KR101394787B1 - 멀티웰 인큐베이션 장치 및 이것을 사용한 분석 방법 - Google Patents

Abstract

연속 온도 구배 인큐베이션 장치로, 고온측에서 발생한 액체 증기가 저온측으로 이동하여 응결된다는 문제를 해결한다. 열전도성 재료로 형성된 웰 수납 용기 중에 가로열 및 세로열로 배열되는 액체를 수용하는 웰을 착탈 가능하게 수납하여 이루어지고, 그 액체의 증기가 포화된 기체의 공급을 위한 액체 또는 기체의 유로 또는 욕조를 형성하고, 소정의 온도차로 웰의 가로열마다 상이한 인큐베이션 온도를 갖고, 그 온도가 세로열을 따라 일정한 온도차를 형성하는 온도 계열을 실현하는 멀티웰 인큐베이션 장치로서, 웰열의 외측에서, 그 수납 용기의 1 변의 가로열로 배열되는 웰을 따라, 상기 소정 온도 계열의 최저 온도를 실현하는 열원을 갖고, 또한 웰열의 외측에서, 그 1 변의 맞은변을 따라, 상기 소정 온도 계열의 최고 온도를 실현하는 다른 열원을 갖고, 또한 동일 온도의 가로열마다 세퍼레이터를 형성한 것을 특징으로 하는 멀티웰 인큐베이션 장치.

Description

멀티웰 인큐베이션 장치 및 이것을 사용한 분석 방법 {MULTIWELL INCUBATION APPARATUS AND METHOD OF ANALYSIS USING THE SAME}

본 발명은, 단일 장치로서, 소정의 온도 범위에서 복수의 상이한 인큐베이션 온도를 실현할 수 있는 멀티웰 인큐베이션 장치 및 이것을 사용한 분석 방법에 관한 것이다.

미생물 세포 등의 생물 시료를 사용한 각종 분석에는, 한천 배지 상에 균 등을 접종하고, 인큐베이터 내에서 항온으로 유지하고, 일정 시간 후 육안으로 관찰하는 방법도 있지만, 최근에는 다수개의 웰 (구멍) 이 형성된 멀티웰 플레이트 중에서 액체 배양하는 방법이 사용되는 경우가 많다. 또, 콤비나트리얼 화학 등에 있어서의 화학 반응의 분석에 있어서도, 다수의 시료를 멀티웰 플레이트 중에서 분석하는 경우가 있다.

이 액체 배양이나 시료 분석은, 멀티웰 플레이트의 각 웰 내에 시료를 넣고, 이것을 소정 시간 소정 온도로 보온한 상태에서 배양한 후, 광을 쬐어, 그 투과광 또는 형광을 포함하는 산란광을 측정하는 방법이 채용되는 경우가 많다.

이와 같은 멀티웰 플레이트의 보온은, 종래에 평탄한 보온판 상에 멀티웰 플레이트를 탑재함으로써 실시되고 있다. 또, 멀티웰 플레이트의 보온을 실시하 는 경우에는, 이와 같은 보온판을 구비한 선반 널을 갖는 인큐베이션 장치가 사용된다 (특허 문헌 1 참조).

그러나, 다양한 온도 조건에서 배양을 실시할 때에는, 각 온도마다 인큐베이션 장치를 준비하고, 각 온도로 설정된 복수의 인큐베이션 장치에 이들 멀티웰 플레이트 각각을 넣을 필요가 있어 조작이 번잡하였다.

또, 각종 분석시에는 멀티웰 플레이트를 인큐베이션 장치로부터 꺼낼 필요가 있어, 이 조작도 번잡하였다.

이 문제를 해결하기 위해, 열전도성 재료로 형성된 용기 중에 다수의 웰을 배열하여 수납하고, 그 일단을 높은 온도로 하고, 타단을 낮은 온도로 한 연속 온도 구배 인큐베이션 장치가 발견되었다 (특허 문헌 2 ∼ 4 참조).

특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 2003-289848호

특허 문헌 2 : 국제 공개 WO90/10689호

특허 문헌 3 : 유럽 특허출원공개 0290722호

특허 문헌 4 : 미국 특허 4865987호

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

그러나, 이들 연속 온도 구배 인큐베이션 장치는, 구배 내에서 기체의 교환이 일어나기 때문에, 고온측에서 발생한 액체 증기가 저온측으로 이동하여 응결됨에 의한 새로운 문제가 발생하였다. 구체적으로는, 저온측의 응결은 웰 내에서도 물방울을 발생시켜 희석되는 결과, 배양 조건이 변화되고, 나아가서는 웰로부터 액이 흘러넘치는 문제가 있어, 이들 온도 구배 인큐베이션 장치는 실제의 사용에는 적용할 수 없었다.

