KR20020065128A - 세포 배양기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세포의 배양액에 충분한 공기를 공급하면서도 배양액 내에 거품이 발생하지 않도록 하는 세포 배양기에 관한 것으로, 배양액의 높이를 조절하기 위한 다수의 배양액 조절관(11)이 착설되어 있는 배양판(1)과 상기 배양판(1)을 받쳐주기 위한 받침턱(22)이 다수개의 배양판(1)을 수용할 수 있도록 형성되어 있으며, 일측으로는 걸림고리(211)와 고정핀(212)에 의하여 착탈이 가능하고 역시 다수개의 받침턱(22)이 형성되어 있는 개구바(21)의 개폐에 의하여 배양판(1)의 수납 및 인출이 가능하며 공기노즐(23)이 다단으로 형성되어 있으며 상기 개구바(21)를 고정하여 주기 위한 고정홈(24) 및 결착구(25)를 갖는 배양용기 재치대(2)와 상기 배양용기 재치대(2)를 수용하며 상부가 개구되어 뚜껑(4)과 결합시 뚜껑(4)을 경고하게 고정할 수 있는 잠금고리(31)와 내부로부터 배양액을 배출하기 위한 배양액 배출구(32)를 갖는 외통(3)과 상기 외통(3)의 상단에 재치되고 외통내에서 배양시 및 공급되어 사용된 공기를 배출하기 위한 에어벤트(41), 배양액을 내부에 설치된 배양판에 공급하기 위한 배양액 주입구(42) 및 배양시 공기노즐을 통하여 배양액에 공기를 공급하기 위한 공기주입구(43)를 갖는 뚜껑(4)으로 구성된 것을 특징으로 하는 배양기를 제공한다.

Description

세포 배양기{A cell cultivating device}

본 발명은 세포의 배양시 거품이 발생하지 않는 세포 배양기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 세포의 배양액에 충분한 공기를 공급하면서도 배양액 내에 거품이 발생하지 않도록 하는 세포 배양기에 관한 것이다.

미생물의 액체 배양은 실험실에서 소규모로 배양하는 경우에는 삼각플라스크가 주로 사용되며, 삼각플라스크내에 소량의 멸균 배양액을 넣고 상기 멸균배양액에 증식시키고자 하는 미생물을 접종한 다음 일정한 온도로 유지되는 쉐이킹 인큐베이터(shaking incubator)의 내에서 흔들어주면서 배양하는 방법을 사용하며, 이때 배양액의 용량은 용기 용량의 대략 1/5 정도를 넣어주며 대부분이 1리터 미만인 경우에 주로 사용된다.

그러나, 배양용량이 5리터 이상이 되는 경우에는 실험실내에서 단일의 용기를 이용하여 배양을 한다고 하는 것은 문제가 있어, 비교적 많은 량의 배양을 하고자 하는 경우에는 일반적으로 퍼먼터(fermenter)라고 하는 배양기를 별도로 구입하여 사용하고 있으나, 그 설치 비용이 고가일 뿐만 아니라, 균생장과 더불어 주입되는 공기에 의하여 거품의 발생량이 많아지게 되어 사용되고 남은 공기를 배출하고자 하는 에어벤트를 통하여 배양액이 배출되어 배양기의 주변을 오염시키는 문제를 야기 시킨다.

따라서, 공기의 주입으로 부터 발생되는 거품을 제거하기 위하여 배양액에는 소포제가 첨가되어야 하나, 소포제의 첨가는 세포의 배양 및 세포의 배양에 따른 생성물질에 악영향을 주기도 하며, 특히 급속한 세포의 생장후 유효물질을 생성하도록 장시간 배양을 하여야 하는 경우에는 거품의 생성방지에 주의를 하여야 하는문제가 있었다.

또한, 세포막이 형성되어 있는 미생물과는 달리 세포막이 형성되어 있지 않은 동물세포를 배양하는 경우에 있어서는 일회용으로 사용되는 셀컬쳐 플라스크(cell culture flask), 배양접시(dish), 롤러버틀(Roller bottle) 등의 특정의 배양용기에 접종세포가 들어있는 배양액을 분주하여 탄산가스(CO₂)가 일정비율로 함유되어 있는 공기를 공급할 수 있도록 구성된 항온의 탄산가스인큐베이터(CO₂-incubator) 내에서 배양을 하거나, 배양용량이 많은 경우에는 교반장치가 형성되어 있는 특수하게 고안된 배양병(Culture vessel)을 이용하여 교반을 하면서 배양을 하게 되는데, 이때 동물세포의 경우에는 교반에 의하여 물리적 손상을 쉽게 받게 되므로 탄산가스와 공기를 충분하게 공급해 주어야 하는 정치배양이 요구되고 이에 적합한 배양기는 아직 개발되어 있지 않은 실정이다.

