KR101499031B1

KR101499031B1 - 배지 혼합 장치 및 배지 혼합 주머니

Info

Publication number: KR101499031B1
Application number: KR1020130054289A
Authority: KR
Inventors: 김경남
Original assignee: (주)마이크로디지탈
Priority date: 2013-05-14
Filing date: 2013-05-14
Publication date: 2015-03-06
Also published as: KR20140134436A

Abstract

본 발명은 단백질 등 제약의 원료를 생산하기 위한 동식물 세포를 배양할 수 있는 배지를 혼합하는 배지 혼합 장치 및 배지 혼합 주머니에 관한 것으로서, 몸체; 상기 몸체에 설치되고, 상기 몸체에 거치된 배지 주머니에 수용된 배지가 혼합될 수 있도록 작동 매체의 압력을 이용하여 상기 배지 주머니의 일부분을 가압할 수 있는 신축성 포켓; 상기 신축성 포켓의 내부에 상기 작동 매체를 공급할 수 있는 작동 매체 공급 장치; 및 상기 작동 매체 공급 장치에 제어 신호를 인가하는 제어부;를 포함할 수 있다.

Description

배지 혼합 장치 및 배지 혼합 주머니{Mixing apparatus for culture medium}

본 발명은 배지 혼합 장치 및 배지 혼합 주머니에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단백질 등 제약의 원료를 생산하기 위한 동식물 세포를 배양할 수 있는 배지를 혼합하고, 더 나아가 세포를 배양할 수 있게 하는 배지 혼합 장치 및 배지 혼합 주머니에 관한 것이다.

일반적으로 동물이나 식물 세포를 배양하는 배양 산업은, 배지(배양액)를 배양 환경에 부합될 수 있도록 혼합하는 배지 혼합 장치, 배지에서 동물이나 식물 세포를 배양할 수 있는 세포 배양 장치, 배지로부터 원하는 원료를 분리하는 분리 및 정제 장치, 기타 유전자 조작 장치 등 다양한 장치가 사용될 수 있다.

최근 동물 세포의 배양 산업의 성장으로 생물 공정(bioprocess)에 사용되는 배지 혼합 장치는, 연속적인 사용과 오염의 가능성이 적은 일회용 배지 주머니가 적용될 수 있다.

종래의 배지 혼합 장치는, 일회용 배지 주머니 내부에 수용된 배지를 균일하게 혼합시키기 위하여 모터나 피스톤/실린더 등의 액츄에이터를 사용하였으나, 일회용 배지 주머니의 용량이 예를 들어서, 수 리터에서 수십 리터로 커지고, 동시 혼합해야 하는 배지 주머니의 개수가 증대됨에 따라서, 요구되는 모터나, 피스톤/실린더 등의 액츄에이터의 규모나 규격이나 제원이나 성능이 커져서 장치의 제작 및 생산 비용이 크게 증대되는 문제점이 있었다.

또한, 모터나 피스톤/실린더를 이용한 배지 혼합 장치들은, 동작이 느리고, 기구적인 한계로 효율적이지 못하여 배지 혼합 성능이 떨어지고, 에너지 낭비가 심하여 결과적으로 제품의 성능을 향상시킬 수 없었던 문제점이 있었다.

