(57)【要約】      （修正有）【課題】培養液中に蓄積する乳酸及びアンモニアを除去する方法の提供。【解決手段】層状複酸化物を含む乳酸吸着剤８と、強酸性陽イオン交換樹脂を含むアンモニア吸着剤１２と、を乳酸及びアンモニアを含有する被処理液に接触させて、被処理液中の乳酸及びアンモニアを除去することを含む、被処理液の再生方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
層状複酸化物を含む乳酸吸着剤と、強酸性陽イオン交換樹脂を含むアンモニア吸着剤と、を乳酸およびアンモニアを含有する被処理液に接触させて、前記被処理液中の乳酸およびアンモニアを除去することを特徴とする被処理液の再生方法。
【請求項２】
前記乳酸吸着剤を前記被処理液に接触させて前記被処理液中の乳酸を除去する乳酸除去工程と、
前記乳酸除去工程の後に、前記アンモニア吸着剤を前記被処理液に接触させて前記被処理液中のアンモニアを除去するアンモニア除去工程と、
を含む請求項１に記載の被処理液の再生方法。
【請求項３】
前記被処理液は、グルコースを含有する、細胞または微生物の培養液である請求項１または２に記載の被処理液の再生方法。
【請求項４】
前記層状複酸化物は、Ｍｇ２＋およびＡｌ３＋を構成金属として含むＭｇ−Ａｌ系層状複酸化物である請求項１乃至３のいずれか１項に記載の被処理液の再生方法。
【請求項５】
前記強酸性陽イオン交換樹脂は、Ｈ型強酸性陽イオン交換樹脂である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の被処理液の再生方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理液の再生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医薬品製造や再生医療などの分野において、細胞や微生物を人工的に効率よく大量培養することが求められている。大量培養が求められる細胞としては、チャイニーズハムスター卵巣細胞（ＣＨＯ細胞）等の抗体産生細胞、胚性幹細胞（ＥＳ細胞）や人工多能性幹細胞（ｉＰＳ細胞）等の多能性幹細胞等が挙げられる。これらの細胞等を長期間安定的に大量培養できれば、モノクローナル抗体等の生体物質や多能性幹細胞由来の分化誘導組織を、効率よく生産することができる。
【０００３】
細胞等を工業的に大量培養する方法としては、スピナーフラスコ等の培養槽を用いた浮遊攪拌培養が考えられる。一方、浮遊攪拌培養では培養スケールが大きくなる傾向がある。したがって、コストの削減を図るために、細胞等の培養密度を高めることが有効である。しかしながら、培養密度を高めていくと、細胞等の増殖が抑えられることが知られている。これは、細胞等の高密度化によって培養液（液体培地）中の老廃物（代謝物）の濃度が上昇し、これにより細胞等の増殖活性が低下するためである。細胞等に影響を与える老廃物の代表的なものとしては、乳酸およびアンモニアが知られている。
【０００４】
したがって、細胞等を高密度状態で安定的に増殖させるためには、培養液中に蓄積する乳酸およびアンモニアを除去することが望ましい。これに対し、例えば特許文献１には、濃度差に依存して成分を透過させる培養液成分調整膜を設けた送液ラインによって、細胞培養槽と成分調整液槽とを接続した細胞培養装置が開示されている。この細胞培養装置では、培養液中に蓄積した老廃物は、成分調整液側に移動することで培養液中での濃度が低下する。同時に、培養中に濃度が低下した栄養分は、成分調整液から培養液へ移動して補充される。これにより、培養液中の環境が細胞培養に適した状態に維持される。なお、成分調整液には、培養液そのものが用いられていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１５／１２２５２８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示される細胞培養装置は、透析の原理を利用して培養液から老廃物を除去していた。したがって、十分な老廃物の除去を実現するために、成分調整液槽の容積を細胞培養槽の容積の１０倍以上に設定していた。このため、必要な液量が莫大でコストがかかるという課題があった。特に、成分調整液に培養液そのものを用いる場合には、高価な培地を大量に消費することになり、より一層のコストがかかってしまう。また、透析技術を利用して老廃物を除去する場合、培養装置の構造が複雑になるという課題もあった。
【０００７】
また、乳酸およびアンモニアは、細胞等の培養液に限らず、他の溶液系においても除去が望まれることが多い。このため、透析技術以外の手法を用いた新規な乳酸およびアンモニアの除去技術が強く望まれる。
【０００８】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的の１つは、新規な乳酸およびアンモニアの除去技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある態様は被処理液の再生方法である。この被処理液の再生方法は、層状複酸化物を含む乳酸吸着剤と、強酸性陽イオン交換樹脂を含むアンモニア吸着剤と、を乳酸およびアンモニアを含有する被処理液に接触させて、被処理液中の乳酸およびアンモニアを除去することを含む。この態様によれば、新規な乳酸およびアンモニアの除去技術を提供することができる。
【００１０】
上記態様において、乳酸吸着剤を被処理液に接触させて被処理液中の乳酸を除去する乳酸除去工程と、乳酸除去工程の後に、アンモニア吸着剤を被処理液に接触させて被処理液中のアンモニアを除去するアンモニア除去工程と、を含んでもよい。また、上記いずれかの態様において、被処理液は、グルコースを含有する、細胞または微生物の培養液であってもよい。また、層状複酸化物は、Ｍｇ２＋およびＡｌ３＋を構成金属として含むＭｇ−Ａｌ系層状複酸化物であってもよい。また、強酸性陽イオン交換樹脂は、Ｈ型強酸性陽イオン交換樹脂であってもよい。
