JPH07236468A - 培養装置 - Google Patents

培養装置

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JPH07236468A
JPH07236468A JP2970994A JP2970994A JPH07236468A JP H07236468 A JPH07236468 A JP H07236468A JP 2970994 A JP2970994 A JP 2970994A JP 2970994 A JP2970994 A JP 2970994A JP H07236468 A JPH07236468 A JP H07236468A
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JP
Japan
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gas
culture
mixing tank
sensor
tank
Prior art date
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Withdrawn
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JP2970994A
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English (en)
Inventor
Muneo Takaoki
宗夫 高沖
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 培養槽、疎水性多孔膜によって内部が2室に
仕切られているガス交換器、気体混合槽、前記ガス交換
器の一方の室と前記培養槽との間に設けられた培養液循
環ライン、前記ガス交換器の他方の室と前記気体混合槽
との間に設けられたガス循環ライン、前記気体混合槽へ
酸素・炭酸ガス・窒素を供給するガス供給ライン、及び
各ガス供給ライン上に設けられたガス供給バルブを備え
た培養装置において、培養されている動植物細胞等にダ
メージを与えるガスの過剰供給を無くし、かつガスの消
費量を低減する。 【構成】 気体混合槽に設けられた酸素濃度と炭酸ガス
濃度を検出するガスセンサ、及び同センサに連なるガス
供給バルブ制御装置を備え、同センサの検出値によって
前記各ガス供給バルブの開閉を制御し、予備培養によっ
て予め決められた所定組成のガスを前記気体混合槽の中
に混合調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は動植物の細胞、組織、器
官あるいは微生物の細胞等を培養するための培養装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3は従来の培養装置の系統図である。
図において、6は培養槽、7はガス交換器、8は同ガス
交換器の内部を2室に仕切る疎水性多孔膜、10は前記
培養槽とガス交換器の一方の室との間に設けられている
培養液循環ライン、4は気体混合槽、9は前記ガス交換
器の他方の室と気体混合槽との間に設けられているガス
循環ライン、13は3本のガス供給ライン、11は同各
ライン上に設けられたガス供給バルブである。これらの
各バルブとラインを経て、O2 (酸素),CO2(炭酸
ガス),N2 (窒素)の各ガスが気体混合槽に供給され
る。12は前記培養槽の中の培養液中に浸されている培
養液センサである。図にはセンサが3本描かれている
が、これはそれぞれ溶存酸素濃度計、水素イオン濃度
(pH)計、および温度計である。1は培養液センサに連
るガス供給バルブ制御装置であり、前記ガス供給バルブ
11の開閉を制御するものである。
【0003】培養槽によって微生物や動植物組織や細
胞、あるいは小形動植物を培養する際に、培養液の成分
は生物の代謝によって常時変動する。一方、培養される
生物にとって、培養液中の環境は常に一定でなければな
らない。培養液の環境因子として重要な要素は、生物が
必要とする栄養素と生物が排出する有害な老廃物の濃
度、呼吸のための溶存酸素濃度、および水素イオン濃度
である。
【0004】従来は培養液に浸された培養液センサ12
の溶存酸素濃度計と水素イオン濃度計の検出値に基づい
て、制御装置1によってガス供給バルブ11の開閉を制
御し、O2 ,CO2 ,N2 の各ガスを、前記気体混合槽
4、ガス循環ライン9、ガス交換器7、培養液循環ライ
ン10を介して、培養槽6に供給し、溶存酸素濃度およ
び水素イオン濃度を一定に保つようにしていた。ガス交
換器7に供給されたガスは疎水性多孔膜8を介して循環
している培養液の中へ移行し、培養槽6に供給される。
【0005】なお、上記環境因子のうち、栄養素の補給
と老廃物の除去は上記各濃度保持とは独立に行われる制
御であり、本発明の範囲外であるので述べない。また、
培養液センサ12の中の温度センサは上記制御には関係
がなく、別の制御に用いられるものであるので、以後は
これに関することは述べない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の装置におい
ては、ガスが供給されても、培養槽内の培養液における
溶存ガス濃度が上昇し、それが検出されるまでに時間遅
れがあるため、時間遅れの間、余分のガスが供給され続
け、その分のガスが供給過剰となる。この過剰供給され
たガスの影響で、溶存ガス濃度が設定値を越えてしま
う、いわゆるオーバーシュートするという欠点があっ
た。
【0007】また、従来の装置では、上記のガスの過剰
供給によって、ガスが多量に消費され、ボンベ交換等の
人手も多くかかるという欠点があった。
【0008】本発明は上記従来技術の欠点を解消し、オ
ーバーシュートが無く、かつガスの消費量の少ない培養
装置を提供しようとするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
したものであって、培養液を貯留した培養槽、内部に疎
水性多孔膜を備え同膜によって内部が2室に仕切られて
いるガス交換器、気体混合槽、前記ガス交換器の疎水性
多孔膜で仕切られた一方の室と前記培養槽との間に設け
られた培養液循環ライン、前記ガス交換器の疎水性多孔
膜で仕切られた他方の室と前記気体混合槽との間に設け
られたガス循環ライン、前記気体混合槽へ酸素・炭酸ガ
ス・窒素を供給するためそれぞれのガス毎に設けられた
ガス供給ライン、及び同各ガス供給ライン上に設けられ
たガス供給バルブを備えた培養装置において、次の特徴
を有する培養装置に関するものである。 (1)前記気体混合槽に設けられ酸素濃度と炭酸ガス濃
度を検出するガスセンサ、及び同センサに連なるガス供
給バルブ制御装置を備え、同センサの検出値によって前
記各ガス供給バルブの開閉を制御し、予備培養によって
予め決められた所定組成のガスを前記気体混合槽の中に
混合調整する。 (2)前記培養槽内に設けられ溶存酸素濃度及び水素イ
オン濃度を検出する培養液センサ、同培養液センサに連
なり同培養液センサの検出値を処理する培養制御装置、
同培養制御装置に連なり同装置の処理値の変化から適正
なガス組成を算出する培養環境予測プログラム、前記気
体混合槽に設けられ酸素濃度と炭酸ガス濃度を検出する
ガスセンサ、前記培養環境予測プログラムと前記ガスセ
ンサとに連なるガス供給バルブ制御装置を備え、前記ガ
スセンサの検出値によって各ガス供給バルブの開閉を制
御し、前記算出された組成のガスを前記気体混合槽の中
に混合調整する。
【0010】
【作用】前記(1)項の発明においては、気体混合槽に
設けられたガスセンサが検知した信号をガス供給バルブ
制御装置で処理し、ガス供給バルブの開閉によって気体
混合槽内でガスが混合され、ガス組成が一定に保たれ、
所定組成のガスがガス循環ライン、ガス交換器、培養液
循環ラインを経て培養槽へ送られる。
【0011】前記(2)項の発明においては、前項のよ
うにして送られた気体が、気相と液相との間を移行する
ことによって生じるガス組成の変動は、培養液センサに
よって検出され、同検出値が培養制御装置によって処理
され、培養環境予測プログラムによってガスの適正組成
が算出され、気体混合槽内のガスが前記の算出された適
正な組成となるようガス供給バルブ制御装置によってガ
ス供給バルブの開閉が制御される。その結果ガス交換器
へ送られるガス組成は適正な値に維持される。
【0012】
【実施例】図1は本発明の第1実施例に係る培養装置の
系統図である。図において、培養槽6、培養液循環ライ
ン10、ガス交換器7、疎水性多孔膜8、ガス循環ライ
ン9、気体混合槽4、ガス供給ライン13、ガス供給バ
ルブ11、および供給されるガスは従来技術と同じであ
る。5は気体混合槽4内に設けられたガスセンサであ
り、酸素濃度センサと炭酸ガス濃度センサとからなって
いる。1Aは同ガスセンサに連り、ガス供給バルブ11
の開閉を制御するガス供給バルブ制御装置である。
【0013】本装置においては、供給ガスの組成は予備
培養で予め決定され、ガスセンサ5とガス供給バルブ制
御装置1Aとによってガス供給バルブ11の開閉が制御
され、所定の組成のガスが気体混合槽4の中に混合調整
され、ガス交換器7を介して培養槽6に供給される。
【0014】図2は本発明の第2実施例に係る培養装置
の系統図である。図において、12は従来技術と同じ構
成の培養液センサ、2は同センサに連なる培養制御装
置、3は同培養制御装置に連なる培養環境予測プログラ
ム、1Bは同培養環境予測プログラムと、気体混合槽4
の中のガスセンサ5とに連なり、ガス供給バルブ11の
開閉を制御するガス供給バルブ制御装置である。上記以
外の構成は第1実施例と同じである。
【0015】本実施例は第1実施例より高度な制御をな
しうる装置であって、培養液センサ12で検知した値を
培養制御装置2で処理し、その変化から培養環境予測プ
ログラム3で適正なガス組成を算出してガス供給バルブ
制御装置1Bに送る。同制御装置1Bは気体混合槽4に
あるガスセンサ5の値によってガス供給バルブ11を開
閉し、前記の算出された適正なガス組成を実現する。気
体混合槽4内の気体はガス循環ライン9を通ってガス交
換器7に送られ疎水性多孔膜8を通過して培養液に移行