또한, 종래의 배지 혼합 장치는, 배지를 혼합만 할 수 있는 것으로서, 사용자는 배지 혼합 장치에서 배지를 혼합하고, 이후, 배지 주머니를 이동시켜서 별도의 배양 장치에서 세포를 배양해야 하는 등 배양 작업에 번거로움이 있었다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 신축성 포켓을 이용하여 장치의 규모, 성능, 효율, 생산성을 크게 향상키고, 비용, 제작 및 생산 시간을 크게 절감할 수 있으며, 배지를 혼합하는 동시에 배지 속 세포를 배양할 수 있게 하는 배지 혼합 장치 및 배지 혼합 주머니를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 배지 혼합 장치는, 몸체; 상기 몸체에 설치되고, 상기 몸체에 거치된 배지 주머니에 수용된 배지가 혼합될 수 있도록 작동 매체의 압력을 이용하여 상기 배지 주머니의 일부분을 가압할 수 있는 신축성 포켓; 상기 신축성 포켓의 내부에 상기 작동 매체를 공급할 수 있는 작동 매체 공급 장치; 및 상기 작동 매체 공급 장치에 제어 신호를 인가하는 제어부;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 신축성 포켓은, 적어도 거치된 상기 배지 주머니의 좌측 일부를 가압하는 좌측 포켓, 거치된 상기 배지 주머니의 우측 일부를 가압하는 우측 포켓, 거치된 상기 배지 주머니의 중앙부를 가압하는 중앙 포켓 및 이들의 조합 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어지고, 상기 제어부는, 적어도 상기 좌측 포켓, 우측 포켓 및 중앙 포켓 중 어느 하나 이상을 선택하여 작동 매체를 번갈아가면서 차별적으로 공급하도록 상기 작동 매체 공급장치에 교번 제어 신호를 인가하는 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 작동 매체는, 적어도 에어, 가스, 물, 기름 및 이들의 조합 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어지는 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따른 배지 혼합 장치는, 상기 배지 주머니와 신축성 포켓 사이에 설치되고, 상기 배지 주머니를 지지하는 지지판;을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따른 배지 혼합 장치는, 상기 지지판에 설치되고, 상기 배지 주머니를 가열 또는 냉각하는 온도조절장치;를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따르면, 상기 온도조절장치는, 적어도 열판이나 열선을 포함하는 히터, 열전소자, 냉매가 순환될 수 있는 수냉식 열교환기, 자연대류나 송풍팬을 이용할 수 있는 공랭식 열교환기 및 이들의 조합 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어지는 것일 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따른 배지 혼합 장치는, 상기 배지 주머니의 중량을 측정하는 중량 측정 센서; 상기 배지 주머니의 온도를 측정하는 온도 측정 센서; 산소 측정 센서를 이용하여 상기 배지 주머니에 수용된 배지에 포함된 산소의 농도를 측정하고, 상기 배지 주머니에 설치된 산소 공급관을 이용하여 배지에 산소를 공급하는 산소 공급 장치; 산도 측정 센서를 이용하여 상기 배지 주머니에 수용된 배지의 산도를 측정하고, 상기 배지 주머니에 설치된 산염기 공급관을 이용하여 배지에 산기성 물질 또는 염기성 물질을 공급하는 산염기 공급 장치; 및 영양분 측정 센서를 이용하여 상기 배지 주머니에 수용된 배지의 영양분 농도를 측정하고, 상기 배지 주머니에 설치된 영양분 공급관을 이용하여 배지에 영양분을 공급하는 영양분 공급 장치;를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따른 배지 혼합 주머니는, 배지를 수용할 수 있는 외피; 및 상기 외피의 내부에 설치되고, 작동 매체 공급관을 통해서 외부로부터 공급되는 작동 매체의 압력을 이용하여 상기 배지를 혼합할 수 있는 적어도 하나의 신축성 포켓;을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따른 배지 혼합 주머니는, 상기 외피의 내부에 설치되고, 전원선을 통해서 외부로부터 전원을 공급받아 상기 배지를 가열할 수 있는 히터;를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 사상에 따른 배지 혼합 주머니는, 상기 외피에 설치되고, 내부 에어 압력을 조절하는 압력조절구; 상기 외피에 설치되고, 내부의 배지를 외부로 샘플링할 수 있도록 설치되는 샘플링튜브; 상기 외피에 설치되고, 상기 배지에 산소를 공급하는 산소 공급관; 상기 외피에 설치되고, 상기 배지에 산기성 물질 또는 염기성 물질을 공급하는 산염기 공급관; 및 상기 외피에 설치되고, 상기 배지에 영양분을 공급하는 영양분 공급관;을 더 포함할 수 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 저렴한 비용과 시간으로 고성능의 장치를 제작할 수 있고, 장치의 규모를 늘려서 대용량의 배지 주머니의 배지 혼합도 가능하며, 혼합 시간 및 혼합 비용을 줄여서 생산성을 크게 향상시킬 수 있는 효과를 갖는 것이다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 배지 혼합 장치를 개념적으로 나타내는 단면도이다.
도 2 및 도 3은 도 1의 신축성 포켓의 작동 과정을 나타내는 단면도이다.
도 4 및 도 5는 도 2 및 도 3의 신축성 포켓의 다른 실시예에 따른 작동 과정을 개념적으로 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 배지 혼합 장치를 개념적으로 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 배지 혼합 주머니를 개념적으로 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 배지 혼합 주머니를 개념적으로 나타내는 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.

