KR20160035625A - 배양되는 세포의 관찰이 가능한 인큐베이터 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 세포를 배양하면서 현미경을 통해 실시간으로 세포 관찰이 가능한 인큐베이터 시스템에 관한 것으로, 세포 배양액이 유출입되는 주입구 및 배출구가 형성되고, 세포가 배양되는 인큐베이터; 인큐베이터가 결합되는 체결부가 형성되고, 열을 발생시키는 열선 및 열선의 온도를 제어하는 온도감지기가 구비된 현미경용 재물대; 및 주입구를 통해 세포 배양액을 공급하는 배양액 저장용기를 포함한다.

Description

배양되는 세포의 관찰이 가능한 인큐베이터 시스템{CELL OBSERVABLE INCUBATOR SYSTEM}
본 발명은 인큐베이터 시스템에 관한 것으로서, 특히 세포를 배양하면서 현미경을 통해 실시간으로 세포 관찰이 가능한 인큐베이터 시스템에 관한 것이다.
기존에 세포를 배양하는데 사용되는 인큐베이터는 온도, 습도, pH, 이산화탄소 양을 적절하게 유지하기 위하여 모니터링 센서, 이산화탄소 가스통, 습도 조절을 위한 물통으로 구성된다. 이러한 인큐베이터에서는 세포 배양만 할 수 있고 배양되는 세포나 조직의 변화를 실시간으로 관찰할 수 없는 문제점이 있다. 또한, 인큐베이터 설치를 위해서 대면적의 공간이 요구되는 문제점이 있다.
상기 문제점을 해결하기 위해서, 세포 배양과 동시에 세포 관찰이 가능한 인큐베이터 시스템에 관한 종래기술로 한국공개특허 제10-2002-0006498호가 있다. 상기 종래기술은 다수의 배양용기(210)가 장착되는 챔버(110); 챔버(110)의 내측에 장착되며, 플레이트(300b)와 그 상부에 연결되는 대물(330c) 및 대안렌즈(330d)로 구성되고, 대안렌즈(330d)가 제1밀봉수단(350)을 통하여 커버(200)의 외측에 돌출되도록 설치되는 현미경(300); 챔버(110)의 내측에 투입되는 공기의 온도와 습도 및 탄산가스 량을 조절하는 조절기(500)를 포함하여 구성된다.
다만, 이러한 종래기술에 의하면 세포 배양에 적합한 환경을 유지하는 챔버(110)가 대면적을 요구하고, 현미경(300)이 내측에 설치되어 배양용기(210)의 유출입이 불편한 문제점이 있다.
또한, 일반적인 현미경을 해당 인큐베이터 내에 배치시키기 어려우므로 챔버(110)에 설치되는 특수 현미경이 요구되는 문제점이 있다. 또한, 이산화탄소의 농도 및 습도 조절을 위하여 현미경 전체를 플라스틱 케이지로 감싸야 하는 문제점이 있다.
이 경우, 이산화탄소의 농도확인을 위하여 이산화탄소 가스센서, 가스 농도 조절 장치 등이 별도로 필요하게 된다. 이를 고려하면 종래의 인큐베이터 시스템은 그 구성이 복잡하고 가격이 고가인 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 배양되는 세포를 현미경을 통해 실시간으로 관찰이 가능한 인큐베이터 시스템을 제공하고자 한다. 또한, 본 발명은 저렴한 제조단가로 배양되는 세포의 관찰이 가능한 인큐베이터 시스템을 제공하고자 한다. 또한, 본 발명은 일반적으로 사용되는 현미경에 적용이 가능한 인큐베이터 시스템을 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 인큐베이터 시스템에 있어서, 세포 배양액이 유출입되는 주입구 및 배출구가 형성되고, 세포가 배양되는 인큐베이터; 인큐베이터가 결합되는 체결부가 형성되고, 열을 발생시키는 열선 및 열선의 온도를 제어하는 온도감지기가 구비된 현미경용 재물대; 및 주입구를 통해 세포 배양액을 공급하는 배양액 저장용기를 포함하고, 재물대가 구비된 현미경을 통해서 배양되는 세포의 관찰이 가능한 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 본 발명은 배출구에 연결되어 상기 인큐베이터 내부의 세포 배양액을 배출시키는 흡인 펌프를 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 인큐베이터는 세포가 배양되는 배양 공간이 중앙 내부에 형성되고, 배양 공간의 상부 외측에 상기 주입구 및 상기 배출구의 일단이 형성되며, 배양 공간의 하부 내측에 주입구 및 배출구의 타단이 형성될 수 있다. 이 경우, 배출구의 타단은 상기 주입구의 타단보다 위쪽에 형성될 수 있다.
