JPH06102016B2

JPH06102016B2 - 培養装置

Info

Publication number: JPH06102016B2
Application number: JP14957390A
Authority: JP
Inventors: 裕一玉置
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1990-06-07
Filing date: 1990-06-07
Publication date: 1994-12-14
Anticipated expiration: 2009-12-14
Also published as: JPH0440885A

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、室内の温
度、湿度環境のほかに、二酸化炭素や酸素等のガス濃度
を制御できるように構成されている。

このガスは通常ガスボンベに封入されたものを室内に供
給するものであるので、有限である。従って、ボンベが
空になった場合はガスの供給が停止して、環境条件が崩
れ、培養中の細胞が死滅してしまうため警報を発するよ
うにしている。

第５図に従来の培養装置の構成図を示す。100は培養装
置、101はその培養室、102は培養室101内の例えば二酸
化炭素ガス濃度を検出するためのセンサーである。103
は二酸化炭素ガスを封入したガス供給源としてのガスボ
ンベであり、室内101とはガス供給経路104にて連通され
ている。この経路104には、ガスの供給圧力を一定（0.3
〜1kg/cm²）にするための圧力調整器105、塵埃を除去す
るためのフィルター106、及び二酸化炭素ガスの流通を
制御するための二方弁から成るバルブ107が接続され
る。センサー102の出力は制御装置108に入力され、制御
装置108はセンサー102の出力に基づき、バルブ107の制
御出力を発生してバルブ107を開閉し、室101内の二酸化
炭素ガス濃度を所定の値に調節する。

109は圧力センサーであり、圧力調整器105の下流側経路
104の圧力を検出し、この出力を増幅回路を含む比較器1
10に入力し、所定の圧力より低下すると、比較器110は
警報装置111を動作させて使用者にガスボンベ103が空に
なったことを警告するものである。

（ハ）発明が解決しようとする課題係る従来の構成では、制御するガスの種類が複数であっ
て複数のガスボンベが使用される場合、ボンベの数だけ
圧力センサーが必要になる。またこの種圧力センサーは
長期間圧力が加わったままで使用されるため、信頼性の
高い高価なものが必要となっていた。

本発明は係る課題を解決するために成されたものであ
る。

（ニ）課題を解決するための手段本発明は、培養室と、ガス供給源と、このガス供給源と
培養室を連通する経路と、この経路に設けた流通制御手
段と、培養室内のガス濃度を検出するセンサーと、この
センサーの出力が入力され流通制御手段の制御出力を発
生する制御装置と、警告手段とから培養装置を構成し、
制御装置は前記センサーの出力に基づいて前記制御出力
を発生し、培養室内のガス濃度を制御すると共に、セン
サーの出力変化と前記制御出力の状態に基づいて前記ガ
ス供給源の残存状態を検知し、警告手段を動作させるよ
うにしたものである。

（ホ）作用本発明によれば、圧力センサー及びその周辺の電気回路
が不要となる。また、ガス供給源の空の他、ガス供給経
路の目詰まりによるガス供給不良も検知可能となる。

（ヘ）実施例次に本発明の実施例を説明する。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
材にて断熱されており、例えば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と連通せられる形とな
っている。各経路５及び６には同様の圧力調整器７、
８、塵埃除去用のフィルター９、10、二方弁から成るバ
ルブ11、12がそれぞれ順次介設されている。

13は資料ガス経路であり、ここにエアポンプ14と、二酸
化炭素ガス濃度センサー15及び酸素ガス濃度センサー16
が介設され、エアポンプ14は培養室２内の雰囲気を資料
ガスとして吸引し、各センサー15及び16に流通させた
後、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15は赤外線検知方式のガスセンサー、酸
素ガス濃度センサー16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15及び16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17に入力され
る。制御装置17はバルブ11及び12の制御出力をそれぞれ
発生し、且つブザー、ランプ及び又は文字表示パネル等
から成る警告手段18の動作を制御する。

次に第２図及び第３図を利用して制御装置17の動作を説
明する。一般にこの種培養装置は二酸化炭素ガス濃度５
％、酸素ガス濃度５％における用途が多く、標準的なガ
スボンベでは二酸化炭素ガスでは約１年間、窒素ガスで
は１乃至２週間で空になる。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21％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御についてのみ説
明する。

ガスボンベ３に正常量の二酸化炭素が封入されている場
合は、培養装置１の設置後電源を投入すると培養室２内
の二酸化炭素ガス濃度は大気の0.03％であるから、制御
装置17は制御出力を発生してバルブ11を開き、ボンベ３
から二酸化炭素ガスを培養室２内に導入する。これによ
って培養室２内の二酸化炭素ガス濃度は、第２図のよう
に大気の二酸化炭素ガス濃度0.03％から上昇して行く。
その後５％の設定値SVの上に設定した上限値EHに到達す
ると制御装置17は制御出力を発生してバルブ11を閉じ
る。それによって二酸化炭素ガス濃度が低下し、設定値
SVの下に設定した下限値ELまで低下すると、制御装置17
は再びバルブ11を開く。以下これを繰り返し、培養室２
内の二酸化炭素ガス濃度を平均して設定値SVに制御す
る。