명세서 전체에 걸쳐서, 막, 영역 또는 기판과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 접촉하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에", "직접 연결되어", 또는 "직접 커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제 1 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제 2 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.

또한, "상의" 또는 "위의" 및 "하의" 또는 "아래의"와 같은 상대적인 용어들은 도면들에서 도해되는 것처럼 다른 요소들에 대한 어떤 요소들의 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면들에서 묘사되는 방향에 추가하여 소자의 다른 방향들을 포함하는 것을 의도한다고 이해될 수 있다. 예를 들어, 도면들에서 소자가 뒤집어 진다면(turned over), 다른 요소들의 상부의 면 상에 존재하는 것으로 묘사되는 요소들은 상기 다른 요소들의 하부의 면 상에 방향을 가지게 된다. 그러므로, 예로써 든 "상의"라는 용어는, 도면의 특정한 방향에 의존하여 "하의" 및 "상의" 방향 모두를 포함할 수 있다. 소자가 다른 방향으로 향한다면(다른 방향에 대하여 90도 회전), 본 명세서에 사용되는 상대적인 설명들은 이에 따라 해석될 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.

이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.

도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 배지 혼합 장치(100)를 개념적으로 나타내는 단면도이다.

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 배지 혼합 장치(100)는, 크게 몸체(10)와, 신축성 포켓(20)과, 작동 매체 공급 장치(30)와, 제어부(40)와, 지지판(50) 및 온도조절장치(60)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 몸체(10)는, 배지 주머니(1)가 지면으로부터 일정 높이에 지지되어 거치될 수 있도록 형성되는 일종의 프레임 바디일 수 있다.

이러한 상기 몸체(10)의 형상은 작업 테이블 형상으로 제작되거나, 케비닛 형상으로 제작되는 등 매우 다양하게 제작될 수 있는 것으로서, 도 1에서는 단순하게 개념적으로 도시되었으나, 해당 분야에 종사하는 당업자에 있어서 다양한 수정 및 변경이 가능하다.

여기서, 상기 배지 주머니(1)는, 경질 또는 연질의 재질로 제작될 수 있으나, 도 1에서는 설명의 편의를 위하여 연질의 재질로 제작된 일회용 배지 주머니를 예시하였고, 이외에도, 합성수지나 금속 재질의 다양한 형태의 배지 주머니(용기)가 적용될 수 있다.

또한, 상기 신축성 포켓(20)은, 상기 몸체(10)에 설치되는 것으로서, 상기 몸체(10)에 거치된 배지 주머니(1)에 수용된 배지(C)가 혼합될 수 있도록 작동 매체(M)의 압력을 이용하여 상기 배지 주머니(1)의 일부분을 가압할 수 있는 주머니이다.

여기서, 상기 신축성 포켓(20)은, 신장 또는 수축이 가능하도록 얇은 막이나 필름 형태의 고무, 실리콘, 우레탄 등 연질의 신축성 수지 재질로 제작될 수 있고, 단순한 주머니, 기둥, 박스 형태나 일측에 주름이 형성되는 등 다양한 형태로 제작될 수 있다.

또한, 도 1의 상기 신축성 포켓(20)은, 거치된 상기 배지 주머니(1)의 좌측 일부를 가압하는 좌측 포켓(21) 및 거치된 상기 배지 주머니(1)의 우측 일부를 가압하는 우측 포켓(22)을 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 상기 작동 매체 공급 장치(30)는, 상기 신축성 포켓(20)의 내부에 상기 작동 매체(M)를 공급할 수 있는 것으로서, 각종 콤프레셔나 압축기나 작동 매체 탱크나 고압의 가스통이나 각종 제어 밸브 등을 포함할 수 있다.

