KR20050044484A

KR20050044484A - 생물 배양 장치 및 생물 배양 방법

Info

Publication number: KR20050044484A
Application number: KR1020047007406A
Authority: KR
Inventors: 하세가와료; 스즈무라다이스케
Original assignee: 화이토칼쳐 가부시키가이샤
Priority date: 2001-11-16
Filing date: 2002-11-15
Publication date: 2005-05-12
Also published as: JP4744082B2; KR100952246B1; EP1443102A4; JPWO2003042352A1; NO20041976D0; NZ532960A; NO20041976L; US20050032206A1; WO2003042352A1; RU2364622C2; TWI308591B; AR037530A1; EP1443102B1; CN1288234C; HK1068645A1; EP1443102A1; TW200300449A; CN1589321A; CA2466992C; MY138234A

Abstract

본 발명은 (a) 배양기와 (b) 일부가 상기 배양기에 침지되어 있으며 수분 흡수능을 갖는 미세다공질체를 포함하고, 또는 (c) 일부가 상기 배양기와 접촉하여 상기 미세다공질체에 상기 배양기를 공급할 수 있는 상기 미세다공질체에 연결된 매개체를 포함하고, 여기에 상기 배양기가 상기 미세다공질체 내부의 연통 구멍을 통해 위쪽으로 이동하여 상기 미세다공질체의 표면상에 배치된 생물 조직 또는 생물 세포에 공급됨으로써, 상기 생물 조직 또는 생물 세포가 배양되는, 저류(貯溜)된 배양기와 배양 조직이 직접 접촉하고 있지 않은 생물 배양 장치 및 이를 이용한 생물 배양 방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.

Description

생물 배양 장치 및 생물 배양 방법{APPARATUS FOR CULTURING ORGANISM AND METHOD OF CULTURING ORGANISM}

본 발명은 생물 조직 또는 생물 세포용 배양 장치 및 배양 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 미세다공질체를 통해 배양기를 생물 조직 또는 생물 세포에 공급함으로써, 저류(貯溜)된 배양기와 배양 조직을 직접 접촉시키는 일없이 생물 조직 또는 생물 세포를 배양하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

근래의 바이오테크놀로지 분야의 급속한 발전에 의해, 생물의 조직 배양 기술은 특정 유전자의 발현이나 특정 인자의 대사를 해석하는 기초연구수준에서의 견지에서, 또한 희소 식물의 증식, 유전적 변이의 확대, 유용물질의 대량생산, 육종 기간의 단축, 유전자원(遺傳資源)의 유지 등의 산업수준에서의 견지에서도 매우 중요한 기술이 되고 있다.

도 1은 본 발명에 관련된 배양 장치의 한 실시 형태를 나타내는 상부 사시도,

도 2는 본 발명에 관련된 배양 장치의 별도의 실시 형태를 나타낸 상부 사시도,

도 3은 본 발명에 관련된 배양 장치의 별도의 실시 형태를 나타낸 상부 사시도,

도 4는 본 발명에 관련된 배양 장치의 별도의 실시 형태를 나타낸 상부 사시도,

도 5는 본 발명에 관련된 배양 장치의 별도의 실시 형태를 나타낸 측부 단면도,

도 6은 본 발명에 관련된 배양 장치의 별도의 실시 형태를 나타낸 측부 단면도,

도 7은 식물 호르몬을 함유한 배양기를 포함한 본 발명에 관련된 배양 장치(1)를 이용하여 발아시킨 담배(니코티아나 타바쿰(Nicotiana tabacum)) 종자를 나타낸 도면 대용 사진,

도 8은 식물 호르몬을 함유한 배양기를 포함한 본 발명에 관련된 배양 장치(1)를 이용하여 증식시킨 파종 10일째의 담배 캘러스(tabacco callus)를 나타낸 도면 대용 사진,

도 9는 식물 호르몬을 함유한 배양기를 포함한 본 발명에 관련된 배양 장치(1)를 이용하여 증식시킨 파종 26일째의 담배 캘러스를 나타낸 도면 대용 사진,

도 10은 식물 호르몬을 함유한 배양기를 포함한 본 발명에 관련된 배양 장치(1)를 이용하여 증식시킨 파종 28일째의 담배 캘러스를 나타낸 도면 대용 사진,

도 11은 식물 호르몬을 함유한 배양기를 포함한 본 발명에 관련된 배양 장치(1)를 이용하여 증식시킨 파종 32일째의 담배 캘러스를 나타낸 도면 대용 사진,

도 12는 식물 호르몬을 함유하지 않은 배양기를 포함한 본 발명에 관련된 배양 장치(1)를 이용하여 발아시킨 담배 종자를 나타낸 도면 대용 사진,

도 13은 식물 호르몬을 함유하는 배양기를 포함한 본 발명에 관련된 배양 장치(2)에 배치한 직후의 담배 유식물체(幼植物體)의 잎 및 정부(頂部)를 나타낸 도면 대용 사진,

도 14는 식물 호르몬을 함유하는 배양기를 포함한 본 발명에 관련된 배양 장치(2)에 배치하여 10일째인 담배 캘러스를 나타낸 도면 대용 사진,

도 15는 식물 호르몬을 함유하는 배양기를 포함한 본 발명에 관련된 배양 장치(2)에 배치하여 33일째인 담배 캘러스를 나타낸 도면 대용 사진,

도 16은 식물 호르몬을 함유하는 배양기를 포함한 본 발명에 관련된 배양 장치(2)에 배치하여 56일째인 담배 캘러스를 나타낸 도면 대용 사진,

도 17은 식물 호르몬을 함유하는 배양기를 포함한 본 발명에 관련된 배양 장치(1)에 배치하여 35일째인 딸기(프라가리아 칠로엔시스(Fragaria chiloensis)) 꽃밥을 나타낸 도면 대용 사진,

도 18은 본 발명에 관련된 배양 장치(2)에 식균하여 26시간 후인 사상균 우스포라·로세오플라바(Oospora reseoflava)의 균총(菌叢, fungus flora)을 나타낸 도면 대용 사진,

도 19는 본 발명에 관련된 배양 장치(2)에 식균하여 49시간 후인 사상균 우스포라·로세오플라바의 균총을 나타낸 도면 대용 사진,

도 20은 본 발명에 관련된 배양 장치(2)에 식균하여 73시간 후인 사상균 우스포라·로세오플라바의 균총을 나타낸 도면 대용 사진,

도 21은 본 발명에 관련된 배양 장치(2)에 식균하여 91시간 후인 사상균 우스포라·로세오플라바의 균총을 나타낸 도면 대용 사진,

도 22는 본 발명에 관련된 배양 장치(2)에 식균하여 10일째인 팽이버섯(Flammulina velutipes)의 균총을 나타낸 도면 대용 사진,

도 23은 본 발명에 관련된 배양 장치(2)에 식균하여 11일째인 팽이버섯의 균총을 나타낸 도면 대용 사진,

도 24는 본 발명에 관련된 배양 장치(2)에 식균하여 13일째인 팽이버섯의 균총을 나타낸 도면 대용 사진,

도 25는 본 발명에 관련된 배양 장치(2)에 식균하여 14일째인 팽이버섯의 균총을 나타낸 도면 대용 사진,

도 26은 본 발명에 관련된 배양 장치(2)에 식균하여 16일째인 팽이버섯의 균총을 나타낸 도면 대용 사진,

도 27은 본 발명에 관련된 배양 장치(2)에 접종하여 66시간째인 고초균(Bacillus subtilis)의 균총을 나타낸 도면 대용 사진,

도 28은 본 발명에 관련된 배양 장치(2)에 접종하여 109시간째인 고초균(Bacillus subtilis)의 균총을 나타낸 도면 대용 사진,

도 29는 본 발명에 관련된 배양 장치(2)의 배양기에 접종하여 55일째인 고니트리쿰·마크로클라듐(Gonytrichum macrocladum)의 균총을 나타낸 도면 대용 사진 및

도 30은 본 발명에 관련된 배양 장치(2)의 배양기에 접종하여 55일째인 고니트리쿰·마크로클라듐(Gonytrichum macrocaldum)의 균총을 나타낸 도면 대용 사진이다.

그러나, 이와 같은 조직 배양 기술 중, 한천 배지 등의 고체 배양기를 이용한 조직 배양에서는 배양기 중의 수분이나 영양분이 배양 조직에 의해 급속하게 소비되는 동시에, 배양 조직으로부터는 노폐물이 배양기 중으로 배출되기 때문에, 비교적 단기간 중에 배양 조직을 새로운 배양기에 계대하는 것이 필요했다. 또, 상기 계대 조작시에 미생물 등의 오염이 일어나는 일도 있고, 그와 같은 경우, 종래의 배양 조직과 배양기가 직접 접촉하고 있는 조직 배양계에서는 다시 그 배양계로부터 배양 조직을 용이하게 단리할 수 없다고 하는 문제점이 있었다. 또, 생균수 측정 등은 한천 평판 배지에 의한 콜로니수 측정에 의해 검체 내의 세균 등의 생균수가 측정되고 있는데, 유산균 등은 생육 pH가 산성인 경향이 강하기 때문에, 한천의 성질상 배양기를 고화시켜 한천 평판 배지로 할 수 없었다.

또, 고압, 저압, 혐기, 호기, 강산성, 강알칼리성, 고온, 저온, 고염 농도, 유기 용매중 또는 방사선조사 조건 등의 혹독한 환경하에서 생식하고 있는 미생물(호압성균, 호산성균, 호알칼리성균, 호열성균, 호냉성균, 고도 호염성균, 내유기 용매성균, 내방사선성균 등)이 발견되고 있고, 이들 미생물은 이들 혹독한 환경조건하에서도 유효하게 작용하는 효소 등의 유용물질을 생산하는 것이 알려져 있다. 따라서, 이들 미생물을 배양함으로써 상기 유용물질을 단리하여 다양한 용도로 공업적으로 이용하는 것이 고려되고, 이들 미생물의 배양에 적합하게 사용할 수 있는 배양 장치 및 배양 방법의 개발이 기대되고 있다.

