KR100425779B1 - 가압식 세포 배양기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배양탱크 내부를 대기압 이상으로 가압하면서도 이산화탄소의 농도 및 내부온도를 일정하게 유지할 수 있는 가압식 세포 배양기에 관한 것이다. 이를 위해, 압축기(40); 공기압을 일정온도로 유지하기 위한 온수탱크(42); 가압탱크(44); 일측에 개폐할 수 있는 도어(12)가 설치되어 있는 배양탱크(10); 상기 가압탱크(44)로부터 상기 배양탱크(10)로 유입되는 공기압을 제어하는 압력제어 밸브(46); 상기 배양탱크(20) 내부의 온도, 압력 및 이산화탄소 농도를 각각 검출하는 온도센서(60), 압력센서(16), 이산화탄소 센서(20); 이산화탄소가 농축되어 보관되는 이산화탄소 봄베(50); 상기 이산화탄소 봄베(50)로부터 상기 배양탱크(10)로 유입되는 이산화탄소의 농도를 제어하는 이산화탄소 제어밸브(22); 및 이산화탄소 제어밸브(22) 및 압력제어 밸브(46)를 구동하는 제어신호를 출력하는 제어기(30);가 제공된다.

Description

가압식 세포 배양기{Pressurizing Cell Culture Chamber}
본 발명은 가압식 세포 배양기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배양탱크 내부를 대기압 이상으로 가압하면서도 이산화탄소의 농도 및 내부온도를 일정하게 유지할 수 있는 가압식 세포 배양기에 관한 것이다.
일반적으로 대기압 이상의 압력조건에서 세포에 대한 연구는 크게 두가지로 분류될 수 있다. 첫째는 대기압보다 수백배 이상 높은 압력자극에 대한 것으로서, 심해 생명체의 유전자와 단백질 발현에 대한 연구이다. 둘째는 2기압 이하의 압력조건에서 배양된 세포에서 나타나는 DNA 합성에 관한 연구이다. 예를 들어, 고혈압의 수준인 약 1.2기압에서 DNA 합성이 증가하고 있으며, 고혈압에 의해 혈관세포의 증식이 기계적 자극과 연관되어 있음을 보여주고 있다.
이와 같이 2기압 근처에서 세포 배양을 연구하기 위해, 대학 및 연구소에서 1950년도부터 가압식 세포 배양기가 개발되고 있었다. 예를 들어, 도 1은 1997년 미국 예일대학에서 개발한 가압식 세포배양기의 개략적인 구성도이다. 도 1에 도시된 세포 배양기는 5% 농도의 이산화탄소를 공급하는 기능과 공기압을 가하는 기능을 함께 실현할 수 있는 것이다.
이러한 가압식 세포 배양기는 공기 펌프 시스템, 솔레노이드 밸브 등을 이용하여 5% 농도의 이산화탄소가 포함된 공기를 넣어서 압력을 가하도록 구성되어 있다.
그러나, 이와 같은 종래의 가압식 세포 배양기는 공기압과 이산화탄소 농도가 상호 연관되어 있기 때문에 공기압과 이산화탄소의 농도를 상호 독립적으로 제어하기 곤란하다는 단점이 있었다. 또한, 최고 압력 역시 약 2기압 정도 밖에 올라가지 않아 3기압 또는 4기압 이상의 분위기에서 실험하는 것이 불가능하였다.
