JPS62122581A - 細胞培養槽 - Google Patents
細胞培養槽Info
- Publication number
- JPS62122581A JPS62122581A JP26249785A JP26249785A JPS62122581A JP S62122581 A JPS62122581 A JP S62122581A JP 26249785 A JP26249785 A JP 26249785A JP 26249785 A JP26249785 A JP 26249785A JP S62122581 A JPS62122581 A JP S62122581A
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- cells
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- culture tank
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- Pending
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（ａ）産業上の利用分野
本発明は細胞を培養増殖させるための培養槽に関するも
のでおる。ざらに詳しくは、大規模にかつ高密度に細胞
培養を行なう目的で作られたサスペンジョン型細胞培養
槽に関するものでおる。
のでおる。ざらに詳しくは、大規模にかつ高密度に細胞
培養を行なう目的で作られたサスペンジョン型細胞培養
槽に関するものでおる。
（ｂ）従来技術
細胞大組培養は例えばウィルス、ワクチン、インターフ
ェロンなどの抗ウィルス剤、おるいはホルモンなどの生
物薬品の工業的製造に重要な技術である。殊に近年特定
タンパク質などを標的とするモノクローナル抗体の生産
は抗体産生細胞とミエローマ細胞の配合によるハイブリ
ドーマ細胞の大量培養によるものであり、その技術の解
決は工業的に不可欠な問題でおる。
ェロンなどの抗ウィルス剤、おるいはホルモンなどの生
物薬品の工業的製造に重要な技術である。殊に近年特定
タンパク質などを標的とするモノクローナル抗体の生産
は抗体産生細胞とミエローマ細胞の配合によるハイブリ
ドーマ細胞の大量培養によるものであり、その技術の解
決は工業的に不可欠な問題でおる。
また、大規模で、かつ高密度に細胞を培養することは上
記有用物質を低コストで生産するために必須の技術であ
り、その技術の急速な解決が望まれている。
記有用物質を低コストで生産するために必須の技術であ
り、その技術の急速な解決が望まれている。
従来、サスペンジョン型の細胞培養は一般に培養びんや
スピンナーフラスコを用いて実験室的規模で行われてい
る。
スピンナーフラスコを用いて実験室的規模で行われてい
る。
しかしながら、上記の方法では一定量の栄養分の中で培
養されるため細胞の生長増殖は比較的低い）震度で停止
する。
養されるため細胞の生長増殖は比較的低い）震度で停止
する。
近年、サスペンジョン型の高密度細胞培養方法およびそ
のための装置としていくつかの提案がなされている。た
とえば、マグネチックスターラーもしくはモーターで駆
動される回転軸に平行な面にフィルターを有する筒形回
転体を回転させてフィルターのつまりを遠心力で防ぎな
がら培養液を入れかえる高密度培養装置が提案されてい
る（米国特許第３．６４７．６３２号明細書参照）。
のための装置としていくつかの提案がなされている。た
とえば、マグネチックスターラーもしくはモーターで駆
動される回転軸に平行な面にフィルターを有する筒形回
転体を回転させてフィルターのつまりを遠心力で防ぎな
がら培養液を入れかえる高密度培養装置が提案されてい
る（米国特許第３．６４７．６３２号明細書参照）。
しかしながら上記の方法では、単位細胞光たりまたは培
養波光たりの濾過面積を成る一定以上大きくすることに
制約があるため、スケールアップが非常に困難である。
養波光たりの濾過面積を成る一定以上大きくすることに
制約があるため、スケールアップが非常に困難である。
（Ｃ）発明の構成
そこで本発明者らは前記のような従来法における欠点を
克服し、サスペンジョン状態における細胞培養法によっ
て大規模かつ高密度の培養が可能な培養槽について研究
を進めた結果、本発明に到達した。
克服し、サスペンジョン状態における細胞培養法によっ
て大規模かつ高密度の培養が可能な培養槽について研究
を進めた結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明はサスペンジョン状態で細胞を培養す
る培養槽であって、該培養槽中に、培養液は透過するが
細胞は透過しないフィルター領域を少なくとも部分的に
有する盤状体の多数が培養槽に固定して設置され、各々
の盤状体にはフィルターを介して培養液を培養槽外へ排
出するための導管が結合されており、各々の盤状体にお
けるフィルター領域の少なくとも近傍には同軸にて回転
