JPH0534944B2 - - Google Patents
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- JPH0534944B2 JPH0534944B2 JP60180983A JP18098385A JPH0534944B2 JP H0534944 B2 JPH0534944 B2 JP H0534944B2 JP 60180983 A JP60180983 A JP 60180983A JP 18098385 A JP18098385 A JP 18098385A JP H0534944 B2 JPH0534944 B2 JP H0534944B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Landscapes
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- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は細胞もしくは植物組織の培養方法およ
び装置に関するものであり、さらに詳しくは生理
活性物質等を製造するために好適な細胞もしくは
植物組織の培養方法おおよび装置に関するもので
ある。 〔従来の技術〕 一般に生理活性物質は、細胞もしくは植物組織
にある種の活性を与えて当該細胞もしくは植物組
織に特定の生理反応を生じさせるものであり、人
工的に合成され得るものもあるが、通常は生体の
細胞もしくは植物組織の生存維持による産生に待
たなければならない。 従来における生理活性物質の製造方法として
は、目的とする生理活性物質を産生する細胞もし
くは植物組織を生存維持させるために培養せしめ
る方法が知られている。 一般に細胞もしくは植物組織の培養において
は、培養対象が浮遊増殖性細胞もしくは植物組
織、すなわち液体培地中に細胞もしくは植物組織
自体が浮遊した状態で増殖することが可能である
場合には、その栄養源である液体培地中に浮遊さ
せることにより培地と接触させることが必要であ
り、また培養対象が接着依存性細胞、すなわち液
体培地中において生育および増殖するために基質
に対する接着が必須の細胞である場合には、適当
な基質の表面に当該細胞を接着させたうえで液体
培地と接触させることが必要である。そして接着
依存性細胞を接着させる基質としては、大きな接
着面積を容易に得ることができることから、最近
においては小径の担体粒子が用いられるようにな
つてきている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかして目的とする細胞の培養を高い効率で行
うためには、培養対象細胞を常に新しい培地と接
触させることが肝要であり、そのためには浮遊増
殖性細胞、または接着依存性細胞が接着した担体
粒子（以下これらを合わせて単に「細胞」ともい
う。）を液体培地中に高い分散度で分散せしめる
ことが必要である。 また接着依存性細胞を基質である担体粒子に接
着させる際にも、当該細胞が混合された液体培地
中において担体粒子を高い分散度で分散せしめる
ことができれば、当該細胞の接着に利用すること
ができる担体粒子の表面の有効利用面積が大きく
なり、したがつて高い接着率で細胞を担体粒子に
接着することが可能となり、培養効率を高めるう
えで極めて有利である。 従来において、培養対象細胞を常に新しい液体
培地に接触させるための方法としては、液体培地
中に培養対象細胞を混合した系を回転翼によつて
撹拌する方法が一般的であるが、しかしながらこ
の方法は液体培地と細胞との混合系に剪断力を加
えて当該細胞を分散する方法であるため、回転翼
との衝突によりあるいは大きな剪断力の作用によ
り培養中の細胞が損傷されることを回避すること
ができず、結局培養効率が低く、また細胞の種類
によつてはこの方法を用いることができない場合
もあるという問題点を有する。 また上記の如き方法を実施するために、大量培
養を目的として大容量の細胞培養装置を構成する
場合には、撹拌のために大型の撹拌機が必要とな
り、したがつて必然的に剪断力も大きくなり、そ
のため培養効率がさらに低下するようになるとい
う問題点点をも有する。 そして培養対象細胞を常に新しい液体培地と接
触させるためには、培養期間中において培養容器
内の液体培地を適宜新しいものと交換することが
必要であり、したがつて液体培地の交換を有利に
行うことができる状態に細胞を液体培地中に分散
させることが好ましい。 上記状況は植物組織の培養においても同様であ
る。 このような問題点を解消するために種々の方策
が研究されてはいるが、かかる問題点を本質的に
解決する細胞もしくは植物組織の培養方法および
装置は未だ開発されていないのが現状である。 本発明は、以上の如き事情に基づき鋭意研究を
重ねた結果完成されたものであつて、その目的と
するところは、液体培地と培養対象細胞もしくは
植物組織との混合系に本質的に剪断力を与えるこ
となく、液体培地中に細胞もしくは植物組織を良
好な分散度でしかも液体培地の交換に有利な状態
で分散させることができ、高い効率で細胞もしく
は植物組織の培養を行なうことのできる方法およ
び装置を提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明方法の特徴とするところは、細胞もしく
