JPS6384489A - Capsule for cultivation - Google Patents

Capsule for cultivation

Info

Publication number
JPS6384489A
JPS6384489A JP61229504A JP22950486A JPS6384489A JP S6384489 A JPS6384489 A JP S6384489A JP 61229504 A JP61229504 A JP 61229504A JP 22950486 A JP22950486 A JP 22950486A JP S6384489 A JPS6384489 A JP S6384489A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
culture
cells
capsule
capsules
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP61229504A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naruyuki Kajiwara
鳴雪 梶原
Seiji Aotani
征二 青谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JSR Corp
Original Assignee
Japan Synthetic Rubber Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Synthetic Rubber Co Ltd filed Critical Japan Synthetic Rubber Co Ltd
Priority to JP61229504A priority Critical patent/JPS6384489A/en
Publication of JPS6384489A publication Critical patent/JPS6384489A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To multiply cells, microorganisms, etc., in capsules with a high efficiency by improved cellular adhesive property, oxygen permeation rate, etc., by preparing the capsules for cultivation from a phosphazene based polymer having repeating units expressed by a specific formula. CONSTITUTION:Dichlorophosphazene trimer is thermally polymerized to give dichlorophosphazene polymer, which is then reacted with a reactive substance containing groups expressed by R<1> and R<2> in formula I to synthesize a phosphazene based polymer expressed by formula I. The above-mentioned polymer is formed into capsules 1, 3 or 5 covering a cultivation object liquid containing dispersed cells or microorganism which are cultivation objects in the interior thereof by a double-tube nozzle method, double emulsion method, etc. The polymerization degree of the phosphazene based polymer is preferably about 10<2>-10<4> and the thickness of the capsule wall of the capsules for cultivation is about 1-200mum.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、動植物の細胞や微生物を封入して培養するた
めに用いる培養用カプセルに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a culture capsule used for enclosing and culturing animal and plant cells and microorganisms.

(従来の技術〕 近年、動植物の細胞や微生物を培養し、その代謝活動に
よる産生物を得ることが活発に行なわれている。特に人
工的には直接的な合成が困難な物質、例えばインターフ
ェロン、ホルモン、リンフ才力イン、抗体、酵素、抗生
物質、ワクチンなどを産生させること、ならびにアルコ
ール、有機酸、アミノ酸などを微生物の活動によって産
生させることは、バイオテクノロジーの分野において重
要な技術となっている。
(Prior Art) In recent years, efforts have been made to cultivate animal and plant cells and microorganisms and obtain products from their metabolic activities.In particular, substances that are difficult to synthesize directly artificially, such as interferon, The production of hormones, lymphocytes, antibodies, enzymes, antibiotics, vaccines, etc., as well as the production of alcohols, organic acids, amino acids, etc. through the activities of microorganisms have become important technologies in the field of biotechnology. There is.

このような細胞や微生物の培養方法として、培養液と細
胞や微生物を合成または天然高分子からなる中空粒子中
に入れ、その中空粒子を培養液に入れ、中空粒子の内部
空間で細胞や微生物の培養を行う方法が最近検討され始
めている。
As a method for culturing cells and microorganisms, a culture solution and cells or microorganisms are placed in hollow particles made of synthetic or natural polymers, the hollow particles are placed in the culture solution, and the cells and microorganisms are grown in the internal space of the hollow particles. Culturing methods have recently begun to be considered.

中空粒子(以下「カプセル」という)の内部空間を利用
する細胞や微生物の培養方法においては、■細胞や微生
物を、産生物が含まれる培養液から分離することが容易
であり、また ■細胞や微生物がカプセルにより保護された状態に保た
れるため、カプセルが衝突しても細胞や微生物が損傷を
受けることがない、 という大きな利点が得られる。
In methods for culturing cells and microorganisms that utilize the internal space of hollow particles (hereinafter referred to as "capsules"), it is easy to separate the cells and microorganisms from the culture medium containing the products, and A major advantage is that the microorganisms are kept protected by the capsule, so the cells and microorganisms are not damaged even if the capsule collides with them.

然るに、培養に用いるカプセルは、細胞や微生物を増殖
生存させるために必要な栄養源や酸素を透過する能力、
また炭酸ガス、アンモニア、乳酸などの代謝老廃物を透
過する能力、さらに場合によっては産生物などを透過す
る能力を有する材質よりなるものであることが要求され
る。またこのような培養用カプセルは、当然のことなが
ら、細胞や微生物に対して毒性を有するものであっては
ならず、しかも接着しなければ増殖することのできない
細胞(接着依存性細胞)に対しては、接着性、増殖性の
良好なものである必要がある。
However, the capsules used for culturing have the ability to pass through nutrients and oxygen necessary for the growth and survival of cells and microorganisms.
In addition, it is required to be made of a material that has the ability to permeate metabolic waste products such as carbon dioxide gas, ammonia, and lactic acid, and in some cases, the ability to permeate products. In addition, such culture capsules must not be toxic to cells or microorganisms, and must not be toxic to cells or microorganisms (adhesion-dependent cells). The material must have good adhesion and proliferation properties.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

従来、このような緒特性を具えた培養用カプセルはほと
んど知られておらず、わずかに、アルギン酸カルシウム
の含水ゲル、ポリリジンなどよりなる培養用カプセルが
知られているにすぎない。
Hitherto, almost no culture capsules with such properties have been known, and only a few culture capsules made of hydrous gel of calcium alginate, polylysine, etc. are known.

しかし、これら培養用カプセルは、機械的強度が非常に
小さく、内部に封入した細胞や微生物が漏出するおそれ
の大きいものである。
However, these culture capsules have very low mechanical strength, and there is a high risk that cells and microorganisms sealed inside may leak out.