이로 인해, 설정할 수 있는 환경 조건에 제약이 있어 다양한 세포 배양실험을 할 수 없다는 문제점이 있었다. 또한, 공기압이 이산화탄소의 농도에 영향을 미치고, 이산화탄소의 농도가 공기압에 영향을 미치기 때문에 설정값 근처에서 데이터 변화의 폭이 컸다. 따라서, 이러한 현상은 정밀한 실험을 방해할 뿐만 아니라 얻어진 실험값의 신뢰성을 떨어뜨리는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 세포 배양탱크 내부의 공기압과 이산화탄소의 농도를 각각 독립적으로 제어할 수 있는 가압식 세포배양기를 제공하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 공기압을 생성하는 압축기(40);
상기 공기압이 통과하고, 상기 공기압을 일정온도로 유지하기 위한 온수탱크(42);
상기 온수탱크(42)와 연통되고 일정한 내압을 갖는 가압탱크(44);
내부에 배양될 세포가 수납되고, 일측에 개폐할 수 있는 도어(12)가 설치되어 있는 배양탱크(10);
상기 가압탱크(44)와 배양탱크(10) 사이에 설치되어, 상기 가압탱크(44)로부터 상기 배양탱크(10)로 유입되는 공기압을 제어하는 압력제어 밸브(46);
상기 배양탱크(10)상에 설치되어 상기 배양탱크(20) 내부의 온도, 압력 및 이산화탄소 농도를 각각 검출하는 온도센서(60), 압력센서(16), 이산화탄소 센서(20);
이산화탄소가 농축되어 보관되는 적어도 하나 이상의 이산화탄소 봄베(50);
상기 이산화탄소 봄베(50)와 배양탱크(10) 사이에 설치되어, 상기 이산화탄소 봄베(50)로부터 상기 배양탱크(10)로 유입되는 이산화탄소의 농도를 제어하는 이산화탄소 제어밸브(22); 및
설정된 배양탱크(10)의 공기압, 이산화탄소 농도, 온도 데이터 및 검출된 상기 배양탱크(10) 내부의 공기압, 이산화탄소 농도 및 온도 데이터에 기초하여 상기 이산화탄소 제어밸브(22) 및 압력제어 밸브(46)를 구동하는 제어신호를 출력하는 제어기(30);로 구성되는 것을 특징으로 하는 가압식 세포 배양기에 의하여 달성된다.
아울러, 상기 배양탱크(10)의 측면에는 내부를 투시할 수 있는 확인창(18)이 더 설치되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 온수탱크(42)는 상기 공기압의 온도가 약 37℃를 유지하도록 하는 것이 가능하다.
그리고, 상기 제어기(30)는 상기 설정된 배양탱크(10)의 공기압, 이산화탄소 농도, 온도 데이터 및 검출된 상기 배양탱크(10) 내부의 공기압, 이산화탄소 농도, 온도 데이터를 표시하는 표시창(32)을 더 구비하는 것이 바람직하고, 상기 표시창(32)은 하우징의 앞면에 설치되는 것이 더욱 바람직하다.
아울러, 장기간의 연속실험을 위해, 상기 이산화탄소 봄베(50)는 2개의 이산화탄소 봄베(50)가 상호 병렬로 연결되어 있는 것이 가능하다.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.
도 1은 1997년 미국 예일대학에서 개발한 가압식 세포배양기의 개략적인 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 가압식 세포 배양기의 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 가압식 세포 배양기의 앞면을 도시한 부분 사시도,
도 4는 도 2에 도시된 이산화탄소 봄베(50)의 상세 배관도,
도 5는 본 발명에 따른 가압식 세포 배양기의 내부압력을 1.5 기압으로 유지할 때, 이산화탄소 농도의 변화를 나타낸 그래프,
도 6은 본 발명에 따른 가압식 세포 배양기의 내부압력을 2 기압으로 유지할 때, 이산화탄소 농도의 변화를 나타낸 그래프이다.
<주요 도면 부호에 대한 간단한 설명>
5 ; 하우징, 10 : 배양탱크,
12 : 도어, 14 : 핸들,
16 : 탱크 압력계, 18 : 표시창,
20 ; 이산화탄소 센서, 22 : 이산화탄소 제어밸브,
30 : 제어기, 32 : 표시창,
40 : 압축기, 42 : 온수탱크,
44 : 가압탱크, 46 : 압력제어 밸브,
50 : 이산화탄소 봄베, 52 : 선택스위치,
54 : 이산화탄소 압력계, 56 : 연결관,
60 : 온도센서, 57, 58, 59, 61, 63 : 전기선.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명에 따른 가압식 세포 배양기의 구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 세포 배양기는 압축기(40), 온수탱크(42), 가압탱크(44), 배양탱크(10), 제어기(30) 및 이산화탄소 봄베(50) 등으로 구성된다.
압축기(40)의 출력측은 온수탱크(42)와 연결되어 있고, 온수탱크(42)의 출력측은 가압탱크(44)와 연결되어 있다. 온수탱크(42)는 공급되는 공기압이 37℃의 온도로 유지되도록 한다. 37℃는 인체의 체온에 근접한 온도로서, 생체조건과 유사한 환경을 조성하기 위함이다.
가압탱크(44)는 약 4기압의 내압을 형성하며, 압축기(40)로 인한 공기압의 변화를 일단 저장하여 일정하게 배출하는 기능을 한다. 가압탱크(44)의 출력측에는 압력제어 밸브(46)가 연결되어 있고, 이를 통해 배양탱크(10)와 연결되어 있다.
