JPH0445784A

JPH0445784A - 培養装置

Info

Publication number: JPH0445784A
Application number: JP15630490A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Tamaoki; 裕一玉置; Sadami Hagiguchi; 萩口　定美
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1990-06-13
Filing date: 1990-06-13
Publication date: 1992-02-14
Anticipated expiration: 2010-02-01
Also published as: JPH078228B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は室内のガス環境を制御し、細胞等の培養を行う
ための培養装置に関する。

（ロ）従来の技術従来この種培養装置は、癌細胞等の細胞組織を培養する
ため特開昭６０−１４１２７９号公報に示される如く、
室内の＋３０”Ｃ以上の比較的高温とし、湿度を９５％
以上の高温とすると共に、二酸化炭素濃度や酸素濃度等
のガス環境を制御できるように構成されている。

このガス濃度の制御は、赤外線や、電気伝導度の変化を
利用して所定のガス濃度を検出するガスセンサーを用い
て行われるが、これらセンサーは当該センサーが測定し
ようとする資料ガスの温度や湿度によって影響を受けて
出力が変化してしまう。特に培養室内のガスは高温であ
るので、この影響は大きい。

そこで、前記公報では濃度を検出するための資料ガスを
冷却装置によって冷却することにより、一定の低温とし
て且つ除湿し、１００％の恒温状態としてガスセンサー
に送るようにしている。

また、センサーとして赤外線式のセンサーを用いる場合
、光路の汚れや光源自体の劣化により長期的に赤外線検
出素子に到達する光の量が変化してしまうので、第３図
のような構造により、零点校正を行っていた。

第３図中、１００は資料ガスを流す資料セル、１０１は
比較ガスを封入した比較セル、１０２．１０３は赤外線
の光源、１０４はチョッパ　１０５は検出器であり、比
較セル１０１透過する赤外線による出力を用いて、定期
的に零点校正を行うものである。

（ハ）発明が解決しようとする課題然し乍ら、上記公報の如き構成では冷却装置が必要とな
るので装置全体が大型化してしまう。また、資料ガスの
水分を除去排出してしまうので、資料ガスを培養室内に
帰還させても培養室内の水分は浪費される。

更に、センサーはそれ自体の温度によっても影響を受け
る。特に、赤外線式ガスセンサーでは光源から発生する
赤外線の量が変化するので、外気温度が変化した場合に
は検出々力が変化してしまう問題があった。

更にまた、第３図の如き構造の零点校正法では常に２光
路が必要であり、高価なものとなると共に、実際には比
較セル１０１外面にも不純物が付着するので、零点は変
動する問題があった。

本発明は、これらの課題を解決することを目的とする。

（ニ）課題を解決するための手段本発明は、高湿度にて維持される培養室と、この培養室
内のガスを流通させる資料ガス経路と、この資料ガス経
路に設けたガスセンサーと、加熱手段と、培養室内のガ
ス濃度を制御する制御手段とから培養装置を構成し、制
御手段は資料ガス経路とガスセンサーを培養室内の温度
よりも高い所定の温度に維持するよう加熱手段を制御す
るよう構成したものである。

また、上記培養装置において、資料ガス経路に導入した
資料ガスは培養室内に帰還させるようにしたものである
。

更に、上記において、ガスセンサーには、ＩＨＩ式ガス
センサーを用い、この赤外線式ガスセンサーには湿度に
よって吸収される波長の透過を阻止するフィルタを設け
たものである。

又、この培養装置において、ガスセンサーが位置する資
料ガス経路に外気を流通させる手段を設け、制御手段は
この外気を用いて赤外線式ガスセンサーの零点校正を行
うようにしたものである。

（ホ）作用本発明によれば、センサーは一定の温度に維持されるの
で外気温度に影響されず、安定した濃度検出が可能とな
る。また、資料ガス経路内に水分が凝結しないので雑菌
が成長しない。

また、資料ガスの水分を除去するものではないので、資
料ガスを培養室内に帰還せしめれば、ガスや加湿用の水
分の浪費が防止される。

更に、センサーとして赤外線式ガスセンサーを用い湿度
にて吸収される波長を除去するフィルタを設ければ、湿
度の変化によっても検出々力が変化しない。

また、資料ガス経路に外気を流通させて零点校正を行わ
せれば、零点校正に２光路を必要としない（へ）実施例次に本発明の詳細な説明する。第１図は本発明の培養装
置１の構成図を示す。培養装置１の培養室２内は断熱材
７にて断熱されており、二酸化炭素を封入したガスボン
ベ３と、窒素を封入したガスボンベ４とが別々の経路５
．６にてそれぞれ培養室２と連通せらｈる形となってい
る。各経路５及び６には二方弁がら成るバルブ８．９が
それぞれ介設されている。

