KR100189574B1 - 분무식 식물조직배양 장치 - Google Patents

Abstract

본원의 발명은 식물조직배양 중 특히 번식체의 대량생산에 가장 효과적으로 사용될 수 있는 장치이다. 조직배양의 대량생산은 필연적으로 액체배양일 수 밖에 없으며, 이를 위해서 종래에는 배양체를 배지와 함께 용기에 넣고 진탕하거나 공기를 배지 속에 주입시키는 방식이었다.

여기서 배양체는 배지와 완전히 접촉하게 되므로 양분의 흡수기회는 충분하지만 공기와 접촉할 기회는 아주 적다. 식물조직을 액체배지속에 넣고 기포를 아무리 많이 발생시켜도 조직이 자연상태에서와 같은 충분한 산소를 이용할 수는 없다. 이런 상황에서는 양분의 흡수도 잘 이루어질 수 없다.

만약 번식체를 공기 중에 안정된 상태로 두고, 배지와 공기에 충분히 노출시키면 잘 자랄 것이다. 본 발명은 바로 이런 배양환경을 만들어 주는 장치이다. 즉, 조직(배양체)을 배양실(용기 또는 탱크)내의 그물시렁에 놓고, 배지는 순환모타로 분무하며, 공기는 공기펌프로 배양실의 대기를 새롭게 한다.

본 발명의 요점은 조직의 무균배양에서 첫째, 식물체 전체에서 양분흡수가 이루어지도록 하기 위해서 미스트 분무식으로 하고, 미스트분무상태로 배지를 순환시키기 위해서는 배지수집기에 노폐물을 여과장치를 이용하였다. 둘째, 배양실을 무균상태로 유지하기 위해서 배지와 공기 공급관에 제균용 필터를 사용하였다. 셋째는 접종시에 손이나 도구의 접촉에 의한 오염을 방지하기 위해서 그물시렁 위에 접종하고 그위에 배양실을 씨우는 방식을 택하였다. 위의 세가지 방식중 한가지라도 빠지면 분무식 조직배양은 불완전하다.

Description

분무식 식물조직배양 장치

제1도는 본 배양장치의 전면도

제2도는 배지수집기의 단면도

제3도는 분무식배양기의 살균을 위해서 고압솥에 넣는 모습의 사진

제4도는 살균이 끝난 분무식배양기를 무균대 위에서 열고 시험관으로부터 배양체를 옮기는 모습의 사진

제5도는 분무식배양기에 배양체를 치상한 후 일정한 조명하에서 배양하는 모습의 사진

가. 발명의 필요성(목적)

본 발명은 식물조직을 배양할 때 사용되는 장치에 관한 것이다. 조직배양에서는 배양 조직에 양분을 공급하기 위해서 고체배지와 액체배지를 사용하는데, 이 장치는 액체배지 사용을 전제로 한 것이다.

배양용기 내에서 조직이 성장하는데 가장 중요한 두가지 요소는 충분한 산소와 양분의 공급이다. 이 두가지 점에서 종래의 배양용기는 시험관이나 삼가플라스크 또는 기타의 용기에 제한된 양만을 공급할 수밖에 없었다.

특히 공기의 유통이 불량하여 조직의 성장이 느리거나 배양자체를 실패하는 경우가 많다. 그것은 배양용기의 입구가 좁고 이곳마저도 배양체와 배지가 미생물로부터 오염되는 것을 막기 위해서 가능하면 단단히 봉하기 때문이다. 최근에 공기유통을 돕는 마개가 개발되었지만 자연상태와 비교하면 배양체가 접촉할 수 있는 공기의 양은 너무나 적다. 양분도 한번 접종한 후에는 재차 공급할 수 없어서 새로운 배지가 담긴 용기에 옮겨야 한다. 이러한 느린 성장율과 복잡한 작업과정은 자연히 조직배양에 의한 생산물의 가격을 높혀서 이 분야의 발전을 막는다.

더구나 인건비가 높아지는 상황에서는 생산단위가 플라스크나 소규모인 배양용기보다 탱크식이나 통을 이용한 대단위 생산체제가 꼭 필요하다. 최근 이 분야의 연구논문에는 대량생산의 필요성에 따라 탱크식 배양방식이 소개되기도 하였으나 그것은 용기만 크게 하고, 공기는 배지 중에 불어넣어서 기포를 발생시키는 식이다.