本発明の目的は、上記のような培養用カプセルに必要と
される種々の特性を具え、大きな機械的強度を有する培
養用カプセルを提供することにある。
An object of the present invention is to provide a culture capsule that has various characteristics required for a culture capsule as described above and has high mechanical strength.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明の培養用カプセルは、下記一般式で示される繰り
返し単位を有するホスファゼン系ポリマーよりなること
を特徴とする。
The culture capsule of the present invention is characterized by being made of a phosphazene-based polymer having a repeating unit represented by the following general formula.

一般式 〔ただし、R1およびR2は、同一もしくは異なり、O
R3、NR’Rsまた4;!SiR’z C;−こ1?
、R3はアルキル基、アルケニル基、フェニル基、アル
キルフェニル基、これらをハロゲン化した基または糖残
基であり、R4は水素原子、アルキル基、ヒドロキシア
ルキル基またはフェニル基であり RSは、R4が水素
原子以外の基である場合にはアルキル基、ヒドロキシア
ルキル基またはフェニル基であり、R4が水素原子であ
る場合にはアミノ酸残基、ポリペプチド残基もしくはグ
ルコサミン残基であり、R6はアルキル基またはハロゲ
ン化アルキル基である)を表し、nは重合度を表す。〕
以下本発明を具体的に説明する。
General formula [However, R1 and R2 are the same or different, O
R3, NR'Rs again 4;! SiR'z C;-this 1?
, R3 is an alkyl group, an alkenyl group, a phenyl group, an alkylphenyl group, a halogenated group thereof, or a sugar residue, and R4 is a hydrogen atom, an alkyl group, a hydroxyalkyl group, or a phenyl group. When it is a group other than a hydrogen atom, it is an alkyl group, a hydroxyalkyl group, or a phenyl group; when R4 is a hydrogen atom, it is an amino acid residue, a polypeptide residue, or a glucosamine residue; and R6 is an alkyl group. or a halogenated alkyl group), and n represents the degree of polymerization. ]
The present invention will be specifically explained below.

本発明においては、前記一般式で示される繰り返し単位
を有するホスファゼン系ポリマーを、動植物細胞や微生
物を封入して培養するための培養用カプセルを構成する
材料として用いる。
In the present invention, a phosphazene polymer having a repeating unit represented by the above general formula is used as a material constituting a culture capsule for enclosing and culturing animal, plant, or microorganism cells.

前記一般式において、R1およびR1は、同一もしくは
異なり、OR” 、N R’ RSマタハS i R’
 xを表し、R3、R4、RSおよびR6におけるアル
キル基としては、例えばメチル基、エチル基、イソブチ
ル基、ネオペンチル基など、ハロゲン化アルキル基とし
ては、例えばトリフルオロメチル基、トリフルオロエチ
ル基、トリフルオロプロピル基、ヘプタフルオロペンチ
ル基、オクタフルオロヘキシル基など、ハロゲン化フェ
ニル基としては、例えばクロロフェニル基、フルオロフ
ェニル基、ジクロロフェニル基など、アルキルフェニル
基としては、例えばトリル基、キシリル基、ノニルフェ
ニル基など、アルケニル基としては、例えばアリル基、
イソペンテニル基など、ヒドロキシアルキル基としては
、例えばヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、
ヒドロキシエトキシエチル基など、糖残基としては、例
えばグルコース、マルトース、フラクトース、マンノー
ス、デキストラン、デンプンなどの単糖または多糖の残
基を、アミノ酸残基としては、グリシン、アラニン、フ
ェニルアラニン、アスパラギン酸、グルタミン酸などの
アミノ酸残基を、ポリペプチド残基としては、前記アミ
ノ酸の多量体の残基などを挙げることができる。
In the general formula, R1 and R1 are the same or different, and are OR'', N R' RS Mataha S i R'
x, and examples of the alkyl group in R3, R4, RS and R6 include methyl group, ethyl group, isobutyl group, neopentyl group, etc., and examples of the halogenated alkyl group include trifluoromethyl group, trifluoroethyl group, trifluoroethyl group, etc. Examples of halogenated phenyl groups such as fluoropropyl group, heptafluoropentyl group, and octafluorohexyl group include chlorophenyl group, fluorophenyl group, and dichlorophenyl group; and examples of alkylphenyl groups include tolyl group, xylyl group, and nonylphenyl group. Examples of alkenyl groups include allyl group,
Examples of hydroxyalkyl groups such as isopentenyl group include hydroxyethyl group, hydroxypropyl group,
Examples of sugar residues such as hydroxyethoxyethyl group include residues of monosaccharides or polysaccharides such as glucose, maltose, fructose, mannose, dextran, and starch; examples of amino acid residues include glycine, alanine, phenylalanine, aspartic acid, Examples of the polypeptide residue include amino acid residues such as glutamic acid, and residues of multimers of the above-mentioned amino acids.

これらのうち、特にR3がハロゲン化アルキル基、フェ
ニル基あるいはアルキルフェニル基であるOR3を有す
るホスファゼン系ポリマーが好ましく、斯かるホスファ
ゼン系ポリマーにより形成された培養用カプセルは、栄
養源、酸素、代謝老廃物、産生物などの物質の透過性、
接着依存性細胞の接着性および増殖性が優れていて細胞
や微生物を高い効率で培養することができる。
Among these, phosphazene-based polymers having OR3 in which R3 is a halogenated alkyl group, phenyl group, or alkylphenyl group are particularly preferred, and culture capsules formed from such phosphazene-based polymers are a source of nutrients, oxygen, and metabolic waste. Permeability of substances such as objects, products, etc.
It has excellent adhesion and growth properties for adhesion-dependent cells, and allows cells and microorganisms to be cultured with high efficiency.

また、本発明において用いるホスファゼン系ポリマーは
、前記一般式において側鎖(R’またはR”)が異なる
複数種の繰り返し華位を含むものであってもよい。
Further, the phosphazene-based polymer used in the present invention may include a plurality of types of repeating positions in which the side chains (R' or R'') are different in the general formula.

本発明において用いるホスファゼン系ポリマーは、その
重合度が102〜104であることが好ましい。
The degree of polymerization of the phosphazene polymer used in the present invention is preferably 102 to 104.

