掲（ただし、符号
は振り直した。）して、この技術の要旨を説明する。
４号公報「膜面液体培養法、膜面液体培養装置及び膜面
液体培養システム」で、従来とは全く異なる概念の培養
技術を提案した。上記公報の図２を再掲（ただし、符号
は振り直した。）して、この技術の要旨を説明する。
【０００３】図９は従来の膜面液体培養装置の原理図で
あり、膜面液体培養装置１００は、下部半割りケース１
０１のフランジ１０２上に多孔性膜１０３を水平に張
り、上部半割りケース１０４のフランジ１０５を重ね、
フランジ１０２，１０５をボルト１０６で結合すること
により、一個の容器１０７とし、この容器１０７の上室
をガス体室Ｓ１、下室を液体培地室Ｓ２としたものであ
る。調製槽１１０から液体培地をポンプ１１１で汲み上
げ、ヒータ１１２で温度を調整したものを下方の液体培
地室Ｓ２に供給し循環させる。また、送風機１１４、ヒ
ータ１１５及び徐菌フィルタ１１６を介してガス体室Ｓ
１へ空気を送り、徐菌フィルタ１１７を介して大気へ放
出する。
あり、膜面液体培養装置１００は、下部半割りケース１
０１のフランジ１０２上に多孔性膜１０３を水平に張
り、上部半割りケース１０４のフランジ１０５を重ね、
フランジ１０２，１０５をボルト１０６で結合すること
により、一個の容器１０７とし、この容器１０７の上室
をガス体室Ｓ１、下室を液体培地室Ｓ２としたものであ
る。調製槽１１０から液体培地をポンプ１１１で汲み上
げ、ヒータ１１２で温度を調整したものを下方の液体培
地室Ｓ２に供給し循環させる。また、送風機１１４、ヒ
ータ１１５及び徐菌フィルタ１１６を介してガス体室Ｓ
１へ空気を送り、徐菌フィルタ１１７を介して大気へ放
出する。
【０００４】多孔性膜１０３上に生物体細胞１１８を載
せると、この生物体細胞１１８は液体培地と酸素との供
給のもとに増殖する。
せると、この生物体細胞１１８は液体培地と酸素との供
給のもとに増殖する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記膜面液体培養装置
１００は、例えば、アスペルギルス・オリゼーを自然の
状態のまま培養して、中性プロテアーゼを生産させるこ
とができ、また従来の液体培地による通気攪拌培養とは
異なり、細胞に攪拌などのストレスをかけずにすむなど
のすぐれた利点をもつ。しかしながら、上記膜面液体培
養装置１００では、長期間の連続培養を実施すると、有
用物質の生産性が減少することが分かった。
１００は、例えば、アスペルギルス・オリゼーを自然の
状態のまま培養して、中性プロテアーゼを生産させるこ
とができ、また従来の液体培地による通気攪拌培養とは
異なり、細胞に攪拌などのストレスをかけずにすむなど
のすぐれた利点をもつ。しかしながら、上記膜面液体培
養装置１００では、長期間の連続培養を実施すると、有
用物質の生産性が減少することが分かった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】近年の増産要求から、高
い水準の生産を長期に亘って維持する必要があり、本発
明者等は、その要求を満たすために研究を継続的に実施
した。その過程で多孔性膜の膜面に接している液体培地
層は、実際はあまり移動していないと仮説するに至っ
た。であれば、多孔性膜を傾斜若しくは鉛直に保持し、
液体培地の移動をより確実にすることにより生産性を従
来より高めることができるのではないかと考えた。
い水準の生産を長期に亘って維持する必要があり、本発
明者等は、その要求を満たすために研究を継続的に実施
した。その過程で多孔性膜の膜面に接している液体培地
層は、実際はあまり移動していないと仮説するに至っ
た。であれば、多孔性膜を傾斜若しくは鉛直に保持し、
液体培地の移動をより確実にすることにより生産性を従
来より高めることができるのではないかと考えた。
【０００７】具体的には、請求項１は培養する生物体細
胞を通さない孔を有する多孔性膜を鉛直又は斜めに配置
し、この多孔性膜に上から液体培地を供給して膜面に沿
って流下させることで、多孔性膜の他の面に生物体細胞
を培養することを特徴とする。鉛直又は斜めに配置した
多孔性膜に生物体細胞を培養するようにしたので、生物
体細胞に満遍なく液体培地並びに酸素を供給することが
でき、細胞の増殖を促すことができる。
胞を通さない孔を有する多孔性膜を鉛直又は斜めに配置
し、この多孔性膜に上から液体培地を供給して膜面に沿
って流下させることで、多孔性膜の他の面に生物体細胞
を培養することを特徴とする。鉛直又は斜めに配置した
多孔性膜に生物体細胞を培養するようにしたので、生物
体細胞に満遍なく液体培地並びに酸素を供給することが
でき、細胞の増殖を促すことができる。
【０００８】請求項２は、多孔性膜で仕切ることによ