배양탱크(10)는 원통형 밀폐용기로써, 일측에는 개폐되는 도어(12)가 설치되어 있고, 도어(12)에는 핸들(14)이 구비되어 있다. 또한, 배양탱크(10)의 내부에는 다수의 수평선반(미도시)이 설치되어 실험용기(미도시)등을 수납할 수 있다. 그리고, 장시간의 실험도중 배양탱크(10)를 개방할 수 없기 때문에, 배양탱크(10)의 일측면에는 투명한 확인창(18)이 설치되어 있다. 이러한 확인창(18)을 통해 실험자는 내부의 세포 상태를 육안으로 확인할 수 있다.
그리고, 배양탱크(10)의 측면에는 배양탱크(10) 내부의 물리량을 측정하기 위한 여러가지 센서 및 밸브가 설치되어 있다. 탱크 압력계(16)는 배양탱크(10)의 벽을 관통하여 설치되고, 배양탱크(10)의 내압을 다이얼식 게이지 및 전기적 신호로 출력한다.
이산화탄소 센서(20)는 배양탱크(20)의 벽을 관통하여 설치되고, 배양탱크(20) 내부의 이산화탄소 농도를 측정하여 전기적 신호로 출력한다. 또한, 온도센서(60)도 배양탱크(20)의 벽을 관통하여 설치되고, 배양탱크(20) 내부의 온도를 측정하여 전기적 신호로 출력한다.
이산화탄소 봄베(50)는 내부에 농축된 이산화탄소가 들어 있고, 장기간에 걸친 실험에 이산화탄소를 연속적으로 공급하기 위해 복수의 봄베가 병렬로 연결되어 있다. 또한 병렬로 설치된 각 봄베(50)의 가스배출을 단속하기 위해 복수의 밸브 및 이산화탄소 압력계(54)가 구비되어 있다. 이에 관해서는 도 4에서 더욱 상세히 설명하기로 한다.
이산화탄소 봄베(50)와 연결된 연결관(56)은 배양탱크(10)에 설치된 이산화탄소 제어밸브(22)에 연결된다. 이산화탄소 제어밸브(22)는 추후 설명될 제어기(30)의 출력신호를 받아 공급되는 이산화탄소의 농도를 제어한다.
제어기(30)는 입력측으로 탱크 압력계(16)의 출력신호, 이산화탄소 센서(20)의 출력신호, 온도센서(60)의 출력신호가 입력된다. 그리고, 제어기(30)의 출력측에는 압력제어밸브(46)의 구동신호 및 이산화탄소 제어밸브(22)의 구동신호가 출력된다. 제어기(30)는 실험자가 소망하는 배양탱크(10)의 내부온도, 이산화탄소 농도 및 내부압력을 설정할 수 있도록 구성되어 있다. 제어기(30)는 이러한 설정값 및 피드백되는 센서 신호를 기초로 하여 압력제어 밸브(46) 및 이산화탄소 제어밸브(22)의 구동신호를 산출하게 된다.
또한, 제어기(30)의 인접한 곳에는 각종 데이터를 표시하기 위한 표시창(32)이 구비되어 있다. 이러한 표시창(32)에는 설정된 온도 및 측정된 온도, 설정된 이산화탄소의 농도 및 측정된 이산화탄소의 농도, 설정된 내부압력 및 측정된 내부압력이 디지털 형태로 디스플레이된다.
도 3은 본 발명에 따른 가압식 세포 배양기의 앞면을 도시한 부분 사시도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 배양탱크(10)는 하우징(5)의 내부에 수평방향으로 설치되어 있고, 하우징(5)의 앞면에는 3등분된 표시창(32)이 마련되어 있다. 3등분된 표시창(32)의 각각에는 온도, 이산화탄소의 농도 및 내부압력이 표시된다.도어(12)는 내부압력을 견딜 수 있도록 견고하게 제작되며, 배양탱크(10)를 밀폐하기 위하여 정밀하게 제작된다.