따라서, 본 발명의 목적은, 1 개의 장치에서 복수의 온도 설정을 할 수 있고, 나아가 웰을 이동시키는 수고가 필요없는 동시 다온도 인큐베이션 장치에 있어서, 증기압을 제어함으로써 액체 증기의 이동과 액체의 응결에 의한 문제점이 해결된 인큐베이션 장치를 제공하는 것에 있다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명자들은 예의 연구를 실시한 결과, 열전도성 재료로 형성된 일단을 높은 온도로 하고, 타단을 낮은 온도로 해 둔 용기 중에 다수의 웰을 배열하여 수납하고, 온도마다 웰열을 기상적으로 분리한 다음, 각각의 웰열에 증기압 조절을 위한 액체 또는 기체의 유로 또는 욕조(bath)를 형성하여, 웰열 내의 온도 분포의 균일화를 실현함과 함께, 액체 증기의 이동에 의한 액체량의 변화를 적극적으로 보정하면, 상기 과제는 모두 해결되는 것을 알아내었다. 온도의 연속 구배 대신에, 일정한 온도차마다의 다온도에서의 동시 측정이 된다. 게다가, 웰마다 관찰용의 광로를 통과한 광을 2 차원적으로 한번에 스캔하면 분석시에 웰을 이동시키는 수고가 필요없는 것을 알아내어 본 발명을 완성하였다.

즉, 본 발명은, 열전도성 재료로 형성된 웰 수납 용기 중에 가로열 및 세로열로 배열되는 액체를 수용하는 웰을 착탈 가능하게 수납하여 이루어지고, 그 액체의 증기가 포화된 기체의 공급을 위한 액체 또는 기체의 유로 또는 욕조를 형성하고, 소정의 온도차로 웰의 가로열마다 상이한 인큐베이션 온도를 갖고, 그 온도가 세로열을 따라 일정한 온도차를 형성하는 온도 계열을 실현하는 멀티웰 인큐베이션 장치로서, 웰열의 외측에서, 그 수납 용기의 1 변의 가로열로 배열되는 웰을 따라, 상기 소정 온도 계열의 최저 온도를 실현하는 열원을 갖고, 또한 웰열의 외측에서, 그 1 변의 맞은변을 따라, 상기 소정 온도 계열의 최고 온도를 실현하는 다른 열원을 갖고, 또한 동일 온도의 가로열마다 세퍼레이터를 형성한 것을 특징으로 하는 멀티웰 인큐베이션 장치를 제공하는 것이다.

또, 본 발명은, 액체의 증기가 포화된 기체의 공급을 위한 액체 또는 기체의 유로 또는 욕조에 추가하여, 산소 또는 특정 가스의 분압의 단계적인 변화를 열 내에서 실현하기 위해, 동일 온도의 가로열 내에 세퍼레이터를 형성한 상기 멀티웰 인큐베이션 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은, 그 멀티웰 인큐베이션 장치를 사용하여, 그 장치의 각 웰에 검체를 주입하고, 열원에 의해 1 변을 소정 온도 계열의 최저 온도를 실현하고, 그 1 변의 맞은변을 다른 열원에 의해 소정 온도 계열의 최고 온도를 실현하여, 소정의 온도차로 웰의 가로열마다 복수의 상이한 인큐베이션 온도를 실현하는 인큐베이션 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은, 그 멀티웰 인큐베이션 장치를 사용하여, 그 장치의 각 웰에 검체를 주입하고, 열원에 의해 1 변을 소정 온도 계열의 최저 온도를 실현하고, 그 1 변의 맞은변을 다른 열원에 의해 소정 온도 계열의 최고 온도를 실현하여, 소정의 온도차로 웰의 가로열마다 복수의 상이한 인큐베이션 온도를 실현하여 인큐베이션을 실시하고, 그 웰 중의 검체에 광을 조사하여, 그 투과광 또는 형광을 포함하는 산란광을 측정하는 것을 특징으로 하는 검체의 분석 방법을 제공하는 것이다.

발명의 효과

본 발명의 인큐베이션 장치를 사용하면, 소정 온도 범위의 최고 온도부터 최저 온도 사이에서 등간격 온도 계열을 형성할 수 있고, 1 회의 인큐베이션으로 수 백회분의 실험이 가능해진다. 게다가, 분석시에 인큐베이션 장치를 이동시키는 수고가 필요없다. 또, 고온측의 웰로부터 물이 증발하여, 이것이 저온측에서 결로된다는 문제가 없기 때문에 온도 구배를 형성한 배양을 장시간 계속할 수 있고, 소량의 시료로 측정이 가능하기 때문에 소형의 장치가 되고, 수천의 다조건의 동시 검토도 장치를 중첩하여 실시할 수 있다. 그리고, 웰열에 증기압 조절을 위한 액체 또는 기체의 유로 또는 욕조를 형성하였기 때문에, 가로열 온도의 균일화가 도모된다. 또한 유로로부터 아르곤 가스나 질소 가스를 흐르게 함으로써 웰 내의 산소 분압을 조절할 수 있도록, 특정한 가스 분압의 다조건화도 용이하다.

따라서, 본 발명의 인큐베이션 장치를 사용하면, 종래 곤란하였던 다양한 온도 조건에 있어서의 미생물 등의 배양이 가능해지고, 배양의 최적 온도의 도출, 온도 조건이 불명한 미생물의 증식 등이 가능해진다.

도 1 은 본 발명의 인큐베이션 장치의 일례를 나타내는 사시도이다.

도 2 는 실시예의 인큐베이션 장치의 일부를 나타내는 사시도이다.

도 3 은 실시예의 인큐베이션 장치의 일부를 나타내는 사시도이다.

도 4 는 실시예의 인큐베이션 장치의 일부를 나타내는 사시도이다.