바람직하게, 주입구 및 배출구의 타단은 배양 공간의 원주 접선 방향으로 비틀려져 형성될 수 있다.
바람직하게, 재물대는 인큐베이터가 관통되도록 중앙에 관통 홀이 형성된 상판; 및 상판의 하부측에 결합되고, 체결부와 열선과 상기 온도감지기를 구비하는 하판을 포함할 수 있다.
바람직하게, 본 발명은 세포 배양액에 이산화탄소를 용해시키기 위하여 상기 배양액 저장용기에 연결되는 이산화탄소 가스통을 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 본 발명은 세포 배양액을 배양액 저장용기로부터 인큐베이터로 유입시키는 마이크로 펌프를 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 본 발명은 배출구로부터 배출된 세포 배양액을 회수하는 폐액통을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 현미경에 배치되는 인큐베이터 및 재물대에 의해서 배양되는 세포를 관찰할 수 있는 이점이 있다.
또한 본 발명은, 인큐베이터 및 재물대가 탈부착이 가능하므로 일반 현미경에 적용이 가능한 인큐베이터 시스템을 제공하는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 세포 배양액을 공급하는 배양액 저장용기 및 재물대의 온도감지기에 의해서 인큐베이터 환경을 구현하므로 저렴한 제조단가로 배양되는 세포를 관찰할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 인큐베이터 시스템을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 인큐베이터의 단면도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 인큐베이터 및 재물대를 나타낸다.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 인큐베이터 시스템을 나타낸다. 도 1을 참조하면, 인큐베이터 시스템은, 세포 배양액이 유출입되는 주입구(103) 및 배출구(105)가 형성되고, 세포가 배양되는 인큐베이터(10); 인큐베이터(10)가 결합되는 체결부(3031)가 형성되고, 열을 발생시키는 열선(308)과 열선의 온도를 제어하는 온도감지기(309)가 구비된 현미경용 재물대(30); 및 주입구(103)를 통해서 세포 배양액을 공급하는 배양액 저장용기(50)를 포함할 수 있다.
또한 인큐베이터 시스템은, 배출구(105)에 연결되어 인큐베이터(10) 내부의 세포 배양액을 배출시키는 흡인 펌프(70); 배출된 세포 배양액을 회수하는 폐액통(60); 세포 배양액에 이산화탄소를 용해시키기 위하여 배양액 저장용기(50)에 연결되는 이산화탄소 가스통(90); 및 세포 배양액을 배양액 저장용기(50)로부터 인큐베이터(10)로 유입시키는 마이크로 펌프(80)를 더 포함할 수 있다.
인큐베이터(10)의 하면은 대물렌즈(17)를 통해서 배양되는 세포를 관찰할 수 있도록 투명한 커버슬립으로 구성되는 것이 바람직하다. 실험자는 일반 현미경(15)에 인큐베이터(10)가 결합된 재물대(30)를 배치하고, 접안렌즈(19)를 통해서 인큐베이터(10) 내부의 배양되는 세포를 관찰할 수 있다.
세포를 지속적으로 배양할 수 있도록 인큐베이터(10)는 배양액 저장용기(50)로부터 세포 배양액을 공급받는다. 세포가 배양되는 환경을 세포 배양액으로 조성하게 되는 경우, 세포 배양액의 pH의 조절 및 온도의 조절이 필요하다. 세포 배양액의 적정 온도를 조절하는 구성은 도 3을 참조하여 후술하도록 한다.
세포 배양액의 적정 pH를 유지하기 위해, 이산화탄소 가스통(90)은 세포 배양액 상에 이산화탄소를 용해시킨다. 본 실시 예로 배양액 저장용기(50)에는 약 5%의 이산화탄소 농도를 갖는 세포 배양액이 구비될 수 있다.
인큐베이터(10)의 환경을 상술한 바와 같이 세포 배양액으로 조성하게 되는 경우, 이산화탄소를 인큐베이터 내부 공간 상에 공급하게 되어 인큐베이터에 설치되어야 하는 유량 조절계, 이산화탄소 가스 센서, 가스 농도 조절 장치와 같은 별도의 장치를 요하지 않게 단다. 따라서, 본 실시 예에 따른 인큐베이터(10)는 소형으로 제작이 가능한 이점이 있다.