이러한 상기 작동 매체 공급 장치(30)는, 상기 신축성 포켓(20) 내부에 작동 매체(M)를 신속하게 공급하거나 배출시킬 수 있는 장치로서, 이러한 작동 매체 공급 장치(30)의 기계 부품, 즉, 콤프레셔나 압축기나 작동 매체 탱크나 고압의 가스통이나 각종 제어 밸브 등에 대한 기술은 널리 공지되어 상세한 설명은 생략하기로 한다.

여기서, 상기 작동 매체(M)는, 에어(air)일 수 있고, 이외에도 가스, 물, 기름 등 다양한 형태의 기체 및 액체가 적용될 수 있다.

또한, 상기 제어부(40)는, 상기 좌측 포켓(21), 우측 포켓(22) 중 어느 하나를 선택하여 작동 매체(M)를 번갈아가면서 차별적으로 공급하도록 상기 작동 매체 공급장치(30)에 교번 제어 신호를 인가할 수 있다.

한편, 상기 지지판(50)은, 상기 배지 주머니(1)와 신축성 포켓(20) 사이에 설치되어 상기 배지 주머니(1)와 직접 접촉될 수 있는 것으로서, 상기 배지 주머니(1)를 보다 경고하게 지지할 수 있도록 경질의 금속 패널이 적용될 수 있다. 여기서, 이러한 금속 패널 이외에도 각종 경질 또는 연질의 합성 수지 재질의 패널이 적용될 수 있다. 그러나, 이러한 상기 지지판(50)은 상기 배지 주머니(1)의 형태나 종류 및 사용 환경 등에 따라 생략되는 것도 가능하다.

또한, 상기 온도조절장치(60)는, 상기 지지판(50)에 설치되는 것으로서, 상기 배지 주머니(1)를 가열 또는 냉각하는 장치이다.

여기서, 상기 온도조절장치(60)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 열판이나 열선을 포함하는 히터(61)일 수 있다.

이외에도, 상기 온도조절장치(60)는, 도시하지 않았지만, 열전소자, 냉매가 순환될 수 있는 수냉식 열교환기, 자연대류나 송풍팬을 이용할 수 있는 공랭식 열교환기 및 이들의 조합 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어지는 것도 가능하다.

도 2 및 도 3은 도 1의 신축성 포켓(20)의 작동 과정을 나타내는 단면도이다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 배지 혼합 장치(100)의 작동 과정을 보다 상세하게 설명하면, 예를 들어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(40)가 좌측 포켓 신장 신호를 상기 작동 매체 공급 장치(30)에 인가하면, 상기 좌측 포켓(21)의 내부에만 작동 매체(M)가 신속하게 공급되어 상기 좌측 포켓(21)의 크기가 신장되고, 상기 좌측 포켓(21)의 상방에 설치된 지지판(50)이 상기 배지 주머니(1)의 좌측 일부를 가압할 수 있다.

이 때, 상기 제어부(40)는 우측 포켓 수축 신호를 상기 작동 매체 공급 장치(30)에 인가할 수 있고, 따라서, 상기 우측 포켓(22)의 내부 작동 매체(M)가 신속하게 배출되어 상기 우측 포켓(22)의 크기가 수축되고, 상기 우측 포켓(22)의 상방에 설치된 지지판(50)이 상기 배지 주머니(1)의 우측 일부를 감압할 수 있다.

따라서, 상기 배지 주머니(1) 내부의 배지(C)는 중력에 의해 상기 배지 주머니(1)의 좌측 상방에서 우측 하방방향으로 흐르면서 부분적으로 와류가 발생되어 1차로 골고루 혼합될 수 있다.