し得る多数の回転翼が装着され、且つ新しい培養液を供
給するため供給導管を有していることによって特徴付け
られる細胞培養槽である。
る培養槽であって、該培養槽中に、培養液は透過するが
細胞は透過しないフィルター領域を少なくとも部分的に
有する盤状体の多数が培養槽に固定して設置され、各々
の盤状体にはフィルターを介して培養液を培養槽外へ排
出するための導管が結合されており、各々の盤状体にお
けるフィルター領域の少なくとも近傍には同軸にて回転
し得る多数の回転翼が装着され、且つ新しい培養液を供
給するため供給導管を有していることによって特徴付け
られる細胞培養槽である。
本発明の細胞培養槽はサスペンジョン状態における細胞
培養に適用されるが、サスペンジョン状態とは、水性媒
体中で細胞それ自体が浮遊しながら或いは細胞を微小担
体（マイクロキャリアー）に担持して浮遊しながら、ま
たマイクロカプセル中で細胞が生育されるような種々の
浮遊培養をいう。殊に本発明は細胞自体を浮遊させなが
ら培養する方法に有利に用いられる。
培養に適用されるが、サスペンジョン状態とは、水性媒
体中で細胞それ自体が浮遊しながら或いは細胞を微小担
体（マイクロキャリアー）に担持して浮遊しながら、ま
たマイクロカプセル中で細胞が生育されるような種々の
浮遊培養をいう。殊に本発明は細胞自体を浮遊させなが
ら培養する方法に有利に用いられる。
本発明の細胞培養槽を用いて培養される細胞は、植物細
胞、動物細胞、微生物細胞などであってもよく、また人
為的或いは遺伝子操作により変性された細胞であっても
よい。殊に本発明の培養槽は動物細胞の培養に適してい
る。
胞、動物細胞、微生物細胞などであってもよく、また人
為的或いは遺伝子操作により変性された細胞であっても
よい。殊に本発明の培養槽は動物細胞の培養に適してい
る。
本発明におけるサスペンジョン細胞培養槽中においては
、培養しようとする細胞が培養液中に浮遊した状態で培
養される。培養液は実質的に水よりなる水性媒体に、種
々の無機塩、ビタミン類。
、培養しようとする細胞が培養液中に浮遊した状態で培
養される。培養液は実質的に水よりなる水性媒体に、種
々の無機塩、ビタミン類。
補酵素、ブドウ糖、アミノ酸、抗生物質などの通常細胞
培養に使用される添加成分が加えられている。また培養
液には血清を加えることもできるし、血清を用いない所
謂無血清培地を培養液として使用することも出来る。
培養に使用される添加成分が加えられている。また培養
液には血清を加えることもできるし、血清を用いない所
謂無血清培地を培養液として使用することも出来る。
本発明における盤状体のフィルター領域には培養液は透
過するが、細胞あるいはそれが付着した微小担体又はそ
れが中に入ったマイクロカプセルは透過しない大きざの
細孔が多数設けられている。
過するが、細胞あるいはそれが付着した微小担体又はそ
れが中に入ったマイクロカプセルは透過しない大きざの
細孔が多数設けられている。
細胞自体を浮遊させて培養させる場合、細孔の大ぎざは
細胞の大きさによって左右されるが一般に平均孔径が１
０μ以下、好ましくは８μ以下が適当である。一方微小
担体（マイクロキャリアー）の表面に細胞を付着させて
培養させる場合又はマイクロカプセルを使用して培養さ
せる場合にはそれ−らが透過しない大きざの細孔である
必要がある。
細胞の大きさによって左右されるが一般に平均孔径が１
０μ以下、好ましくは８μ以下が適当である。一方微小
担体（マイクロキャリアー）の表面に細胞を付着させて
培養させる場合又はマイクロカプセルを使用して培養さ
せる場合にはそれ−らが透過しない大きざの細孔である
必要がある。
また、該フィルター領域は、水を成る程度透過する能力
を有することが望ましい。すなわち該フィルターは水の
透過係数（ｔ’／ Ｔｒｉ−ｈｒ−ｒｒｖｎＨＱ ）が
１０以上、好ましくは１００以上であるのが有利である
。一方上限は特にないが、２０，０００以下、好ましく
は１０，０００以下が望ましい。
を有することが望ましい。すなわち該フィルターは水の
透過係数（ｔ’／ Ｔｒｉ−ｈｒ−ｒｒｖｎＨＱ ）が
１０以上、好ましくは１００以上であるのが有利である
。一方上限は特にないが、２０，０００以下、好ましく
は１０，０００以下が望ましい。
フィルターの材質としては前記特性を有する限り種々の
ものが使用されるが、例えばガラス、焼結金属、セラミ
ック、紙、プラスチックなどが可能である。
ものが使用されるが、例えばガラス、焼結金属、セラミ
ック、紙、プラスチックなどが可能である。
ざらに該フィルター領域には栄養分や細胞の老廃物２代
謝生産物などの如き分子量の小さい化合物は透過するが
分子量の大きい化合物（例えば分子量１，０００以上、
好ましくは５，０００以上）は透過しない膜、例えば限
外濾過膜を使用することも可能である。
謝生産物などの如き分子量の小さい化合物は透過するが
分子量の大きい化合物（例えば分子量１，０００以上、
好ましくは５，０００以上）は透過しない膜、例えば限