도 5 는 실시예에 사용하는 웰 부분을 나타내는 사시도이다.

도 6 은 실시예의 인큐베이션 장치의 수납 상태의 일부를 나타내는 단면도이다.

도 7 은 실시예의 인큐베이션 장치를 나타내는 사시도이다.

도 8 은 실시예의 인큐베이션 장치를 사용하여 측정한 증식 곡선을 나타내는 도면이다.

도 9 는 실시예의 인큐베이션 장치를 사용하여 측정한 증식 속도를 나타내는 도면이다.

도 10 은 본 발명의 인큐베이션 장치의 일례를 나타내는 단면도이다.

도 11 은 본 발명의 인큐베이션 장치의 진탕기의 일례를 나타내는 사시도이다.

도 12 는 본 발명의 인큐베이션 장치의 유로 또는 욕조의 일례를 나타내는 도면이다.

도 13 은 본 발명의 인큐베이션 장치의 유로 또는 욕조의 일례를 나타내는 도면이다.

도 14 는 본 발명의 인큐베이션 장치의 유로 또는 욕조의 일례를 나타내는 도면이다.

도 15 는 본 발명의 인큐베이션 장치의 유로 또는 욕조의 일례를 나타내는 도면이다.

부호의 설명

1 멀티웰 인큐베이션 장치

2 유로

3 유로

4 웰

5 관찰용 구멍

6 펀칭부, 오목부

7 관찰용 구멍

8 나사 구멍

9 스펀지

11 상판 (덮개)

12 중간판

13 하판

14 패킹

15 LED

16 잘록부

17 히트 파이프

18 저온측 고체 열원

19 고온측 고체 열원

20 경첩

21 모터

22 감속기

23 캠

24 레버

25 포화 증기압 유지용 액체

26 포화 증기압 유지용 액체, 기체의 유로

27 포화 증기압 유지용 액체 리저버

28 격벽

29 가스 (1) 의 유로

30 가스 (2) 의 유로

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

본 발명은, 열전도성 재료로 형성된 웰 수납 용기 중에 가로열 및 세로열로 배열되는 액체를 수용하는 웰을 착탈 가능하게 수납하여 이루어지고, 그 액체의 증기가 포화된 기체의 공급을 위한 액체 또는 기체의 유로 또는 욕조를 동일 온도의 가로열을 따라 형성하고, 소정의 온도차로 웰의 가로열마다 상이한 인큐베이션 온도를 갖고, 그 온도가 세로열을 따라 일정한 온도차를 형성하는 온도 계열을 실현하는 멀티웰 인큐베이션 장치로서, 웰열의 외측에서, 그 수납 용기의 1 변의 가로열로 배열되는 웰을 따라, 상기 소정 온도 계열의 최저 온도를 실현하는 열원을 갖고, 또한 웰열의 외측에서, 그 1 변의 맞은변을 따라, 상기 소정 온도 계열의 최고 온도를 실현하는 다른 열원을 갖고, 또한 동일 온도의 가로열마다 세퍼레이터를 형성한 것을 특징으로 하는 멀티웰 인큐베이션 장치이다.

본 발명의 인큐베이션 장치의 웰 수납 용기의 재질은, 복수의 상이한 인큐베이션 온도를 실현시키는 점에서 열전도성 재료이어야 한다. 열전도성 재료 중, 금속이 가공의 자유도에 있어서 바람직하다. 구체적으로는, 알루미늄, 스테인리스, 놋쇠, 구리 등이 바람직하고, 특히 알루미늄과 스테인리스가 바람직하다. 당해 수납 용기에는, 가로열 및 세로열로 배열되는 웰이 착탈 가능하게 수납되기 때문에, 이들 웰을 수납하기 위한 오목부가 형성되어 있다. 이 오목부는, 각 웰마다 형성되어 있어도 되지만, 가로열마다는 균일한 인큐베이션 온도를 실현하는 점에서, 복수 개의 웰이 가로열로 연결된 멀티웰을 수납하는 오목부가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 즉, 바람직한 수납 용기의 양태는, 열원으로서 온도가 상이한 항온수를 순환시키는 경우를 도시한 도 3 및 도 4 와 같이 복수 개의 웰이 가로열로 연결된 멀티웰을 수납하는 오목부가, 복수 열 형성되어 있는 양태이다. 이와 같이 형성함으로써, 웰열의 세로 방향 (도 3 및 도 4 의 항온수의 유로 (2) 로부터 유로 (3) 로의 방향) 에는, 열전도성 재료가 동일한 형상으로 반복하여 존재하게 된다. 그 결과, 이 열전도성 재료의 세로 방향에 인큐베이션 온도 계열이 형성하기 쉬워진다.

