(57)【要約】【課題】培養容器内の培地の蒸発を抑制して頻繁な培地交換を不要とする。【解決手段】細胞を培養する培養空間と、該培養空間内への通気を許容する培養空間通気部とを備える培養容器に着脱可能に取り付けられて、培養空間通気部を閉塞する位置に配置され、その少なくとも一部に、細胞培養に必要なガスを通過させかつ水蒸気を通過させない水蒸気不透過性膜３ｊを備える培養容器用遮蔽装置１を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞を培養する培養空間と、該培養空間内への通気を許容する培養空間通気部とを備える培養容器に着脱可能に取り付けられて、前記培養空間通気部を閉塞する位置に配置され、その少なくとも一部に、細胞培養に必要なガスを通過させかつ水蒸気と微生物を通過させない水蒸気不透過性膜を備える培養容器用遮蔽装置。
【請求項２】
前記培養容器を収容可能な収容空間と、該収容空間への通気を許容する収容空間通気部とを備える収納容器を備え、
前記培養空間通気部に細胞培養に必要なガスを通過させかつ微生物を通過させない微生物不透過性膜が設けられ、前記収容空間通気部に前記水蒸気不透過性膜が備えられている請求項１に記載の培養容器用遮蔽装置。
【請求項３】
前記培養空間通気部が、前記培養容器の側方に突出し、培養空間に開口する筒状部を前記微生物不透過性膜により閉塞して構成され、
前記収納容器の側面に、前記培養容器の筒状部を嵌合させる嵌合筒部が設けられ、
該嵌合筒部が前記水蒸気不透過性膜により閉塞されている請求項２に記載の培養容器用遮蔽装置。
【請求項４】
前記嵌合筒部が伸縮可能な弾性材料により構成されている請求項３に記載の培養容器用遮蔽装置。
【請求項５】
前記嵌合筒部の内面と前記筒状部の外面との間の筒状空間を閉塞するシール部材を備える請求項３に記載の培養容器用遮蔽装置。
【請求項６】
前記収容空間通気部が、前記収納容器の側面の少なくとも一部に設けられた伸展可能な材質からなる伸展部材に形成された貫通孔を前記水蒸気不透過性膜によって閉塞することにより構成されている請求項２に記載の培養容器用遮蔽装置。
【請求項７】
前記培養容器を収容可能な収容空間と、該収容空間への通気を許容する収容空間通気部とを備える収納容器を備え、
前記培養空間通気部に前記水蒸気不透過性膜が設けられ、前記収容空間通気部に細胞培養に必要なガスを通過させかつ微生物を通過させない微生物不透過性膜が設けられている請求項１に記載の培養容器用遮蔽装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、培養容器用遮蔽装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、開放タイプの培養容器を無菌状態のまま収納して培養するための培養容器収納ボックスが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
この培養容器収納ボックスに培養容器を収容し、さらにインキュベータ内に収容して培養を行う場合にフィルタ部によって培養容器収納ボックス内への微生物の通過を禁止するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１５４０９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の培養容器収納ボックスは、培養容器への微生物の侵入は防止できるものの、培養容器外への培地の蒸発を抑制できず、頻繁な培地交換が必要となるという不都合がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、培養容器内の培地の蒸発を抑制して頻繁な培地交換を不要とすることができる培養容器用遮蔽装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、細胞を培養する培養空間と、該培養空間内への通気を許容する培養空間通気部とを備える培養容器に着脱可能に取り付けられて、前記培養空間通気部を閉塞する位置に配置され、その少なくとも一部に、細胞培養に必要なガスを通過させかつ水蒸気と微生物を通過させない水蒸気不透過性膜を備える培養容器用遮蔽装置を提供する。