이어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(40)가 우측 포켓 신장 신호를 상기 작동 매체 공급 장치(30)에 인가하면, 상기 우측 포켓(22)의 내부에만 작동 매체(M)가 신속하게 공급되어 상기 우측 포켓(22)의 크기가 신장되고, 상기 우측 포켓(22)의 상방에 설치된 지지판(50)이 상기 배지 주머니(1)의 우측 일부를 가압할 수 있다.

이 때, 상기 제어부(40)는 좌측 포켓 수축 신호를 상기 작동 매체 공급 장치(30)에 인가할 수 있고, 따라서, 상기 좌측 포켓(21)의 내부 작동 매체(M)가 신속하게 배출되어 상기 좌측 포켓(21)의 크기가 수축되고, 상기 좌측 포켓(21)의 상방에 설치된 지지판(50)이 상기 배지 주머니(1)의 좌측 일부를 감압할 수 있다.

따라서, 상기 배지 주머니(1) 내부의 배지(C)는 중력에 의해 상기 배지 주머니(1)의 우측 상방에서 좌측 하방방향으로 흐르면서 부분적으로 와류가 발생되어 2차로 골고루 혼합될 수 있다.

이어서, 상기 제어부(40)는, 상기 좌측 포켓(21) 및 우측 포켓(22)에 각각 작동 매체(M)를 번갈아가면서 차별적으로 공급하여 상술된 혼합 과정을 반복할 수있다.

도 4 및 도 5는 도 2 및 도 3의 신축성 포켓(20)의 다른 실시예에 따른 작동 과정을 개념적으로 나타내는 단면도이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 신축성 포켓(20)은, 적어도 거치된 상기 배지 주머니(1)의 좌측 일부를 가압하는 좌측 포켓(21), 거치된 상기 배지 주머니(1)의 우측 일부를 가압하는 우측 포켓(22) 및 거치된 상기 배지 주머니(1)의 중앙부를 가압하는 중앙 포켓(23)을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제어부(40)는, 적어도 상기 좌측 포켓(21), 우측 포켓(22) 및 중앙 포켓(23) 중 어느 하나 이상을 선택하여 작동 매체(M)를 번갈아가면서 차별적으로 공급하도록 상기 작동 매체 공급장치(30)에 교번 제어 신호를 인가할 수 있다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 배지 혼합 장치의 작동 과정을 보다 상세하게 설명하면, 예를 들어서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(40)가 좌측 및 우측 포켓 신장 신호를 상기 작동 매체 공급 장치(30)에 인가하면, 상기 좌측 포켓(21) 및 우측 포켓(22)의 내부에만 작동 매체(M)가 신속하게 공급되어 상기 좌측 포켓(21) 및 우측 포켓(22)의 크기가 신장되고, 상기 좌측 포켓(21) 및 우측 포켓(22)의 상방에 설치된 지지판(50)이 상기 배지 주머니(1)의 좌측 일부 및 우측 일부를 가압할 수 있다.

이 때, 상기 제어부(40)는 중앙 포켓 수축 신호를 상기 작동 매체 공급 장치(30)에 인가할 수 있고, 따라서, 상기 중앙 포켓(23)의 내부 작동 매체(M)가 신속하게 배출되어 상기 중앙 포켓(23)의 크기가 수축되고, 상기 중앙 포켓(23)의 상방에 설치된 지지판(50)이 상기 배지 주머니(1)의 중앙 일부를 감압할 수 있다.

따라서, 상기 배지 주머니(1) 내부의 배지(C)는 중력에 의해 상기 배지 주머니(1)의 좌측 및 우측 상방에서 중앙 하방 방향으로 흐르면서 부분적으로 와류가 발생되어 1차로 골고루 혼합될 수 있다.

이어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(40)가 중앙 포켓 신장 신호를 상기 작동 매체 공급 장치(30)에 인가하면, 상기 중앙 포켓(23)의 내부에만 작동 매체(M)가 신속하게 공급되어 상기 중앙 포켓(23)의 크기가 신장되고, 상기 중앙 포켓(23)의 상방에 설치된 지지판(50)이 상기 배지 주머니(1)의 중앙 일부를 가압할 수 있다.

