KR100652453B1 - A culture medium - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 배양기의 구성도1 is a block diagram of an incubator according to the present invention
도 2는 본 발명에 따른 배양기의 각 배양 모듈에 설치된 LED와 Figure 2 LED and installed in each culture module of the incubator according to the present invention and
그에 따른 LED 드라이버 및 제어부를 구체적으로 도시한 구성도Detailed configuration diagram of the LED driver and the control unit according to the
도 3은 본 발명에 따른 배양기의 키 입력부의 상태도Figure 3 is a state diagram of the key input unit of the incubator according to the present invention
도 4는 본 발명에 따른 표시부의 실험전의 실험 설정값을 표시한 상태도Figure 4 is a state diagram showing the experimental set value before the experiment of the display unit according to the present invention
도 5는 본 발명에 따른 표시부의 실험 중의 실험 진행 상태를 표시한 상태도5 is a state diagram showing an experiment progress state during the experiment of the display unit according to the present invention;
< 도면의 주요 부분에 대한 부호설명 ><Explanation of Signs of Major Parts of Drawings>
1a ∼1n : 배향 모듈 2 : LED 구동부1a-1n: Orientation module 2: LED drive part
3 : 표시부 4 : 키 입력부3: Display unit 4: Key input unit
5 : 제어부 6 : 전원 공급부5: control unit 6: power supply unit
본 발명은 미생물 또는 세포를 배양하는 배양기에 관한 것으로, 특히 세포의 활발한 분화를 유발시킬 수 있는 저 출력 광 소오스를 이용한 배양기에 관한 것이다. 최근 바이오 산업 분야에서는 조직 공학이라고 하여 생체의 특정 조직을 치료, 보완, 대체하는 기술들이 개발되고 있다. 그중에, 생물 공학 분야에서 미생물 배양이 미생물 그 자체를 포함한 고부가 가치의 생산물을 얻을 수 있다는 점에서 중요하게 다루어지고 있으며, 미생물 유래의 생산물로 현재 산업적인 규모로 생산되거나, 대량생산이 필요한 것으로는 각종 백신, 단일군 항체, 호르몬 및 여러 가지 팩터(factor)등을 가지고 있다.The present invention relates to an incubator for culturing microorganisms or cells, and more particularly, to an incubator using a low output light source capable of inducing active differentiation of cells. Recently, in the bio industry, tissue engineering has been developed to treat, supplement, and replace specific tissues of a living body. Among them, in the field of biotechnology, microbial cultivation is important in that high-value products including microorganisms can be obtained, and microorganism-derived products are currently produced on an industrial scale or require mass production. It has vaccines, single group antibodies, hormones, and several factors.
또한, 유전자 재조합 기술은 현재 미생물뿐 아니라 동·식물 세포에 대하여도 적용되어 있어서, 각종 유용 생산물을 동물 및 식물 세포의 유전자 조작을 통해 얻을 수 있는 단계에 와 있으며, 이는 유전자 치료와 같은 의료분야에까지 확대되고 있다.In addition, genetic recombination technology is currently applied not only to microorganisms but also to animal and plant cells, so that various useful products can be obtained through the genetic manipulation of animal and plant cells, which are applied to medical fields such as gene therapy. It is expanding.
유전자 재조합 기술의 발달과 함께 세포 배양 기술의 활용성이 점차 증대되고 있으며, 1900년대부터 백신류의 제품 생산에 처음으로 세포 배양 기술이 사용되었고, 1970년대 말부터 질환 치료제 개발 분야로 그 활용범위가 확대되었다. 또한, 1990년대 이후 생물 산업 선진국들에서는 고부가가치 단백질 제제들의 시판이 보편화 되고 있다.With the development of genetic recombination technology, the utilization of cell culture technology is gradually increasing, and cell culture technology has been used for the first time in the production of vaccine products since the 1900s, and from the late 1970s, the scope of application of the cell culture technology Was enlarged. In addition, since the 1990s, high value-added protein preparations have become commonplace in industrialized countries.
