(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
折り畳み可能な部材により形成された容器本体と、
該容器本体から延設された排気ガスを排出する排気管路と、
該排気管路に設けられ、排気ガスの流通を許容し、外部から前記容器本体内への異物の侵入を防止する排気フィルタと、
を備えたシングルユースの培養容器を用いて生体細胞を培養する培養装置であって、
前記排気管路に着脱自在に構成された冷却ブロックと、前記排気フィルタの支持部材とが、順次高くなる位置に設けた支持柱と
を備え、
前記冷却ブロックの冷却面を前記排気管路の壁面に密着させて当該排気管路の壁面を冷却することにより、前記排気フィルタのろ過面の温度に比較して前記排気フィルタに流入する排気ガスの露点温度を低く保持する
ことを特徴とする培養装置。
【請求項２】
前記冷却ブロックが、前記排気管路と前記排気フィルタを、順次高くなる位置に設けて、一体的に収容保持するユニット構造を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の培養装置。
【請求項３】
前記冷却ブロックにペルチェ素子を備えた構成であり、
前記冷却ブロックは、閉状態で、前記ペルチェ素子の吸熱側に位置する前記冷却面で前記排気管路の外壁面を囲繞し、開状態で、前記冷却面による囲繞を解除して前記排気管路を解放する着脱機構を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の培養装置。
【請求項４】
前記冷却ブロックに形成された流路に冷却流体を流通させる構成であり、
前記冷却ブロックは、閉状態で、前記冷却面で前記排気管路の外壁面を囲繞し、開状態で、前記冷却面による囲繞を解除して前記排気管路を解放する着脱機構を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の培養装置。
【請求項５】
前記ペルチェ素子の発熱側の放熱により加温された空気によって、前記排気フィルタのろ過面の温度を生体細胞の培養温度より高く保持する加温装置が設けられている
ことを特徴とする請求項３に記載の培養装置。
【請求項６】
前記加温装置には、前記排気フィルタのろ過面の温度調節を行うため、前記ペルチェ素子の発熱側に供給される空気の流量を調整する空気流量調整部が備えられていることを特徴とする請求項５に記載の培養装置。
【請求項７】
前記排気フィルタのろ過面の温度を生体細胞の培養温度より高く保持する加温装置がさらに設けられていることを特徴とする請求項１又は４に記載の培養装置。
【請求項８】
前記加温装置が電気ヒータ式加熱装置であることを特徴とする請求項７に記載の培養装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体細胞を懸濁法にて培養する際に用いられる折り畳み可能な培養容器、及びこの折り畳み可能な培養容器を用いた培養装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体細胞の培養では、目的生産物の生産性向上のために、その生体細胞を安価にかつ安全に培養することが望まれている。しかしながら、従来の生体細胞の培養手法は、ステンレス製の培養槽を使用するもので、培養槽内部を殺菌するための蒸気供給装置や洗浄するための洗浄機構等の多種類の付帯設備が必須であり、必然的に目的生産物の生産コストの増加を招いていた。
【０００３】
そこで、目的生産物の生産コストの低減に有効な生体細胞の培養手法としてシングルユース容器類を使用する方法が知られている。この方法によれば、培養槽や培地用タンク等の容器類をシングルユース化することによって、これらを滅菌するための滅菌システムや洗浄するための洗浄システムが不要となり、目的生産物の生産コスト低減が期待される。また、目的生産物を変更する際にも、前の生産物の残留による汚染の恐れがなく、安全性の向上もはかることができる。
【０００４】
特許文献１には、壁体が変形可能である装置を備えたバイオリアクタが記載されている。特許文献２には、培養バッグ内の細胞の画像から培養状況を判定して制御する手段を備えた培養装置が記載されている。特許文献３には、培養バッグの培養液を撹拌するための振盪装置が記載されている。特許文献４には、バイオリアクタに接続されている液移送配管にセンサを配置した使い捨てバイオリアクタが記載されている。特許文献５には、通気スパージャ、泡制御手段、折り畳み可能な袋体容器、及び袋体を収容する支持体からなるバイオリアクタが記載されている。
【０００５】
これら従来のシングルユース容器類を使用する培養手法は、旧来より使用されてきた血液バッグや点滴液用バッグ等の技術を応用し、バイオリアクタとして使用するのに不可欠な機能を付加することによって開発されてきたものである。このようなシングルユース容器類の多用は、システムコストの低減には大きく寄与しているものの、反面、使用開始前の準備や使用終了後の撤去等において運転員の作業量が増加する結果をもたらしている。
【０００６】
また、これらシングルユース容器類を使用する培養方法の課題の一つに、培養槽の排気ガスを排出する排気管路に設けられた排気フィルタ（ベントフィルタ）の閉塞の防止がある。これは、排気ガス中に含まれる湿分が液化した凝縮水や培養液のミストによってフィルタ膜が覆われて閉塞してしまうことに起因するもので、一旦、排気フィルタが閉塞してしまうと、培養の継続は困難となる。
【０００７】
この排気フィルタの閉塞に対して、排気フィルタを交換可能に構成することや排気フィルタのろ過面積を大きくすること、さらには、排気フィルタを加温することにより凝縮水の発生を防止することが知られている。しかし、これら対策は、培養容量の増大や高密度化によってより大きな排気フィルタが必要とされている折、生産コスト増の一因となる。
【０００８】
そこで、特許文献６〜８では、ペルチェ冷却器やウォータージャケットを培養槽の排気ガスを排出する排気管路に適用し、排気ガスを冷却することにより、排気ガス中に含まれる湿分が液化した凝縮水や培養液のミストによって排気フィルタが濡れる、すなわち排気ガス中に含まれる湿分が液化した凝縮水や培養液のミストによってフィルタ膜が覆われて閉塞するのを防ぐことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特表２００４−５３５８２６号公報
【特許文献２】再表２００７−０５２７１６号公報
【特許文献３】再表２００７−０５２７１６号公報
【特許文献４】特表２００９−５３６５２０号公報
【特許文献５】特表２００９−５３９４０８号公報
【特許文献６】特開２００９−０７２１８２号公報
【特許文献７】特開２００９−２９１１９２号公報