【０００６】
本態様によれば、培養容器の培養空間通気部を閉塞する位置に取り付けることにより、水蒸気不透過性膜が培養空間通気部を閉塞する位置に配置されるので、培養容器内の細胞は、培養空間通気部を介して細胞培養に必要なガスの供給を受ける一方、培養容器内の水蒸気が培養空間通気部を通過して外部に放出されないように維持されるので、培養空間内の培地の蒸発が抑制され、培地の交換を頻繁に行うことなく培養を継続することができる。
【０００７】
上記態様においては、前記培養容器を収容可能な収容空間と、該収容空間への通気を許容する収容空間通気部とを備える収納容器を備え、前記培養空間通気部に細胞培養に必要なガスを通過させかつ微生物を通過させない微生物不透過性膜が設けられ、前記収容空間通気部に前記水蒸気不透過性膜が備えられていてもよい。
【０００８】
このようにすることで、収容空間内に培養容器を収容すると、細胞が培養される培養空間は、培養空間通気部、収容空間および収容空間通気部を介して収納容器の外部と連絡し、外部から細胞培養に必要なガスが、微生物不透過性膜および水蒸気不透過性膜を通過して培養容器内に供給される一方、微生物の培養空間への侵入が微生物不透過性膜によって阻止され、かつ、培養空間からの水蒸気の外部への放出が水蒸気不透過性膜によって阻止される。これにより、培養空間内の培地の蒸発が抑制され、培地の交換を頻繁に行うことなく培養を継続することができる。また、もし培養容器が破損して培養容器内の細胞や培養液を外部に放出しても、収容容器内に留めることができる。
【０００９】
また、上記態様においては、前記培養空間通気部が、前記培養容器の側方に突出し、培養空間に開口する筒状部を前記微生物不透過性膜により閉塞して構成され、前記収納容器の側面に、前記培養容器の筒状部を嵌合させる嵌合筒部が設けられ、該嵌合筒部が前記水蒸気不透過性膜により閉塞されていてもよい。
このようにすることで、培養容器の側方に突出する筒状部を微生物不透過性膜により閉塞した筒状部からなる培養空間通気部を収納容器の側面に設けられた嵌合筒部に嵌合させると、微生物不透過性膜と水蒸気不透過性膜とによって、培養空間通気部を通して、外部から細胞培養に必要なガスを培養空間内に供給し、微生物の侵入を阻止し、水蒸気の放出を阻止することができる。培養空間通気部を微生物不透過性膜によって閉塞された市販の培養容器を使用する場合においても、微生物不透過性膜と水蒸気不透過性膜との間に狭い閉空間が形成されるので、培養空間内で蒸発した水蒸気は閉空間内に留められ、外部への放出を防止することができる。
【００１０】
また、上記態様においては、前記嵌合筒部が伸縮可能な弾性材料により構成されていてもよい。
このようにすることで、培養容器に設けられた筒状部の大きさが異なる場合であっても、また、筒状部が培養容器の底面に対して傾斜している場合であっても、弾性材料からなる嵌合筒部を弾性変形させて、筒状部を気密状態に嵌合させることができる。これにより、微生物不透過性膜を通過した水蒸気を閉空間内に留めることができ、培養空間内からの上記の放出を抑制することができる。
【００１１】
また、上記態様においては、前記嵌合筒部の内面と前記筒状部の外面との間の筒状空間を閉塞するシール部材を備えていてもよい。
このようにすることで、培養容器の筒状部を収納容器の嵌合筒部に嵌合させると、両者間の筒状空間がシール部材によって気密状態に閉塞される。これにより、微生物不透過性膜を通過した水蒸気を閉空間内に留めることができ、培養空間内からの上記の放出を抑制することができる。
【００１２】
また、上記態様においては、前記収容空間通気部が、前記収納容器の側面の少なくとも一部に設けられた伸展可能な材質からなる伸展部材に形成された貫通孔を前記水蒸気不透過性膜によって閉塞することにより構成されていてもよい。
