KR20070006838A - 이중 배양 용기 및 배양 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 가스 농도가 상이한 것이 바람직한 복수 종류의 세포를 동시에 배양하는 경우에도 복수의 인큐베이터가 필요없는 배양 용기 및 배양 방법을 제공한다. 본 발명의 이중 배양 용기(1)는, 주입·주출구(6)를 가지는 가스 투과성 배양 용기(2)와, 이 배양 용기(2)를 덮는 가스 배리어성 용기(3)와, 배양 용기(2)와 가스 배리어성 용기(3) 사이에 공간을 형성할 수 있도록 하여 배양 용기(2)를 가스 배리어성 용기(3) 내에 유지하는 접합부(12, 13)를 포함하며, 세포 또는 미생물의 배양시에 배양 용기(2)와 가스 배리어성 용기(3) 사이에 형성된 공간에 가스 조성을 제어한 가스를 수용한다.

배양, 인큐베이터, 세포, 미생물, 용기, 튜브

Description

이중 배양 용기 및 배양 방법{DOUBLE INCUBATOR AND INCUBATING METHOD}

본 발명은 세포 또는 미생물의 배양 용기 및 배양 방법에 관한 것으로서, 특히 배양액의 보존, 최적 배양 환경의 달성, 내용물 추출의 용이성이 뛰어나고, 부유 세포의 배양이나 비즈, 부직포 등의 담체를 이용한 부착 세포의 배양에 적합한 배양 용기 및 이 배양 용기를 이용한 배양 방법에 관한 것이다.

종래, 세포 배양용 배양 용기로서, 가스 투과성이 양호한 플라스틱으로 이루어진 백에 배양액을 충전한 배지가 들어있는 백이 알려져 있다. 예를 들면, 일본 실개 평 2-93999호 공보에는, 가요성 플라스틱 시트로 이루어진 자루형 본체의 상단부 중간에 살균 필터를 배치한 용매 주입 튜브와 배지 도출구를 장착하고, 자루형 본체의 내부에는 멸균된 배지가 봉입되어 있는, 배지가 들어있는 백이 개시되어 있다. 또한, 일본 실개 평 3-172169호 공보에는, 내부에 조직 배양용 배지가 수용된 통기성 조직 배양용 밀봉 용기를 비통기성 재료로 포장 밀봉하여 이루어진 것으로서, 조직 배양시에 비통기성 재료를 제거하여 사용하는 보존 겸용 조직 배양용 용기가 개시되어 있다. 또한, 일본 특개 평 4-71482호 공보에는, 가스 투과율이 큰 필름으로 이루어지고, γ선으로 멸균한 배양백(culture bag)에, 여과 멸균시킨 액체 배지를 무균적으로 충전하고, 그 충전구를 무균적으로 씰링한 후, 가스 투과 율이 작고 γ선으로 멸균한 2차 포재(包材)를 무균적으로 포장하는 액체 상태의 배지가 들어있는 배양백의 제조 방법이 개시되어 있다.

세포 배양은 통상적으로 가스 조성이 제어된 인큐베이터 내에서 행해지기 때문에, 가스 농도가 상이한 것이 바람직한 복수 종류의 세포를 동시에 배양할 때에는, 종래의 배양백에서는, 가스 농도가 모두 상이한 복수의 인큐베이터가 필요하며, 큰 공간을 필요로 하며 조작도 복잡하여 상당한 시간이 소요된다. 또한, 배양시에는, 종래의 배양백은 인큐베이터 내의 망상 선반 위에 편평한 상태로 정렬하듯이 배치되며, 겹치거나 매달 수 없으므로 큰 공간이 필요하다.

또한, 종래의 배양백은 두께가 얇아서 형상 안정성이 결여되고, 유통 과정에서 파손될 우려가 많으므로, 취급에 지극히 주의가 필요하며 번거로웠다. 상기 특허 문헌 2, 3과 같이 보존시에 외측에 비통기성 포장재를 사용하는 것일지라도, 배양백은 내부에서 뜬 상태가 되어 형상이 불안정하거나, 또는 외측 포장재에 밀착되어서 한 겹인 배양백과 큰 차이가 없는 상태가 되므로, 형상 안정성이 결여되고 유통 과정에서 파손될 우려가 있는 것은 마찬가지였다.

또한, 종래의 배양백은, 세포 배양이 완료되어 내용물을 꺼낼 때는, 배양백을 매달아서 중력에 의해 내용물을 꺼내므로, 시간이 소요되고 비능률적이다. 배양백 내에 내압(耐壓)을 가하여 꺼내려 해도 백 자체가 팽창되어 곤란했다.

본 발명은, 종래의 배양 용기에 있어서의 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 가스 농도가 상이한 것이 바람직한 복수 종류의 세포를 동시에 배양할 경우에도 복수의 상이한 인큐베이터가 필요 없으며, 배양시에 겹쳐지거나 매다는 것이 가능하여 공간을 절약할 수 있으며, 유통 과정에서 파손될 우려가 없어서 유통 용기로서 우수하며, 또한 세포 배양이 완료된 후 내용물 인출을 능률적으로 행할 수 있는 배양 용기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은, 이 배양 용기를 사용하는 세포, 미생물의 배양 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 이중 배양 용기는, 주입·주출구를 가지는 가스 투과성 배양 용기와, 상기 배양 용기를 덮는 가스 배리어성 용기와, 상기 배양 용기와 상기 가스 배리어성 용기 사이에 공간을 형성하여 상기 배양 용기를 상기 가스 배리어성 용기 내에 유지하는 배양 용기 유지 수단을 포함하며, 세포 또는 미생물의 배양시에 상기 배양 용기와 상기 가스 배리어성 용기 사이에 형성된 공간에 가스 조성을 제어한 가스를 수용하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 제1 실시 양태에서는, 상기 배양 용기 유지 수단은 상기 배양 용기를 상기 가스 배리어성 용기에 부분적으로 접합하는 수단인 이중 배양 용기이다.