세포배양시 세포증식 및 세포증식에 따른 물질등의 생산면에서 중요한 요인들 중 최초 최적의 배양조건에서 출발하여 세포가 자라면서 물질흡수 및 에너지 대사가 이루어짐으로서 변하는 수소이온농도(pH)와 용존산소량이 가장중요하며, 수소이온농도의 변화는 배양세포의 특성에 따라 차이는 있으나 어느정도의 한계범위내에서 변화를 하는 것이어서 세포의 치사요인은 되지 않으나, 산소의 공급은 배양세포의 치사요인으로 작용하게 되므로 배양기의 내부에 적정한 산소의 공급이 이루어져야 한다.

본 발명자는 상기와 같은 문제점을 감안하여, 대량의 세포를 배양할 수 있으며, 탄산가스를 함유하는 산소의 공급이 원할하여 배양세포의 치사요인을 제거한 새로운 형태의 배양기를 제공하고자 하는 것이다.

도 1은 본 발명 배양기의 일실시예에 대한 분해사시도

도 2는 도 1로 예시된 배양기의 조립상태의 단면도

도 3은 도 2의 조립상태의 일부절개 사시도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 배양용기 11 : 배양액조절관

2 : 재치대 21 : 개구바

22 : 받침턱 23 : 공기노즐

24 : 고정홈 25 : 결착구

26 : 공기주입관 211 : 걸림고리

212 : 고정핀 3 : 통체

31 : 잠금고리 32 : 배양액 배출구

4 : 뚜껑 41 : 에어벤트

42 : 배양액 주입구 43 : 공기주입구

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명은 배양액의 높이를 조절하기 위한 다수의 배양액 조절관(11)이 착설되어 있는 배양판(1)과 상기 배양판(1)을 받쳐주기 위한 받침턱(22)이 다수개의 배양판(1)을 수용할 수 있도록 형성되어 있으며, 일측으로는 걸림고리(211)와 고정핀(212)에 의하여 착탈이 가능하고 역시 다수개의 받침턱(22)이 형성되어 있는 개구바(21)의 개폐에 의하여 배양판(1)의 수납 및 인출이 가능하며 공기노즐(23)이 다단으로 형성되어 있으며 상기 개구바(21)를 고정하여 주기 위한 고정홈(24) 및 결착구(25)를 갖는 배양용기 재치대(2)와 상기 배양용기 재치대(2)를 수용하며 상부가 개구되어 뚜껑(4)과 결합시 뚜껑(4)을 경고하게 고정할 수 있는 잠금고리(31)와 내부로부터 배양액을 배출하기 위한 배양액 배출구(32)를 갖는 외통(3)과 상기 외통(3)의 상단에 재치되고 외통내에서 배양시 및 공급되어 사용된 공기를 배출하기 위한 에어벤트(41), 배양액을 내부에 설치된 배양판에 공급하기 위한 배양액 주입구(42) 및 배양시 공기노즐을 통하여 배양액에 공기를 공급하기 위한 공기주입구(43)를 갖는 뚜껑(4)으로 구성된 것을 특징으로 하는 배양기를 제공함으로서 달성될 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 배양기를 일 실시예로 도시된 도 1 내지 도 3에 의하여 보다 상세히 설명하기로 하나, 본 발명이 도 1 내지 도 3에 의하여 제한되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 배양기의 조립 및 분해를 설명하기 위한 분해사시도로서 본 발명의 배양기는 배양용기 재치대(2)의 개구바(21)가 열려있는 상태에서 배양용기 재치대(2)에 형성되어 있는 받침턱(22)를 이용하여 받침턱(22)의 상단에 배양액 조설관(11)이 형성되어 있는 배양판(1)을 가지런히 재치시킨 다음, 고정홈(24)과 개구바(21)에 형성된 고정핀(212)을 끼워 결합하고 걸림고리(211)와 결착구(25)로서 견고하게 고정한 후, 외통(3)의 내부로 배양판(1)이 수납된 배양용기 재치대(2)를 넣고, 뚜껑(4)에 형성된 공기주입구(43)와 배양용기 재치대(2)의 공기노즐(23)이 연결되도록 하여 외통(3)에 형성되어 있는 다수개의 걸림고리(31)를 이용하여 뚜껑(4)를 고정시켜 줌으로서 간단하게 조립될 수 있다.

상기와 같은 방법에 의하여 조립된 배양기는 도 2에 도시되어 있는 바와 같은 상태로 조립을 한 다음, 뚜껑(4)에 형성되어 있는 배양액 주입구(42)를 통하여 증식하고자 하는 세포가 들어 있는 배양액을 주입하면 재치대(2)의 최상단에 재치되어 있는 배양용기(1)에 배양액이 공급되고, 배양용기(1)의 용량을 초과하는 배양액은 배양액조절관(11)을 통하여 그 하부에 놓여진 배양용기(1)로 공급되어 진다.

상기와 같은 순서에 따라 최하단에 설치되어 있는 배양용기(1)까지 채워지며, 배양용기(1)에 채워지는 배양액의 량은 배양용기(1)의 용량을 계산하여 주입하면 되는 것이다.

배양액이 채워진 배양기는 뚜껑(4)에 형성되어 있는 공기주입구(43)를 통하여 탄산가스를 함유하는 공기를 배양기의 내부로 시간당 필요한 량을 속도로 계산하여 주입시키면 각단에 설치되어 있는 공기노즐(23)을 통과하여 배양액의 표면으로 분사되며, 사용후 잔량 및 배양과정에서 발생되는 가스는 뚜껑(4)의 상부에 설치되어 있는 에어벤트(41)을 통하여 외기로 방출되는 것이다.