外濾過膜を使用することも可能である。
かかる盤状体には前記フィルター領域が少なくとも部分
的に設けられており、そのフィルター領域は盤状体のほ
ぼ仝而に設けられてもよく、一部であってもよい。一部
でおる場合には、上面或いは下面、又はそれら而の一部
であってもよい。
的に設けられており、そのフィルター領域は盤状体のほ
ぼ仝而に設けられてもよく、一部であってもよい。一部
でおる場合には、上面或いは下面、又はそれら而の一部
であってもよい。
本発明の培養槽は種々の槽型のものか使用可能でおるが
、殊に円筒縦型のものが望ましい。その場合槽内の液面
の高さくＨ）と槽内径（Ｄ＞の割合（Ｈ／Ｄ＞はいくら
でも良いが、濾過面積（Ｓ）に対する培養容積の割合（
Ｖ／Ｓ）を小ざくとりやすくするためには一般に１〜２
０の範囲、好ましくは２〜１０の範囲が適当である。Ｖ
／Ｓは製作の容易性、操作の安定性、濾過特性等のバラ
ンスを考慮すると一般に１〜２０ｃｍ３ ／ｃｍ２の範
囲、好ましくは３〜１０ｃｍ３／Ｃｍ２の範囲が有利で
ある。
、殊に円筒縦型のものが望ましい。その場合槽内の液面
の高さくＨ）と槽内径（Ｄ＞の割合（Ｈ／Ｄ＞はいくら
でも良いが、濾過面積（Ｓ）に対する培養容積の割合（
Ｖ／Ｓ）を小ざくとりやすくするためには一般に１〜２
０の範囲、好ましくは２〜１０の範囲が適当である。Ｖ
／Ｓは製作の容易性、操作の安定性、濾過特性等のバラ
ンスを考慮すると一般に１〜２０ｃｍ３ ／ｃｍ２の範
囲、好ましくは３〜１０ｃｍ３／Ｃｍ２の範囲が有利で
ある。
各々の盤状体における培養槽断面（ＳＶ）に対するフィ
ルター面の面積比は一般には１０〜８５％の範囲、好ま
しくは３０〜８０％の範囲が望ましい。この値か高すぎ
ると培養槽内の混合が不十分となり、気泡の局部的な滞
留がおこる等、槽内の均一性の保持が困難になる。また
、低すぎると一定の培養容量に対して濾過面積を十分に
とることができなくなる。
ルター面の面積比は一般には１０〜８５％の範囲、好ま
しくは３０〜８０％の範囲が望ましい。この値か高すぎ
ると培養槽内の混合が不十分となり、気泡の局部的な滞
留がおこる等、槽内の均一性の保持が困難になる。また
、低すぎると一定の培養容量に対して濾過面積を十分に
とることができなくなる。
培養槽に取付けられた盤状体のフィルター面と回転翼の
間隔は一般的には１〜５０ｍｍの範囲、好ましくは２〜
２０ｍｍが適当でおる。また、回転体の回転の軌跡がフ
ィルター面の大部分（８０％以上）をおおうことが望ま
しい。
間隔は一般的には１〜５０ｍｍの範囲、好ましくは２〜
２０ｍｍが適当でおる。また、回転体の回転の軌跡がフ
ィルター面の大部分（８０％以上）をおおうことが望ま
しい。
盤状体の段数は、培養液容量に対して多くの濾過面積を
とり得るという有利性を発揮するため少なくとも２以上
、またフィルターの洗浄等の操作上の容易性と装置の分
解組立ての容易性を考慮すると多くとも２０以下が良い
。
とり得るという有利性を発揮するため少なくとも２以上
、またフィルターの洗浄等の操作上の容易性と装置の分
解組立ての容易性を考慮すると多くとも２０以下が良い
。
以下添付図面により本発明の細胞培養槽を更に詳細に説
明する。
明する。
添付図面は本発明の細胞培養槽を用いて培養を行うため
の概略図の一例を示すものである。
の概略図の一例を示すものである。
図面において１はサスペンジョン型培養槽における培養
槽本体であり、栄養物などを含む水性媒体は培地送入口
４を通り、培養槽中へ送られる。
槽本体であり、栄養物などを含む水性媒体は培地送入口
４を通り、培養槽中へ送られる。
培養槽１にはフィルタ一部分を有する盤状体３がそのフ
ィルター領域がサスペンジョン液につかるように備えら
れている。この盤状体の少なくとも近傍には同軸にて回
転しうる多数の攪拌翼２が設けられ、この攪拌翼の回転
により細胞を培養液中に効果的に浮遊させ、またフィル
ターの目詰りを低減させる。
ィルター領域がサスペンジョン液につかるように備えら
れている。この盤状体の少なくとも近傍には同軸にて回
転しうる多数の攪拌翼２が設けられ、この攪拌翼の回転
により細胞を培養液中に効果的に浮遊させ、またフィル
ターの目詰りを低減させる。
一方、古い培養液は盤状体３のフィルター領域を通過し
、集められて濾過培養液取出口５を通って培養槽外へ取
り出されるが、それぞれの盤状体から独立に排出しても
良い。
、集められて濾過培養液取出口５を通って培養槽外へ取
り出されるが、それぞれの盤状体から独立に排出しても
良い。
更に培養槽には溶存酸素制御のため、酸素と炭酸カスと
の混合ガス（例えば炭酸ガス濃度５％）を酸素含有ガス
送入口６を通って必要に応じサスペンジョン液中に通気
することができる。酸素の供給手段としては、前記通気
の他に酸素を溶解しているフルオロカーボンの如き酸素
キャリアーを使用することも可能である。
の混合ガス（例えば炭酸ガス濃度５％）を酸素含有ガス
送入口６を通って必要に応じサスペンジョン液中に通気