ここで制御装置17はバルブ11を開いている間、定期的
（例えば１分間隔S₁〜S_n）にセンサー15から入力する二
酸化炭素ガス濃度（以下Ｅと称す）をサンプリングし
て、濃度Ｅの変化量ｅを逐次算出しており、第２図に示
す正常状態でこのｅは１％であるものとする。

次にボンベ３内の二酸化炭素の残存量が少ないと、第３
図に示す如くバルブ３を開いても、単位時間当りに流入
する量が少ないので、濃度Ｅの変化量ｅは小さくなり、
空になるとその変化量ｅは０％になる。

制御装置17はバルブ11を開く制御出力を発生している状
態で、この変化量ｅが所定の値、例えば0.2％より小さ
くなると、ボンベ３に残存している二酸化炭素の量が少
なくなったものと判断し、警告手段18を動作せしめて警
報を発し、使用者にボンベ３の交換を要求する。

これによって従来の如き圧力センサーを用いることなく
培養室２内の状況からボンベ３が空になったことを検知
することができる。このことはまたボンベ３が空になっ
たことのみならず、ボンベ３から培養室２に至る経路５
中における故障（フィルター９やバルブ11の目詰まり
等）をも検知できることを意味する。即ち、警告手段18
が動作してボンベ３をチェックした時に二酸化炭素が十
分残存していれば、係る故障と判断できる。

ここで、実施例では警報を発する基準値e₀を0.2％とし
たので、ボンベ３が完全に空になる以前に警報を発する
ことができる。一方、これを基準値e₀を０％とすればボ
ンベ３が完全に空になった時に警報を発するようにな
る。

また、窒素ガスボンベ４が空になったことを検知する場
合も同様であり、バルブ12が開いている状態でセンサー
16の出力により酸素ガス濃度の変化量が所定の値より小
さい場合は、制御装置17は窒素ガスボンベ４の残存量が
減少したと判断し、警告手段18を動作せしめる。但し、
この場合はバルブ12が開くと酸素ガス濃度が減少する点
で異なる。即ち、この減少度合いが小さい場合はボンベ
４の空と判断することになる。

尚、上記実施例では二酸化炭素ガス濃度Ｅが下限値ELか
ら上限値EHに至る間バルブ11を開放しているが、それに
限らず、第４図に示すように一定周期TS（例えば１分）
の間の開放期間の比率を制御するものであっても良い。
第４図は制御出力比（以下ORと称す）30％（期間TS中の
30％の期間開いていること）の場合を示している。この
場合は制御出力比ORが大であるのに変化量ｅが小さいと
きに警報を発する。

ただし、その場合は上記警報を発生する基準値e₀と上記
制御出力比ORとの関係を設定する必要がある。即ち、制
御出力比ORの減少に合わせて基準値e₀を減少させる必要
があり、その関係は定数倍の一次関数でも良く、他にフ
ァジイ推論等にて関係付けても良い。

（ト）発生の効果本発明によれば、ガス供給源のガスの残存状態を検知す
るために圧力センサーを用いる必要がなく、更にその周
辺回路も不要となってコストの低減が図れる。これは特
に複数のガス供給源を使用する場合に有効である。

また、本発明によればガス供給源の残存量の減少の他、
ガスを供給する経路の目詰まり等によるガス供給不良の
検知も可能となり、培養物の損害を確実に防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の培養装置の構成図、第２図及び第３図
は二酸化炭素ガス濃度の時間推移を示す図、第４図はバ
ルブの制御の他の実施例を説明する図、第５図は従来の
培養装置の構成図である。１…培養装置、２…培養室、３、４…ガスボンベ、５、
６…経路、11、12…バルブ、15…二酸化炭素ガス濃度セ
ンサー、16…酸素ガス濃度センサー、17…制御装置、18
…警告手段。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】培養室と、ガス供給源と、該ガス供給源と
前記培養室を連通する経路と、該経路に設けた流通制御
手段と、前記培養室内のガス濃度を検出するセンサー
と、該センサーの出力が入力され前記流通制御手段の制
御出力を発生する制御装置と、警告手段とから成り、前
記制御装置は前記センサーの出力に基づいて前記制御出
力を発生し、前記培養室内のガス濃度を制御すると共
に、前記センサーの出力変化と前記制御出力の状態に基
づいて前記ガス供給源の残存状態を検知し、前記警告手
段を動作させることを特徴とする培養装置。