【特許文献８】特表２０１０−５２５８３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、容器本体から延設された排気管路を有するシングルユース用の折り畳み可能な培養容器に、ペルチェ冷却器やウォータージャケットからなる冷却器を適用しようとした場合、運転員は、培養容器と一体の排気管路を取り回して、この冷却器を通過するように配設作業しなければならなかった。
【００１１】
また、ペルチェ冷却器やウォータージャケットからなる冷却器を容器本体と一体的な排気管路に予め取り付け、冷却器を備えたシングルユース用の折り畳み可能な培養容器とすることは、培養容器と一体の排気管路を冷却器の冷却室を通過するように配設作業する必要がなくなる反面、その折り畳み可能な培養容器の利便性を損なうばかりか、冷却器も培養容器とともに使用終了後に廃棄されてしまうことになり、生産コスト増となる。
【００１２】
本発明は上述した問題点を鑑みなされたものであって、排気フィルタの閉塞を防止することによって培養での信頼性を高め、かつ使い勝手を改良することにより、バイオリアクタとしてより一層の性能向上をはかったシングルユース用の生体細胞の培養容器、及びこの培養容器を用いた培養装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は上述した課題を解決するために、折り畳み可能な部材により形成された容器本体と、該容器本体から延設された排気ガスを排出する排気管路と、該排気管路に設けられ、排気ガスの流通を許容し、外部から前記容器本体内への異物の侵入を防止する排気フィルタと、を備えたシングルユースの培養容器を用いて生体細胞を培養する培養装置であって、前記排気管路に着脱自在に構成された冷却ブロックと、前記排気フィルタの支持部材とが、順次高くなる位置に設けた支持柱とを備え、前記冷却ブロックの冷却面を前記排気管路の壁面に密着させて当該排気管路の壁面を冷却することにより、前記排気フィルタのろ過面の温度に比較して前記排気フィルタに流入する排気ガスの露点温度を低く保持することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、排気フィルタの閉塞を防止することができ、培養での信頼性を高めることができる。また、使い勝手を改良することにより、使用開始時の準備作業や使用後の撤去作業を効率化できる。これらの効果を有する培養容器及び培養装置を提供することによって、培養を長期間継続でき、目的生産物の生産性及び安全性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る生体細胞の培養容器の一実施の形態を示す概要図である。
【図２】本実施の形態に係る培養容器に適用される冷却装置の冷却ブロックの実施例を示した図である。
【図３】冷却ブロックの使用前の開放状態を示した概要図である。
【図４】本発明の別の実施の形態に係る生体細胞の培養容器を適用した培養装置を示す概要図である。
【図５】冷却ブロックを備えた排気ブロックユニットの一実施例の構成図である。
【図６】排気ブロックユニットの別の実施例の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明に係る生体細胞の培養容器及び培養装置の実施の形態について、以下、図面を基に詳細に説明する。
【００１８】
本発明に係る生体細胞の培養容器及び培養装置は、医薬品等の主原料となる目的生産物を生産する細胞の培養に適用することができる。本発明に係る生体細胞の培養容器及び培養装置において、生産対象の目的生産物としては、例えば、抗体や酵素等のタンパク質、低分子化合物，高分子化合物等の生理活性物質、又はウイルスを挙げることができる。また、培養対象の細胞としては、動物細胞，植物細胞，昆虫細胞，細菌，酵母，真菌，藻類等を挙げることができる。特に、抗体や酵素等のタンパク質を生産する動物細胞を培養対象とする場合に好適である。
【００１９】
図１は、本発明に係る生体細胞の培養容器の一実施の形態を示す概要図である。
培養容器１０は、例えば合成樹脂フィルム等といった透明な折り畳み可能な部材で形成された容器本体１１を有する。容器本体１１は、使用形態で、例えば、直径５６０ｍｍ、培養液張り込み高さ５５０ｍｍ、培養容積１００Ｌの円筒状の袋状容器である。この使用形態において、容器本体１１の天部に相当する部分には、剛性部材からなる剛性天板１２が容器本体内の気密性を保って固着されている。
【００２０】
容器本体内には、攪拌機構２０の被駆動部が収容されている。攪拌機構２０は、培養液中で浮遊している生体細胞が沈積することがないように、容器本体内の培養液を容器本体内で流動させる。攪拌機構２０の被駆動部は、被伝達側の磁性カップリング部材２１に接続されて延び、剛性を有する軸部２２に、撹拌翼２３（２３ａ，２３ｂ）が固定された構成になっている。磁性カップリング部材２１は、剛性天板１２を介在させて、容器本体外に配置された伝達側の磁性カップリング部材２５と磁気的に連結可能になっている。この伝達側の磁性カップリング部材２５の、磁性カップリング部材２１との対向側と反対側には、モータ２６の出力軸が連結される。磁性カップリング部材２５は、モータ２６とともに、攪拌機構２０の駆動部を構成する。これにより、攪拌機構２０は、容器本体内の被伝達側の磁性カップリング部材２１を、剛性天板６を介して、容器本体外の伝達側の磁性カップリング部材２５に対して磁気的に連結した状態で、伝達側の磁性カップリング部材２５をモータ２６により剛性天板１２上で回転させれば、被伝達側の磁性カップリング部材２１が応動して回転し、軸部２２及び撹拌翼２３が一体的に回転する構成になっている。本実施例における攪拌機構２０の取り付けによる培養容器１０の気密性は、容器本体内の被駆動部を容器本体外の駆動部に対して分離独立して構成し、両者間の連結及び回転力の伝達にマグネットカップリング２１，２５を用いることによって保持されている。これにより、培養容器１０にモータ２６の回転伝達用の軸貫通穴を設けることなく、気密性を保って容器本体内に貯留されている培養液１５の撹拌・混合を実施できる。
【００２１】
さらに、容器本体１１には、複数の屈曲可能な配管チューブ３０（３１，３２，…）が容器本体１１に対する取付部の気密性を保って取り付けられている。配管チューブ３０は、液中通気用ガス供給管３１、気相用ガス供給管３２、液体供給管３３、排気流通管３４、及び培養液排出管３５等を構成する。この他にも、サンプリング用，ｐＨ調節用薬剤の注入用，培地交換用等といった配管チューブや、培養液１５の出し入れ用ノズル等が、容器本体１１に気密性を保って取り付けられているが、煩雑になるため図示省略してある。
【００２２】
