JPH0856646A - 低酸素培養器 - Google Patents
低酸素培養器Info
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- JPH0856646A JPH0856646A JP7170344A JP17034495A JPH0856646A JP H0856646 A JPH0856646 A JP H0856646A JP 7170344 A JP7170344 A JP 7170344A JP 17034495 A JP17034495 A JP 17034495A JP H0856646 A JPH0856646 A JP H0856646A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
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- C12M41/12—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of temperature
- C12M41/14—Incubators; Climatic chambers
-
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 微生物や動植物の細胞等の培養をする低酸素
培養器において、その対象物に合わせて該低酸素培養器
内のガス濃度やガスの組成を制御するために、窒素ガス
や炭酸ガスを用いるが、この窒素ガスの供給源を窒素ボ
ンベ等のようにガス量が有限のものを使用しない。 【構成】 培養室１に、窒素ガスの貯留タンク２３から
窒素ガスを供給する構成において、大気中の窒素ガスを
高濃度に濃縮できるＰＳＡ方式のＮ2 濃縮器２３で作る
窒素ガスを用いる構成とする。
培養器において、その対象物に合わせて該低酸素培養器
内のガス濃度やガスの組成を制御するために、窒素ガス
や炭酸ガスを用いるが、この窒素ガスの供給源を窒素ボ
ンベ等のようにガス量が有限のものを使用しない。 【構成】 培養室１に、窒素ガスの貯留タンク２３から
窒素ガスを供給する構成において、大気中の窒素ガスを
高濃度に濃縮できるＰＳＡ方式のＮ2 濃縮器２３で作る
窒素ガスを用いる構成とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】微生物または動植物の細胞の培養
器の改良に関する。
器の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】微生物の培養，動植物の細胞の培養はそ
の対象物に合わせて温度、培養室のガス濃度及び組成，
培養液，培地ｐＨ等さまざまの要因によりその成育が影
響され変わってくる。特に培地と培地ｐＨと培養室内の
Ｏ2 濃度とＣＯ2 濃度が重要である。ＣＯ2 濃度は培地
のｐＨを一定に保つ上から重要であり、Ｏ2 は微生物の
好気性，嫌気性の性質上から、また細胞の種類によりそ
の濃度管理は重要である。今まで培養室を恒温に保ち、
温度変化が少なくなるよう温湯を壁面内に入れる構造の
ものがあり、また培地は重曹を含む緩衝液を用いてその
ｐＨが変わりにくいようにＣＯ2 の濃度を高めている。
また、別のものではＣＯ2 導入口，Ｎ2 導入口を設けて
ＣＯ2 ボンベ又はＮ2 ボンベのガスを減圧弁にて減圧し
て配管にて接続して導入している。そして該培養室内の
Ｏ2 濃度，ＣＯ2 濃度を測定し、指定の値よりずれると
当該配管より手動又は自動的にこれらのガスを導入しな
がら該培養室内のガス濃度を一定に保つようにして培養
実験を続けている。しかし培養には長時間を要し、その
間、ボンベのガス切れ等により各ガスの濃度等に変化が
あるとせっかくの実験が失敗することが多々発生してい
る。
の対象物に合わせて温度、培養室のガス濃度及び組成，
培養液，培地ｐＨ等さまざまの要因によりその成育が影
響され変わってくる。特に培地と培地ｐＨと培養室内の
Ｏ2 濃度とＣＯ2 濃度が重要である。ＣＯ2 濃度は培地
のｐＨを一定に保つ上から重要であり、Ｏ2 は微生物の
好気性，嫌気性の性質上から、また細胞の種類によりそ
の濃度管理は重要である。今まで培養室を恒温に保ち、
温度変化が少なくなるよう温湯を壁面内に入れる構造の
ものがあり、また培地は重曹を含む緩衝液を用いてその
ｐＨが変わりにくいようにＣＯ2 の濃度を高めている。
また、別のものではＣＯ2 導入口，Ｎ2 導入口を設けて
ＣＯ2 ボンベ又はＮ2 ボンベのガスを減圧弁にて減圧し
て配管にて接続して導入している。そして該培養室内の
Ｏ2 濃度，ＣＯ2 濃度を測定し、指定の値よりずれると
当該配管より手動又は自動的にこれらのガスを導入しな
がら該培養室内のガス濃度を一定に保つようにして培養
実験を続けている。しかし培養には長時間を要し、その