り、容器内をガス体室と液体培地室とに区分し、ガス体
室にガスを通過させ、液体培地室に液体培地を通過させ
ることで、多孔性膜の膜面で生物体細胞を培養する膜面
液体培養装置において、多孔性膜を鉛直若しくはほぼ鉛
直に配置したことを特徴とする。鉛直又は斜めに配置し
た多孔性膜に生物体細胞を培養するようにしたので、生
物体細胞に満遍なく液体培地並びに酸素を供給すること
ができ、細胞の増殖を促すことができる。
り、容器内をガス体室と液体培地室とに区分し、ガス体
室にガスを通過させ、液体培地室に液体培地を通過させ
ることで、多孔性膜の膜面で生物体細胞を培養する膜面
液体培養装置において、多孔性膜を鉛直若しくはほぼ鉛
直に配置したことを特徴とする。鉛直又は斜めに配置し
た多孔性膜に生物体細胞を培養するようにしたので、生
物体細胞に満遍なく液体培地並びに酸素を供給すること
ができ、細胞の増殖を促すことができる。
【０００９】請求項３は、液体培地室を円筒、角筒など
の筒体の内部に形成したことを特徴とする。円筒、角筒
などの筒体の外にガス体室、内に液体培地室を設けるの
で、装置が筒型となり、多孔性膜の面積を容易に拡大す
ることができる。
の筒体の内部に形成したことを特徴とする。円筒、角筒
などの筒体の外にガス体室、内に液体培地室を設けるの
で、装置が筒型となり、多孔性膜の面積を容易に拡大す
ることができる。
【００１０】請求項４は、液体培地室の上部に液体培地
を多孔性膜へ吹き掛けるスプレーノズルを配置したこと
を特徴とする。液体培地をスプレーノズルで霧化するの
で、多孔性膜に満遍なく液体培地を供給することができ
る。
を多孔性膜へ吹き掛けるスプレーノズルを配置したこと
を特徴とする。液体培地をスプレーノズルで霧化するの
で、多孔性膜に満遍なく液体培地を供給することができ
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図１は本発明に係る膜面液体培養システム
の全体系統図であり、膜面液体培養システムは、膜面液
体培養装置１０と液体培地の調製槽２０と配管・機器類
とからなる。
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図１は本発明に係る膜面液体培養システム
の全体系統図であり、膜面液体培養システムは、膜面液
体培養装置１０と液体培地の調製槽２０と配管・機器類
とからなる。
【００１２】膜面液体培養装置１０は、容器１１と、こ
の容器１１内に下部支持体１２及び上部支持体１３を介
して鉛直に保持した多孔性筒体１４と、この多孔円筒１
４に密に巻き付けた多孔性膜１５とからなる。ここで、
この多孔性膜１５の外方で且つ容器１１内の空間をガス
体室Ｓ１、多孔性膜１５の内方空間を液体培地室Ｓ２と
する。なお、前記多孔性筒体１４は楕円筒、角筒であっ
てもよい。また、多孔性筒体１４は４メッシュのステン
レス網を筒にしたもの、若しくはパンチングメタルを筒
にしたものが好適である。また、１７は通孔であり、ガ
ス体室Ｓ１と液体培地室Ｓ２とを連通する孔である。
の容器１１内に下部支持体１２及び上部支持体１３を介
して鉛直に保持した多孔性筒体１４と、この多孔円筒１
４に密に巻き付けた多孔性膜１５とからなる。ここで、
この多孔性膜１５の外方で且つ容器１１内の空間をガス
体室Ｓ１、多孔性膜１５の内方空間を液体培地室Ｓ２と
する。なお、前記多孔性筒体１４は楕円筒、角筒であっ
てもよい。また、多孔性筒体１４は４メッシュのステン
レス網を筒にしたもの、若しくはパンチングメタルを筒
にしたものが好適である。また、１７は通孔であり、ガ
ス体室Ｓ１と液体培地室Ｓ２とを連通する孔である。
【００１３】つぎに、膜面液体培養装置１０へ液体培地
を循環供給する液体培地循環路２１、ガスを供給するガ
ス供給路４１及びガスを排出するガス排出路５１を順に
説明する。
を循環供給する液体培地循環路２１、ガスを供給するガ
ス供給路４１及びガスを排出するガス排出路５１を順に
説明する。
【００１４】先ず、液体培地循環路２１は、下部支持体
１２に開けた液体培地排出口１２ａと、この排出口１２
ａから液体培地を調製槽２０へ導く管路２２と、この調
製槽２０から液体培地を導く管路２３と、この管路２３
の途中に設けたポンプ２４及びヒータ２５と、温度調整
済の液体培地を液体培地室Ｓ２へ噴射するスプレーノズ
ル２６とからなる。なお、２８は温度センサ、２９は温
度制御部であって、これらで液体培地室Ｓ２へ噴射する
液体培地の温度を所定の値にコントロールすることがで
きる。また、３１は酸液槽、３２はアルカリ液槽、３３
はｐＨセンサ、３４はｐＨ制御部であり、これらで、調
製槽２０内部における液体培地のｐＨを所定の値にコン
トロールすることができる。
