JPH0695930B2 - バブリング式バイオリアクタ− - Google Patents
バブリング式バイオリアクタ−Info
- Publication number
- JPH0695930B2 JPH0695930B2 JP15125087A JP15125087A JPH0695930B2 JP H0695930 B2 JPH0695930 B2 JP H0695930B2 JP 15125087 A JP15125087 A JP 15125087A JP 15125087 A JP15125087 A JP 15125087A JP H0695930 B2 JPH0695930 B2 JP H0695930B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reaction tube
- module
- bubbling
- tube
- type bioreactor
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- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、モジュール内に直接空気をバブリングさせる
ことにより増殖の活性化、産生物の効率的蓄積を図るバ
イオリアクターに関する。
ことにより増殖の活性化、産生物の効率的蓄積を図るバ
イオリアクターに関する。
好気性微生物などの細胞の培養増殖には、酸素の供給が
不可欠である。中空糸モジュールは細胞液と基質液との
接触面積が大きいため高い増殖効率が得られる。従来、
中空糸モジュールを用いたバイオリアクターでは培地を
バブリングする方法が用いられていた。中空糸としては
細胞が通過せず、基質溶液が浸出することのできる孔径
を有する高分子素材、例えばポリスルフォン、ポリフッ
化ビニリデンなどの多孔質中空糸モジュールが使用され
ていた。
不可欠である。中空糸モジュールは細胞液と基質液との
接触面積が大きいため高い増殖効率が得られる。従来、
中空糸モジュールを用いたバイオリアクターでは培地を
バブリングする方法が用いられていた。中空糸としては
細胞が通過せず、基質溶液が浸出することのできる孔径
を有する高分子素材、例えばポリスルフォン、ポリフッ
化ビニリデンなどの多孔質中空糸モジュールが使用され
ていた。
しかしながら、細胞の増殖、物質産生反応が行われる部
位はモジュール内であり、培地のバブリングは間接的で
ある。細胞が基質と直接接触し、増殖するモジュール内
でバブリングすることにより細胞の増殖効率を増加させ
ることができるものと考えられる。
位はモジュール内であり、培地のバブリングは間接的で
ある。細胞が基質と直接接触し、増殖するモジュール内
でバブリングすることにより細胞の増殖効率を増加させ
ることができるものと考えられる。
本発明は上記問題を解決することを目的とし、その構成
は、側壁に細胞液供給管と細胞液排出管とを設け、両端
を閉塞した反応管に多数の多孔質中空糸を反応管と平行
に、両端を反応管端部に設けたヘッダーに開口させて収
納し、該開口部を入口及び出口のそれぞれの集合管に導
くモジュール内に空気供給用の多孔質中空管を貫通させ
たことを特徴とし、前記構成に加えるに、多孔質中空糸
及び多孔質中空管としてセラミックスを用いることを特
徴とする。
は、側壁に細胞液供給管と細胞液排出管とを設け、両端
を閉塞した反応管に多数の多孔質中空糸を反応管と平行
に、両端を反応管端部に設けたヘッダーに開口させて収
納し、該開口部を入口及び出口のそれぞれの集合管に導
くモジュール内に空気供給用の多孔質中空管を貫通させ
たことを特徴とし、前記構成に加えるに、多孔質中空糸
及び多孔質中空管としてセラミックスを用いることを特
徴とする。
本発明に係る中空糸は、基質溶液が外部に浸出すること
ができるような多孔質の素材で、しかも細菌等の細胞が
通過できない孔径であることを要する。具体的には孔径
約0.1〜0.2μｍ、細胞が大型で細胞の通過を防げれば、
これ以上であっても差支えない。中空糸の素材としては
高分子素材、例えば、多孔質のポリスルフォン、ポリフ
ッ化ビニリデンなどが使用されるが、セラミックスを使
用すると通常の滅菌に使用される121℃、1Kg/cm2、15分
というオートクレーブ滅菌条件にも耐えることができ繰
返し使用が可能になる。セラミックスとしてはアルミ
ナ、アルミナ−シリカまたはシリカなどの焼結体が使用
される。
ができるような多孔質の素材で、しかも細菌等の細胞が
通過できない孔径であることを要する。具体的には孔径
約0.1〜0.2μｍ、細胞が大型で細胞の通過を防げれば、
これ以上であっても差支えない。中空糸の素材としては
高分子素材、例えば、多孔質のポリスルフォン、ポリフ
ッ化ビニリデンなどが使用されるが、セラミックスを使
用すると通常の滅菌に使用される121℃、1Kg/cm2、15分
というオートクレーブ滅菌条件にも耐えることができ繰
返し使用が可能になる。セラミックスとしてはアルミ
ナ、アルミナ−シリカまたはシリカなどの焼結体が使用
される。
モジュールはこのような中空糸を、両端を閉塞した反応
管に反応管と平行に、両端を反応管端部のヘッダーに開
口させて収納し、該開口部を入口及び出口のそれぞれの
集合管に導くものである。
管に反応管と平行に、両端を反応管端部のヘッダーに開
口させて収納し、該開口部を入口及び出口のそれぞれの
集合管に導くものである。
本発明に係るモジュールは反応管を貫通して多孔質の中