液中通気用ガス供給管３１は、一端側は培養容器１０の容器本体外に導出され、他端側は使用形態において容器本体内の底部側に到るように延設されている。液中通気用ガス供給管３１の一端にはコネクタが設けられ、通気用ガス調節装置４１の出力配管が接続される。通気用ガス調節装置４１は、培養容器１０に供給する通気用ガスを供給制御し、主として容器本体内に貯留されている培養液１５の溶存酸素濃度のコントロールを担い、溶存酸素濃度の変化に対応して通気ガス量とその酸素分圧を増減する。液中通気用ガス供給管３１の他端は、使用形態で容器本体内の底部側に配置される散気装置４２に接続されている。散気装置４２は、通気用ガス調節装置４１から供給された通気ガスを、容器本体内に貯留されている培養液中に気泡化して放出する。散気装置４２は、特に限定されるものではなく、公知のリングスパージャ、又はプラスチック多孔質材，金属多孔質材，無機多孔質材のいずれか若しくはこれらを組み合わされて構成された散気部を備える。発生させる気泡の大きさは、培養対象の生体細胞に応じて、予め適宜選択されている。
【００２３】
気相用ガス供給管３２は、一端側は培養容器１０の容器本体外に導出され、他端端は容器本体内の天井部側に配置されて開口されている。気相用ガス供給管３２の一端にはコネクタが設けられ、気相用ガス調節装置４３の出力配管が接続される。気相用ガス調節装置４３は、容器本体内に供給する気相用ガスを供給制御し、主として容器本体内の培養液中のｐＨのコントロールを担い、培養液中のｐＨの変化に対応して通気ガス量とその炭酸ガス分圧とを増減する。
【００２４】
これらの液中通気用ガス供給管３１及び気相用ガス供給管３２の途中には、ガス用フィルタ４４，４５及び開閉弁４６，４７が配置されている。ガス用フィルタ４４，４５は、外部から容器本体内への微生物の侵入を防止する。また、各開閉弁４６，４７は、通気用ガス又は気相用ガスのそれぞれの、培養容器１０の容器本体内への流入・遮断、並びに容器本体内の密閉を行う。
【００２５】
液体供給管３３は、一端側は培養容器１０の容器本体外に導出され、他端端は容器本体内に配置されて開口されている。液体供給管３３の一端にはコネクタが設けられ、培養容器１０への培養対象の生体細胞やその培養液の注入が行える。液体供給管３３の途中には、開閉弁４８が介在配置され、培養容器１０の容器本体内への培養液の流入・遮断、並びに容器本体内の密閉を行う。
【００２６】
排気流通管３４は、一端側は培養容器１０の容器本体内の天井部側に配置されて開口され、他端側は容器本体１１の天部側から培養容器１０の容器本体外に導出されている。排気流通管３４の他端には、排気フィルタ５１が接続されて設けられている。排気流通管３４は、排気フィルタ５１、及びこの排気フィルタ５１が接続されるガス調圧弁５２を順次介して、外部雰囲気に開放され、培養中に容器本体内で発生した排気ガスを排気する。ガス調圧弁５２は、容器本体内の気相の圧力を調節するもので、培養容器１０の形状保持と容器本体内への雑菌の侵入を防止するため、培養容器１０の内圧が大気圧（外部雰囲気圧）よりやや高めの圧力になるようにコントロールする。
【００２７】
なお、ガス調圧弁５２については、培養容器１０の内圧が大気圧（外部雰囲気圧）よりも常時高めになっている場合には、その設置を省略することができる。その理由として、排気フィルタ５１に排気ガスを通過させる際は、通常、ろ過抵抗が生じる。そのため、培養容器１０の容器本体内に液中通気用ガス供給管３１や気相用ガス供給管３２を介してガスを常時注入し続けるのであれば、容器本体内にはろ過抵抗に相応する内圧が生じる。この内圧が、培養容器１０の展開及び形状の保持に必要な圧力を上回るものであれば、上述したように、ガス調圧弁５２はその設置を省略することもできる。
【００２８】
培養液排出管３５は、一端側が培養容器１０の容器本体内の底部に配置されて開口され、他端側は培養容器１０の容器本体外に導出されている。培養液排出管３５の途中には、開閉弁４９が介在配置され、培養液の流出・遮断、並びに容器本体内の密閉を行う。
【００２９】
上述した構成からなる培養容器１０は、例えば、排気ガスを排出するための排気流通管３４に排気フィルタ５１が一体的に備えられた構成になっている。使用前は液体供給管３３及び培養液排出管３５の末端は、微生物の侵入や内部溶液の漏洩を防止するため、使用直前までコネクタに栓をする等して密封状態に維持されている。その上で、培養容器１０は、容器本体内の気体が略抜かれ、容器本体１１が折り畳まれた状態になっている。なお、この培養容器１０が折り畳まれた状態や、使用するに際して、この折り畳まれた培養容器１０の展開作業を実施する際に、撹拌翼２３等といった容器本体内の収容部材の突起部分によって容器本体１１を傷つけることがないように、収容部材の形状、寸法、及び材質についても、十分に配慮されている。
【００３０】
ところで、生体細胞の培養中に、培養容器１０の容器本体内から排出される排気ガス中には、湿分が液化した凝縮水や培養液のミストが含まれている。排気ガス中の湿分は略培養温度にて飽和状態になっている。すなわち、排気ガスの露点温度は、この培養温度と略等しくなっている。通常、生体細胞の培養は、培養液１５の温度を環境温度より高い２５〜５０℃程度に加温して行われる。そのため、生体細胞の培養中においては、環境に露出されている排気流通管３４、排気フィルタ５１、及びガス調圧弁５２は、培養容器１０の容器本体内に貯留されている培養液の培養温度よりも低い表面温度になる。この結果、排気ガスが接触する排気流通管３４、排気フィルタ５１、及びガス調圧弁５２の表面では、それぞれの表面温度と容器本体内からの排気ガスの露点温度の差分が結露してしまう。この結露水によって排気フィルタ５１のフィルタ面が覆われてしまうと、排気フィルタ５１が閉塞してしまい、容器本体内からの排気ガスの排出ができなくなる。すなわち、培養容器１０での培養の継続が困難になる。
【００３１】
そこで、本実施の形態に係る培養容器１０では、排気流通管３４の、環境に対して露出されている容器本体１１と排気フィルタ５１との間の部分には、冷却装置６０の冷却ブロック６１が着脱自在になっており、排気流通管３４に装着した冷却ブロック６１によって、容器本体内から排出されて排気フィルタ５１に流入する排気ガスの温度を強制的に低下させるようになっている。
【００３２】
さらに、排気流通管３４については、冷却ブロック６１を装着する部分についても壁面を介しての熱伝達量が大きくなるよう、配慮されている。すなわち、前述の液中通気用ガス供給管３１、気相用ガス供給管３２、液体供給管３３、及び培養液排出管３５等では、使用中に破損しないよう、肉厚のシリコンゴムチューブを使用することが一般的であるのに対し、排気流通管３４の冷却ブロック６１を装着する部分については、薄肉厚のシリコンゴムチューブを用いて熱伝達係数を大きくする手段が講じられる。その他のチューブ素材として、容器本体１１と同じ合成高分子材料にて構築したチューブを用いてもよい。また、排気流通管３４のすべてを熱伝達係数の大きくしたチューブで構築してもよい。なお、薄肉厚のシリコンゴムチューブを使用する場合には、外周面を機械的強度の大きな部材で補強した複合部材を用いることが好ましい。また、殺菌手段を工夫することによって、より熱伝達係数の大きな金属素材によるチューブを使用することもできる。