この重合度が過小のときには膜形成性が劣るためにカプ
セルの形成が困難となり、一方重合度が過大のときには
、得られるホスファゼン系ポリマーが溶解しにくいため
にカプセルへの加工が困難であって、そのために薄くて
厚さの均一なカプセルを形成することが困難となる。
When this degree of polymerization is too low, film forming properties are poor, making it difficult to form capsules, while when the degree of polymerization is too high, the resulting phosphazene polymer is difficult to dissolve, making it difficult to process it into capsules. This makes it difficult to form capsules that are thin and have a uniform thickness.

上記重合度のホスファゼン系ポリマーの固有粘度は、通
常、0.5〜3dl/gである。
The intrinsic viscosity of the phosphazene polymer having the above polymerization degree is usually 0.5 to 3 dl/g.

前記一般式で示されるホスファゼン系ポリマーを合成す
る方法としては、例えばジクロルホスファゼンの三量体 C/  α ヲ150〜350℃で真空下で熱重合してジクロルホス
ファゼンポリマー を得、さらにこのジクロルホスファゼンポリマーと、前
記R1およびR2で示される基を含む反応性物質、例え
ばナトリウムアルコサイド、ナトリウムフェノキサイド
、アルキルアミン、糖、アミノ酸などとを、ジイソプロ
ピルエーテル、テトラヒドロフラン、ベンゼン、トルエ
ン、クロルベンゼン、メチレンクロライド、クロロホル
ム、トリクロロエタン、アセトン、メチルエチルケトン
、シクロヘキサノンなどの溶媒の存在下で反応させて上
記ポリマーの側鎖の塩素原子(C/)を、前記R1およ
びR2で示される基、例えばアルコキシ基、フェノキシ
基、アミド基などに置換する方法を挙げることができる
As a method for synthesizing the phosphazene polymer represented by the above general formula, for example, a dichlorophosphazene trimer C/α is thermally polymerized at 150 to 350°C under vacuum to obtain a dichlorophosphazene polymer, and then this dichlorophosphazene polymer is obtained. A chlorphosphazene polymer and a reactive substance containing the groups represented by R1 and R2, such as sodium alkoxide, sodium phenoxide, alkylamine, sugar, amino acid, etc., are combined with diisopropyl ether, tetrahydrofuran, benzene, toluene, chlorobenzene, etc. By reacting in the presence of a solvent such as methylene chloride, chloroform, trichloroethane, acetone, methyl ethyl ketone, or cyclohexanone, the chlorine atom (C/) in the side chain of the above polymer is removed from the group represented by R1 and R2, such as an alkoxy group, phenoxy Examples include a method of substituting with a group, an amide group, etc.

また、その他の方法としては、溶媒中に上記ジクロルホ
スファゼンの三量体と前記R1およびR2で示される基
を含む反応性物質とを加え、これらを反応させる方法を
挙げることができる。
Another method is to add the above dichlorophosphazene trimer and a reactive substance containing the groups represented by R1 and R2 to a solvent and react them.

前記R1およびR2で示される基を含む反応性物質は、
培養対象の細胞や微生物の種類に応して適宜選択するこ
とができる。
The reactive substance containing the groups represented by R1 and R2 is
It can be appropriately selected depending on the type of cells and microorganisms to be cultured.

本発明の培養用カプセルの具体的形態の例を第1図に示
す、第1図(イ)は分割型培養用カプセル1を示し、そ
の内径は、通常1〜1(lam、好ましくは2〜5mm
程度とされる。この培養用カプセルは、例えば各々浸漬
加工法により製造された、互いに嵌合する2つの有底円
筒形の半培養用カプセルIA。
An example of a specific form of the culture capsule of the present invention is shown in FIG. 1. FIG. 5mm
It is considered to be a degree. These culture capsules are, for example, two semi-culture capsules IA each having a cylindrical shape with a bottom that fit into each other, each manufactured by an immersion process.

1Bが組み合わされて構成される。この組み合わされた
培養用カプセル1の全体の長さは、通常5〜30■、好
ましくは10〜20mm、膜厚は50〜20On程度と
される。
1B are combined. The total length of the combined culture capsule 1 is usually 5 to 30 mm, preferably 10 to 20 mm, and the film thickness is about 50 to 20 mm.

第1図(ロ)は、内部に単一の培養空間2を存する球形
培養用カプセル3を示す。この球形培養用カプセル3は
例えば二重管ノズル法(「マイクロカプセル」三共出版
弓977など)により製造するのが便利である。すなわ
ち、第2図に示すように、円形の開口11を有する内管
12と、この内管12を取り囲むよう同軸的に配置され
内管12とにより環状の開口13を有する外管14とよ
りなる二重前型ノズル10を用意し、その内管12に培
養対象である細胞または微生物を分散させた培養対象液
を供給すると共に、外管14にはホスファゼン系ポリマ
ー溶液よりなるカプセル形成゛液を供給し、ノズルに一
定の振動を与えることなどにより、培養対象液滴がカプ
セル形成液によって被覆された、直径が0.1〜5開の
二重液滴を生成させる。そしてこの二重液滴を、カプセ
ル形成液に係るホスファゼン系ポリマーの非溶媒、例え
ば石油エーテル、流動パラフィン、石油ベンジン、リグ
ロインなどのパラフィン類または水などの中に落下させ
ることにより、細胞または微生物が分散された培養対象
液が封入された球形の培養用カプセルを得ることができ
る。
FIG. 1(b) shows a spherical culture capsule 3 having a single culture space 2 inside. This spherical culture capsule 3 is conveniently manufactured by, for example, a double tube nozzle method ("Microcapsule" Sankyo Publishing Co., Ltd. 977, etc.). That is, as shown in FIG. 2, it consists of an inner tube 12 having a circular opening 11, and an outer tube 14 which is coaxially arranged so as to surround this inner tube 12 and has an annular opening 13 formed by the inner tube 12. A double-front nozzle 10 is prepared, and the inner tube 12 is supplied with a culture solution in which cells or microorganisms to be cultured are dispersed, and the outer tube 14 is filled with a capsule-forming solution made of a phosphazene polymer solution. By supplying the capsule and applying constant vibration to the nozzle, a double droplet with a diameter of 0.1 to 5 mm is generated in which the droplet to be cultured is covered with the capsule forming liquid. Then, by dropping these double droplets into a non-solvent of the phosphazene polymer related to the capsule-forming liquid, such as paraffins such as petroleum ether, liquid paraffin, petroleum benzine, and ligroin, or water, cells or microorganisms are removed. A spherical culture capsule containing the dispersed culture target liquid can be obtained.