このようにすることで、収容空間内に収容した培養容器の筒状部の開口を収容空間通気部に押しつけることにより、伸縮部材が押圧力に倣って伸展して水蒸気不透過性膜によって前記培養空間通気部を密閉することができる。
【００１３】
また、上記態様においては、前記培養容器を収容可能な収容空間と、該収容空間への通気を許容する収容空間通気部とを備える収納容器を備え、前記培養空間通気部に前記水蒸気不透過性膜が設けられ、前記収容空間通気部に細胞培養に必要なガスを通過させかつ微生物を通過させない微生物不透過性膜が設けられていてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、培養容器内の培地の蒸発を抑制して頻繁な培地交換を不要とすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る培養容器用遮蔽装置を示す斜視図である。
【図２】図１の培養容器用遮蔽装置に収容される培養容器の一例を示す斜視図である。
【図３】図２の培養容器を図１の培養容器用遮蔽装置内に収容した培養状態を示す縦断面図である。
【図４】図１の培養容器用遮蔽装置の第１の変形例を示す部分的な縦断面図である。
【図５】図１の培養容器用遮蔽装置の第２の変形例を示す部分的な縦断面図である。
【図６】図１の培養容器用遮蔽装置の第３の変形例を示す（ａ）部分的な分解縦断面図、（ｂ）部分的な組立縦断面図である。
【図７】図１の培養容器用遮蔽装置の第４の変形例を示す（ａ）斜視図、（ｂ）部分的な縦断面図である。
【図８】図１の培養容器用遮蔽装置の第５の変形例を示す部分的な縦断面図である。
【図９】図１の培養容器用遮蔽装置の第６の変形例を示す縦断面図である。
【図１０】図１の培養容器用遮蔽装置の第７の変形例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の一実施形態に係る培養容器用遮蔽装置について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る倍用容器用遮蔽装置１は、図１に示されるように、図２に示される培養容器２を収容する収納容器３を備えている。
【００１７】
培養容器２は、図２に示されるように、細胞培養用のフラスコであって、細胞と培養液との混合液Ａを貯留する培養空間２ａを備えるとともに、該培養空間２ａ内に混合液Ａを供給するための開口２ｂを備える円筒状の筒状部（培養空間通気部）２ｃと、該筒状部２ｃの外周に設けられた雄ねじに締結される雌ねじを有し、開口２ｂを閉塞するように締結される円筒状のキャップ２ｄとを備えている。
【００１８】
培養容器２は、比較的広い底面を有する扁平な箱状に形成され、底面を水平にして混合液Ａを貯留すると、混合液Ａが培養空間２ａ内に比較的浅く広く貯留され、混合液Ａ内に含まれている細胞が底面に接着して成長し易いように構成されている。筒状部２ｃは、底面が水平に配された状態で、斜め上向きに開口するように培養容器２の一側面に設けられている。
【００１９】
キャップ２ｄには、その端面を貫通する貫通孔２ｅと、該貫通孔２ｅを閉塞するように配置される微生物不透過性膜２ｆとが設けられている。微生物不透過性膜２ｆは、細胞培養に必要なガス（ＣＯ２、Ｏ２、Ｎ２等）の通過は許容するが、微生物は通過させない膜であり、例えば、ポアサイズが微生物より小さい多孔性フィルタや、気体透過性プラスチック材料製のフィルタ等を挙げることができる。多孔性フィルタの場合、ポアサイズは０．１〜０．４５μｍ、特に０．１〜０．２μｍであることが好ましい。
【００２０】
ポアサイズが下限値を下回ると十分な通気性が得られなくなる虞があるため好ましくなく、ポアサイズが上限値を上回ると微生物の通過を十分に遮断することができない虞があるため好ましくない。また、フィルタの材質としては、例えば、ポリプロピレン、ポリビニルクロライド、ポリカーボネート、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンフロライド、ポリエーテルスルフォン、ポリエチレン、ナイロン、セルロースアセテート、ニトロセルロース等が挙げられる。