본 발명자들은 상기 문제점을 감안하여 예의검토한 결과, 특정 미세다공질체를 통해 배양기를 배양 조직에 공급함으로써, 상기 문제점을 해결할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명은 제 1 태양에서, (1) (a) 배양기, (b) 일부가 상기 배양기에 침지되어 있으며 수분 흡수능을 갖는 미세다공질체, 및 (c) 상기 배양기의 적어도 일부분 및 상기 미세다공질체의 적어도 일부분을 포함하는 용기를 포함하는 생물 배양 장치로서, 상기 배양기가 상기 미세다공질체 내부의 모관력(毛管力)을 갖는 연통 구멍(communicating pore)을 통해 위쪽으로 이동하여 상기 미세다공질체의 표면에 배치(置床)된 생물 조직 또는 생물 세포에 공급됨으로써, 상기 생물 조직 또는 생물 세포를 배양하는 것을 특징으로 하는 생물 배양 장치를 제공한다.

또, 본 발명은 제 2 태양에서, (2) 상기 미세다공질체는 직립 원통형 또는 기둥형의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 (1)에 기재한 생물 배양 장치를 제공한다.

또, 본 발명은 제 3 태양에서, (3) 상기 미세다공질체는 (i) 원통형 또는 기둥형 부분 및 (ii) 상기 원통형 또는 기둥형 부분의 위쪽에 연속하고 상기 원통형 또는 기둥형 부분의 외부직경보다 큰 외부직경을 가지며, 중앙이 함몰된 냄비형 부분(상기 냄비형 부분의 일부는 그 직경 방향으로 돌출되어 있고, 용기의 개구부의 직경보다 큰 외부직경을 가짐)을 포함하고, 냄비형 부분의 돌출부의 저면과 용기의 개구부의 외주면 간의 접촉에 의해 미세다공질체가 용기에 지지되는 것을 특징으로 하는 (1) 또는 (2)기재의 생물 배양 장치를 제공한다.

또, 본 발명은 제 4 태양에서, (4) 상기 미세다공질체는 비금속 무기질 고체 재료의 소성물인 것을 특징으로 하는 (1)~(3) 중 어느 하나에 기재한 생물 배양 장치를 제공한다.

또, 본 발명은 제 5 태양에서, (5) 상기 미세다공질체는 연속 기포형 플라스틱 발포체(open-cell type plastic foam)인 것을 특징으로 하는 (1)~(3) 중 어느 하나에 기재한 생물 배양 장치를 제공한다.

또, 본 발명은 제 6 태양에서, (6) (a) 배양기, (b) 수분 흡수능을 갖는 미세다공질체, (c) 일부가 상기 배양기와 접촉하여 상기 미세다공질체에 상기 배양기를 공급할 수 있는 상기 미세다공질체에 연속된 매개체, 및 (d) 상기 배양기의 적어도 일부분 및 상기 미세다공질체의 적어도 일부분을 포함하는 용기를 포함하는 생물 배양 장치로서, 상기 매개체를 통해 공급된 상기 배양기가 상기 미세다공질체 내부의 모관력을 갖는 연통 구멍을 통해 위쪽으로 이동하여 상기 미세다공질체의 표면에 배치된 생물 조직 또는 생물 세포에 공급됨으로써, 상기 생물 조직 또는 생물 세포가 배양되는 것을 특징으로 하는 생물 배양 장치를 제공한다.

또, 본 발명은 제 7 태양에서, (7) 상기 생물 조직 또는 생물 세포는 식물, 균류, 세균의 조직 또는 세포인 것을 특징으로 하는 (1)~(6) 중 어느 하나에 기재한 생물 배양 장치를 제공한다.

또, 본 발명은 제 8 태양에서, (8) 일부가 배양기에 침지되어 있으며 수분 흡수능을 갖는 미세다공질체의 내부의 연통 구멍을 통해 배양기를 위쪽으로 이동시켜, 상기 미세다공질체의 표면에 배치한 생물 조직 또는 생물 세포에 배양기를 공급함으로써, 상기 생물 조직 또는 생물 세포를 배양하는 것을 특징으로 하는 생물 배양 방법을 제공한다.

또, 본 발명은 제 9 태양에서, (9) 상기 생물 조직 또는 생물 세포는 식물, 균류, 세균의 조직 또는 세포인 것을 특징으로 하는 (8)에 기재한 생물 배양 방법을 제공한다.

또, 본 명세서에서는 특별히 지적하지 않는한, 동물, 식물, 균류, 세균 등의 생물체 및 생물 조직을 총칭하여 생물 조직이라 하고, 상기 조직을 효소 처리 등에 의해 개개의 세포로 한 것을 생물 세포라 한다. 또, 여러 영양분, 완충제, 점도 조절제, 항생 물질, 삼투압 조정제(osmoregulatories), 효소류, 천연 물질(효모 추출물 등), 생장 조절 물질(식물 호르몬 등), 아미노산, 비타민류 등의 배지 성분을 포함하는 매체를 배양기라 한다.

본 발명의 제 1 ~ 제 9 태양에 의하면, 배양기와 생물 조직을 직접 접촉시켜 배양하는 종래의 배양계와 비교하여, 배양기가 미세다공질체를 통한 모세관 현상에 의해 필요량만 생물 조직에 공급되기 때문에, 배양기의 소비가 적게 된다.

또, 생물 조직이 배양기의 외부이고, 또한 미세다공질체 상에서 배양되기 때문에, 산소 등의 배양에 필요한 기체가 충분히 공급되기 때문에, 교반 및 진탕 등의 조작 필요성이 적어진다.

또, 생물 조직 주변에 배출되어 축적된 노폐물이 미세다공질체를 통해 배양기에도 확산되기 때문에, 생물 조직 주변의 노폐물이 희석되게 되어 필요한 계대 횟수를 줄이는 것이 가능해진다. 따라서, 상기 효과와 맞물려 계대 조작시에 일어날 수 있는 오염을 예방할 수 있고, 또 계대 조작없이 동일 배양기 안에서 장기간에 걸친 배양이 가능해진다.

또, 배양기는 미세다공질체 내부의 연통 구멍을 통해 생물 조직에 공급되기 때문에, 설령 배양기로의 미생물 등의 오염이 발생해도 생물 조직이 오염되지 않고, 또는 적어도 오염되기까지의 시간이 지연되어, 오염되기까지 생물 조직을 새로 배양계에 이동함으로써 생물 조직의 오염을 방지할 수 있다.

또, pH, 온도, 가압, 감압, 배양기 성분, 자외선, 방사선 등에 영향을 받지 않은 평판 배양이 가능해지고, 한천을 용해·고화시키는 작업없이, 멸균이 끝난 미세다공질체를 배양 용기에 넣어 배양기를 붓는 것만으로 배양이 가능해지고, 또는 배양기를 침투시킨 미세다공질체를 레토르트 파우치(retort pouch) 등의 방법으로 무균적으로 패키징함으로써, 클린 벤치(clean bench) 속까지 무균적으로 운반, 그리고 개봉하여 배양 용기에 넣음으로써, 용이하게 배양이 가능해진다.

특히 본 발명의 제 2 태양에 의하면, 간편하게 성형가능한 원통형 또는 기둥형의 형상의 미세다공질체를 이용함으로써, 당해 생물 배양 장치의 제조 비용을 낮게 억제할 수 있다.

또, 본 발명의 제 3 태양에 의하면, 상기 원통형 또는 기둥형의 미세다공질체보다 큰 직경을 갖는 냄비형 부분을 갖는 미세다공질체를 이용함으로써, 보다 장기간에 걸쳐, 또는 보다 다량의 생물 조직을 배양하는 것이 가능해진다.

또, 본 발명의 제 4 태양에 의하면, 비금속 무기질 고체 재료의 소성물을 미세다공질체에 이용함으로써, 성형성이 우수하고, 경량이며, 내구성이 우수한 생물 배양 장치를 얻는 것이 가능해진다.

또, 본 발명의 제 5 태양에 의하면, 연속 기포형 플라스틱 발포체를 미세다공질체에 이용함으로써, 보다 성형성이 뛰어나 여러가지 형상으로 형성할 수 있고, 또 경량의 미세다공질체로 할 수 있기 때문에, 본 발명의 생물 배양 장치를 보다 다양한 용도에 적용할 수 있다.

또, 상기 비금속 무기질 고체 재료의 소성물이나 연속 기포형 플라스틱 발포체는 얇게 성형할 수도 있기 때문에, 본 발명의 생물 배양 장치를 얇고 소형의 형상의 것으로 할 수 있어, 우주 정거장 내에서의 조직 배양과 같은 배양 면적 및 중량이 제한되는 조건하에서의 배양에도 적합하게 적용할 수 있다.

또 본 발명의 제 6 태양에 의하면, 미세다공질체가 배양기와 접촉하지 않아도, 매개체를 통해 배양기가 미세다공질체 및 생물 조직 등에 공급되기 때문에, 배양기가 소비되어 그 액면이 저하되어도 배양기를 계속 공급할 수 있어, 보다 장기간에 걸친 배양이 가능해진다. 또, 배양 장치의 설계상에서도 용기에 대한 미세다공질체의 상대적 위치의 융통성이 늘어나기 때문에, 용기 설계의 자유도를 개선시킬 수 있다.

또, 특히 식물, 균류, 세균의 조직 또는 세포는 동물의 조직 또는 세포에 비교하면 대사 속도 및 증식 속도가 느리다. 그 때문에, 특히 식물, 균류, 세균의 조직 또는 세포에 있어서, 종래의 한천 배지 등은 배지의 건조 등이 원인으로 배양 조직 또는 배양 세포의 수명에 비해 배지의 수명이 짧기 때문에, 단일 배지에서는 장기 배양이 불가능했다. 또, 액체 배양은 장기 배양이 가능하지만, 진탕할 필요가 있는데다가, 배양기의 교환 작업을 실행하는데 있어서는 배양 조직 또는 배양 세포의 주변환경을 격변시켜 스트레스를 줄뿐 아니라, 오염의 위험성이 있었다. 본 발명의 제 7 태양에 의하면, 순차적으로 배양기가 배양 장치의 미세다공질체에 보충되기 때문에, 매우 장기간에 걸쳐 계대나 바꿔심기(repotting) 작업없이 배양할 수 있다. 따라서, 식물, 균류, 세균의 조직 또는 세포로부터 유용물질을 추출하는데 있어서는 한번의 배양 작업에서 보다 많은 유용 물질을 보다 간편하게 얻을 수 있고, 특히 식물의 배양에서는 재분화후, 바꿔심기 작업없이 배양기를 바꾸는 것만으로 순화작업을 실행할 수 있는 배양 장치를 제공할 수 있다.

또, 본 발명의 제 8 태양에 의하면, 상기한 바와 같은 이점을 갖는 생물 배양 방법을 제공할 수 있다.