することができる。酸素の供給手段としては、前記通気
の他に酸素を溶解しているフルオロカーボンの如き酸素
キャリアーを使用することも可能である。
添付図面中７は培養混合物の取出口を、８はガスの排出
口、９は駆動部を表わす。
口、９は駆動部を表わす。
本発明の培養槽に供給される新しい培養液は、この中に
ブドウ糖、タンパク質の如き栄養源２種々のアミノ酸、
無機塩、抗生物質などの細胞培養に必要な成分を水溶液
として含むものが使用されるが、ざらに血清を含んでい
てもよく、また含んでいなくてもよい。これらの成分は
必要はすべてを培養源として供給してもよいが、一部の
成分は他の供給手段によって培養液中へ導入することも
可能である。
ブドウ糖、タンパク質の如き栄養源２種々のアミノ酸、
無機塩、抗生物質などの細胞培養に必要な成分を水溶液
として含むものが使用されるが、ざらに血清を含んでい
てもよく、また含んでいなくてもよい。これらの成分は
必要はすべてを培養源として供給してもよいが、一部の
成分は他の供給手段によって培養液中へ導入することも
可能である。
以上説明した本発明の細胞培養槽によれば、サスペンジ
ョン状態における細胞培養において連続的に培養液を供
給できかつ連続的に老廃物１代謝生産物、生育阻害物質
などを除去でき、また培養容積に対するフィルター面積
の割合を大きくすることができ、フィルターのめずまり
もおこらないため、高密度でしかも大量の細胞を長期間
にわたって培養することができる。さらに培養容積の変
化に応じて盤状体の数を増減させてフィルター面積を所
望の割合に適合させることが容易であるので、本発明の
培養槽は工業的に極めて優れている。
ョン状態における細胞培養において連続的に培養液を供
給できかつ連続的に老廃物１代謝生産物、生育阻害物質
などを除去でき、また培養容積に対するフィルター面積
の割合を大きくすることができ、フィルターのめずまり
もおこらないため、高密度でしかも大量の細胞を長期間
にわたって培養することができる。さらに培養容積の変
化に応じて盤状体の数を増減させてフィルター面積を所
望の割合に適合させることが容易であるので、本発明の
培養槽は工業的に極めて優れている。
図面は本発明にあける一例の培養槽の概略図（縦断面）
を模式的に示したものである。
を模式的に示したものである。
Claims (1)
- サスペンジョン状態で細胞を培養する培養槽であって、
該培養槽中に、培養液は透過するが細胞は透過しないフ
ィルター領域を少くとも部分的に有する盤状体の多数が
培養槽に固定して設置され、各々の盤状体にはフィルタ
ーを介して培養液を培養槽外へ排出するための導管が結
合されており、各々の盤状体におけるフィルター領域の
少くとも近傍には同軸にて回転し得る多数の回転翼が装
置され、且つ新しい培養液を供給するため供給導管を有
していることによって特徴付けられる細胞培養槽。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26249785A JPS62122581A (ja) | 1985-11-25 | 1985-11-25 | 細胞培養槽 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26249785A JPS62122581A (ja) | 1985-11-25 | 1985-11-25 | 細胞培養槽 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62122581A true JPS62122581A (ja) | 1987-06-03 |
Family
ID=17376618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26249785A Pending JPS62122581A (ja) | 1985-11-25 | 1985-11-25 | 細胞培養槽 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62122581A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5521092A (en) * | 1993-02-25 | 1996-05-28 | Frank Alex Erich Rindelaub | Fermentation plant |
-
1985
- 1985-11-25 JP JP26249785A patent/JPS62122581A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5521092A (en) * | 1993-02-25 | 1996-05-28 | Frank Alex Erich Rindelaub | Fermentation plant |
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