する。これにより細胞等の代謝による培養液の溶存酸素
濃度および水素イオン濃度の変化は補正され一定の範囲
に保たれる。
【0016】以上詳述したように、上記各実施例の装置
においては、予め決められた組成、又は予測された組成
のガスを気体混合槽内に混合調整して供給し、平衡を保
つようにしているので、ガス供給過剰となるいわゆるオ
ーバーシュートが無くなり、細胞等へのダメージの要因
が無くなる。またガスの無駄が無いので、ガスの消費量
が少なくてすむという利点がある。
【0017】
【発明の効果】本発明の培養装置においては、気体混合
槽に設けられ酸素と炭酸ガス濃度を検出するガスセン
サ、及び同センサに連なるガス供給バルブ制御装置を備
え、同センサの検出値によって各ガス供給バルブの開閉
を制御し、予備培養によって予め決められた所定組成の
ガスを気体混合槽の中に混合調整し、あるいは、培養槽
内に設けられ溶存酸素濃度及び水素イオン濃度を検出す
る培養液センサ、同培養液センサに連なり同培養液セン
サの検出値を処理する培養制御装置、同培養制御装置に
連なり同装置の処理値の変化から適正なガス組成を算出
する培養環境予測プログラム、気体混合槽に設けられ酸
素濃度と炭酸ガス濃度を検出するガスセンサ、前記培養
環境予測プログラムと前記ガスセンサとに連なるガス供
給バルブ制御装置を備え、前記ガスセンサの検出値によ
って各ガス供給バルブの開閉を制御し、前記算出された
組成のガスを前記気体混合槽の中に混合調整するので、
培養されている動植物の細胞等にダメージを与えるガス
の過剰供給、いわゆるオーバーシュートを無くし、かつ
ガスの消費量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る培養装置の系統図。
【図2】本発明の第2実施例に係る培養装置の系統図。
【図3】従来の培養装置の系統図。
【符号の説明】
1,1A,1B ガス供給バルブ制御装置 2 培養制御装置 3 培養環境予測プログラム 4 気体混合槽 5 ガスセンサ 6 培養槽 7 ガス交換器 8 疎水性多孔膜 9 ガス循環ライン 10 培養液循環ライン 11 ガス供給バルブ 12 培養液センサ 13 ガス供給ライン

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 培養液を貯留した培養槽、内部に疎水性
    多孔膜を備え同膜によって内部が2室に仕切られている
    ガス交換器、気体混合槽、前記ガス交換器の疎水性多孔
    膜で仕切られた一方の室と前記培養槽との間に設けられ
    た培養液循環ライン、前記ガス交換器の疎水性多孔膜で
    仕切られた他方の室と前記気体混合槽との間に設けられ
    たガス循環ライン、前記気体混合槽へ酸素・炭酸ガス・
    窒素を供給するためそれぞれのガス毎に設けられたガス
    供給ライン、及び同各ガス供給ライン上に設けられたガ
    ス供給バルブを備えた培養装置において、前記気体混合
    槽に設けられ酸素濃度と炭酸ガス濃度を検出するガスセ
    ンサ、及び同センサに連なるガス供給バルブ制御装置を
    備え、同センサの検出値によって前記各ガス供給バルブ
    の開閉を制御し、予備培養によって予め決められた所定
    組成のガスを前記気体混合槽の中に混合調整することを
    特徴とする培養装置。
  2. 【請求項2】 培養液を貯留した培養槽、内部に疎水性
    多孔膜を備え同膜によって内部が2室に仕切られている
    ガス交換器、気体混合槽、前記ガス交換器の疎水性多孔
    膜で仕切られた一方の室と前記培養槽との間に設けられ
    た培養液循環ライン、前記ガス交換器の疎水性多孔膜で
    仕切られた他方の室と前記気体混合槽との間に設けられ
    たガス循環ライン、前記気体混合槽へ酸素・炭酸ガス・
    窒素を供給するためそれぞれのガス毎に設けられたガス
    供給ライン、及び同各ガス供給ライン上に設けられたガ
    ス供給バルブを備えた培養装置において、前記培養槽内
    に設けられ溶存酸素濃度及び水素イオン濃度を検出する
    培養液センサ、同培養液センサに連なり同培養液センサ
    の検出値を処理する培養制御装置、同培養制御装置に連
    なり同装置の処理値の変化から適正なガス組成を算出す
    る培養環境予測プログラム、前記気体混合槽に設けられ
    酸素濃度と炭酸ガス濃度を検出するガスセンサ、前記培
    養環境予測プログラムと前記ガスセンサとに連なるガス
    供給バルブ制御装置を備え、前記ガスセンサの検出値に
    よって各ガス供給バルブの開閉を制御し、前記算出され
    た組成のガスを前記気体混合槽の中に混合調整すること
    を特徴とする培養装置。
JP2970994A 1994-02-28 1994-02-28 培養装置 Withdrawn JPH07236468A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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