또, 이 웰 수납부의 오목부는, 웰의 상부 이외에는 완전하게 수납되는 깊이를 갖는 것이 열전도성의 확보면에서 바람직하다. 웰의 상부는, 응결을 방지하기 위해 수납부와 동일하거나 그것보다 높은 온도로 하는 것이 바람직하다. 그 러나, 높은 온도로 하는 경우에는, 웰의 온도가 영향받지 않도록 단열성을 갖는 재료로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 인큐베이션 장치 중에 가로열 및 세로열로 배열되는 웰의 수는 특별히 한정되지 않고, 목적에 따라 적절히 결정하면 되는데, 예를 들어 가로열 × 세로열로, 8 × 12 개, 8 × 20 개, 16 × 20개, 18 × 24 개를 들 수 있다. 당해 웰에는, 상기 수납 용기 오목부에 도 3 및 4 와 같이 가로열의 복수의 웰이 일체가 되어 착탈 가능하게 수납되어 있는 것이 바람직하다. 이들 각 웰은, 개별적으로 또는 복수 개 단위로 착탈 가능하게 하는 것이 바람직하다. 또, 웰의 재질은 광학적 관측을 실시하기 위한 광로를 확보하기 위해, 투명한 플라스틱, 유리 등이 바람직하다.

본 발명의 인큐베이션 장치는, 웰열의 외측에서, 수납 용기의 1 변의 가로열로 배열되는 웰을 따라 상기 소정 온도 범위의 최저 온도로 하는 발열 장치 또는 최저 온도의 유체를 흐르게 하는 유로를 갖고, 또한 웰열의 외측에서, 그 1 변의 맞은변을 따라 상기 소정 온도 범위의 최고 온도로 하는 발열 장치 또는 최고 온도의 유체를 흐르게 하는 유로를 갖는다. 예를 들어 도 4 와 같이 유로 (2) 에 낮은 온도의 유체를 흐르게 하고, 유로 (3) 에 높은 온도의 유체를 흐르게 함으로써, 유로 (2) 와 유로 (3) 사이에 형성되어 있는 웰의 각 가로열은, 당해 최저 온도와 최고 온도 사이의 인큐베이션 온도 계열이 형성되게 된다. 여기서 사용하는 유체로는, 기체 또는 액체를 들 수 있는데, 액체가 바람직하고, 특히 물 (또는 뜨거운 물) 이 바람직하다.

또, 이와 같은 유체를 흐르게 하는 유로를 형성하는 대신에, 도 10 의 18, 19 와 같이 본체 (1) 에는 고체의 발열 장치를 형성해도 된다. 발열 장치로는, 히터나 펠티에 소자 등을 들 수 있다. 이 경우, 그 1 변의 맞은변을 따른 방향의 온도 편차를 감소시키기 위해, 도 10 의 16과 같은 잘록부를 열원과 수납 용기 오목부 사이에 형성하거나, 혹은 히트 파이프 (17) 를 설치하는 것이 바람직하다. 도 10 에는 덮개 (11) 를 장착한 수납 용기 (1) 로 하여 도시하였다.

또, 본 발명의 인큐베이션 장치는, 추가로 동일 온도의 가로열을 따라, 그 가로열의 웰 중의 매체 상의 증기압 조절 또는 산소 분압 조절을 위한 액체 또는 기체의 유로 또는 욕조를 갖고, 또한 동일 온도의 가로열마다 격벽에 의해 액체의 그 온도에서의 포화 증기압을 유지할 수 있게 되어 있다. 이로써, 적절한 온도의 상이한 세로열에는 증기가 이동하지 않고, 고온측의 검체로부터의 물이 증발하여, 이것이 저온측에서 결로된다는 문제를 해결할 수 있다. 이 욕조는 다공질 재료에 액체를 스며들게 한 것이어도 된다.

또한, 온도가 균일한 열 내에 기체의 확산을 늦추는 세퍼레이터를 설치함으로써, 산소 분압 조절 웰열의 일방을 대기에 개방하고, 타방의 유로로부터 아르곤 가스나 질소 가스를 흐르게 함으로써 산소 분압을 조절할 수 있다. 이로써, 알려지지 않은 세균을 배양할 때에, 최적인 산소 분압 조건을 알아낼 수 있다. 또, 세로열마다 산소 분압이 상이한 배양 조건을 설정할 수 있고, 온도와 산소 분압이 상이한 조건에서의 배양을 동시에 실시할 수 있다. 또, 산소를 다른 가스로 치환함으로써, 화학 반응의 상이한 분위기를 균일 온도의 열 내에서 실현할 수 있다.

또, 인큐베이션 장치 상에는, 온도의 안정성, 웰 중의 액의 증산 방지나 잡균 혼입 방지, 또는 상기의 증기압 조절 또는 산소 분압 조절을 위해, 전체 웰을 덮는 덮개를 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 수납 용기 본체와 동일하게, 덮개의 1 변에 소정 온도 계열의 최저 온도를 실현하는 열원을 갖고, 또한 웰열의 외측에서, 그 1 변의 맞은변을 따라, 상기 소정 온도 계열의 최고 온도로 하는 다른 열원을 가짐으로써, 보다 온도의 안정화를 도모할 수 있다.

또, 수납 용기와 덮개 사이에 중간판을 형성해도 되고, 이것도 1 변에 소정 온도 계열의 최저 온도를 실현하는 열원을 갖고, 또한 웰열의 외측에서, 그 1 변의 맞은변을 따라, 상기 소정 온도 계열의 최고 온도로 하는 다른 열원을 형성할 수 있다.

수납 용기와 덮개, 필요에 따라 추가로 중간판을 중첩하여, 웰 수납을 위한 오목부를 형성시키고, 동일 온도의 웰이 오목부 내에 들어가는 구조로 하면, 보다 검체 온도의 안정화를 도모할 수 있다. 또한, 위의 중간판은 수납 용기의 일부로 해도 된다.