間、ボンベのガス切れ等により各ガスの濃度等に変化が
あるとせっかくの実験が失敗することが多々発生してい
る。
【０００３】Ｎ2 とＣＯ2 の消費量は各々の設定濃度に
より異なるが一般的にＮ2 の方が多い。そして実験をす
る人はボンベの残量に気をつけながら無くなれば重いボ
ンベの交換作業を行わなければならない等の余分な苦労
がある。また、実験の過程で扉を開いて一時的に培養物
を観察する場合はその扉の開と同時にまわりの空気が流
れ込み、Ｏ2 濃度が２１％に上がり、ＣＯ2 濃度は０．
０３％まで下がる。扉の閉とともに大量のＮ2 ，ＣＯ2
を流入させ、短時間に元の環境に戻し、被培養物に与え
る影響を最小限にする必要がある。
より異なるが一般的にＮ2 の方が多い。そして実験をす
る人はボンベの残量に気をつけながら無くなれば重いボ
ンベの交換作業を行わなければならない等の余分な苦労
がある。また、実験の過程で扉を開いて一時的に培養物
を観察する場合はその扉の開と同時にまわりの空気が流
れ込み、Ｏ2 濃度が２１％に上がり、ＣＯ2 濃度は０．
０３％まで下がる。扉の閉とともに大量のＮ2 ，ＣＯ2
を流入させ、短時間に元の環境に戻し、被培養物に与え
る影響を最小限にする必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】研究者の労力を最小に
すべく大気中にあるＮ2 を自動的に集めて供給し、Ｏ2
濃度を自動的に一定にする（但し、２１％以下とする）
ようにし、Ｎ2 ボンベの交換を不用にする。しかし、Ｃ
Ｏ2 は自然に大量に存在するものではないので、別に生
成したガスを持ってくる必要があるためＣＯ2 ボンベは
別に付加する。
すべく大気中にあるＮ2 を自動的に集めて供給し、Ｏ2
濃度を自動的に一定にする（但し、２１％以下とする）
ようにし、Ｎ2 ボンベの交換を不用にする。しかし、Ｃ
Ｏ2 は自然に大量に存在するものではないので、別に生
成したガスを持ってくる必要があるためＣＯ2 ボンベは
別に付加する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】壁面に温湯ジャケット２
と前面に扉３を有する気密の培養室であって該培養室に
はＮ2 及びＣＯ2 を導入する導入口と一定封止圧を有す
る逆止弁２５を設けた大気放出口と室内ガス濃度を検出
するＯ2 センサー及び／又はＣＯ2 センサーと扉の開閉
状態を検出する開閉センサーを有し、このＯ2 濃度及び
／又はＣＯ2 濃度と開閉信号は電気信号に変換されて制
御部２９に伝えられる。該培養室のＣＯ2 導入口は自動
弁Ｖ3 １９を介してＣＯ2 供給源（ボンベ）から調圧弁
を用いて調圧したＣＯ2 が供給されるよう配管接続さ
れ、Ｎ2 導入口には自動弁Ｖ2 ２０を介してＮ2 供給源
が配管接続される。Ｎ2 供給源は空気中のＮ2 を自動的
に濃縮するＮ2 濃縮器とＮ2 の貯留タンクであって、Ｎ
2 透過膜により濃縮する膜式のものとカーボンモレキュ
ラーシーブス（ＣＭＳ）の活性炭分子篩を用いたＰＳＡ
方式の濃縮器（公知の技術）がある。これ等の濃縮器に
より濃縮されたＮ2 は自動弁Ｖ1 ２１を介してＮ2 の貯
留タンク２３に接続され、これに貯留した後、配管にて
該培養室のＮ2 供給口に自動弁Ｖ2 ２０を介して接続さ
れる。Ｎ2 の貯留タンク２３には圧力センサー１８が設
置されているのでガスの圧力が測定され、この圧力信号
は電気信号に変換され制御部２９に伝えられる。Ｎ2 濃
縮器は貯留タンクの圧力が一定値ＰL まで低下したとき
該制御部２９よりコンプレッサーを起動してＮ2 濃度が
一定濃度に達した後又は一定時間経過後に自動弁Ｖ1 を
開いて貯留タンクにガスを供給する。そして貯留タンク
の圧力が一定値ＰH まで上昇したとき停止する。Ｎ2 の
貯留タンクから培養室にＮ2 ガスを供給する自動弁Ｖ2
２０は該培養室のＯ2 濃度が、一定値以上になった信号
により制御部が開閉して制御し、Ｏ2 濃度を目標の一定
値に保つように構成したものである。すなわち自動弁Ｖ
2 ２０が開になるときは該培養室のＯ2 濃度が一定値以
上になったときであり、同じく閉になるときは当該濃度
が設定値に達したときである。
と前面に扉３を有する気密の培養室であって該培養室に
はＮ2 及びＣＯ2 を導入する導入口と一定封止圧を有す
る逆止弁２５を設けた大気放出口と室内ガス濃度を検出
するＯ2 センサー及び／又はＣＯ2 センサーと扉の開閉
状態を検出する開閉センサーを有し、このＯ2 濃度及び
／又はＣＯ2 濃度と開閉信号は電気信号に変換されて制
御部２９に伝えられる。該培養室のＣＯ2 導入口は自動
弁Ｖ3 １９を介してＣＯ2 供給源（ボンベ）から調圧弁
を用いて調圧したＣＯ2 が供給されるよう配管接続さ
れ、Ｎ2 導入口には自動弁Ｖ2 ２０を介してＮ2 供給源
が配管接続される。Ｎ2 供給源は空気中のＮ2 を自動的
に濃縮するＮ2 濃縮器とＮ2 の貯留タンクであって、Ｎ