は植物組織との混合系を実質的に充満するように
充填した培養容器を水平面に対し５〜55゜の範囲
の角度に傾斜させた軸の周りに自転するように回
転させて当該混合系を前記培養容器と共に定常的
に回転させ、これにより当該混合系内において前
記被分散粒子、浮遊増殖性細胞もしくは植物組織
を、前記液体培地に、好ましくは上部と下部にお
ける分散濃度に差が生じた状態で分散せしめる工
程を有する点にある。 また本発明装置の特徴とするところは、水平面
に対し５〜55゜の範囲の角度に傾斜するよう軸支
された回転軸を有する培養容器と、この培養容器
を前記回転軸の周りに自転するよう回転せしめる
駆動機構とを有してなり、前記駆動機構は、前記
培養容器内に実質的に充満するように充填された
液体培地と細胞もしくは植物組織との混合系を前
記培養容器と共に定常的に回転せしめる機能を有
するものである。 かかる技術手段によれば、培養容器内におい
て、細胞もしくは植物組織を実質上剪断力を与え
ずに高い分散度で分散させることができ、例えば
液体培地より比重の高い細胞もしくは植物組織を
用いることによつて培養容器内の液体培地の上部
と下部における分散濃度に差が生じた状態で分散
せしめることができるので、この分散濃度の差を
利用して古くなつた液体培地を新しい液体培地と
有利に交換することが可能となる。すなわち培養
容器には、通常、細胞もしくは植物組織は透過せ
ずに液体培地のみを透過するフイルター部材が設
けられ、このフイルター部材を介して液体培地の
交換を行うようにするが、上記の技術手段によれ
ば、液体培地における細胞もしくは植物組織の分
散濃度が低い部分から培地の交換を行うことがで
きるので、フイルター部材の目詰まりを伴うこと
なく効率的に液体培地の交換を行うことが可能と
なり、結局高い効率で細胞もしくは植物組織の培
養を達成することができる。 以下本発明について具体的に説明する。 本発明においては、第１図に示すように、例え
ば円筒状の密閉された培養容器１内に、細胞もし
くは植物組織２を混合した液体培地３を、培養容
器１の内部空間に実質的に充満されるように充填
し、培養容器１の軸Ｘを水平面(H)に対し５〜55゜、
好ましくは５〜45゜、さらに好ましくは20〜45゜の
範囲の角度（α）に傾斜させた状態で、この軸Ｘ
の周りに培養容器１を一定の回転速度で自転せし
める。このとき角度（α）が5゜より小さいと、例
えば液体培地より比重の高い細胞もしくは植物組
織を用いても、培養容器内における細胞もしくは
植物組織の分散濃度に差が生じないので、液体培
地のどの部分から液体培地を交換してもフイルタ
ー部材の目詰まりを伴い、効率的に液体培地の交
換を行うことが困難な場合が生じ、角度（α）が
55゜より大きいと液体培地と比重の異なる細胞も
しくは植物組織がほとんど液体培地中に分散せず
効率的な培養を行うことが難しくなる。 このように培養容器１を自転させることによつ
て、自転開始直後の初期期間を経過した後は、培
養容器１内の液体培地３と細胞もしくは植物組織
２との混合系が液体培地３の粘性により培養容器
１といわば一体的に機械的な流れのない状態で軸
Ｘの周りに定常的に回転するようになり、したが
つて細胞もしくは植物組織２は培養容器１内の液
体培地３に対する相対的位置をほとんど変えるこ
となく培養容器１外に対する存在位置を変えるこ
ととなり、このため培養容器１内の細胞もしくは
植物組織２には順次異なる方向から重力が作用す
る状態となつてこれにより細胞もしくは植物組織
２が液体培地３中に良好な分散度で分散するよう
になる。 細胞もしくは植物組織の培養においては、通常
液体培地の交換が必要とされる。本発明において
も長期間にわたる培養においては、液体培地の交
換が必要とされる。液体培地の交換方法として
は、例えば培養容器の回転を止めて液体培地の一
部または全部を交換する方法、培養容器に液体培
地の供給管および排出管を設置し、培養期間中に
連続的に新しい液体培地を供給すると共に古い液
体培地を排出する方法などを挙げることができ
る。このようにして新しい液体培地を供給するこ
とによつて、通常、数日以上の期間を必要とする
培養を良好に行うことができる。新しい液体培地
の供給は、上記のように供給管を通じて培養期間
中常時行うようにすれば、単位時間当りの供給量
および排出量は僅かでよいから、培養容器内の液
体培地に層流、乱流などの機械的な流れを実質上
生ぜしめない状態とすることが可能であり、した
がつて細胞もしくは植物組織の所期の分散状態を
妨げることなく液体培地の交換を行うことができ
る。培養効率を高めるためにも、液体培地の供給
は供給管を通じて常時行うことが好ましい。 そして培養容器１の軸Ｘを水平面に対して上記
の如き範囲の角度に傾斜させた状態で培養容器１
を自転させることにより、重力もしくは浮力の作
用により培養容器１内の液体培地３の上部と下部
における細胞もしくは植物組織２の分散濃度に差
が生ずるようになり、例えば細胞もしくは植物組
織２の比重が液体培地３の比重より高い場合には
液体培地３の上部における分散濃度は低く下部に
おける分散濃度は高い状態に分散させることがで
きる。したがつて培養容器１内の液体培地３を必
要に応じて新しい液体培地と交換するときには、