【００２１】
収納容器３は、培養容器２を収容可能な収容空間３ａと、該収容空間３ａを外部に開放する収容空間通気部３ｂとを備えている。収容容器３は、容器本体３ｃと、該容器本体３ｃの上部開口を開閉可能な蓋体３ｄとを備えている。容器本体３ｃには、持ち運びを容易にするための取っ手３ｅ、底面に設けられた突起３ｆ、収容空間３ａ内に培養容器２を位置決めするための突当部３ｇが設けられている。突当部３ｇは、培養容器２のキャップ２ｄが収容空間通気部３ｂに嵌合される嵌合動作において、突当部３ｇに沿って培養容器２を移動させるように設けられたレール状の部材である。
【００２２】
蓋体３ｄには、容器本体３ｃの底面の突起３ｆに対応する位置に突起３ｆを収容可能な凹部３ｈが設けられている。これにより、凹部３ｈに突起３ｆを収容して、複数の収納容器３を積み重ね状態に複数配置することができるようになっている。
【００２３】
収容空間通気部３ｂは、伸縮および変形可能なゴムのような可撓性材料により構成され、収容空間３ａを内外に連絡する開口３ｉを有する円筒状に形成され、該開口３ｉを閉塞する位置に配置される水蒸気不透過性膜３ｊを備えている。円筒状の収容空間通気部３ｂの内径寸法は、培養容器２のキャップ２ｄの外径寸法より若干小さく構成されている。
【００２４】
水蒸気不透過性膜３ｊは、細胞培養に必要なガス（ＣＯ２、Ｏ２、Ｎ２等）の通過は許容するが、水蒸気および微生物は通過させない高分子膜である。高分子の種類によって水蒸気の透過係数と培養に必要なガスの透過係数との差を変化させることにより、水蒸気と培養に必要なガスの透過をコントロールすることができる。
【００２５】
水蒸気不透過性膜３ｊの材質としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリオレフィン、スチレン系エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、シリコーン系熱可塑性エラストマー、シリコーンゴム等を挙げることができる。
【００２６】
これにより、収容空間３ａ内に培養容器２を設置する際には、培養容器２の下面を収納容器３の容器本体３ｃの底面に置いて、培養容器２の筒状部２ｃを閉塞しているキャップ２ｄを収容空間通気部３ｂの内側開口にあてがい、培養容器２の側面を突当部３ｇに突き当てたまま、水平にスライドさせることにより、キャップ２ｄによって収容空間通気部３ｂを押し広げながら嵌合させていくことができる。そして、収容空間３ａ内への培養容器２の収容後に、容器本体３ｃの上部開口を蓋体３ｄによって閉塞することにより、培養の準備が完了する。
【００２７】
このように構成された本実施形態に係る培養容器用遮蔽装置１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る培養容器用遮蔽装置１を用いて細胞の培養を行うには、細胞および培養液の混合液Ａを貯留し、キャップ２ｄを筒状部２ｃに締結した状態の培養容器２を、蓋体３ｄをあけた容器本体３ｃ内に収容していき、培養容器２の下面を容器本体３ｃの底面に載せる。
【００２８】
この状態で、培養容器２の一側面を容器本体３ｃの底面の突当部３ｇに突き当てる。そして、その状態を維持したまま、培養容器２の筒状部２ｃに締結されているキャップ２ｄを容器本体３ｃに設けられた収容空間通気部３ｂに近接するように底面上をスライドさせ、筒状の収容空間通気部３ｂを押し広げながらキャップ２ｄを嵌合していく。これにより、キャップ２ｄの外周面と収容空間通気部３ｂの内周面とが密着するので、図３に示されるように、収容空間通気部３ｂ内に、微生物不透過性膜２ｆと水蒸気不透過性膜３ｊとの間に挟まれた閉鎖空間Ｂが形成される。
【００２９】