또, 특히 식물, 균류, 세균의 조직 또는 세포는 동물의 조직 또는 세포에 비하면 대사 속도 및 증식 속도가 느리다. 그 때문에, 특히 식물, 균류, 세균의 조직 또는 세포에 있어서, 종래의 한천 배지 등은 배지의 건조 등이 원인으로 배양 조직 또는 배양 세포의 수명에 비해 배지의 수명이 짧기 때문에, 단일 배지에서는 장기 배양이 불가능했다. 또, 액체 배양은 장기 배양이 가능하지만, 진탕할 필요가 있는데다가, 배양기의 교환 작업을 실행하는데 있어서는 배양 조직 또는 배양 세포의 주변 환경을 격변시켜 스트레스를 줄 뿐 아니라, 오염의 위험성이 있었다. 본 발명의 제 9 태양에 의하면, 순차적으로 배양기가 배양 장치의 미세다공질체에 보충되기 때문에, 매우 장기간에 걸쳐 계대나 바꿔심기 작업없이 배양할 수 있다. 따라서, 식물, 균류, 세균의 조직 또는 세포로부터 유용 물질을 추출하는데 있어서는 한번의 배양 작업으로 보다 많은 유용 물질을 보다 간편하게 얻을 수 있고, 특히 식물의 배양에서는 재분화후, 바꿔심기 작업없이 배양기를 바꾸는 것만으로 순화 작업을 실행할 수 있는 배양 방법을 제공할 수 있다.

다음에 본 발명에 관련된 생물 배양 장치의 실시 형태를 도 1~도 6을 참조하여 설명한다.

우선, 본 발명에 관련된 생물 배양 장치의 제 1 실시 형태는 도 1에 나타낸 바와 같이, 저류된 배양기(3)와, 당해 생물 배양 장치(1)의 저부에서 직립한 원통형의 미세다공질체(2)를 포함하고, 생물 조직 또는 생물 세포(4)를 상기 저류된 배양기에 침지되어 있지 않은 상기 미세다공질체의 표면에 배치시킴으로써 상기 생물 조직 또는 생물 세포를 증식, 탈분화, 분화, 재생, 보존, 선택, 분리, 교잡 등 할 수 있는 생물 배양 장치이다.

본 발명의 생물 배양 장치에 이용하는 배양기(3)로서는 목적으로 하는 생물 조직 또는 생물 세포를 증식, 탈분화, 분화, 재생, 보존, 선택, 분리, 교잡 등 할 수 있는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 목적에 따라 여러가지 식물 호르몬, 아미노산, 비타민류, 항생물질, 삼투압 조정제, 완충제, 천연물질(효모추출물 등), 효소류를 첨가할 수 있는, MS(Murashige-Skoog) 배지, B5 배지, W 배지, NT 배지, Kao8P 배지, LS 배지, H 배지, KC 배지, HB 배지, WPM, 카사니스(Kassanis) 배지, 닐센(Neelsen) 배지, 갈지(Galzy) 배지, 닛시닛시(Nitsh and Nitsh) 배지, 농시(農試) 배지 등의 식물 조직 배양용 배지, 목적에 따라 여러가지 아미노산 성분, 비타민류, 효소류(트립신 등), 항생물질, 삼투압 조정제, 완충제, 천연물질(효모추출물, 혈청 등)을 첨가할 수 있는, 199 배지, 이글(Eagle) 최소 필수 배지(MEM), 덜베코(dulbecco) 변법 이글 배지(DMEM), RPMI1640, Ham's F12 배지, MCDB104 배지, MCDB153 배지, ES 배지, MEM1, DEMEM1, DEMEM2 등의 동물조직 배양용 배지, 목적에 따라 여러가지 아미노산, 비타민류, 효소류, 항생물질, 삼투압 조정제, 완충제, 천연물질(효모 추출물 등)을 첨가할 수 있는, 개질된 오타(Ohta) 배지, 하마다 에비오스·포도당 배지, M 배지, MYP 배지, PDA 배지, 오타 배지, 모젤 b-배지, 웨젤스(Wessels)와 니더푸르엠(Niderpruem)의 교배용 최소 배지, 케루이쉬(Kerruish)와 다·코스타(Da Costa) 배지, 구디(Goodey)와 루세토홀(Lucetohole) 배지, 차팩(Czapek) 배지, 효모 침출(Yeast infusion) 배지, 위커햄(Wickerham) 합성 배지, MY 배지, 오트밀 배지, 개량 고로드코와(Gorodkowa) 배지, 크리스텐센 요소배지, 헨네베르그(Henneberg) 배지, 차펙-독스(Czapek-Dox) 배지, 우신스키(Uschinsky) 배지, 혐기성균 티오글리콜산염 배지, 클레인(Kleyn) 초산소다 배지, 효모완전 합성 배지(Wickerham), 숙신산-질산염배지, 고로드코와(Gorodkowa) 배지, 콘밀 배지, 질산염 배지, 포웰스(Fowells) 초산소다 배지, 린데그렌(Lindegren) 배지 등의 균류배양용 배지, 감자·자당 배지, BL 배지, CW 배지, CCFA 개량배지, B-CYEα배지, WYOα배지, DNase 배지, PS 라텍스 배지, TCBS 배지, BGLB 배지, EC 배지, CVT 한천 배지, EMB 배지, BCM O157 배지, NAC 한천 배지, OF 기초 배지, 포도당인산펩톤 배지, 러셀(Rusell) 배지, 클리글러(Kligler) 배지, TSI 배지, SIM 배지, 시몬즈·구연산나트륨 배지, 말론산염 배지, 요소 배지, 크리스텐센 요소배지, 리신철한천 배지, 리신탈탄소시험용 배지, LIM 배지, OIML 배지, VPOF 배지, SS 배지, SS-SB 배지, 맥콘키(MacConkey) 배지, DHL 배지, 브릴리안트 그린 배지, XLD 배지, 라파포트(Rappaport) 배지, 하나(Hajna)·테트라티온산염 기초 배지, 셀레나이트 기초 배지, SBG 설퍼 기초 배지, 테트라티오네이트 액체 배지, EEM 부이용배지(EEM broth), 심 침출(heart infusion) 배지, 뇌심 침출(brain heart infusion) 배지, SCD 배지, SCDLP 배지, BTB 유당 배지, 드리갈스키(Drigalski) 배지, SCDLP 부이용 배지, 유당 부이용 JP배지, 메탄균용 쇠똥, 고도 호염성 세균용 MS-1(1.5% 카사미노산, 0.01% 시스테인, 0.01% 트립토판, 0.05% 구연산 소다, 0.2% 숙신산 소다, 0.05% K₂HPO₄, 0.05% KH₂PO₄, 30.01% KNO, 2.0% MgSO₄·7H₂O, 0.005% FeSO₄·7H₂O, 22~26% NaCl), MS-2(0.5% 카사미노산, 1.0% 효모 추출물, 0.5% 펩톤, 0.3% 구연산 소다, 0.5% KCl, 2.0% MgSO₄·7H₂O, 0.005% FeSO₄·7H₂O, 25% NaCl) 및 MS-3배지(1.0% 효모 추출물, 0.5% MgCl₂·6H₂O, 0.5% NH₄Cl, 25% NaCl), 호알칼리성 고도 호염균용 MSA-4배지(1.0% 펩톤, 0.3% 구연산 소다, 2.0% MgSO₄·7H₂O, 0.2% KCl, 5.0% NaCO₃·10H₂O, 25% NaCl), 고온 호산성균용 YSG 배지, 호열성 고세균용 MH-1(증류수 1L중, 효모 추출물 1.0g, 트립톤 1.0g, NaCl 30g, MgSO₄·7H₂O 3.5g, MgCl·6H₂O 2.8g, FeSO₄·7H₂O 0.2g, KCl 0.33g, NH₄Cl 0.2g, NaBr 50mg, H₃BO ₃ 20mg, KH₂PO₄ 0.5g, SrCl·6H₂O 7.5mg, (NH₄)₂SO₄ 10mg, Na₂WO ₄·2H₂O 0.1mg, KI 50mg, CaCl·2H₂O 0.75g, NiCl·6H₂O 2mg, 레사주린(Resazurine) 1mg, 미량성분(증류수 1L중, 삼초산니트릴로 1.5g, MgSO₄·7H₂O 3g, MnSO₄·7H₂O 0.5g, NaCl 1g, ZnSO₄·7H₂O 0.18g, CuSO₄·5H₂O 10mg, KAl(SO₄)₂·7H₂O 20mg, H₃BO₃ 10mg, Na₂MoO₂·2H₂O 10mg, NiCl₂·6H₂O 25mg, Na₂SeoO₃·5H₂O 0.3mg) 10ml, Sulfer 25g, Na₂S·9H₂O 25g), MH-2(0.01% 효모 추출물, 0.01% 카사미노산, 0.1% 탄소원, 0.02% NaCl, 0.03% KH₂PO₄, 0.13% (NH₄)₂SO₄, 0.025% MgSO₄·7H₂O, 0.005% CaCl ₂·2H₂O, 글루코스) 및 MH-3 배지(증류수 1L중, 박토 펩톤(Bacto Peptone) 5g, 박토 효모 추출물 1g, FeC₅H₅O₇ 0.1g, NaCl 19.45g, MgCl 5.9g, Na₂SO₄ 3.24g, CaCl₂ 1.8g, KCl 0.55g, NaHCO ₃ 0.16g, KBr 0.08g, SrCl₂ 0.034g, H₃BO₃ 0.022g, 규산나트륨 0.004g, NaF 0.0024g, NH₄NO₃ 0.0016g, Na₂HPO₄ 0.008g, 카제인 또는 전분 10g) 등의 세균용 배지를 들 수 있다.

다음에 본 발명의 생물 배양 장치에 이용하는 수분 흡수능을 가진 미세다공질체(2)로서는 20℃에서 0.005~500배량, 바람직하게는 0.01~100배량, 더 바람직하게는 0.025~50배량, 가장 바람직하게는 0.05~5배량(중량/중량)의 물을 유지할 수 있는 수분 흡수능을 갖고, 공극직경 0.02~900㎛, 바람직하게는 0.05~80㎛, 더 바람직하게는 0.1~9㎛, 가장 바람직하게는 0.2~3㎛의 연통 구멍을, 당해 미세다공질체에 대해 0.05~1, 바람직하게는 0.2~0.4의 공극률(체적/체적)로 갖는 미세다공질이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 이와 같이, 미세다공질체 중의 공극직경이나 공극률을 조정함으로써, 바이러스, 세균, 사상균, 조류, 원생동물 등이 배양기에 오염해도 미세다공질체의 필터 효과에 의해 배양생물 조직까지 다다를 수 없거나, 또는 적어도 도달하기까지 긴 시간이 걸려, 그 동안에 상기 생물 조직을 다른 배양 장치에 옮겨서, 그 자체가 오염되는 것을 방지할 수 있다.