分散濃度の低い部分から古くなつた液体培地を排
出させ分散濃度の高い部分に新しい液体培地を供
給するようにすることにより、細胞もしくは植物
組織を効率的に新しい液体培地と接触させること
ができると共に、古くなつた液体培地を排出する
際には細胞もしくは植物組織２によるフイルター
部材の目詰まりの発生を抑制することができるの
で、安定にまた培養期間中において連続的に液体
培地の交換を行うことが可能となり、結局長期間
に亘り高い効率で細胞もしくは植物組織の培養を
行うことが可能となる。 本発明において、培養容器内に液体培地と細胞
もしくは植物組織とを充填するためには特殊な方
法を必要とするものではなく、例えば事前に混合
された液体培地と細胞もしくは植物組織との混合
系を充填すればよい。しかし接着依存性細胞を培
養する場合においては、事前に接着依存性細胞を
接着した担体粒子を培養容器内に充填するより
も、既述の如き培養容器内に液体培地と担体粒子
と接着依存性細胞との混合系を充填し、本発明方
法と同様にして培養容器を自転させ、これにより
液体培地中に担体粒子および接着依存性細胞を剪
断力を与えることなく分散させて、細胞を各担体
粒子の表面に平均にかつ効率的に接着させること
が望ましい。この場合には前記接着工程に引き続
き本発明を実施することができる。 また本発明により接着依存性細胞を培養する場
合において、供給管を通じて常時培養容器内に新
しい液体培地を供給し排出管を通じて古い液体培
地を常時排出する方法を適用するときには、供給
する新しい液体培地と共に新しい担体粒子および
接着依存性細胞を培養容器内に供給し、培養容器
から排出する古い液体培地と共に増殖した接着依
存性細胞がその表面に接着している担体粒子の一
部を抜出す方法を用いることにより、液体培地の
交換、担体粒子への接着依存性細胞の接着、培養
および増殖した接着依存性細胞の抜出しを連続的
に行うことができる。 本発明の適用においては、培養されるべき細胞
は何ら制限されるものではなく、例えば第１表に
示す細胞を例示することができる。
び装置に関するものであり、さらに詳しくは生理
活性物質等を製造するために好適な細胞もしくは
植物組織の培養方法おおよび装置に関するもので
ある。 〔従来の技術〕 一般に生理活性物質は、細胞もしくは植物組織
にある種の活性を与えて当該細胞もしくは植物組
織に特定の生理反応を生じさせるものであり、人
工的に合成され得るものもあるが、通常は生体の
細胞もしくは植物組織の生存維持による産生に待
たなければならない。 従来における生理活性物質の製造方法として
は、目的とする生理活性物質を産生する細胞もし
くは植物組織を生存維持させるために培養せしめ
る方法が知られている。 一般に細胞もしくは植物組織の培養において
は、培養対象が浮遊増殖性細胞もしくは植物組
織、すなわち液体培地中に細胞もしくは植物組織
自体が浮遊した状態で増殖することが可能である
場合には、その栄養源である液体培地中に浮遊さ
せることにより培地と接触させることが必要であ
り、また培養対象が接着依存性細胞、すなわち液
体培地中において生育および増殖するために基質
に対する接着が必須の細胞である場合には、適当
な基質の表面に当該細胞を接着させたうえで液体
培地と接触させることが必要である。そして接着
依存性細胞を接着させる基質としては、大きな接
着面積を容易に得ることができることから、最近
においては小径の担体粒子が用いられるようにな
つてきている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかして目的とする細胞の培養を高い効率で行
うためには、培養対象細胞を常に新しい培地と接
触させることが肝要であり、そのためには浮遊増
殖性細胞、または接着依存性細胞が接着した担体
粒子（以下これらを合わせて単に「細胞」ともい
う。）を液体培地中に高い分散度で分散せしめる
ことが必要である。 また接着依存性細胞を基質である担体粒子に接
着させる際にも、当該細胞が混合された液体培地
中において担体粒子を高い分散度で分散せしめる
ことができれば、当該細胞の接着に利用すること
ができる担体粒子の表面の有効利用面積が大きく
なり、したがつて高い接着率で細胞を担体粒子に
接着することが可能となり、培養効率を高めるう
えで極めて有利である。 従来において、培養対象細胞を常に新しい液体
培地に接触させるための方法としては、液体培地
中に培養対象細胞を混合した系を回転翼によつて
撹拌する方法が一般的であるが、しかしながらこ
の方法は液体培地と細胞との混合系に剪断力を加
えて当該細胞を分散する方法であるため、回転翼
との衝突によりあるいは大きな剪断力の作用によ
り培養中の細胞が損傷されることを回避すること
ができず、結局培養効率が低く、また細胞の種類
によつてはこの方法を用いることができない場合
もあるという問題点を有する。 また上記の如き方法を実施するために、大量培
養を目的として大容量の細胞培養装置を構成する
場合には、撹拌のために大型の撹拌機が必要とな
り、したがつて必然的に剪断力も大きくなり、そ
のため培養効率がさらに低下するようになるとい
う問題点点をも有する。 そして培養対象細胞を常に新しい液体培地と接
触させるためには、培養期間中において培養容器
内の液体培地を適宜新しいものと交換することが