또한, 덮개과 수납 용기에는 각 웰의 상하에 웰의 직경보다 작은 구멍을 형성하면 검체를 관찰할 수 있고, 광을 쬐어 그 흡광도의 변화, 형광을 포함하는 산란광을 측정할 수도 있다. 혹은, 각 웰의 상하 일방에 웰의 직경보다 작은 웰 관찰용 구멍을 갖고, 타방에 관찰용의 광을 반사하는 거울 또는 광원을 가짐으로써도 동일한 광학적 관찰을 할 수 있다.

또한, 이 덮개를 열었을 때에, 덮개와 웰을 설치한 수납 용기 오목부에 자외선을 조사하는 장치를 형성하면, 인큐베이션 전후의 균을 살균할 수 있다.

본 발명 장치는, 추가로 진탕기를 갖고 있어도 된다. 당해 진탕기는, 예를 들어 덮개를 장착한 수납 용기·중간판 전체, 혹은 그것들을 몇 단이나 중첩시킨 것 (1) 을, 모터 (21) 에 의해 감속기 (22) 를 통해 캠 (23) 을 회전시켜, 레버 (24) 에 의해 주기적으로 기울이는 장치이다 (도 11).

본 발명 방법 중 하나는, 상기 본 발명 장치를 사용하여 소정의 온도 계열에서 웰의 가로열마다 복수의 상이한 인큐베이션 온도를 단계적으로 실현하여 인큐베이션을 실시하는 방법이다.

이와 같이 하면, 상기와 같이 소정의 온도 계열에서 인큐베이션 온도 구배가 형성되고, 액체 증기압이 보상되는 결과, 수백 ㎕ 보다 적은 용량의 용액이나 현탁액을 취급할 수 있어, 1 회의 실험으로 온도를 포함하는 수백 이상의 상이한 조건에서의 인큐베이션이 가능해진다.

본 발명의 인큐베이션 장치는, 인큐베이션 중 또는 후에, 그 웰 중의 검체에 광을 쬐어, 그 투과광 혹은 형광을 포함하는 산란광을 측정함으로써 검체를 분석할 수 있다.

광의 측정 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 수납 용기 덮개의 구멍으로부터 광을 입사시켜, 수납 용기 아래의 구멍으로부터 웰의 투과광을 측정하는 방법을 들 수 있다. 이 때, 광의 각도를 프레넬 렌즈로 제어하고, 시판되고 있는 PC 용의 스캐너에 의해 투과광을 측정할 수도 있다.

또, 복수의 수광기를 구비한 이동식 장치에 의해, 1 열의 관찰 구멍으로부터의 투과광 또는 형광을 포함하는 산란광을 한번에 측정하고, 계속해서 순차적으로 1 열마다의 관찰을 한번에 하는 주사 방식의 광 강도 측정을 할 수도 있다.

이들의 일부 또는 전부의 공정을 자동으로 실시할 수도 있다.

이와 같이 하여 얻어진 광학적 측정값을 컴퓨터에 자동적으로 보내고, 멀티웰 인큐베이션에 의한 세포 관련 실험 또는 화학 실험에 적절한 수치적 해석을 자동으로 실시하여, 목적으로 하는 파라미터의 값을 자동적으로 산출하고 분석할 수도 있다.

또한, 상기 측정 방법은 컴퓨터에 의해 자동화할 수도 있고, 시간 경과적으로 측정할 수도 있고, 얻어진 데이터는 다시 컴퓨터에 의해 처리되어 유익한 정보로서 기록, 보존할 수도 있다.

또한 상기의 멀티웰 인큐베이션 장치를 쌓아올림으로써, 복수의 멀티웰 인큐베이션 장치로부터 얻어지는 데이터를 처리함으로써, 동시에 검토하는 상이한 조건의 수를 멀티웰 인큐베이션 장치의 수의 배로 할 수도 있다.

다음으로, 도면을 이용하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

본 발명에 사용하는 수납 용기로는, 예를 들어 도 1 에 나타내는 용기를 들 수 있다.

용기 (1) 에는 복수의 웰 (4) 을 수납하는 오목부가 형성되어 있고, 이 안에 웰 (4) 을 수납한다.

용기 (1) 의 1 변에 낮은 온도의 유체를 흐르게 하는 유로 (2) 를 갖고, 또 한 그 1 변의 맞은변에 높은 온도의 유체를 흐르게 하는 유로 (3) 를 갖는다. 유로 (2 와 3) 에 각각 소정 온도의 유체를 흐르게 하여 인큐베이션하면, 유로 (3) 에 가까운 웰의 온도는 높은 온도의 유체 온도에 가까워지고, 유로 (2) 에 가까운 웰의 온도는 낮은 온도의 유체 온도에 가까워지고, 유로 (3) 에 가까운 웰로부터 유로 (2) 에 가까운 웰로 감에 따라, 웰의 온도는 단계적으로 온도가 내려가, 희망하는 온도 계열을 실현할 수 있다.

따라서, 단일 용기에서 단계적인 인큐베이션 온도의 계열이 형성되게 된다.

그리고, 수납 용기 (1) 에 웰을 수납하여 인큐베이션을 실시하고, 그 웰 중의 검체에 광을 쬐어, 그 투과광, 형광을 포함하는 산란광을 측정하면, 각 온도마다의 검체의 변화를 용이하게 분석할 수 있다.