2 透過膜により濃縮する膜式のものとカーボンモレキュ
ラーシーブス（ＣＭＳ）の活性炭分子篩を用いたＰＳＡ
方式の濃縮器（公知の技術）がある。これ等の濃縮器に
より濃縮されたＮ2 は自動弁Ｖ1 ２１を介してＮ2 の貯
留タンク２３に接続され、これに貯留した後、配管にて
該培養室のＮ2 供給口に自動弁Ｖ2 ２０を介して接続さ
れる。Ｎ2 の貯留タンク２３には圧力センサー１８が設
置されているのでガスの圧力が測定され、この圧力信号
は電気信号に変換され制御部２９に伝えられる。Ｎ2 濃
縮器は貯留タンクの圧力が一定値ＰL まで低下したとき
該制御部２９よりコンプレッサーを起動してＮ2 濃度が
一定濃度に達した後又は一定時間経過後に自動弁Ｖ1 を
開いて貯留タンクにガスを供給する。そして貯留タンク
の圧力が一定値ＰH まで上昇したとき停止する。Ｎ2 の
貯留タンクから培養室にＮ2 ガスを供給する自動弁Ｖ2
２０は該培養室のＯ2 濃度が、一定値以上になった信号
により制御部が開閉して制御し、Ｏ2 濃度を目標の一定
値に保つように構成したものである。すなわち自動弁Ｖ
2 ２０が開になるときは該培養室のＯ2 濃度が一定値以
上になったときであり、同じく閉になるときは当該濃度
が設定値に達したときである。
【０００６】このようにＯ2 濃度が上昇すると自動弁Ｖ
2 ２０が開となりＮ2 が充填され、これによりＯ2 濃度
が低下する。しかし該培養室の内部圧力が上昇しないよ
う作動圧力が約０．１ｋｇｆ／ｃｍ2 ・Ｇの逆止弁を付
設した大気放出口より余剰のガスは大気に放出される。
またＣＯ2 濃度が低下したときはその信号により制御部
はＣＯ2 供給源のひとつであるボンベよりＣＯ2 ガスを
自動弁Ｖ3 １９を開として導入する。ＣＯ2 センサーの
信号によりＣＯ2 が設定値に達すると制御部２９により
自動弁Ｖ3 １９は閉となりＣＯ2 の導入が止められる。
制御部には該培養室内のＣＯ2 濃度及びＯ2 濃度を目標
値に設定する設定器及び温度を目標値に設定する設定器
が設けられている。しかし温度については、本発明の主
要課題でないので省略する。この自動弁Ｖ3 ，Ｖ2 の制
御は、制御部２９が設定器で設定される目標値になるよ
うＯ2 センサー及び／又はＣＯ2 センサーの検出信号を
監視しながら該自動弁Ｖ3 ，Ｖ2 の開閉制御を行うが、
目標値と検出信号の差が大きいときは開の状態を連続す
るが、ある基準値以内に近づくと弁を一定時間間隔で開
閉を繰り返しながら目標値になるよう制御する。
2 ２０が開となりＮ2 が充填され、これによりＯ2 濃度
が低下する。しかし該培養室の内部圧力が上昇しないよ
う作動圧力が約０．１ｋｇｆ／ｃｍ2 ・Ｇの逆止弁を付
設した大気放出口より余剰のガスは大気に放出される。
またＣＯ2 濃度が低下したときはその信号により制御部
はＣＯ2 供給源のひとつであるボンベよりＣＯ2 ガスを
自動弁Ｖ3 １９を開として導入する。ＣＯ2 センサーの
信号によりＣＯ2 が設定値に達すると制御部２９により
自動弁Ｖ3 １９は閉となりＣＯ2 の導入が止められる。
制御部には該培養室内のＣＯ2 濃度及びＯ2 濃度を目標
値に設定する設定器及び温度を目標値に設定する設定器
が設けられている。しかし温度については、本発明の主
要課題でないので省略する。この自動弁Ｖ3 ，Ｖ2 の制
御は、制御部２９が設定器で設定される目標値になるよ
うＯ2 センサー及び／又はＣＯ2 センサーの検出信号を
監視しながら該自動弁Ｖ3 ，Ｖ2 の開閉制御を行うが、
目標値と検出信号の差が大きいときは開の状態を連続す
るが、ある基準値以内に近づくと弁を一定時間間隔で開
閉を繰り返しながら目標値になるよう制御する。
【０００７】
【実施例】図１に本発明の好適な１実施例のフロー図を
示す。壁面内に温湯ジャケット２と前面に扉３を有する
気密の培養室１がある、扉３はヒンジ４で開閉できる。
その開閉状態が開閉センサー５のボタン６を押圧するか
否かで検出し、その信号を信号線７により制御部２９に
伝える。また該培養室１にはＮ2 及びＣＯ2 を導入する
導管２７と２８を有し、培養室の内圧が高くなりすぎな
いよう一定封止圧を有する逆止弁２５を付設し導管２６
により大気放出口が設けられている。該培養室１内の雰
囲気ガス濃度、特にＯ2 及びＣＯ2 濃度の検出を行うＯ
2 センサー９，ＣＯ2 センサー９′を有する。この濃度
信号は電気信号に変換されて制御部２９に伝えられる。
示す。壁面内に温湯ジャケット２と前面に扉３を有する
気密の培養室１がある、扉３はヒンジ４で開閉できる。
その開閉状態が開閉センサー５のボタン６を押圧するか
否かで検出し、その信号を信号線７により制御部２９に
伝える。また該培養室１にはＮ2 及びＣＯ2 を導入する
導管２７と２８を有し、培養室の内圧が高くなりすぎな
いよう一定封止圧を有する逆止弁２５を付設し導管２６
により大気放出口が設けられている。該培養室１内の雰