도 4는 도 2에 도시된 이산화탄소 봄베(50)의 상세 배관도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 두개의 이산화탄소 봄베(50)가 병렬로 연결되어 있고, 그 중간에는 선택스위치(52)가 설치되어 있다. 이러한 선택스위치(52)를 좌측으로 전환하거나 우측으로 전환함에 따라 이산화탄소가 좌측 봄베(50)에서 배출되거나 우측에서 배출된다. 이와 같이 2개 이상의 이산화탄소 봄베(50)를 병렬로 연결하는 것은 앞서 설명한 바와 같이 장기간의 실험에 소모되는 이산화탄소를 중단없이 공급하기 위함이다. 실시예에서, 이산화탄소봄베(50)로는 약 2 ~ 3 개월 가량 사용이 가능한 것으로 나타났다. 선택스위치(52)의 공급관은 이산화탄소 압력계(54)를 지나 연결관(56)에 연결되어진다.
이하에서는 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 가압식 세포 배양기의 작용에 대해 설명한 뒤, 도 5 및 도 6을 참조하여 배양기 내부에서 실제 이산화탄소 농도 변화를 실험을 통해 알아보도록 한다.
우선, 준비과정으로써, 압축기(40)를 가동하여 대기압 이상의 공기압이 토출되도록 하고, 온수탱크(42)의 내부 온도가 37℃를 유지하도록 하며, 가압탱크(44)의 내압이 약 4기압정도를 유지하도록 한다. 그리고, 실험자는 제어기(30)에 배양탱크(10)의 설정온도, 설정 이산화탄소의 농도(5%) 및 설정 공기압(예를 들어 1.5기압)을 입력한다. 그 다음, 배양탱크(10)의 내부에 실험의 대상이 되는 세포(미도시)가 담긴 실험용기를 넣고 도어(12)를 닫아 밀폐시키면, 실험이 개시된다.
실험이 개시되며, 압축기(40)에서 토출되는 공기압이 온수탱크(42)를 통과하면서 약 37℃로 유지되고, 가압탱크(44)에서 약 4기압의 일정한 압력을 형성하게 된다. 탱크 압력계(16)는 배양탱크(10) 내부의 압력을 측정하여 제어기(30)로 피드백하고, 제어기(30)는 피드백된 압력신호에 기초하여 압력제어 밸브(46)를 추가로 개방할 것인지 또는 폐쇄할 것인지 또는 현상태를 유지할 것인지를 산출하게 된다. 이렇게 산출된 제어명령신호는 전기선(57)을 통해 압력제어밸브(46)로 전달되어 압력제어밸브(46)를 구동하게 된다. 이러한 제어명령신호에 따라 압력제어밸브(46)가 추가로 개방될 경우 가압탱크(44)의 내압이 배양탱크(10)로 전달되어 배양탱크(10)의 내압이 상승하게 된다.
그리고, 실험대상인 세포의 배양에 따라 이산화탄소의 농도가 변동되면, 이산화탄소 센서(20)가 현재 농도를 측정하여 제어기(30)로 피드백한다. 제어기(30)는 피드백된 농도신호를 설정값과 비교하여 제어명령신호를 산출한다. 이렇게 산출된 제어명령신호는 전기선(59)을 통해 이산화탄소 제어밸브(22)로 전달되어 이산화탄소 제어밸브(22)를 구동하게 된다. 이산화탄소의 농도가 설정치 이상으로 높을 경우에는 제어밸브(22)를 대기측으로 개방하여 내부의 이산화탄소가 배출되도록 하고, 이산화탄소의 농도가 설정치 이하로 낮을 경우에는 제어밸브(22)를 봄베(50) 측으로 개방하여 이산화탄소가 배양탱크(10)측으로 유입될 수 있도록 한다.
또한, 온도센서(60)는 배양탱크(10) 내부의 실내온도를 측정하여 제어기(30)로 전송한다. 이렇게 측정된 온도는 표시창(32)을 통해 표시되고, 실험자가 별도의 온도조절장치를 조작하여 온수탱크(42)의 온도를 높이거나 낮춘다.
실험이 진행되는 동안, 표시창(32)에는 설정된 배양탱크(10)의 압력, 온도, 이산화탄소의 농도가 숫자로 표시되고, 이에 각각 대응하여 측정된 배양탱크(10)의 압력, 온도 및 이산화탄소의 농도가 숫자로 표시된다. 따라서, 실험자는 표시창(32)을 통해 배양탱크(10) 내부의 상태를 쉽게 파악할 수 있고, 확인창(18)을 통해 육안으로 세포 배양 상태를 확인할 수도 있다.