必要であり、したがつて液体培地の交換を有利に
行うことができる状態に細胞を液体培地中に分散
させることが好ましい。 上記状況は植物組織の培養においても同様であ
る。 このような問題点を解消するために種々の方策
が研究されてはいるが、かかる問題点を本質的に
解決する細胞もしくは植物組織の培養方法および
装置は未だ開発されていないのが現状である。 本発明は、以上の如き事情に基づき鋭意研究を
重ねた結果完成されたものであつて、その目的と
するところは、液体培地と培養対象細胞もしくは
植物組織との混合系に本質的に剪断力を与えるこ
となく、液体培地中に細胞もしくは植物組織を良
好な分散度でしかも液体培地の交換に有利な状態
で分散させることができ、高い効率で細胞もしく
は植物組織の培養を行なうことのできる方法およ
び装置を提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明方法の特徴とするところは、細胞もしく
は植物組織との混合系を実質的に充満するように
充填した培養容器を水平面に対し５〜55゜の範囲
の角度に傾斜させた軸の周りに自転するように回
転させて当該混合系を前記培養容器と共に定常的
に回転させ、これにより当該混合系内において前
記被分散粒子、浮遊増殖性細胞もしくは植物組織
を、前記液体培地に、好ましくは上部と下部にお
ける分散濃度に差が生じた状態で分散せしめる工
程を有する点にある。 また本発明装置の特徴とするところは、水平面
に対し５〜55゜の範囲の角度に傾斜するよう軸支
された回転軸を有する培養容器と、この培養容器
を前記回転軸の周りに自転するよう回転せしめる
駆動機構とを有してなり、前記駆動機構は、前記
培養容器内に実質的に充満するように充填された
液体培地と細胞もしくは植物組織との混合系を前
記培養容器と共に定常的に回転せしめる機能を有
するものである。 かかる技術手段によれば、培養容器内におい
て、細胞もしくは植物組織を実質上剪断力を与え
ずに高い分散度で分散させることができ、例えば
液体培地より比重の高い細胞もしくは植物組織を
用いることによつて培養容器内の液体培地の上部
と下部における分散濃度に差が生じた状態で分散
せしめることができるので、この分散濃度の差を
利用して古くなつた液体培地を新しい液体培地と
有利に交換することが可能となる。すなわち培養
容器には、通常、細胞もしくは植物組織は透過せ
ずに液体培地のみを透過するフイルター部材が設
けられ、このフイルター部材を介して液体培地の
交換を行うようにするが、上記の技術手段によれ
ば、液体培地における細胞もしくは植物組織の分
散濃度が低い部分から培地の交換を行うことがで
きるので、フイルター部材の目詰まりを伴うこと
なく効率的に液体培地の交換を行うことが可能と
なり、結局高い効率で細胞もしくは植物組織の培
養を達成することができる。 以下本発明について具体的に説明する。 本発明においては、第１図に示すように、例え
ば円筒状の密閉された培養容器１内に、細胞もし
くは植物組織２を混合した液体培地３を、培養容
器１の内部空間に実質的に充満されるように充填
し、培養容器１の軸Ｘを水平面(H)に対し５〜55゜、
好ましくは５〜45゜、さらに好ましくは20〜45゜の
範囲の角度（α）に傾斜させた状態で、この軸Ｘ
の周りに培養容器１を一定の回転速度で自転せし
める。このとき角度（α）が5゜より小さいと、例
えば液体培地より比重の高い細胞もしくは植物組
織を用いても、培養容器内における細胞もしくは
植物組織の分散濃度に差が生じないので、液体培
地のどの部分から液体培地を交換してもフイルタ
ー部材の目詰まりを伴い、効率的に液体培地の交
換を行うことが困難な場合が生じ、角度（α）が
55゜より大きいと液体培地と比重の異なる細胞も
しくは植物組織がほとんど液体培地中に分散せず
効率的な培養を行うことが難しくなる。 このように培養容器１を自転させることによつ
て、自転開始直後の初期期間を経過した後は、培
養容器１内の液体培地３と細胞もしくは植物組織
２との混合系が液体培地３の粘性により培養容器
１といわば一体的に機械的な流れのない状態で軸
Ｘの周りに定常的に回転するようになり、したが
つて細胞もしくは植物組織２は培養容器１内の液
体培地３に対する相対的位置をほとんど変えるこ
となく培養容器１外に対する存在位置を変えるこ
ととなり、このため培養容器１内の細胞もしくは
植物組織２には順次異なる方向から重力が作用す
る状態となつてこれにより細胞もしくは植物組織
２が液体培地３中に良好な分散度で分散するよう
になる。 細胞もしくは植物組織の培養においては、通常
液体培地の交換が必要とされる。本発明において
も長期間にわたる培養においては、液体培地の交
換が必要とされる。液体培地の交換方法として
は、例えば培養容器の回転を止めて液体培地の一
部または全部を交換する方法、培養容器に液体培
地の供給管および排出管を設置し、培養期間中に
連続的に新しい液体培地を供給すると共に古い液
体培地を排出する方法などを挙げることができ
る。このようにして新しい液体培地を供給するこ
とによつて、通常、数日以上の期間を必要とする
培養を良好に行うことができる。新しい液体培地
の供給は、上記のように供給管を通じて培養期間
中常時行うようにすれば、単位時間当りの供給量
