JPH0661257B2

JPH0661257B2 - 培養装置

Info

Publication number: JPH0661257B2
Application number: JP14957490A
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: 1994-08-17
Anticipated expiration: 2009-08-17
Also published as: JPH0440886A

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。

（ハ）発明が解決しようとする課題ここで、上記各ガスの濃度はそれぞれ別々のガスボンベ
に封入された二酸化炭素ガス、窒素ガス及び酸素ガス等
を培養室に導入し、この導入経路を各ガスの種類に対応
したバルブを所定の制御装置によって開閉することによ
り制御している。

従って、バルブに誤った種類のガスボンベが接続される
と、培養室内のガス濃度制御は不能となり、結果的に培
養細胞の死滅を招くことになる。

従来の培養装置は、係る間違いを報知する手段を有さ
ず、使用者側で注意する以外になかった。

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、この培養室に所定のガスを供給す
るためのガス供給源と、このガス供給源からのガスの供
給を制御するための流通制御手段と、前記培養室内のガ
ス濃度を検出するセンサーと、この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、警告手段とを準備し、前記制御装置は前記センサー
の出力に基づいて制御出力を発生し、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制御出力の
状態に基づいて誤ったガス供給源か否かを検知し、前記
警告手段を動作させると共に、流通制御手段を閉じるよ
うにしたものである。

（ホ）作用本発明によれば、ガスの流通を制御する流通制御手段に
誤ったガス供給源が接続されると、それをガス濃度の変
化と流通制御手段の状態から検知し、警告を発してガス
の流入を停止できる。

（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にはボンベからのガスの圧力
を一定にするための圧力調整器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は各ボンベ３、
４に対応したバルブ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図乃至第７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、また、酸
素ガス濃度の制御に窒素ガスを用いており、これは大気
中の酸素濃度が約２１％であるので、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％である。ま
た、酸素ガス濃度が高い状態で制御する場合は、ガスボ
ンベとしては酸素ガスを封入したものが用いられる。

二酸化炭素のガスボンベ３と窒素のガスボンベ４が夫々
に対応した経路５及び６にそれぞれ正常に接続されてい
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。

また、培養室２内の酸素ガス濃度は大気中の濃度である
２１％であるから、制御装置１７は制御出力を発生して
バルブ１２を開き、ボンベ４から窒素ガスを培養室２内
に導入し、酸素追い出して希釈させて行く。これによっ
て培養室２内の酸素ガス濃度は、第３図のように大気の
酸素濃度２１％から降下して行く。

その後、二酸化炭素ガス濃度（以下Ｅ１と称する）が前
記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。

また、酸素ガス濃度（以下Ｅ２と称する）が前記５％の
設定値ＳＶの下に設定した下限値ＥＬに到達すると制御
装置１７は制御出力を発生してバルブ１２を閉じる。そ
れによって酸素ガス濃度が上昇し、設定値ＳＶの上に設
定した上限値ＥＨまで上昇すると、制御装置１７は再び
バルブ１２を開く。以下これを繰り返し、培養室２内の
酸素ガス濃度を平均して設定値ＳＶに制御する。

ここで、誤って各ガスボンベ３、４の接続を間違えた場
合、即ち、ガスボンベ３を経路６に、ガスボンベ４を経
路５に接続したとすると、各ガス濃度の制御は第６図及
び第７図のようになる。

即ち、前述同様電源投入から制御装置１７はバルブ１１
及び１２を開き、培養室２内に二酸化炭素ガスと酸素ガ
スを導入して行く。そして二酸化炭素ガス濃度Ｅ１が前
述のＥＨに達すると、バルブ１１を閉じるが、そこを流
れるのは窒素ガスであるから第７図の如く、窒素ガス濃
度Ｅ２の減少が緩慢となり、二酸化炭素ガス濃度Ｅ１は
第６図の如く上昇し続ける。