또, 미세다공질체는 상기 특성을 갖는 것이면 좋은데, 바람직하게는 오토클레이브 등의 고온 고압 멸균 처리나, 강알칼리성, 강산성, 고온, 저온, 고염 농도, 가압, 감압, 유기 용매, 방사선 조사 또는 중력을 가하는 등의 여러 배양 조건 또는 배양기 조건에 내성의 재질로 이루어지고, 예를 들면 10호 토, 자기 2호 토(시로야마 세라포트 주식회사), 무라카미 점토(니이가타켄산) 등의 비금속 무기질 고체 원료 등을 통상의 방법에 따라 혼련, 성형, 소성함으로써 얻을 수 있는 다공질체나, 폴리비닐알콜 발포체, 폴리우레탄 발포체, 폴리스티렌 발포체, 염화비닐수지 발포체, 폴리에틸렌 발포체, 폴리프로필렌 발포체, 페놀수지 발포체, 우레아수지 발포체 등의 연속 기포형 플라스틱 발포체 재료를 재질로 하는 것을 들 수 있다. 특히 비금속 무기질 고체 원료를 미세다공질로, 수분을 흡수 및 방출하기 쉬운 다공질체로 하는 경우에는 예를 들면 페탈라이트, 알루미나 등을 50~60중량% 함유시켜 소성하는 것이 바람직하다. 또, 일반적으로 상기 페탈라이트로서는 76.81중량%의 SiO₂, 16.96중량%의 Al₂O₃, 4.03중량%의 LiO₂, 0.26중량%의 K₂O, 1.94중량%의 불가피적 불순물을 포함하는 것이 바람직하다. 또, 비금속 무기질 고체 원료에는 분상 무기질 발포체를 함유시켜 두어도 좋다. 또, 본 발명의 생물 배양 장치에 이용하는 미세다공질체는 흡수한 경우에도 실질적으로 그 강도가 저하되지 않는, 또는 형상이 변화하지 않는 비금속 무기질로 이루어진다.

비금속 무기질 고체 원료의 성형방법으로서는 예를 들면 슬립 주조(slip casting) 성형, 압출성형, 프레스성형, 물레 성형(potter's wheel forming) 등의 당해 기술분야에서 알려져 있는 성형방법을 들 수 있는데, 특히 대량생산 및 비용삭감의 견지에서 압출성형이 바람직하다. 또, 성형후의 건조는 당해 기술분야에서 알려져 있는 통상의 방법 및 조건을 이용하여 실행할 수 있다. 이어지는 성형체의 소성은 통상 실행되고 있는 조건 및 방법이면 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 소망하는 공극을 얻기 쉬운 산화소성 등을 선택할 수 있고, 소성온도는 1000℃~2000℃, 바람직하게는 1100℃~1500℃, 보다 바람직하게는 1150~1250℃, 가장 바람직하게는 1200℃이다. 비금속 무기질 고체 원료의 소성온도가 1000℃ 미만인 경우에는 유황성분이 잔류되기 쉽고, 한편 2000℃를 넘는 경우에는 소망하는 수분 흡수성을 얻을 수 없다.

한편, 연속 기포형 플라스틱 발포체를 재질로 하는 미세다공질체의 성형방법으로서는 예를 들면 용융발포성형, 고상발포성형, 주형발포성형 등의 방법을 들 수 있다.

용융발포성형의 주된 공정은 용융혼련, 미발포 시트성형, 가열발포 또는 압출발포, 냉각, 재단 및 가공이다. 고상발포성형은 폴리머를 고상 또는 고상에 가까운 상태로 발포시킨다. 또, 주형발포성형은 액체원료(모노머 또는 올리고머)를 사용하여 대기중에 반응시키면서 주형하여 발포시킨다. 또, 연속 기포형 플라스틱폼을 발포시키기 위해서는 일반적으로 발포제가 이용된다.

또, 미세다공질체(2)는 배양목적에 따라 원통형 또는 기둥형이나, 원통형 또는 원통형과 그 위쪽에 연속하고 상기 원통형 또는 기둥형 부분의 외부직경보다 큰 외부직경을 가지며 중앙이 함몰된 냄비형 부분을 포함하는 형상, 또는 상기 냄비형 부분이 함몰된 저부에 그 표면적을 증대하는 입체적인 돌기 또는 오목부 등을 설치한 구조를 갖는다.

배양기(3)는 미세다공질체(2)의 일부와 접촉함으로써, 모세관 현상으로 미세다공질체 내부의 연통 구멍을 통해 위쪽으로 이동하고, 그 내부에 유지되며, 저류된 배양기의 외부 표면에 배치된 생물 조직 또는 생물 세포(4)에 공급됨으로써, 생물 조직의 증식, 탈분화, 분화, 재생, 보존, 선택, 분리, 교잡을 유도할 수 있다.

또, 본 발명의 실시 형태에 의해서는 배양 개시시에 저류된 배양기의 외부에 배치된 생물 조직 또는 생물 세포(4)가 저류된 배양기 중에 배양 과정에서 확대되는 경우도 있어, 상기 태양도 본 발명의 범위 내에 포함된다.

상기 배양기(3)의 적어도 일부분 및 미세다공질체(2)의 적어도 일부분을 포함하는 용기(5)는 그 개구부를 알루미늄 호일 등의 덮개(6)로 밀폐함으로써, 미세다공질체(2), 배양기(3) 및 생물 조직 또는 생물 세포(4)를 당해 용기의 외부와 차단할 수 있는 것이면 좋은데, 바람직하게는 오토클레이브 등의 고온 고압 멸균 처리나, 강알칼리성, 강산성, 고온, 저온, 고염 농도, 가압, 감압, 유기 용매, 방사선 조사 또는 중력을 가하는 등의 여러가지 배양 조건 또는 배양기 조건에 내성이고, 외부에서 배양상태를 관찰할 수 있는 재질 및 형상의 것으로, 일반적으로 유리, 플라스틱, 비닐 등의 조직 배양 용기로서 일반적으로 이용되고 있는 재질로 이루어지고, 원통형, 평저(平底) 플라스크형, 컵형, 격자형상형, 평판형, 접시형 등의 형상을 갖는다. 또, 용기 내의 분위기를 특정 기체로 치환하여 생물 조직 또는 생물 세포를 배양하는 경우나, 용기 내의 분위기를 가압하여 생물 조직 또는 생물 세포를 배양하는 경우에는 도 2에 나타낸 바와 같이, 덮개(6) 및 용기(7)에 가압·감압 조건하에서도 용기 내부를 밀폐로 유지할 수 있도록 결합할 수 있는 나사기구(8)를 설치함과 동시에, 송급관(9)을 설치할 수 있다(용기 내의 분위기를 특정 기체로 치환하는 경우에는 송급관은 2개 이상 설치한다). 또 생물 조직 또는 생물 세포에 중력을 가하여 배양하는 경우나, 배양 조직 또는 배양세포로부터 분비되는 성분을 미세다공질체로부터 회수하는 경우에는 도 3에 나타낸 바와 같이, 용기 및 덮개로서 원심관을 이용할 수도 있다.

본 발명에 관련된 생물 배양 장치를 이용하여 생물 조직을 배양하는 경우에는 통상, 이하와 같은 조작을 실행한다.

우선, 배양기(3) 및 미세다공질체(2)를 개구부(7)에서 용기(5) 내로 넣고, 용기의 개구부(7)를 알루미늄 호일, 면마개, 실리콘마개, 고무마개, 코르크마개 등의 마개(6)에 의해 밀폐하고, 배양기(3)가 미세다공질체(2) 전체에 걸쳐 흡수된 것을 확인한 후, 오토클레이브 등의 고온 고압 멸균 처리를 한다. 또는 상기 생물 배양 장치는 자외선 살균 등의 비가열 살균을 실행해도 좋다.

다음에 이 생물 배양 장치(1)를 실온까지 냉각하고, 클린 벤치 등의 무균조건하에서 마개(6)를 제거하고, 당업자에게 잘 알려져 있는 방법에 의해 미리 멸균 처리가 실시된 생물 조직 또는 생물 세포(4)를 핀셋, 피펫, 백금이, 백금침 등의 기구를 이용하여 미세다공질체(2)의 표면에 배치한다. 그 후, 개구부(7)를 마개(6)로 다시 밀폐하고, 적당한 조건하에서 배양 장치(1)를 정치(靜置)함으로써 생물 조직 또는 생물 세포(4)의 배양을 실행한다. 또, 상기한 바와 같이 본 발명의 배양 장치에서는 생물 조직 또는 생물 세포에 필요한 충분한 기체가 공급되기 때문에, 정치 배양하는 경우에 그 유리한 효과가 나타나는데, 배양목적에 따라서는 당해 장치를 진탕 또는 원심분리 등을 할 수도 있다.

또, 별도의 방법으로서 미세다공질체(2)를 넣은 용기(5)와 별도의 용기에 넣은 배양기(3)를 따로따로 각각 고온 고압 멸균 및 건열 멸균한 후에 무균조건하에서 배양기(3)를 용기(5)에 분주하여, 상기 배양기를 미세다공질체의 전체에 걸쳐 흡수시킬 수도 있다. 또, 별도의 방법으로서 미세다공질체(2)와 용기에 넣은 배양기(3)를 따로따로 각각 자외선이나 γ선 등의 살균성 광선으로 멸균한 후에 무균조건 하에서 미세다공질체(2)를 배양기가 들어간 용기에 넣어도 좋다.

또, 이 실시 형태에서는 미세다공질체(2)는 용기(5)의 저부에서 직립하여 위치하는데, 본 발명에 관련된 생물 배양 장치에서는 미세다공질체(2)는 그 일부가 배양기(3)와 접촉 내지는 그것에 침지하는 위치관계로 용기(5) 내에 배치되어 있으면 좋고, 예를 들면 용기(5)의 측부, 상부 또는 마개(6)로부터 계류되어 있어도 좋다.