【００３３】
図２は、本実施の形態に係る培養容器に適用される冷却装置の冷却ブロックの実施例を示した図である。
本実施例の場合、冷却ブロック６１は、熱伝導率の大きなアルミ材を使用して形成されている。冷却ブロック６１は、排気流通管３４に対しての装着形態で排気流通管３４が挿通する挿通孔６２を形成するように、溝面が排気流通管３４の外周面に接するように設計された貫通溝６３を有する一対のブロック構成部６１ａ，６１ｂが、互いの溝形成面同士を合わせて接合可能に構成されている。両ブロック構成部６１ａ，６１ｂは、例えばヒンジ６４等の連結部材によって互いに連結され、それぞれの接合面（溝形成面）を開・閉（離間・当接）できるようになっている。
【００３４】
図３は、冷却ブロックの使用前の開放状態を示した概要図である。
各ブロック構成部６１ａ，６１ｂの外周面には、下方に流入口６５が、上方に流出口６６がそれぞれ形成され、内部には、図中、一点鎖線で示すように流入口６５から流出口６６に向かって流路高さ位置が徐々に上昇する冷却流路６７が形成されている。その上で、ブロック構成部６１ａの流入口６５は、図示せぬ冷却装置本体の冷却水供給口に連通される一方、ブロック構成部６１ａの流出口６６はブロック構成部６１ｂの流入口６５に屈曲性を有するチューブ６８を介して連通接続され、ブロック構成部６１ｂの流出口６６は図示せぬ冷却装置本体の冷却水回収口に連通されるようになっている。
【００３５】
これにより、各ブロック構成部６１ａ，６１ｂの内部に形成された冷却流路６７には下方から上方に向かって冷却水が流通し、冷却流路６７の途中に冷却水に混入した気体が滞留しにくい構成となっており、各ブロック構成部６１ａ，６１ｂそれぞれの貫通溝６３の溝面が、有効かつ効率的に冷却されるようになっている。
【００３６】
冷却ブロック６１は、図示省略するが、例えば、保温材を用いた保護カバーを、冷却ブロック６１の外周部、すなわちブロック構成部６１ａ，６１ｂの外周面に装着固定した構成、若しくは着脱可能な構成にしておくことにより、その冷却効果をより一層向上させることができる。
【００３７】
そして、一対のブロック構成部６１ａ，６１ｂを閉状態にし、互いの溝形成面同士を当接状態にする際、貫通溝６３によって形成される挿通孔６２を排気流通管３４が挿通するように、予め排気流通管３４を貫通溝６３に保持しておくことにより、冷却ブロック６１を排気流通管３４に対して容易に装着することができる。また、一対のブロック構成部６１ａ，６１ｂを開状態にし、互いの溝形成面同士を離間状態にして、一対のブロック構成部６１ａ，６１ｂの貫通溝６３から排気流通管３４を取り出すことにより、冷却ブロック６１を排気流通管３４から容易に取り外すことができる。
【００３８】
このようにして、冷却ブロック６１を排気流通管３４に対して装着しておくことによって、冷却流路６７を流通する冷却水により、排気流通管３４の外壁面を介して対応部分内部の排気ガスの熱を局部的に除去することができる。その際、排気フィルタ５１の手前の排気流通管３４の対応部分では、その内部の排気ガスの温度が低下することによって、排気ガス中の湿分の一部が結露する。この湿分が結露する際には、その湿分は排気ガス中のミストを核として水滴状に成長し、排気流通管３４の内壁面に付着する。この排気ガスの湿分を結露させる操作によって、培養液由来のミストを排気ガス中から除去することができる。
【００３９】
また、冷却ブロック６１を装着することによって、排気ガスの湿分や培養液由来のミストが除去されて排気フィルタ５１に供給される排気ガスの露点温度は、冷却ブロック６１により冷却された排気ガスの温度に略等しくなる。これにより、排気ガス中に含まれる湿分が液化した凝縮水や培養液のミストによって排気フィルタ５１が濡れる、すなわち排気ガス中に含まれる湿分が液化した凝縮水や培養液のミストによって排気フィルタ５１のフィルタ膜が覆われて閉塞してしまうのを防止できる。そのため、排気流通管３４に対して着脱自在な冷却ブロック６１を有する冷却装置６０では、冷却ブロック６１による冷却後の排気流通管内を流通する排気ガスの露点温度が排気フィルタ５１のろ過面温度よりも低くなるように、冷却ブロック６１に供給する冷却水の温度が設定されている。
【００４０】
なお、冷却ブロック６１を設計するに当たっては、排気流通管３４の壁面を介しての熱伝達量に留意して、貫通溝６３若しくは挿通孔６２の接触面積を算出しなければならない。
【００４１】
また、排気流通管３４の径が細い場合には、内壁面に付着した結露水滴が排気ガスの流動に伴って排気フィルタ５１に流入してしまう場合もある。したがって、培養容器１０の排気流通管３４の内径を決定するに当たっては、培養する生体細胞の酸素消費速度を基に、容器本体内に液中通気用ガス供給管３１や気相用ガス供給管３２を介して注入されるガス量を予め算出し、その最大注入量においても排気流通管３４においてガス流速が過大にならないように留意しなければならない。
【００４２】
また、排気流通管３４に冷却ブロック６１を装着するに当たっては、排気流通管３４で液溜まりが生じないように留意する必要がある。本実施例においては、さらに、冷却ブロック６１、排気フィルタ５１、及びガス調圧弁５２は、高さ位置が順次高くなるようにして支持柱部材７１に取り付けられた支持部材７２（７２ａ，７２ｂ，７２ｃ）によって、排気流通管３４による排気ガスの流路方向が下方に向けて延びることがないように支持されている。これによって、折り畳み可能な容器本体１１に気密性を保って一体的に固着された屈曲可能な排気流通管３４を固定する効果が得られ、排気流通管３４の不用意な屈曲によって、例えば排気流通管３４の途中等に液溜まりが生じることを防止することができる。
【００４３】
なお、冷却装置６０の冷却ブロック６１については、上述した実施の形態では、そのコスト面及びその冷却面が排気ガスに直接触れることがない点から、排気流通管３４に着脱自在な構成としたが、コスト面の解決がはかれるのであれば、培養容器毎に、容器本体１１に気密性を保って一体的に固着された排気流通管３４に予め一体的に形成しておき、培養容器１０の一部としてシングルユース化することも可能である。その場合、冷却ブロック６１の流入口６５及び流出口６６を、冷却装置本体から延びる冷却水供給管及び冷却水回収管が着脱可能な構成にすればよい。さらには、冷却装置６０は、冷却ブロック６１に冷却水を流通させて冷却する構成として説明したが、冷却装置に流通させる冷媒流体は冷却水に限るものではない。また、冷却ブロック６１の構造も、冷媒流体を用いた冷却構造に限定されるものではない。
【００４４】
本実施の形態に係る生体細胞の培養容器１０及び培養装置１００によれば、排気フィルタ５１の閉塞を防止でき、かつ使い勝手を向上することにより、シングルユース用の生体細胞のバイオリアクタとして長期間機能させることができる。
【００４５】