상기와 같은 방법에 의하여 충분한 시간동안 배양된 배양물은 상기에서 설명한 조립과 역순으로 해체하여 배양용기(1)로 부터 회수할 수도 있으며, 외통(3)에 형성되어 있는 배양액 배출구(32)를 통하여 수거할 수도 있다.

즉, 본 발명의 배양기는 다단으로 형성된 접시 형상의 배양용기(1)에 비교적 얇게 펼쳐진 상태에서 공기노즐(23)을 통하여 공급되는 공기와의 접촉이 용이하여 별도의 공기공급을 배양액의 하부로 부터 공급할 필요가 없으며, 또 교반을 필요로 하지 않게 되어 배양액에 거품의 형성이 없는 상태에서 세포의 배양을 할 수 있어 소포제의 첨가가 필요 없게 되는 것이다.

도 1 및 도 2로서 예시하고 상기에서 설명한 본 발명의 배양기는 기 설명한 바와 같이 일 실시예로서 이에 대한 변형이 가능한 것으로 예를 들면, 도 3으로 도시되어 있는 바와 같이 뚜껑의 상부에 형성되어 있는 공기주입구(43), 배양액 주입구(42) 및 에어벤트(43)에는 각각 멸균필터를 설치할 수도 있고, 상기 도 1 및 도 2에서는 공기주입구(43)으로 부터 공급되는 공기를 재치대(2)의 일측으로 별도 형성된 공기주입관(26)과 연결되어 공기노즐(23)로 공급되는 것으로 되어 있으나, 공기주입관(26)을 별도로 설치하지 아니하고 재치대(2)를 관체로 형성하여 그 내부로 공기가 통하도록 하고 재치대(2)에 공기노즐(23)을 바로 결합시킬 수도 있는 것이다.

또, 본 발명의 배양기는 필요에 따라 통체(3)의 외부 및 뚜껑(4)의 외부로 보온처리를 할 수도 있으며, 온도계, 압력계 등을 부착하여 사용할 수도 있을뿐만 아니라, 배양판(1) 및 외통(3)의 형상을 다각형으로 할 수도 있고, 배양액의 주입구(42) 또는 공기주입구(43)을 외통에 설치하여 사용할 수도 있는 것이다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 배양기는 위에서 설명한 바와 같이, 다단으로 형성된 접시 형상의 배양용기(1)에 비교적 얇게 펼쳐진 상태에서 공기노즐(23)을 통하여 공급되는 공기와의 접촉이 용이하여 별도의 공기공급을 배양액의 하부로 부터 공급할 필요가 없으며, 또 교반을 필요로 하지 않게 되어 배양액에 거품의 형성이 거의 없는 상태에서 세포의 배양을 할 수 있어 소포제의 첨가가 필요 없게 되는 장점을 지니고 있어, 대량의 세포를 배양할 수 있으며, 공기 또는 탄산가스를 함유하는 산소의 공급이 원할하여 배양세포의 치사요인을 제거한 새로운 배양기를 제공하는 유용한 발명인 것이다.

Claims (3)

1. 배양액의 높이를 조절하기 위한 다수의 배양액 조절관(11)이 착설되어 있는 배양판(1)과 상기 배양판(1)을 받쳐주기 위한 받침턱(22)이 다수개의 배양판(1)을 수용할 수 있도록 형성되어 있으며, 일측으로는 걸림고리(211)와 고정핀(212)에 의하여 착탈이 가능하고 역시 다수개의 받침턱(22)이 형성되어 있는 개구바(21)의 개폐에 의하여 배양판(1)의 수납 및 인출이 가능하며 공기노즐(23)이 다단으로 형성되어 있으며 상기 개구바(21)를 고정하여 주기 위한 고정홈(24) 및 결착구(25)를 갖는 배양용기 재치대(2)와 상기 배양용기 재치대(2)를 수용하며 상부가 개구되어 뚜껑(4)과 결합시 뚜껑(4)을 경고하게 고정할 수 있는 잠금고리(31)와 내부로부터 배양액을 배출하기 위한 배양액 배출구(32)를 갖는 외통(3)과 상기 외통(3)의 상단에 재치되고 외통내에서 배양시 및 공급되어 사용된 공기를 배출하기 위한 에어벤트(41), 배양액을 내부에 설치된 배양판에 공급하기 위한 배양액 주입구(42) 및 배양시 공기노즐을 통하여 배양액에 공기를 공급하기 위한 공기주입구(43)를 갖는 뚜껑(4)으로 구성된 것을 특징으로 하는 배양기.
2. 청구항 1에 있어서, 뚜껑(4)에 형성되어 있는 에어벤트(41), 및 공기주입구(43)에 멸균필터(44)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 배양기.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 공기주입구(43)과 연결되어 공기노즐(23)을 통하여 공기를 공급하는 공기공급관(26)이 재치대(2)에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 배양기.