또는 도 6에 나타낸 바와 같이, 폴리비닐알콜, 탄소섬유속, 유리섬유속, 흡수성 아크릴 섬유속 등으로 이루어지는 매개체(20)를 미세다공질체(12)의 하부에 설치하고, 그 매개체의 일부분을 배양기에 침지함으로써, 상기 매개체를 통해 배양기(13)를 미세다공질체에 침투시킬 수도 있다. 이와 같은 매개체(20)는 유연성을 갖는 것이 바람직하다. 그렇게 하면, 상기 매개체를 사용함으로써 매개체를 통해 배양기를 미세다공질체에 침투시킴으로써, 미세다공질체나 용기의 사이즈에 자유도를 갖게 할 수 있고, 또 상기 매개체를 사용함으로써 배양기에 포함되는 석출성의 성분을 미리 매개체에 석출시켜 미세다공질체의 구멍 안으로 석출하는 것을 예방할 수 있다. 또, 상기 미세다공질체 및 상기 매개체는 내열성, 내강알칼리성, 내강산성, 내유기 용매성, 내방사선성, 내자외선성, 내가압성, 내감압성, 내저온성 등의 배양 조건에 대한 내성이나 중력에 의해 변형되지 않는 강도를 갖는 것이 바람직하다.

본 발명의 생물 배양 장치는 금란조꽃(Ammi majus), 양파(Allium cepa), 마늘(Allium sativum), 샐러리(Apium graveolens), 아스파라거스(Asparagus officinalis), 사탕무(Beta vulgaris), 컬리플라워(Brassica oleracea var. botrytis), 싹양배추(Brassica oleracea var. gemmifera), 양배추(Brassica oleracea var. capitata), 평지(Brassica napus), 캐러웨이(Carum carvi), 국화(Chrysanthemum morifolium), 나도독미나리(Conium maculatum), 황련(Coptis japonica), 치커리(Cichorium intybus), 페포 호박(Cucurbita pepo), 흰독말풀(Datura meteloides), 당근(Daucus carota), 카네이션(Dianthus caryophyllus), 메밀(Fagopyrum esculentum), 회향(Foeniculum vulgare), 딸기(Fragaria chiloensis), 콩(Glycine max), 히아신스(Hyacinthus orientalis), 고구마(Ipomoea batatas), 상추(Lactuca sativa), 벌노랑이(Lotus corniculatus), 잔개자리(Lotus japonicus), 토마토(Lycopersicon esculentum), 알파파(Medicago sativa), 담배(Nicotiana tabacum), 벼(Oryza sativa), 파슬리(Petroselinum hortense), 완두콩(Pisum sativum), 장미(Rosa hybrida), 가지(Solanum melongena), 감자(Solanum tuberosum), 밀(Triticum aestivum), 옥수수(Zea mays) 등의 유용식물, 금어초(Antirrhinum majus), 아기장대(Arabidopsis thaliana), 크로톤(Codiaeum variegatum), 시클라멘(Cyclamen persicum), 포인세티아(Euphorbia pulcherrima), 거베라(Gerbera jamesonii), 해바라기(Helianthus annuus), 제라늄(Pelargonium hortorum), 페튜니아(Petunia hybrida), 아프리칸 바이올렛(Saintpaulia ionatha), 서양 민들레(Taraxacum officinale), 토레니아(Torenia fournieri), 토끼풀(Trifolium repens), 심비디움(Cymbidium) 등의 관상식물, 님나무(Azadirachta indica), 귤나무(Citrus), 커피나무(Coffea arabica), 유칼립투스(Eucalyptus), 고무나무(Hevea brasiliensis), 양호랑가시나무(Ilex aquifolium), 탱자나무(Poncirus trifoliata), 아몬드나무(Prunus amygdalus), 포플러(Populus canadensis), 측백나무(Biota orientalis), 삼나무(Cryptomeria japonica), 독일가문비(Picea abies), 소나무속(Pinus), 포도나무(Vitis vinifera), 사과나무(Malus pumila), 살구나무(Prunus armeniaca), 감나무(Diospyros kaki), 무화과나무(Ficus carica), 밤나무(Castanea crenata) 등의 유용수목 등의 종자, 잎, 어린 가지의 정점, 줄기, 뿌리, 꽃밥, 화사, 성장점(정아, 측아, 경정, 근단), 액아, 인편, 씨방, 배주, 배, 화분, 부정아, 부정배, 부정근 등의 식물 조직 또는 식물 세포, 인간(Homo sapiens), 일본 원숭이(Macaca fuscata), 붉은털 원숭이(Macaca muulatta), 침팬지(Pan troglodytes), 오랑우탄(Pongo pygmmaeus), 돼지(Sun scrofa), 생쥐(Mus musculus), 시궁쥐(Rattus norvegicus), 닭(Allus gallus) 등의 동물의 폐선유아세포, 표피각화세포, 멜라노사이트(melanocyte), 피부선유아세포, 기관지상피세포, 기관지평활근세포, 근위요세관상피세포, 신피질상피세포, 혈관간세포, 세기관상피세포, 성상세포, 제대혈관내피세포(an endothelial cell of unbilical cord blood vessel), 관상동맥혈관내피세포, 관상동맥혈관평활근세포, 활막세포, 대동맥 혈관내피세포, 대동맥 혈관평활근세포, 폐동맥혈관내피세포, 폐동맥혈관평활근세포, 폐미소혈관내피세포, 피부미소혈관 내피세포, 장골동맥혈관 내피세포, 신생아 포피 미소혈관내피세포, 인간두피모유두세포, 연골세포, 소 관상동맥 내피세포, 소 관상동맥 평활근세포, 닭 대동맥 평활근세포, 생쥐 뇌 미소관내피세포, 돼지 간 마크로파지(macrophage), 돼지 정소 마크로파지, 시궁쥐 대동맥 평활근세포, 시궁쥐 수염 유두세포(a rat preadipocyte), 시궁쥐 전구지방세포 등의 동물 세포, 팽이버섯(Flammlina velutipes), 표고버섯(Lentinula edodes), 느티만가닥버섯(Hypsizygus marmoreus), 잿빛만가닥버섯(Lyophyllum decastes), 맛버섯(Pholiota nameko), 두엄먹물버섯(Coprinus atramentarius), 개암버섯(Naematoloma sublateritium), 말불버섯(Lycoperdon gemmatum), 영지버섯(Ganoderma lucidum), 치마버섯(Schizophyllum commune), 느타리버섯(Pleurotus ostreatus), 잎새버섯(Grifola frondosa), 송이버섯(Tricholoma matsutake), 버들볏짚버섯(Agrocybe cylindracea), 구름버섯(Coriolus versicolor), 비단그물버섯(Suillus luteus), 큰비단그물버섯(Suillus grevillei), 황금그물버섯(Boletinus cavipes), 땅만가닥버섯(Lyophyllum shimeji), 털곰팡이(Mucor), 거미줄곰팡이(Rhizopus), 활털곰팡이(Absidia), 털곰팡이(Phycomyces), 검은곰팡이(Aspergillus niger), 누룩곰팡이(Aspergillus oryzae) 및 아스페르길루스 타마리(Aspergillus tamarii) 등의 아스페르길루스속(Aspergillus), 푸른곰팡이(Penicillium), 붉은곰팡이(Fusarium), 흙푸른곰팡이(Trichoderma), 모닐리아(Monilia) 및 효모(사카로마이세스 세레비지애(Saccharomyces cerevisiae)) 등의 균류의 균체 또는 세포, 광합성세균(로도스필룸 몰리스키아눔(Rhodospillum molischianum), 로도슈도모나스 아시도필라(Rhodopseudomonas acidophila), 로도미크로비움 바니엘리이(Rhodomicrobium vannielii), 크로마티움 비노숨(Chromatium vinosum), 티오캅사 로세오페르시키나(Thiocapsa roseopersicina), 티오페디아 로세아(Thiopedia rosea), 클로로비움 리미콜라(Chlorobium limicola), 클로로비움 패오비브리오이데스(Chlorobium phaeovibrioides), 펠로딕티온 클라트라티포르메(Pelodictyon clathratiforme), 홍색광합성세균(엑토티오로도스피라 할로필라(Ectothiorhodospira halophila))), 활주세균(마익소코쿠스 풀부스(Myxococcus fulvus), 마익소코쿠스 코랄로이데스(Myxococcus coralloides), 마익소코쿠스 스티피타투스(Myxococcus stipitatus), 마익소코쿠스 크산투스(Myxococcus xanthus)), 균초세균(스페아로틸루스 나탄스(Sphearotilus natans)), 발아세균, 부속기관을 가진 세균(하이포모나스 넵투니움(Hyphomonas neptunium), 갈리오넬라 페루기네아(Gallionella ferruginea)), 파상균(spirochetes)(스피로카에타 익테로해모라지애(Spirochaeta icterohaemorrhagiae), 스피로카에타 팔리다(Spirochaeta pallida), 스피로카에타 아우란티아(Spirochaeta aurantia)), 나선형상, 완곡형 세균, 그람음성균, 호기성 간균, 구균 (슈도모나스 플루오레센스(Pseudomonas fluorescens), 슈도모나스 아에루기노사(Pseudomonas aeruginosa), 슈도모나스 오발리스(Pseudomonas ovalis), 슈도모나스 글루코니쿰(Pseudomonas gluconicum), 크산토모나스 오리재(Xanthomonas oryzae), 글루코노박터 옥시단스(Gluconobacter oxydans)), 공중질소고정균(아조토박터 크로코쿰(Azotobacter chroococcum), 리조비움 레구미노사룸(Rhizobium leguminosarum), 리조비움 트리폴리이(Rhizobium trifolii), 리조비움 멜릴로티(Rhizobium meliloti), 리조비움 파세올리(Rhizobium phaseoli), 리조비움 자포니쿰(Rhizobium japonicum), 클로스트리듐 파스테우리아눔(Clostridium pasteurianum)), 메틸로모나다세애(Methylomonadaceae)과(메틸로모나스 메타니카(Methylomonas methanica)), 초산균(아세토박터 아세티(Acetobacter aceti)), 통성혐기성간균(에스케리치아 콜리(Escherichia coli), 엔테로박터 아에로게네스(Enterobacter aerogenes), 장티푸스균(살모넬라 티피(Salmonella typhi)), 쥐티푸스균(살모넬라 티피무리움(Salmonella typhimurium)), 장염균(살모넬라 엔테리티디스(Salmonella enteritidis)), 이질균(쉬겔라 티피무리움(Shigella typhimurium)), 영균(세라티아 마르세센스(Serratia marcescens)), 요소부페균(프로테우스 불가리스(Proteus vulgaris)), 콜레라균(비브리오 콜레라(Vibrio cholerae)), 장염 비브리오(비브리오 파라해모라이티쿠스(Vibrio parahaemolyticus))), 혐기성 세균(박테로이데스 숙시노게네스(Bacteroides succinogenes)), 호기성 구균, 구근균(황색포도상구균(스타필로코쿠스 아우레우스(Staphylococcus aureus)), 표피포도상구균(스타필로코쿠스 에피더미디스(Staphylococcus epidermidis)), 부성(腐性)포도상구균(스타필로코쿠스 사프로파이티쿠스(Staphylococcus saprophyticus)), 화농렌사구균(스트렙토코쿠스 피로게네스(Streptococcus pyogenes)), B군렌사구균(스트렙토코쿠스 아갈락티애(Streptococcus agalactiae)), 녹색렌사구균(스트렙토코쿠스 비리단스(Streptococcus viridans)), 폐렴구균(스트렙토코쿠스 뉴모니애(Streptococcus pneumoniae)), 대장렌사구균(엔테로코쿠스 패칼리스(Enterococcus faecalis)), 헤슘균(엔테로코쿠스 패키움(Enterococcus faecium)), 아븀균(엔테로코쿠스 아븀(Enterococcus avium)), 디프테리아균(코리네박테리움 디프테리애(Corynebacterium diphtheriae)), 고초균(바실루스 서브틸리스(Bacillus subtilis)), 탄저균(바실루스 안트라시스(Bacillus