次に、本発明の別の実施の形態に係る生体細胞の培養容器１０及び培養装置１００について、図面に基づいて説明する。
【００４６】
なお、その説明に当たって、前述した実施の形態に係る培養容器１０及び培養装置１００と同一若しくは同様な構成については、同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４７】
図４は、本発明の別の実施の形態に係る生体細胞の培養容器を適用した培養装置を示す概要図である。
【００４８】
まず、本実施の形態に係る培養容器１０は、図１で説明した構成に加えて、容器本体１１の内壁面の所定位置に、蛍光部材による蛍光体を備えた計測用素子８２ａが貼付された構成になっている。計測用素子８２ａは、その蛍光体の蛍光面と貼付された容器本体の内壁面との間に隙間が形成され、培養液１５が介在可能になっている。計測用素子８２ａの蛍光体は、所定の照射光の受光によって励起され、基底状態に戻る際に蛍光を発光する構成になっている。この場合、蛍光体から発せられる光は、培養液中の計測対象、例えば酸素の存在によって影響を受けるようになっており、酸素量が多い程、蛍光の減衰が大きくなる。図示の例では、計測用素子８２ａは、この計測用素子８２ａが貼付された容器本体外部に対向配置された検出器８２ｂとともに、酸素濃度計測センサ８２を構成する。検出器８２ｂには、発光素子及び光量子検出素子が組み込まれた構成になっている。検出器８２ｂの発光素子から発せられた光は、容器本体１１の該当周壁部分及び所定隙間の培養液１５を透過し、計測用素子８２ａに設けた蛍光体を照射する。計測用素子８２ａから発せられた蛍光は、所定隙間の培養液１５及び容器本体１１の該当周壁部分を同じく透過し、相対する検出器８２ｂの光量子検出素子で検出される。検出器８２ｂは、光量子検出素子が受光した蛍光強度とその時間変化とを計測する。そのために、培養容器１０の、計測用素子８２ａが貼付される容器本体１１の該当周壁部分は、透光性部材により形成され、検出器８２ｂの発光素子から計測用素子８２ａの蛍光体を励起するために発せられる照射光、及びこの照射光の受光により計測用素子８２ａから発せられる蛍光の波長領域について、できるだけ透明になっている。
【００４９】
そして、本実施の形態に係る培養容器１０も、使用前は容器本体内の気体が略抜かれて折り畳まれた状態になっている。この折り畳まれた状態や、使用開始時における展開作業の際に、培養容器１０が傷ついてしまうのを防止できるように、培養容器１０には、剛性天板１２に加えて、この剛性天板１２に固定された支持枠部材１３がさらに設けられている。支持枠部材１３は、剛性を有する板状部材を容器本体１１の軸線方向断面の外郭形状に合わせて屈曲した形態を有している。
【００５０】
図示の例では、支持枠部材１３は、剛性天板１２に対する固定端となった一端側が、容器本体１１の使用形態において、剛性天板１２に連設する容器本体１１のテーパ状の肩部に沿って、剛性天板１２から容器本体１１の径方向に容器本体１１の外方位置まで延び、自由端を形成する他端側がこの一端側に対して屈曲されて、容器本体１１の側面に沿って、かつ容器本体１１の軸線方向と平行に底部側に延びる形態になっている。
【００５１】
これにより、容器本体１１を折り畳んだ状態で外部から力が加わった場合であっても、この剛性天板１２及び支持枠部材１３によって受け止めることができ、容器本体１１をはじめ、容器本体内の攪拌機構２０の被駆動部や酸素濃度計測センサ８２の計測用素子８２ａ等には、その力が直接作用しにくい構造となっている。
【００５２】
そして、容器本体１１が折り畳まれた状態での培養容器１０の梱包作業，輸送作業，開包作業や、培養容器１０の折り畳まれた状態の容器本体１１の展開作業でも、この剛性天板１２及び支持枠部材１３は、培養容器１０が損傷することがないように外力を吸収して培養容器１０を保護する機能を果たすようになっている。
【００５３】
一方、本実施の形態に係る培養装置１００には、空気、酸素、窒素、及び炭酸ガス等のガス供給設備，温水冷水供給設備，給排水設備といった図示せぬ設備が、必要に応じて付帯している。例えば、通気用ガス調節装置４１及び気相用ガス調節装置４３は、図示せぬガス供給設備に接続され、通気用ガス，気相用ガスの調製に必要な成分ガスの供給を受ける。例えば、冷却装置６０の構成が、図２及び図３に示したように冷却ブロック６１に冷却水を流通する構成である場合は、冷却装置６０は、図示せぬ温水冷水供給設備から冷却水の供給を受ける。
【００５４】
また、培養装置１００には、計測手段として、ｐＨ，温度，溶存酸素，及び溶存炭酸ガスの計測装置とそれぞれのセンサとが備えられている。図４中では、これら構成の中、溶存酸素の計測装置としての溶存酸素濃度計測装置８１と酸素濃度計測センサ８２のみを図示し、その余の計測装置及びセンサについては、図示省略してある。なお、ｐＨ又は溶存炭酸ガス濃度の検出には、上述した酸素濃度計測センサ８２の構成と同様な光学的センサを用いることができる。その場合、計測に用いる蛍光体、並びに励起光の波長及び計測する蛍光の波長は、特に限定されるものではなく、公知の蛍光体、並びに励起光及び蛍光の波長の組み合わせを用いることで、その目的を達成できる。
【００５５】
一方、培養装置１００には、培養中、上述のように構成された培養容器１０を、使用形態で支持する培養容器収容ケース７０が設けられている。培養容器収容ケース７０は、培養容器１０を収容するケース本体７４が、架台７３上に固定支持された構成になっている。ケース本体７４は、培養容器１０の使用形態での容器本体１１の寸法形状に合わせた内部形状を有し、図示の例では、培養液１５が貯留された培養容器１０の底面部を支持する底部７４ａと、培養容器１０が転倒しないように培養容器１０の側面を支持する筒状部７４ｂとを備えた有底円筒型の上面開放形状になっている。底部７４ａは、容器本体１１の底部を含む底面部分の形状に合わせて、容器本体１１の底部から導出されている培養液排出管３５が挿通する挿通口が形成された内側底部７４ａｉと、この内側底部７４ａｉに連設されたテーパ状の外側底部７４ａｏとを有している。また、筒状部７４ｂは、その底部側が底部７４ａの外側底部７４ａｏの外縁部に連接した筒状形態になっている。この筒状部７４ｂは、開口端の高さ位置が培養液張り込み高さよりも高くなるように形成されている。この筒状部７４ｂの周壁の一部は、開閉可能な扉部７４ｂｄになり、培養容器１０の出し入れが可能になっている。
【００５６】
さらに、ケース本体７４には、培養容器１０に貯留されている培養液１５を加温するための電気ヒータ８４、培養容器１０の容器本体内に配置された計測用素子８２ａと協働して酸素濃度計測センサ８２を形成する検出器８２ｂ、等が付設されている。
【００５７】
電気ヒータ８４は、ケース本体７４の筒状部７４ｂの外壁面に固設されており、発生した熱をこの筒状部７４ｂを介して培養容器１０に伝達できるようになっている。また、電気ヒータ８４には、その過熱によって培養容器１０を損傷させてしまうのを防止するため、予め設定した温度を超えた場合にはその加熱を停止する過熱防止制御系が付設されている。