第1図(ハ)は、内部に複数の小胞4を有する球形培養
用カプセル5を示す。この球形培養用カプセル5は、例
えばダブルエマルジョン法により製造される。その具体
的−例としては、細胞または微生物の分散液よりなる培
養対象液と、ホスファゼン系ポリマーを、ジイソプロピ
ルエーテル、テトラヒドロフラン、ベンゼン、トルエン
、クロルベンゼン、メチレンクロライド、クロロホルム
、トリクロロエタンなどの疎水性溶媒に溶解したカプセ
ル形成液とのエマルジョンを形成し、このエマルジョン
と水系媒体とのダブルエマルジョンを形成し、当該ホス
ファゼン系ポリマーの溶媒を揮散させることにより、培
養対象液が含有された状態でホスファゼン系ポリマーを
析出させる方法を挙げることができる。この方法による
粒子の直径は0.5〜5ml11程度、内部の小胞4の
各々の直径は100〜300μであることが好ましい。
FIG. 1(c) shows a spherical culture capsule 5 having a plurality of vesicles 4 inside. This spherical culture capsule 5 is manufactured, for example, by a double emulsion method. As a specific example, a culture target liquid consisting of a dispersion of cells or microorganisms and a phosphazene polymer are mixed in a hydrophobic solvent such as diisopropyl ether, tetrahydrofuran, benzene, toluene, chlorobenzene, methylene chloride, chloroform, or trichloroethane. By forming an emulsion with the dissolved capsule-forming liquid, forming a double emulsion with this emulsion and an aqueous medium, and volatilizing the solvent of the phosphazene-based polymer, the phosphazene-based polymer is produced while containing the culture target liquid. A method of precipitation can be mentioned. It is preferable that the diameter of the particles obtained by this method is about 0.5 to 5 ml11, and the diameter of each of the internal vesicles 4 is 100 to 300 μ.

なおこの方法によるカプセルの製造においては、小胞4
の数が1となって球形培養用カプセル3と同様の単一カ
プセルとなることがある。
In the production of capsules by this method, vesicles 4
In some cases, the number of capsules becomes 1, resulting in a single capsule similar to the spherical culture capsule 3.

カプセル形成液の調製に用いるホスファゼン系ポリマー
の溶剤としては、例えばホスファゼン系ポリマーの合成
時に用いた溶媒と同様のもの(エタノール、水など)を
用いることができる。
As the solvent for the phosphazene polymer used to prepare the capsule-forming liquid, for example, the same solvent as used in the synthesis of the phosphazene polymer (ethanol, water, etc.) can be used.

カプセルの調製においては、必要に応じて架橋剤を用い
ることができ、斯かる架橋剤としては、例えば単糖類、
多Ii類、過酸化物、エチレンジアミン、ヘキサメチレ
ンジアミン、ジエチレントリアミン、ポリエチレンイミ
ン、キトサンなどのポリアミン、その他を挙げることが
できる。
In the preparation of capsules, a crosslinking agent can be used as necessary, and such crosslinking agents include, for example, monosaccharides,
Examples include polyamines, peroxides, polyamines such as ethylenediamine, hexamethylenediamine, diethylenetriamine, polyethyleneimine, chitosan, and others.

本発明培養用カプセルのカプセル壁の厚さは、培養する
細胞または微生物によって適宜選択されるが、例えば1
〜200n程度とされる。
The thickness of the capsule wall of the culture capsule of the present invention is appropriately selected depending on the cells or microorganisms to be cultured.
~200n.

本発明の培養用カプセルは優れた特性を有するが、斯か
る効果が得られるのは、ホスファゼン系ポリマーによる
カプセル壁の酸素透過率が大きいことがその主因と考え
られる。すなわち、培養対象の細胞または微生物を封入
した本発明の培養用カプセルを培地中に浮遊あるいは浸
漬させたとき、培地中に溶解している酸素が当該培養用
カプセルのカプセル壁に高い効率で移行して酸素がカプ
セル壁中を拡散して行き、これによって、当該培養用カ
プセルの内部に接着または浮遊している細胞や微生物に
十分な酸素が供給され、その結果、当該細胞や微生物の
十分な活動を支持することができるためであると考えら
れる。
The culture capsule of the present invention has excellent properties, and it is thought that the main reason for this effect is the high oxygen permeability of the capsule wall due to the phosphazene polymer. That is, when the culture capsule of the present invention encapsulating cells or microorganisms to be cultured is suspended or immersed in a medium, oxygen dissolved in the medium is transferred to the capsule wall of the culture capsule with high efficiency. Oxygen diffuses through the capsule wall, thereby supplying sufficient oxygen to the cells and microorganisms that are attached or floating inside the culture capsule, resulting in sufficient activity of the cells and microorganisms. This is thought to be because it can support the