그러나 여기서 형성된 기포가 배양조직에 접촉될 기회는 적고, 또 식물조직은 일부 용액 중에 녹은 산소를 흡수할 수도 있으나 대부분의 조직은 그런 체계가 잘 발달되어 있지 않다.

나. 발명의 이론적 배경

본 장치의 기본 원리는 배양체에 공기와 양분을 충분히 공급할 수 있는데 있다. 이를 위해서 첫째, 종래에는 배양액과 함께 진탕되던 배양체를 용기 내의 공기 중에 노출시켜서 공기와 충분히 접하게 한다. 이때 공기는 외부에서 계속 공급이 된다. 종래의 생물반응기(또는 발효기)의 원리를 이용한 조직 배양에서도 외부 공기의 공급은 이루어지지만 이들은 공기를 배지 중에 넣어서 배지와 혼합시키는 방식인데 반하여 본 발명은 배양실(기내)의 공기 중에 공기를 주입하는 것이 다르다.

둘째는 배양체에 배지를 계속 접촉시키기 위해서 배지를 분무한다. 여기서 배양체가 배지와 접촉할 수 있는 기회는 종래의 진탕배양과 차이가 없지만 이 장치에서 더욱 유리한 것은 배양체가 움직이지 않고 안정된 상태에서 양분을 흡수할 수 있다는 점이다.

다. 발명의 구성 및 기능

장치의 주요부분은 제1도와 같이 유리로 된 배양실(culture chamber)(2), 배지수집기(6), 배지순환펌프(9), 배양실에 공기를 주입하는 공기펌프(10)로 이루어진다. 배지통(8)에 공급된 배지는 배지순환펌프(9)에 의해서 제균용 필터(1)를 거쳐 배양실로 들어간다. 여기서 배지는 내부천정에 부착된 분무노즐을 통과하면서 미스트(11)가 만들어져서 배양체(3, 4)와 그물시렁(5)에 떨어진 후 배지수집기(6)를 거쳐 다시 배지통(8)으로 들어간다.

배양실의 윗면은 유리통에 고정되고 그 위에 손잡이(13)는 배양실을 움직일 때 사용한다. 공기펌프에서 나간 공기는 제균용 필터(1)를 지나 배양실로 들어가고, 배양실 내의 공기는 공기배출구(13)를 통하여 밖으로 나온다.

고압살균(autoclaving)은 배양실과 배지수집기를 결합하여 하고(제3도), 치상은 무균대(clean bench)에서 배양실을 들어서 옮기고 그물시렁(5)의 여과지(7)위에 한다(제4도). 접종후에는 배지통, 배지순환펌프 및 공기펌프를 결합하여 실내의 알맞은 곳에 둔다(제5도). 배양중 배지의 분무는 타이머에 의해서 단속적으로 된다.

배지수집기의 내부는 제2도와 같다. 그물망이 놓인 밑부분은 원뿔모습을 하여 중앙으로 경사지게 만들어졌다. 이곳의 가장 아래 부분에는 필터(17)가 부착되어 배지 이외의 노폐물이 걸러진다.

라. 발명의 효과

식물조직배양에서 용기 내의 환경을 획기적으로 개선함으로서

○ 식물조직배양에 의한 번식 효율을 향상시킨다.

○ 조직배양이 잘 되지 않던 식물의 배양가능성이 기대된다.

○ 배양용기의 규모를 확대함으로서 노동생산성이 높아진다.

○ 번식체의 대량생산이 가능해짐으로서 어떤 종에서는 육묘산업의 패턴이 포장에서 실내로 옮겨지면서 4계절 생산이 이루어진다.

Claims (1)

1. 무균배양장치에 있어서, 배양실(2)은 투명체로 둘러싸이고 그 내부에는 배양체(3,4)가 놓이는 그물시렁(5)이 있으며, 배양실뚜껑(16)에는 외부의 배지통(8)에서 모타펌프(9)를 통하여 들어온 배양액을 미스트(11)화하는 노즐이 있고, 배양실뚜껑의 외부에는 공기유입구(12), 공기배출구(13) 및 배지유입구(14)가 연결되고 각각의 연결구에는 배양실내에 미생물의 침입을 막는 제균용 필터(1)가 설치되며, 배양실하부에는 여과막(17)이 부착된 배지수집기(6)가 배양실과 탈착이 가능한 형태로 결합되는 것을 특징으로 하는 분무식 식물조직배양장치.