【００５８】
検出器８２ｂは、培養容器１０の容器本体内に配置された計測用素子８２と相対可能なように、ケース本体７４の所定位置に形成された取付孔に取付台座を介して取り付けられ、発光素子及び光量子検出素子を筒状部７４ｂの内周面から臨ませている。その際、検出器８２ｂは、取付台座上での保持位置が微調整可能になっている。これにより、合成樹脂フィルム等といった透明な折り畳み可能な部材で構成され、使用前は折り畳まれた形態になっている培養容器１０の容器本体１１が、その展開時に室温等によって使用形態の形状に多少の変形が生じてしまったような場合であっても、取付台座に保持されている検出器８２ｂの保持位置を微調整することによって、筒状部７４ｂの内周面から臨む検出器８２ｂの発光素子及び光量子検出素子の位置及び向きを微移動して、容器本体１１に配置されている計測用素子８２ａとの間に生じた位置ずれを解消できるようになっている。
【００５９】
また、ケース本体７４の筒状部７４ｂには、容器本体１１の天部に固着された剛性天板１２に固定された支持枠部材１３の、容器本体１１の側面に沿ってかつ容器本体１１の軸線方向と平行に底部側に延びる自由端を形成する他端側が係合する係合部７５が形成されている。
【００６０】
図示の例では、係合部７５は、筒状部７４ｂの内壁面の周方向の所定位置に形成され、筒状部７４ｂの開口端からケース本体７４の底部側に向かってその軸線方向と平行に延びる係合溝により構成され、支持枠部材１３の他端側が嵌合可能な形状になっている。
【００６１】
したがって、容器本体１１の天部に固着された剛性天板１２に固定された支持枠部材１３の他端側を、培養容器収容ケース７０におけるケース本体７４の係合部７５に係合させることにより、ケース本体内に支持枠部材１３及び容器本体１１を起立させて培養容器１０を収容することができる。さらに、容器本体１１が展開された時点で、ケース本体７４の所定位置に配置された計測用素子８２ａと、培養容器収容ケース７０のケース本体７４に配置されている検出器８２ｂとが、その蛍光体と発光素子及び光量子検出素子とが相対するように、培養容器収容ケース７０に対し培養容器１０を位置決めして収容することができる。この場合、ケース本体７４における、筒状部７４ｂの内壁面の周方向に係る係合部７５と酸素濃度計測センサ８２の検出器８２ｂとの配置位置関係は、展開された使用形態での培養容器１０における、支持枠部材１３の他端側と濃度計測センサ８２の計測用素子８２ａとの間の、容器本体１１の外壁面の周方向に係る配置位置関係が適用されている。
【００６２】
したがって、支持枠部材１３は、培養容器１０が培養容器収容ケース７０に使用形態で支持されている稼働状態で、ケース本体７４の係合部７５に位置決め部材として係合することにより、培養容器収容ケース７０の一部として機能する。さらに、培養容器収容ケース７０のケース本体７４又は架台７３には、培養容器１０における排気流通管３４を支持するための支持柱部材７１も一体的に取り付け固定できるようになっている。
【００６３】
その上で、酸素濃度計測センサ８２の検出器８２ｂは、溶存酸素濃度計測装置８１に接続されている。溶存酸素濃度計測装置８１は、検出器８２ｂから供給される計測値を基に、容器本体内に貯留されている培養液１５の溶存酸素濃度を算出し、その算出値を培養装置１００の制御装置１１０に出力する。
【００６４】
制御装置１１０には、この溶存酸素濃度計測装置８１からの計測値をはじめとする、図示省略した、例えばｐＨ，溶存炭酸ガス濃度等といった各種計測装置の計測出力や、培養対象等に応じて予め入力装置により設定された培養時間等といった各種設定値が入力されている。制御装置１１０は、これら入力に基づいて、モータ２６，通気用ガス調節装置４１，気相用ガス調節装置４３，ガス調圧弁５２，冷却装置６０，電気ヒータ８４等といった装置各部の作動制御を行う。
【００６５】
本実施の形態に係る生体細胞の培養容器１０及び培養装置１００を用いた生体細胞の培養作業では、容器本体１１が折り畳まれた状態になっている培養容器１０を使用形態に展開するに当たって、ユーザは、まず、扉部７４ｂｄを開いて、培養容器１０を培養容器収容ケース７０に収容し、培養容器１０の支持枠部材１３を培養装置１００における培養容器収容ケース７０の係合部７５に係合させて、検出器８２ｂが設けられている培養容器収容ケース７０に対し、培養容器１０を位置決め保持する。
【００６６】
そして、液中通気用ガス供給管３１，気相用ガス供給管３２等を、通気用ガス調節装置４１，気相用ガス調節装置４３等に連通接続するとともに、培養液排出管３５を培養容器収容ケース７０から導出する。また、排気流通管３４には、冷却ブロック６１を取り付け、排気フィルタ５１は必要に応じてガス調圧弁５２に接続する。そして、冷却ブロック６１，排気フィルタ５１，ガス調圧弁５２を支持部材７２ａ〜７２ｃにより支持柱部材７１に支持して、排気流通管３４による排気ガスの流路の流れ方向が下方に向けて延びないようにし、排気流通管３４に液だまりを生じるような屈曲が生じないようにする。その際、これら液中通気用ガス供給管３１，気相用ガス供給管３２等をはじめとする培養容器１０の複数の屈曲可能な配管チューブ３０は、微生物の侵入や内部溶液の漏洩を防止するため、使用直前まで密封状態が維持されている。
【００６７】
ユーザは、磁性カップリング部材２５に、培養容器１０の容器本体内の磁性カップリング部材２１を、剛性天板１２を介在させて磁気的により連結するとともに、磁性カップリング部材２５にモータ２６の回転軸を連結する。この場合、モータ２６は、取付位置を自在に変更できる取付台座（図示省略）を介して架台７３に固定支持され、その重量及び回転駆動に伴う振動が培養容器１０に直接作用しないようになっている。これにより、培養容器１０は、モータ２６の重量及び駆動振動から解放されることになる。
【００６８】
ユーザは、培養容器１０の収容のために開けた扉部７４ｂｄを閉めて、培養容器収容ケース７０に培養容器１０を保持固定する。その後、通気用ガス調節装置４１又は気相用ガス調節装置４３から液中通気用ガス供給管３１又は気相用ガス供給管３２を介してガスを培養容器１０に注入することにより、折り畳まれた状態になっている培養容器１０を展開し、使用形態にすることができる。
【００６９】
その際、展開された培養容器１０は、培養容器１０の支持枠部材１３と培養容器収容ケース７０の係合部７５との係合により、計測用素子８２ａが貼付される容器本体１１の該当周壁部分が培養容器収容ケース７０の検出器８２ｂが配置された部分と対向し、密着させられる。これにより、培養中は、計測用素子８２ａの蛍光面や検出器８２ｂの光量子検出素子には、検出器８２ｂの発光素子からの励起光や計測用素子８２ａの蛍光面からの蛍光以外の、容器本体外部からの外光が入射しにくい構造にすることができる。