【００１１】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、新規な乳酸およびアンモニアの除去技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態に係る被処理液の第１の再生方法を実施する再生装置の模式図である。
【図２】実施の形態に係る被処理液の第２の再生方法を実施する再生装置の模式図である。
【図３】図３（Ａ）は、単独除去系における乳酸吸着率と水溶液のｐＨを示す図である。図３（Ｂ）は、単独除去系におけるアンモニア吸着率と水溶液のｐＨを示す図である。
【図４】図４（Ａ）は、同時除去系における乳酸吸着率を示す図である。図４（Ｂ）は、同時除去系におけるアンモニア吸着率を示す図である。
【図５】図５（Ａ）は、２段階除去系における乳酸吸着率を示す図である。図５（Ｂ）は、２段階除去系におけるアンモニア吸着率を示す図である。
【図６】２段階除去系におけるアンモニア吸着率と水溶液のｐＨを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。各図面に示される同一又は同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図に示す各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。また、本明細書または請求項中に「第１」、「第２」等の用語が用いられる場合には、この用語はいかなる順序や重要度を表すものでもなく、ある構成と他の構成とを区別するためのものである。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
【００１５】
本発明者らは、乳酸およびアンモニアの除去技術について鋭意検討を重ね、乳酸を高選択的に吸着することができる吸着剤と、アンモニアを高選択的に吸着することができる吸着剤と、を見出した。また、これらの吸着剤で被処理液中の乳酸およびアンモニアを除去して被処理液を再生させる際に、乳酸およびアンモニアを効率よく除去できる方法を見出した。
【００１６】
本実施の形態に係る被処理液の再生方法において用いられる乳酸吸着剤は、層状複酸化物（ＬＤＯ）を含む。ＬＤＯは、層状複水酸化物（Layered Double Hydroxide：ＬＤＨ）の酸化物である。ＬＤＯは、ＬＤＨを例えば２００℃〜５００℃で焼成して得られる。
【００１７】
ＬＤＨは、以下の化学式で表される。
［Ｍ２＋１−ＸＭ３＋ｘ（ＯＨ）２］［Ａｎ−ｘ／ｎ・ｙＨ２Ｏ］
上記式中、Ｍ２＋は、Ｃｕ２＋、Ｍｎ２＋、Ｍｇ２＋、Ｆｅ２＋、Ｃａ２＋、Ｎｉ２＋、Ｚｎ２＋、Ｃｏ２＋およびＣｄ２＋からなる群から選択される２価の金属イオンである。Ｍ３＋は、Ａｌ３＋、Ｃｒ３＋、Ｆｅ３＋、Ｃｏ３＋、Ｉｎ３＋、Ｍｎ３＋およびＶ３＋からなる群から選択される３価の金属イオンである。Ａｎ−は、ＣＯ３２−、ＳＯ４２−、Ｃｌ−、ＯＨ−、ＳｉＯ４４−、ＳＯ４２−およびＮＯ３−からなる群から選択されるｎ価の陰イオンである。ｘは０．２２〜０．３であり、ｎは１〜３であり、ｙは１〜１２である。
【００１８】
つまり、ＬＤＨは、二価金属のＭ（ＯＨ）２におけるＭ２＋の一部がＭ３＋に置換されることにより正電荷を帯びた八面体層のホスト層と、ホスト層の正電荷を補償するアニオンおよび層間水からなるゲスト層と、で構成される。
【００１９】
乳酸（乳酸イオン）は、ＬＤＯに吸着される。ＬＤＯは、乳酸を層間に吸着した状態でＬＤＨ構造を再生する。ＬＤＯは、乳酸を吸着する際、溶液中に水酸化物イオン（ＯＨ−）を放出する。好ましいＬＤＯは、Ｍｇ２＋およびＡｌ３＋をホスト層の構成金属として含むＭｇ−Ａｌ系のＬＤＯ（以下では適宜、Ｍｇ−Ａｌ  ＬＤＯと称する）である。
【００２０】
ＬＤＯを含む乳酸吸着剤を乳酸に接触させることで、乳酸をＬＤＯに吸着させることができる。特に、本実施の形態の乳酸吸着剤は、溶液中の乳酸を吸着除去する場合に、好適に用いることができる。この場合、乳酸を含有する被処理液に乳酸吸着剤を接触させることで、被処理液中の乳酸を吸着除去することができる。
【００２１】
本実施の形態に係る被処理液の再生方法において用いられるアンモニア吸着剤は、強酸性陽イオン交換樹脂を含む。強酸性陽イオン交換樹脂としては、ＰＫ２１６ＬＨ、ＰＫ２１６、ＳＫ１１２Ｌ（いずれも三菱化学社）、Ｃ１５０（ピュロライト社）等を用いることができる。強酸性陽イオン交換樹脂には、スチレンとジビニルベンゼンとが重合した基本骨格に、イオン交換基として−ＳＯ３Ｈが結合したＨ型強酸性陽イオン交換樹脂と、イオン交換基として−ＳＯ３Ｎａが結合したＮａ型強酸性陽イオン交換樹脂とが含まれる。上述のＰＫ２１６ＬＨはＨ型であり、ＰＫ２１６、ＳＫ１１２ＬおよびＣ１５０はＮａ型である。交換基のＨ＋またはＮａ＋とアンモニウムイオンとがイオン交換することで、アンモニア（アンモニウムイオン）が吸着される。好ましくは、強酸性陽イオン交換樹脂は、Ｈ型強酸性陽イオン交換樹脂である。
【００２２】
強酸性陽イオン交換樹脂を含むアンモニア吸着剤をアンモニアに接触させることで、アンモニアを強酸性陽イオン交換樹脂に吸着させることができる。特に、本実施の形態のアンモニア吸着剤は、溶液中のアンモニアを吸着除去する場合に、好適に用いることができる。この場合、アンモニアを含有する被処理液にアンモニア吸着剤を接触させることで、被処理液中のアンモニアを吸着除去することができる。
【００２３】
本実施の形態の乳酸吸着剤およびアンモニア吸着剤は、被処理液が、グルコースを含有する、細胞または微生物の培養液であった場合に、培養液中に残すべきグルコースに比べて除去対象である乳酸およびアンモニアを高選択的に吸着することができる。乳酸吸着剤およびアンモニア吸着剤は、細胞や微生物に対する毒性が低いものを選択することが好ましい。なお、培養液の種類は特に限定されない。
【００２４】