１２に開けた液体培地排出口１２ａと、この排出口１２
ａから液体培地を調製槽２０へ導く管路２２と、この調
製槽２０から液体培地を導く管路２３と、この管路２３
の途中に設けたポンプ２４及びヒータ２５と、温度調整
済の液体培地を液体培地室Ｓ２へ噴射するスプレーノズ
ル２６とからなる。なお、２８は温度センサ、２９は温
度制御部であって、これらで液体培地室Ｓ２へ噴射する
液体培地の温度を所定の値にコントロールすることがで
きる。また、３１は酸液槽、３２はアルカリ液槽、３３
はｐＨセンサ、３４はｐＨ制御部であり、これらで、調
製槽２０内部における液体培地のｐＨを所定の値にコン
トロールすることができる。
【００１５】ガス供給路４１は、供給管路４２と、この
供給管路４２に介設した送風機４３，ヒータ４４，徐菌
フィルタ４５とからなる。４６は温度センサ、４７はガ
スの温度を所定の値にコントロールするための温度制御
部である。このようなガス供給路４１で所定の温度に保
ったガスを入口１１ａからガス体室Ｓ１へ供給すること
ができる。
供給管路４２に介設した送風機４３，ヒータ４４，徐菌
フィルタ４５とからなる。４６は温度センサ、４７はガ
スの温度を所定の値にコントロールするための温度制御
部である。このようなガス供給路４１で所定の温度に保
ったガスを入口１１ａからガス体室Ｓ１へ供給すること
ができる。
【００１６】ガス排出路５１は、排出管路５２と、この
排出管路５２に介設した徐菌フィルタ５３とからなる。
このようなガス排出路５１でガス体室Ｓ１内のガスを出
口１１ｂを介して外部へ排出することができる。
排出管路５２に介設した徐菌フィルタ５３とからなる。
このようなガス排出路５１でガス体室Ｓ１内のガスを出
口１１ｂを介して外部へ排出することができる。
【００１７】以上に述べた膜面液体培養システムの作用
を次に説明する。先ず、図示せぬオートクレーブで殺菌
した液体培地を無菌的に調製槽２０に入れる。この液体
培地を培地循環路２１で、循環させ、その途中において
ヒータ２５で温度調整し、温度調整済の液体培地をスプ
レーノズル２６で液体培地室Ｓ２に吹込むことで多孔性
膜１５の内面に供給し、流れ落ちたものを調製槽２０に
戻して、調製槽２０でｐＨ調整する。
を次に説明する。先ず、図示せぬオートクレーブで殺菌
した液体培地を無菌的に調製槽２０に入れる。この液体
培地を培地循環路２１で、循環させ、その途中において
ヒータ２５で温度調整し、温度調整済の液体培地をスプ
レーノズル２６で液体培地室Ｓ２に吹込むことで多孔性
膜１５の内面に供給し、流れ落ちたものを調製槽２０に
戻して、調製槽２０でｐＨ調整する。
【００１８】この様に、温度調整並びにｐＨ調整した液
体培地を循環させつつ多孔性膜１５の内面へ供給するこ
とを特徴とする。なお、供給の形態は、連続、断続のい
づれでもよい。液体培地の供給速度は、全液体培地量を
１としたときに、０．０２〜１０／時、好ましくは０．
１〜２／時である。このような条件下で生物体細胞Ｃを
多孔性膜１５の膜面に均一に接種する。
体培地を循環させつつ多孔性膜１５の内面へ供給するこ
とを特徴とする。なお、供給の形態は、連続、断続のい
づれでもよい。液体培地の供給速度は、全液体培地量を
１としたときに、０．０２〜１０／時、好ましくは０．
１〜２／時である。このような条件下で生物体細胞Ｃを
多孔性膜１５の膜面に均一に接種する。
【００１９】次に、ガス供給路４１で温度調整済みで且
つ濾過済のガスをガス体室Ｓ１に送り込み、ガスを生物
体細胞Ｃに接触させる。ガス体室Ｓ１内のガスをガス排
出路５１で外部に排出する。排出ガスは徐菌フィルタ５
３を通すのでクリーンである。以上の状態を保つことに
より、生物体細胞Ｃが多孔性膜１５上で増殖する。
つ濾過済のガスをガス体室Ｓ１に送り込み、ガスを生物
体細胞Ｃに接触させる。ガス体室Ｓ１内のガスをガス排
出路５１で外部に排出する。排出ガスは徐菌フィルタ５
３を通すのでクリーンである。以上の状態を保つことに
より、生物体細胞Ｃが多孔性膜１５上で増殖する。
【００２０】本発明によって液体培地中で生産し得る有
用物質（生物体細胞）としては、プロテアーゼ類、ペプ
チダーゼ類などの蛋白質関連物質分解酵素類、アミラー
ゼ類などの澱粉質関連物質分解酵素類、キチン質関連物
質分解酵素類、ペクチナーゼ類、セルラーゼ類、グルコ
シダーゼ類、各種臨床検査に用いられるクレアチナーゼ
などの酵素類、および核酸分解酵素類などの酵素類、ア
ミノ酸類、有機酸類、糖類、ビタミン類、核酸関連物質
類、アルコール類、脂肪酸類、アルカロイド類、抗生物
質類、抗菌物質類などの各種物質を挙げることができ
る。また多孔性膜上に生育した各種生物体細胞内にこれ
ら各種有用物質を生産させることもできる。生産された
