JPH067500U

JPH067500U - 細胞培養装置

Info

Publication number: JPH067500U
Application number: JP4544692U
Authority: JP
Inventors: 好志十川
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1992-06-30
Filing date: 1992-06-30
Publication date: 1994-02-01
Anticipated expiration: 2006-06-05
Also published as: JP2500043Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】培養液の灌流の際に生じるフィルタの目詰ま
りを特別な装置の必要なく除去することを目的とする。【構成】本考案では、培養槽に補充すべき新鮮な培養
液でフィルタを逆洗して後、逆洗に使用された培養液を
培養槽に導入することを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、細胞培養装置において、特に、細胞が培養液中に分泌した物質のみを連続して濾過採取しながら培養を継続する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

連続して細胞培養を行うためには、培養槽内の古くなった培養液は回収し、新鮮な培養液を連続的に補給しなければならない。ただし、培養液の回収の際には細胞も同時に流出してしまい、いわゆる培養細胞液の濃度が低下してくるので、細胞のみ抽出して培養槽に還流させるようにするため、培養液回収流路にクロスフローフィルタを設けたものが知られている。

【０００３】例えば、代表的な従来装置の概略図を図２に示す。この装置では、細胞（図中 ●印）を含む培養液は培養槽２１とクロスフローフィルタ２２との間を循環しており、細胞はフィルタ内部を通過するが、培養液（図中△印）はフィルタ外に濾過されて抜き取りポンプ２４により廃液容器２７へ排出される。培養液の排出により、培養槽内の液量が減少すると、レベルセンサー（図示せず）の働きにより培養液供給ポンプ２３が作動し、排出された液量だけ新鮮培養液が新鮮培養液容器２６から槽内に供給される。なお、２５は培養液灌流ポンプを示す。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、図２に示すような従来装置では、フィルタは細胞を含む培養液の流れの方向と濾過方向とが直交するクロスフロー形なので、本来目詰まりしにくい構造にはなっているが、対象となる細胞は接着性があるので、完全には目詰まりを防止することができなかった。

【０００５】そのため、この装置では、目詰まりが起こると、抜き取りポンプ２４の運転を停止し、洗浄液で逆洗し目詰まり解消を行っていた。但し、この手法だと、洗浄液供給装置が別途必要になると共に、目詰まりの度に培養を中断しなければならず、非常に培養の効率が悪かった。

【０００６】かかる目詰まりを防止するための他の手法として、抜き取りポンプを正逆回転可能にすることにより、抜き取った培養液でフィルタを逆洗する手法も提案されている（実公平３−３５１１９号）。

【０００７】しかし、この正逆方式でも、フィルタ詰まりの抑止効果は高くなく、通常１日で詰まるところを２日に延ばせる程度であった。これは、抜き取った少量の培養液で逆洗しているだけなので、洗浄専用の液を洗浄に必要な量だけ独立して流すのに比し大幅に効率が悪いからである。

【０００８】そこで、本考案は、従来にない全く新しい手法によりフィルタの目詰まりを防止する装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上記課題を解決するため、細胞培養槽と、該細胞培養槽の槽外に配設され、細胞と培養液を分離するフィルタ部と、該フィルタ部に設けられた濾液抜取りポートと、該濾液抜取りポートに切り換え可能に接続される培養液抜取り部及び新鮮培養液供給部と、濾液抜取りポートへ供給された新鮮培養液を培養槽に導入する導入部を備えた細胞培養装置を提供する。

【００１０】ここで、細胞培養槽は、培養状態を観察するためにもポリアクリル樹脂やガラスなどの透明な材質のものが好ましい。

【００１１】フィルタ部は、細胞と培養液を分離できるものならば特に限定されないが、細胞を含む培養液の流れの方向と濾過方向とが直交するクロスフロー形が好ましい。フィルタの孔径は、細胞の種類により決定されるのは勿論であるが、数μｍ未満のものならば，殆どの細胞を通過させることはない。フィルタの材質は、オートクレーブ等で殺菌可能な様に、セラミックスやステンレスなどが好ましいが、これらには限定されない。