本発明の培養用カプセルを用いて培養することのできる
細胞や微生物は何ら制限されるものではなく、例えば、
ヒト子宮ガン細胞(HeLa)、チャイニーズ−ハムス
ター肺細胞(V−79)、ヒト胎児肺細胞(MR(ニー
 5 ) 、チンパンジー肝繊維芽細胞、ヒト包皮細胞
、ニワトリ胎児繊維芽細胞、初代サル腎細胞、マウス転
移繊維芽細胞、脳下垂体腫瘍細胞、アフリカミドリザル
腎細胞(Vero)、副腎腫瘍細胞などの各種の接着依
存性細胞、骨髄腫細胞とリンパ球の融合細胞、白血球、
リンパ球などの浮遊性細胞、ビール酵母、ブドウ酒酵母
、パン酵母、醤油酵母、飼料酵母などの酵母類、ノカル
ジ7、ストレプトミセスのような放線菌、大腸菌、枯草
菌、乳酸菌、アオカビ、コウジカビなどの子嚢菌類、シ
イタケ、ナメコ、エノキタケなどの担子菌類などの微生
物を挙げることができる。
Cells and microorganisms that can be cultured using the culture capsule of the present invention are not limited in any way; for example,
Human uterine cancer cells (HeLa), Chinese hamster lung cells (V-79), human fetal lung cells (MR(nee5)), chimpanzee liver fibroblasts, human foreskin cells, chicken fetal fibroblasts, primary monkey kidney cells , various adhesion-dependent cells such as mouse metastatic fibroblasts, pituitary tumor cells, African green monkey kidney cells (Vero), adrenal gland tumor cells, fused cells of myeloma cells and lymphocytes, leukocytes,
Planktonic cells such as lymphocytes, yeasts such as beer yeast, wine yeast, baker's yeast, soy sauce yeast, and feed yeast, Nocardi 7, actinomycetes such as Streptomyces, Escherichia coli, Bacillus subtilis, lactic acid bacteria, blue mold, Aspergillus aspergillus, etc. Examples include microorganisms such as ascomycetes, basidiomycetes such as shiitake mushrooms, nameko mushrooms, and enokitake mushrooms.

細胞の培養においては、前述のように細胞浮遊液を封入
した培養用カプセルを培地中でゆるやかにかきまぜると
、細胞は培養用カプセルの内壁面上に接着して、あるい
は浮遊状態のままで増殖するので、培養を継続すること
により、細胞種に応じて代謝物質が産生され、また、細
胞自体を大量に取得することが可能である。
When culturing cells, as mentioned above, when a culture capsule containing a cell suspension is gently stirred in a medium, the cells either adhere to the inner wall of the culture capsule or proliferate in a suspended state. Therefore, by continuing the culture, metabolites are produced depending on the cell type, and the cells themselves can be obtained in large quantities.

培養に用いられる培地としては、微生物に対しては、炭
素源、窒素源、無機塩類、ビタミン類等、例えばグルコ
ース、フルクトース、マルトース、スクロース、スター
チ、デキストリン、廃糖蜜、クエン酸、フマール酸、硫
安、塩化アンモニウム、リン酸アンモニウム、硝酸ナト
リウム、尿素、アミノ酸類、ペプトン、大豆ホエー、酵
母エキス、麦芽エキス、肉エキス、コーンステイブリカ
ー、マグネシウム塩、リン酸塩、ビタミンB+1ビタミ
ンB1、ビタミンC等から適宜選択し、これらを水に溶
解して調製されたもの、また細胞に対しては、市販のM
EM培地、DEM培地などが用いられ、細胞に対しては
血清を10%程度の割合で加えるのが一般的であるが、
近年は無血清培地の利用も可能である。
The culture medium used for microorganisms includes carbon sources, nitrogen sources, inorganic salts, vitamins, etc., such as glucose, fructose, maltose, sucrose, starch, dextrin, blackstrap molasses, citric acid, fumaric acid, and ammonium sulfate. , ammonium chloride, ammonium phosphate, sodium nitrate, urea, amino acids, peptone, soybean whey, yeast extract, malt extract, meat extract, corn stable liquor, magnesium salt, phosphate, vitamin B+1 vitamin B1, vitamin C, etc. For cells, commercially available M
EM medium, DEM medium, etc. are used, and serum is generally added to the cells at a rate of about 10%.
In recent years, serum-free media have also become available.

微生物を培養する場合は、上記のような方法の他に、微
生物を封入した培養用カプセルをカラム内に充填し、こ
のカラムに培地を流過させることによって、当該微生物
を増殖させると共に、産生された生成物がカプセル壁を
通して培地に溶出されてくることを利用して、当該生成
物を微生物から分離した状態で取得することができる。
When culturing microorganisms, in addition to the method described above, by filling a column with a culture capsule containing microorganisms and flowing a culture medium through this column, the microorganisms are multiplied and produced. By taking advantage of the fact that the product is eluted into the culture medium through the capsule wall, the product can be obtained in a state separated from the microorganism.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例について説明するが、これらの実
施例によって本発明が限定されるものではない。
Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these Examples.

実施例1 (ホスファゼン系ポリマーの製造) 十分に真空乾燥させたヘキサクロロシクロトリホスファ
ゼン10gを、ジエチルアルミニウムエトキシドを触媒
として、温度210℃に保ちながら約48時間重合させ
た。
Example 1 (Manufacture of phosphazene-based polymer) 10 g of hexachlorocyclotriphosphazene, which had been sufficiently vacuum-dried, was polymerized for about 48 hours while maintaining the temperature at 210° C. using diethylaluminium ethoxide as a catalyst.

次いで、得られた重合体を、脱水したベンゼンに溶解し
て不溶物をガラスフィルターにより濾別した。
Next, the obtained polymer was dissolved in dehydrated benzene, and insoluble materials were filtered off using a glass filter.

得られた濾液を、ナトリウムメトキサイド1gおよびナ
トリウムフェノキサイド4gのテトラヒドロフラン溶液
中に滴下し、滴下終了後、65℃で25時間反応させた
The obtained filtrate was dropped into a tetrahydrofuran solution containing 1 g of sodium methoxide and 4 g of sodium phenoxide, and after the dropwise addition was completed, the reaction was carried out at 65° C. for 25 hours.