培養液を用いて培養される細胞および微生物は、特に限定されない。例えば培養細胞は、ヒトｉＰＳ細胞、ヒトＥＳ細胞、ヒトＭｕｓｅ細胞等の多能性幹細胞；間葉系幹細胞（ＭＳＣ細胞）、ネフロン前駆細胞等の体性幹細胞；ヒト近位尿細管上皮細胞、ヒト遠位尿細管上皮細胞、ヒト集合管上皮細胞等の組織細胞；ヒト胎児腎細胞（ＨＥＫ２９３細胞）等の抗体産生細胞株；チャイニーズハムスター卵巣細胞（ＣＨＯ細胞）、昆虫細胞（ＳＦ９細胞）等のヒト以外の動物由来の抗体産生細胞株等が挙げられる。
【００２５】
（被処理液の再生方法）
本実施の形態に係る被処理液の再生方法は、ＬＤＯを含む乳酸吸着剤と、強酸性陽イオン交換樹脂を含むアンモニア吸着剤と、を乳酸およびアンモニアを含有する被処理液に接触させて、被処理液中の乳酸およびアンモニアを除去することを含む。被処理液の再生方法には、第１の再生方法と、第２の再生方法と、が含まれる。
【００２６】
（第１の再生方法）
第１の再生方法は、乳酸吸着剤を被処理液に接触させて被処理液中の乳酸を除去する乳酸除去工程と、乳酸除去工程の後に、アンモニア吸着剤を被処理液に接触させて被処理液中のアンモニアを除去するアンモニア除去工程と、を含む。つまり、第１の再生方法では、２段階の吸着処理によって、被処理液中の乳酸およびアンモニアがこの順に除去される。
【００２７】
第１の再生方法を実施する装置は特に限定されないが、以下の態様が例示される。図１は、実施の形態に係る被処理液の第１の再生方法を実施する再生装置の模式図である。以下では、被処理液が培養液である場合を例に挙げて説明するが、被処理液は他の溶液であってもよい。被処理液が他の溶液である場合も、培養液の場合と同様に再生処理を実施することができる。
【００２８】
再生装置１Ａは、第１吸着モジュール２と、第２吸着モジュール４と、を有する。第１吸着モジュール２は、カラム等の第１容器６に乳酸吸着剤８が充填された構造を有する。第２吸着モジュール４は、カラム等の第２容器１０にアンモニア吸着剤１２が充填された構造を有する。第１容器６は、第１容器６の内外を連通する入口６ａと出口６ｂとを有する。同様に、第２容器１０は、第２容器１０の内外を連通する入口１０ａと出口１０ｂとを有する。乳酸吸着剤８およびアンモニア吸着剤１２はそれぞれ、例えば粒子状である。
【００２９】
スピナーフラスコ等の培養容器１４には、第１流路１６の一端が挿入される。第１流路１６の他端は、第１容器６の入口６ａに接続される。したがって、第１吸着モジュール２は、第１流路１６を介して培養容器１４に接続される。培養容器１４中には、培養液１８と、細胞２０とが収容される。第１容器６の出口６ｂと第２容器１０の入口１０ａとは、第２流路２２を介して接続される。第２容器１０の出口１０ｂには、第３流路２４の一端が接続される。第３流路２４の他端は、培養容器１４に挿入される。したがって、第２吸着モジュール４は、第３流路２４を介して培養容器１４に接続される。第１流路１６の途中には、第１ポンプ２６が接続される。第１ポンプ２６としては、ギアポンプやシリンダポンプ等の公知のポンプを用いることができる。なお、第１ポンプ２６は、第２流路２２や第３流路２４に配置されてもよい。
【００３０】
第１流路１６、第１吸着モジュール２、第２流路２２、第２吸着モジュール４および第３流路２４によって、第１循環路２８が構成される。第１ポンプ２６を駆動させることで、培養液１８を培養容器１４から吸引し、第１流路１６、第１吸着モジュール２、第２流路２２、第２吸着モジュール４および第３流路２４の順に通過させて、培養容器１４内に戻すことができる。
【００３１】
また、再生装置１Ａは、第２循環路３０を有する。第２循環路３０は、主に第１吸着モジュール２、第２流路２２、第２吸着モジュール４および第４流路３２で構成される。具体的には、第１流路１６における第１ポンプ２６と入口６ａとの間に、第１三方弁３４が設けられる。そして、第４流路３２の一端が第１三方弁３４を介して第１流路１６に接続される。また、第３流路２４の途中に、第２三方弁３６が設けられる。そして、第４流路３２の他端が第２三方弁３６を介して第３流路２４に接続される。第１三方弁３４および第２三方弁３６としては、電磁弁等の公知の弁を用いることができる。第１三方弁３４は、培養容器１４と第１容器６の入口６ａとを連通する状態と、第４流路３２と第１容器６の入口６ａとを連通する状態とを切り替えることができる。第２三方弁３６は、第２容器１０の出口１０ｂと培養容器１４とを連通する状態と、第２容器１０の出口１０ｂと第４流路３２と連通する状態とを切り替えることができる。
【００３２】
第４流路３２の途中には、第２ポンプ３８が接続される。第２ポンプ３８としては、ギアポンプやシリンダポンプ等の公知のポンプを用いることができる。第２ポンプ３８は、第２流路２２、第１流路１６における第１三方弁３４と入口６ａとの間、または第３流路２４における出口１０ｂと第２三方弁３６との間、つまり、第１循環路２８と第２循環路３０とで兼用される流路範囲に配置されてもよい。なお、第１ポンプ２６を当該流路範囲に配置して、第２ポンプ３８として機能させてもよい。この場合、再生装置１Ａに設けるポンプの数を減らすことができる。
【００３３】
また、第４流路３２の途中には、濃度センサ４０が接続される。濃度センサ４０は、第４流路３２を流れる培養液１８中の乳酸およびアンモニアの濃度を検出することができる。濃度センサ４０としては、培地成分アナライザー等の公知のセンサを用いることができる。また、乳酸およびアンモニアの濃度検出方法としては、所定の測定試薬を用いた比色法、酵素の基質特異性を利用する酵素電極法、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）等を利用することができる。
【００３４】
第１三方弁３４が第４流路３２と第１容器６の入口６ａとを連通し、第２三方弁３６が第２容器１０の出口１０ｂと第４流路３２とを連通する状態において、第２ポンプ３８を駆動させることで、培養容器１４から第１吸着モジュール２側に吸引された培養液１８を、第１吸着モジュール２、第２流路２２、第２吸着モジュール４および第４流路３２の順に通過させることができる。また、第２循環路３０内での培養液１８の循環を複数回繰り返すことができる。
【００３５】
第１循環路２８および第２循環路３０のいずれにおいても、第１吸着モジュール２は第２吸着モジュール４よりも上流側に配置される。なお、第２循環路３０において培養液１８を循環させる場合、第２吸着モジュール４を通過した培養液１８は第４流路３２を経て第１吸着モジュール２に流入する。このため、局所的に見れば第２吸着モジュール４が第１吸着モジュール２よりも上流側に配置されているようにも見える。しかしながら、再生装置１Ａの構造上、培養容器１４から吸引された培養液１８は、第２吸着モジュール４を通過せずに第１吸着モジュール２に流入することはあるが、第１吸着モジュール２を通過せずに第２吸着モジュール４に流入することはない。したがって、第２吸着モジュール４には、必ず第１吸着モジュール２で乳酸の除去処理が施された後の培養液１８が流入する。よって、再生装置１Ａにおいて、第１吸着モジュール２は第２吸着モジュール４よりも上流側に配置されていると言える。
【００３６】
再生装置１Ａは、培養液１８の再生処理を制御する制御部４２を備える。制御部４２は、マイコンを搭載した回路基板により構成される。制御部４２は、ハードウェア構成としてはコンピュータのＣＰＵ・メモリをはじめとする素子や機械装置で実現され、ソフトウェア構成としてはコンピュータプログラム等によって実現される。制御部４２がハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。
【００３７】
制御部４２は、濃度センサ４０から乳酸およびアンモニアの濃度を示す信号を受信する。また、制御部４２は、第１ポンプ２６、第２ポンプ３８、第１三方弁３４および第２三方弁３６の駆動を制御する制御信号を送信する。使用者による再生装置１Ａへの信号入力等によって、制御部４２が再生処理の開始を指示する信号を受信すると、第１の処理方法に基づく培養液１８の再生処理が開始される。あるいは、濃度センサ４０から入力される乳酸濃度および／またはアンモニア濃度が予め定められた第１しきい値を超えた場合に、制御部４２は第１の処理方法に基づく培養液１８の再生処理を開始する。第１しきい値は、設計者の経験的知見または設計者による実験やシミュレーション等に基づき適宜設定することが可能である。
【００３８】
一例として、まず制御部４２は、第１三方弁３４を制御して培養容器１４と第１容器６の入口６ａとを連通し、第２三方弁３６を制御して第２容器１０の出口１０ｂと第４流路３２とを連通する。この状態で、第１ポンプ２６を駆動させる。これにより、培養液１８が培養容器１４から吸引され、第１流路１６を介して第１吸着モジュール２に流れ込む。また、培養液１８は、第１吸着モジュール２から第２流路２２を介して第２吸着モジュール４に流れ込む。
【００３９】
培養液１８の吸引量が所定量に達したタイミングで、制御部４２は、第１三方弁３４を制御して第４流路３２と第１容器６の入口６ａとを連通する。また、制御部４２は、第１ポンプ２６の駆動を停止するよう制御するとともに、第２ポンプ３８の駆動を開始するよう制御する。これにより、第１吸着モジュール２および第２吸着モジュール４に流れ込んだ培養液１８が、第２循環路３０内を循環する。第１三方弁３４、第１ポンプ２６および第２ポンプ３８を制御するタイミングは、例えば第１吸着モジュール２および第２吸着モジュール４が培養液１８で満たされたときや、第１吸着モジュール２および第２吸着モジュール４に加えて第４流路３２まで培養液１８が満たされたときである。制御部４２は、例えば第１ポンプ２６の駆動開始からの経過時間をカウントすることで、当該タイミングを把握することができる。
【００４０】
培養液１８は、第２循環路３０内を循環する過程で、まず第１吸着モジュール２に充填された乳酸吸着剤８と接触する。これにより、培養液１８中の乳酸の少なくとも一部が乳酸吸着剤８に吸着される。次に培養液１８は、第２吸着モジュール４に充填されたアンモニア吸着剤１２と接触する。これにより、培養液１８中のアンモニアの少なくとも一部がアンモニア吸着剤１２に吸着される。
【００４１】
制御部４２は、濃度センサ４０から培養液１８中の乳酸濃度およびアンモニア濃度を示す信号を受信することで、培養液１８中の乳酸およびアンモニアの濃度をモニタする。制御部４２は、乳酸およびアンモニアの濃度が予め定められた第２しきい値以下となったことを検知すると、第２三方弁３６を制御して第２容器１０の出口１０ｂと培養容器１４とを連通する。これにより、第２循環路３０内の培養液１８は、第３流路２４を介して培養容器１４に戻される。第２しきい値は、設計者の経験的知見または設計者による実験やシミュレーション等に基づき適宜設定することが可能である。例えば、第２しきい値は０である。
【００４２】
なお、第１流路１６における培養容器１４に接続される側の端部には、図示しないフィルタが設けられる。これにより、細胞２０が吸着モジュール側に流れることが抑制される。また、第４流路３２には成分調整部４４が接続される。成分調整部４４は、細胞２０の培養に必要なグルコース、タンパク質等の培地成分やｐＨ調整剤等を保持している。ｐＨ調整剤としては、炭酸水素ナトリウム水溶液や水酸化ナトリウム水溶液が例示される。成分調整部４４は、培地成分やｐＨ調整剤を収容する容器と、制御部４２によって制御されて容器中の内容物を第４流路３２に送出するポンプと、で構成することができる。濃度センサ４０は、培養液１８中の培地成分の濃度やｐＨを検出して、検出結果を示す信号を制御部４２に送信する。制御部４２は、当該信号を受信することで、培養液１８中の培地成分の濃度やｐＨをモニタする。そして、制御部４２は、濃度センサ４０の検出結果に基づいて成分調整部４４に制御信号を送信する。成分調整部４４は、当該制御信号を受信すると、保持している培地成分やｐＨ調整剤を第４流路３２に送って培養液１８に添加する。
【００４３】
なお、成分調整部４４は、第１循環路２８側に設けられてもよいし、省略されてもよい。また、培養液１８を各吸着モジュールに１回通すだけで乳酸およびアンモニアの濃度を第２しきい値以下に下げられるように乳酸吸着剤８およびアンモニア吸着剤１２の量や、第１ポンプ２６の出力（つまり培養液１８の流速）を調整できる場合には、第２循環路３０を省略することができる。
