JPS6174574A - 細胞培養槽用撹拌羽根 - Google Patents

細胞培養槽用撹拌羽根

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JPS6174574A
JPS6174574A JP59195156A JP19515684A JPS6174574A JP S6174574 A JPS6174574 A JP S6174574A JP 59195156 A JP59195156 A JP 59195156A JP 19515684 A JP19515684 A JP 19515684A JP S6174574 A JPS6174574 A JP S6174574A
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blades
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大井 清源
Masaru Nishimura
勝 西村
Seiichi Asano
精一 浅野
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Toyobo Co Ltd
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Toyobo Co Ltd
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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
    • C12M27/00Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C12M27/02Stirrer or mobile mixing elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F27/00Mixers with rotary stirring devices in fixed receptacles; Kneaders
    • B01F27/05Stirrers
    • B01F27/11Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/112Stirrers characterised by the configuration of the stirrers with arms, paddles, vanes or blades
    • B01F27/1125Stirrers characterised by the configuration of the stirrers with arms, paddles, vanes or blades with vanes or blades extending parallel or oblique to the stirrer axis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01F27/05Stirrers
    • B01F27/11Stirrers characterised by the configuration of the stirrers
    • B01F27/114Helically shaped stirrers, i.e. stirrers comprising a helically shaped band or helically shaped band sections
    • B01F27/1145Helically shaped stirrers, i.e. stirrers comprising a helically shaped band or helically shaped band sections ribbon shaped with an open space between the helical ribbon flight and the rotating axis