【００１２】フィルタ部の濾液抜取りポートは、フィルタの濾過側に設けられた開口で、この開口に培養液回収部又は新鮮培養液供給部を切り換え可能に接続する。培養液抜取り部は、例えば培養液回収容器、抜取り用チューブ、抜取りポンプで構成でき、また、新鮮培養液供給部は、例えば新鮮培養液容器、供給チューブ、送液ポンプで構成できるが、これらには限定されず、例えば、新鮮培養液の供給はガス圧で供給しても良い。

【００１３】培養液抜取り部と新鮮培養液供給部の切り換えは、例えば、バルブ又はジョイントを用いてどちらかを選択したり、抜取り部または供給部のどちらかの作動を止めて一方のみ作動させることにより行うことが考えられるが、これらには限定されない。

【００１４】濾液抜取りポートへ供給された新鮮培養液を培養槽に導入する導入部は、例えば、フィルタの濾過側と反対側に新鮮培養液の出口を設け、この出口を培養槽の入口と接続することにより構成できる。なお、クロスフロー形のフィルタを用いるときは、フィルタで濾過されなかった液の出口と新鮮培養液の出口とを兼用させても良い。

【００１５】

【作用】

本考案では、フィルタの目詰まりが生じると、新鮮な培養液でフィルタを逆洗するとともに、逆洗に使用された培養液は培養槽に導入し、その後細胞培養に利用される。

【００１６】

【実施例】

本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

【００１７】図１は、本考案の細胞培養装置の概略図で、図中１は有底円筒体の培養槽を示す。培養槽１の上部には雑菌混入防止のための蓋２が設けられており、この蓋２には培養液回収用のチューブ３、濾過後の液を戻すための還流チューブ４及び所定量以上の培養液が供給されたときフロータンク１７に排出するオーバーフロー用パイプ１６が貫通挿入されている。

【００１８】なお、蓋２には、培養液の溶存酸素濃度、ｐＨ、液レベル、液密度などを測定するセンサ、Ｏ₂、ＣＯ₂、Ｎ₂などのガス導入用チューブも装着されているが、図では省略した。

【００１９】５は中空円筒のクロスフローフィルタカラムで、その内部には細胞と培養液を分離するためのセラミックフィルタ６が配設されている。セラミックフィルタ６のポアサイズは、例えば３μｍのものを用いる。

【００２０】クロスフローフィルタカラム５には、液の流れ方向に入口ポート７、出口ポート８が、液の濾過方向に濾液抜取りポート９が設けられており、入口ポート７には培養液回収用のチューブ３の一端が、出口ポート８には還流チューブ４の一端がそれぞれ接続される。従って、入口ポート７より導入される細胞を含む培養液のうち、フィルタ６で濾過されなかったもの（細胞）は、出口ポート８より培養槽１に戻ることになる。

【００２１】なお、培養液回収用のチューブ３には、細胞を含む培養液をクロスフローフィルタカラム５に送る送液ポンプＰ３が設けられている。

【００２２】また、濾液抜取りポート９には、接続チューブ１０が接続され、チューブ１０は３方分岐部１５を介して培養液抜取り部ロと新鮮培養液供給部イを接続する。培養液抜取り部ロは、濾液抜取りチューブ１２、培養液回収容器１３、抜取りポンプＰ１で構成され、新鮮培養液供給部イは、新鮮培養液供給チューブ１１、新鮮培養液容器１４、送液ポンプＰ２で構成される。

【００２３】なお、前記３方分岐部１５はＴ字型のジョイントで、水平２方には前記接続チューブ１０と濾液抜取りチューブ１２を接続し、他の一方に新鮮培養液供給チューブ１１を接続してある。また、濾液抜取りチューブ１２の終端は培養液回収容器１３内に入れられ、新鮮培養液供給チューブ１１の終端は、新鮮培養液容器１４に入れられる。濾液の抜き取りは、濾液抜取りチューブ１２に設けた抜取りポンプＰ１で行い、新鮮培養液の供給は新鮮培養液供給チューブ１１に設けた送液ポンプＰ２で行う。