본 발명의 다른 실시 양태에서는, 상기 배양 용기와 상기 가스 배리어성 용기 사이의 공간에 연통되는 가스 통구(通口)가 상기 가스 배리어성 용기에 형성되어 있는 이중 배양 용기가 제공된다.

본 발명의 또 다른 실시 양태에서는, 배양시에 상기 배양 용기의 용기벽이 실질적으로 원통형, 횡단면이 정다각형인 각통형, 구형 및 반구형 중 어느 하나로 형성되어 있는 이중 배양 용기가 제공된다.

본 발명의 또 다른 실시 양태에서는, 상기 배양 용기에 배양액을 충전·밀봉하고, 상기 배양 용기와 상기 가스 배리어성 용기 사이의 공간을 불활성 가스 또는 불활성 가스와 탄산 가스의 혼합 가스로 치환하여 이루어지는 이중 배양 용기가 제공된다.

본 발명의 또 다른 실시 양태에서는, 상기 배양 용기에 배양액을 충전·밀봉하고, 상기 배양 용기와 상기 가스 배리어성 용기 사이의 공간을 탈기(脫氣)하여 이루어지는 이중 배양 용기가 제공된다.

본 발명의 또 다른 실시 양태에서는, 상기 배양 용기에 배양액을 충전·밀봉하고, 상기 배양 용기와 상기 가스 배리어성 용기 사이의 공간에 산소 흡수제를 봉입하여 이루어지는 이중 배양 용기가 제공된다.

본 발명의 또 다른 실시 양태에서는, 상기 가스 배리어성 용기가 산소 흡수부 또는 산소 흡수층을 가지는 이중 배양 용기가 제공된다.

본 발명의 또 다른 실시 양태에서는, 주입·주출구를 가지는 가스 투과성 배양 용기와, 상기 배양 용기를 덮는 가스 배리어성 용기를 포함하는 이중 배양 용기의 상기 배양 용기와 상기 가스 배리어성 용기 사이의 공간에 가스 조성을 제어하여 배양하는 단계를 포함하는 세포 또는 미생물의 배양 방법이 제공된다.

본 발명의 또 다른 실시 양태에서는, 가스 조성을 제어한 가스를 상기 배양 용기와 상기 가스 배리어성 용기 사이의 공간에 연통되는 가스 통구로부터 주입·주출하는 배양 방법이 제공된다.

본 발명의 또 다른 실시 양태에서는, 배양 과정에서, 상기 배양 용기와 상기 가스 배리어성 용기 사이의 공간에 압착 가스를 주입함으로써 상기 배양 용기의 내용물을 추출하는 배양 방법이 제공된다.

본 발명에 의하면, 세포 배양시에 배양 용기와 가스 배리어성 용기 사이에 형성된 공간에 가스 조성을 제어한 가스를 수용하므로, 가스 농도가 상이한 것이 바람직한 복수 종류의 세포를 동시에 배양할 경우에, 이들 세포를 배양할 복수의 이중 배양 용기를 공통의 항온실에 배치하고, 필요한 가스 농도의 가스를 이들 이중 배양 용기에 주입함으로써, 복수의 인큐베이터가 필요없이, 간단히 세포를 배양할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 배양 용기와 가스 배리어성 용기 사이에 공간을 형성할 수 있도록 하여 배양 용기는 배양 용기 유지 수단에 의해 가스 배리어성 용기에 유지되어 있으므로, 배양시에 이중 배양 용기를 겹쳐서 배치해도 가스는 각 배양 용기에 침투할 수 있으며 배양에 지장을 초래하지 않는다. 또한, 배양 용기는 세로로 매달아도 용기의 형상이 변화되지 않으므로, 항온실 내에서 다수의 배양 용기를 세로로 매단 상태로 배치할 수 있으며, 종래의 배양 용기에 비하여 설치 공간을 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 배양 후 배양 용기와 가스 배리어성 용기 사이의 공간에 압착 공기 등의 압착 가스를 주입함으로써, 배양 용기 내의 내용물을 신속하게 꺼낼 수 있고, 종래의 중력에 의해 꺼내는 방법에 비해 내용물을 능률적으로 꺼낼 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시 양태에 의하면, 배양 용기는 배양시에 용기벽이 실질적으로 원통형, 횡단면이 정다각형인 각통형, 구형 및 반구형 중 어느 하나로 형성되어 있으므로, 용기 내에서 가스가 확산되는 방향이, 거의 360도의 방향에서 용기의 중심부를 향하여 가스가 확산되므로, 편평한 자루로 이루어지는 종래의 배양 용기에 비하여 용기벽 근처와 용기벽으로부터 가장 멀리 떨어진 부분에서 각각의 용존 가스의 농도차가 작아진다. 따라서, 배양 조건을 최적 배양 조건에 보다 근접시키는 것이 가능하며, 세포 등의 배양 효율 및 세포 배양의 활도(活度)를 높일 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시 양태에 의하면, 배양 용기와 가스 배리어성 용기 사이의 공간을 불활성 가스 또는 불활성 가스와 탄산 가스의 혼합 가스로 치환하거나, 또는 이 공간을 탈기함으로써, 배양액의 산화를 더 완전하게 방지하는 것이 가능하며, 배양액의 보존 기간을 연장할 수 있다. 마찬가지로, 이 공간에 산소 흡수제를 넣어 봉입하거나, 또는 가스 배리어성 용기에 산소 흡수부 또는 산소 흡수층을 형성함으로써 동일한 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이중 배양 용기의 평면도이다.

도 2는, 도 1의 A-A 단면도이다.

도 3은, 도 1의 B-B 단면 사시도이다.

도 4는 배양 용기의 평면도이다.

도 5는 전방에 부착된 가스 통구를 나타내기 위하여 가스 배리어성 용기의 일부를 잘라낸 사시도이다.

도 6은 후방에 부착된 가스 통구를 나타내는 이중 배양 용기의 단면도이다.

도 7은 용기벽의 각종 형상을 나타내는 단면도이다.

도 8은 종래의 용기와 본 발명의 이중 배양 용기를 각각 세로로 매단 상태를 나타내는 측단면도이다.

도 9는 배양 용기의 제조 방법을 나타내는 단면도이다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 배양 용기에 있어서의 배양 용기의 평면도이다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 배양 용기의 평면도이다.

도 12는 배양 용기 유지 수단의 다른 예를 나타내는 단면도이다.

도 13은 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 단면도이다.

도 14는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 단면도이다.

도 15는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 도면으로서, (a)는 단면도, (b)는 (a)의 E-E 단면 사시도이다.

도 16은 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 단면도이다.

도 17은 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 단면도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예를 설명한다.

도 1∼도 4는 본 발명에 따른 이중 배양 용기의 일 실시예를 나타내는 것으로, 도 1은 평면도, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도, 도 3은 도 1의 B-B선 단면도, 도 4는 배양 용기의 평면도이다.

이중 배양 용기(1)는, 배양 용기(2)와 가스 배리어성 용기(3)로 이루어진다.

본 발명에서는, 배양 용기(2)는 배양시에 용기벽이 실질적으로 원통형, 횡단면이 정다각형인 각통형, 구형 및 반구형 중 어느 하나로 형성되는 것이 바람직하다. 본 명세서에 있어서, 「실질적으로 원통형」이란, 단면이 도 7의 (a)에 나타낸 바와 같이 완전한 원인 원통뿐만 아니라, 도 7의 (d)에 도시한 바와 같이 다소 변형된 원형 단면 또는 타원형 단면 등 본 발명의 목적 달성을 저해하지 않을 정도로 완전한 원을 변형한 단면 형상을 포함하는 것을 의미한다. 마찬가지로, 「실질적으로 횡단면이 정다각형인 각통형」이란, 단면이 정삼각형, 정사각형(도 7의 (e)에 나타냄), 정오각형, 정육각형(도 7의 (b)에 나타냄), 정팔각형(도 7의 (c)에 나타냄) 등의 정다각형의 각통뿐만 아니라, 본 발명의 목적 달성을 저해하지 않을 정도로 이들 정다각형을 다소 변형한 횡단면 형상도 각통에 포함되는 것을 의미한다.

배양 용기(2)는, 가스 투과성이 우수한 플라스틱으로 이루어지며, 복수(도시한 예에서는 5개)의 원통(5)을 비치 매트상으로 배치하여 이루어지는 원통부(4)와, 원통부(4)의 길이 방향 양단에 연속적으로 형성된 단부(2a, 2b)를 구비하는, 전체적으로 평면에서 볼 때 직사각형의 자루 모양 용기이며, 양단부(2a, 2b)의 외측 가장자리는 각각 닫혀 있다. 단부(2a, 2b)는 평탄한 표면 형상이며, 각 원통(5)은 단부(2a, 2b)를 개재하여 상호 연통되어 있다. 단부(2a)에는 배양액, 세포, 세포 증식 인자 등의 각종 약품류 등을 위한 주입·추출구(6)가 형성되어 있으며, 배양 용기(2)의 내부와 연통되어 있다. 또한, 이러한 주입·추출구(6)는 목적에 맞게 필요한 개수만큼 설치할 수 있으며, 필요에 따라서는 접속용 튜브나 그 선단에 커넥터 등을 설치할 수 있다.

이 배양 용기(2)를 제조할 때는, 도 9에 도시한 바와 같이, 직사각형의 가요성 플라스틱 시트(7, 8)를 서로 간격을 두고 대향하도록 배치하고, 4변의 단연부(端緣部, 7a, 8a)를 열 씰(heat seal)에 의해 접합한 후, 대향하는 시트(7, 8)가 대응하는 길이 방향의 선(7b과 8b, 7c과 8c, 7d와 8d, 7e와 8e)을 따라 양쪽 시트(7, 8)를 부분적으로 열 씰링함으로써, 5개의 원통(5)으로 이루어진 원통부(4)를 형성할 수 있다.

이와 같이 가요성을 가지는 유연한 배양 용기(2)가 대향하는 벽면을 열 씰링하는 동시에 배양액을 일정 이상 충전함으로써, 배양 용기(2)에 형상 유지성을 부여할 수 있으며, 배양 용기(2)와 가스 배리어성 용기(3) 사이에서의 밀착을 방지하거나 감소시키고, 배양 용기(2)로의 가스 확산이 손상되는 것을 방지하거나 감소시킬 수 있다. 또한, 형상 유지성을 부여하는 수단으로서는, 열 씰 이외에 지그나 클립 또는 자석 등의 용기 압박 수단을 이용하여, 대향하는 가요성 용기벽을 부분적으로 접촉하도록 눌러서 행할 수 있다. 또한, 밀착을 방지 또는 감소시키는 수단으로서는, 배양 용기(2)와 가스 배리어성 용기(3) 사이의 용기벽 사이에 밀착을 방지하기 위한 부재를 개재하거나, 각 용기벽에 요철부를 형성할 수도 있다.

가스 투과성 배양 용기(2)로서는, 가스 투과성이 좋고 γ선의 멸균에 견딜 수 있는 재질의 것을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 폴리에틸렌(PE), 폴리염화비닐(PVC), 에틸렌비닐아세테이트 코폴리머(EVA), 에틸렌에틸아크릴레이트 코폴리머(EEA), 에틸렌메틸메타크릴레이트 코폴리머(EEMA), 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS)과 폴리프로필렌(PP) 또는 폴리에틸렌과의 폴리머 혼합물 등의 연질 플라스틱을 소재로 한 필름백 또는 블로우백 등의 용기이다. 그 이외에, γ선에 의하여 멸균하지 않을 경우에는, 테프론(등록 상표), 실리콘 고무, 4-메틸-1-펜텐의 단독 중합체 또는 공중합체, 부타디엔의 단독 중합체 또는 공중합체를 이용할 수 있다. 공중합체의 다른 단량체로서는, 예를 들면, 탄소수 2∼24인 α-올레핀이나 스티렌 등이 이용되며, 상기 α-올레핀의 1종 내지 2종 이상으로 이루어지는 중합체를 혼합하여 이용할 수도 있다.

도 1의 실시예에서는, 도 3에 도시한 바와 같이, 가스는 각 원통(5)의 용기벽으로부터 화살표(C) 방향 즉, 360도 방향으로부터 각 원통(5)의 중심부를 향하여 확산되므로, 용기벽 근처와 용기벽으로부터 가장 멀리 떨어진 중심부에서의 각각의 용존 가스 농도차가 작아지고, 배양 조건을 최적 배양 조건으로 근접시킬 수 있다. 또한, 배양시에는, 필요에 따라 세포를 손상시키지 않는 수준으로, 배양 용기(2)를 진탕, 요동 또는 회전 운동을 부여할 수도 있으며, 이에 의해 부유 세포 내지 미생물 배양시에 나타나는 세포나 미생물의 침강을 방지할 수 있으며, 또한 배양액의 교반을 촉진할 수 있으므로, 균일성을 유지하는 데에도 바람직하다.

배양 용기(2)의 단부(2a, 2b)의 배양 용기 길이 방향 외측 및 원통부(4)의 배양 용기 폭 방향 외측, 즉 배양 용기(2)의 4개의 변에는, 도 4에서 명확히 알 수 있는 바와 같이, 2장의 시트를 열 씰링함으로써 씰부(2c, 2d, 2e, 2f)가 형성되어 있다. 이들 씰부 중 씰부(2d)는, 후술하는 가스 배리어성 용기(3)의 가스 주출구의 형성을 방해하지 않도록, 가스 주출구 부분을 잘라낸 형상으로 형성되어 있다.

가스 배리어 용기(3)는, 내측의 배양 용기(2)와의 사이에 가스가 유통하기 위하여 충분한 공간이 형성되는 크기의 용기로서, 전체적으로 평면에서 볼 때 직사각형으로 형성되며, 그 4개의 변은 닫혀 있다. 가스 배리어성 용기(3)는, 예를 들면, 2장의 가스 배리어성 플라스틱 시트를 서로 겹치고, 중앙부를 팽창시켜서, 4개의 변에 씰부(3a, 3b, 3c, 3d)가 형성되도록 열형성하여 제조할 수 있다. 가스 배리어성 용기(3)의 일단부에는 가스 주입구(9)가, 타단부에는 가스 배출구(10)가 형성되어 있으며, 용기(3)의 내부와 연통되어 있다. 가스 주입구(9), 가스 배출구(10)는 본 발명의 가스 통구를 구성한다. 한편, 가스 통구는 주입구(9)과 배출구(10)를 겸용할 수도 있으며, 적어도 하나, 바람직하게는 2개 이상 형성한다. 또한, 배양 가스의 조성은 배양하는 세포나 미생물에 맞추어 적절하게 선택하면 된다. 또한, 배양 가스는 간헐적으로 또는 연속적으로 흐를 수 있고, 배양 가스의 압력을 조정함으로써, 압력을 가한 상태에서의 배양이나 압력을 변동시킨 상태에서의 배양이 가능하다.

가스 배리어성 용기(3)의 씰부(3a, 3b)에는, 각각 배양 용기(2)의 씰부(2c, 2d)가 개재되어 이들 씰부(2c, 2d)에 융착되어 있으며, 이에 따라 가스 배리어성 용기(3)와 배양 용기(2)의 접합부(12, 13)가 형성되어 있다. 접합부(12, 13)는 배양 용기(2)와 가스 배리어성 용기(3) 사이에 공간을 형성할 수 있도록 하여 배양 용기(2)를 가스 배리어성 용기(3) 내에서 유지하는 기능을 하며, 본 발명에 있어서의 배양 용기 유지 수단을 구성한다.

가스 통구는, 도 5에 도시한 바와 같이, 이중 배양 용기의 제조시에 가스 배리어성 용기(3)의 단부에 전방 부착으로 형성할 수도 있고, 또는 가스 통구가 형성 되어 있지 않은 이중 배양 용기의 형태로 유통시키고, 배양시에 도 6에 나타낸 바와 같이 후방 부착으로 가스 배리어성 용기(3)의 씰부 이외의 부분에 가스 통구(14)를 장착할 수도 있다.

가스 배리어성 용기(3)로서는, 단층 또는 다층의 블로우백이나 단층 또는 다층의 필름백일 수도 있으며, 특별히 제한되지 않는다. 단층의 블로우백 또는 필름백의 경우에는, 배양 용기의 표면층과 열 씰링하기 쉽고, 또한 가요성을 가지는 재질의 필름, 예를 들어 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 에틸렌-올레핀 공중합체, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체(EVA) 등으로 이루어진 플라스틱 필름인 것이 바람직하다. 특히, 용기 본체의 표면적과 동일하거나 유사한 계통의 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 산소 흡수제와의 병용이 바람직하다.

높은 배리어성을 부여할 경우에는 다층 필름으로 하는 것이 바람직하고, 가스 배리어성을 가지는 재료로서는, 예를 들면, 이축 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 이축 연신 나일론 필름 등의 단층 내지는 다층 연신 필름, 에틸렌-비닐알코올 코폴리머(EVOH), 폴리글리콜산, 방향족 폴리아미드, 폴리염화비닐리덴(PVDC) 등으로 이루어지는 필름, 각종 폴리염화비닐리덴 코팅 필름, 알루미나 증착 내지 실리카 증착 폴리에스테르 또는 폴리아미드 필름 등의 합성 수지 필름과, 상기 플라스틱 필름을 밀봉재로 한 다층 필름을 이용하는 것이 바람직하다.

이들 다층화에는, 공(共)압출 블로우 성형 이외에, 드라이 라미네이션, 샌드위치 라미네이션, 압출 라미네이션 등의 공지된 임의의 적층 방법을 적용할 수 있다.

이중 배양 용기(1)의 유통 단계에 있어서는, 배양 용기(2)와 가스 배리어성 용기(3) 사이의 공간을 불활성 가스 또는 불활성 가스와 탄산 가스의 혼합 가스로 치환하거나, 또는 이 공간을 탈기함으로써, 배양액의 보존성을 높이고 보존 기간을 연장할 수 있다. 마찬가지로, 이 공간에 산소 흡수제를 넣어 봉입하거나, 또는 가스 배리어성 용기(3)에 산소 흡수부 또는 산소 흡수층을 형성함으로써 동일한 효과를 얻을 수 있다.

산소 흡수제 또는 산소 흡수 수지로는 공지된 임의의 것을 사용할 수 있다. 예를 들면, 철계의 산소 흡수제로서는, 철 또는 철계 화합물로 이루어진 철분 및 할로겐화 금속의 혼합물이 바람직하다. 철분으로서는, 산소 흡수 반응을 일으키는 것이면 순도 등은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 환원 철분, 분무 철분, 전해 철분 등의 철분, 주철, 강재 등 각종 철의 분쇄물이나 연삭품, 탄화철, 철 카르보닐, 산화제1철, 수산화제1철, 규산철 등의 철계 화합물 등이 이용된다. 일반적으로 입자상의 것이 바람직하며, 입경은, 취급성이나, 산소 흡수층의 막 두께를 얇게 할 수 있는 것으로서, 필름 외관에 나타나는 산소 흡수제의 요철을 고려하여 1∼80μm의 범위로 하는 것이 바람직하며, 특히 1∼50μm의 범위로 하는 것이 바람직하다.

철계 산소 흡수제의 조제(助劑)인 할로겐화 금속으로서는, 예를 들면, 알칼리 금속 또는 알칼리 토류 금속의 염화물, 브롬화물 또는 요오드화물이 이용되며, 리튬, 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 칼슘, 바륨 등의 염화물 또는 요오드화물을 이용하는 것이 바람직하다. 철분 100중량부당 할로겐화 금속의 배합량은 0.1∼20중량부 가 바람직하고, 특히 0.1∼5중량부가 바람직하다. 할로겐화 금속은, 미리 철분과 혼합하여 첨가하는 것이 각각이 용이하게 분리되지 않으므로 바람직하다. 바람직한 산소 흡수제는, 철분과 할로겐화 금속을 포함하는 철분계 조성물이며, 철분에 할로겐화 금속을 부착시킨 할로겐화 금속 피복 철분계 조성물이 특히 바람직하다.

철계의 산소 흡수제는, 가스 투과성 배양 용기(2)와 이를 덮는 가스 배리어성 용기(3) 사이에 형성되는 공간 또는 이에 연결되는 공간에 부직포, 종이 등에 습윤되지 않도록 채워서 사용할 수도 있으며, 용기를 구성하는 스파우트, 캡 등 일부의 수지에 혼합할 수도 있다. 또한, 가스 배리어성 용기(3)의 임의의 층에 산소 흡수층으로서 이용할 수도 있으며, 가스 배리어성 용기(3)의 내부를 관찰할 수 있도록 하기 위하여, 가스 배리어성 용기(3)의 일면 내지 일부로 하는 것이 바람직하다.

수지에 대한 철계 산소 흡수제의 배합량은 10∼70중량%의 범위로 하는 것이 바람직하며, 10∼60중량%의 범위가 보다 바람직하다. 산소 흡수제의 배합량이 10중량%보다 낮으면, 산소 흡수 능력이 불충분해지며, 70중량%보다 높으면 사출 성형, 압축 성형, 제막(製膜) 가공 등에서의 가공이 곤란해질 수 있다. 산소 흡수층의 막 두께는 구성 재료에 상관없이 10∼1OOμm의 범위로 하는 것이 바람직하며, 20∼80μm의 범위가 특히 바람직하다. 산소 흡수층의 막 두께가 10μm보다 얇으면 필름 단위 면적당 산소 흡수제의 량이 적어지며, 충분한 산소 흡수 성능이 얻어지지 않을 수도 있다. 또한, 1OOμm보다 두꺼우면 필름 전체 두께가 두꺼워져서 취급상 불편한 경우가 있거나, 비용에 문제가 생긴다.

산소 흡수 수지로서는, 금속계의 산화 촉매와 산화성 수지 또는 산화성 유기 성분을 함유하는 것, 폴리페놀류, 아스코르빈산류 등과 염기성 물질을 함유하는 것이 사용된다.

산화성 수지 또는 산화성 유기 성분으로서는, 전이 금속계 촉매의 작용에 의해 공기 중의 산소에 의해 산화되는 수지 또는 유기 성분이다.

산화성 수지로서는, (1) 폴리프로필렌과 같이 3급 탄소를 가지는 수지, (2) 에틸렌-일산화탄소 공중합체와 같이 카르보닐기를 가지는 수지, (3) MXD6 등 벤젠환을 가지는 폴리아미드 수지, (4) 폴리부타디엔, 폴리이소프렌 및 이들 공중합체와 같이 주쇄에 불포화 이중 결합을 가지는 수지, (5) 시클로헥센기 등과 같은 불포화 이중 결합을 측쇄에 가지는 수지, (6) 폴리시클로헥산디엔 등의 환상 공역 디엔계 수지 등이 사용된다. 산화성 유기 성분으로서는, (7) 아스코르빈산, (8) 시스테인 등을 들 수 있으며, 이들은 탄산나트륨, 아세트산칼륨 등의 염기성 물질과의 공존하에서, 수분을 흡수하고 산소를 흡수한다.

금속계의 산화 촉매로서는, 철, 코발트, 니켈 등 주기율표 제VIII족 금속 화합물이 바람직하지만, 이외에 구리, 은 등(제I족), 주석, 티타늄, 지르코늄 등(제IV족), 바나듐(제V족), 크롬 등(제VI족), 망간 등(제VII족)의 금속 화합물을 들 수 있다. 이들 금속 화합물 중, 코발트 화합물은 산소 흡수 속도가 크고, 특히 바람직하다. 전이 금속 촉매는, 상기 전이 금속의 낮은 가수의 무기산염 또는 유기산염 또는 착염의 형태로 사용되는 것이 일반적이다. 이들 촉매는, 수지당 100 내지 2000ppm의 양으로 이용하는 것이 좋다.

산화성 수지 또는 산화성 유기 성분은, 철계 산소 흡수제를 이용하는 경우에 대하여, 투시성(透視性)을 손상시키지 않고 적용할 수 있는 것이 바람직하며, 가스 투과성 배양 용기(2)와 가스 배리어성 용기(3)의 한쪽 또는 양쪽의 임의의 부분 또는 전면에 산소 흡수층으로서 이용할 수 있다. 또한, 배양 용기(2)와 가스 배리어성 용기(3) 사이에 형성되는 공간 또는 이에 연결되는 공간에 위치하는 임의의 용기 구성 부재, 예를 들면, 스파우트, 캡 등의 일부의 수지에 혼합하여 이용할 수도 있다.

가스 배리어성 용기(3)에 산소 흡수층을 형성한 경우의 재료 구성 예로서는, 아래에 한정되는 것은 아니지만,

산소 흡수층(단층의 경우)

외층/산소 흡수층(2층의 경우)

외층/산소 흡수층/실런트층

외층/가스 배리어층/산소 흡수층/실런트층

외층/가스 배리어층/산소 흡수층/가스 배리어층/실런트층

등의 다양한 임의의 구성으로 할 수 있다.

본 실시예의 이중 배양 용기를 제조하는 경우에는, 필요에 따라 산소 흡수제를 봉입한 이중 배양 용기를 제조한 후 γ선 멸균(또는 자외선 멸균, 전자선 멸균, 가열 멸균)을 실시하고, 이어서 배양액을 무균 충전하고, 충전구를 무균적으로 밀봉하여 제조를 완성한다.

종래의 용기는, 배양시에 이를 매달면, 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이, 형 상이 변형되어 용기벽 근처와 용기벽으로부터 가장 떨어진 부분에서 가스 확산의 불균일성이 심해져서, 최적의 가스 조성을 달성할 수 없으므로, 이와 같이 매달 수 없으나, 상기 실시예의 이중 배양 용기는, 도 8의 (b)에 나타낸 것과 같이, 배양시에 이중 배양 용기를 세로로 매달아도 용기의 형상이 변하지 않으므로, 다수의 이중 배양 용기(1)를 세로로 매단 상태로 배치할 수 있고, 배치 공간을 감소시킬 수 있다.

도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 이중 배양 용기의 다른 실시예를 나타내며, 본 실시예에서는 주입·추출구(6a, 6b)를 형성한 배양 용기(2)를 제조한 후, 2장의 배리어재를 이용하여 도 11에 도시한 바와 같이, 배양 용기(2)를 덮도록 열 씰링하여 배리어 용기(3)를 형성하여, 이중 배양 용기(1)를 제조한다.

이 예에서는, 먼저, 주입·추출구·가스 배출구 수납부(16), 가스 주입구 수납부(17) 및 주입·추출구 수납부(18)를 형성하며, 상기 주입·추출구 수납부(18)를 포함하여 C-C로 구획된 부분(19)을 미(未)씰부로 하고, 주입·추출구(6a, 6b), 가스 주입구(9), 가스 배출구(10)를 가스 배리어성 용기(3)를 구성하는 배리어재에 의해 덮는다. 이때, 주입·추출구·가스 배출구 수납부(16) 내에 산소 흡수제를 봉입할 수도 있다. 이와 같이 함으로써, 가스 배출구(10)를 개재시키고, 용기 본체 내의 산소를 제거하는 기능을 부여할 수 있음과 동시에, 사용시에는 산소 흡수제를 제거할 수도 있다.

이어서, 이와 같이 제조한 이중 배양 용기(1) 중 하나 또는 복수를 멸균 자루에 넣고, γ선 멸균을 실시한다. 그 후, 무균 환경하에서 개봉하여, C-C에 따라 열려 있는 미씰부(19)에 있는 주입·추출구(6a)로부터 배양액을 무균 충전한 후, 무균적으로 밀봉한다. 이어서, 주입구 수납부(18)를 제외한 상태로 열 씰링하여 이중 배양 용기로 한다. 이와 같이 함으로써, 주입·추출구(6a, 6b)가 배리어재에 의해 보호되는 이점을 얻을 수 있다.

또한, 사용시에는, 추출구·가스 배출구 수납부(16)를 D-D에 따라 개봉하여 이용하며, 주입·추출구(6b)는 이미 γ선 멸균에 의해 멸균된 상태로 유지되고 있으므로 세포 등을 주입하는 때는, 외측만 소독하고 추출구(6b)는 멸균하지 않아도 되는 장점이 있다.

또한, 가스 배출구(10)를 가스 주입구(9)로서 겸용할 경우에는, 상기 가스 배주입구(9) 및 가스 주입구 수납부(17)는 형성하지 않아도 되며, 형성되어 있어도 개봉하지 않으면 된다.

상기 실시예에서는, 배양 용기 유지 수단은 접합부(12, 13)로 구성되어 있으나, 배양 용기 유지 수단은, 이러한 접합 수단에 한정되지 않고, 예를 들면, 도 12의 단면도에 도시한 바와 같이, 강성(剛性) 플라스틱으로 이루어지는 가스 배리어성 용기(3)의 내측 네 모서리에 배양 용기(2)의 외측 네 모서리에 접하여 배양 용기(2)를 지지하는 배양 용기 지지 암(15)을 용기의 길이 방향으로 형성함으로써 배양 용기(2)를 유지하도록 할 수 있으며, 요컨대 배양 용기(2)와 가스 배리어성 용기(3) 사이에 공간을 형성할 수 있도록 하여, 배양 용기(2)를 가스 배리어성 용기(3) 내에서 유지할 수 있는 수단이면 어떤 수단이라도 상관없다.

상기 실시예에서는, 배양 용기를 복수의 원통을 비치 매트 상으로 병렬로 배 치하였으나, 배양 용기는 단일의 원통으로 이루어진 것일 수도 있다. 용기벽을 각통형, 구형, 반구형으로 형성할 경우도 동일하며, 각종 변경예를 생각할 수 있다.

배양 용기 및 가스 배리어성 용기는, 각각 가요성을 가지는 유연한 플라스틱으로 이루어지는 파우치형의 것일 수 있으며, 강성을 가지는 병 등의 용기일 수도 있으며, 이들의 조합일 수도 있다.

도 13∼도 17은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 도 2와 동일 단면을 나타내는 단면도이다. 도 3의 예에서는, 배양 용기(2)는, 대향하는 벽면이 열 씰링되어, 비치 매트 상으로 되어 있으며, 형상 유지성이 부여되어 있으나, 도 13∼도 17은 배양 용기(2)가 열 씰링되지 않고, 형상 유지성이 부여되지 않은 경우를 예시하고 있다. 즉, 본 발명에서는, 배양 용기(2)와 가스 배리어성 용기(3) 사이에 공간을 형성할 수 있도록 하고, 배양 용기(2)로의 가스 확산이 손상되는 것을 방지하거나 감소시킬 수 있으며, 또한 배양 용기(2)를 가스 배리어성 용기(3) 내에 유지할 수 있는 수단이면 어떤 수단을 채용해도 되며, 도 13∼도 17은 이들 예를 나타내는 것으로서, 아래에 설명한다. 또한, 도 13∼도 17에 있어서, 도 1∼도 12의 실시예와 동일한 구성 요소는 동일한 부호로 나타내며, 그 설명을 생략한다.

도 13의 실시예에서는, 가스 배리어성 용기(3)는 강성을 가지는 플라스틱으로 이루어지는 용기이며, 가스 투과성 배양 용기(2)는 가요성이 있는 유연한 플라스틱으로 이루어지는 용기로서, 용기(2)와 용기(3)의 사이에는 부직포 등 통기성을 가지는 재료로 이루어지는 통기성 매트(17)가 깔려 있다. 이 통기성 매트(17)에 의해 양쪽 용기(2, 3) 사이에 가스 조성을 제어한 가스를 수용하기 위한 공간이 형 성되어 있다. 세포 배양 과정에서는, 세포의 증식성을 현미경 등으로 관찰하는 경우가 있으므로, 통기성 매트(17)는 반드시 전면에 형성될 필요는 없고, 일부가 결여되어 있어도 되고, 그 기능을 만족시키는 범위에서 형성되면 된다. 또한, 통기성 매트(17)가 어긋나지 않도록 가스 배리어성 용기(3)에 공지된 수단으로 접착 내지 고정해도 된다. 또한, 이 실시예에서는, 배양액 등의 주입·추출구(6)의 내측 단부(6a)는 배양 용기(2) 내에 돌출되어 있지 않으므로, 배양액을 꺼낼 때 배양액의 일부가 배양 용기(2) 내에 잔류하는 일이 없어 편리하다.

도 14의 실시예에서는, 가스 배리어성 용기(3), 배양 용기(2)의 양쪽이 모두 가요성이 있는 유연한 플라스틱으로 이루어진 용기이며, 용기(2)와 용기(3) 사이에는 통기성 매트(17)가 깔려 가스 수용 공간이 형성되어 있다. 이러한 이중 용기(1)를 세로 방향으로 매달 경우에는, 용기의 양측을 판상 또는 복수의 막대상 부재 등 강성을 가지는 부재로 이루어진 보강 지그(18)에 의해 지지함으로써, 도 8의 (b)와 동일한 효과를 얻을 수 있으며, 배양 용기(2)가 비치 매트상이 되지 않아도, 형상 유지성을 부여할 수 있다.