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  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は細胞培養槽に用いる攪拌用回転羽根に関するも
のであり、詳細には係留依存性細胞の大量培養法の1つ
であるマイクロキャリア培養に使用する細胞培養槽の中
に設け、流体に運動エネルギーを与える攪拌用羽根に関
するものである。
〔従来の技術〕
係留依存性細胞の大量培養手段であるマイクロキャリア
法では架橋デキストラン製、ポリスチレン製或はガラス
製の粒径50μm〜500μm。
比重1.00〜1.10のマイクロキャリア等が用いら
れ、該マイクロキャリアに細胞を係留させて細胞の培養
を行なっている。この種の培養槽の一例を第2図(概略
図)に沿って説明する。培養ifM1には培地の調整及
び培養算囲気の調整用として液仕込ノズル2やガス吹込
みノズル4更にはガス排出ノズル3が設けられてお〕該
培養槽内へ細胞とマイクロキャリア9及び培養液8を混
入し所定の条件下で培養が行なわれる。尚培養液8中に
は攪拌用の羽根7が設けられてお)、これを駆動装置5
によシ回転軸6を介して回転させることによって、培養
液8中のマイクロキャリア9を液中に均一に分散させな
がら培養が進められる。当該羽根としては一般的に第3
図(a)に水子プロペラ型や第3図(b)に示すタービ
ン型が汎用されている。培養が終了した時には例えばプ
ロテアーゼ(トリプシン等)で処理を行なった後機械的
に細胞をマイクロキャリアから剥離し、単離細胞懸濁液
として培養槽1よシ取シ出し培養を完了する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
第3図偵) 、 (b)で示した様な羽根7を用いて培
養を行なう場合にはマイクロキャリア9から細胞が剥離
しない程度の低速回転で培養液の攪拌を行なわなければ
ならない。しかしこの様な低速回転では、培養液の粘性
等によってもその程度が相違するもののおおむね羽根近
傍において層流が形成されるに過ぎず攪拌としては不十
分となる。その結果マイクロキャリア9が槽底部に沈下
してしまって培地内の細胞濃度が低下し培養を効率良く
進めることができなくなる。また培養終了後マイクロキ
ャリア9から細胞を剥離させるに当たってはプロテアー
ゼ処理の後、前述の如く羽根7によって機械的に細胞の
剥離を行なうのであるが、マイクロキャリア9からの細
胞単離が完全に行なえない為、培養液を別のプロテアー
ゼ(主にトリプシン)処理槽へ移し細胞を係留したマイ
クロキャリア9を、2価金属イオンを含まないリン酸緩
衝液で洗浄してプロテアーゼによる処理を行なった後、
剥離用の羽根によって細胞を単離させる操作を無菌的に
行なうといった煩雑な操作を伴なう為効率的な作業が行
なえない。
そこで本発明者らはマイク四キャリア培養における培養
の一連の操作を一つの装置で効率良く遂行することので
きる技術の開発を期して、特に培養攪拌用羽根の改善を
主眼において研究を積み重ねた結果、本発明を完成させ
るに至った。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は上記問題点を解決する為、細胞培養槽の攪拌用
回転軸に少なくとも2枚の平板状羽根と少なくとも2枚
の曲板状羽根を取付けてなり、平板状羽根の平板面は前
記回転軸と平行であって且つ回転軸の先端よりも更に前
方へ延在する様に取付けられると共に、曲板状羽根は楢
の底面に対するすくい面と槽の垂直中心線に対するすく
い面を夫々有し、且つこれらのすくい面が回転軸の先端
よりも更に前方へ延在する様に取付けられてなる点に要
旨が存在している。
〔作用〕
平板状の羽根は回転軸と平行に設けられておシ、それに
よって回転軸に対し直角方向の放射流が形成される。一
方曲板状羽根は同方向巻込型であシ羽根の形状は水平・
垂直方向のいずれにも湾曲しているので、この羽根の回
転によって回転軸に平行な軸流が形成される。また各羽
根の回転軸との取付は部よシ下方では空胴を設ける構造
となっておシ、平板状羽根では回転軸との取付は部よ)
下方は軸心と平行に切シ込まれ、曲板状羽根では回転軸
との取付は部よシ下では回転軸方向に向って下方へ行く
につれて徐々に延長していく形状をなしている。
従って低速回転時であってもマイクロキャリアが檜の底
部に沈積したままとならない様な層流状態が形成されて
培養液中に均一に分散され、他方培養終了後の中高速回
転時にはこれら羽根による培養液の乱流状態の中でマイ
クロキャリアからの細胞の剥離が円滑且つ十分に行なわ
れる。
〔実施例〕
本発明の代表的な実施例を第1図(斜視図)。
第4図(概略図)、第5図(平面図)及び第6図(底面
図)に沿って説明する。第4図に示した培養槽1には細
胞を係留させたマイクロキャリア9を混在させた培養液
8が入れられておシ、該培養槽1の外周部には培養温度
調整の為の温水ジャケット12が配設され、その他培地
の雰囲気を形成するための装置や培養液の給排装置等が
付設されている。培養槽の略中央下部には攪拌用羽墾7
が培養液中に浸漬配設されておシ、その回転は回転軸6
を介して駆動装置5により行なわれる。本実施例では第
1図に示す様に羽根の枚数は4枚であシ、そのうちの2
枚は平板状羽根15.15とし、作用面を回転軸と平行
として回転軸を中心に左右対称位置に固定されている。
残シの2枚の曲板状羽根16.16は平板状羽根15.
15の間に設けられ、その上端は平板状羽根15上端と
は一般に同位置であるが、下端はかならずしも一致させ
る必要はない。4枚の羽根は上方部で回転軸取付部17
(取付部17の空胴17aは回転軸の嵌合穴である)に
固定されておシ、4枚の羽根で囲まれた取付は部17よ
シ下の部分には空胴22を形成している。尚曲板状羽根