【００４４】
（第２の再生方法）
第２の再生方法は、乳酸吸着剤を被処理液に接触させて被処理液中の乳酸を除去する乳酸除去工程と、アンモニア吸着剤を被処理液に接触させて被処理液中のアンモニアを除去するアンモニア除去工程と、を被処理液のｐＨを各吸着剤の吸着作用に最適な範囲に維持しながら少なくとも一時において両除去工程を並行して実施することを含む。つまり、第２の再生方法では、ｐＨを最適な範囲に維持した状態での１段階の吸着処理によって、被処理液中の乳酸およびアンモニアが同時に除去される。
【００４５】
第２の再生方法を実施する装置は特に限定されないが、以下の態様が例示される。図２は、実施の形態に係る被処理液の第２の再生方法を実施する再生装置の模式図である。以下では、被処理液が培養液である場合を例に挙げて説明するが、被処理液は他の溶液であってもよい。被処理液が他の溶液である場合も、培養液の場合と同様に再生処理を実施することができる。
【００４６】
第２の再生方法を実施する再生装置１Ｂは、第１吸着モジュール２と第２吸着モジュール４とが統合されている点のみが、第１の再生方法を実施する再生装置１Ａと異なる。具体的には、再生装置１Ｂは吸着モジュール４６を有する。吸着モジュール４６は、カラム等の容器４８に乳酸吸着剤８および第２容器１０が充填された構造を有する。容器４８は、容器４８の内外を連通する入口４８ａと出口４８ｂとを有する。容器４８の入口４８ａには第１流路１６が接続され、容器４８の出口４８ｂには第３流路２４が接続される。
【００４７】
第２の処理方法に基づく培養液１８の再生処理の一例として、まず制御部４２は、第１三方弁３４を制御して培養容器１４と容器４８の入口４８ａとを連通し、第２三方弁３６を制御して容器４８の出口４８ｂと第４流路３２とを連通する。この状態で、第１ポンプ２６を駆動させる。これにより、培養液１８が培養容器１４から吸引され、第１流路１６を介して吸着モジュール４６に流れ込む。
【００４８】
培養液１８の吸引量が所定量に達したタイミングで、制御部４２は、第１三方弁３４を制御して第４流路３２と容器４８の入口４８ａとを連通する。また、制御部４２は、第１ポンプ２６の駆動を停止するよう制御するとともに、第２ポンプ３８の駆動を開始するよう制御する。これにより、吸着モジュール４６に流れ込んだ培養液１８が、第２循環路３０内を循環する。第１三方弁３４、第１ポンプ２６および第２ポンプ３８を制御するタイミングは、例えば吸着モジュール４６が培養液１８で満たされたときや、吸着モジュール４６に加えて第４流路３２まで培養液１８が満たされたときである。制御部４２は、例えば第１ポンプ２６の駆動開始からの経過時間をカウントすることで、当該タイミングを把握することができる。
【００４９】
培養液１８は、第２循環路３０内を循環する過程で、吸着モジュール４６に充填された乳酸吸着剤８およびアンモニア吸着剤１２と接触する。つまり、培養液１８は乳酸吸着剤８およびアンモニア吸着剤１２の両方と同時に接触させられる。これにより、培養液１８中の乳酸の少なくとも一部が乳酸吸着剤８に吸着され、培養液１８中のアンモニアの少なくとも一部がアンモニア吸着剤１２に吸着される。
【００５０】
また、制御部４２は、濃度センサ４０から培養液１８のｐＨを示す信号を受信し、受信した信号に基づいて成分調整部４４を制御する。成分調整部４４は、ｐＨ調整剤を第４流路３２に送って培養液１８に添加する。これにより、培養液１８の再生処理の間、培養液１８のｐＨが各吸着剤の吸着作用に最適な範囲に維持される。制御部４２は、乳酸およびアンモニアの濃度が第２しきい値以下となったことを検知すると、第２三方弁３６を制御して容器４８の出口４８ｂと培養容器１４とを連通する。これにより、第２循環路３０内の培養液１８は、第３流路２４を介して培養容器１４に戻される。
【００５１】
第２の再生方法は、培養容器１４の内壁面に乳酸吸着剤８およびアンモニア吸着剤１２が支持された培養容器１４を用いることでも実施することができる。この場合、培養容器１４としては、スピナーフラスコ、シャーレ、ウェルプレート、セルカルチャーインサート、マイクロスフェア等が例示される。培養容器１４の内壁面に乳酸吸着剤８およびアンモニア吸着剤１２を支持させる方法としては、例えば、各吸着剤を培養容器１４の内壁面に接着させる方法や、培養容器１４が樹脂製である場合には、予め各吸着剤を混合した樹脂で培養容器１４を成形する方法が挙げられる。培養容器１４には成分調整部４４が接続され、培養液１８のｐＨが各吸着剤の吸着作用に最適な範囲に維持される。
【００５２】
また、第２の再生方法は、多孔質膜等の隔膜によって容器内部が上段と下段に区切られた構造を有する培養容器１４を用いることでも実施することができる。このような培養容器１４としては、セルカルチャーインサートが例示される。上段には培養液１８と細胞２０が収容され、下段には培養液１８と乳酸吸着剤８およびアンモニア吸着剤１２が収容される。培養液１８は、隔膜を通過して上段と下段との間を行き来することができる。一方、細胞２０および各吸着剤は、隔膜を通過することができない。培養容器１４には成分調整部４４が接続され、培養液１８のｐＨが各吸着剤の吸着作用に最適な範囲に維持される。
【００５３】
また、第２の再生方法は、粒子状の乳酸吸着剤８およびアンモニア吸着剤１２を培養液１８中に分散、沈降あるいは浮遊させることでも実施することができる。なお、各吸着剤は、細胞２０に貪食されることを防ぐために、所定サイズ以上、例えば１０μｍ以上の大きさであることが好ましい。培養容器１４には成分調整部４４が接続され、培養液１８のｐＨが各吸着剤の吸着作用に最適な範囲に維持される。
【００５４】
乳酸吸着剤８およびアンモニア吸着剤１２を培養液１８中に分散、沈降あるいは浮遊させる方法において、培養液１８に投入した各吸着剤を回収する場合には、密度勾配遠心法等の公知の方法で回収することができる。また、第１の再生方法は、培養容器１４に乳酸吸着剤８を投入し、乳酸を吸着した乳酸吸着剤８を回収し、続いて培養容器１４にアンモニア吸着剤１２を投入し、アンモニアを吸着したアンモニア吸着剤１２を回収する、という態様によっても実現できる。この場合においても、ろ過や遠心分離等の公知の方法で各吸着剤を回収することができる。
【００５５】
好ましくは、乳酸吸着剤８およびアンモニア吸着剤１２は、ポリビニルアルコールやアルギン酸等の樹脂、コラーゲンやゼラチン等の生体由来ゲル等で被覆される。これにより、細胞等に影響を与え得る微粒子が乳酸吸着剤８およびアンモニア吸着剤１２から培養液１８中に流出することを抑制することができる。あるいは、乳酸吸着剤８およびアンモニア吸着剤１２は、セラミックスバインダー、樹脂バインダー、生体由来ゲル等と、ＬＤＯあるいは強酸性陽イオン交換樹脂とを混練して成形される。これによっても、微粒子の流出を抑制することができる。セラミックスバインダーとしては、アルミナバインダー、コロイダルシリカ等が例示される。樹脂バインダーとしては、アルギン酸、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース等が例示される。生体由来ゲルとしては、コラーゲン、ゼラチン等が例示される。
【００５６】
以上説明したように、本実施の形態に係る被処理液の再生方法は、ＬＤＯを含む乳酸吸着剤８と、強酸性陽イオン交換樹脂を含むアンモニア吸着剤１２と、を乳酸およびアンモニアを含有する被処理液に接触させて、被処理液中の乳酸およびアンモニアを除去することを含む。これにより、従来の透析技術を用いて乳酸およびアンモニアを除去する場合とは異なり、莫大な量の溶液を使用せずに乳酸およびアンモニアを除去することができる。したがって、本実施の形態によれば、低コストに乳酸およびアンモニアを除去できる新規な除去技術を提供することができる。また、乳酸吸着剤８およびアンモニア吸着剤１２を乳酸およびアンモニアを含有する溶液に接触させるだけで乳酸およびアンモニアを除去できるため、本実施の形態によれば培養装置の構造の簡略化を図ることができる。
【００５７】
また、本実施の形態に係る被処理液の再生方法は、第１の再生方法として、乳酸吸着剤８を被処理液に接触させて被処理液中の乳酸を除去する乳酸除去工程と、乳酸除去工程の後に、アンモニア吸着剤１２を被処理液に接触させて被処理液中のアンモニアを除去するアンモニア除去工程と、を含む。本発明者らは、乳酸およびアンモニアの除去技術について鋭意研究を重ねた結果、乳酸吸着剤８およびアンモニア吸着剤１２を同時に被処理液に接触させる同時除去系の場合、被処理液から乳酸のみ、あるいはアンモニアのみを除去する単独除去系に比べて、乳酸およびアンモニアそれぞれの吸着率が低下することを見出した。さらに、本発明者らは、乳酸吸着剤８、アンモニア吸着剤１２の順に被処理液に接触させる２段階除去系によれば、乳酸およびアンモニアの除去効率が高まることを見出した。
【００５８】
乳酸吸着剤８が含有するＬＤＯは、乳酸を吸着する際に水酸化物イオン（ＯＨ−）を被処理液中に放出する。これにより、被処理液のｐＨが上昇しアルカリ性に傾く。一方、アンモニア吸着剤１２が含有する強酸性陽イオン交換樹脂は、アンモニアを吸着する際に交換基のプロトン（Ｈ＋）を被処理液中に放出する。したがって、被処理液のｐＨが高いほどアンモニアと陽イオンとのイオン交換が促進される。このため、乳酸吸着剤８による乳酸の除去工程の後にアンモニア吸着剤１２によるアンモニアの除去工程を実施する２段階除去系により、被処理液から乳酸およびアンモニアを効率よく除去することができる。
【００５９】
また、本実施の形態に係る被処理液の再生方法は、第２の再生方法として、乳酸吸着剤８を被処理液に接触させて被処理液中の乳酸を除去する乳酸除去工程と、アンモニア吸着剤１２を被処理液に接触させて被処理液中のアンモニアを除去するアンモニア除去工程と、を被処理液のｐＨを各吸着剤の吸着作用に最適な範囲に維持しながら少なくとも一時において両除去工程を並行して実施することを含む。
【００６０】
同時除去系において乳酸およびアンモニアの吸着率が低下するのは、乳酸吸着剤８による被処理液のｐＨ変動とアンモニア吸着剤１２による被処理液のｐＨ変動とが、負の相互作用を起こすためであると推測される。したがって、乳酸吸着剤８およびアンモニア吸着剤１２を同時に被処理液に接触させるとともに被処理液のｐＨを吸着剤の吸着作用に最適な範囲に維持することで、乳酸吸着剤８とアンモニア吸着剤１２との負の相互作用を抑制して、乳酸およびアンモニアを効率よく除去することができる。
【００６１】
好ましくは、ＬＤＯはＭｇ２＋およびＡｌ３＋を構成金属として含むＭｇ−Ａｌ  ＬＤＯである。また、好ましくは、強酸性陽イオン交換樹脂は、Ｈ型強酸性陽イオン交換樹脂である。これにより、乳酸およびアンモニアをより効率よく除去することができる。
【００６２】
また、本実施の形態に係る再生方法の処理対象である被処理液は、グルコースを含有する、細胞または微生物の培養液である。被処理液が細胞等の培養液である場合には、従来の透析技術に比べて培養液の使用量を減らすことができる。一般的に培養液は高価であるため、より一層の低コスト化が可能である。また、乳酸およびアンモニアの除去により細胞等を高密度に大量培養することができる。さらに、細胞が多能性幹細胞である場合には、乳酸およびアンモニアの除去によって細胞の高密度大量培養が可能となることに加え、細胞が未分化の状態、つまり細胞の多分化能（分化多能性）を維持することができる。したがって、分化誘導組織作製に好適な細胞を大量に得ることができる。これにより、再生医療に要するコストを削減することができる。
【００６３】
また、本実施の形態の乳酸吸着剤８およびアンモニア吸着剤１２は、有用成分であるグルコースに対して乳酸およびアンモニアを高選択的に吸着することができる。このため、より効率的な細胞培養が可能となる。よって、本実施の形態の乳酸吸着剤８およびアンモニア吸着剤１２は、グルコースを含有する培養液における乳酸およびアンモニアの除去に特に有用である。なお、本実施の形態の乳酸吸着剤８およびアンモニア吸着剤１２は、他の細胞老廃物の吸着剤と併用してもよい。