そして、容器本体３ｃの開口を蓋体３ｄによって閉塞し、取っ手３ｅを持って搬送し、培養容器２を収容した収納容器３をインキュベータ（図示略）内に収容し、インキュベータ内を培養に適した温度およびガス濃度に維持して培養を開始する。必要に応じて、突起３ｆを凹部３ｈに嵌合させて複数の収納容器３を積み重ね状態にしてインキュベータ内に収容する。
この場合において、本実施形態に係る培養容器用遮蔽装置１によれば、インキュベータ内の温度は時間の経過とともに培養容器２内まで熱伝導し、培養容器２内の細胞も培養に適した温度になる。インキュベータ内を一定の湿度に維持する必要はない。
【００３０】
インキュベータ内に微生物が存在する場合においても、水蒸気不透過性膜３ｊおよび微生物不透過性膜２ｅによって培養容器２内への侵入が阻止される。また、培養容器２内の温度が上昇することにより、培養液Ａが蒸発し、その一部が、キャップ２ｄの微生物不透過性膜２ｆを透過するが、その外側に水蒸気不透過性膜３ｊが配置されているので、水蒸気が収容空間３ａ外に放出されることが防止される。
【００３１】
水蒸気不透過性膜３ｊおよび微生物不透過性膜２ｆによって囲まれた収容空間通気部３ｄ内の閉鎖空間Ｂは極めて狭いので、微生物不透過性膜２ｆを通過して培養空間２ａ内から放出される水蒸気量は最小限に抑えられる。
このように本実施形態に係る培養容器用遮蔽装置１によれば、水蒸気の放出を遮断できない微生物不透過性膜２ｆを有するキャップ２ｄを備えた市販の培養容器２を用いても、簡易に、培養液Ａの蒸発を防止して、頻繁に培地交換せずに済むという利点がある。
【００３２】
なお、本実施形態においては、収納容器２に設けた筒状部２ｃにキャップ２ｄを嵌合させるだけで密封することとしたが、これに代えて、図４に示されるように、キャップ２ｄを嵌合させた収容空間通気部３ｂの外周側からさらに内周面に環状のシール部材４ａあるいは突起を有する環状部材４によって締め付けることにより、培養容器２と収納容器３とをさらに確実に密封状態に接続することにしてもよい。
【００３３】
また、可撓性の収容空間通気部３ｂに培養容器２のキャップ２ｄを嵌合させることとしたが、これに代えて、図５に示されるように、剛体からなる収容空間通気部３ｂの内周面にＯリング等からなるシール部材５を配置して、収容空間通気部３ｂとキャップ２ｄとの間の筒状の隙間をシール部材５によって閉塞することにしてもよい。
【００３４】
また、収納容器３の容器本体３ｃに収容空間通気部３ｂを形成したが、これに代えて、図６（ａ）に示されるように、容器本体３ｃと蓋体３ｄとによって２つ割の円筒状の収容空間通気部３ｂを形成し、開口部６ａに環状のシール部材６ｂを配置した袋状の水蒸気不透過性膜６を、組み合わせられた収容空間通気部３ｂとキャップ２ｄとの間に取り付けることにしてもよい。すなわち、図６（ｂ）に示されるように、シール部材６ｂをキャップ２ｄの外周に嵌めた状態で蓋体３ｄによって容器本体３ｃを閉じることにより、収容空間通気部３ｂの内周面とキャップ２ｄの外周面との間にシール部材６ｂを挟んで圧縮し、両者間の隙間を密閉することができる。符号６ｃは、容器本体３ｃと蓋体３ｄとを組み合わせることにより構成されるＯリング溝である。
【００３５】
また、開口を水蒸気不透過性膜３ｊによって閉塞した収容空間通気部３ｂにキャップ２ｄを嵌合させることとしたが、これに代えて、図７（ａ）に示されるように、収納容器３の容器本体３ｃの側壁の一部を伸展性のあるシリコンフィルム７ａによって構成し、該シリコンフィルム７ａの一部に設けた孔を水蒸気不透過性膜７ｂによって閉塞することにしてもよい。これにより、図７（ｂ）に示されるように、培養容器２のキャップ２ｄの端面を水蒸気不透過性膜７ｂに押しつけてシリコンフィルム７ａを変形させることによって、キャップ２ｄの端面が傾斜していても、あるいは、キャップ２ｄの大きさが相違していても、キャップ２ｄの端面を水蒸気不透過性膜７ｂに密着させ、シリコンフィルム７ａの変形によってキャップ２ｄの端面の開口２ｅを水蒸気不透過性膜７ｂによって閉塞することができる。
【００３６】
また、本実施形態においては、図８に示されるように、キャップ２ｄの開口を水蒸気不透過性膜８ａによって閉塞した培養容器８を採用してもよい。この場合には、収納容器３として、開口３ｉを微生物不透過性膜８ｂによって閉塞したものを採用すればよい。これにより、水蒸気が培養容器８から放出されることが遮断されるので、頻繁な培地交換を行わずに済む。
【００３７】
また、本実施形態においては、図９に示されるように、開口６ａを輪ゴムのようなシール部材６ｂによって伸縮可能にした袋状の水蒸気不透過性膜６を採用してもよい。この場合には、上述した細胞培養用のフラスコからなる培養容器２のみならず、図９に示されるようなシャーレのように、容器本体９ａと蓋体９ｂとの間に形成された隙間によって通気を行う培養容器９の場合に、容器本体９ａと蓋体９ｂとの間の隙間を取り囲むように被せることで、培養容器９内の培養液Ａの蒸発を抑制することができる。
また、袋状に限られず、図１０に示されるように、筒状の水蒸気不透過性膜１０ａの両端に輪ゴムのようなシール部材１０ｂ，１０ｃを配置したものを採用してもよい。
【００３８】
次に、水蒸気不透過性膜３ｊ，６，８ａ，１０ａによって閉塞する閉鎖空間Ｂと培養空間２ａとの関係について、以下の通りに説明する。
密閉空間Ｂ内の湿度は組立時の作業空間と同等の約５０〜６０％であるため、培養中には培養空間２ａから閉鎖空間Ｂ内に培養液Ａの水蒸気が移動する。したがって、閉鎖空間Ｂは可能な限り狭い方が好ましい。
【００３９】
インキュベータ内に培養容器２単体を配置して蒸発量を測定した結果、培養液Ａの約１％が１日で蒸発することがわかった。
培地交換は細胞の種類によって頻度が異なるが、最低でも１日、最長であれば７日と仮定すると、その量は培養液Ａの約１〜７％となる。
【００４０】
培養容器２の培養空間２ａの体積をｖｃｍ３とすると、培養液Ａは培養空間２ａの約５％に貯留するので、培養容器２単体での蒸発量ｗは
１／１００×５／１００×ｖ＜ｗ＜７／１００×５／１００×ｖ        （１）
となる。
【００４１】
次に、閉鎖空間Ｂを形成した場合の蒸発量Ｗを算出する。
温度３７℃、閉鎖空間Ｂの湿度を５０％、閉鎖空間Ｂの体積をＶとすると、温度３７℃での飽和水蒸気量が４３．９ｇ／ｍ３であるため、
蒸発量Ｗ＝体積Ｖの飽和水蒸気量−体積Ｖに既に含まれている水蒸気量
＝４３．９×Ｖ／１０６−４３．９×５０／１００×Ｖ／１０６  
＝２１．９５×Ｖ／１０６                                    （２）
となる。
【００４２】
上記蒸発量ｗと蒸発量Ｗとが等しくなるときの閉鎖空間Ｂの体積Ｖは、上記式（１）、（２）から、
５×１０-４×ｖ＜２１．９５×Ｖ／１０６＜３．５×１０-３×ｖ
すなわち、
２２．８ｖ＜Ｖ＜１５９．６ｖ
となる。
【００４３】
したがって、閉鎖空間Ｂの体積Ｖは培養容器２の培養空間２ａの体積ｖの約１６０倍以下であれば、培養容器２を単体でインキュベータ内に収容して培養した場合よりも培養液Ａの蒸発量を７日分より低く抑えることができ、約２３倍以下であれば、１日分より低く抑えることができる。
【符号の説明】
【００４４】
１  培養容器用遮蔽装置
２ａ  培養空間
２ｃ  筒状部（培養空間通気部）
２ｆ  微生物不透過性膜
３  収納容器
３ａ  収容空間
３ｂ  収容空間通気部（嵌合筒部）
３ｊ，６，８ａ，１０ａ  水蒸気不透過性膜
５  シール部材
７ａ  シリコンフィルム（伸展部材）
【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】
2015223154.tif 000008
【図７】
2015223154.tif 000009
【図８】
2015223154.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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