ｌＯは資料ガス経路であり、入口１０ａを培養室２に連
通しており、ここにエアポンプ１１と、流通ガス中の塵
埃を除去するフィルタ１２と、二酸化炭素ガス濃度セン
サー１３及び酸素ガス濃度センサー１４が介設され、エ
アポンプ１１は、入口１０ａから培養室２内の雰囲気を
資料ガスとして吸引し、各センサー１３及び１４に流通
させた後、出口１０ｂより再び培養室２内に戻すよう動
作する。

二酸化炭素ガス濃度センサー１３は第２図に分解図で示
すような赤外線式ガスセンサーである。

センサー１３は近年開発された所謂モジュレーションタ
イプの焦電形赤外線検出器１５と、遠赤外線を発生する
ヒーター等の光源１６とから構成される。赤外線検出器
１５はシールドボックス１７内に赤外線検出部Ｓを収納
し、シールドボックス１７に形成した図示しない透孔に
対応する位置に圧電バイモルフ振動子１８によって駆動
されるスリット部材１９から成るチョッパＣを設け、更
にそれに対応する位置に透孔２０を形成したケース２１
にて全体をカバーし、このケース２１内にこれらの部品
を内蔵せしめている。スリット部材１９は、スリットを
形成した２枚の板を重合関係に取り付けて構成され、チ
ョッパＣに入力される駆動電圧の周波数と同じ周波数で
圧電バイモルフ振動子１８が振動することによりスリッ
トを開閉し透孔２０より入射して赤外線検出部Ｓに到達
する赤外線Ｕを断続して、赤外線量に応じた出力をチジ
ッパＣの入力周波数と同じ周波数の交流信号として発生
する。

この光源１６と透孔２０間に第２図中破線矢印の如く資
料ガスを流通させ、資料ガス中の二酸化炭素に赤外線が
吸収される性質を利用してガス濃度を検出する。

また、透孔２０にはサファイヤガラス２２がはめ込まれ
るが、そこには湿度によって吸収される波長を除去する
フィルタが塗布形成されている。

酸素ガス濃度センサー１４は電気伝導度を検知する方式
のガスセンサーであり、各センサー１３及び１４の出力
はマイクロコンピュータにて構成される制御装置２３に
入力される。制御装置２３には培養室２内の温度を検出
するセンサー２４の出力も入力される。

２６は外気を導入するための外気経路であり、外気導入
口２７にて一端を開口し、他端はフィルタ１２と二酸化
炭素ガス濃度センサー１３の間の資料ガス経路１０に接
続されている。外気経路２６には順次エアポンプ２８と
フィルタ２９が介設され、このエアポンプ２８にて外気
（大気）を資料ガス経路１０に流通させる。

資料ガス経路１０とエアポンプ１１、フィルタ１２及び
２９、各センサー１３及び１４は断熱ケース３０内に収
納されて、外気と断熱されると共に、このケース３０内
にはヒータ３１及びケース３０内の温度を検出するため
の温度センサー３２が設けられセンサー３２の出力は制
御装置２３に入力される。

３４は培養室２内を加熱するためのヒータ、３５は培養
室２加湿用の水を入れた容器である。

制御装置２３はバルブ８及び９の制御出力をそれぞれ発
生すると共に、各エアポンプ１１及び２８の運転を制御
し、更に、５ＳＲ３６及び３７の導通を制御してヒータ
３１及び３４の発熱を制御する。

次に、制御装置２３の動作を説明する。一般にこの種培
養装置は、培養室２内の温度は＋３０〜４０℃、湿度は
９５％以上、二酸化炭素ガス濃度５％、酸素ガス濃度５
％における用途が多い。また、酸素ガス濃度の制御に窒
素ガスを用いるのは大気中の酸素濃度が約２】％であり
、５％で使用する場合は窒素ガスによって培養室２内の
酸素ガス濃度を下げる必要があるからである。