또한, 본 발명 장치는 동일 온도의 가로열을 따라, 그 가로열의 웰 중의 액체의 증기압을 포화 증기압으로 유지하기 위한 액체 또는 기체의 유로 또는 욕조를 형성하고, 또한 동일 온도의 가로열 내에 세퍼레이터를 형성할 수도 있다. 도 12 는 웰 수납 오목부 (6) 내에 직접 포화 증기압 유지용 액체 (25) 를 넣은 것, 혹은 다공질의 재료에 포화 증기압 유지용 액체 (25) 를 스며들게 한 것을 넣은 것이다. 도 13 은 웰 수납 오목부 (6) 의 주위에 포화 증기압 유지용 액체 (25) 를 넣은 유로 (26) 를 갖는 것, 도 14 는 포화 증기압 유지용 액체 (25) 전용의 리저버 (27) 를 갖고, 액체의 증기만을 전용 유로 (26) 에서 웰 수납 오목부 (6) 로 유도하는 것이다.

또, 보다 바람직한 양태의 인큐베이션 장치로는, 도 2 ∼ 7 에 나타내는 것 을 들 수 있다.

도 2 는 덮개 (상판) (11) 를 나타내는 도면이고, 도 3 은 중간판 (12) 을 나타내는 도면이고, 도 4 는 하판 (13) 을 나타내는 도면이다. 위로부터 덮개 (상판) (11), 중간판 (12) 및 하판 (13) 의 순서로 중첩함으로써, 이들이 일체가 되어 인큐베이션 장치를 구성한다 (도 7).

그리고, 중간판을 보면 알 수 있는 바와 같이, 펀칭부가 8 련 (連) 의 웰 (4) (도 5) 이 들어가는 오목부 (6) (도 6) 가 되어, 안정적인 온도 조건이 얻어진다.

또, 3 개의 판 각각에 유로 (2 와 3) 가 관통되어 있어, 상하의 온도 편차를 방지하고 있다.

그리고, 덮개 (11) 와 하판 (13) 에는 각각의 웰에 대응한 관찰용 구멍 (5 및 7) 이 형성되어 있어, 분석용의 광이 투과할 수 있도록 되어 있다. 따라서, 이 구멍을 이용하면, 검체의 배양 후뿐만 아니라 배양 중에 있어서도 흡광 광도 분석 등이 가능해진다.

또, 온도에 추가하여, 호기적 - 혐기적 등의 기상의 분위기를, 균일한 온도로 유지된 가로 1 열의 웰군으로 변화를 주기 위한 기구를 도 15 에 나타낸다. 각 웰은 기상적으로 격벽 (28) 에 의해 독립되어 있고, 양측의 리저버에는 각각 상이한 기체 (29 와 30), 예를 들어 공기와 질소를 유도하여 액체로 포화하게 되어 있다. 각각의 기체는 유로 (26) 를 통해 확산되고, 리저버로부터의 거리에 따라 2 개의 기체의 혼합비가 상이하기 때문에, 각각의 웰에도 상이한 혼합비의 기체 가 공급된다.

이하, 본 발명을, 실시예 등을 들어 상세하게 설명하는데, 본 발명은 이들 실시예에 조금도 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

본 발명의 인큐베이션 장치로서, 도 1 에 나타내는 수납 용기 (1) 를 제조하였다. 용기 (1) 의 외경 치수는 347㎜ × 222㎜ × 20㎜ 의 알루미늄판이다.

웰 수납부 (4) 는 직경 6㎜, 깊이 13㎜ 이다.

유로 (2) 는 도 1 에 나타내는 바와 같이, 1 변에 1 개의 관이 관통되어 있는 구조이다. 관은 알루미늄제이고, 내경은 8㎜ 이다. 유로 (2) 는 항온조로부터의 튜브 및 항온조로의 튜브에 접속되어 있어, 항온수가 순환하게 되어 있다. 유로 (3) 도 동일하다.

이와 같은 구조로 하면, 인큐베이션 장치의 온도는 유로 (3) 부근으로부터 유로 (2) 부근으로 감에 따라 최고 온도에서 최저 온도로 서서히 변화하여, 하나의 장치에서 복수의 단계적으로 상이한 인큐베이션 온도를 실현할 수 있다.

또한, 본 장치는 동일 온도의 가로열을 따라, 그 가로열의 웰 중의 액체의 증기압을 포화 증기압으로 유지하기 위한 액체 또는 기체의 유로 또는 욕조를 형성하고, 또한 동일 온도의 가로열 내에 세퍼레이터를 형성하였다. 즉, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 웰 수납 오목부 (6) 내에 직접 포화 증기압 유지용 액체 (25) 를 넣은 것을 형성하였다.

실시예 2

실시예 1 의 인큐베이션 장치의 도 12 에 나타내는 부분을 도 13 에 나타내는 부분으로 바꾼 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 인큐베이션 장치를 제조하였다.

실시예 3

실시예 1 의 인큐베이션 장치의 도 12 에 나타내는 부분을 도 14 에 나타내는 부분으로 바꾼 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 인큐베이션 장치를 제조하였다.