16の軸心側は前記空胴22に向って徐々に湾曲しつつ
延長されておシ、実施例における曲板状羽根16の軸心
側下端では、第6図に示す如く前記空胴17aの下方部
まで各々延長されている。スこの曲板状羽根16.16
は同方向巻込型であり、回転軸を中心に一方の曲板状羽
根16を180度回転させると他方の曲板状羽根16と
一致する形状としている。尚この曲板状羽根16の曲率
及びその変化については、培養液の粘性や培養槽の形状
によって任意に変更することができる。
攪拌用羽根7の枚数については本実施例では4枚で構成
したものを例示しているが、本発明はこれに限定される
ものではない。尚総枚数が4枚以上の偶数枚であるとき
はその半数を平板状羽根15とし、残シ半数を曲板状羽
根16とするのが良いが、平板状羽根と曲板状羽根の枚
数は必ずしも一致させなければならない訳ではない。ま
た低速回転時でのマイクロキャリアの分散性を向上し、
且つ中高速回転時における細胞のマイクロキャリアから
の剥離効率を一層高めるべく種々実験を行なったところ
によると前記空胴22の軸方向の長さ19と攪拌用羽根
7の軸方向の長さ18との関係を(攪拌用羽根7の長さ
ra) /控胴22の長さ19) =1.5〜3.0と
し、また平板状羽根15の羽根径20と曲板状羽根16
の羽根径21との比を〔平板状羽根150羽根羽根径)
/(曲板状羽根16の羽根径21) = 1〜2の範囲
に夫々設定することによって最善の結果が得られた。
第4図に示す様に、マイクロキャリア9から剥離した細
胞の懸濁液を培養槽1外へ排出するための多孔性焼結パ
イプ10を培養槽中に設けておけば、培養液の供給から
細胞懸濁液の取〕出しまでの一連の操作を単一の培養槽
によって行なうことが可能である。また培養途中におけ
る新鮮培地との交換やよシ大きなスケールに使うための
種細胞調製操作を行なう場合においても、この培養装置
を使用すれば下記の手順で連続的に行なうことができる
。例えば培地中の血清あるいは2価金属イオンを除くた
め、2価金属イオンを含まないリン酸緩衝液で細胞接着
マイクロキャリアを十分に洗浄し、グロテアーゼ(主に
トリプシン)によシ処理を行なった後、攪拌によシマイ
クロキャリア9から細胞を単離し、新鮮培地に懸濁1−
でトリズシン作用を止めるといった操作を連続的に行な
うこともできる。
〔発明の効果〕
係留依存性細胞の大量培養法の一つであるマイクロキャ
リア培養槽において本発明の攪拌用羽根を使用すること
によシ、培養時には当該羽根の低速回転によって細胞係
留マイクロキャリアを培養液内に均一に浮遊させること
ができ、細胞の濃度低下並びに細胞生産物の生産減少と
いつだ問題を回避し得ることになった。
又培養が終了してからはグロテアーゼによる処理を行な
い、引き続き同じ攪拌用羽根を中高速回転させることに
よって、細胞のマイクロキャリアからの剥離を行なうと
いった連続操作も効率良く実行できる様になった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の代表的な実施例を示す斜視図、第2図
は従来のマイクロキャリア培養槽の例を示す概略図、第
3図(a) 、 (b)は従来の攪拌用羽根の例を示す
概略図、第4図は本発明攪拌用羽根を用いたマイクロキ
ャリア培養槽の一例を示す概略図、第5図は第1図の正
面図、第6図は第1図の底面図を示すものである。 l・・・培養槽     2・−・液仕込みノズル3・
−・ガス排出ノズル 4・・・ガス吹込みノズル5・・
・駆動装置    6・・・回転軸7・−・攪拌用羽根
   8・・・培養液9・・・マイクロキャリア 10・・・多孔性焼結パイプ 11・・・無菌フィルタ  12・・・温水ジャケット
13・・・冷却管     15・−・平板状羽根16
・・・曲板状羽根   17・・−(回転軸)取付は部
18・・−攪拌用羽根7の長さ 19・・・空J]1j122の長さ 加・・・平板状羽根15の羽根径 21・・・曲板状羽根160羽根径 n・−空胴 ^ へ 転

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 細胞培養槽の攪拌用回転軸に少なくとも2枚の平板状羽
    根と少なくとも2枚の曲板状羽根を取付けてなり、平板
    状羽根の平板面は前記回転軸と平行であつて且つ回転軸
    の先端よりも更に前方へ延在する様に取付けられると共
    に、曲板状羽根は槽の底面に対するすくい面と槽の垂直
    中心線に対するすくい面を夫々有し、且つこれらのすく
    い面が回転軸の先端よりも更に前方へ延在する様に取付
    けられてなることを特徴とする細胞培養槽用攪拌羽根。
JP59195156A 1984-09-18 1984-09-18 細胞培養槽用撹拌羽根 Granted JPS6174574A (ja)

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JP59195156A JPS6174574A (ja) 1984-09-18 1984-09-18 細胞培養槽用撹拌羽根

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JPS6174574A true JPS6174574A (ja) 1986-04-16
JPH0429344B2 JPH0429344B2 (ja) 1992-05-18

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FR2705585A1 (fr) * 1993-05-27 1994-12-02 Bravo Spa Mélangeur-agitateur pour l'industrie alimentaire.
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