各種有用物質は常法に従って抽出、分離、分画、精製、
結晶化などの操作により採取される。なお、前記の生物
体細胞、有用物質の生産において、一つの培養でその目
的を同時に達成してもよいが、各々単独で達成してもよ
い。
用物質（生物体細胞）としては、プロテアーゼ類、ペプ
チダーゼ類などの蛋白質関連物質分解酵素類、アミラー
ゼ類などの澱粉質関連物質分解酵素類、キチン質関連物
質分解酵素類、ペクチナーゼ類、セルラーゼ類、グルコ
シダーゼ類、各種臨床検査に用いられるクレアチナーゼ
などの酵素類、および核酸分解酵素類などの酵素類、ア
ミノ酸類、有機酸類、糖類、ビタミン類、核酸関連物質
類、アルコール類、脂肪酸類、アルカロイド類、抗生物
質類、抗菌物質類などの各種物質を挙げることができ
る。また多孔性膜上に生育した各種生物体細胞内にこれ
ら各種有用物質を生産させることもできる。生産された
各種有用物質は常法に従って抽出、分離、分画、精製、
結晶化などの操作により採取される。なお、前記の生物
体細胞、有用物質の生産において、一つの培養でその目
的を同時に達成してもよいが、各々単独で達成してもよ
い。
【００２１】多孔性膜１５から生物体細胞を剥離する方
法は、特に限定されないが、例えば、かき板のようなも
のでかきとってもよいし、またポンプでの吸取り方式で
行なってもよい。そして得られたそれらの細胞は、例え
ば酵素類、生理活性物質類の抽出、分離、精製、または
公知の乾燥手段による食品化、医薬品化などに用いても
よい。
法は、特に限定されないが、例えば、かき板のようなも
のでかきとってもよいし、またポンプでの吸取り方式で
行なってもよい。そして得られたそれらの細胞は、例え
ば酵素類、生理活性物質類の抽出、分離、精製、または
公知の乾燥手段による食品化、医薬品化などに用いても
よい。
【００２２】
【実施例】以下に本発明に係る実施例を次に説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。 （実施例１）実験条件は次の通りである。 ・膜面液体培養システム及び膜面液体培養装置： 図１
に示すものを使用 ・多孔性筒体１４： ４メッシュのステンレス網の円筒 ・多孔性膜１５： 多孔性膜ＮＴＵ３１５０（分画分子
量、５万；材質、ポリスルホン；日東電工株式会社
製）、膜の表面積（片面）２６０ｃｍ2 ・液体培地室Ｓ２の容量： ２０００ｍｌ ・ガス体室Ｓ１の容量： １００ｍｌ
が、本発明はこれに限定されるものではない。 （実施例１）実験条件は次の通りである。 ・膜面液体培養システム及び膜面液体培養装置： 図１
に示すものを使用 ・多孔性筒体１４： ４メッシュのステンレス網の円筒 ・多孔性膜１５： 多孔性膜ＮＴＵ３１５０（分画分子
量、５万；材質、ポリスルホン；日東電工株式会社
製）、膜の表面積（片面）２６０ｃｍ2 ・液体培地室Ｓ２の容量： ２０００ｍｌ ・ガス体室Ｓ１の容量： １００ｍｌ
【００２３】・ガス： 空気 ・生物体細胞Ｃ： Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｏｒｙｚ
ａｅ ｖａｒ． ｏｒｙｚａｅ ＩＦＯ３０１１３菌株
ａｅ ｖａｒ． ｏｒｙｚａｅ ＩＦＯ３０１１３菌株
【００２４】・調製槽の容量： ２０００ｍｌ ・液体培地の組成：ｗ／ｖは重量／容量を意味する。 グルコース、１１．２％（ｗ／ｖ）；酵母エキス、０．
５％（ｗ／ｖ）；Ｋ2ＨＰＯ4、０．１％（ｗ／ｖ）；Ｎ
ａＣｌ、０．０５％（ｗ／ｖ）；ＦｅＳＯ4・７Ｈ2Ｏ、
０．０５％（ｗ／ｖ）；ＭｇＳＯ4・７Ｈ2Ｏ、０．００
１％（ｗ／ｖ）；ｐＨ、６．０（１Ｎ ＨＣｌで調整） ・液体培地の前処理：１２０℃で１０分間オートクレー
ブ殺菌
５％（ｗ／ｖ）；Ｋ2ＨＰＯ4、０．１％（ｗ／ｖ）；Ｎ
ａＣｌ、０．０５％（ｗ／ｖ）；ＦｅＳＯ4・７Ｈ2Ｏ、
０．０５％（ｗ／ｖ）；ＭｇＳＯ4・７Ｈ2Ｏ、０．００
１％（ｗ／ｖ）；ｐＨ、６．０（１Ｎ ＨＣｌで調整） ・液体培地の前処理：１２０℃で１０分間オートクレー
ブ殺菌
【００２５】以上の条件下で実施例１に係る実験を開始
した。先ず、オートクレーブで殺菌された液体培地７０
０ｍｌを無菌的に液体培地調製槽２に入れ、ｐＨ制御は
せずに液体培地を循環させた。循環が平衡に達した時点
で、ポンプ２４を止め、前記糸状菌の胞子懸だく液２０
０μｌ（全胞子数５０００個）を多孔性膜１５のガス体
室Ｓ１側の膜面に均一に接種した。その後、ポンプ２４
を作動させて、液体培地の循環を再開した。送風機４３
を用いて３０℃のガス（空気）をガス体室Ｓ１に送り、
更にガス体室Ｓ１の外に排出させた。
した。先ず、オートクレーブで殺菌された液体培地７０
０ｍｌを無菌的に液体培地調製槽２に入れ、ｐＨ制御は