실시예 4

실시예 1 의 인큐베이션 장치의 도 12 에 나타내는 부분을 도 15 에 나타내는 부분으로 바꾼 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여 인큐베이션 장치를 제조하였다.

실시예 5

본 발명의 인큐베이션 장치로서, 도 2 ∼ 7 에 나타내는 장치를 제조하였다. 상판 (11), 중간판 (12) 및 하판 (13) 의 외경 치수는 모두 347㎜ × 222㎜ × 14㎜ 의 알루미늄판으로서, 이것을 이 순서로 중첩하여 본 발명의 인큐베이션 장치 (도 7) 로 하였다. 각 판의 접합부에는 패킹 (14) 이 사용되고 있다. 또, 각 판에 14 개 형성된 나사 구멍 (8) 에 나사를 통과시켜, 3 판을 나사 고정시킴으로써 일체화한 장치로 하였다. 또, 중앙의 구멍은 관찰을 위한 광원의 광 강도를 보정하기 위해 사용하는 대조광이 통과하는 구멍이다.

웰 (4) 은 도 5 에 나타내는 것으로서, 수납 용기로부터 착탈 가능한 8 련 웰이다. 이 8 련 웰의 폭은 12㎜ 이고, 길이 76㎜ 이고, 개개의 웰의 내경은 6㎜ 이고 깊이 약 13㎜ 이다.

웰 (4) 은 중간판 (12) 의 펀칭 부분 (6) 과 상하판으로 형성되는 오목부 중에 설치된다. 오목부 내의 단면도를 도 6 에 나타낸다.

도 6 에 있어서, 웰 (4) 의 상부는 상판 (11) 의 이면 오목부와 맞닿고, 하부는 하판의 구멍 (7) 에 상부에 접한다. 웰 (4) 위에는 관찰용 구멍 (5) 이 있고, 관찰 광원이 되는 620㎚ 의 파장을 갖는 LED (15) 가 장착되어 있다. 웰 (4) 아래에는 관찰용 구멍 (7) 이 있어 광이 투과할 수 있고, 스캐너를 사용하여 광의 강도를 측정할 수 있는 구조로 되어 있어, 웰 내의 검체 분석이 가능하게 되어 있다. 또, 오목부 내의 다공질 재료 (9) 는 웰 내의 액체의 포화 증기압을 유지하기 위해 액체를 유지하는 것이다. 이와 같이, 상중하판으로 형성되는 오목부의 주변은 세퍼레이터가 되고, 그 오목부는 각각의 온도에서 결정되는 증기압을 갖고, 다른 오목부와 증기압적으로 분리되어, 이것과 다공질 재료 중의 액체에 의해 고온측에서 발생한 액체 증기가 저온측으로 이동하여 응결되는 일이 없어진다.

유로 (2) 의 관은 알루미늄제이고, 내경은 8㎜ 이다. 유로 (2) 는 도 2 ∼ 4 및 7 에 나타내는 바와 같이, 3 개의 판 각각에 2 개의 관이 관통되어 있는 구조이다. 이는 항온수로부터 용기로의 열전도를 보다 양호하게 하기 위함이다. 이 2 개의 관은 도시되지 않은 튜브에 의해 용기 외에서 접속되고, 유체는 용기의 1 변을 왕복한 후, 접속하는 다른 판의 관으로 흐르고, 다시 동일한 유로를 흐른다. 또, 유로 (3) 도 유로 (2) 와 동일한 구조이다.

이와 같이, 실시예 5 의 장치는 유로가 길고, 또한 오목부를 가짐으로써 국소적인 온도 편차가 없는 인큐베이션을 가능하게 하였다. 또한, 관찰 구멍을 형성하고 있으므로, 검체의 관찰, 측정이 용이하고 자동화도 가능하다.

실시예 6

실시예 5 의 장치를 사용하여, 대장균의 액체 배양에 있어서의 43 - 50℃ 계열의 증식 곡선을 얻었다. 이 인큐베이션 장치를 A4 사이즈의 스캐너 위에 고정시키고, 그 양자를 매분 25 회의 주기로 침투하여, 각 웰 내에서의 대장균의 침전을 방지하였다. 스캐너의 광축은, 중앙부 이외에는 위를 향하여 발산되어 있으므로, 프레넬 렌즈를 이동하는 측광부 위에 부착하여 광축이 수직이 되도록 보정하였다.

각 웰에는, 대장균의 변이주와 대조가 되는 야생주와, 다양한 조건에 의한 측광 효율의 보정으로서 동일한 배지만을 넣었다. 웰은 8 련이 2 개 동일 온도에 놓이고, 그것이 20 열 있으므로 합계 320 개의 배양을 동시에 해석할 수 있었다. 먼저 스캐너에 의해 20 분 간격으로 320 의 웰 및 중앙에 뚫린 구멍에 장착된 보정용 LED 의 합계 321 의 측정이 이루어져, 320 의 웰의 투과광의 강도가 보정되었다. 이와 같이 하여 얻어진 광 강도의 시간 변화, 요컨대 투과율로 측정한 증식 곡선을 도 8 에 나타낸다. 온도가 안정되는 60 분 이후에는 측정이 가능하고, 배지의 투과율의 시간 변화 (A) 의 6 예는 재현성이 있어, 8 종의 대장 균주 (B) 의 특정한 온도에 있어서의 증식 곡선의 신뢰성이 나타났다. 이와 같이 하여 측정된 6 종의 대장균 변이주의 각 온도에 있어서의 증식 속도를 도 9 에 나타낸다.