囲気ガス濃度、特にＯ2 及びＣＯ2 濃度の検出を行うＯ
2 センサー９，ＣＯ2 センサー９′を有する。この濃度
信号は電気信号に変換されて制御部２９に伝えられる。
【０００８】ＣＯ2 を導入する導管２８には自動弁Ｖ3
１９を介してＣＯ2 ボンベ２２が接続され高圧を調圧弁
を用いて低圧に調圧されたＣＯ2 が供給される。Ｎ2 導
入管２７には自動弁Ｖ2 ２０を介してＮ2 供給源が配管
接続される。Ｎ2 供給源は空気中のＮ2 を自動的に濃縮
するＰＳＡ式のＮ2 濃縮器２４（濃縮されたＮ2 はアル
ゴンを含んだ濃度で９９．９〜９９．９９％の濃度まで
濃縮することが出来る）とＮ2 の貯留タンク２３であ
り、Ｎ2 濃縮器２４により濃縮生成されたＮ2 ガスを自
動弁Ｖ1 ２１を介して、Ｎ2 の貯留タンク２３に接続し
貯留した後、自動弁Ｖ2 ２０を介してＮ2 の導管２７に
て培養室１にＮ2 が導入できるよう接続する。Ｎ2 濃縮
器は圧縮空気供給部と濃縮部を持っており、濃縮器が起
動されると、まず圧縮空気供給部により大気が取り込ま
れて圧縮されて窒素濃縮部に送り込まれ窒素ガスが濃縮
されるが装置が起動されて所定の高濃度に達するまで一
定の時間が必要であり、起動当初は低い濃度である。特
にＰＳＡ式濃縮器の場合は数分を要する。このため初期
の低濃度の窒素ガスをＮ2 の貯留タンク２３に送り込ま
ないようＮ2 濃度が濃縮器起動後一定時間を経た後、自
動弁Ｖ1 ２１を開にするよう制御部２９が制御してい
る。またＮ2 濃縮器は膜式もＰＳＡ式も供給空気量に対
して、取出ガスの量を増やすと濃度は低下することが判
っている。培養室の濃度を一定に保つためには、Ｎ2 濃
縮器から得られる窒素ガスの濃度を目標濃度以上の高濃
度（これを酸素濃度でいえば低濃度）にしなければいけ
ない。前述のＮ2 濃縮器の起動初期の濃縮ガスは一定時
間を経て高濃度に達した後に自動弁Ｖ1 ２１を開けるこ
とにより達成されるが我々はこればかりでなく、自動弁
Ｖ1２１を開にした時、低圧になっているＮ2 の貯留タ
ンクにＮ2 濃縮器より、一時に大量にＮ2 が流入するこ
とにより、濃縮ガスの一時的な低濃度化が発生し、培養
室の濃度を乱すことが判った。このためＮ2 濃縮器とＮ
2 の貯留タンクの間に流量制限手段３０を付設し、両者
間の圧力差に変化が生じても一定の流量しか流れない定
流量弁かあるいは前記の両者間に圧力差が生じたときで
もＮ2 濃縮器から供給するガスの濃度が目標濃度で得ら
れる所定の流量しか流れない流量制限手段（オリフィス
等）を入れることが重要であることを見出した。この流
量制限手段３０をＮ2 濃縮器２４とＮ2 の貯留タンク２
３を接続する配管経路中に設ける。
１９を介してＣＯ2 ボンベ２２が接続され高圧を調圧弁
を用いて低圧に調圧されたＣＯ2 が供給される。Ｎ2 導
入管２７には自動弁Ｖ2 ２０を介してＮ2 供給源が配管
接続される。Ｎ2 供給源は空気中のＮ2 を自動的に濃縮
するＰＳＡ式のＮ2 濃縮器２４（濃縮されたＮ2 はアル
ゴンを含んだ濃度で９９．９〜９９．９９％の濃度まで
濃縮することが出来る）とＮ2 の貯留タンク２３であ
り、Ｎ2 濃縮器２４により濃縮生成されたＮ2 ガスを自
動弁Ｖ1 ２１を介して、Ｎ2 の貯留タンク２３に接続し
貯留した後、自動弁Ｖ2 ２０を介してＮ2 の導管２７に
て培養室１にＮ2 が導入できるよう接続する。Ｎ2 濃縮
器は圧縮空気供給部と濃縮部を持っており、濃縮器が起
動されると、まず圧縮空気供給部により大気が取り込ま
れて圧縮されて窒素濃縮部に送り込まれ窒素ガスが濃縮
されるが装置が起動されて所定の高濃度に達するまで一
定の時間が必要であり、起動当初は低い濃度である。特
にＰＳＡ式濃縮器の場合は数分を要する。このため初期
の低濃度の窒素ガスをＮ2 の貯留タンク２３に送り込ま
ないようＮ2 濃度が濃縮器起動後一定時間を経た後、自
動弁Ｖ1 ２１を開にするよう制御部２９が制御してい
る。またＮ2 濃縮器は膜式もＰＳＡ式も供給空気量に対
して、取出ガスの量を増やすと濃度は低下することが判
っている。培養室の濃度を一定に保つためには、Ｎ2 濃
縮器から得られる窒素ガスの濃度を目標濃度以上の高濃
度（これを酸素濃度でいえば低濃度）にしなければいけ
ない。前述のＮ2 濃縮器の起動初期の濃縮ガスは一定時
間を経て高濃度に達した後に自動弁Ｖ1 ２１を開けるこ
とにより達成されるが我々はこればかりでなく、自動弁
Ｖ1２１を開にした時、低圧になっているＮ2 の貯留タ
ンクにＮ2 濃縮器より、一時に大量にＮ2 が流入するこ
とにより、濃縮ガスの一時的な低濃度化が発生し、培養
室の濃度を乱すことが判った。このためＮ2 濃縮器とＮ
2 の貯留タンクの間に流量制限手段３０を付設し、両者
間の圧力差に変化が生じても一定の流量しか流れない定
流量弁かあるいは前記の両者間に圧力差が生じたときで
もＮ2 濃縮器から供給するガスの濃度が目標濃度で得ら
れる所定の流量しか流れない流量制限手段（オリフィス
等）を入れることが重要であることを見出した。この流
量制限手段３０をＮ2 濃縮器２４とＮ2 の貯留タンク２
３を接続する配管経路中に設ける。
【０００９】貯留タンク２３はＮ2 が該培養室の扉が開
閉されたとき、急速に定状濃度に回復するよう大量のガ
スが短時間に供給できるようＮ2 濃縮器は小型であって
も多くのＮ2 を貯留できるようＮ2 を吸着保持する能力
を持つゼオライトを充填している。こうすることにより
通常のタンクの容積で同じ圧力に対して３倍以上のＮ2
を貯留できる。但し、ゼオライトのＮ2 の吸着保持能力
は水分により劣化するので水分を含まないＮ2 濃縮器に
より生成された含水率の低いガスと組み合わさないと良
い結果が得られない。膜式の濃縮器もＣＭＳによるＰＳ
Ａ式濃縮器による濃縮窒素ガスも水分の少ない乾燥した
ガスが得られる。またＮ2 の貯留タンク２３には圧力セ
ンサー１８を付設して、ガスの圧力が測定され信号線１
７により制御部２９に伝えられる。圧力は貯えられたガ
スの容量が少なくなると圧力が下がり、貯えられたガス
の容量が多いと高い圧力を示す。該培養室内のＯ2 濃度
が設定値より外れ高くなるとその信号により制御部２９
は自動弁Ｖ2 ２０を開とし、Ｎ2 を供給するのでタンク
内のガスが消費される。ＰＳＡ式のＮ2 濃縮器２４は貯
留タンク２３の圧力が圧力センサー１８により一定値Ｐ
L まで低下したことを検出し、それを信号線１７により
制御部２９に伝えると制御部２９は信号線１６によりＮ
2 濃縮器２４を起動する。
閉されたとき、急速に定状濃度に回復するよう大量のガ
スが短時間に供給できるようＮ2 濃縮器は小型であって
も多くのＮ2 を貯留できるようＮ2 を吸着保持する能力
を持つゼオライトを充填している。こうすることにより
通常のタンクの容積で同じ圧力に対して３倍以上のＮ2
を貯留できる。但し、ゼオライトのＮ2 の吸着保持能力
は水分により劣化するので水分を含まないＮ2 濃縮器に
より生成された含水率の低いガスと組み合わさないと良
い結果が得られない。膜式の濃縮器もＣＭＳによるＰＳ
Ａ式濃縮器による濃縮窒素ガスも水分の少ない乾燥した
ガスが得られる。またＮ2 の貯留タンク２３には圧力セ
ンサー１８を付設して、ガスの圧力が測定され信号線１
７により制御部２９に伝えられる。圧力は貯えられたガ
スの容量が少なくなると圧力が下がり、貯えられたガス
の容量が多いと高い圧力を示す。該培養室内のＯ2 濃度
が設定値より外れ高くなるとその信号により制御部２９
は自動弁Ｖ2 ２０を開とし、Ｎ2 を供給するのでタンク
内のガスが消費される。ＰＳＡ式のＮ2 濃縮器２４は貯
留タンク２３の圧力が圧力センサー１８により一定値Ｐ
L まで低下したことを検出し、それを信号線１７により
制御部２９に伝えると制御部２９は信号線１６によりＮ
2 濃縮器２４を起動する。
【００１０】また被培養物は、培養研究の過程で該培養
室より取り出し、途中で研究観察を行ない、続いてまた
収納して培養を続ける場合も度々ある。このようなとき
扉を開にして取り出すと外気が培養器内に入り、Ｏ2 濃
度，ＣＯ2 濃度がコントロールされていた環境が崩れて
しまうので、扉が閉じられた後、直ちに元の環境へ復帰
させる必要がある。このため扉が開となり続いて閉とな
った状況を開閉センサー５により検出し、信号線７によ
り制御部２９に伝え、Ｎ2 濃縮器２４を起動する、扉の
開閉を行った直後は大幅な濃度変化があるためＮ2 を多
く必要とするので、貯留タンク２３内のガスの放出に続
いてＰＳＡ式のＮ2 濃縮器からの生成供給が必要となる
ためである。Ｏ2 濃度が一定値に低下した後、ＣＯ2 ガ
スの濃度を高める方がＯ2 濃度を下げるためＮ2 ガスの
供給を続けながらＣＯ2 の供給も同時に行う方法よりＣ
Ｏ2 消費量を少なくすることが出来る。但し、被培養物
の性質と培養液のｐＨの変動等により許容される環境条
件の乱れた状態の続く時間の長さは個々によって変わる
のでＮ2 とＣＯ2 の供給を同時に行われなければならな
いものもある。
室より取り出し、途中で研究観察を行ない、続いてまた
収納して培養を続ける場合も度々ある。このようなとき
扉を開にして取り出すと外気が培養器内に入り、Ｏ2 濃
度，ＣＯ2 濃度がコントロールされていた環境が崩れて
しまうので、扉が閉じられた後、直ちに元の環境へ復帰
させる必要がある。このため扉が開となり続いて閉とな
った状況を開閉センサー５により検出し、信号線７によ
り制御部２９に伝え、Ｎ2 濃縮器２４を起動する、扉の
開閉を行った直後は大幅な濃度変化があるためＮ2 を多
く必要とするので、貯留タンク２３内のガスの放出に続
いてＰＳＡ式のＮ2 濃縮器からの生成供給が必要となる
ためである。Ｏ2 濃度が一定値に低下した後、ＣＯ2 ガ
スの濃度を高める方がＯ2 濃度を下げるためＮ2 ガスの
供給を続けながらＣＯ2 の供給も同時に行う方法よりＣ
Ｏ2 消費量を少なくすることが出来る。但し、被培養物
の性質と培養液のｐＨの変動等により許容される環境条
件の乱れた状態の続く時間の長さは個々によって変わる
のでＮ2 とＣＯ2 の供給を同時に行われなければならな
いものもある。
【００１１】自動弁Ｖ1 ２１が閉となるときは、貯留タ
ンクの圧力が一定値ＰH に上昇したときであり、自動弁
Ｖ2 ２０が開になるときは該培養室内のＯ2 濃度が設定
値以上になったときであり、同じく閉になるときは当該
濃度が設定値に達したときである。このようにＯ2 セン
サー９やＣＯ2 センサー９′により検出される該培養室
１内のＯ2 濃度が上昇すると制御部２９により自動弁Ｖ
2 ２０が開となり、Ｎ 2 が貯留タンク２３より放出さ
れ、該培養室１内のＯ2 濃度が低下する。しかし該培養
室１の内部圧が上昇しないよう逆止弁２５を付設した導
管２６により、大気放出口より余剰ガスとして放出され
る。またＣＯ2 濃度がＯ2 センサー９やＣＯ2 センサー
９′によって低下が検出されＣＯ2 濃度を伝える信号線
１１により制御部２９に伝えられると制御部２９は信号
線１３により自動弁Ｖ3 １９を開にしてＣＯ2 ボンベ２
２のＣＯ2 を該培養室１内に放出し、ＣＯ2 濃度の上昇
を図る。Ｏ2 センサー９，ＣＯ2 センサー９′によりＣ
Ｏ2 濃度が設定値に達することが検出されると制御部２
９は自動弁Ｖ3 １９を閉としてＣＯ2 の導入を止める。
尚、制御部２９には該培養室内のＣＯ2 濃度及びＯ2 濃
度を目標値に設定する設定器を持つ。また温湯ジャケッ
ト２の温度を制御部２９より電線１２によりヒーター８
をオンオフしてコントロールして目標温度に設定するが
その目標設定値にするための目標値を入力するための設
定器の図示は同図中では省略している。
ンクの圧力が一定値ＰH に上昇したときであり、自動弁
Ｖ2 ２０が開になるときは該培養室内のＯ2 濃度が設定
値以上になったときであり、同じく閉になるときは当該
濃度が設定値に達したときである。このようにＯ2 セン
サー９やＣＯ2 センサー９′により検出される該培養室
１内のＯ2 濃度が上昇すると制御部２９により自動弁Ｖ
2 ２０が開となり、Ｎ 2 が貯留タンク２３より放出さ
れ、該培養室１内のＯ2 濃度が低下する。しかし該培養
室１の内部圧が上昇しないよう逆止弁２５を付設した導
管２６により、大気放出口より余剰ガスとして放出され
る。またＣＯ2 濃度がＯ2 センサー９やＣＯ2 センサー
９′によって低下が検出されＣＯ2 濃度を伝える信号線
１１により制御部２９に伝えられると制御部２９は信号
線１３により自動弁Ｖ3 １９を開にしてＣＯ2 ボンベ２
２のＣＯ2 を該培養室１内に放出し、ＣＯ2 濃度の上昇
を図る。Ｏ2 センサー９，ＣＯ2 センサー９′によりＣ
Ｏ2 濃度が設定値に達することが検出されると制御部２
９は自動弁Ｖ3 １９を閉としてＣＯ2 の導入を止める。
尚、制御部２９には該培養室内のＣＯ2 濃度及びＯ2 濃
度を目標値に設定する設定器を持つ。また温湯ジャケッ
ト２の温度を制御部２９より電線１２によりヒーター８
をオンオフしてコントロールして目標温度に設定するが
その目標設定値にするための目標値を入力するための設
定器の図示は同図中では省略している。
【００１２】
【発明の効果】本発明を実施することにより、低酸素雰
囲気の培養器のＮ2 の供給源として、大気中に約７９％
あるＮ2 を９９％以上に濃縮したものが使用できるの
で、Ｎ2ボンベ等有限の供給源のようにガス切れの配慮
が不要となる。さらに見かけ上の体積は小型ながら、Ｎ
2 を吸着する吸着剤を充填した貯留タンクに、外観容量
の数倍のＮ2 を貯留することができるので、一時に大量
のＮ2 を供給することが出来る。
囲気の培養器のＮ2 の供給源として、大気中に約７９％
あるＮ2 を９９％以上に濃縮したものが使用できるの
で、Ｎ2ボンベ等有限の供給源のようにガス切れの配慮
が不要となる。さらに見かけ上の体積は小型ながら、Ｎ
2 を吸着する吸着剤を充填した貯留タンクに、外観容量
の数倍のＮ2 を貯留することができるので、一時に大量
のＮ2 を供給することが出来る。
【図１】 本発明の好適な１実施例のフロー図である。
１ 培養器 ２ 温湯ジャケット ３ 扉 ４ ヒンジ ５ 開閉センサー ６ ボタン ８ ヒータ ９ Ｏ2 センサー ９′ ＣＯ2 センサー ７，１０，１１，１３，１７ 信号線 １２ 電線 １８ 圧力センサー １９ 自動弁Ｖ3 ２０ 自動弁Ｖ2 ２１ 自動弁Ｖ1 ２２ ＣＯ2 ボンベ ２３ 貯留タンク ２４ Ｎ2 濃縮器 ２５ 逆止弁 ２６，２７，２８ 導管 ２９ 制御部 ３０ 流量制限手段
Claims (10)
- 【請求項１】 扉を有する気密の培養室であって、該培
養室にはＮ2 及びＣＯ2 を導入する導入口と逆止弁を設
けた大気放出口と、該培養室の室内ガス濃度を検出する