마이크로 펌프(80)는 압력 또는 자기장을 이용하여 배양액 저장용기(50)의 세포 배양액을 인큐베이터(10)로 수송할 수 있다.
폐액통(60)은 인큐베이터(10) 내에 과급된 세포 배양액이 배출되는 용기를 의미한다. 이 경우, 과급된 세포 배양액이 자연스럽게 폐액통(60)으로 배출되어 세포 배양액이 순환될 수 있도록 배출구(105)가 형성되며, 이와 관련 도 2를 통해 후술한다. 본 실시 예로, 과급된 세포 배양액의 배출량을 조절할 수 있도록 흡인 펌프(70)가 배출구(105)와 폐액통(60) 사이에 연결될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 인큐베이터(10)의 단면도를 나타낸다. 도 2를 참조하면, 인큐베이터(10)는 세포가 배양되는 배양 공간(101)이 중앙 내부에 형성되고, 배양 공간(101)의 상부 외측에 주입구(103)의 일단(103(a)) 및 배출구(105)의 일단(105(a))이 형성되며, 배양 공간(101)의 하부 내측에 주입구의 타단(103(b)) 및 배출구의 타단(105(b))이 형성될 수 있다.
본 실시 예로, 배출구의 타단(105(b))은 주입구의 타단(103(b))보다 위쪽에 형성되는 것이 바람직하다. 또한 본 실시 예로, 배출구(105)와 주입구(103)의 높이가 다르게 형성될 수 있으며, 배출구(105)가 주입구(103)보다 위쪽에 형성될 수 있다.
이 경우 배출관(109)이 주입관(107)보다 위쪽에 연결되게 된다. 배출관(109)이 주입관(107)보다 위쪽에 연결되게 되는 경우, 과급된 세포 배양액이 자연스럽게 배출될 수 있다.
본 실시 예로, 주입구의 일단(103(a)) 및 배출구의 일단(105(a))이 동일한 높이에 위치하게 되는 경우, 세포 배양액을 원활하게 배출하기 위해서 흡인 펌프(70)가 배출관(109)과 연결될 수 있다.
본 실시 예로, 주입구의 타단(103(b)) 및 배출구의 타단(105(b))은 배양 공간(101)의 원주 접선 방향으로 비틀려져 형성되는 것이 바람직하다. 주입구와 배출구의 끝단부가 배양 공간(101)의 원주 접선 방향으로 비틀려져 형성되는 경우, 주입관(107)을 통해 유입되는 세포 배양액이 배양 공간(101) 내에 위치한 세포에 직접적으로 전달되지 않아 보다 안정적인 세포 배양이 가능한 이점이 있다..
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 인큐베이터(10) 및 재물대(30)를 나타낸다. 도 3을 참조하면, 재물대(30)는 인큐베이터(10)가 관통되도록 중앙에 관통 홀(302)이 형성된 상판(301); 및 상판(301)의 하부측에 결합되고 체결부(3031)와 열선(308)과 온도감지기(309)를 구비하는 하판(303)을 포함할 수 있다.
체결부(3031)의 하부에는 대물렌즈(17)로 배양되는 세포의 관찰이 가능하도록 투명한 커버글라스(3033)가 배치된다. 커버글라스(3033) 및 인큐베이터(10)는 투명한 소재로 이루어짐으로써 현미경(15)의 반사경에서 조사되어지는 빛을 원활하게 통과시킬 수 있다.
다른 실시 예로, 체결부(3031)의 하부는 관통되고, 인큐베이터(10)의 커버슬립이 고정될 수 있도록 돌출 홈이 형성될 수 있다.(미도시)
열선(308)은 체결부(3031) 주위에 배치되어 체결부(3031)에 고정되는 인큐베이터(10)의 온도를 상승시킬 수 있다. 보다 상세하게, 열선(308)은 인큐베이터(10)가 체결부(3031)에 결합시 인큐베이터(10) 하부를 고르게 히팅할 수 있도록 체결부(3031)의 측벽 둘레에 감겨질 수 있다. 본 실시 예로, 열선(308)은 열을 발생시키는 장치로서, 히터코일의 형태 또는 Silicon rubber heater의 형태로 체결부(3031) 주위에 배치될 수 있다.