이 때, 상기 제어부(40)는 좌측 및 우측 포켓 수축 신호를 상기 작동 매체 공급 장치(30)에 인가할 수 있고, 따라서, 상기 좌측 포켓(21) 및 우측 포켓(22)의 내부 작동 매체(M)가 신속하게 배출되어 상기 좌측 포켓(21) 및 우측 포켓(23)의 크기가 수축되고, 상기 좌측 포켓(21) 및 우측 포켓(22)의 상방에 설치된 지지판(50)이 상기 배지 주머니(1)의 좌측 일부 및 우측 일부를 감압할 수 있다.

따라서, 상기 배지 주머니(1) 내부의 배지(C)는 중력에 의해 상기 배지 주머니(1)의 중앙 상방에서 좌측 하방 및 우측 하방 방향으로 흐르면서 부분적으로 와류가 발생되어 2차로 골고루 혼합될 수 있다.

이어서, 상기 제어부(40)는, 상기 좌측 포켓(21), 우측 포켓(22) 및 중앙 포켓(23)에 각각 작동 매체(M)를 번갈아가면서 차별적으로 공급하여 상술된 혼합 과정을 반복할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 배지 혼합 장치(200)를 개념적으로 나타내는 단면도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 배지 혼합 장치(200)는, 상기 배지 주머니(1)의 중량을 측정하는 중량 측정 센서(S1)와, 상기 배지 주머니(1)의 온도를 측정하는 온도 측정 센서(S2)와, 산소 측정 센서(S3)를 이용하여 상기 배지 주머니(1)에 수용된 배지(C)에 포함된 산소의 농도를 측정하고, 상기 배지 주머니(1)에 설치된 산소 공급관(71)을 이용하여 배지(C)에 산소를 공급하는 산소 공급 장치(70)와, 산도 측정 센서(S4)를 이용하여 상기 배지 주머니(1)에 수용된 배지(C)의 산도를 측정하고, 상기 배지 주머니(1)에 설치된 산염기 공급관(81)을 이용하여 배지(C)에 산기성 물질 또는 염기성 물질을 공급하는 산염기 공급 장치(80) 및 영양분 측정 센서(S5)를 이용하여 상기 배지 주머니(1)에 수용된 배지(C)의 영양분 농도를 측정하고, 상기 배지 주머니(1)에 설치된 영양분 공급관(91)을 이용하여 배지(C)에 영양분을 공급하는 영양분 공급 장치(90)를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 배지 주머니(1)는 압력 조절구(2) 및 샘플링튜브(3)가 설치될 수 있다.

따라서, 사용자는 상기 배지 주머니(1) 내부의 배지(C)를 혼합하는 동시에, 상기 중량 측정 센서(S1)와, 온도 측정 센서(S2)와, 산소 측정 센서(S3)와, 산도 측정 센서(S4)와, 영양분 측정 센서(S5)를 이용하여 상기 배지 주머니(1)의 배지(C)에 세포 배양에 필요한 적정 산소, 온도, 산도, 영양분 등의 배양 환경을 능동적으로 조성함으로써 상기 배지(C) 내부의 세포를 배양할 수 있다.