Ｏ2 センサー及び／又はＣＯ2 センサーを有し、検出さ
れた濃度は電気信号により制御部に伝えられ、該培養室
のＣＯ2 導入口は自動弁Ｖ3 （１９）を介してＣＯ2 供
給源から調圧弁を用いて調圧したＣＯ2 が供給されるよ
う配管接続され、前述のＯ2 センサー及び／又はＣＯ2
センサーの信号により該制御部より自動弁Ｖ3 （１９）
が制御され、Ｎ2 導入口には自動弁Ｖ2 （２０）を介し
てＮ2 供給源が配管接続され、該Ｏ2 センサー及び／又
はＣＯ2 センサーの信号で該制御部より自動弁Ｖ2 （２
０）を制御してＮ2 が供給され、Ｎ2 供給源は空気中の
Ｎ2 を自動的に濃縮するＮ2 濃縮器とＮ2 の貯留タンク
であって、濃縮されたＮ2 は自動弁Ｖ1 （２１）を介し
て該貯留タンクに接続し、これに貯留した後、配管にて
該培養室のＮ2 導入口に自動弁Ｖ2 （２０）を介して接
続する構成とし、該貯留タンクには圧力センサーが設置
され、Ｎ2 の圧力が測定されて該制御部に伝えられ、該
制御部によりＮ2 濃縮器は該貯留タンクの圧力が一定値
ＰLまで低下したときに起動し、Ｎ2 を濃縮してＮ2 濃
度が一定濃度に達した後又は一定時間経過後に自動弁Ｖ
1 （２１）を開にしてＮ2 の貯留タンクに供給し、そし
てＮ2 貯留タンクの圧力が一定値ＰH まで上昇したとき
自動弁Ｖ1 （２１）を閉にしてＮ2 濃縮器は停止し、前
記の自動弁Ｖ2 （２０）は該培養室のＯ2 濃度が一定値
以上になったとき該制御部により開閉して制御しながら
Ｏ2 濃度を目標の一定値に保つよう構成したことを特徴
とする低酸素培養器。 - 【請求項２】 前記のＮ2 濃縮器がＰＳＡ方式によるＮ
2 濃縮器であることを特徴とする請求項１記載の低酸素
培養器。 - 【請求項３】 前記のＮ2 濃縮器が透過膜式Ｎ2 濃縮器
であることを特徴とする請求項１記載の低酸素培養器。 - 【請求項４】 Ｎ2 の貯留タンクにＮ2 を吸着する吸着
剤を充填してあることを特徴とする請求項１乃至請求項
３記載の低酸素培養器。 - 【請求項５】 Ｎ2 を吸着する吸着剤がゼオライトであ
ることを特徴とする請求項４記載の低酸素培養器。 - 【請求項６】 Ｎ2 の貯留タンクから培養器にＮ2 を供
給する自動弁Ｖ2 （２０）は培養器のＯ2 濃度が一定値
以上になったとき開になり一定時間間隔で開閉を繰り返
しながら継続し、培養器のＯ2 濃度が目標値に達したと
き閉となるよう制御するように構成したことを特徴とす
る請求項１乃至請求項５記載の低酸素培養器。 - 【請求項７】 扉の開閉状態を検出する開閉センサーを
設け、Ｎ2 濃縮器の起動をＮ2 の貯留タンクの一定値Ｐ
L まで低下した場合に加えて、扉の開閉を検出して起動
を行い、Ｎ2 濃縮を開始するように構成したことを特徴
とする請求項１乃至請求項６記載の低酸素培養器。 - 【請求項８】 前記の扉の開閉を検出してＮ2 濃縮器を
起動した場合は自動弁Ｖ1 （２１）をＮ2 濃縮器が起動
した後、直ちに開にするよう制御することを特徴とする
請求項１乃至請求項７記載の低酸素培養器。 - 【請求項９】 Ｎ2 濃縮器とＮ2 の貯留タンクへの接続
管路上に流量制限手段を設けたことを特徴とする請求項
１乃至請求項８記載の低酸素培養器。 - 【請求項10】 Ｎ2 濃縮器とＮ2 の貯留タンクへの接続
管路上に定流量弁を設けたことを特徴とする請求項１乃
至請求項８記載の低酸素培養器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17034495A JP3549949B2 (ja) | 1994-06-17 | 1995-06-12 | 低酸素培養器 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6-159162 | 1994-06-17 | ||
| JP15916294 | 1994-06-17 | ||
| JP17034495A JP3549949B2 (ja) | 1994-06-17 | 1995-06-12 | 低酸素培養器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0856646A true JPH0856646A (ja) | 1996-03-05 |
| JP3549949B2 JP3549949B2 (ja) | 2004-08-04 |
Family
ID=26486043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17034495A Expired - Fee Related JP3549949B2 (ja) | 1994-06-17 | 1995-06-12 | 低酸素培養器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3549949B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007006841A (ja) * | 2005-07-01 | 2007-01-18 | Nikon Corp | インキュベータ |