【００２４】以上のように構成された装置の作用を次に説明する。

【００２５】まず、培養槽１に所定濃度に調整された培養液及び細胞を入れる。ここで、細胞の播種密度は、少なくとも１×１０⁵cells/mlになるようにする。

【００２６】細胞が入れられると、蓋２をして図示しないヒータ、攪拌機を作動させて培養を行う。培養中は、培養液のｐＨ、溶存酸素などは常にモニターされており、その値に応じて、Ｏ₂、ＣＯ₂、Ｎ₂などのガスが図示していない導入系より導入される。

【００２７】細胞密度が、例えば、１×１０⁶cells/mlになれば、送液ポンプＰ３を作動させて培養液の灌流を開始する（但し、細胞の種類によっては培養開始と同時に灌流を開始しても良い）。なお、培養液の回収のときは、抜取りポンプＰ１はＯＮ、送液ポンプＰ２はＯＦＦにしておく。

【００２８】送液ポンプＰ３を作動させると、培養槽１内の細胞を含む培養液は、培養液回収用チューブ３、クロスフローフィルタカラム５の入口ポート７を経由してクロスフローフィルタカラム５内に送給される。クロスフローフィルタカラム５内に入った細胞を含む培養液は、フィルタ６により細胞と培養液に分離され、細胞は出口ポート８、還流チューブ４を経由して培養槽１内に還流される。また、濾過された培養液は、抜取りポンプＰ１により抜取りポート９、接続チューブ１０、濾液抜取りチューブ１２を経由して培養液回収容器１３内に採取される。

【００２９】所定時間、あるいは所定量の培養液の回収が済めば、抜取りポンプＰ１をＯＦＦ、送液ポンプＰ２をＯＮにする。そうすれば、新鮮な培養液が新鮮培養液容器１４から新鮮培養液供給チューブ１１、接続チューブ１０、抜取りポート９を経由してクロスフローフィルタカラム５のフィルタ６の外側に供給される。フィルタ６の外側に供給された新鮮な培養液は、フィルタ６に付着している細胞を押し出し、出口ポート８、還流チューブ４を経由して培養槽１内に送られる。

【００３０】なお、新鮮な培養液の供給は、フィルタ６の目詰まりがなくなるまで行うが、培養槽１に過剰供給された培養液はオーバーフロー用パイプ１６を経由してフロータンク１７に排出される。

【００３１】以上のようにして、本考案の装置では、フィルタ６の逆洗と培養液の補充が連続的に行われることになる。

【００３２】なお、上記では、３方分岐部はＴ字型のジョイントのものを説明したが、本考案では、これに限定されず、図３（ａ）、（ｂ）に示すようなバルブＶ₁、Ｖ₂ で構成してもよく、また、図３（ｃ）に示すように抜取りポート９の根元に濾液抜取りチューブ１２とともに新鮮培養液供給チューブ１１を接続しても良い。なお、図３中、ａは新鮮培養液の供給方向、ｂは濾過された培養液の送液方向を示す。

【００３３】

【考案の効果】

本考案によれば、特別な装置を必要とせずに培養液の補給とフィルタの洗浄とを兼用的に行えるようにしたので、逆洗浄用の特別な試薬やそのための流路も不要となる。これにより、高密度の培養を長時間にわたり安定して行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の細胞培養装置の概略図。

【図２】従来の細胞培養装置の概略図。

【図３】３方分岐部の変形実施例

【符号の説明】

１：培養槽３：培養液回収用チ
ューブ４：還流チューブ５：クロスフローフ
ィルタカラム６：フィルタ１０：接続チューブ１１：新鮮培養液供給チューブ１２：濾液抜取りチ
ューブ１３：培養液回収容器１４：新鮮培養液容
器Ｐ１：抜取りポンプＰ２、Ｐ３：送液ポ
ンプ

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】細胞培養槽と、該細胞培養槽の槽外に配
設され、細胞と培養液を分離するフィルタ部と、該フィ
ルタ部に設けられた濾液抜取りポートと、該濾液抜取り
ポートに切り換え可能に接続される培養液抜取り部及び
新鮮培養液供給部と、濾液抜取りポートへ供給された新
鮮培養液を前記培養槽に導入する導入部を備えた細胞培
養装置。