尚、大気中の二酸化炭素濃度は約０．０３％であり、ま
た、説明の便宜上二酸化炭素ガス濃度の制簀についての
み説明する。

制御装置２３はセンサー２４の出力に基づき、５ＳＲ３
７を制御してヒータ３４の発熱を調節し培養室２内を例
えば＋３７℃等の一定の温度に維持する。

また、ポンプ１１を運転し、資料ガスを経路１０に導入
し、各センサ１３．１４に流通させて各センサ１３及び
１４から二酸化炭素ガス濃度及び酸素ガス濃度に関する
出力を得て各バルブ８及び９を開閉し、培養室２内のガ
ス環境を調節する。

更に、制御装置２３はセンサー３２の出力に基づいて５
ＳＲ３−６を制御することにより、断熱ケース３０内を
培養室２内の温度よりも高い一定の温度に維持する。例
えば、培養室２が前述の＋３７℃であれば断熱ケース３
０内は＋４２℃に維持する。これによって資料ガス経路
１０及び各センサー１３及び１４の温度は一定となるの
で、外気温度の変動に対しても検出々力が変化すること
はない。また、経路１０は資料ガスの温度より高いから
、資料ガス中の水分が経路１０内で凝結することはなく
、従って経路１０内は常に乾燥状態を維持され、雑菌が
繁殖することもなく、更に、センサー１３．１４に水滴
が付いて検出誤差が生じることもない。また、この資料
ガスは培養室２内に戻されるから、培養室２内の水分の
浪費も生じない。

次に、制御装置２３は例えば４時間に１回エアポンプ１
１を停止しくエアポンプの停止中に空気の逆流はない。

以下同じ。）、エアポンプ２８を２分間運転して、外気
の各センサー１３及び１４に流通し、それぞれが検出す
る大気の二酸化炭素ガス濃度及び酸素ガス濃度を記憶し
、大気の各濃度は分かっているので、これによって二酸
化縦索ガス濃度センサー１３の零点校正を実行する。

従って、従来の如く零点校正のために２光路式の構造を
採る必要はなくなる。また、この零点校正は、二酸化炭
素ガス濃度センサー１３の透孔２０にはめこまれたサフ
ァイヤガラス２２には湿度によって吸収される波長を除
去するフィルタが塗布形成されているので、導入した外
気の湿度に影響されない。

尚、制御装置２３は同時に酸素ガス濃度センサー１４の
スパン補正をも実行する。また、上記零点校正用の外気
は活性炭や石炭等の二酸化炭素吸着剤を通して導入して
も良く、それによって例えば１％以下の低二酸化炭素濃
度の制御も長期安定的に実行できる。

（ト）発明の効果本発明によれば、ガスセンサーは一定の温度に維持され
るので外気温度に影響されず、安定した濃度検出が可能
となる。また、資料ガス経路内に水分が凝結しないので
雑菌が成長せず、この水滴がガスセンサーに付着して検
出不能となることもない。

更に、センサーとして赤外線式ガスセンサーを用い湿度
にて吸収される波長を除去するフィルタを設ければ、湿
度の変化によっても検出々力が変化しない。加えて資料
ガス経路に外気を流通させて零点校正を行わせれば、従
来の如く零点校正に２光路を必要とせず、総じて安価な
培養装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

ＩＩ１図は本発明の培養装置の構成図、第２図は二酸化
炭素ガス濃度センサーの分解斜視図、第３図は従来の零
点校正を説明する図である。

Claims

【特許請求の範囲】１）高湿度にて維持される培養室と、該培養室内のガス
を流通させる資料ガス経路と、該資料ガス経路に設けた
ガスセンサーと、加熱手段と、前記培養室内のガス濃度
を制御する制御手段とから成り、前記制御手段は前記資
料ガス経路とガスセンサーを前記培養室内の温度よりも
高い所定の温度に維持するよう前記加熱手段を制御する
ことを特徴とする培養装置。２）資料ガス経路に導入した資料ガスは培養室内に帰還
させることを特徴とする請求項１記載の培養装置。３）ガスセンサーには赤外線式ガスセンサーを用い、該
赤外線式ガスセンサーには湿度によって吸収される波長
の透過を阻止するフィルタを設けた請求項１記載の培養
装置。４）ガスセンサーが位置する資料ガス経路に外気を流通
させる手段を設け、制御手段はこの外気を用いて赤外線
式ガスセンサーの零点校正を行うことを特徴とする請求
項３記載の培養装置。