최근엔 유전자 지도의 완성을 통한 맞춤 신약 개발, 유전자 치료법의 활성화에 따른 아데노 바이러스 벡터의 대량 생산, 간 세포 대량 배양, 치료용 항체의 개발 등이 이루어지고 있어 세포 배양 시스템의 활용성이 점차 확대될 것으로 전망된다.Recently, the development of customized new drugs through the completion of genetic maps, the mass production of adenovirus vectors according to the activation of gene therapy methods, the mass culture of liver cells, and the development of therapeutic antibodies are expected to expand the utilization of the cell culture system. Is viewed.
1990 년대 초반에 연구 개발을 시작하여 최근에 시판되고 있는 치료용 항체제제의 시장 현황을 보면, 스위스 Roche社가 1997년에 판매하기 시작한 최초의 인간화 항체제제인 Zenapax가 있으며, 이것은 항인터루킨-2 수용체 항체로서 면역억제제로 인가를 얻었고, 미국의 Centocor社가 개발한 혈소판 응집 저해용 키메라 항체제제인 ReoPro가 있고, Genentech社와 IDEC Pharmaceuticals社가 공동으로 개발한 암 치료용 키메라 항체인 Rituxan, Genentech社가 개발한 유방암 치료제인 항상피세포 성장인자 수용체(HER2)에 대한 인간화 항체 Herceptin, Centocort社의 항TNF 인간화 항체제제인 Remicade, 미국 Medimmune社에 의해 개발되어 1998년부터 시판되고 있는 Synagis 등이 있다.Starting with research and development in the early 1990s, and recently marketed therapeutic antibody products, Zenapax, the first humanized antibody product marketed by Roche in Switzerland in 1997, is the anti-interleukin-2 receptor. As an antibody, it has been approved as an immunosuppressive agent, ReoPro, a platelet aggregation inhibitory drug developed by Centocor, USA, and Rituxan, Genentech, a cancer therapy chimeric antibody jointly developed by Genentech and IDEC Pharmaceuticals. Humanized antibody Herceptin against the always-growth cell growth factor receptor (HER2), a therapeutic agent for breast cancer, Remicade, an anti-TNF humanized antibody from Centocort, and Synagis, developed and marketed by Medimmune, USA since 1998.
이와 같이 세포 배양 기술의 활용성이 점차 증대되고 있고, 다양한 바이오 산업에 적용 할 미생물을 배양하기 위해서는 배양기인 CO2 인큐베이터(CO2 Incubator)가 매우 중요한 역할을 하고 있다.As such, the utilization of cell culture technology is gradually increasing, and in order to cultivate microorganisms to be applied to various bio industries, a CO 2 incubator (CO 2) Incubator plays a very important role.
종래의 CO2 인규베이터는 CO2를 지속적으로 인규베이터에 공급하고 온도를 일정하게 유지하는 기능을 가지고 있으며, 이외의 특별한 기능을 가지고 있지 않다.The conventional CO 2 incubator has a function of continuously supplying CO 2 to the incubator and maintaining a constant temperature, and has no special function.