【００７０】
ユーザは、生体細胞の培養に当たって、培養容器１０への生体細胞や培養液の注入を、液体供給管３３を用いて行う。なお、その際、培養する生体細胞が足場依存性を有する場合には、増殖のための足場となるマイクロキャリアが培養液に混入されて使用される。これにより、足場依存性を有する生体の細胞は、マイクロキャリアに接触することにより培養面に付着して増殖することができる。
【００７１】
そして、ユーザの開始操作によって生体細胞の培養が開始されると、培養中は、通気用ガス調節装置４１，気相用ガス調節装置４３は、制御装置１１０によって、酸素分圧や炭酸ガス分圧、及び通気ガス量が制御され、培養容器１０の気相の溶存酸素濃度コントロール，培養液のｐＨのコントロールが行われる。また、ガス調圧弁５２，モータ２６，電気ヒータ８４， 冷却装置６０も、制御装置１１０によって作動制御され、培養容器１０の内圧，培養液の撹拌速度，培養液の加温，排気ガスの冷却のコントロールが行われる。
【００７２】
上述した各部のコントロールは、酸素濃度計測センサ８２をはじめ、図示省略したｐＨ，溶存炭酸ガス濃度等といった各種検出器の出力や、培養対象等に応じて予め設定された各種設定値を基に、制御装置１１０の記憶部に予め登録されている手順に従い行われる。
【００７３】
ここで、培養液における溶存酸素濃度の制御を例に説明すれば、モータ２６を制御して攪拌機構２０における撹拌翼２３の撹拌回転数を増減する方法、通気用ガス調節装置４１や気相用ガス調節装置４３を制御して液中通気用ガス供給管３１や気相用ガス供給管３２への酸素含有ガスの吹き込み量や酸素分圧を増減する方法、又はこれらの方法を併用する方法を、制御装置１１０が溶存酸素濃度計測装置８１から供給される計測値を基に実行することにより制御する。例えば、制御装置１１０が攪拌機構２０における撹拌翼２３の撹拌回転数を増減する方法では、攪拌機構２０における撹拌翼２３の撹拌回転数が増加すると、培養液１５の撹拌・混合が強化され、培養液１５に対する酸素溶解量が増加するとともに、培養液中の生体細胞の浮遊状況が改善される。
【００７４】
また、冷却装置６０の冷却ブロック６１による、排気流通管内を流通する排気ガスの露点温度を排気フィルタ５１のろ過面温度よりも低くする制御は、制御装置１１０が、検出入力される培養温度や環境温度等に基づいて、例えば冷却ブロック６１を流通する冷却水の温度や流量等を冷却装置６０に対して制御指示することにより行われる。
【００７５】
このように、本実施の形態に係る生体細胞の培養容器１０及び培養装置１００によれば、排気ガスの結露による排気フィルタ５１の閉塞を防止することができ、バイオリアクタとして長期間機能させることができる信頼性の高いシングルユース用の生体細胞の培養容器や培養装置を提供することができる。
【００７６】
次に、上述した生体細胞の培養容器１０及び培養装置１００に適用された、排気流通管３４に対して着脱自在に構成された冷却装置６０の冷却ブロック６１に係る変形例について、図面を基に説明する。
【００７７】
なお、その説明に当たって、図２及び図３に示した冷却ブロック６１と同一若しくは同様な構成については、同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００７８】
図５は、冷却ブロックを備えた排気ブロックユニットの一実施例の構成図である。
本実施例では、排気ブロックユニット１２０は、断熱材（保温材）で形成されたユニット保護ケース１２１に、図２及び図３に示した同様な冷却ブロック６１が一体的に固設された構成になっている。さらに、図示の排気ブロックユニット１２０の場合、排気流通管３４に加えて、排気フィルタ５１やその出口側の流通管５３も、一体的に収容保持できる構成になっている。そのため、ユニット保護ケース１２１は、排気流通管３４に対しての装着形態で、排気流通管３４及び出口側流通管５３が挿通し、排気フィルタ５１を収容保持できる。
【００７９】
ユニット保護ケース１２１は、冷却ブロック６１の一対のブロック構成部６１ａ，６１ｂに対応させた一対のケース構成部１２１ａ，１２１ｂを有し、各ケース構成部１２１ａ，１２１ｂの接合面には、排気流通管挿通部１２２ａ１，１２２ｂ１、ブロック構成部固定部１２２ａ２，１２２ｂ２、排気流通管挿通部１２２ａ３，１２２ｂ３、排気フィルタ収容部１２２ａ４，１２２ｂ４、出口側流通管挿通部１２２ａ５，１２２ｂ５が連設されてなる段付貫通溝１２２ａ，１２２ｂが形成されている。その上で、ブロック構成部固定部１２２ａ２，１２２ｂ２には、冷却ブロック６１のブロック構成部６１ａ，６１ｂが予め固設されている。両ケース構成部１２１ａ，１２１ｂは、例えばヒンジ１２３等の連結部材によって互いに連結され、互いの段付貫通溝１２２ａ，１２２ｂを合わせて、それぞれの接合面を開・閉（すなわち、離間・当接）できるようになっている。
【００８０】
さらに、ケース構成部１２１ａ，１２１ｂには、ブロック構成部６１ａ，６１ｂそれぞれの図３に示した流入口６５，流出口６６に連通した流入口１２４，流出口１２５が形成されている。ケース構成部１２１ａの流入口１２４は、図示せぬ冷却装置本体の冷却水供給口に連通される一方、ケース構成部１２１ａの流出口１２５はケース構成部１２１ｂの流入口１２４に屈曲性を有するチューブ１２６を介して連通接続され、ケース構成部１２１ｂの流出口１２５は図示せぬ冷却装置本体の冷却水回収口に連通されるようになっている。これにより、冷却ブロック６１のブロック構成部６１ａ，６１ｂの冷却流路６７（図３参照、図５においては図示省略。）を冷却水が流通し、各ブロック構成部６１ａ，６１ｂそれぞれの貫通溝６３の溝面（冷却面）が冷却されるようになっている。その際、ブロック構成部６１ａ，６１ｂの接合面以外の筐体面は、断熱材で形成されたユニット保護ケース１２１によって保護されているので、貫通溝６３の溝面（冷却面）は有効かつ効率的に冷却され、冷却ブロック６１の冷却効果をより一層向上させることができる。
【００８１】
加えて、排気フィルタ５１が収容保持される排気フィルタ収容部１２２ａ４，１２２ｂ４には電熱ヒータ１２７（１２７ａ，１２７ｂ）が設けてあり、環境温度の低下があっても、排気フィルタ５１のフィルタ面の温度が排気ガスの露点温度より低下することのないように、制御装置１１０によって制御される。その際、排気フィルタ収容部１２２ａ４，１２２ｂ４によって形成される排気フィルタ５１の収容空間の雰囲気温度としては、培養液の温度以上にすることが好ましい。なお、電熱ヒータ１２７には、排気フィルタ５１の許容温度を超えることのないように、図示せぬ独立した過熱防止機構が付設されている。
【００８２】
本実施例によれば、冷却ブロック６１と排気フィルタ５１を排気ブロックユニット１２０に着脱自在に、かつ一括して収容固定するため、使い勝手の向上がはかれる。また、排気フィルタ５１の温度を培養液１５の温度以上に保持できるため、排気フィルタ５１の閉塞を生じる危険度を一層低下することができ、培養の長期間維持と製品の安全性向上がはかれる。