anthracis)), 세레우스균(바실루스 세레우스(Bacillus cereus)), 혐기성 구균(네세리아 고노로애(Nesseria gonorrhoeae)), 그람음성 무기영양형 세균(니트로소모나스 유로패아(Nitrosomonas europaea), 니트로소코쿠스 오세아니(Nitrosococcus oceani), 니트로박터 함부르겐시스(Nitrobacter hamburgensis), 니트로박터 불가리스(Nitrobacter vulgaris), 니트로박터 비노그라드스키이(Nitrobacter winogradskyi), 티오바실루스 티오옥시단스(Thiobacillus thiooxydans)), 그람양성구균(글루타민산 생산균(마이크로코쿠스 글루타미쿠스(Micrococcus glutamicus))), 스타필로코쿠스 아우레우스(Staphylococcus aureus), 스트렙토코쿠스 락티스(Streptococcus lactis), 스트렙토코쿠스 보비스(Streptococcus bovis), 스트렙토코쿠스 무탄스(Streptococcus mutans), 류코노스톡 메센테로이데스(Leuconostoc mesenteroides), 류코노스톡 락티스(Leuconostoc lactis), 페디오코쿠스 세레비지애(Pediococcus cerevisiae), 페디오코쿠스 아시딜락티시(Pediococcus acidilactici), 페디오코쿠스 펜토사세우스(Pediococcus pentosaceus), 락토바실루스 델브루에키이(Lactobacillus delbrueckii), 락토바실루스 리매(Lactobacillus rimae), 스포로락토바실루스 이눌리누스(Sporolactobacillus inulinus), 바실루스 코아굴란스(Bacillus coagulans), 바실루스 서브틸리스(Bacillu s subtilis), 바실루스 폴리믹사(Bacillus polymyxa), 바실루스 매어세란스(Bacillus maercerans), 바실루스 피크노티쿠스(Bacillus pycnoticus), 탄저균(바실루스 안트라시스(Bacillus anthracis)), 낙산균(클로스트리듐 부티륨(Clostridium butyrium)), 아세톤·부탄올균(클로스트리듐 아세토부틸리쿰(Clostridium acetobutylicum)), 클로스트리듐 스포로게네스(Clostridium sporogenes), 보툴리누스균(클로스트리듐 보툴리눔(Clostridium botulinum)), 웰시균(클로스트리듐 퍼프린겐스(Clostridium perfringens)), 파상풍균(클로스트리듐 테타니(Clostridium tetani)), 유황환원세균(데설포토마쿨룸 루미미스(Desulfotomaculum rumimis)), 유포자팔련구균(spore sarcina)(스포로사르시나 우레애(Sporosarcina ureae))), 방선균에 관련이 있는 세균(디프테리아균(코리네박테리움 디프테리애(Corynebacterium diphtheriae)), 코리네박테리움 파시안스(Corynebacterium fascians), 코리네박테리움 라타이(Corynebacterium rathayi), 코리네박테리움 세페도니쿰(Corynebacterium sepedonicum), 코리네박테리움 인시디오숨(Corynebacterium insidiosum), 코리네박테리움 플라쿰파시엔스(Corynebacterium flaccumfaciens), 악티노마이세스 보비스(Actinomyces bovis), 노카르디아 파르시니카(Nocardia farcinica), 스트렙토마이세스 그리세우스(Streptomyces griseus), 스트렙토마이세스 라메우스(Streptomyces rameus), 스트렙토마이세스 베네주엘라(Streptomyces venezuelae), 스트렙토마이세스 오미야엔시스(Streptomyces omiyaensis), 스트렙토마이세스 아우레오파시엔스(Streptomyces aureofaciens), 스트렙토마이세스 아벨라네우스(Streptomyces avellaneus), 스트렙토마이세스 루티아누스(Streptomyces lutianus), 호열성균(아에로피룸 페르닉스(Aeropyrum pernix), 아퀴펙스 애올리쿠스(Aquifex aeolicus), 아르캐오글로부스 풀기두스(Archaeoglobus fulgidus), 바실루스 써몰레오보란스(Bacillus thermoleovorans), 메타노코쿠스 잔나쉬이(Methanococcus jannaschii), 메타노터무스 페르비두스(Methanothermus fervidus), 피로바쿨룸 애로필룸(Pyrobaculum aerophilum), 피로바쿨룸 칼리디폰티스(Pyrobaculum calidifontis), 피루바쿨룸 이슬란디쿰(Pyrobaculum islandicum), 피로바쿨룸 오구니엔세(Pyrobaculum oguniense), 피로코쿠스 푸리오수스(Pyrococcus furiosus), 피로코쿠스 호리코시이(Pyrococcus horikoshii), 피로코쿠스 코다카라엔시스(Pyrococcus kodakaraensis), 피로코쿠스 신카즈(Pyrococcus shinkaj), 피로로부스 푸마리이(Pyrolobus fumarii), 로도터무스 오바멘시스(Rhodothermus obamensis), 사카로폴리스포라 렉티비르굴라(Saccharopolyspora rectivirgula), 술폴로부스 아시도칼다리우스(Sulfolobus acidocaldarius), 술폴로부스 쉬바태(Sulfolobus shibatae), 술폴로부스 쉬바태(Sulfolobus shibatae), 술폴로부스 솔파타리쿠스(Sulfolobus solfataricus), 술폴로부스 토코다이이(Sulfolobus tokodaii), 써모악티노마이세스 불가리스(Thermoactinomyces vulgaris), 써모코쿠스 켈러(Thermococcus celer), 써모코쿠스 코다카라엔시스(Thermococcus kodakaraensis), 써모코쿠스 리토랄리스(Thermococcus litoralis), 써모코쿠스 프로푼두스(Thermococcus profundus), 써모코쿠스 스트레인(Thermococcus strain), 써모플라즈마 아시도필룸(Thermoplasma acidophilum), 써모플라즈마 볼카니움(Thermoplasma volcanium), 써모토가 마리티마(Thermotoga maritima), 써모토가 네아폴리타나(Thermotoga neapolitana), 써무스 써모필루스(Thermus thermophilus)), 메탄생성균(메타노박테리움 포르미키쿰(Methanobacterium formicicum), 메타노박테리움 써모아우토트로피쿰(Methanobacterium thermoautotrophicum), 메타노브레비박터 아르보리필루스(Methanobrevibacter arboriphilus), 메타노브레비박터 루미난티움(Methanobrevibacter ruminantium), 메타노브레비박터 스미티이(Methanobrevibacter smithii), 메타노코쿠스 잔나쉬이(Methanococcus jannaschii), 메타노쿨레우스 치쿠고엔시스(Methanoculleus chikugoensis), 메타노피루스 칸들레리(Methanopyrus kandleri), 메타노새타 콘실리이(Methanosaeta concilii), 메타노사르키나 바르케리(Methanosarcina barkeri), 메타노사르키나 마제이이(Methanosarcina mazeii), 메타노스패라 스타드마니애(Methanosphaera stadmaniae), 메타노써모박터 써마우토트로피쿠스(Methanothermobacter thermautotrophicus)), 호염성균(할로아르쿨라 자포니카(Haloarcula japonica), 할로아르쿨라 마리스모르투이(Haloarcula marismortui), 할로박테리움 할로븀(Halobacterium halobium), 할로박테리움 살리나리움(Halobacterium salinarium), 할로페락스 메디테라네이(Haloferax mediterranei), 할로페락스 볼카니이(Haloferax volcanii), 할로모나스 바리아빌리스(Halomonas variabilis), 나트로노박테리움 파라오니스(Natronobacterium pharaonis), 테트라게노코쿠스 할로힐라(Tetragenococcus halohila), 비브리오 파라해모라이티쿠스(Vibrio parahaemolyticus), 비브리오 불니피쿠스(Vibrio vulnificus)), 호냉성균(코웰리아 싸이크레리트라에(Colwellia psychrerythraea), 모리텔라 마리나(Moritella marina), 예르시니아 엔테로콜리티카(Yersinia enterocolitica), 예르시니아 슈도투버쿨로시스(Yersinia pseudotuberculosis), 세와넬라 벤티카(Shewanella benthica)), 호압성균(모리텔라 자포니카(Moritella japonica), 모리텔라 야야노시이(Moritella yayanosii), 포토박테리움 프로푼둠(Photobacterium profundum), 세와넬라 벤티카(Shewanella benthica), 세와넬라 비올라세아(Shewanella violacea), 세와넬라 오네이덴시스(Shewanella oneidensis)), 호산성균(애로피룸 페르닉스(Aeropyrum pernix), 술폴로부스 솔파타리쿠스(Sulfolobus solfataricus), 술폴로부스 토코다이이(Sulfolobus tokodaii), 술폴로부스 아시도칼다리우스(Sulfolobus acidocaldarius), 써모플라스마 아시도필룸(Thermoplasma acidophilum)), 알리시클로바실루스 아시도칼다리우스(Alicyclobacillus acidocaldarius), 알리시클로바실루스 아시도테레스트리스(Alicyclobacillus acidoterrestris), 알리시클로바실루스 시클로헵타니쿠스(Alicyclobacillus cycloheptanicus), 티오바실루스 아시도필루스(Thiobacillus acidophilus), 아시디아누스 브리에레이(Acidianus brierleyi)), 호알칼리성균(바실루스 알칼로필루스(Bacillus alcalophilus), 바실루스 할로두란스(Bacillus halodurans), 바실루스 파스투리이(Bacillus pasturii), 엑시구오박테리움 아우란티아쿰(Exiguobacterium aurantiacum)), 방사선 내성균(데이노코쿠스 라디오두란스(Deinococcus radiodurans), 미크로코쿠스 라디오두란스(Micrococcus radiodurans), 바실루스 세레우스(Bacillus cereus)), 시즈오카켄의 유전에서 채취된 석유대사세균 HD-1주(CO₂ 고정형 석유합성·분해세균), TK-122주 및 유기용매 내성세균(슈도모나스 푸티다(Pseudomonas putida) IH-2000주) 등의 세균의 배양에 이용할 수 있다. 구체적인 배양방법으로서는 당해 기술분야에서 알려져 있는 어느 배양도 가능하지만, 식물을 대상으로 하는 경우에는 예를 들면 식물 조직의 탈분화(캘러스화) 및 재분화, 약배양(葯培養), 경정점배양(莖頂点培養), 원형질배양, 보호배양법, 컨디셔닝 배양법, 동위원소 경합법, 직접표식법, 씨방배양법, 배주배양법, 배배양법, 화분배양법, 동조배양법, 배치배양법, 클론세포배양법, 종배양법, 고밀도 배양법, 공존배양법 등을 들 수 있다. 또, 균류를 대상으로 하는 경우에는 예를 들면 버섯 자실체의 줄기, 줄기 상부, 주름, 갓 등의 부분에서의 분리배양, 포자분리배양, 토양·공중 등에서의 분리배양, 분리완료 균주 등에서의 계대배양 등을 들 수 있다. 또, 동물을 대상으로 하는 경우에는 소화관상피세포배양, 간세포배양, 인간표피각화세포배양, 혈관내피세포배양, 신세포배양, 췌장랑게르한스섬 세포배양, 섬유아 세포배양, 근육세포배양, 골수세포배양, 암세포배양, 신경세포배양, 기관지상피 세포배양, 신경세포주의 분화배양, 혈액세포주의 분화배양, 배간세포의 분화배양, 간암세포주의 분화배양 등을 들 수 있다. 또, 세균을 대상으로 하는 경우에는 예를 들면 분위기로서 질소, 이산화탄소 등을 이용하는 혐기배양, 공기, 고압산소 등을 이용하는 호기배양, 강알칼리성 하에서의 배양, 강산성 하에서의 배양, 고온도하에서의 배양, 저온도 하에서의 배양, 고염 농도 하에서의 배양, 대기압을 넘는 기압의 분위기 중에서 실행하는 가압배양, 감압배양, 유기 용매 중에서의 배양, 방사선 조사하에서의 배양, 원심분리기에 걸쳐 중력을 부가하면서 실행하는 배양 등을 수 있다. 또, 이들 조건의 둘 이상을 조합하여 배양할 수도 있다.