그러므로, 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 배지 혼합 장치(200)에 의하면, 배지(C)를 혼합하면서 동시에 배지(C) 내부에서 세포를 배양할 수 있기 때문에 사용자에게 편의성을 제공하는 것은 물론, 장치의 중복 투자를 방지하고, 생산성과 장치의 효율을 극대화할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 배지 혼합 주머니(1000)를 개념적으로 나타내는 사시도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 배지 혼합 주머니(1000)는, 배지(C)를 수용할 수 있는 외피(1010) 및 상기 외피(1010)의 내부에 설치되고, 작동 매체 공급관(1023)을 통해서 외부로부터 공급되는 작동 매체(M)의 압력을 이용하여 상기 배지(C)를 혼합할 수 있는 적어도 하나의 신축성 포켓(1021)(1022)을 포함할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 배지 혼합 주머니(1000)는, 상기 작동 매체 공급관(1023)에 외부 장치들을 연결하여 상기 신축성 포켓(1021)(1022)에 작동 매체를 동시 또는 번갈아가면서 공급함으로써 내부 배지(C)를 골고루 혼합할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 배지 혼합 주머니(2000)를 개념적으로 나타내는 사시도이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 다른 실시예들에 따른 배지 혼합 주머니(2000)는, 상기 외피(1010)의 내부에 설치되고, 전원선을 통해서 외부로부터 전원을 공급받아 상기 배지(C)를 가열할 수 있는 히터(2030)와, 상기 외피(1010)에 설치되고, 내부 에어 압력을 조절하는 압력조절구(1040)와, 상기 외피(1010)에 설치되고, 내부의 배지(C)를 외부로 샘플링할 수 있도록 설치되는 샘플링튜브(2050)와, 상기 외피(1010)에 설치되고, 상기 배지(C)에 산소를 공급하는 산소 공급관(2060)과, 상기 외피(1010)에 설치되고, 상기 배지(C)에 산기성 물질 또는 염기성 물질을 공급하는 산염기 공급관(2070) 및 상기 외피(1010)에 설치되고, 상기 배지(C)에 영양분을 공급하는 영양분 공급관(2080)을 더 포함할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 배지 혼합 주머니(2000)는, 상기 신축성 포켓(1021)(1022)을 이용하여 내부 배지(C)를 골고루 혼합하는 동시에, 배지(C) 내부에서 세포를 배양할 수 있기 때문에 사용자에게 편의성을 제공하는 것은 물론, 장치의 중복 투자를 방지하고, 생산성과 장치의 효율을 극대화할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

1: 배지 주머니
10: 몸체
C: 배지
M: 작동 매체
20: 신축성 포켓
30: 작동 매체 공급 장치
40: 제어부
100, 200: 배지 혼합 장치
21: 좌측 포켓
22: 우측 포켓
23: 중앙 포켓
50: 지지판
60: 온도조절장치
61: 히터
S1: 중량 측정 센서
S2: 온도 측정 센서
70: 산소 공급 장치
71: 산소 공급관
80: 산염기 공급 장치
81: 산염기 공급관
90: 영양분 공급 장치
91: 영양분 공급관
2: 압력 조절구
3: 샘플링튜브
1000, 2000: 배지 혼합 주머니
1010: 외피
1021, 1022: 신축성 포켓
1023: 작동 매체 공급관
2030: 히터
1040: 압력조절구
2050: 샘플링튜브
2060: 산소 공급관
2070: 산염기 공급관
2080: 영양분 공급관