空管を設けたものである。中空管は1.1〜1.5気圧程度の
比較的低圧で水中にバブリングできる孔径であればよ
く、具体的には約５〜25μｍ、好ましくは約10〜20μｍ
である。素材は多孔質のポリスルフォン、ポリフッ化ビ
ニリデンなどの高分子材料でもよいが、強度、耐久性の
点でセラミックスが好ましい。セラミックスとしては、
一般にアルミナ、アルミナ−シリカまたはシリカなどの
焼結体が使用される。中空管に空気を供給し、バブリン
グされた空気は細胞液と共に細胞タンクに送られるた
め、細胞タンクには排気弁と圧力計を取付けることが好
ましい。
空管を設けたものである。中空管は1.1〜1.5気圧程度の
比較的低圧で水中にバブリングできる孔径であればよ
く、具体的には約５〜25μｍ、好ましくは約10〜20μｍ
である。素材は多孔質のポリスルフォン、ポリフッ化ビ
ニリデンなどの高分子材料でもよいが、強度、耐久性の
点でセラミックスが好ましい。セラミックスとしては、
一般にアルミナ、アルミナ−シリカまたはシリカなどの
焼結体が使用される。中空管に空気を供給し、バブリン
グされた空気は細胞液と共に細胞タンクに送られるた
め、細胞タンクには排気弁と圧力計を取付けることが好
ましい。
本発明は、細胞と基質とが直接接触するモジュール内に
中空管を用いて直接空気をバブリングさせるため、必要
な部位に必要な空気が充分に供給され、高い増殖効率が
得られ効率よく産生物を得ることができる。
中空管を用いて直接空気をバブリングさせるため、必要
な部位に必要な空気が充分に供給され、高い増殖効率が
得られ効率よく産生物を得ることができる。
第１図は本発明バイオリアクターを示す模式図である。
１は反応管２の両端にヘッダー３、４を設けたモジュー
ルである。５は中空糸であり、アルミナを主成分とし、
内径0.5mm、外径1mm、分離粒子径0.1μｍ、長さ90mmの
ものを用いた。モジュールの中央部にセラミックス製で
孔径約15μｍの中空管６を貫通させた。中空管は粒径10
〜20μｍの原料粉末を用いて乾湿式法により焼結して得
た。中空管６の端部において中空管を中心に中空糸をま
とめて接着剤で結合し、ヘッダー内に中空糸５端部を開
口させ、ヘッダー３の側壁に設けた基質排出口７及びヘ
ッダー４の側壁に設けた基質供給口８の間に基質タンク
９を設けてポンプで循環させる。
１は反応管２の両端にヘッダー３、４を設けたモジュー
ルである。５は中空糸であり、アルミナを主成分とし、
内径0.5mm、外径1mm、分離粒子径0.1μｍ、長さ90mmの
ものを用いた。モジュールの中央部にセラミックス製で
孔径約15μｍの中空管６を貫通させた。中空管は粒径10
〜20μｍの原料粉末を用いて乾湿式法により焼結して得
た。中空管６の端部において中空管を中心に中空糸をま
とめて接着剤で結合し、ヘッダー内に中空糸５端部を開
口させ、ヘッダー３の側壁に設けた基質排出口７及びヘ
ッダー４の側壁に設けた基質供給口８の間に基質タンク
９を設けてポンプで循環させる。
10は反応管側壁に設けた細胞液供給管であり、反応管側
壁に設けた細胞液排出管11との間に細胞タンク12を設け
てポンプで細胞液を循環させる。13は細胞タンク12の上
部に設けた圧力計、14は排気弁である。15はヘッダー３
を貫通して空気を中空管６に供給する空気供給口であ
り、16はヘッダー４を貫通して中空管６から空気を排出
する空気排出口である。17は中空管６を固定する支持
枠、18は中空糸６を気密に接着し反応管２とヘッダー
３、４の空間との間の障壁となる接着剤である。
壁に設けた細胞液排出管11との間に細胞タンク12を設け
てポンプで細胞液を循環させる。13は細胞タンク12の上
部に設けた圧力計、14は排気弁である。15はヘッダー３
を貫通して空気を中空管６に供給する空気供給口であ
り、16はヘッダー４を貫通して中空管６から空気を排出
する空気排出口である。17は中空管６を固定する支持
枠、18は中空糸６を気密に接着し反応管２とヘッダー
３、４の空間との間の障壁となる接着剤である。
上記の装置を用い２気圧の無菌空気をバブリングしなが
ら枯草菌を培養した。培地組成は次の通りであった。
ら枯草菌を培養した。培地組成は次の通りであった。
(NH4)2SO4 １ ｇ KH2PO4 10 ｇ MgSO4・7H2O 0.1g クエン酸ナトリウム 0.5g KOH 1.94g に蒸留水を加えて全量1000ccとした。（pH7.0）基質と
しては２％澱粉溶液を使用した。培養時間と細胞数との
関係を第２図に示した。また常法にしたがってアミラー
ゼを測定し、アミラーゼ産生量と培養日数との関係を第
３図に示した。
しては２％澱粉溶液を使用した。培養時間と細胞数との
関係を第２図に示した。また常法にしたがってアミラー
ゼを測定し、アミラーゼ産生量と培養日数との関係を第
３図に示した。
比較例として中空管６からバブリングしなかった以外は
実施例と同様にして実験を行い、第２図及び第３図に併
記した。
実施例と同様にして実験を行い、第２図及び第３図に併
記した。
本発明により細胞の増殖率及び物質産生率が高まり、培
養効率が増大した。また中空糸や中空管素材をセラミッ
クスとすると耐久性が向上し繰返し使用が可能になる。
養効率が増大した。また中空糸や中空管素材をセラミッ
クスとすると耐久性が向上し繰返し使用が可能になる。
図面は本発明の実施例を示し、第１図はバイオリアクタ
ーを示す模式図、第２図は細胞数と培養時間との関係を
示すグラフ、第３図はアミラーゼ産生量と培養日数との