および排出量は僅かでよいから、培養容器内の液
体培地に層流、乱流などの機械的な流れを実質上
生ぜしめない状態とすることが可能であり、した
がつて細胞もしくは植物組織の所期の分散状態を
妨げることなく液体培地の交換を行うことができ
る。培養効率を高めるためにも、液体培地の供給
は供給管を通じて常時行うことが好ましい。 そして培養容器１の軸Ｘを水平面に対して上記
の如き範囲の角度に傾斜させた状態で培養容器１
を自転させることにより、重力もしくは浮力の作
用により培養容器１内の液体培地３の上部と下部
における細胞もしくは植物組織２の分散濃度に差
が生ずるようになり、例えば細胞もしくは植物組
織２の比重が液体培地３の比重より高い場合には
液体培地３の上部における分散濃度は低く下部に
おける分散濃度は高い状態に分散させることがで
きる。したがつて培養容器１内の液体培地３を必
要に応じて新しい液体培地と交換するときには、
分散濃度の低い部分から古くなつた液体培地を排
出させ分散濃度の高い部分に新しい液体培地を供
給するようにすることにより、細胞もしくは植物
組織を効率的に新しい液体培地と接触させること
ができると共に、古くなつた液体培地を排出する
際には細胞もしくは植物組織２によるフイルター
部材の目詰まりの発生を抑制することができるの
で、安定にまた培養期間中において連続的に液体
培地の交換を行うことが可能となり、結局長期間
に亘り高い効率で細胞もしくは植物組織の培養を
行うことが可能となる。 本発明において、培養容器内に液体培地と細胞
もしくは植物組織とを充填するためには特殊な方
法を必要とするものではなく、例えば事前に混合
された液体培地と細胞もしくは植物組織との混合
系を充填すればよい。しかし接着依存性細胞を培
養する場合においては、事前に接着依存性細胞を
接着した担体粒子を培養容器内に充填するより
も、既述の如き培養容器内に液体培地と担体粒子
と接着依存性細胞との混合系を充填し、本発明方
法と同様にして培養容器を自転させ、これにより
液体培地中に担体粒子および接着依存性細胞を剪
断力を与えることなく分散させて、細胞を各担体
粒子の表面に平均にかつ効率的に接着させること
が望ましい。この場合には前記接着工程に引き続
き本発明を実施することができる。 また本発明により接着依存性細胞を培養する場
合において、供給管を通じて常時培養容器内に新
しい液体培地を供給し排出管を通じて古い液体培
地を常時排出する方法を適用するときには、供給
する新しい液体培地と共に新しい担体粒子および
接着依存性細胞を培養容器内に供給し、培養容器
から排出する古い液体培地と共に増殖した接着依
存性細胞がその表面に接着している担体粒子の一
部を抜出す方法を用いることにより、液体培地の
交換、担体粒子への接着依存性細胞の接着、培養
および増殖した接着依存性細胞の抜出しを連続的
に行うことができる。 本発明の適用においては、培養されるべき細胞
は何ら制限されるものではなく、例えば第１表に
示す細胞を例示することができる。
【表】
以下本発明に基づいて実際に行つた培養実施例
について説明する。 実施例 １ 培養細胞：チヤイニーズハムスター肺繊維芽細胞
由来の「Ｖ−79」 液体培地：酸素および炭酸ガスを溶存する 10V／Ｖ％牛胎児血清を含む「Eagle−
MEM」 （粘度：0.01poise、比重：1.01） 担体粒子：「Cytodex 」（Pharmacia社製） （粒径：180μm、比重：1.03） 容量300mlの筒状培養容器中に乾燥重量で900mg
（約３×106個）の上記担体粒子を入れると共に上
記液体培地を満し、これに６×106個の上記培養
細胞を播種し、空気が入らないように密閉した
後、培養容器の回転軸の角度を水平面に対して
45゜とした状態で、温度37℃の環境下において４
時間に亘り回転数15r.p.m.で培養容器を回転させ
て細胞の担体粒子への接着を行つた。 その結果、細胞が接着しなかつた担体粒子の割
合は約５％であり、細胞接着のあつた担体粒子の
個々における細胞数は２〜４個で平均2.5個であ
り、全担体粒子上の細胞数は4.8×106個であつ
た。 引き続き、培養容器を上記と同様の条件下で72
時間に亘り回転させて細胞の培養を行つた。この
間において24時間毎に培養容器の回転を止めて液
体培地を全量交換した。この結果、全担体粒子上
の細胞は7.2×107個に増殖していた。 実施例 ２ 第２図に示した構成の内容積が１の培養容器
を有する培養装置を用い、実施例１におけると同
様の培養細胞、液体培地および担体粒子を用いて
細胞の培養を行なつた。すなわち液体培地１に
対して乾燥重量で３ｇ（約1.0×107個）の担体粒
子を用い、液体培地１ml当り１×104個の培養細
胞を播種し、培養容器内に空気が入らないように
してこれら培養細胞、液体培地および担体粒子の
混合系を充填し、培養容器の回転軸の角度を水平
面に対して45゜とした状態で、温度37℃の環境下
において144時間に亘り回転数12r.p.m.で培養容
器を回転せしめながら、培養容器内に新しい液体
培地を80ml／hrの割合で供給し、また同量の古い
液体培地を排出させた。その結果、担体粒子上の
細胞数は液体培地１ml当り平均2.5×106個であつ
た。また液体培地の交換においては、培養容器に
設けられているフイルター部材に目詰まりを起こ
すことなく、最後まで安定して液体培地の交換を
行うことができた。 比較例 １ 内容積２のスピンナービンを用い、実施例１
におけると同様の培養細胞、液体培地および担体
粒子を用いて細胞の培養を行なつた。すなわちス
ピンナービンに液体培地１に対して乾燥重量で
３ｇの担体粒子を加え、ついで液体培地１ml当り
１×104個の培養細胞を播種し、温度37℃の環境
下において回転子の回転数を30r.p.m.で回転せし
めながら144時間に亘り培養を行なつた。この間
５％の炭酸ガスを含む空気をスピンナービンの上
部に供給し続け、液体培地が常に該空気に接触す
るようにした。その結果、担体粒子上の細胞数
は、液体培地１ml当り平均5.1×105個であつた。 実施例 ３ 内容積100mlの円筒状培養容器にリンスマイヤ
−スクーグの液体培地（比重1.0）を満し、これ
にさらに乾燥重量で0.5ｇのムラサキ
（Lithospermum erythrorhizon Sieb.et，Zucc）
の湿潤カルスを入れて密封した後、培養容器の回
転軸の角度を水平面に対して30゜とした状態で、
温度25℃の環境下において14日間に亘り回転数
15r.p.m.で培養容器を回転せしめながら植物組織
の培養を行つた。 この間において、24時間毎に培養容器の回転を
止めて液体培地を全量交換した。 かくして得られた植物組織を乾燥してその重量
を測定したところ、1.3ｇであつた。 実施例 ４ 第２図に示した構成の内容積が120mlの培養容
器を有する培養装置を用い、実施例３におけると
同様の植物組織および液体培地を用いて植物組織
の培養を行つた。 すなわち液体培地120mlに対して乾燥重量で0.6
ｇのムラサキ（Lithospermum erythrorhizon
Sieb.et，Zucc）の湿潤カルスを入れて密封した
後、培養容器の回転軸の角度を水平面に対して
30゜とした状態で、温度25℃の環境下において14
日間に亘り回転数15r.p.m.で培養容器を回転さ
せ、培養容器内に新しい液体培地を120ml／24時
間の割合で供給すると共に同様の割合で古くなつ
た液体培地を排出させながら、植物組織の培養を
行つた。 かくして得られた植物組織を乾燥してその重量
を測定したところ、1.7ｇであつた。 比較例 ２ 内容積200mlのスピンナービンを用い、実施例
３におけると同様の液体培地100mlおよびカルス
0.5ｇを用い、回転翼の回転数15r.p.m.として実施
例３と同様にして植物組織の培養を行つた。その
結果得られた植物組織の乾燥重量は1.0ｇであつ
た。 〔発明の効果〕 以上詳細に説明したように本発明によれば、培
養容器内に液体培地と細胞もしくは植物組織との
混合系を実質的に充満するよう充填した状態で培
養容器を回転させるので、細胞もしくは植物組織
を実質上剪断力を与えずに良好な分散度で分散さ
せることができ、しかも培養容器を水平面に対し
５〜55゜の範囲の角度に傾斜させた軸の周りに自
転するように回転させるので、例えば液体培地よ
り比重の高い細胞もしくは植物組織を用いること
によつて培養容器内の液体培地の上部と下部にお
ける細胞もしくは植物組織の分散濃度に差が生じ
た状態で分散させることができ、したがつて分散
濃度の低い部分から古くなつた液体培地を排出さ
せることにより培養容器に設けられるフイルター
部材の目詰まりを伴うことなく安定に液体培地の
排出を行うことができると共に、分散濃度の高い
部分に新しい液体培地を供給するようにすること
により多数の細胞もしくは植物組織を効率的に新
しい液体培地と接触させることができ、結局長期
間に亘り安定して細胞もしくは植物組織の培養を
行うことができて高い効率で培養を達成すること
ができる培養方法および装置を提供することがで
きる。
について説明する。 実施例 １ 培養細胞：チヤイニーズハムスター肺繊維芽細胞
由来の「Ｖ−79」 液体培地：酸素および炭酸ガスを溶存する 10V／Ｖ％牛胎児血清を含む「Eagle−
MEM」 （粘度：0.01poise、比重：1.01） 担体粒子：「Cytodex 」（Pharmacia社製） （粒径：180μm、比重：1.03） 容量300mlの筒状培養容器中に乾燥重量で900mg
（約３×106個）の上記担体粒子を入れると共に上
記液体培地を満し、これに６×106個の上記培養
細胞を播種し、空気が入らないように密閉した
後、培養容器の回転軸の角度を水平面に対して
45゜とした状態で、温度37℃の環境下において４
時間に亘り回転数15r.p.m.で培養容器を回転させ
て細胞の担体粒子への接着を行つた。 その結果、細胞が接着しなかつた担体粒子の割
合は約５％であり、細胞接着のあつた担体粒子の
個々における細胞数は２〜４個で平均2.5個であ
り、全担体粒子上の細胞数は4.8×106個であつ
た。 引き続き、培養容器を上記と同様の条件下で72
時間に亘り回転させて細胞の培養を行つた。この
間において24時間毎に培養容器の回転を止めて液
体培地を全量交換した。この結果、全担体粒子上
の細胞は7.2×107個に増殖していた。 実施例 ２ 第２図に示した構成の内容積が１の培養容器
を有する培養装置を用い、実施例１におけると同
様の培養細胞、液体培地および担体粒子を用いて
細胞の培養を行なつた。すなわち液体培地１に