그러나, 이와 같은 종래의 CO2 인규베이터 등의 세포 배양기는, 세포가 배양되기 위해 필요한 환경, 즉 온도와 기압 그리고 CO₂의 함유량 등을 일정하게 유지시켜 주는 기능만을 하고 있어 오직 세포의 배양에 필요한 환경만을 제공하고 있을 뿐, 세포의 배양을 촉진시키는 기능을 수행하지 못하는 단점을 가지고 있다.However, such a cell incubator, such as a conventional CO 2 incubator, only functions to keep the environment necessary for cell culture, that is, temperature, air pressure, and
본 발명은 이와 같은 종래의 배양기의 단점을 해결하기 위한 것으로, 세포 배양에 필요한 일정한 환경을 제공할 뿐만 아니라, 저 출력 광 소오스를 이용하여 세포의 배양을 촉진시키므로, 배양 기간을 단축을 통한 연구 기간의 획기적인 단축이 이루어질 수 있는 배양기를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to solve the shortcomings of the conventional incubator, not only to provide a constant environment for cell culture, but also to promote the culture of the cells by using a low-output light source, so that the period of research through shortening the culture period The purpose is to provide an incubator that can achieve a significant shortening of.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 배양기는, 저 출력 광원이 제공되어 세포의 배양이 촉진되도록 복수개의 발광소자가 설치된 복수개의 배양 모듈과, 상기 각 배양 모듈에 설치된 복수개의 발광소자를 밝기가 상기 배양 모듈별로 독립적으로 조절되도록 상기 각 배양 모듈을 구동하는 발광소자 구동부와,
실험에 필요한 각종 정보를 표시하는 표시부와, 현재 시간, 타이머, 빛의 세기, 발광소자 구동 방식 선택 등 시스템 동작에 필요한 정보를 입력 및 선택하기 위한 키 입력부와, 상기 키 입력부에서 입력 또는 선택되는 정보에 따라 시스템 동작에 필요한 데이터를 연산하여 상기 발광소자 구동부 및 표시부를 제어하여 시간, 타이머, 빛의 세기, 발광소자 구동 방식 등을 설정하는 제어부와, 상기 각 부에 필요한 전원을 공급하는 전원 공급부를 구비하여 구성됨에 그 특징이 있다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 배양기를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 저 출력 광 소오스는 600∼700㎚의 파장 영역에서 상처 치유, 통증 억제, 혈류 속도의 증가 등의 효과를 갖는다. 즉, 상처 치유 효과는 상처 부위의 세포들의 분화를 촉진시켜서 이루어지므로 미생물에 저 출력 광 소오스를 조사하면 세포들의 분화와 배양을 촉진시킬 수 있음을 알 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 배양기의 구성도이다.
본 발명에 따른 배양기는, 도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 기술에서 언급한 바와 같이 CO2가 공급되어 각종 미생물 또는 세포를 배향하도록 구성되고 저 출력 광원이 제공되어 세포의 배양이 촉진되도록 복수개의 발광 다이오드(LED)가 설치된 복수개의 배양 모듈(1a ∼1n)과, 상기 각 배양 모듈(1a ∼1n)에 설치된 복수개의 LED를 밝기가 조절되도록 독립적으로 구동하는 LED 구동부(2)와, 실험에 필요한 각종 정보를 표시하는 표시부(3)와, 현재 시간, 타이머 빛의 세기 LED 구동 방식 선택 등 시스템 동작에 필요한 정보를 입력 및 선택하기 위한 키 입력부(4)와, 상기 키 입력부(4)에서 입력 또는 선택되는 정보에 따라 시스템 동작에 필요한 데이터를 연산하여 상기 LED 구동부(2) 및 표시부(3)를 제어하여 시간, 타이머, 빛의 세기, LED 구동 방식 등을 설정하는 제어부(5)와, 상기 각 부에 필요한 전원을 공급하는 전원 공급부(6)를 구비하여 구성된다.
여기서, 상기 LED 구동부(2)는 하나의 PCB에 각 배양 모듈(1a ∼1n)에 설치된 복수개의 LED를 각 배양 모듈별로 구동하는 복수개의 LED 드라이버가 실장되어 있으며, 상기 표시부(3) 및 키 입력부(4)는 액정표시장치에 터치 패널이 내장되어 실험에 필요한 각종 정보를 표시하고 입력 또는 선택하고자 하는 키가 표시되어 사용자가 화면상에서 해당 키를 선택하도록 일체로 형성될 수 있다.
또한, LED 대신에 레이저 다이오드(laser diode)가 설치되어도 무방하며, 상기 발광 다이오드에서 발광된 광의 파장은 300~900㎚ 대역을 갖는다.