なお、ここまでの操作は窒素ス流下に行った。Note that the operations up to this point were performed under a nitrogen stream.

得られた反応物を中和処理し、エタノールにより沈析し
て乾燥させ、もって5.5gの淡黄色のメトキシ基およ
びフヱノキシ基を有するホスファゼン系ポリマーを得た
。これを「ホスファゼン系ポリマーA」とする。
The resulting reaction product was neutralized, precipitated with ethanol, and dried to obtain 5.5 g of a pale yellow phosphazene polymer having methoxy and phenoxy groups. This is referred to as "phosphazene polymer A."

このホスファゼン系ポリマーAのテトラヒドロフラン中
における固有粘度は1.02 dl/gであった。
The intrinsic viscosity of this phosphazene polymer A in tetrahydrofuran was 1.02 dl/g.

(カプセルの製造) 上記ホスファゼン系ポリマーAの2gを三角フラスコに
入れ、これにジイソプロピルエーテル40gを加えて攪
拌し、カプセル形成液を調製した。
(Manufacture of Capsules) 2 g of the above phosphazene polymer A was placed in an Erlenmeyer flask, and 40 g of diisopropyl ether was added and stirred to prepare a capsule forming liquid.

これを「カプセル形成液1」とする。This is referred to as "capsule forming liquid 1."

そして直径が31で先端が半球状のステンレススチール
製の棒を約80℃に熱した上、カプセル形成液1中に深
さ1cffiだけ浸漬して引き上げ、次にエタノール中
に浸漬することにより、棒の先端に厚さが約20trm
のやや硬い膜体を形成させ、これを棒から引き抜いて円
筒状容器を形成させて半培養用カプセルを得た。
Then, a stainless steel rod with a diameter of 31 mm and a hemispherical tip was heated to about 80°C, immersed in capsule forming solution 1 to a depth of 1 cffi, pulled up, and then immersed in ethanol. The thickness is about 20 trm at the tip of
A slightly hard membrane was formed, and this was pulled out from the rod to form a cylindrical container to obtain a semi-culture capsule.

斯くして得られた半培養用カプセル2個を1組とし、一
方の半培養用カプセル内に、乳酸菌を培地に1万個/d
の濃度で分散させた培養対象液を入れ、これを他方の半
培養用カプセルによって蓋をすることにより、乳酸菌を
封入した培養用カプセルを製造した。
A set of two semi-culture capsules obtained in this way was prepared, and 10,000 lactic acid bacteria were added to the medium in one semi-culture capsule/d.
A culture capsule containing lactic acid bacteria was produced by adding a culture solution dispersed at a concentration of 1 and capping it with the other semi-culture capsule.

(培養および乳酸の産生) 下記成分を含む濃度10重量%のグルコース溶液を培地
としてその11を培養容器に入れ、上記のようにして得
られた乳酸菌を封入した培養用カプセル100個を加え
、かきまぜ速度15 r、p、ra、、温度30℃で培
養を行った。培養時における培地の溶存酸素濃度は6〜
10 pp鋼、pHは4.7に保ち、培地を100d/
時間の割合で交換した。
(Culture and production of lactic acid) Using a glucose solution containing the following components at a concentration of 10% by weight as a medium, place 11 into a culture container, add 100 culture capsules containing the lactic acid bacteria obtained as described above, and stir. Culture was performed at a speed of 15 r, p, ra, and a temperature of 30°C. The dissolved oxygen concentration of the medium during culture is 6~
10 pp steel, pH kept at 4.7, medium at 100 d/
Exchanged at a rate of time.

■墳底分 KffiHPOa         1 g/fiM 
g S Oa・7 Hz 0    200 mg/ 
lFe5 Os ・IHzo     10 mg/ 
RCaC1、10mg/ I Mn、 MO,CI+、、C0 およびZnの無機塩総量 0.02〜0.5mg/ e
そして、4時間経過後に培養用カプセルを取り出してそ
の乳酸菌の濃度を調べたところ、2,5万個/dであり
、2日間経過後には培養用カプセル内は乳酸菌で満たさ
れた。
■KffiHPOa for the bottom of the burial mound 1 g/fiM
g S Oa・7 Hz 0 200 mg/
lFe5Os・IHzo 10 mg/
RCaC1, 10mg/I Total amount of inorganic salts of Mn, MO, CI+, , CO and Zn 0.02-0.5mg/e
After 4 hours had elapsed, the culture capsule was taken out and the concentration of lactic acid bacteria was examined, and it was found to be 2.5 million cells/d, and after 2 days had elapsed, the culture capsule was filled with lactic acid bacteria.

この乳酸菌で満たされた培養用カプセル100個を内径
20+amのカラム内に充填し、下方から培地を10−
7時間の割合で流すことによって乳酸の分離を行ったと
ころ、滞留時間約12時間の条件で、カラムを流過した
培地における乳酸の割合は、0.6g/N−hrであっ
た。
100 culture capsules filled with lactic acid bacteria were packed into a column with an inner diameter of 20+ am, and the culture medium was poured from below at 10-
When lactic acid was separated by flowing the column at a rate of 7 hours, the proportion of lactic acid in the medium that passed through the column was 0.6 g/N-hr under conditions of a residence time of about 12 hours.

実施例2 (ホスファゼン系ポリマーの製造) 実施例1と同様にしてヘキサクロロシクロトリホスファ
ゼンから得られたポリマーlogを脱水したベンゼンに
溶解して得られた溶液を、まずジ−n−ブチルアミン5
gを溶解したテトラヒドロフラン溶液に加えて反応させ
、次いでナトリウムフェノキサイド10gtt容解した
テトラヒドロフラン溶液中に滴下し、反応させた。ここ
までの操作は窒素気′流下で行った。
Example 2 (Production of phosphazene polymer) A solution obtained by dissolving the polymer log obtained from hexachlorocyclotriphosphazene in dehydrated benzene in the same manner as in Example 1 was first dissolved in di-n-butylamine 5
The mixture was added dropwise to a tetrahydrofuran solution in which 10 gtt of sodium phenoxide was dissolved and reacted. The operations up to this point were performed under a nitrogen gas flow.