본 발명에 따른 가압식 세포배양기의 설정온도는 실내온도 ~ 70℃ 범위내에서 조절될 수 있고, 배양탱크(10)의 내부 공기압도 1기압 ~ 3기압 범위내에서 자유로이 설정할 수 있다. 또한, 이산화탄소의 농도도 0% ~ 12%의 범위내에서 설정할 수 있다. 또한, 배양탱크(10)의 내경은 대략 500mm, 길이는 약 1000mm 이다. 또한, 각종 구성부품이 설치되는 하우징(5)의 외관은 높이가 1500mm, 폭이 1000mm, 길이가 1400mm 정도이다.
이하에서는 상기와 동작되는 가압식 세포배양기를 직접 실험한 결과에 대해 도시하고 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명에 따른 가압식 세포 배양기의 내부압력을 1.5 기압으로 유지할 때, 이산화탄소 농도의 변화를 나타낸 그래프이다. 도 5의 그래프에서 수평축은 시간(분)을 나타내고, 수직축은 이산화탄소의 농도(%)를 나타낸다.
도 5에 도시된 바대로 알 수 있듯이, 배양탱크(10) 내부의 이산화탄소 농도를 5%로 설정하였을 경우, 초기 10분동안은 이산화탄소의 농도가 5%까지 꾸준히 상승하나 그 후로는 5% 내외에서 거의 일정하게 유지됨을 알 수 있다. 도 5의 정상상태에서 이산화탄소의 농도의 변화폭은 실험이 허용하는 허용범위 이내이므로, 실험은 성공적임을 알 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 가압식 세포 배양기의 내부압력을 2 기압으로 유지할 때, 이산화탄소 농도의 변화를 나타낸 그래프이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 실험 시작후 초기 15분 내지 20분 동안 이산화탄소의 농도가 꾸준히 상승하나 5%에 도달하면 미소한 변화폭으로 일정하게 유지됨을 알 수 있다.
즉, 도 5 및 도 6을 통해 배양탱크(10)의 내부압력을 다르게 설정하더라도 이산화탄소의 농도는 영향을 받지 않는다는 것을 알 수 있다. 이는 배양탱크(10)의 내부압력과 이산화탄소의 농도를 각각 독립적으로 제어할 수 있음을 의미한다.
도 5 및 도 6의 실험에 사용된 실험조건은 다음과 같다. 배양탱크(10) 내부의 온도는 37±0.8℃, 압력은 1.5±0.45기압과 2.0±0.53기압, 이산화탄소의 농도는 1.5기압일 때 4.92±0.23%, 2.0기압일 때 4.84±0.27%이다. 그리고, 이산화탄소 농도센서는 미국 GAS DATA Environmental Instrument의 휴대용 이산화탄소, 산소 분석기인 PC04를 사용하였다. 또한, 배양에 사용된 세포는 suspended 세포인 ATCC 세포주(TIB-152)인 Jurkat세포(Human Lymphoblast)와 Adherent 세포인 백서의 혈관평활근세포(vascular smooth muscle cell, VSMC)를 사용하였다.
본 발명에서는 공기압의 온도를 37℃로 유지하기 위해 온수탱크를 사용하였으나, 이에 국한되는 것이 아니라 당업자의 인식범위내에서 히터와 온도조절장치로 대체될 수 있음은 물론이다.
또한, 측정되는 배양탱크(10) 내부의 물리량으로 온도, 압력 및 이산화탄소의 농도를 채택하였으나, 실험의 특성 또는 조건에 따라 다른 기체(예를 들어, 산소, 질소)의 농도를 채택하거나 이미 채택된 물리량의 일부를 생략할 수 있다.
그리고, 본 발명의 각 구성요소들은 도 2와 같이 구성되어 있으나, 이는 일실시예에 불과한 것으로써, 당업자의 수준에서 일부 배선이나 구성요소의 변경, 삭제, 추가, 대체 등도 가능하다.
상기와 같은 본 발명에 따른, 가압식 세포 배양기에 의하면, 세포 배양탱크 내부의 공기압과 이산화탄소의 농도를 각각 독립적으로 제어할 수 있다.