| JP2014193166A (ja) * | 2002-04-08 | 2014-10-09 | Octane Biotech Inc | 自動的な組織工学モジュール |
| WO2020067181A1 (ja) * | 2018-09-25 | 2020-04-02 | 積水化学工業株式会社 | ガス処理方法及びガス処理装置 |
| WO2021046185A1 (en) * | 2019-09-04 | 2021-03-11 | Rothenberg Barry E | Incubator with air curtain |
| CN114467778A (zh) * | 2022-01-15 | 2022-05-13 | 四川大学华西医院 | 一种动物实验室空气循环装置及方法 |
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| US11714096B2 (en) | 2018-12-21 | 2023-08-01 | Octane Biotech Inc. | Carousel for modular biologic production units |
| US11718833B2 (en) | 2018-12-21 | 2023-08-08 | Lonza Walkersville, Inc. | Automated production of viral vectors |
| US11773365B2 (en) | 2019-02-08 | 2023-10-03 | Lonza Walkersville, Inc. | Cell concentration methods and devices for use in automated bioreactors |
| US12163146B2 (en) | 2019-11-11 | 2024-12-10 | Lonza Walkersville, Inc. | Quality control methods for automated cell processing |
| US12247188B2 (en) | 2019-10-24 | 2025-03-11 | Octane Biotech Inc. | Cell culture chamber with improved cell-contacting surfaces |
| US12460174B2 (en) | 2018-09-28 | 2025-11-04 | Octane Biotech Inc. | Magnetic separation |
-
1995
- 1995-06-12 JP JP17034495A patent/JP3549949B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014193166A (ja) * | 2002-04-08 | 2014-10-09 | Octane Biotech Inc | 自動的な組織工学モジュール |
| JP2017046705A (ja) * | 2002-04-08 | 2017-03-09 | オクテイン バイオテック インコーポレイテッド | 自動的な組織工学モジュール |
| JP2022137048A (ja) * | 2002-04-08 | 2022-09-21 | オクテイン バイオテック インコーポレイテッド | 自動的な組織工学モジュール |
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| US11781113B2 (en) | 2017-09-01 | 2023-10-10 | Lonza Walkersville, Inc. | End-to-end cell therapy automation |
| US11447745B2 (en) | 2017-09-01 | 2022-09-20 | Lonza Walkersville, Inc. | End-to-end cell therapy automation |
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| US12306198B2 (en) | 2018-12-21 | 2025-05-20 | Octane Biotech Inc. | Carousel for modular biologic production units |
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