한편, 도 2는 본 발명에 따른 배양기의 각 배양 모듈에 설치된 LED와 그에 따른 LED 드라이버 및 제어부를 구체적으로 도시한 구성도이다.
각 배양 모듈(1a ∼1n)에는 각 배양 모듈에 균일하게 광원을 제공하기 위하여 복수개의 LED(LED1 ∼LEDn)가 일정 간격을 갖고 매트릭스 형태로 배치된다. 또한, 다양한 용기(Multi-dish)를 사용할 수 있도록 상기 복수개의 LED 들은 높낮이가 조절 가능하도록 설치된다.
그리고, 상기 제어부(5)와 상기 LED 구동부(2) 간에는 상기 제어부(5)가 상기 LED 구동부(2)의 각 LED 드라이버(2a ∼2n)를 독립적으로 제어할 수 있도록 시리얼 통신 방식으로 접속되어 있다.
상기 제어부(5)는 모드(Mode), SIN(Serial Data input), SCLK(serial data shift clock) 및 XLAT(data Latch) 등의 신호를 상기 LED 구동부(2)에 제공한다. 따라서, 상기 각 배양 모듈(1a ∼1n)에 설치된 복수개의 LED(LED1 ∼LEDn)는 모드(Mode)에 따라 CW(Continuous Wave) 또는 PWM(Pulse Width Modulation) 방식으로 LED의 밝기가 조절되며, SIN신호에 따라 비트 레벨(bit level)로 밝기가 조절되고, SCLK신호에 따라 데이터 클럭, XLAT 신호에 따라 데이터 업로딩(data uploading) 및 데이터 변환(data conversion) 등이 이루어진다.
즉, 본 발명에서는, 보다 안전적이며 소비 전력이 낮고 수명이 긴 발광 다이오드를 이용하여 인규베이터에 저 출력 광원을 제공하도록 설치하였고, 다양한 수요층을 만족시키기 위하여 CW 방식과 PWM 방식 모두를 사용하여 발광 다이오드의 밝기를 조절하도록 하였으며, 타이머 기능을 이용한 에약 및 출력, 밝기 조절이 가능하도록 하였다.
한편, CO2 인큐베이터 내부의 습도에 의한 쇼트(short)를 방지하기 위하여 상기 복수개의 LED를 착탈식으로 분해가 가능하도록 상기 배양 모듈에 설치하였으며, Multi-dish를 사용할 수 있도록 상기 복수개의 LED 들의 높낮이를 조절 가능하게 설치 하였다.
도 3은 본 발명에 따른 배양기의 키 입력부의 상태도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 표시부의 상태도이다.
즉, 키 입력부(4)에는, 도 3에 도시한 바와 같이, 모드(MODE), 시간(TIME), 타이머(TIMER), 파워(POWER) 키 및 상하좌우 방향키를 구비하여 각 모드 및 시간 등을 설정하고 상기 상하좌우 방향키를 이용하여 실험에 필요한 값들을 입력하거나 설정하게 된다. 이와 같이 각 설정 키 및 방향키를 이용하여 필요한 값들을 입력하면 상기 제어부는 내부에 저장된 제어 프로그램에 의해 상기 LED 구동부(2) 및 표시부(3)를 제어한다.
상기 표시부(3)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 실험 전, 실험 설정값들이 입력될 때 이를 표시하거나, 도 5에 도시한 바와 같이, 실험 중, 실험 진행 상태를 표시하게 된다.In order to achieve the above object, the incubator according to the present invention includes a plurality of light emitting devices provided with a plurality of light emitting devices, and a plurality of light emitting devices provided in each of the culture modules, such that a low output light source is provided to promote culture of cells. A light emitting device driver for driving each of the culture modules so that brightness is independently controlled for each of the culture modules;
A display unit for displaying various information required for experiments, a key input unit for inputting and selecting information necessary for system operation such as a current time, a timer, light intensity, and a light emitting device driving method, and information input or selected by the key input unit A controller for setting the time, timer, light intensity, light emitting device driving method, etc. by calculating data necessary for operating the system according to the operation, and a power supply unit for supplying power required for each unit. It is characterized by being provided with.