せずに液体培地を循環させた。循環が平衡に達した時点
で、ポンプ２４を止め、前記糸状菌の胞子懸だく液２０
０μｌ（全胞子数５０００個）を多孔性膜１５のガス体
室Ｓ１側の膜面に均一に接種した。その後、ポンプ２４
を作動させて、液体培地の循環を再開した。送風機４３
を用いて３０℃のガス（空気）をガス体室Ｓ１に送り、
更にガス体室Ｓ１の外に排出させた。
【００２６】このような状態で前記糸状菌を２０日間培
養を継続し、定期的にグリコース濃度と麹酸濃度とを測
定した。なお、各種測定法は次のとおりである。 グルコース濃度：グルコスタット法により行なった。す
なわち適当に希釈されたサンプル１ｍｌに１．５ＮのＮ
ａＯＨ溶液０．４３５ｍｌを加え、室温で１５分静置し
た。次いで、１．５Ｎの酢酸溶液０．５６５ｍｌを加え
た（この操作でｐＨ５．０になる）。これに５０ｍＭの
酢酸ナトリウムバッファー（ｐＨ５．０）１ｍｌを加え
た。更にグルコスタット試薬（ダイヤカラーＧＣ、ＴＯ
ＹＯＢＯ製）１ｍｌを加え、吸光光度計（ＳＨＩＭＡＺ
Ｕ ＵＶ−１６０）にて波長５５０ｎｍにおける吸光度
の増加速度を測定した。標準サンプルの検量線からサン
プル中のグルコース濃度を計算した。
養を継続し、定期的にグリコース濃度と麹酸濃度とを測
定した。なお、各種測定法は次のとおりである。 グルコース濃度：グルコスタット法により行なった。す
なわち適当に希釈されたサンプル１ｍｌに１．５ＮのＮ
ａＯＨ溶液０．４３５ｍｌを加え、室温で１５分静置し
た。次いで、１．５Ｎの酢酸溶液０．５６５ｍｌを加え
た（この操作でｐＨ５．０になる）。これに５０ｍＭの
酢酸ナトリウムバッファー（ｐＨ５．０）１ｍｌを加え
た。更にグルコスタット試薬（ダイヤカラーＧＣ、ＴＯ
ＹＯＢＯ製）１ｍｌを加え、吸光光度計（ＳＨＩＭＡＺ
Ｕ ＵＶ−１６０）にて波長５５０ｎｍにおける吸光度
の増加速度を測定した。標準サンプルの検量線からサン
プル中のグルコース濃度を計算した。
【００２７】麹酸濃度：ビートレ（Ｂｅａｔｌｙ）法
（Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｅｎｚｙｍｏｌ．、３巻、２３８〜
２４１頁、１９５７年）により定量した。すなわち適当
に希釈した試料液１ｍｌに、０．１Ｎ ＨＣｌに溶解し
た１％ＦｅＣｌ3・６Ｈ2Ｏ溶液１ｍｌを加え、室温で３
０分間静置した。その後、５４０ｎｍの吸光度を測定し
た後、既知濃度の麹酸溶液を用いて得た検量線から麹酸
濃度を算出した。
（Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｅｎｚｙｍｏｌ．、３巻、２３８〜
２４１頁、１９５７年）により定量した。すなわち適当
に希釈した試料液１ｍｌに、０．１Ｎ ＨＣｌに溶解し
た１％ＦｅＣｌ3・６Ｈ2Ｏ溶液１ｍｌを加え、室温で３
０分間静置した。その後、５４０ｎｍの吸光度を測定し
た後、既知濃度の麹酸溶液を用いて得た検量線から麹酸
濃度を算出した。
【００２８】図２は実施例１におけるグリコースの消費
を示すグラフであり、横軸は培養時間、縦軸はグリコー
スの量を示す。グリコースは緩やかに消費され、培養２
０日目においても約２０ｋｇ／ｍ3、即ち液体培地１ｍ3
当り約２０ｋｇの残存が確認できた。従って、まだ麹酸
の生産は継続できることを示す。
を示すグラフであり、横軸は培養時間、縦軸はグリコー
スの量を示す。グリコースは緩やかに消費され、培養２
０日目においても約２０ｋｇ／ｍ3、即ち液体培地１ｍ3
当り約２０ｋｇの残存が確認できた。従って、まだ麹酸
の生産は継続できることを示す。
【００２９】図３は実施例１における麹酸の生産量を示
すグラフであり、横軸は培養時間、縦軸は麹酸の生産量
を示す。３日目から１１日目にかけてほぼ直線的に生産
（累積）が認められ、以降生産率は落ちたものの生産は
継続し、２０日目に麹酸生産は４０ｋｇ／ｍ3に達し
た。
すグラフであり、横軸は培養時間、縦軸は麹酸の生産量
を示す。３日目から１１日目にかけてほぼ直線的に生産
（累積）が認められ、以降生産率は落ちたものの生産は
継続し、２０日目に麹酸生産は４０ｋｇ／ｍ3に達し
た。
【００３０】上記実施例１と比較するために次の通り対
照実験を実施した。これを比較例１として以下に説明す
る。 （比較例１）実験条件は次の通りである。 ・膜面液体培養システム及び膜面液体培養装置： 図９
に示すものを使用 ・多孔性筒体１４： ４メッシュのステンレス網の円筒 ・多孔性膜１５： 多孔性膜ＮＴＵ３１５０（分画分子
量、５万；材質、ポリスルホン；日東電工株式会社
製）、膜の表面積（片面）２６０ｃｍ2 ・液体培地室Ｓ２の容量： ２０００ｍｌ ・ガス体室Ｓ１の容量： １００ｍｌ
照実験を実施した。これを比較例１として以下に説明す
る。 （比較例１）実験条件は次の通りである。 ・膜面液体培養システム及び膜面液体培養装置： 図９
に示すものを使用 ・多孔性筒体１４： ４メッシュのステンレス網の円筒 ・多孔性膜１５： 多孔性膜ＮＴＵ３１５０（分画分子
量、５万；材質、ポリスルホン；日東電工株式会社
製）、膜の表面積（片面）２６０ｃｍ2 ・液体培地室Ｓ２の容量： ２０００ｍｌ ・ガス体室Ｓ１の容量： １００ｍｌ
【００３１】・ガス： 空気 ・生物体細胞Ｃ： Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｏｒｙｚ
ａｅ ｖａｒ． ｏｒｙｚａｅ ＩＦＯ３０１１３菌株
ａｅ ｖａｒ． ｏｒｙｚａｅ ＩＦＯ３０１１３菌株
【００３２】・調製槽の容量： ２０００ｍｌ ・液体培地の組成： 実施例１と同じ
【００３３】以上の条件下で比較例１に係る実験を開始
した。先ず、オートクレーブで殺菌された液体培地１０
０ｍｌを無菌的に液体培地調製槽１１０に入れ、ｐＨ制
御はせずに液体培地を循環させた。循環が平衡に達した
時点で、ポンプ１１１止め、前記糸状菌の胞子懸だく液
２００μｌ（全胞子数５０００個）を多孔性膜１０３の
ガス体室Ｓ１側の膜面に均一に接種した。その後、ポン
プ１１１を作動させて、液体培地の循環を再開した。送
風機１１４を用いて３０℃のガス（空気）をガス体室Ｓ
１に送り、更にガス体室Ｓ１の外に排出させた。
した。先ず、オートクレーブで殺菌された液体培地１０
０ｍｌを無菌的に液体培地調製槽１１０に入れ、ｐＨ制
御はせずに液体培地を循環させた。循環が平衡に達した
時点で、ポンプ１１１止め、前記糸状菌の胞子懸だく液
２００μｌ（全胞子数５０００個）を多孔性膜１０３の
ガス体室Ｓ１側の膜面に均一に接種した。その後、ポン
プ１１１を作動させて、液体培地の循環を再開した。送
風機１１４を用いて３０℃のガス（空気）をガス体室Ｓ
１に送り、更にガス体室Ｓ１の外に排出させた。
【００３４】このような状態で前記糸状菌を２０日間培
養を継続し、定期的にグリコース濃度と麹酸濃度とを測
定した。なお、各種測定法は上述したとおりである。
養を継続し、定期的にグリコース濃度と麹酸濃度とを測
定した。なお、各種測定法は上述したとおりである。
【００３５】図４は比較例１におけるグリコースの消費
を示すグラフであり、横軸は培養時間、縦軸はグリコー
スの量を示す。グリコースは急激に消費され、培養１４
日目においてほぼ消費尽くされた。
を示すグラフであり、横軸は培養時間、縦軸はグリコー
スの量を示す。グリコースは急激に消費され、培養１４
日目においてほぼ消費尽くされた。
【００３６】図５は比較例１における麹酸の生産量を示
すグラフであり、横軸は培養時間、縦軸は麹酸の生産量
を示す。３日目から１１日目にかけてほぼ直線的に生産
（累積）が認めらた。しかし、生産は１４日に最高値３
５ｋｇ／ｍ3に達したものの、その後は増加しなかっ
た。
すグラフであり、横軸は培養時間、縦軸は麹酸の生産量
を示す。３日目から１１日目にかけてほぼ直線的に生産
（累積）が認めらた。しかし、生産は１４日に最高値３
５ｋｇ／ｍ3に達したものの、その後は増加しなかっ
た。
【００３７】図５と図３とを比較すると、本発明のもの
は、対照のものより、グルコースを添加せずとも約３０
％長く培養でき、その結果、麹酸の生産量が３０％多っ
た。また、単位消費糖当たり麹酸生産性が対照のものよ
り格段に高いことが確認できた。糸状菌はグリコースを
エネルギー源に空気中の酸素を取入れつつ生長を続ける
が、比較例ではグリコースが呼吸系に必要以上に消費さ
れてしまったと考えられる。この点、本実施例は無駄な
消費が無くなり、有効にグリコースが麹酸生産のために
消費されたと考えられる。
は、対照のものより、グルコースを添加せずとも約３０
％長く培養でき、その結果、麹酸の生産量が３０％多っ
た。また、単位消費糖当たり麹酸生産性が対照のものよ
り格段に高いことが確認できた。糸状菌はグリコースを
エネルギー源に空気中の酸素を取入れつつ生長を続ける
が、比較例ではグリコースが呼吸系に必要以上に消費さ
れてしまったと考えられる。この点、本実施例は無駄な
消費が無くなり、有効にグリコースが麹酸生産のために
消費されたと考えられる。
【００３８】図６（ａ），（ｂ）は本発明に係る別実施
例図である。（ａ）は図１の多孔性筒体１４を下へ縮径
するテーパ型多孔性筒体１４Ｂに変更したものである。
（ｂ）は図１の多孔性筒体１４を下へ拡径するテーパ型
多孔性筒体１４Ｃに変更したものである。（ａ），
（ｂ）いずでも内周面に添って液体培地が流下するの
で、図１の装置と同様の作用及び効果を発揮する。
例図である。（ａ）は図１の多孔性筒体１４を下へ縮径
するテーパ型多孔性筒体１４Ｂに変更したものである。
（ｂ）は図１の多孔性筒体１４を下へ拡径するテーパ型
多孔性筒体１４Ｃに変更したものである。（ａ），
（ｂ）いずでも内周面に添って液体培地が流下するの
で、図１の装置と同様の作用及び効果を発揮する。
【００３９】図７及び図８は本発明に係る更なる別実施
例図である。図７では容器１１Ｂは直方体の箱であり、
その中を平板状の多孔性膜１５Ｂ，１５Ｂで仕切って、
３室とし、中央を液体培地室Ｓ２、左右をガス体室Ｓ
１，Ｓ１にしたものである。図８では容器１１Ｃは直方
体の箱であり、その中を平板状の多孔性膜１５Ｅで仕切
って、２室とし、一方を液体培地室Ｓ２、他方をガス体
室Ｓ１にしたものである。
例図である。図７では容器１１Ｂは直方体の箱であり、
その中を平板状の多孔性膜１５Ｂ，１５Ｂで仕切って、
３室とし、中央を液体培地室Ｓ２、左右をガス体室Ｓ
１，Ｓ１にしたものである。図８では容器１１Ｃは直方
体の箱であり、その中を平板状の多孔性膜１５Ｅで仕切
って、２室とし、一方を液体培地室Ｓ２、他方をガス体
室Ｓ１にしたものである。
【００４０】図７，８の構造は単純で製造容易である
が、多孔性膜１５Ｂ，１５Ｃの面積に限度がある。これ
に対して、図１，図６の構造は製造がやや難しいが多孔
性膜１５の面積は十分に確保することができる。
が、多孔性膜１５Ｂ，１５Ｃの面積に限度がある。これ
に対して、図１，図６の構造は製造がやや難しいが多孔
性膜１５の面積は十分に確保することができる。
【００４１】
【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１は培養する生物体細胞を通さない孔を有
する多孔性膜を鉛直又は斜めに配置し、この多孔性膜に
上から液体培地を供給して膜面に沿って流下させること
で、多孔性膜の他の面に生物体細胞を培養することを特
徴とする。鉛直又は斜めに配置した多孔性膜に生物体細
胞を培養するようにしたので、生物体細胞に満遍なく液
体培地並びに酸素を供給することができ、細胞の増殖を
促すことができる。
する。請求項１は培養する生物体細胞を通さない孔を有
する多孔性膜を鉛直又は斜めに配置し、この多孔性膜に
上から液体培地を供給して膜面に沿って流下させること
で、多孔性膜の他の面に生物体細胞を培養することを特
徴とする。鉛直又は斜めに配置した多孔性膜に生物体細
胞を培養するようにしたので、生物体細胞に満遍なく液
体培地並びに酸素を供給することができ、細胞の増殖を
促すことができる。
【００４２】請求項２は、多孔性膜で仕切ることによ
り、容器内をガス体室と液体培地室とに区分し、ガス体
室にガスを通過させ、液体培地室に液体培地を通過させ
ることで、多孔性膜の膜面で生物体細胞を培養する膜面
液体培養装置において、多孔性膜を鉛直若しくはほぼ鉛
直に配置したことを特徴とする。鉛直又は斜めに配置し
た多孔性膜に生物体細胞を培養するようにしたので、生
物体細胞に満遍なく液体培地並びに酸素を供給すること
ができ、細胞の増殖を促すことができる。
り、容器内をガス体室と液体培地室とに区分し、ガス体
室にガスを通過させ、液体培地室に液体培地を通過させ
ることで、多孔性膜の膜面で生物体細胞を培養する膜面
液体培養装置において、多孔性膜を鉛直若しくはほぼ鉛
直に配置したことを特徴とする。鉛直又は斜めに配置し
た多孔性膜に生物体細胞を培養するようにしたので、生
物体細胞に満遍なく液体培地並びに酸素を供給すること
ができ、細胞の増殖を促すことができる。
【００４３】請求項３は、液体培地室を円筒、角筒など
の筒体の内部に形成したことを特徴とする。円筒、角筒
などの筒体の外にガス体室、内に液体培地室を設けるの
で、装置が筒型となり、多孔性膜の面積を容易に拡大す
ることができる。
の筒体の内部に形成したことを特徴とする。円筒、角筒
などの筒体の外にガス体室、内に液体培地室を設けるの
で、装置が筒型となり、多孔性膜の面積を容易に拡大す
ることができる。
【００４４】請求項４は、液体培地室の上部に液体培地
を多孔性膜へ吹き掛けるスプレーノズルを配置したこと
を特徴とする。液体培地をスプレーノズルで霧化するの
で、多孔性膜に満遍なく液体培地を供給することができ
る。
を多孔性膜へ吹き掛けるスプレーノズルを配置したこと
を特徴とする。液体培地をスプレーノズルで霧化するの
で、多孔性膜に満遍なく液体培地を供給することができ
る。
【図１】本発明に係る膜面液体培養システムの全体系統
図
図
【図２】実施例１におけるグリコースの消費を示すグラ
フ
フ
【図３】実施例１における麹酸の生産量を示すグラフ
【図４】比較例１におけるグリコースの消費を示すグラ
フ
フ
【図５】比較例１における麹酸の生産量を示すグラフ
【図６】本発明に係る別実施例図
【図７】本発明に係る更なる別実施例図
【図８】本発明に係る更なる別実施例図
【図９】従来の膜面液体培養装置の原理図
、１０…膜面液体培養装置、１４…筒体（多孔性筒
体）、１５…多孔性膜、２０…調製槽、２１…液体培地
循環路、２６…スプレーノズル、４１…ガス供給路、５
１…ガス排出路、Ｓ１…ガス体室、Ｓ２…液体培養室。
体）、１５…多孔性膜、２０…調製槽、２１…液体培地
循環路、２６…スプレーノズル、４１…ガス供給路、５
１…ガス排出路、Ｓ１…ガス体室、Ｓ２…液体培養室。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ１２Ｒ 1:69）
Claims (4)
- 【請求項１】 培養する生物体細胞を通さない孔を有す
る多孔性膜を鉛直又は斜めに配置し、この多孔性膜に上
から液体培地を供給して膜面に沿って流下させること
で、多孔性膜の他の面に生物体細胞を培養することを特
徴とした膜面液体培養方法。 - 【請求項２】 多孔性膜で仕切ることにより、容器内を
ガス体室と液体培地室とに区分し、ガス体室にガスを通
過させ、液体培地室に液体培地を通過させることで、多
孔性膜の膜面で生物体細胞を培養する膜面液体培養装置
において、前記多孔性膜を鉛直若しくはほぼ鉛直に配置
したことを特徴とする膜面液体培養装置。 - 【請求項３】 前記液体培地室は円筒、角筒などの筒体
の内部に形成したことを特徴とする請求項２記載の膜面
液体培養装置。 - 【請求項４】 前記液体培地室の上部に液体培地を多孔
性膜へ吹き掛けるスプレーノズルを配置したことを特徴
とする請求項２又は請求項３記載の膜面液体培養装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34633496A JPH10179138A (ja) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | 膜面液体培養方法及び同装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34633496A JPH10179138A (ja) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | 膜面液体培養方法及び同装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10179138A true JPH10179138A (ja) | 1998-07-07 |
Family
ID=18382715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34633496A Pending JPH10179138A (ja) | 1996-12-25 | 1996-12-25 | 膜面液体培養方法及び同装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10179138A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003529362A (ja) * | 2000-04-03 | 2003-10-07 | ローテック ゲゼルシャフト フュア ビオアクティーヴェ ヴィルクシュトッフェ ミット ベシュレンクテル ハフツング | 植物又は動物の組織培養の培養装置 |
| WO2003089628A1 (fr) * | 2002-04-19 | 2003-10-30 | Applied Cell Biotechnologies, Inc. | Procede de culture cellulaire utilisant une membrane poreuse |
-
1996
- 1996-12-25 JP JP34633496A patent/JPH10179138A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003529362A (ja) * | 2000-04-03 | 2003-10-07 | ローテック ゲゼルシャフト フュア ビオアクティーヴェ ヴィルクシュトッフェ ミット ベシュレンクテル ハフツング | 植物又は動物の組織培養の培養装置 |
| WO2003089628A1 (fr) * | 2002-04-19 | 2003-10-30 | Applied Cell Biotechnologies, Inc. | Procede de culture cellulaire utilisant une membrane poreuse |
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