得られた反応物を中和処理し、エタノールにより沈析し
て乾燥させ、もって8.5gのエラスティック状のジブ
チルアミノ基およびフェノキシ基を有するホスファゼン
系ポリマーを得た。これを、「ホスファゼン系ポリマー
B」とする。
The obtained reaction product was neutralized, precipitated with ethanol, and dried to obtain 8.5 g of an elastic phosphazene polymer having dibutylamino groups and phenoxy groups. This is referred to as "phosphazene polymer B."

このホスファゼン系ポリマーBのテトラヒドロフラン中
における固有粘度は1.5 di/gであった。
The intrinsic viscosity of this phosphazene polymer B in tetrahydrofuran was 1.5 di/g.

(カプセルの製造) このホスファゼン系ポリマーBの2gをクロルベンゼン
50献に溶解してカプセル形成液を調製した。これを「
カプセル形成液2」とする。
(Manufacture of Capsules) A capsule-forming liquid was prepared by dissolving 2 g of this phosphazene-based polymer B in 50 parts of chlorobenzene. this"
"Capsule Forming Liquid 2".

別に、チャイニーズハムスターの肺繊維芽細胞rV−7
9細胞jを、牛胎児血清(Fe2)を10容量%の割合
で含有するMEM培地に分散し、細胞数を4X10’個
/17に調整して培養対象液を得た。
Separately, Chinese hamster lung fibroblast rV-7
9 cells j were dispersed in MEM medium containing fetal bovine serum (Fe2) at a ratio of 10% by volume, and the number of cells was adjusted to 4 x 10' cells/17 to obtain a culture solution.

そして第2図に示した構成を有し、内管12の円形の開
口11の直径rが5On、環状の開口13の幅dが2O
nの二重管ノズルの内管に培養対象液を供給すると共に
、外管にカプセル形成液2を供給し、1滴づつ石油エー
テル中に落とすことによって、■−79細胞の分散液が
封入されたホスファゼン系ポリマーBによる外径約1.
5m+mの培養用カプセルを形成させ、これを捕集して
MEM培地で洗浄した後、Fe2を10容量%の割合で
含有するMEM培地に移した。この培養用カプセルのカ
プセル壁の厚さは約1Onであった。
It has the configuration shown in FIG. 2, the diameter r of the circular opening 11 of the inner tube 12 is 5On, and the width d of the annular opening 13 is 2O.
A dispersion of ■-79 cells is encapsulated by supplying the culture target liquid to the inner tube of the double-tube nozzle of n, and supplying capsule-forming liquid 2 to the outer tube, and dropping it drop by drop into petroleum ether. The outer diameter of the phosphazene polymer B is approximately 1.
A 5 m+m culture capsule was formed, collected and washed with MEM medium, and then transferred to MEM medium containing Fe2 at a ratio of 10% by volume. The capsule wall thickness of this culture capsule was about 1 On.

(細胞の培養) 斯くして得られた培養用カプセル約100tZ(沈渣容
量)を、容量1j!のスピンナーフラスコに移した。そ
して培地としてFe2を10容量%含有するMEM培地
を用い、温度35℃でゆるやかにかきまぜ(10〜15
r、p、m、)、溶存酸素濃度を8PPIIl 、 p
Hを7に保って培養を行った。
(Culture of cells) Approximately 100 tZ (sediment volume) of the culture capsules obtained in this manner were added to a volume of 1J! into a spinner flask. Then, using MEM medium containing 10% by volume of Fe2 as a medium, stir gently at a temperature of 35°C (10 to 15%
r, p, m,), and the dissolved oxygen concentration is 8PPIIl, p
Culture was performed while keeping H at 7.

72時間培養を行った後培養用カプセルを捕集して破壊
したところ、培養用カプセルの内壁−杯に細胞が接着し
、増殖していた。そしてトリプシンで細胞を剥離して計
数したところ、もとの細胞数の90倍に増殖したと算定
された。また培養終了後の培養用カプセル外の培地中や
培養用カプセルの外壁中には細胞は認められず、rV−
79細胞」の漏洩はなかった。
After culturing for 72 hours, the culture capsule was collected and destroyed, and it was found that the cells adhered to the inner wall of the culture capsule and were proliferating. When the cells were detached with trypsin and counted, it was calculated that the cells had proliferated to 90 times the original number. Furthermore, no cells were observed in the medium outside the culture capsule or in the outer wall of the culture capsule after the completion of the culture, and rV-
There was no leakage of 79 cells.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の説明からも理解されるように、本発明の培養用カ
プセルはホスファゼン系ポリマーよりなるものであるた
め、動植物細胞、微生物に対して毒性がなく、接着依存
性細胞に対する接着性が優れているうえ、当該培養用カ
プセルの酸素透過速度が大きくて培地中の酸素が効率的
に培養用カプセル内に拡散し、その結果、培養用カプセ
ル内の細胞、微生物は酸素の供給を十分に受けて高い効
率で増殖することができる。
As can be understood from the above explanation, since the culture capsule of the present invention is made of a phosphazene polymer, it is nontoxic to animal, plant, and microorganism cells, and has excellent adhesion to adhesion-dependent cells. Moreover, the oxygen permeation rate of the culture capsule is high, and the oxygen in the culture medium efficiently diffuses into the culture capsule, and as a result, the cells and microorganisms inside the culture capsule receive a sufficient supply of oxygen and have a high oxygen permeation rate. Can multiply efficiently.