対して乾燥重量で３ｇ（約1.0×107個）の担体粒
子を用い、液体培地１ml当り１×104個の培養細
胞を播種し、培養容器内に空気が入らないように
してこれら培養細胞、液体培地および担体粒子の
混合系を充填し、培養容器の回転軸の角度を水平
面に対して45゜とした状態で、温度37℃の環境下
において144時間に亘り回転数12r.p.m.で培養容
器を回転せしめながら、培養容器内に新しい液体
培地を80ml／hrの割合で供給し、また同量の古い
液体培地を排出させた。その結果、担体粒子上の
細胞数は液体培地１ml当り平均2.5×106個であつ
た。また液体培地の交換においては、培養容器に
設けられているフイルター部材に目詰まりを起こ
すことなく、最後まで安定して液体培地の交換を
行うことができた。 比較例 １ 内容積２のスピンナービンを用い、実施例１
におけると同様の培養細胞、液体培地および担体
粒子を用いて細胞の培養を行なつた。すなわちス
ピンナービンに液体培地１に対して乾燥重量で
３ｇの担体粒子を加え、ついで液体培地１ml当り
１×104個の培養細胞を播種し、温度37℃の環境
下において回転子の回転数を30r.p.m.で回転せし
めながら144時間に亘り培養を行なつた。この間
５％の炭酸ガスを含む空気をスピンナービンの上
部に供給し続け、液体培地が常に該空気に接触す
るようにした。その結果、担体粒子上の細胞数
は、液体培地１ml当り平均5.1×105個であつた。 実施例 ３ 内容積100mlの円筒状培養容器にリンスマイヤ
−スクーグの液体培地（比重1.0）を満し、これ
にさらに乾燥重量で0.5ｇのムラサキ
（Lithospermum erythrorhizon Sieb.et，Zucc）
の湿潤カルスを入れて密封した後、培養容器の回
転軸の角度を水平面に対して30゜とした状態で、
温度25℃の環境下において14日間に亘り回転数
15r.p.m.で培養容器を回転せしめながら植物組織
の培養を行つた。 この間において、24時間毎に培養容器の回転を
止めて液体培地を全量交換した。 かくして得られた植物組織を乾燥してその重量
を測定したところ、1.3ｇであつた。 実施例 ４ 第２図に示した構成の内容積が120mlの培養容
器を有する培養装置を用い、実施例３におけると
同様の植物組織および液体培地を用いて植物組織
の培養を行つた。 すなわち液体培地120mlに対して乾燥重量で0.6
ｇのムラサキ（Lithospermum erythrorhizon
Sieb.et，Zucc）の湿潤カルスを入れて密封した
後、培養容器の回転軸の角度を水平面に対して
30゜とした状態で、温度25℃の環境下において14
日間に亘り回転数15r.p.m.で培養容器を回転さ
せ、培養容器内に新しい液体培地を120ml／24時
間の割合で供給すると共に同様の割合で古くなつ
た液体培地を排出させながら、植物組織の培養を
行つた。 かくして得られた植物組織を乾燥してその重量
を測定したところ、1.7ｇであつた。 比較例 ２ 内容積200mlのスピンナービンを用い、実施例
３におけると同様の液体培地100mlおよびカルス
0.5ｇを用い、回転翼の回転数15r.p.m.として実施
例３と同様にして植物組織の培養を行つた。その
結果得られた植物組織の乾燥重量は1.0ｇであつ
た。 〔発明の効果〕 以上詳細に説明したように本発明によれば、培
養容器内に液体培地と細胞もしくは植物組織との
混合系を実質的に充満するよう充填した状態で培
養容器を回転させるので、細胞もしくは植物組織
を実質上剪断力を与えずに良好な分散度で分散さ
せることができ、しかも培養容器を水平面に対し
５〜55゜の範囲の角度に傾斜させた軸の周りに自
転するように回転させるので、例えば液体培地よ
り比重の高い細胞もしくは植物組織を用いること
によつて培養容器内の液体培地の上部と下部にお
ける細胞もしくは植物組織の分散濃度に差が生じ
た状態で分散させることができ、したがつて分散
濃度の低い部分から古くなつた液体培地を排出さ
せることにより培養容器に設けられるフイルター
部材の目詰まりを伴うことなく安定に液体培地の
排出を行うことができると共に、分散濃度の高い
部分に新しい液体培地を供給するようにすること
により多数の細胞もしくは植物組織を効率的に新
しい液体培地と接触させることができ、結局長期
間に亘り安定して細胞もしくは植物組織の培養を
行うことができて高い効率で培養を達成すること
ができる培養方法および装置を提供することがで
きる。
第１図は本発明の一例についての説明用斜視
図、第２図は本発明に係る培養装置の一例を示す
説明用断面図、第３図は本発明に係る培養装置を
用いて培養を行う場合のシステムチヤートの一例
を示す説明図である。 １……培養容器、２……細胞もしくは植物組
織、３……液体培地、３０……底板、３１……容
器本体、３２……押え機構、３３……Ｏリング、
３５……回転スリーブ、３６……ドライベアリン
グ、３７…スタンド、３８……外套部材、４０…
…メツシユ、４１……内導管、４２……外導管、
４３……内導管の一端開口、４４……外導管の一
端開口、５０……連結シール部、５１……供給
管、５２……排出管、６０……被動歯車、６１…
…駆動歯車、７０……液体培地タンク、７１……
培養容器、７２……排出タンク、７３……モニタ
ー機構、７４，７７……PHセンサー、７５，７８