본 발명의 인큐베이션 장치를 사용하면, 다양한 온도 조건의 배양을 하나의 장치에서 실시할 수 있고, 또한 분석도 용이하며 자동화도 가능하다. 따라서, 작업의 생력화 (省力化), 배양 스페이스의 삭감, 러닝 코스트의 저감 등 경제적 효과를 기대할 수 있다. 또, 고온측의 검체로부터의 물이 증발하여, 이것이 저온측에서 결로된다는 문제가 없다. 따라서, 본 발명의 인큐베이션 장치를 사용하면, 종래 곤란하였던 다양한 온도 조건에 있어서의 미생물 등의 배양이 가능해져, 배양의 최적 온도의 도출, 온도 조건이 불명한 미생물의 증식 등이 가능해진다.

Claims (13)

1. 열전도성 재료로 형성된 웰 수납 용기 중에 가로열 및 세로열로 배열되는 액체를 수용하는 웰을 착탈 가능하게 수납하여 이루어지고, 그 액체의 증기가 포화된 기체의 공급을 위한 액체 또는 기체의 유로 또는 욕조(bath)를 형성하고, 소정의 온도차로 웰의 가로열마다 상이한 인큐베이션 온도를 갖고, 그 온도가 세로열을 따라 일정한 온도차를 형성하는 온도 계열을 실현하는 멀티웰 인큐베이션 장치로서, 웰열의 외측에서, 그 웰 수납 용기의 1 변의 가로열로 배열되는 웰을 따라 상기 소정 온도 계열의 최저 온도를 실현하는 열원을 갖고, 또한 상기 웰열의 외측에서, 그 1 변의 맞은변을 따라 상기 소정 온도 계열의 최고 온도를 실현하는 다른 열원을 갖고, 또한 동일 온도의 가로열마다 세퍼레이터를 형성한 것을 특징으로 하는 멀티웰 인큐베이션 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 웰은, 가로열의 복수의 웰이 일체가 되어 착탈 가능하게 수납하여 이루어지는 것인 멀티웰 인큐베이션 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   추가로, 전체 웰을 덮는 덮개를 갖는 멀티웰 인큐베이션 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   추가로, 진탕기를 갖는 멀티웰 인큐베이션 장치.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 웰 수납 용기에 상기 덮개를 장착하였을 때에, 각 웰의 상하 양방에 웰의 직경보다 작은 웰 관찰용 구멍을 갖거나, 혹은, 각 웰의 상하 일방에 웰의 직경보다 작은 웰 관찰용 구멍을 갖고, 타방에 관찰용의 광을 반사하는 거울 또는 광원을 가짐으로써, 웰 내의 물질의 광학적 관찰을 할 수 있는 것인 멀티웰 인큐베이션 장치.
6. 제 3 항에 있어서,

   추가로, 상기 덮개 아래에 중간판을 갖는 멀티웰 인큐베이션 장치.
7. 제 3 항에 있어서,

   추가로, 상기 덮개와 상기 웰을 수납하는 부위에 자외선을 조사하여 멸균하는 장치를 갖는 멀티웰 인큐베이션 장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   액체의 증기가 포화된 기체의 공급을 위한 액체 또는 기체의 유로 또는 욕조에 추가하여, 산소 또는 특정 가스의 분압의 단계적인 변화를 열 내에서 실현하기 위해, 동일 온도의 가로열 내에 세퍼레이터를 형성한 멀티웰 인큐베이션 장치.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 멀티웰 인큐베이션 장치를 사용하여, 그 멀티웰 인큐베이션 장치의 각 웰에 검체를 주입하고, 열원에 의해 1 변을 소정 온도 계열의 최저 온도를 실현하고, 그 1 변의 맞은변을 다른 열원에 의해 소정 온도 계열의 최고 온도를 실현하여, 소정의 온도차로 웰의 가로열마다 복수의 상이한 인큐베이션 온도를 실현하는 인큐베이션 방법.
10. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 멀티웰 인큐베이션 장치를 사용하여, 수납된 웰 중의 검체에 광을 조사하여, 그 투과광 또는 형광을 포함하는 산란광을 측정하는 것을 특징으로 하는 검체의 분석 방법.
11. 제 10 항에 있어서,

    복수의 수광기를 구비한 이동식 장치에 의해, 1 열의 관찰 구멍으로부터의 투과광 또는 형광을 포함하는 산란광을 한번에 측정하고, 계속해서 순차적으로 1 열마다의 관찰을 한번에 하는 주사 방식의 광 강도 측정을 하는 것을 특징으로 하는 검체의 분석 방법.
12. 제 10 항에 있어서,

    일부 또는 전부의 공정을 자동으로 실시하는 검체의 분석 방법.
13. 제 10 항에 있어서,

    얻어진 광학적 측정값을, 컴퓨터에 자동적으로 보내고, 멀티웰 인큐베이션에 의한 세포 혹은 바이러스 증식 또는 화학 반응에 적합한 수치적 해석을 자동으로 실시하여, 목적으로 하는 파라미터의 값을 자동적으로 산출하는 검체의 분석 방법.

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