도 15의 (a)의 단면도 및 도 15의 (a)의 E-E 단면 사시도(가스 배리어성 용기(3)를 제거하여 나타냄)인 15(b)에 나타낸 실시예에서는, 가스 배리어성 용기(3), 배양 용기(2)의 양쪽이 모두 가요성이 있는 유연한 플라스틱으로 이루어진 용기이며, 용기(3)의 내측 평탄면 가장자리부와 용기(2)의 외측 평탄면 가장자리부 사이에는 각각 직사각형 프레임 형상의 강성을 가지는 부재와 이 프레임상 부재에 붙여진 네트(20)로 이루어진 보강 지그(19)가 개재되어 장착되어 있어서, 이 보강 지그(19)에 의해 양쪽 용기(2, 3) 사이에 가스 수용을 위한 공간이 형성되어 있다. 또한, 가스 배리어성 용기(3)의 내측과 보강 지그(19)의 외측 사이에는 간극(21)이 형성되도록, 가스 배리어성 용기(3)의 내측과 보강 지그(19)는 고정되어 있지 않으며, 용기(2, 3) 사이의 공간에 압착 공기 등의 압착 가스를 주입함으로써 배양 용기 내의 내용물을 꺼낼 경우 압착 가스의 유통을 방해하지 않도록 하고 있다.

도 16 및 도 17의 실시예에서는, 가스 배리어성 용기(3)는 일면만이 강성을 가지는 플라스틱으로 이루어지며, 타면은 가요성이 있는 유연한 플라스틱으로 이루어지는 용기이며, 가스 투과성 배양 용기(2)는 가요성이 있는 유연한 플라스틱으로 이루어지는 용기로서, 가스 배리어성 용기(3)의 강성면과 접하는 배양 용기(3) 측은 가스 배리어성 용기(3)의 내측과 밀착되어 있으며, 그 반대측 면과 가스 배리어성 용기(3)의 유연한 측의 내측 사이에만 가스를 수용하기 위한 공간이 형성되어 있다. 한편, 이들 실시예에서는 가스 배리어성 용기(3)의 양면 용기벽은 필요에 따라 가요성이 있는 유연한 것이나 강성이 있는 것을 채용할 수 있다.

본 발명은, 세포 또는 미생물의 배양 용기 및 배양 방법으로서 이용 가능하며, 특히 배양액의 보존, 최적 배양 환경의 달성, 내용물의 추출의 용이성이 우수하고, 부유 세포의 배양이나 비즈, 부직포 등의 담체를 이용한 부착 세포의 배양에 적합한 배양 용기 및 이 배양 용기를 이용한 배양 방법으로서 이용할 수 있다.

Claims (11)

1. 주입·주출구를 가지는 가스 투과성 배양 용기;

   상기 배양 용기를 덮는 가스 배리어성 용기; 및

   상기 배양 용기와 상기 가스 배리어성 용기 사이에 공간을 형성하여 상기 배양 용기를 상기 가스 배리어성 용기 내에 유지하는 배양 용기 유지 수단

   을 포함하며, 세포 또는 미생물의 배양시에 상기 배양 용기와 상기 가스 배리어성 용기 사이에 형성된 공간에 가스 조성을 제어한 가스를 수용하는 것을 특징으로 하는 이중 배양 용기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 배양 용기 유지 수단은, 상기 배양 용기를 상기 가스 배리어성 용기에 부분적으로 접합하는 수단인 것을 특징으로 하는 이중 배양 용기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 배양 용기와 상기 가스 배리어성 용기 사이의 공간에 연통되는 가스 통구(通口)가 상기 가스 배리어성 용기에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이중 배양 용기.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   배양시에 상기 배양 용기의 용기벽이, 실질적으로 원통형, 횡단면이 정다각형인 각통형, 구형 및 반구형 중 어느 하나로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이중 배양 용기.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 배양 용기에 배양액을 충전·밀봉하고, 상기 배양 용기와 상기 가스 배리어성 용기 사이의 공간을 불활성 가스 또는 불활성 가스와 탄산 가스의 혼합 가스로 치환한 것을 특징으로 하는 이중 배양 용기.
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 배양 용기에 배양액을 충전·밀봉하고, 상기 배양 용기와 상기 가스 배리어성 용기 사이의 공간을 탈기(脫氣)한 것을 특징으로 하는 이중 배양 용기.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 배양 용기에 배양액을 충전·밀봉하고, 상기 배양 용기와 상기 가스 배리어성 용기 사이의 공간에 산소 흡수제를 봉입한 것을 특징으로 하는 이중 배양 용기.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 가스 배리어성 용기가 산소 흡수부 또는 산소 흡수층을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 배양 용기.
9. 주입·주출구를 가지는 가스 투과성 배양 용기와, 상기 배양 용기를 덮는 가스 배리어성 용기를 포함하는 이중 배양 용기의 상기 배양 용기와 상기 가스 배리어성 용기 사이의 공간에 가스 조성을 제어하여 배양을 행하는 단계

   를 포함하는 배양 방법.
10. 제9항에 있어서,

    상기 배양 용기와 상기 가스 배리어성 용기 사이의 공간에 연통되는 가스 통구를 통해 가스 조성을 제어한 가스를 주입·주출하는 것을 특징으로 하는 배양 방법.
11. 제9항 또는 제10항에 있어서,

    배양 과정에 있어서, 상기 배양 용기와 상기 가스 배리어성 용기 사이의 공간에 압착 가스를 주입함으로써 상기 배양 용기의 내용물을 추출하는 것을 특징으로 하는 배양 방법.

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