【００６４】
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明した。前述した実施の形態は、本発明を実施するにあたっての具体例を示したものにすぎない。実施の形態の内容は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、請求の範囲に規定された発明の思想を逸脱しない範囲において、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。設計変更が加えられた新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態および変形それぞれの効果をあわせもつ。前述の実施の形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「本実施の形態の」、「本実施の形態では」等の表記を付して強調しているが、そのような表記のない内容でも設計変更が許容される。以上の構成要素の任意の組み合わせも、本発明の態様として有効である。
【実施例】
【００６５】
以下、本発明の実施例を説明するが、実施例は本発明を好適に説明するための例示に過ぎず、なんら本発明を限定するものではない。
【００６６】
［乳酸吸着剤Ｍｇ−Ａｌ  ＬＤＯの合成］
まず、Ｎａ２ＣＯ３水溶液５００ｍＬの入った五口丸底フラスコを用意した。そして、３０℃、３００ｒｐｍの条件で撹拌しながら、Ｍｇ−Ａｌ混合溶液５００ｍＬを１５ｍＬ／分の速度でフラスコ中の水溶液に滴下した。その際、１．２５  ｍｏｌ／Ｌ  ＮａＯＨ水溶液もフラスコ中に滴下し、水溶液のｐＨを１０．５±０．１に保持した。Ｍｇ−Ａｌ混合溶液の滴下が終了した後、１時間撹拌し、懸濁液を吸引ろ過した。得られた生成物を４０℃、４０時間減圧乾燥し、粉砕してＭｇ−Ａｌ  ＬＤＨを得た。得られたＭｇ−Ａｌ  ＬＤＨを電気炉で５００℃、２時間仮焼して、Ｍｇ−Ａｌ  ＬＤＯを得た。
【００６７】
［単独除去系における吸着剤の性能評価］
被処理液に乳酸吸着剤のみ、あるいはアンモニア吸着剤のみを投入して、それぞれの除去対象を除去する場合、つまり単独除去系における各吸着剤の性能を評価した。
【００６８】
（乳酸吸着剤の乳酸除去性能）
まず、乳酸ナトリウム（富士フイルム和光純薬社）を純水に添加し、１０ｍｍｏｌ／Ｌの乳酸ナトリウム水溶液（被処理液）を作製した。また、この水溶液のｐＨを７．２に調整した。複数の５０ｍＬ三角フラスコに、この乳酸ナトリウム水溶液を２０ｍＬずつ分注した。また、各三角フラスコに、乳酸吸着剤としてのＭｇ−Ａｌ  ＬＤＯを所定量投入した。投入量は、０．０１ｇ、０．１ｇ、０．２５ｇ、０．５ｇ、１ｇとした。
【００６９】
各三角フラスコを恒温振とう槽に浸し、３７℃、１５０ｒｐｍで２４時間振とうした（乳酸吸着処理）。その後、各水溶液を吸引ろ過して吸着剤を除去した。そして、得られたろ液の乳酸濃度をＨＰＬＣ（日本分光社）を用いて測定した。また、以下の数式に基づいて、乳酸の吸着率を算出した。また、吸着処理後の各水溶液のｐＨをｐＨメータ（ＭＭ−６０Ｒ：ＴＯＡ−ＤＫＫ社）を用いて測定した。
吸着率（％）＝［吸着前濃度−吸着後濃度］／吸着前濃度×１００
【００７０】
結果を図３（Ａ）に示す。図３（Ａ）は、単独除去系における乳酸吸着率と水溶液のｐＨを示す図である。図３（Ａ）に示すように、Ｍｇ−Ａｌ  ＬＤＯによって乳酸を吸着できることが確認された。また、Ｍｇ−Ａｌ  ＬＤＯの投入量の増加にともなって乳酸吸着率が上昇し、投入量が０．１ｇ以上のときに４０％以上の高い乳酸吸着率が得られることが確認された。また、Ｍｇ−Ａｌ  ＬＤＯの投入量の増加にともなって水溶液のｐＨが上昇し、投入量が０．２５ｇ以上でｐＨがほぼ横ばいになることが確認された。
【００７１】
（アンモニア吸着剤のアンモニア除去性能）
まず、塩化アンモニウム（富士フイルム和光純薬社）を純水に添加し、１０ｍｍｏｌ／Ｌの塩化アンモニウム水溶液（被処理液）を作製した。また、この水溶液のｐＨを７．２に調整した。複数の５０ｍＬ三角フラスコに、この塩化アンモニウム水溶液を２０ｍＬずつ分注した。また、各三角フラスコに、アンモニア吸着剤としてのＨ型強酸性陽イオン交換樹脂（ＰＫ２１６ＬＨ：三菱化学社）を所定量投入した。投入量は、０．０１ｇ、０．１ｇ、０．５ｇ、１ｇとした。
【００７２】
各三角フラスコを恒温振とう槽に浸し、３７℃、１５０ｒｐｍで２４時間振とうした（アンモニア吸着処理）。その後、各水溶液を吸引ろ過して吸着剤を除去した。そして、得られたろ液のアンモニア濃度をＨＰＬＣ（日本分光社）を用いて測定した。また、上述の数式に基づいて、アンモニアの吸着率を算出した。また、吸着処理後の各水溶液のｐＨをｐＨメータ（ＭＭ−６０Ｒ：ＴＯＡ−ＤＫＫ社）を用いて測定した。
【００７３】
結果を図３（Ｂ）に示す。図３（Ｂ）は、単独除去系におけるアンモニア吸着率と水溶液のｐＨを示す図である。図３（Ｂ）に示すように、ＰＫ２１６ＬＨによってアンモニアを吸着できることが確認された。また、ＰＫ２１６ＬＨの投入量の増加にともなってアンモニア吸着率が上昇し、投入量が０．１ｇ以上の場合に６０％以上の高いアンモニア吸着率が得られることが確認された。また、ＰＫ２１６ＬＨの投入量の増加にともなって水溶液のｐＨが降下し、投入量が０．１ｇ以上でｐＨがほぼ横ばいになることが確認された。
【００７４】
［同時除去系における吸着剤性能の解析］
被処理液中に乳酸吸着剤およびアンモニア吸着剤を共存させて、それぞれの除去対象を除去する場合、つまり同時（並行）除去系における各吸着剤の性能を評価した。具体的には、まず乳酸ナトリウム（富士フイルム和光純薬社）を純水に添加し、２０ｍｍｏｌ／Ｌの乳酸ナトリウム水溶液を作製した。また、塩化アンモニウム（富士フイルム和光純薬社）を純水に添加し、２０ｍｍｏｌ／Ｌの塩化アンモニウム水溶液を作製した。そして、得られた２０ｍｍｏｌ／Ｌの乳酸ナトリウム水溶液、および２０ｍｍｏｌ／Ｌの塩化アンモニウム水溶液を１：１で混合して、混合溶液（被処理液）を作製した。また、この水溶液のｐＨを７．２に調整した。そして、５０ｍＬ三角フラスコにこの混合溶液を２０ｍＬ投入した。また、この三角フラスコに、Ｍｇ−Ａｌ  ＬＤＯとＰＫ２１６ＬＨとをそれぞれ０．１ｇずつ投入した。Ｍｇ−Ａｌ  ＬＤＯは、単独除去系試験で用いたものと同じものである。