Referring to the incubator according to the present invention having the features as described above in more detail with reference to the accompanying drawings.
First, the low output light source has effects such as wound healing, pain suppression, and increased blood flow rate in the wavelength range of 600 to 700 nm. That is, the wound healing effect is achieved by promoting the differentiation of the cells of the wound site, so it can be seen that irradiation of microorganisms with low power light sources can promote the differentiation and culture of the cells.
1 is a block diagram of an incubator according to the present invention.
As shown in Fig. 1, the incubator according to the present invention is configured to orient various microorganisms or cells by supplying CO 2 as mentioned in the prior art, and a low output light source is provided to promote culture of cells. Experiments with a plurality of culture modules 1a to 1n provided with two light emitting diodes (LEDs), and an
Here, the
In addition, a laser diode may be provided in place of the LED, and the wavelength of light emitted from the light emitting diode has a band of 300 to 900 nm.
On the other hand, Figure 2 is a block diagram showing in detail the LED installed in each culture module of the incubator according to the present invention, the LED driver and the control unit according to the.
In each of the culture modules 1a to 1n, a plurality of LEDs (LED1 to LEDn) are arranged in a matrix form at regular intervals in order to provide a light source uniformly to each culture module. In addition, the plurality of LEDs are installed so that the height can be adjusted to use a variety of containers (Multi-dish).
The
The
That is, in the present invention, it is installed to provide a low output light source to the incubator by using a safer, lower power consumption and long life LED, and emit light using both CW and PWM methods to satisfy various demand layers The brightness of the diode is controlled, and it is possible to use the timer function to adjust the drug, output, and brightness.
On the other hand, in order to prevent the short (short) due to the humidity inside the CO 2 incubator was installed in the culture module to be detachably detachable, the height of the plurality of LEDs to use multi-ish It was installed to be adjustable.
3 is a state diagram of a key input unit of the incubator according to the present invention, Figures 4 and 5 is a state diagram of the display unit according to the present invention.
That is, as shown in FIG. 3, the key input unit 4 includes a mode, a time, a timer, a power key, up, down, left, and right keys, and the like. Set and input or set the values required for the experiment using the up, down, left, and right arrow keys. When the necessary values are input using the setting keys and the direction keys as described above, the controller controls the
As shown in FIG. 4, the
상기에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 배양기에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.In the incubator according to the present invention as described above has the following effects.
첫째, CO2 인큐베이터에 저 출력 광원을 제공하므로, 세포의 배양을 촉진시켜 세포의 배양 기간 단축을 통한 연구 기간의 획기적인 단축을 이룰 수 있다.First, since a low power light source is provided to the CO 2 incubator, it is possible to promote the cultivation of the cell to achieve a significant shortening of the study period through the shortening of the cultivation period of the cell.
둘째, 다양한 수요층을 만족시키기 위하여 CW 방식과 PWM 방식과 타이머 기능을 이용한 예약 및 출력, 밝기 조절이 가능하도록 하였다.Second, reservation, output, and brightness can be adjusted using CW, PWM, and timer functions to satisfy various demands.
셋째, CO2 인큐베이터 내부의 습도에 의한 쇼트(short)를 방지하기 위하여 상기 각 부를 모두 착탈식으로 분해가 가능하도록 하였고 Multi-dish를 사용할 수 있도록 상기 복수개의 LED 들의 높낮이를 조절 가능하게 하였다.Third, in order to prevent shorts due to humidity in the CO 2 incubator, each of the parts can be detachably disassembled, and the height of the plurality of LEDs can be adjusted to use multi-dish.
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