열선(308)에서 발생되는 열이 외부로 방출되지 않도록 상판(301)은 하판(303)의 열선(308) 및 온도감지기(309)를 덮도록 맞닿음 결합한다.
온도감지기(309)는 열선(308)에 의해 발생되는 열을 감지하여 온도가 너무 상승하거나 너무 낮게 떨어지는 것을 방지하여 배양되는 세포가 온도 변화에 민감하게 작용하지 않도록 일정한 온도를 유지시킬 수 있다. 본 실시 예로 온도는 37.0±0.5℃로 유지하는 것이 바람직하다.
체결부(3031)는 인큐베이터(10)와 대응하는 크기의 홈이 형성되어 인큐베이터(10)가 고정될 수 있다. 또는, 본 실시 예로 인큐베이터(10)의 몸통에 수나사산이 형성되고, 체결부(3031)에 이와 대응되는 암나사산이 형성되어 인큐베이터(10)가 체결부(3031)에 고정 결합될 수 있다.
상술한 본 발명의 실시 예에 의하면, 현미경(15)에 탈부착이 가능한 재물대(30)가 세포 배양에 적합한 온도를 조절하고, 재물대(30)에 고정이 가능한 인큐베이터(10)는 주입관(107) 및 배출관(109)을 통하여 세포 배양을 위한 다른 구성과 연결이 가능하다. 이 경우, 본 실시 예에 따른 인큐베이터 시스템은 일반적으로 사용되는 현미경(15)에 상기 구성을 결합하여 사용이 가능한 장점이 있다.
또한, 인큐베이터(10)는 세포 배양 환경을 조성하기 위한 장치들을 내부에 구비하지 않아 소형으로 제작이 가능하고, 재물대(30)에 분리/결합이 가능하므로 배양되는 세포를 실시간으로 관찰할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명한 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.
10: 인큐베이터 101: 배양 공간
103: 주입구 105: 배출구
107: 주입관 109: 배출관
15: 현미경 17: 대물렌즈
19: 접안렌즈 30: 재물대
301: 상판 302: 관통 홀
303: 하판 3031: 체결부
3033: 커버글라스 308: 열선
309: 온도감지기 50: 배양액 저장용기
60: 폐액통 70: 흡인 펌프
80: 마이크로 펌프 90: 이산화탄소 가스통

Claims (9)

  1. 세포 배양액이 유출입되는 주입구 및 배출구가 형성되고, 세포가 배양되는 인큐베이터;
    상기 인큐베이터가 결합되는 체결부가 형성되고, 열을 발생시키는 열선과 상기 열선의 온도를 제어하는 온도감지기가 구비된 현미경용 재물대; 및
    상기 주입구를 통해 세포 배양액을 공급하는 배양액 저장용기를 포함하고,
    상기 재물대가 구비된 현미경을 통해서 배양되는 세포의 관찰이 가능한 것을 특징으로 하는 인큐베이터 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배출구에 연결되어 상기 인큐베이터 내부의 세포 배양액을 배출시키는 흡인 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인큐베이터 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 인큐베이터는 세포가 배양되는 배양 공간이 중앙 내부에 형성되고,
    상기 배양 공간의 상부 외측에 상기 주입구 및 상기 배출구의 일단이 형성되며,
    상기 배양 공간의 하부 내측에 상기 주입구 및 상기 배출구의 타단이 형성된 것을 특징으로 하는 인큐베이터 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 배출구의 타단은 상기 주입구의 타단보다 위쪽에 형성된 것을 특징으로 하는 인큐베이터 시스템.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 주입구 및 상기 배출구의 타단은 상기 배양 공간의 원주 접선 방향으로 비틀려져 형성되는 것을 특징으로 하는 인큐베이터 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 재물대는
    상기 인큐베이터가 관통되도록 중앙에 관통 홀이 형성된 상판; 및
    상기 상판의 하부측에 결합되고 상기 체결부와 상기 열선과 상기 온도감지기를 구비하는 하판을 포함하는 것을 특징으로 하는 인큐베이터 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    세포 배양액에 이산화탄소를 용해시키기 위하여 상기 배양액 저장용기에 연결되는 이산화탄소 가스통을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인큐베이터 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    세포 배양액을 상기 배양액 저장용기로부터 상기 인큐베이터로 유입시키는 마이크로 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인큐베이터 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 배출구로부터 배출된 세포 배양액을 회수하는 폐액통을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인큐베이터 시스템.
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