……DOセンサー、８０……アルカリタンク、８
１……送気管、８２……制御弁。
図、第２図は本発明に係る培養装置の一例を示す
説明用断面図、第３図は本発明に係る培養装置を
用いて培養を行う場合のシステムチヤートの一例
を示す説明図である。 １……培養容器、２……細胞もしくは植物組
織、３……液体培地、３０……底板、３１……容
器本体、３２……押え機構、３３……Ｏリング、
３５……回転スリーブ、３６……ドライベアリン
グ、３７…スタンド、３８……外套部材、４０…
…メツシユ、４１……内導管、４２……外導管、
４３……内導管の一端開口、４４……外導管の一
端開口、５０……連結シール部、５１……供給
管、５２……排出管、６０……被動歯車、６１…
…駆動歯車、７０……液体培地タンク、７１……
培養容器、７２……排出タンク、７３……モニタ
ー機構、７４，７７……PHセンサー、７５，７８
……DOセンサー、８０……アルカリタンク、８
１……送気管、８２……制御弁。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 液体培地と接着依存性細胞を付着してなる被
分散粒子、浮遊増殖性細胞もしくは植物組織との
混合系を実質的に充満するように充填した培養容
器を水平面に対し５〜55゜の範囲の角度に傾斜さ
せた軸の周りに自転するように回転させて当該混
合系を前記培養容器と共に定常的に回転させるこ
とを特徴とする培養方法。 ２ 水平面に対し５〜55゜の範囲の角度に傾斜す
るよう軸支された回転軸を有する培養容器と、こ
の培養容器を前記回転軸の周りに自転するよう回
転せしめる駆動機構とを有してなり、前記駆動機
構は前記培養容器内に実質的に充満するように充
填された液体培地と接着依存性細胞を付着してな
る被分散粒子、浮遊増殖性細胞もしくは植物組織
との混合系を前記培養容器と共に定常的に回転せ
しめる機能を有するものであることを特徴とする
培養装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60180983A JPS6244173A (ja) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | 培養方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60180983A JPS6244173A (ja) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | 培養方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6244173A JPS6244173A (ja) | 1987-02-26 |
| JPH0534944B2 true JPH0534944B2 (ja) | 1993-05-25 |
Family
ID=16092691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60180983A Granted JPS6244173A (ja) | 1985-08-20 | 1985-08-20 | 培養方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6244173A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5443985A (en) * | 1993-07-22 | 1995-08-22 | Alberta Research Council | Cell culture bioreactor |
| KR100848938B1 (ko) | 2007-04-20 | 2008-07-29 | 코아스템(주) | 세포배양관 및 이를 포함하는 대량 세포배양장치 |
| JP5151923B2 (ja) * | 2008-11-18 | 2013-02-27 | 株式会社Ｉｈｉ | 微生物濃縮装置 |
| JP5589478B2 (ja) * | 2010-03-24 | 2014-09-17 | 株式会社Ｉｈｉ | 微生物濃縮装置 |
| IL304043B2 (en) | 2019-11-20 | 2024-07-01 | Upside Foods Inc | Apparatuses and systems for preparing a meat product |
| US11981884B2 (en) | 2022-10-17 | 2024-05-14 | Upside Foods, Inc. | Pipe-based bioreactors for producing comestible meat products and methods of using the same |
-
1985
- 1985-08-20 JP JP60180983A patent/JPS6244173A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6244173A (ja) | 1987-02-26 |
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