【００７５】
三角フラスコを恒温振とう槽に浸し、３７℃、１５０ｒｐｍで２４時間振とうした（乳酸吸着処理およびアンモニア吸着処理）。その後、水溶液を吸引ろ過して吸着剤を除去した。そして、得られたろ液の乳酸濃度およびアンモニア濃度をＨＰＬＣ（日本分光社）を用いて測定した。また、上述の数式に基づいて、乳酸およびアンモニアの吸着率を算出した。
【００７６】
結果を図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示す。図４（Ａ）は、同時除去系における乳酸吸着率を示す図である。図４（Ｂ）は、同時除去系におけるアンモニア吸着率を示す図である。図４（Ａ）および図４（Ｂ）には、参考として同じ吸着剤投入量での単独除去系の吸着率も図示している。図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すように、乳酸吸着剤およびアンモニア吸着剤のいずれにおいても、同時除去系では単独除去系に比べて吸着率が低下することが確認された。なお、本発明者らは、同時除去系において、アンモニア吸着剤の投入量が０．５ｇのときのアンモニア吸着率が約３％であり、アンモニア吸着剤の投入量が１ｇのときのアンモニア吸着率が約３５％であることを確認している。
【００７７】
［２段階除去系における吸着剤性能の解析］
被処理液に乳酸吸着剤を投入して乳酸除去処理を施した後に、被処理液にアンモニア吸着剤を投入してアンモニア除去処理を施す場合、つまり２段階除去系における各吸着剤の性能を評価した。具体的には、まず同時除去系試験で用いたものと同じ混合水溶液（被処理液）２０ｍＬを複数の５０ｍＬ三角フラスコに分注した。また、各三角フラスコに、Ｍｇ−Ａｌ  ＬＤＯを０．１ｇ投入した。Ｍｇ−Ａｌ  ＬＤＯは、単独除去系試験で用いたものと同じものである。そして、各三角フラスコを恒温振とう槽に浸し、３７℃、１５０ｒｐｍで２４時間振とうした（乳酸吸着処理）。その後、水溶液を吸引ろ過して吸着剤を除去した。
【００７８】
続いて、ろ過後の水溶液が入った各三角フラスコに、ＰＫ２１６ＬＨを所定量投入した。投入量は、０．０１ｇ、０．１ｇ、０．５ｇ、１ｇとした。そして、各三角フラスコを恒温振とう槽に浸し、３７℃、１５０ｒｐｍで２４時間振とうした（アンモニア吸着処理）。その後、各水溶液を吸引ろ過して吸着剤を除去した。得られたろ液の乳酸濃度およびアンモニア濃度をＨＰＬＣ（日本分光社）を用いて測定した。また、上述の数式に基づいて、乳酸およびアンモニアの吸着率を算出した。また、吸着処理後の各水溶液のｐＨをｐＨメータ（ＭＭ−６０Ｒ：ＴＯＡ−ＤＫＫ社）を用いて測定した。
【００７９】
結果を図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示す。図５（Ａ）は、２段階除去系における乳酸吸着率を示す図である。図５（Ｂ）は、２段階除去系におけるアンモニア吸着率を示す図である。図５（Ａ）および図５（Ｂ）には、乳酸吸着剤およびアンモニア吸着剤のいずれも、投入量が０．１ｇであるときの結果を図示している。また、参考として同じ吸着剤投入量での単独除去系の吸着率も図示している。図５（Ａ）に示すように、２段階除去系では乳酸吸着率が単独除去系と同等であることが確認された。また、図５（Ｂ）に示すように、２段階除去系ではアンモニア吸着率が単独除去系に比べて顕著に上昇することが確認された。
【００８０】
乳酸吸着剤を水溶液に投入して乳酸を吸着させると、もともと７．２であった水溶液のｐＨが１１．１に上昇したことが確認された。したがって、乳酸吸着処理後の水溶液は、実質的にプロトンのない状態であった。この状態は、アンモニア吸着剤のプロトンと、水溶液中のアンモニウムイオンとの交換反応が起こりやすい状態である。このため、乳酸吸着処理後にアンモニア吸着剤を水溶液に投入した場合、単独除去系に比べてアンモニア吸着率が顕著に上昇したと考えられる。
【００８１】
また、各除去系の結果の比較から、乳酸吸着率およびアンモニア吸着率の変動は水溶液中のｐＨの変化に起因すると考えられる。このことから、同時除去系であっても、水溶液のｐＨを単独除去系と同様に中性の範囲に維持することで、単独除去系と同様の吸着率を得ることができると考えられる。
【００８２】
図６は、２段階除去系におけるアンモニア吸着率と水溶液のｐＨを示す図である。図６に示すように、ＰＫ２１６ＬＨの投入量が０．１ｇ以上の場合に９０％以上の高いアンモニア吸着率が得られることが確認された。また、ＰＫ２１６ＬＨの投入量の増加にともなって水溶液のｐＨが降下し、投入量が０．１ｇ以上でｐＨが３付近まで減少することが確認された。したがって、Ｍｇ−Ａｌ  ＬＤＯを０．１ｇ投入した場合、ＰＫ２１６ＬＨの投入量を０．０１〜０．１ｇの範囲に調整することで、水溶液のｐＨを中性の範囲に調整することができる。すなわち、乳酸吸着剤およびアンモニア吸着剤の投入量を調整することで、水溶液のｐＨを所定の範囲に調整することができる。特に、被処理液が細胞培養用の培地である場合、培地のｐＨは６．６〜７．５の範囲に維持することが好ましく、７．２〜７．４の範囲に維持することがより好ましい。これに対し、２段階吸着プロセスを採用することで、ｐＨを所望の範囲に維持しながら培地を再生することができる。
【符号の説明】
【００８３】
１Ａ，１Ｂ  再生装置、  ２  第１吸着モジュール、  ４  第２吸着モジュール、  ８  乳酸吸着剤、  １２  アンモニア吸着剤、  １８  培養液、  ２０  細胞。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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