본 발명에 관련된 생물 배양 장치의 제 2 실시 형태는 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 배양기(13)와, 원통형 부분 및 그 위쪽에 연속하는 상기 원통형 부분의 외부직경보다도 큰 외부직경을 갖는 냄비형 부분으로 이루어진 미세다공질체(12)를 포함하고, 생물 조직(14)을 중앙이 함몰된 냄비형 부분의 저부(15)에 배치시킴으로써 증식, 탈분화, 분화, 재생, 보존, 선택, 분리, 교잡 등을 유도할 수 있는 생물 배양 장치(11)이다. 원통형 부분과 냄비형 부분으로 이루어지는 미세다공질체(12)는 냄비형 부분의 직경방향에 돌출한 부분(16)의 저부(17)가 용기 개구부의 외주면과 접촉함으로써, 용기(18)에 지지됨과 동시에 용기 내부를 밀폐한다. 또, 미세다공질체의 냄비형 부분(12)은 그 외부직경에 대응하는지 또는 그것보다도 큰 내부직경을 갖고, 외부로부터 배양상태를 관찰할 수 있는 재질 및 형상의 것으로, 예를 들면 페트리 접시 등의 덮개(19)를 끼워맞춤으로써 밀폐할 수 있다. 또는 냄비형 부분은 제 1 실시 형태에서 설명한 것과 같이 알루미늄 호일 등으로 간편하게 밀폐할 수도 있다. 또, 덮개(19) 및 용기(18)나 부분(16)에 가압, 감압 조건하에서도 용기 내부를 밀폐로 유지할 수 있도록 결합부, 송급관을 설치할 수도 있다. 또, 미세다공질체는 내열성, 내알칼리성, 내산성, 내가압성, 내감압성, 내유기 용매성, 내자외선성 또는 내방사선성인 것이 바람직하다.

또, 이 제 2 실시 형태에서의 배양기, 미세다공질체의 원료 및 재질, 배양대상이 될 수 있는 생물 조직 또는 생물 세포는 제 1 실시 형태의 것과 같기 때문에 설명을 생략한다.

발명을 실시하기 위한 최량의 형태

실시예

본 발명에 관련된 생물 배양 장치를 이용하여 생물 세포의 배양이 가능한 것을 명확하게 하기 위해 이하의 장치 및 시료를 이용하여 실험을 실행했다.

배양 실험 1

(1) 배양 장치

무라카미 점토(니이가타켄산)에 알루미나(Al₂O₃)를 50~60중량% 함유시켜 1250℃에서 24시간 소성시킴으로써 제조한 외부직경 1.4cm, 내부직경 0.9cm, 높이 4.5cm의 원통형의 미세다공질체를 직경 2.3cm, 높이 15cm의 유리제 평저시험관의 저부에 직립하여 설치하고, 그것에 나프탈렌초산(NAA) 및 벤질아데닌(BA)을 각각 2ppm 함유한 탈분화용 MS 액체 배양기 6ml를 분주했다. 그 후 유리제 평저 시험관의 개구부를 이중으로 한 알루미늄 호일로 밀폐했다. 시험관 내의 미세다공질체의 전체에 걸쳐 배양기가 흡수된 것을 확인하고나서, 오토클레이브(121℃, 1.2기압 가압)에서 10분간 고온 고압 멸균하고, 방냉시켜 배양 장치(1)로 했다. 또, 본 실험에서 사용한 미세다공질체는 내열성을 갖고 있다.

또, 상기 배양 장치(1)와 같은 원료 및 조건에 따라 제조한 외부직경 7.5cm, 내부직경 5.5cm 및 깊이 5.0cm의 냄비형 부분과, 외부직경 1.7cm, 내부직경 0.7cm 및 높이 4.7cm의 원통형 부분으로 이루어지고, 상기 냄비형 부분의 중앙이 함몰된 부분의 저부에 외부직경 1.5cm, 높이 4.3cm의 위쪽에 돌출한 원기둥형상형을 가진 미세다공질체를 570ml 용적의 유리제 용기에 끼워맞추고, 냄비형 부분의 개구부에 페트리 접시를 씌워 밀폐했다. 그것을 건열기(161℃)에 넣고 2시간 건열멸균했다. 한편, 나프탈렌 초산(NAA) 및 벤질아데닌(BA)을 각각 2ppm 함유한 탈분화용 MS 액체 배양기를 별도의 삼각 플라스크에 분주하고, 오토클레이브(121℃, 1.2기압 가압)에서 10분간 고온 고압 멸균했다. 다음에 무균조건하에서 미세다공질체를 조금 들어 올려 용기로부터 분리하고, 그 극간으로부터 멸균완료된 탈분화용 MS 액체 배양기 130ml를 부었다. 그 후, 미세다공질체의 전체에 걸쳐 배양기가 흡수되기까지 방치하고, 배양 장치(2)로 했다.

(2) 공시재료(供試材料)

공시재료로서 담배 SR1(Nicotiana tabacum)의 종자 및 발아 17일째의 유식물체의 잎, 직경 3mm 꽃봉오리의 딸기(Fragaria chiloensis)의 꽃봉오리내의 꽃밥을 이용했다. 이들 공시재료는 흐르는 물로 세정한 후, 70% 에탄올 중에 수초간 침지하고, 5% 차아염소산 나트륨 수용액에 10분간 침지하여 멸균 처리한 것을 이용했다. 단, 딸기 꽃봉오리내의 꽃밥에 대해서는 상기한 바와 같이 멸균 처리한 꽃봉오리로부터 무균조건하에서 분리한 것을 이용했다.

(3) 배양

무균조건하에서 배양 장치(1)로부터 알루미늄 호일을 떼어내고, 미세다공질체의 정부(頂部) 내측면에 공시재료를 배치한 후, 다시 개구부를 알루미늄 호일로 밀폐했다. 또, 같은 조건하에서 배양 장치(2)로부터 페트리 접시를 떼어내고, 미세다공질체의 냄비형 부분의 저부에 공시재료를 배치한 후, 다시 냄비형 부분의 개구부를 페트리 접시로 밀폐했다. 이와 같이 하여 배양 장치(1) 또는 배양 장치(2)에 배치한 공시재료를 26℃, 자연 일사 조건(불투명유리 너머 10cm 정도)로 정치 배양했다.

(4) 결과

(i) 담배종자

상기한 바와 같이 하여 배양 장치(1)에 배치한 담배종자의 생장 추이를 표 1 및 배치 5, 10, 26, 28 및 32일째의 상태를 각각 도 7~도 11에 나타낸다. 또, 대조로서 NAA 및 BA를 함유하지 않은 배양기로 배양한 담배종자의 생육을 도 12에 나타낸다.

파종후 경과일	담배 종자의 생장 추이
0일째	파종
5일째	발아, 뿌리는 미분화
7일째	캘러스화
10일째	캘러스 직경 0.8mm
26일째	캘러스 직경 4.3mm
28일째	캘러스 직경 5.0mm
32일째	캘러스 직경 6.6mm

(ii) 담배 유식물체의 잎

상기한 바와 같이 하여 배양 장치(2)에 배치한 담배 유식물체의 잎의 생장 추이를 표 2 및 배치직후, 10, 33 및 56일째의 상태를 각각 도 13~도 16에 나타낸다.