やがて二酸化炭素ガスにより酸素ガスが押し出されてＥ
Ｌに達すると、制御装置１７はバルブ１２を閉じるの
で、二酸化炭素ガスの供給は停止するが、この時二酸化
炭素ガス濃度Ｅ１は実験では７６％にも達し、５％で培
養する必要がある細胞は全て死滅してしまう。

そこで、本発明の制御装置１７は、第４図及び第５図の
如く定期的（例えば１分間隔Ｓ_１〜Ｓ_ｎ）にセンサー１
５或るいは１６から入力する二酸化炭素ガス濃度Ｅ１と
酸素ガス濃度Ｅ２をサンプリングして、濃度Ｅ１の変化
量ｅ_１及び濃度Ｅ２の変化量ｅ_２を逐次算出している。

第４図において、二酸化炭素ガス濃度Ｅ１が上限値ＥＨ
を越えてバルブ１１を閉じても、それまでのｅ_１とＥＨ
を越えた後の変化量ｅ_１０があまり変わらなければ、二
酸化炭素のガスボンベ３が経路６に接続されていること
になる。何故ならば、正常に接続されていれば第２図の
如くｅ_１０は減少或いは負の方向に転じなければならな
いからである。

一方、バルブ１の閉鎖により窒素ガスの供給は停止する
ので変化量ｅ_２０は減少する。

制御装置１７はバルブ１１を閉じても二酸化炭素ガス濃
度Ｅ１の変化量ｅ_１が異常な場合は、二酸化炭素のガス
ボンベ３が経路６に接続されているものと判断し、警告
手段１８を動作せしめて警報を発し、使用者にボンベの
接続間違いを報知する。更に、バルブ１２を閉じて二酸
化炭素ガスの流入を停止する。これによって第４図の如
く二酸化炭素ガス濃度Ｅ１の上昇は食い止められるの
で、培養物の被害を防止することができる。この時の窒
素ガス濃度Ｅ２は第５図の如く推移する。

一方、バルブ１２を閉じても酸素ガス濃度Ｅ２が減少を
し続ける場合は、制御装置１７は経路６に二酸化炭素の
ガスボンベ３が誤って接続されているものと判断し、バ
ルブ１１を閉じて警告手段１８を動作させる。

また、バルブ１２を開くと、酸素ガス濃度Ｅ２が上昇す
る場合は、制御装置１７は経路６に酸素ガスのボンベが
誤って接続されていると判断し、バルブ１２を閉じて警
告手段１８を動作させる。

尚、上記実施例では酸素ガス濃度を５％に設定した場合
について述べたが、２１％以上で使用する場合は、酸素
ガスのボンベが経路６に接続されることになる。

その場合、制御装置１７はバルブ１１を閉じても二酸化
炭素ガス濃度Ｅ１が上昇する場合は、経路６にボンベ３
が誤って接続されていると、バルブ１２を閉じても酸素
ガス濃度Ｅ２が上昇する場合は、経路５に酸素ガスのボ
ンベが接続されていると、更に、バルブ１２を開くと酸
素ガス濃度Ｅ２が下がる場合は、経路６に窒素ガスのボ
ンベ４が誤って接続されているものとそれぞれ判断して
上述同様の動作を実行する。

（ト）発明の効果本発明によれば、ガスの流通を制御する流通制御手段に
誤ったガス供給源が接続されると、それをガス濃度の変
化と流通制御手段の状態から検知し、警告を発して誤っ
たガスの流入を停止できるので、使用者の単純な誤りか
ら培養者の被害を未然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図は二酸化炭
素ガス濃度の時間推移を示す図、第３図は酸素ガス濃度
の時間推移を示す図、第４図及び第５図は誤ったガスボ
ンベを接続した場合の制御装置の動作を説明する図、第
６図及び第７図は誤ったガスボンベを接続した場合の二
酸化炭素ガス濃度と酸素ガス濃度の時間推移を示す図で
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、該培養室に所定のガスを供給す
るためのガス供給源と、該ガス供給源からのガスの供給
を制御するための流通制御手段と、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誤ったガス供給源か否かを
検知し、前記警告手段を動作させると共に、前記流通制
御手段を閉じることを特徴とする培養装置。