【００８３】
図６は、冷却ブロックを備えた排気ブロックユニットの別の実施例の構成図である。
本実施例の排気ブロックユニット１２０は、冷却ブロック６１を冷却水の流通によらず、ペルチェ効果を利用したペルチェ素子１２８を使用して直接冷却するように構成し、排気フィルタ５１を収容する空間の加温にも、このペルチェ素子１２８の発熱面からの熱を利用できる。なお、説明に当たって、図５に示した排気ブロックユニット１２０と同一若しくは同様な構成については、同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００８４】
本実施例においても、排気ブロックユニット１２０は、断熱材（保温材）で形成されたユニット保護ケース１２１に、冷却ブロック６１が一体的に配設された構成になっている。なお、本実施例の冷却ブロック６１は、冷却水の流通に係わる流入口６５，流出口６６，冷却流路６７を備えている必要はなく、熱伝導率の大きな部材を使用して形成されていればよい。
【００８５】
そのため、ユニット保護ケース１２１は、冷却ブロック６１の一対のブロック構成部６１ａ，６１ｂに対応させた一対のケース構成部１２１ａ，１２１ｂを有し、各ケース構成部１２１ａ，１２１ｂの接合面には、排気流通管挿通部１２２ａ１，１２２ｂ１、冷却ブロック・排気フィルタ収容部１２２ａ６，１２２ｂ６、出口側流通管挿通部１２２ａ５，１２２ｂ５が連設されてなる段付貫通溝１２２ａ，１２２ｂが形成されている。
【００８６】
一対のブロック構成部６１ａ，６１ｂそれぞれの冷却ブロック・排気フィルタ収容部１２２ａ６，１２２ｂ６には、排気流通管挿通部１２２ａ１，１２２ｂ１の側に冷却ブロック６１のブロック構成部６１ａ，６１ｂが固設され、出口側流通管挿通部１２２ａ５，１２２ｂ５の側に排気フィルタ５１が収容されるようになっている。そして、図示の例では、ペルチェ素子１２８は、発熱面を冷却ブロック・排気フィルタ収容部１２２ａ６，１２２ｂ６により形成されるフィルタ収容空間１３０へ向けて、冷却面を冷却ブロック６１のブロック構成部６１ａ，６１ｂにおけるフィルタ側端面に当接させて、ブロック構成部６１ａ，６１ｂに固定されている。さらに、ペルチェ素子１２８の発熱面には、熱放散用の放熱部材１２９が貼付されており、フィルタ収容空間１３０の雰囲気への放熱を効率的に行えるようになっている。ペルチェ素子１２８は、図示せぬ駆動回路を介して、制御装置１１０により作動制御される。
【００８７】
本実施例においては、このフィルタ収容空間１３０に連通させて、ユニット保護ケース１２１のケース構成部１２１ａには、フィルタ収容空間１３０の雰囲気を外部環境の雰囲気と入れ替えるための排気ファン１３１及び換気通路１３２が設けられている。排気ファン１３１も、その作動が制御装置１１０によって制御される。
【００８８】
本実施例の排気ブロックユニット１２０では、ユニット保護ケース１２１の一対のケース構成部１２１ａ，１２１ｂの接合面同士を接合した、排気流通管３４に対しての装着形態で、ペルチェ素子１２８を作動することにより、冷却ブロック６１の一対のブロック構成部６１ａ，６１ｂをペルチェ効果により冷却することができ、排気流通管内を流通する排気ガスの露点温度を排気フィルタ５１のろ過面温度よりも低くすることができる。同時に、その際におけるペルチェ素子１２８の発熱面から発熱は、放熱部材１２９からフィルタ収容空間１３０に向けて放散されるので、排気フィルタ５１のフィルタ面の温度が排気ガスの露点温度より低下することがないように加温することができる。その際、フィルタ収容空間１３０の雰囲気が過熱する場合には、排気ファン１３１を稼働させて雰囲気を入れ替えることによって冷却し、フィルタ収容空間１３０の温度調節を行って、排気フィルタ５１のフィルタ面の過熱を防ぐことができる。
【００８９】
なお、図示のように、ブロック構成部６１ａ，６１ｂにおけるフィルタ側端面にペルチェ素子１２８を配置しただけでは、冷却ブロック６１の冷却能力に不足が生じる場合には、ブロック構成部６１ａ，６１ｂの接合面以外の他の面にも、ペルチェ素子１２８をその冷却面を当接させて配置することもできる。この場合、これらペルチェ素子１２８の発熱面は、フィルタ収容空間１３０に直接臨ませることはできないので、例えばケース構成部１２１ａ，１２１ｂに、フィルタ収容空間１３０に連通するエアダクトを設け、排気ファン１３１を稼働させて発熱面から発熱をフィルタ収容空間１３０に導き、排気フィルタ５１を加温する構成とすることもできる。
【００９０】
本実施例によれば、冷却ブロック６１と排気フィルタ５１を排気ブロックユニット１２０に着脱自在に、かつ一括して収容固定するため、使い勝手の向上がはかれる。さらに、冷却ブロック６１を冷却するための冷却水配管が不要となり、使い勝手の向上がはかれる。
【符号の説明】
【００９１】
１０  培養容器、  １１  容器本体、  １２  剛性天板、  １３  支持枠部材、
１５  培養液、  ２０  攪拌機構、  ２１  磁性カップリング部材、  ２２  軸部、
２３  撹拌翼、  ２５  磁性カップリング部材、  ２６  モータ、
３０  配管チューブ、  ３１  液中通気用ガス供給管、  ３２  気相用ガス供給管、
３３  液体供給管、  ３４  排気流通管、  ３５  培養液排出管、
４１  通気用ガス調節装置、  ４２  散気装置、  ４３  気相用ガス調節装置、
４４，４５  ガス用フィルタ、  ４６，４７，４８，４９  開閉弁、
５１  排気フィルタ、  ５２  ガス調圧弁、  ６０  冷却装置、
６１  冷却ブロック、  ６２  挿通孔、  ６３  貫通溝、  ６４  ヒンジ、
６５  流入口、  ６６  流出口、  ６７  冷却流路、  ６８  チューブ、
７０  培養容器収容ケース、  ７１  支持柱部材、  ７２  支持部材、  ７３  架台、
７４  ケース本体、  ７５  係合部、  ８１  溶存酸素濃度計測装置、
８２  酸素濃度計測センサ、  ８２ａ  計測用素子、  ８２ｂ  検出器、
８４  電気ヒータ、  １００  培養装置、  １１０  制御装置、
１２０  排気ブロックユニット、  １２１  ユニット保護ケース、
１２２  段付貫通溝、  １２３  ヒンジ、  １２４  流入口、  １２５  流出口、
１２６  チューブ、  １２７  電熱ヒータ、  １２８  ペルチェ素子、
１２９  放熱部材、  １３０  フィルタ収容空間、  １３１  排気ファン、
１３２  換気通路。
【図１】
0005751856.tif 000002
【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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