Claims

몸체;
상기 몸체에 설치되고, 상기 몸체에 거치된 배지 주머니에 수용된 배지가 혼합될 수 있도록 작동 매체의 압력을 이용하여 상기 배지 주머니의 일부분을 가압할 수 있는 신축성 포켓;
상기 신축성 포켓의 내부에 상기 작동 매체를 공급할 수 있는 작동 매체 공급 장치;
상기 작동 매체 공급 장치에 제어 신호를 인가하는 제어부;
상기 배지 주머니와 신축성 포켓 사이에 설치되고, 상기 배지 주머니를 지지하는 지지판; 및
상기 배지 주머니를 가열 또는 냉각하는 온도조절장치;
를 포함하고,
상기 신축성 포켓은, 거치된 상기 배지 주머니의 좌측 일부를 가압하는 좌측 포켓; 및 거치된 상기 배지 주머니의 우측 일부를 가압하는 우측 포켓;을 포함하여 구성되고,
상기 제어부는, 상기 좌측 포켓과 상기 우측 포켓 중 어느 하나를 선택하여 작동 매체를 번갈아가면서 차별적으로 공급하도록 상기 작동 매체 공급장치에 교번 제어 신호를 인가하고,
상기 지지판은, 상기 배지 주머니와 상기 좌측 포켓 사이에 설치된 상기 배지 주머니를 지지하는 좌측 지지판; 및 상기 좌측 지지판과는 분리되고, 상기 배지 주머니와 상기 우측 포켓 사이에 설치되고, 상기 배지 주머니를 지지하는 우측 지지판;을 포함하여 구성되고,
상기 온도조절장치는 상기 좌측 지지판에 설치된 좌측 온도조절장치; 및 상기 우측 지지판에 설치된 우측 온도조절장치를 포함하여 구성된, 배지 혼합 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 신축성 포켓은, 거치된 상기 배지 주머니의 중앙부를 가압하는 중앙 포켓을 더 포함하여 구성되고,
상기 제어부는, 적어도 상기 좌측 포켓, 상기 우측 포켓 및 상기 중앙 포켓 중 어느 하나 이상을 선택하여 작동 매체를 번갈아가면서 차별적으로 공급하도록 상기 작동 매체 공급장치에 교번 제어 신호를 인가하는 것인 배지 혼합 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 작동 매체는, 적어도 에어, 가스, 물, 기름 및 이들의 조합 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어지는 것인 배지 혼합 장치.
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제 1 항에 있어서,
상기 온도조절장치는, 적어도 열판이나 열선을 포함하는 히터, 열전소자, 냉매가 순환될 수 있는 수냉식 열교환기, 자연대류나 송풍팬을 이용할 수 있는 공랭식 열교환기 및 이들의 조합 중 어느 하나 이상을 선택하여 이루어지는 것인 배지 혼합 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 배지 주머니의 중량을 측정하는 중량 측정 센서;
상기 배지 주머니의 온도를 측정하는 온도 측정 센서;
산소 측정 센서를 이용하여 상기 배지 주머니에 수용된 배지에 포함된 산소의 농도를 측정하고, 상기 배지 주머니에 설치된 산소 공급관을 이용하여 배지에 산소를 공급하는 산소 공급 장치;
산도 측정 센서를 이용하여 상기 배지 주머니에 수용된 배지의 산도를 측정하고, 상기 배지 주머니에 설치된 산염기 공급관을 이용하여 배지에 산기성 물질 또는 염기성 물질을 공급하는 산염기 공급 장치; 및
영양분 측정 센서를 이용하여 상기 배지 주머니에 수용된 배지의 영양분 농도를 측정하고, 상기 배지 주머니에 설치된 영양분 공급관을 이용하여 배지에 영양분을 공급하는 영양분 공급 장치;
를 더 포함하고,
상기 신축성 포켓을 이용하여 상기 배지를 혼합하면서 동시에, 상기 중량 측정 센서, 상기 온도 측정 센서, 상기 산소 공급 장치, 상기 산염기 공급 장치, 및 상기 영양분 공급 장치 중 적어도 어느 하나 이상을 이용하여 상기 배지의 세포를 배양하는, 배지 혼합 장치.
배지를 수용할 수 있는 외피;
상기 외피의 내부에 설치되고, 작동 매체 공급관을 통해서 외부로부터 공급되는 작동 매체의 압력을 이용하여 상기 배지를 혼합할 수 있는 적어도 하나 이상의 신축성 포켓;
상기 외피의 내부에 설치되고, 전원선을 통해서 외부로부터 전원을 공급받아 상기 배지를 가열할 수 있는 히터;
상기 외피에 설치되고, 내부 에어 압력을 조절하는 압력조절구;
상기 외피에 설치되고, 내부의 배지를 외부로 샘플링할 수 있도록 설치되는 샘플링튜브;
상기 외피에 설치되고, 상기 배지에 산소를 공급하는 산소 공급관;
상기 외피에 설치되고, 상기 배지에 산기성 물질 또는 염기성 물질을 공급하는 산염기 공급관; 및
상기 외피에 설치되고, 상기 배지에 영양분을 공급하는 영양분 공급관;
을 포함하고,
상기 신축성 포켓을 이용하여 상기 배지를 혼합하면서 동시에, 상기 압력조절구, 상기 샘플링튜브, 상기 산소 공급관, 상기 산염기 공급관, 및 상기 영양분 공급관 중 적어도 어느 하나 이상을 이용하여 상기 배지의 세포를 배양하는, 배지 혼합 주머니.
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