이로써, 다양한 조건의 실험이 가능하고, 정밀한 실험이 가능하여 실험결과에 신뢰성이 제고되는 특징이 있다.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

Claims (5)

  1. 공기압을 생성하는 압축기(40);
    상기 공기압이 통과하고, 상기 공기압을 일정온도로 유지하기 위한 온수탱크(42);
    상기 온수탱크(42)와 연통되고 일정한 내압을 갖는 가압탱크(44);
    내부에 배양될 세포가 수납되고, 일측에 개폐할 수 있는 도어(12)가 설치되어 있는 배양탱크(10);
    상기 가압탱크(44)와 배양탱크(10) 사이에 설치되어, 상기 가압탱크(44)로부터 상기 배양탱크(10)로 유입되는 공기압을 제어하는 압력제어 밸브(46);
    상기 배양탱크(10)상에 설치되어 상기 배양탱크(20) 내부의 온도, 압력 및 이산화탄소 농도를 각각 검출하는 온도센서(60), 압력센서(16), 이산화탄소 센서(20);
    이산화탄소가 농축되어 보관되는 적어도 하나 이상의 이산화탄소 봄베(50);
    상기 이산화탄소 봄베(50)와 배양탱크(10) 사이에 설치되어, 상기 이산화탄소 봄베(50)로부터 상기 배양탱크(10)로 유입되는 이산화탄소의 농도를 제어하는 이산화탄소 제어밸브(22); 및
    설정된 배양탱크(10)의 공기압, 이산화탄소 농도, 온도 데이터 및 검출된 상기 배양탱크(10) 내부의 공기압, 이산화탄소 농도 및 온도 데이터에 기초하여 상기 이산화탄소 제어밸브(22) 및 압력제어 밸브(46)를 구동하는 제어신호를 출력하는제어기(30);로 구성되는 것을 특징으로 하는 가압식 세포 배양기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 배양탱크(10)의 측면에는 내부를 투시할 수 있는 확인창(18)이 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 가압식 세포 배양기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 온수탱크(42)는 상기 공기압의 온도를 약 37℃로 유지하는 것을 특징으로 하는 가압식 세포 배양기.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제어기(30)는 상기 설정된 배양탱크(10)의 공기압, 이산화탄소 농도, 온도 데이터 및 검출된 상기 배양탱크(10) 내부의 공기압, 이산화탄소 농도, 온도 데이터를 표시하는 표시창(32)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 가압식 세포 배양기.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 이산화탄소 봄베(50)는 2개의 이산화탄소 봄베(50)가 상호 병렬로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 가압식 세포 배양기.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100809836B1 (ko) 2007-02-16 2008-03-04 고려대학교 산학협력단 압력 조절 배양 장치

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110106082A (zh) * 2019-05-28 2019-08-09 中南大学湘雅医院 内嵌式细胞缺氧培养盒
US20240052281A1 (en) * 2020-12-30 2024-02-15 Amogreentech Co., Ltd. Air bubble removal device for removing air bubbles from medium and medium circulating cell cultivation system including the same
CN117143726A (zh) * 2023-04-28 2023-12-01 哈尔滨工业大学 一种低损失率的仿人大规模干细胞培养设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR830007820A (ko) * 1980-11-26 1983-11-07 미다 가쓰시게 미생물 배양제어방법 및 그 장치
EP0147975A2 (en) * 1983-12-28 1985-07-10 Ajinomoto Co., Inc. Method and apparatus for culture of animal cells
KR880004078A (ko) * 1986-09-19 1988-06-01 니시하찌쬬 미노루 가압식 배양장치
JPS63267262A (ja) * 1987-04-25 1988-11-04 Marubishi Baioenji:Kk 深海微生物培養装置
JPH0440885A (ja) * 1990-06-07 1992-02-12 Sanyo Electric Co Ltd 培養装置
JPH0577A (ja) * 1991-06-24 1993-01-08 Sanyo Electric Co Ltd 培養装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR830007820A (ko) * 1980-11-26 1983-11-07 미다 가쓰시게 미생물 배양제어방법 및 그 장치
EP0147975A2 (en) * 1983-12-28 1985-07-10 Ajinomoto Co., Inc. Method and apparatus for culture of animal cells
KR880004078A (ko) * 1986-09-19 1988-06-01 니시하찌쬬 미노루 가압식 배양장치
JPS63267262A (ja) * 1987-04-25 1988-11-04 Marubishi Baioenji:Kk 深海微生物培養装置
JPH0440885A (ja) * 1990-06-07 1992-02-12 Sanyo Electric Co Ltd 培養装置
JPH0577A (ja) * 1991-06-24 1993-01-08 Sanyo Electric Co Ltd 培養装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100809836B1 (ko) 2007-02-16 2008-03-04 고려대학교 산학협력단 압력 조절 배양 장치
WO2008100033A1 (en) * 2007-02-16 2008-08-21 Korea University Industrial & Academic Collaboration Foundation Pressure controllable incubation system

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