배치후 경과일	담배잎 및 캘러스 직경의 추이
0일째	배치, 3.1mm
10일째	캘러스 직경 4.7mm
33일째	캘러스 직경 4.9mm
56일째	캘러스 직경 5.1mm

(iii) 딸기 꽃밥

상기한 바와 같이 배양 장치(1)에 배치한 딸기 꽃밥의 생장 추이(N=29)를 표 3에 나타낸다. 또, 배치 35일째인 딸기 꽃밥의 캘러스 사진을 도 17에 나타낸다.

시료 번호 26

파종후 경과일	딸기 꽃밥의 생장 추이
0일째	배치
7일째	캘러스화
10일째	캘러스 직경 0.3mm
28일째	캘러스 직경 0.8mm
35일째	캘러스 직경 2.6mm

이들 결과로부터 본 발명의 배양 장치에 의해 식물종 또는 조직 부위에 관계없이, 기존의 한천 배지 등과 같이 식물 조직이 생장할 수 있는 것이 확인되고, 또 배양기 중의 식물 호르몬이 미세다공질체를 통해 식물 조직의 형태 형성·증식에 영향을 미치는 것이 확인되었다. 또, 딸기 꽃밥의 캘러스화율은 55.1%였다.

이것에서 본 발명의 배양 장치의 미세다공질체가 배지로서 식물 조직 등의 배양이 가능하고, 종래 배지의 불리한 점을 갖지 않고, 유리한 점을 충분히 발휘할 수 있는 것이 실증되었다.

배양 실험 2

(1) 배양 장치

배양기로서 개량한 오타 배지(물 1l에 대해 글루코스 10g, 구연산 1g, 주석산 암모늄 1g, 인산 1 칼륨 1g, 황산마그네슘 1g, 염화 칼슘 50mg, HEPES 7g을 용해한 것) 130ml를 배양 장치(2)에 넣는 것 이외에는 상기한 배양 실험 1과 같은 방법으로 실험을 실행했다.

(2) 공시재료

공시재료로서 사상균 우스포라·로세오플라바(Oospora roseoflava), 팽이버섯(Flammulina velutipes)을 이용했다.

(3) 배양

무균조건하에서 배양 장치(2)로부터 페트리 접시를 떼어내고, 미세다공질체의 냄비형 부분의 바닥 중앙부에 사상균을 백금침으로 식균한 후, 다시 냄비형 부분을 페트리 접시로 밀폐했다. 이와 같이 하여 배양 장치(2)에 식균한 사상균을 26℃, 자연 일사 조건(불투명유리 너머 10cm 정도)로 정치 배양했다.

(4) 결과

(i) 우스포라·로세오플라바(Oospora roseoflava)

상기한 바와 같이 하여 배양 장치(2)에 식균한 우스포라·로세오플라바의 번식 추이를 표 4 및 도 18~도 21에 나타낸다.

식균후 경과 시간	사상균의 번식 추이
0시간	식균
26시간	균총 직경 5.2mm
49시간	균총 직경 29.6mm
73시간	균총 직경 43.2mm
91시간	균총 직경 56.0mm

(저부 22.9mm, 내측측부 5.1mm)

(ii) 팽이버섯(Flammulina velutipes)

상기한 바와 같이 하여 배양 장치(2)에 식균한 팽이버섯 균사의 번식 추이를 표 5 및 도 22~도 26에 나타낸다.

식균후 경과 시간
0시간	식균
10일째	균총 직경 19.6mm
11일째	균총 직경 36.4mm
12일째	균총 직경 42.0mm
13일째	균총 직경 44.8mm
14일째	균총 직경 54.0mm
15일째	균총 직경 56.0mm

이들 결과로부터 본 발명의 배양 장치에 의해 균의 종류에 관계없이 균류를 번식시킬 수도 있는 것이 확인되었다.

배양 실험 3

(1) 배양 장치

배양기로서 감자·설탕 배지(두껍게 껍질을 벗긴 감자 200g을 적량의 물에 넣어 30분간 끓여 여과하고, 그 여액에 설탕 10g 및 물을 넣어 물로 1L로 조정한 것) 130ml를 배양 장치(2)에 넣는 것 이외에는 상기 배양 실험 1과 같은 방법으로 실험을 실행했다.

(2) 공시재료

공시재료로서 세균 고초균(Bacillus subtilis)을 이용했다.

(3) 배양

무균조건하에서 배양 장치(2)로부터 페트리 접시를 떼어내고, 미세다공질체의 냄비형 부분의 저부에 고초균 현탁액을 도포한 후, 다시 냄비형 부분을 페트리 접시로 밀폐했다. 이와 같이 하여 배양 장치(2)에 식균한 세균을 26℃, 자연 일사 조건(불투명유리 너머 10cm 정도)으로 정치 배양했다.

(4) 결과

상기한 바와 같이 하여 배양 장치(2)에 식균한 고초균의 번식 양자를 도 27 및 도 28에 나타내는 동시에, 하나의 콜로니에 대한 번식 추이를 표 6에 나타낸다.

식균후 경과 시간	세균의 번식 추이
0시간	식균
66시간	균총 직경 2.00mm
92시간	균총 직경 5.29mm
109시간	균총 직경 5.94mm
118시간	균총 직경 7.12mm
132시간	균총 직경 7.74mm

이 결과에서 본 발명의 배양 장치에 의해 세균을 번식시킬 수도 있는 것이 확인되었다.

오염 저지 실험

상기 배양 실험 1의 딸기 꽃밥으로 이용한 배양 장치(2) 저류부의 배양기에 사상균 고니트리쿰·마크로클라듐(Gonytrichum macrocladum)을 접종하고, 26℃, 자연 일사 조건(불투명유리 너머 10cm정도)으로 정치 배양했다. 그 결과를 도 29 및 도 30에 나타낸다.

이들 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 배양기에 접종한 사상균의 증식·신장은 접종 55일 후에도 기둥형 미세다공질부분의 하부에서 저지되어, 생물 조직을 배양하고 있는 냄비형 부분에는 도달하지 않는다. 이 결과로부터 본 발명의 배양 장치에 의해 저류부의 배양기에 사상균 등이 오염된 경우에도 상기 배양기와 생물시료와의 사이에 존재하는 미세다공질체의 필터 효과에 의해 사상균의 침입을 저지 또는 억제하고 상기 생물시료가 오염되기 전에 다른 배양 장치에 옮길 수 있고, 다시 배양을 계속할 수 있는 것이 확인되었다.

본 발명에 의하면, 배양기의 소비가 적고, 교반 및 진탕 등의 조작 필요성이 적으며, 필요한 계대회수를 줄일 수 있는 것에 의해, 계대 조작 없이 생물 조직 또는 생물 세포의 장기간에 걸친 배양이 가능하게 되고, 따라서 생물 조직 또는 생물 세포로부터 유용물질을 추출하는데 있어서는 한번의 배양작업에서 보다 많은 유용물질을 보다 간편하게 얻을 수 있고, 또 계대 조작시의 오염 및 기타 나쁜 영향을 미치는 자극(계대시의 물리적인 자극)을 예방할 수 있는 배양 장치가 제공된다. 또, 배양기의 pH, 배양 온도 등이 혹독한 조건 하에서도 배양 조건에 영향받지 않는 배양이 가능하게 된다. 또, 재료에 의해 얇고 소형으로 경량인 배양이 가능하게 된다.

Claims

(a) 배양기, (b) 일부가 상기 배양기에 침지되어 있으며 수분 흡수능을 갖는 미세다공질체, 및 (c) 상기 배양기의 적어도 일부분 및 상기 미세다공질체의 적어도 일부분을 포함하는 용기를 포함하는 생물 배양 장치로서,

상기 배양기가 상기 미세다공질체 내부의 모관력(毛管力)을 갖는 연통 구멍(communicating pore)을 통해 위쪽으로 이동하여 상기 미세다공질체의 표면에 배치된 생물 조직 또는 생물 세포에 공급됨으로써, 상기 생물 조직 또는 생물 세포가 배양되는 것을 특징으로 하는 생물 배양 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 미세다공질체는 직립 원통형 또는 기둥형의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 생물 배양 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 미세다공질체는 (i) 원통형 또는 기둥형 부분 및 (ii) 상기 원통형 또는 기둥형 부분의 위쪽에 연속하고 상기 원통형 또는 기둥형 부분의 외부직경보다 큰 외부직경을 가지며 중앙이 함몰된 냄비형 부분(상기 냄비형 부분의 일부는 그 직경 방향으로 돌출되어 있고, 용기의 개구부의 직경보다 큰 외부직경을 가짐)을 포함하고, 냄비형 부분의 돌출부의 저면과 용기의 개구부의 외주면 간의 접촉에 의해 용기에 지지되는 것을 특징으로 하는 생물 배양 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 미세다공질체는 비금속 무기질 고체 재료의 소성물인 것을 특징으로 하는 생물 배양 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 미세다공질체는 연속 기포형 플라스틱 발포체(open-cell type plastic foam)인 것을 특징으로 하는 생물 배양 장치.
(a) 배양기, (b) 수분 흡수능을 갖는 미세다공질체, (c) 일부가 상기 배양기와 접촉하여 상기 미세다공질체에 상기 배양기를 공급할 수 있는 상기 미세다공질체에 연속된 매개체, 및 (d) 상기 배양기의 적어도 일부분 및 상기 미세다공질체의 적어도 일부분을 포함하는 용기를 포함하는 생물 배양 장치로서,

상기 매개체를 통해 공급된 상기 배양기가 상기 미세다공질체 내부의 모관력을 갖는 연통 구멍을 통해 위쪽으로 이동하여 상기 미세다공질체의 표면에 배치된 생물 조직 또는 생물 세포에 공급됨으로써, 상기 생물 조직 또는 생물 세포가 배양되는 것을 특징으로 하는 생물 배양 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 생물 조직 또는 생물 세포는 식물, 균류, 세균의 조직 또는 세포인 것을 특징으로 하는 생물 배양 장치.
일부가 배양기에 침지되어 있으며 수분 흡수능을 갖는 미세다공질체의 내부의 연통 구멍을 통해 배양기를 위쪽으로 이동시켜, 상기 미세다공질체의 표면에 배치된 생물 조직 또는 생물 세포에 배양기를 공급함으로써, 상기 생물 조직 또는 생물 세포를 배양하는 것을 특징으로 하는 생물 배양 방법.
제 8 항에 있어서,

상기 생물 조직 또는 생물 세포가 식물, 균류, 세균의 조직 또는 세포인 것을 특징으로 하는 생물 배양 방법.