またホスファゼン系ポリマーの形成においては、側鎖と
して導入することのできる基の選択範囲が広いため、培
養対象接着依存性細胞の種類に応じて当該細胞に最適な
側鎖を選択することができ、その結果培養対象細胞に従
った最適な特性を有する培養用カプセルを得ることがで
きる。
In addition, in the formation of phosphazene polymers, there is a wide selection range of groups that can be introduced as side chains, so depending on the type of adhesion-dependent cells to be cultured, it is possible to select the optimal side chain for the cells. As a result, it is possible to obtain a culture capsule having optimal characteristics according to the cells to be cultured.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(イ)〜(ハ)はそれぞれ本発明の培養用カブセ
ルの具体的形態の例を示す説明用断面図、第2図(イ)
および(ロ)は二重前型ノズルの先端部分の説明用断面
図および端面図である。 1・・・培養用カプセル lA、IB・・・半培養用カプセル 2・・・培養空間 3.5・・・球形培養用カプセル 4・・・小胞     10・・・二重前型ノズル11
.13・・・開口    12・・・内管14・・・外
管 孝1図 (イ)            (ロ)       
      ()\)条2図
Figures 1 (a) to (c) are explanatory cross-sectional views showing specific examples of the culture capsule of the present invention, and Figure 2 (a)
and (b) are an explanatory cross-sectional view and an end view of the tip portion of the double front nozzle. 1...Culture capsule IA, IB...Semi-culture capsule 2...Culture space 3.5...Spherical culture capsule 4...Vesicle 10...Double front nozzle 11
.. 13...Opening 12...Inner tube 14...Outer tube Takashi Figure 1 (A) (B)
()\)Article 2 Figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)下記一般式で示される繰り返し単位を有するホスフ
ァゼン系ポリマーよりなることを特徴とする培養用カプ
セル。 一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔ただし、R^1およびR^2は、同一もしくは異なり
、OR^3、NR^4R^5またはSiRa^6_3(
ここで、R^3はアルキル基、アルケニル基、フェニル
基、アルキルフェニル基、これらをハロゲン化した基ま
たは糖残基であり、R^4は水素原子、アルキル基、ヒ
ドロキシアルキル基またはフェニル基であり、R^5は
、R^4が水素原子以外の基である場合にはアルキル基
、ヒドロキシアルキル基またはフェニル基であり、R^
4が水素原子である場合にはアミノ酸残基、ポリペプチ
ド残基もしくはグルコサミン残基であり、R^6はアル
キル基またはハロゲン化アルキル基である)を表し、n
は重合度を表す。〕
[Scope of Claims] 1) A culture capsule characterized by being made of a phosphazene polymer having a repeating unit represented by the following general formula. General formula ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ [However, R^1 and R^2 are the same or different, OR^3, NR^4R^5 or SiRa^6_3 (
Here, R^3 is an alkyl group, an alkenyl group, a phenyl group, an alkylphenyl group, a halogenated group thereof, or a sugar residue, and R^4 is a hydrogen atom, an alkyl group, a hydroxyalkyl group, or a phenyl group. Yes, R^5 is an alkyl group, hydroxyalkyl group, or phenyl group when R^4 is a group other than a hydrogen atom, and R^5 is an alkyl group, hydroxyalkyl group, or phenyl group.
When 4 is a hydrogen atom, it is an amino acid residue, a polypeptide residue, or a glucosamine residue, and R^6 is an alkyl group or a halogenated alkyl group), and n
represents the degree of polymerization. ]
JP61229504A 1986-09-30 1986-09-30 Capsule for cultivation Pending JPS6384489A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61229504A JPS6384489A (en) 1986-09-30 1986-09-30 Capsule for cultivation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61229504A JPS6384489A (en) 1986-09-30 1986-09-30 Capsule for cultivation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6384489A true JPS6384489A (en) 1988-04-15

Family

ID=16893208

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61229504A Pending JPS6384489A (en) 1986-09-30 1986-09-30 Capsule for cultivation

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6384489A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6423888A (en) * 1987-07-16 1989-01-26 Etsuko Kakizaki Culture vessel with micro-cellular wall
JPH03108474A (en) * 1989-09-21 1991-05-08 Chiyoda Corp Bioreactor and capsule for housing microorganic carrier used in the same bioreactor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6423888A (en) * 1987-07-16 1989-01-26 Etsuko Kakizaki Culture vessel with micro-cellular wall
JPH03108474A (en) * 1989-09-21 1991-05-08 Chiyoda Corp Bioreactor and capsule for housing microorganic carrier used in the same bioreactor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4778749A (en) Tissue culture and production in permeable gels
US5026650A (en) Horizontally rotated cell culture system with a coaxial tubular oxygenator
EP0152898B1 (en) Process for encapsulation and encapsulated active material system(
JPS61212283A (en) Air sending bioreactor
CN104080905A (en) Cell culture media and methods
Prakash et al. Preparation and in vitro analysis of microencapsulated genetically engineered E. coli DH5 cells for urea and ammonia removal
Jyothilekshmi et al. Trends in monoclonal antibody production using various bioreactor systems
US5264359A (en) Methods for large-scale cultivation of animal cells and for making supporting substrata for the cultivation
CN103348000A (en) Compositions and methods for stabilizing susceptible compounds
US5387522A (en) Apparatus having a biphasic spray head for entrapping biological material in a hydrophilic gel
JPS6384489A (en) Capsule for cultivation
WO1985005630A1 (en) Tissue culture and production in permeable gels
Wang et al. Preparation and application of poly (vinylamine)/alginate microcapsules to culturing of a mouse erythroleukemia cell line
JPH0416153B2 (en)
EP0485608B1 (en) Method for obtaining polypeptides in a cell-free translation system
Lazar Immobilization of animal cells in fixed bed bioreactors
CA1280381C (en) Entrapment of anchorage-dependent cells
JP2005514064A (en) Bioreactor
JP2757400B2 (en) Cell culture method
JPS63230080A (en) Culture of animal cell
JPS62118877A (en) Bed for cell culture
JP2938937B2 (en) Cell culture method
RU2142505C1 (en) Composition for escherichia cells culturing
JPS62181780A (en) Cultivation of animal cell
JPH0375154B2 (en)