関係を示すグラフである。図面中、符号 １はモジュール、２は反応管、３、４はヘッダー、 ５は中空糸、６は中空管、７は基質排出口、 ８は基質供給口、９は基質タンク、 10は細胞液供給口、11は細胞液排出口、 12は細胞タンク、14は排気弁、15は空気供給口、 16は空気排出口、17は支持枠、18は接着剤である。
ーを示す模式図、第２図は細胞数と培養時間との関係を
示すグラフ、第３図はアミラーゼ産生量と培養日数との
関係を示すグラフである。図面中、符号 １はモジュール、２は反応管、３、４はヘッダー、 ５は中空糸、６は中空管、７は基質排出口、 ８は基質供給口、９は基質タンク、 10は細胞液供給口、11は細胞液排出口、 12は細胞タンク、14は排気弁、15は空気供給口、 16は空気排出口、17は支持枠、18は接着剤である。
Claims (4)
- 【請求項１】側壁に細胞液供給管と細胞液排出管とを設
け、両端を閉塞した反応管に多数の多孔質中空糸を反応
管と平行に、両端を反応管端部に設けたヘッダーに開口
させて収納し、該開口部を入口及び出口のそれぞれの集
合管に導くモジュール内に空気供給用の多孔質中空管を
貫通させたバブリング式バイオリアクター。 - 【請求項２】中空管の孔径が約５〜25μｍである特許請
求の範囲第１項記載のバブリング式バイオリアクター。 - 【請求項３】側壁に細胞液供給管と細胞液排出管とを設
け、両端を閉塞した反応管に多数のセラミックス製多孔
質中空糸を反応管と平行に、両端を反応管端部に設けた
ヘッダーに開口させて収納し、該開口部を入口及び出口
のそれぞれの集合管に導くモジュール内に空気供給用の
セラミックス製多孔質中空管を貫通させたバブリング式
バイオリアクター。 - 【請求項４】中空管の孔径が約５〜25μｍである特許請
求の範囲第３項記載のバブリング式バイオリアクター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15125087A JPH0695930B2 (ja) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | バブリング式バイオリアクタ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15125087A JPH0695930B2 (ja) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | バブリング式バイオリアクタ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63317075A JPS63317075A (ja) | 1988-12-26 |
| JPH0695930B2 true JPH0695930B2 (ja) | 1994-11-30 |
Family
ID=15514554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15125087A Expired - Fee Related JPH0695930B2 (ja) | 1987-06-19 | 1987-06-19 | バブリング式バイオリアクタ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0695930B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02245176A (ja) * | 1989-03-17 | 1990-09-28 | Nok Corp | 酸素供給型バイオリアクター |
| WO1995021911A1 (en) * | 1994-02-09 | 1995-08-17 | Unisyn Technologies, Inc. | High performance cell culture bioreactor and method |
| US5622857A (en) * | 1995-08-08 | 1997-04-22 | Genespan Corporation | High performance cell culture bioreactor and method |
| DE10023505A1 (de) * | 2000-05-13 | 2001-11-22 | Fraunhofer Ges Forschung | Reaktormodul mit Kapillarmembranen |
| KR20020088848A (ko) * | 2001-05-21 | 2002-11-29 | (주)코아바이오텍 | 세포배양관 및 이를 이용한 대량 세포배양기 |
| JP7325220B2 (ja) * | 2019-05-22 | 2023-08-14 | 株式会社レゾナック・ガスプロダクツ | 生物の育成装置 |
| JP7325221B2 (ja) * | 2019-05-22 | 2023-08-14 | 株式会社レゾナック・ガスプロダクツ | 生物の育成装置 |
-
1987
- 1987-06-19 JP JP15125087A patent/JPH0695930B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63317075A (ja) | 1988-12-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |