(57)【要約】【課題】可視光を照射しても温度上昇を防止することができ、可視光による影響を正確に確認することが可能な光照射炭酸ガス培養装置等を提供する。【解決手段】本発明の光照射炭酸ガス培養装置１は、（１）動物培養細胞の炭酸ガス培養が可能な炭酸ガス培養空間１０と、（２）炭酸ガス培養空間１０に照射可能であって可視光を含む光を発する光源１１と、（３）炭酸ガス培養空間１０の一部又は全部を覆う伝熱媒体ジャケット１２と、（４）伝熱媒体ジャケット１２と伝熱媒体温度制御手段１３と伝熱媒体循環手段１６とが配管部１８により連結されてなる伝熱媒体循環路１７とを有し、伝熱媒体循環路内には伝熱媒体が流れるものであり、炭酸ガス培養空間１０と伝熱媒体が内部に流れる伝熱媒体ジャケット１２との熱交換作用により炭酸ガス培養空間１０の温度を制御可能とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭酸ガス培養装置であって、（１）動物培養細胞の炭酸ガス培養が可能な炭酸ガス培養空間と、（２）炭酸ガス培養空間に照射可能であって可視光を含む光を発する光源と、（３）炭酸ガス培養空間の一部又は全部を覆う伝熱媒体ジャケットと、（４）伝熱媒体ジャケットと伝熱媒体温度制御手段と伝熱媒体循環手段とが配管部により連結されてなる伝熱媒体循環路とを有し、伝熱媒体循環路内には伝熱媒体が流れるものであり、炭酸ガス培養空間と伝熱媒体が内部に流れる伝熱媒体ジャケットとの熱交換作用により炭酸ガス培養空間の温度を制御可能とすることを特徴とする光照射炭酸ガス培養装置。
【請求項２】
光源及び炭酸ガス培養空間は、光を遮断する部材によって全面を覆われていることを特徴とする請求項１記載の光照射炭酸ガス培養装置。
【請求項３】
光を遮断する部材が、光源が発する可視光を含む光を乱反射する色調を有することを特徴とする請求項２記載の光照射炭酸ガス培養装置。
【請求項４】
光源として、複数の波長においてエネルギー極大値を有する分光分布を有する可視光を含む光を発する蛍光灯が用いられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の光照射炭酸ガス培養装置。
【請求項５】
光源は、照度を調節可能な蛍光灯が用いられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の光照射炭酸ガス培養装置。
【請求項６】
光源は、蛍光灯の表面には紫外線を吸収するフィルターによって覆われていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか記載の光照射炭酸ガス培養装置。
【請求項７】
光源の照度は、１０００ルクス〜６０００ルクスの範囲であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか記載の光照射炭酸ガス培養装置。
【請求項８】
伝熱媒体循環路は、その循環路内に伝熱媒体の温度を測定するための温度センサーが配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか記載の光照射炭酸ガス培養装置。
【請求項９】
炭酸ガス培養空間は、その空間内に炭酸ガス培養槽内の温度を測定するための温度センサーが配置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか記載の光照射炭酸ガス培養装置。
【請求項１０】
炭酸ガス培養空間には、動物培養細胞を有する培養容器を炭酸ガス培養可能な棚板を配置することができ、伝熱媒体ジャケットの位置は、前記棚板とは離れた位置であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか記載の光照射炭酸ガス培養装置。
【請求項１１】
動物培養細胞を有する培養容器を炭酸ガス培養可能な棚板は、その表面上に温度センサーが配置されていることを特徴とする請求項１０記載の光照射炭酸ガス培養装置。
【請求項１２】
炭酸ガス培養空間には、炭酸ガス培養空間の湿度を制御可能とする手段を配置することができ、伝熱媒体ジャケットの位置は、前記手段とは離れた位置であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか記載の光照射炭酸ガス培養装置。
【請求項１３】
炭酸ガス培養空間の湿度を制御可能とする手段は、炭酸ガス培養空間に設置可能である水が保持された加湿トレイであることを特徴とする請求項１２記載の光照射炭酸ガス培養装置。
【請求項１４】
加湿トレイは、光源が発する可視光を含む光の反射を抑制する色調を有することを特徴とする請求項１３記載の光照射炭酸ガス培養装置。
【請求項１５】
伝熱媒体温度制御手段は、伝熱媒体加熱手段と伝熱媒体冷却手段とを有することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか記載の光照射炭酸ガス培養装置。
【請求項１６】
伝熱媒体循環路が、伝熱媒体加熱手段を備えた伝熱媒体ジャケット、次いで伝熱媒体循環手段、次いで伝熱媒体冷却手段の順に配管部により連結されていることを特徴とする請求項１５記載の光照射炭酸ガス培養装置。
【請求項１７】
光源を使用して、炭酸ガス培養空間と伝熱媒体が内部に流れる伝熱媒体ジャケットとの熱交換作用により炭酸ガス培養空間の温度を制御可能とし、当該熱交換作用を連続的に行った場合には、動物培養細胞を３７℃で炭酸ガス培養可能することを特徴とする請求項１〜１６のいずれか記載の光照射炭酸ガス培養装置。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか光照射炭酸ガス培養装置を用いて、動物培養細胞に可視光を照射することを特徴とする光照射炭酸ガス培養試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭酸ガス培養空間に光を照射することが可能な光照射炭酸ガス培養装置、並びに、光照射炭酸ガス培養試験方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
可視光に反応する触媒の開発に伴い、可視光によって活性化された触媒の生体、特に細胞への影響評価が重要となってきている。この生体、特に細胞への影響として、例えば、可視光細胞毒性発現性、可視光照射染色体異常誘発性等がある。
そして、このような、生体、特に細胞への影響を評価する方法として、動物培養細胞等に触媒を接触させ、光を照射して行うことが考えられる。
【０００３】
一方で、動物培養細胞等を炭酸ガス培養することができる炭酸ガス培養装置は、従来より市販されており、このような炭酸ガス培養装置は、例えば、特許文献１、特許文献２等に記載されている。
【特許文献１】特開２００５−６５１９号公報
【特許文献２】特許第２８９３０８６号
【発明の開示】
【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、特許文献２等に記載されている従来の炭酸ガス培養装置では、上記のような試験を行うことができなかった。
即ち、炭酸ガス培養装置の動物培養細胞等が収容される炭酸ガス培養空間では、光の波長や強度等の条件を同一条件とすることが必要であり、外部の光の影響を低減させるため、試験中は外部からの光を遮断する必要があり、遮光性の壁等で覆う必要がある。
通常の炭酸ガス培養装置では、可視光を発する光源は発熱するため、この熱によって炭酸ガス培養空間の温度が上昇してしまうが、外部からの光を遮断する関係上、炭酸ガス培養空間は壁等で覆われた空間となるので、特に温度上昇しやすい。そして、このような試験では、炭酸ガス培養空間の温度条件を一定にしなければ、正確な試験ができない。
【０００５】
ところで、紫外線を動物培養細胞等に照射する試験は従来から行われているが、このような試験は、紫外線が動物培養細胞等に与える影響が大きいために、可視光の試験に比べて照射時間が短く、また、試験を行う紫外線を発する光源は、可視光を発する光源に比べて発熱量が小さいので、閉鎖系でも試験を行うことができる。そのため、紫外線を照射する装置を用いて、上記した可視光の試験装置に適用することができない。
【０００６】
そこで本発明は、可視光を照射しても温度上昇を防止することができ、可視光による影響を正確に確認することが可能な光照射炭酸ガス培養装置、並びに、光照射炭酸ガス培養試験方法を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そして、上記した目的を達成するための請求項１記載の発明は、炭酸ガス培養装置であって、（１）動物培養細胞の炭酸ガス培養が可能な炭酸ガス培養空間と、（２）炭酸ガス培養空間に照射可能であって可視光を含む光を発する光源と、（３）炭酸ガス培養空間の一部又は全部を覆う伝熱媒体ジャケットと、（４）伝熱媒体ジャケットと伝熱媒体温度制御手段と伝熱媒体循環手段とが配管部により連結されてなる伝熱媒体循環路とを有し、伝熱媒体循環路内には伝熱媒体が流れるものであり、炭酸ガス培養空間と伝熱媒体が内部に流れる伝熱媒体ジャケットとの熱交換作用により炭酸ガス培養空間の温度を制御可能とすることを特徴とする光照射炭酸ガス培養装置である。
【０００８】
請求項１に記載される発明によれば、動物培養細胞の炭酸ガス培養が可能な炭酸ガス培養空間と、炭酸ガス培養空間に照射可能であって可視光を含む光を発する光源とを有し、炭酸ガス培養空間に炭酸ガス培養される動物培養細胞に可視光を照射することができる。また、炭酸ガス培養空間の一部又は全部を覆う伝熱媒体ジャケットと、伝熱媒体ジャケットと伝熱媒体温度制御手段と伝熱媒体循環機とが配管部により連結されてなる伝熱媒体循環路とを有し、伝熱媒体循環路内には伝熱媒体が流れるものであり、炭酸ガス培養空間と伝熱媒体が内部に流れる伝熱媒体ジャケットとの熱交換作用により、伝熱媒体が光源の熱を奪って炭酸ガス培養空間外に排出することができるので、光源の熱による炭酸ガス培養空間の温度上昇を防止することで、炭酸ガス培養空間の温度を制御可能とする。
本発明において「伝熱媒体」とは、熱交換において伝熱の目的で又は装置の操作温度を維持する目的で、熱エネルギー運搬用に（即ち、熱エネルギーを供給又は除去するために）使用される流体をいう。
【０００９】
請求項２に記載される発明では、光源及び炭酸ガス培養空間は、光を遮断する部材によって全面を覆われていることを特徴とする請求項１記載の光照射炭酸ガス培養装置である。
【００１０】
請求項２に記載される発明によれば、光源及び炭酸ガス培養空間は、光を遮断する部材によって全面を覆われているので、炭酸ガス培養空間で炭酸ガス培養される動物培養細胞に対し、外部からの光による影響を防止し、光源の光だけを照射することができる。
【００１１】
請求項３に記載される発明では、光を遮断する部材が、光源が発する可視光を含む光を乱反射する色調を有することを特徴とする請求項２記載の光照射炭酸ガス培養装置である。
【００１２】
請求項３に記載される発明によれば、光を遮断する部材が、光源が発する可視光を含む光を乱反射する色調を有しているので、前記可視光を均一に分散照射することができる。
【００１３】
請求項４に記載される発明では、光源として、複数の波長においてエネルギー極大値を有する分光分布を有する可視光を含む光を発する蛍光灯が用いられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の光照射炭酸ガス培養装置である。
【００１４】
請求項４に記載される発明によれば、光源は、複数の波長においてエネルギー極大値を有する分光分布を有する可視光を含む光を発する蛍光灯が用いられているので、前記可視光による影響を確認することができる。
【００１５】
請求項５に記載される発明では、光源は、照度を調節可能な蛍光灯が用いられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載の光照射炭酸ガス培養装置である。
【００１６】
請求項５に記載される発明によれば、光源は照度を調節可能な蛍光灯が用いられているので、試験条件を変えて試験することができる。
【００１７】
請求項６に記載される発明では、光源は、蛍光灯の表面には紫外線を吸収するフィルターによって覆われていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか記載の光照射炭酸ガス培養装置である。
【００１８】
請求項６に記載される発明によれば、光源は、蛍光灯の表面には紫外線を吸収するフィルターによって覆われているので、動物培養細胞に対して紫外線の影響がなく、正確な試験を行うことができる。
【００１９】
光源の照度（ここで「光源の照度」とは、正確には、動物培養細胞を有する培養容器を炭酸ガス培養可能な棚板において測定される照度を示すものである。）を１０００ルクス〜６０００ルクスの範囲にすることができる（請求項７）。
【００２０】
請求項８に記載される発明では、伝熱媒体循環路は、その循環路内に伝熱媒体の温度を測定するための温度センサーが配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか記載の光照射炭酸ガス培養装置である。
【００２１】
請求項８に記載される発明によれば、伝熱媒体循環路は、その循環路内に伝熱媒体の温度を測定するための温度センサーが配置されているので、循環路内を流れる伝熱媒体の温度がより確実に確認することが可能となる。さらに、例えば、当該温度センサーからの電気信号に応じて伝熱媒体温度制御手段が有する伝熱媒体加熱手段と伝熱媒体冷却手段とにより、伝熱媒体の温度を制御可能とする。
【００２２】
請求項９に記載される発明では、炭酸ガス培養空間は、その空間内に炭酸ガス培養槽内の温度を測定するための温度センサーが配置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか記載の光照射炭酸ガス培養装置である。
【００２３】
請求項９に記載される発明によれば、炭酸ガス培養空間は、その空間内に炭酸ガス培養槽内の温度を測定するための温度センサーが配置されているので、炭酸ガス培養空間の温度がより確実に確認することが可能となる。さらに、例えば、当該温度センサーからの電気信号に応じて伝熱媒体温度制御手段が有する伝熱媒体加熱手段と伝熱媒体冷却手段とにより、炭酸ガス培養空間の温度を制御可能とする。
【００２４】
請求項１０に記載される発明では、炭酸ガス培養空間には、動物培養細胞を有する培養容器を炭酸ガス培養可能な棚板を配置することができ、伝熱媒体ジャケットの位置は、前記棚板とは離れた位置であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか記載の光照射炭酸ガス培養装置である。
【００２５】
請求項１０に記載される発明によれば、炭酸ガス培養空間には、動物培養細胞を有する培養容器を炭酸ガス培養可能な棚板を配置することができ、伝熱媒体ジャケットの位置は、前記棚板とは離れた位置であるので、当該棚板の配置の位置を垂直方向に移動させることによって、棚板の表面上で光源からの照度を調整することができる。
【００２６】
請求項１１に記載される発明では、動物培養細胞を有する培養容器を炭酸ガス培養可能な棚板は、その表面上に温度センサーが配置されていることを特徴とする請求項１０記載の光照射炭酸ガス培養装置である。
【００２７】
請求項１１に記載される発明によれば、動物培養細胞を有する培養容器を炭酸ガス培養可能な棚板は、その表面上に温度センサーが配置されているので、当該棚板の表面上の温度がより確実に確認することが可能となる。さらに、例えば、当該温度センサーからの電気信号に応じて伝熱媒体温度制御手段が有する伝熱媒体加熱手段と伝熱媒体冷却手段とにより、前記棚板の表面上の温度を制御可能とする。これにより、前記棚板の表面上に置かれた培養容器の内での動物培養細胞の炭酸ガス培養の温度を、より精密に制御することができる。
【００２８】
請求項１２に記載される発明では、炭酸ガス培養空間には、炭酸ガス培養空間の湿度を制御可能とする手段を配置することができ、伝熱媒体ジャケットの位置は、前記手段とは離れた位置であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか記載の光照射炭酸ガス培養装置である。
【００２９】
請求項１２に記載される発明によれば、炭酸ガス培養空間の湿度を制御可能とする手段を配置するので、動物培養細胞及びその炭酸ガス培養環境等の乾燥を防止し、動物培養細胞の良好な炭酸ガス培養を行うことができる。
【００３０】
請求項１３に記載される発明では、炭酸ガス培養空間の湿度を制御可能とする手段は、炭酸ガス培養空間に設置可能である水が保持された加湿トレイであることを特徴とする請求項１２記載の光照射炭酸ガス培養装置である。
【００３１】
請求項１３に記載される発明によれば、炭酸ガス培養空間の湿度を制御可能とする手段は、炭酸ガス培養空間に設置可能である水が保持された加湿トレイであるので、簡便に炭酸ガス培養空間を一定の飽和湿度状態に維持し、その結果、動物培養細胞及びその炭酸ガス培養環境等の乾燥を防止し、動物培養細胞の良好な炭酸ガス培養を行うことができる。
【００３２】
請求項１４に記載される発明では、加湿トレイは、光源が発する可視光を含む光の反射を抑制する色調を有することを特徴とする請求項１３記載の光照射炭酸ガス培養装置である。
【００３３】
請求項１４に記載される発明によれば、加湿トレイは、光源が発する可視光を含む光の反射を抑制する色調を有するので、加湿トレイにより生じる光の反射が原因となる炭酸ガス培養空間内での光源からの照度のバラツキ等を防止し、良好な炭酸ガス培養空間を提供することができる。
【００３４】
請求項１５に記載される発明では、伝熱媒体温度制御手段は、伝熱媒体加熱手段と伝熱媒体冷却手段とを有することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか記載の光照射炭酸ガス培養装置である。
【００３５】
請求項１５に記載される発明によれば、伝熱媒体温度制御手段は、伝熱媒体加熱手段と伝熱媒体冷却手段とを有するので、例えば、光源を連続的に使用して炭酸ガス培養を行った場合には、炭酸ガス培養空間と伝熱媒体冷却手段によって冷却された伝熱媒体が内部に流れる伝熱媒体ジャケットとの熱交換作用により、光源の熱を奪いながら、温度が上昇した伝熱媒体を動物培養細胞の炭酸ガス培養に適する水準の温度まで伝熱媒体加熱手段によって加熱することで、伝熱媒体の温度を適正値に微調整することができるので、結果として炭酸ガス培養空間の温度を制御可能とする。
【００３６】
請求項１６に記載される発明では、伝熱媒体循環路が、伝熱媒体加熱手段を備えた伝熱媒体ジャケット、次いで伝熱媒体循環手段、次いで伝熱媒体冷却手段の順に配管部により連結されていることを特徴とする請求項１５記載の光照射炭酸ガス培養装置である。
【００３７】
請求項１６に記載される発明によれば、伝熱媒体循環路が、伝熱媒体加熱手段を備えた伝熱媒体ジャケット、次いで伝熱媒体循環手段、次いで伝熱媒体冷却手段の順に配管部により連結されているので、例えば、光源を連続的に使用して炭酸ガス培養を行った場合には、まず、伝熱媒体加熱手段を備えた伝熱媒体ジャケットから伝熱媒体循環路中の配管部を通って伝熱媒体循環手段に導かれる。次いで、当該伝熱媒体循環手段により、伝熱媒体に対して伝熱媒体循環路を循環可能とする流速が与えられ、伝熱媒体循環手段から伝熱媒体循環路中の配管部を通って伝熱媒体冷却手段に導かれる。次いで、当該伝熱媒体冷却手段により、伝熱媒体が一定水準の温度まで一旦降下させられる。伝熱媒体冷却手段によって冷却された伝熱媒体は、伝熱媒体冷却手段から伝熱媒体循環路中の配管部を通って伝熱媒体加熱手段を備えた伝熱媒体ジャケットに再び導かれる。このとき、炭酸ガス培養空間と伝熱媒体冷却手段によって冷却された伝熱媒体が内部に流れる伝熱媒体ジャケットとの熱交換作用により、光源の熱を奪うことで当該伝熱媒体の温度が上昇する。このようにして温度が上昇した伝熱媒体を動物培養細胞の炭酸ガス培養に適する水準の温度まで伝熱媒体加熱手段によって加熱することで、伝熱媒体の温度を適正値に微調整することができるので、結果として炭酸ガス培養空間の温度を制御可能とする。尚、このような伝熱媒体の温度制御は、実際には、前記伝熱媒体冷却手段による冷却効果と、前記熱交換作用による効果と、前記伝熱媒体加熱手段による加熱効果とが同時に発生することで均衡状態を維持するために、上記の如く時系列的になされるようなものではなく、これは簡易的な説明のためのものである。
【００３８】
請求項１７に記載される発明では、光源を使用して、炭酸ガス培養空間と伝熱媒体が内部に流れる伝熱媒体ジャケットとの熱交換作用により炭酸ガス培養空間の温度を制御可能とし、当該熱交換作用を連続的に行った場合には、動物培養細胞を３７℃で炭酸ガス培養可能することを特徴とする請求項１〜１６のいずれか記載の光照射炭酸ガス培養装置である。
【００３９】
請求項１７に記載される発明によれば、光源を使用して、炭酸ガス培養空間と伝熱媒体が内部に流れる伝熱媒体ジャケットとの熱交換作用により炭酸ガス培養空間の温度を制御可能とし、当該熱交換作用を連続的に行った場合には、動物培養細胞を３７℃で炭酸ガス培養可能するので、動物培養細胞の炭酸ガス培養を行える温度とすることができる。
【００４０】
また、請求項１〜１７のいずれか光照射炭酸ガス培養装置を用いて、動物培養細胞に可視光を照射して光照射炭酸ガス培養試験を行うことができる（請求項１８）。
【発明の効果】
【００４１】
本発明の光照射炭酸ガス培養装置によれば、可視光を照射しても炭酸ガス培養空間の温度上昇を防止することができ、可視光による影響を正確に確認することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下さらに本発明の具体的実施例について説明する。
本発明の第１の実施形態における光照射炭酸ガス培養装置は、光源を備えて、且つ、ウォータージャケット加温冷却方式が採用された炭酸ガス培養装置であり、送風手段及び加湿手段を有し、且つ、マイクロプロセッサーによる高精度の温度、炭酸ガス濃度、酸素濃度等の（自動）制御により、一様で安定した動物培養細胞等の培養環境を提供可能とするものである。光源は、炭酸ガス培養空間の天井部に設置し、光照射炭酸ガス培養装置の上部に備えられた据え置き型の光照射制御ユニット（光照射ON-OFFスイッチ、グローランプ、電源部及び漏電遮断器を含む）で制御されている。運転のための全ての操作は、前面にある操作パネルから行うことができ、当該操作パネルのパネル表示部には温度、炭酸ガス濃度及び酸素濃度の各測定値と各設定値のほか、装置の異常（温度、炭酸ガス濃度及び酸素濃度の各測定値と各設定値とのズレ、各種センサ又はガス分析計等の異常）を知らせる警報も表示させる。
このような光照射炭酸ガス培養装置は、市販の炭酸ガス培養装置に本発明の各構成要件を満たすように改良を加えることで製造してもよい。
図１は、本発明の第１の実施形態における光照射炭酸ガス培養装置の斜視図（前面扉部非開放時の状態）である。図２は、図１に示す光照射炭酸ガス培養装置の斜視図（前面扉部開放時の状態）である。図３は、図１に示す光照射炭酸ガス培養装置の透視図である。図４は、図１に示す光照射炭酸ガス培養装置の光源に係る電気系を示す配線図である。図５は、図１に示す光照射炭酸ガス培養装置の内部に配置される棚板の上面図である。図６は、棚板及び加湿トレイの取り付け部を示す斜視図である。図７は、伝熱媒体の流れを示した説明のための模式図である。
【００４３】
本発明の第１の実施形態における光照射炭酸ガス培養装置１は、図１、図２、図３に示されるように、箱状の装置であり、内部に炭酸ガス培養空間１０が設けられている。そして、この炭酸ガス培養空間１０内に、動物培養細胞を有する培養容器を入れて炭酸ガス培養することができるものである。
また、図１に示されるように、光照射炭酸ガス培養装置１は、上部に光照射制御ユニット６（光照射ON-OFFスイッチ、グローランプ、電源部及び漏電遮断器を含む）及び温度表示計７（動物培養細胞を有する培養容器を炭酸ガス培養可能な棚板の表面上に配置されている温度センサーにより測定された光照射面温度を表示する温度表示計）を備えている。
【００４４】
図１、図２に示されるように、前面扉部２０は観音開きとなるように、炭酸ガス培養空間１０に対して開閉することができる。また、前面扉部２０の外側には、取っ手２１が設けられており、取っ手２１を握って前面扉部２０を開閉することができる。
【００４５】
光照射炭酸ガス培養装置１の内部の構造は、図３、図４、図５、図６及び図７に示されている。
図３に示すように、光照射炭酸ガス培養装置１は炭酸ガス培養空間１０の前面扉部を除く全部を覆う伝熱媒体ジャケットを有している。そして、炭酸ガス培養空間１０及び光源１１は、前面扉部２０、背面板６７、天井面板６８、底面板６９及び側面板７０によって全面が囲まれている。また、これらの部材は、ステンレス等の可視光を透過させない、光を遮断する材質のものが用いられている。このような光を遮断する部材は、例えば、白色等の光源が発する可視光を含む光を乱反射する色調を有することが好ましい。
【００４６】
炭酸ガス培養空間１０の天井部には、図３に示すように、炭酸ガス培養空間に照射可能であって可視光を含む光を発する光源１１が設置されている。光源として、例えば、複数の波長においてエネルギー極大値を有する分光分布を有する可視光を含む光を発する蛍光灯が用いられる。勿論、光源は、照度を調節可能な蛍光灯が用いられてもよい。光照射炭酸ガス培養装置１では、１０Ｗ（AC100V, 60Hz）の通常市販されている白色蛍光灯が等間隔に８本並べて設置されている。また、棒状である光源１１の向きは、夫々の白色蛍光灯の両端が手前と奥とになるように、８本の白色蛍光灯が左右方向に並んでいる。そして、光照射炭酸ガス培養装置１に使用される光源１１は全て同じものが用いられている。
【００４７】
光源１１は、可視光を含む光を有する光を発することができるものである。特に、本実施形態における光源１１が発する可視光の波長は、４００ｎｍ〜８００ｎｍである。
【００４８】
そして、光源１１が発する照度は、炭酸ガス培養空間１０の底部に配置される動物培養細胞を有する培養容器を炭酸ガス培養可能な棚板６５の表面上で１０００ルクス以上である。また、光源１１の照度（ここで「光源１１の照度」とは、正確には、動物培養細胞を有する培養容器を炭酸ガス培養可能な棚板において測定される照度を示すものである。）は、１５０ルクス以上であり、より好ましくは５００ルクスから１００００ルクス間での範囲であり、特に好ましくは１０００ルクスから６０００ルクスまでの範囲である。この照度の調整は、可能であっても良く、当該調整は図４に示される調整手段によって行うことができる。また、前記棚板６５の配置の位置を垂直方向に移動させることによっても可能である。さらに、このような調整手段にタイマー機能を付加することによって光源１１の稼働時間の調整も行うことができる。
【００４９】
光源１１は、例えば、複数の波長においてエネルギー極大値を有する分光分布を有する可視光を含む光を有する蛍光灯であり、具体的には家庭用一般の白色蛍光灯であり、その表面は紫外線を吸収して可視光を通過させることができるフィルターによって覆われている。そのため、光源１１から発して炭酸ガス培養空間１０へ照射される光（即ち、青色領域（４００ｎｍ付近）、緑色領域（５５０ｎｍ付近）及び桃色領域（６５０ｎｍ付近）においてエネルギー極大値を有する可視光を含む光）には紫外線がほとんど含まれない。そのため、光照射炭酸ガス培養装置１を用いて光照射炭酸ガス培養試験を行う際に、紫外線の影響を低減させることができる。
【００５０】
また炭酸ガス培養空間１０の底部には、動物培養細胞を有する培養容器を炭酸ガス培養可能な棚板６５が配置されている。当該棚板の位置は、伝熱媒体ジャケット１２とは離れた位置である。
図６に示されるように、光照射炭酸ガス培養装置１の炭酸ガス培養空間１０の側面板７０には、ガイドレール３１が設けられている。ガイドレール３１は、断面がコの字状であって前後方向に延びるように設けられている。またガイドレール３１は、一定間隔毎に一対ものが設けられ、開放側が互いに内側となるように配置されている。そして、一対のガイドレール３１は、互いに平行となるように横方向に並んだ状態で配置している。
【００５１】
光照射炭酸ガス培養装置１に用いられる、動物培養細胞を有する培養容器を炭酸ガス培養可能な棚板６５は、ステンレス製の水平板状のものであって、表面上に動物培養細胞を有する培養容器９が配置できるものである。従って、当該棚板６５の表面上に配置された培養容器９が有する動物培養細胞に光源１１の光を照射することができる。
また、前記棚板６５の両側端部３２をガイドレール３１の内部３１ｂに進入させることにより、ガイドレール３１の下板部３１ａの上に両側端部３２が載った状態となり、当該棚板６５を希望の位置（即ち、照度を調整するために、前記棚板６５の配置を垂直方向に移動させる位置）で炭酸ガス培養空間１０に配置することができる。
【００５２】
さらに光照射炭酸ガス培養装置１に用いられる、動物培養細胞を有する培養容器９を炭酸ガス培養可能な棚板６５は、図５に示されるように、その表面上に温度センサー６６が配置されている。例えば、当該温度センサー６６からの電気信号に応じて伝熱媒体温度制御手段が有する伝熱媒体加熱手段１５と伝熱媒体冷却手段１４とにより、前記棚板の表面上の温度を制御可能とする。これにより、前記棚板の表面上に置かれた培養容器の内での動物培養細胞の炭酸ガス培養の温度を、より精密に制御することができる。
【００５３】
炭酸ガス培養空間１０には、炭酸ガス培養空間の湿度を制御可能とする手段を配置されている。当該手段の位置は、伝熱媒体ジャケット１２とは離れた位置である。
図６に示されるように、光照射炭酸ガス培養装置１の炭酸ガス培養空間１０の側面板には、ガイドレール３１が設けられている。ガイドレール３１は、断面がコの字状であって前後方向に延びるように設けられている。またガイドレール３１は、一定間隔毎に一対ものが設けられ、開放側が互いに内側となるように配置されている。そして、一対のガイドレール３１は、互いに平行となるように横方向に並んだ状態で配置している。
【００５４】
光照射炭酸ガス培養装置１に用いられる、炭酸ガス培養空間の湿度を制御可能とする手段が、例えば、炭酸ガス培養空間に設置可能である水が保持された加湿トレイ６１である場合には、数リットル程度の水が保持可能であるステンレス製の所謂バット状のものである。従って、当該加湿トレイ６１に保持された水の水面上からの自然蒸発方式により、炭酸ガス培養空間の湿度を９５％ＲＨ以上、好ましくは１００％ＲＨとすることができる。尚、加湿トレイ６１は、例えば、黒色等の光源が発する可視光を含む光の反射を抑制する色調を有することが好ましい。
また、前記加湿トレイ６１の両側端部３２をガイドレール３１の内部３１ｂに進入させることにより、ガイドレール３１の下板部３１ａの上に両側端部３２が載った状態となり、当該加湿トレイ６１を希望の位置（即ち、湿度を調整するために、前記加湿トレイ６５の配置を垂直方向に移動させる位置）で炭酸ガス培養空間１０に配置することができる。
【００５５】
炭酸ガス培養空間の湿度を制御可能とする他の簡便な手段としては、炭酸ガス培養空間１０に導入される供給ガスのバブリング等の強制加湿方式による方法等を挙げることができる。簡単方法としては、例えば、炭酸ガス培養空間１０への供給ガスの導入用チューブ６２の先端を上記の加湿トレイ６１に保持された水の中に入れる方法等が挙げられる。
【００５６】
光照射炭酸ガス培養装置１は、伝熱媒体ジャケット１２と伝熱媒体温度制御手段１３と伝熱媒体循環手段１４とが連結されてなる伝熱媒体循環路１７とを有する。当該伝熱媒体循環路内には、伝熱媒体が流れるものであり、炭酸ガス培養空間１０と伝熱媒体が内部に流れる伝熱媒体ジャケット１２との熱交換作用により炭酸ガス培養空間１０の温度を制御可能とする。この伝熱媒体には、通常、純水、蒸留水が好ましく用いられる。
本実施形態では、伝熱媒体循環路１７が、伝熱媒体加熱手段１５（具体的には、伝熱媒体加熱機１５ａ）を備えた伝熱媒体ジャケット１２、次いで伝熱媒体循環手段１６（具体的には、伝熱媒体循環ポンプ１６ａ）、次いで伝熱媒体冷却手段１４（具体的には、伝熱媒体冷却機１４ａ）の順に配管部１８により連結されている。伝熱媒体の流れは、図７に示される流れであり、例えば、光源１１を連続的に使用して炭酸ガス培養を行った場合には、まず、伝熱媒体加熱手段１５（具体的には、伝熱媒体加熱機１５ａ）を備えた伝熱媒体ジャケット１２から伝熱媒体循環路中の配管部１８を通って伝熱媒体循環手段１６（具体的には、伝熱媒体循環ポンプ１６ａ）に導かれる。次いで、当該伝熱媒体循環手段１６（具体的には、伝熱媒体循環ポンプ１６ａ）により、伝熱媒体に対して伝熱媒体循環路１７を循環可能とする流速が与えられ、伝熱媒体循環手段１６（具体的には、伝熱媒体循環ポンプ１６ａ）から伝熱媒体循環路中の配管部１８を通って伝熱媒体冷却手段１４に導かれる。次いで、当該伝熱媒体冷却手段１４（具体的には、伝熱媒体冷却機１４ａ）により、伝熱媒体が一定水準の温度まで一旦降下させられる。伝熱媒体冷却手段１４（具体的には、伝熱媒体冷却機１４ａ）によって冷却された伝熱媒体は、伝熱媒体冷却手段１４（具体的には、伝熱媒体冷却機１４ａ）から伝熱媒体循環路中の配管部１８を通って伝熱媒体加熱手段１５（具体的には、伝熱媒体加熱機１５ａ）を備えた伝熱媒体ジャケット１２に再び導かれる。このとき、炭酸ガス培養空間１０と伝熱媒体冷却手段１４（具体的には、伝熱媒体冷却機１４ａ）によって冷却された伝熱媒体が内部に流れる伝熱媒体ジャケット１２との熱交換作用により、光源の熱を奪うことで当該伝熱媒体の温度が上昇する。このようにして温度が上昇した伝熱媒体を動物培養細胞の炭酸ガス培養に適する水準の温度まで伝熱媒体加熱手段１５（具体的には、伝熱媒体加熱機１５ａ）によって加熱することで、伝熱媒体の温度を適正値に微調整することができるので、結果として炭酸ガス培養空間１０の温度を制御可能とする。尚、このような伝熱媒体の温度制御は、実際には、前記伝熱媒体冷却手段１４（具体的には、伝熱媒体冷却機１４ａ）による冷却効果と、前記熱交換作用による効果と、前記伝熱媒体加熱手段１５（具体的には、伝熱媒体加熱機１５ａ）による加熱効果とが同時に発生することで均衡状態を維持するために、上記の如く時系列的になされるようなものではなく、これは簡易的な説明のためのものである。
伝熱媒体循環路１７には、その循環路内に伝熱媒体の温度を測定するための温度センサー７１が配置されている。伝熱媒体循環路１７には、その循環路内に伝熱媒体の温度を測定するための温度センサー７１が配置されているので、伝熱媒体循環路内を流れる伝熱媒体の温度がより確実に確認することが可能となる。さらに、例えば、当該温度センサー７１からの電気信号に応じて伝熱媒体温度制御手段１３が有する伝熱媒体加熱手段１５（具体的には、伝熱媒体加熱機１５ａ）と伝熱媒体冷却手段１４（具体的には、伝熱媒体冷却機１４ａ）とにより、伝熱媒体の温度を制御可能とする。
炭酸ガス培養空間１０には、その空間内に炭酸ガス培養槽内の温度を測定するための温度センサー７３が配置されている。炭酸ガス培養空間１０には、その空間内に炭酸ガス培養槽内の温度を測定するための温度センサー７３が配置されているので、炭酸ガス培養空間の温度がより確実に確認することが可能となる。さらに、例えば、当該温度センサー７３からの電気信号に応じて伝熱媒体温度制御手段１３が有する伝熱媒体加熱手段１５（具体的には、伝熱媒体加熱機１５ａ）と伝熱媒体冷却手段１４（具体的には、伝熱媒体冷却機１４ａ）とにより、炭酸ガス培養空間１０の温度を制御可能とする。
光源１１を使用して、炭酸ガス培養空間１０と伝熱媒体が内部に流れる伝熱媒体ジャケット１２との熱交換作用により炭酸ガス培養空間１０の温度を制御可能とし、当該熱交換作用を連続的に行った場合には、動物培養細胞を３７℃で炭酸ガス培養可能する。光源１１を使用して、炭酸ガス培養空間１０と伝熱媒体が内部に流れる伝熱媒体ジャケット１２との熱交換作用により炭酸ガス培養空間１０の温度を制御可能とし、当該熱交換作用を連続的に行った場合には、動物培養細胞を３７℃で炭酸ガス培養可能するので、動物培養細胞の炭酸ガス培養を行える温度とすることができる。
【００５７】
上記の光照射炭酸ガス培養装置１を用いて、光照射炭酸ガス培養試験を行う方法について説明する。
まず、光照射炭酸ガス培養試験を行うための動物培養細胞を準備する。この動物培養細胞は、特に限定されるものでなく、マウス、ラット、モルモット及びウサギ等の哺乳類並びに爬虫類及び昆虫類等の動物培養細胞を用いることができる。そして、動物培養細胞に薬剤を接触させる。尚、この薬剤の接触は任意であり、薬剤を接触させないで試験することもできる。
【００５８】
そして、上記の動物培養細胞を有する培養容器９を、前面扉部２０を開けて棚板６５上の動物培養細胞収容空間に入れ、光照射炭酸ガス培養装置１の炭酸ガス培養空間１０に配置する。動物培養細胞を有する培養容器９の配置の後、前面扉部２０を閉める。
【００５９】
光照射炭酸ガス培養装置１における温度制御は、上述の如く、図７に示すような仕組みで行なわれるが、例えば、次のように操作すればよい。
まず、伝熱媒体冷却手段１４（具体的には、伝熱媒体冷却機１４ａ）を稼動された後、光源１１（即ち、蛍光灯）を点灯することなく無灯状態下において低めに設定された設定温度で、伝熱媒体加熱手段１５（具体的には、伝熱媒体加熱機１５ａ）によって炭酸ガス培養空間１０の温度を安定させる。当該温度が安定した後、光源１１（即ち、蛍光灯）を点灯させる。ここで炭酸ガス培養空間１０の温度が安定していれば、光源１１（即ち、蛍光灯）を点灯させた状態で、設定温度を変更しても何ら問題ないが、炭酸ガス培養空間１０の温度が安定する前に光源１１（即ち、蛍光灯）を点灯させると、予想以上に当該温度が上昇してしまう場合があるので、避けることが好ましい。また試験条件や光照射炭酸ガス培養装置の周辺温度が変化すると、炭酸ガス培養空間１０の温度上昇率も変わる場合があるので、できるだけ一定条件下の環境において光照射炭酸ガス培養装置１を稼動させることが好ましい。
次いで、設定温度を若干変更することで、伝熱媒体加熱手段１５（具体的には、伝熱媒体加熱機１５ａ）によって伝熱媒体の温度を適正値に微調整することができるので、結果として炭酸ガス培養空間１０の温度を希望温度に制御可能となる。
尚、本実施形態の光照射炭酸ガス培養装置１で炭酸ガス培養空間１０の温度を測定したところ、３７℃であり、動物培養細胞炭酸ガス培養温度の適温である３７℃である。また、動物培養細胞を光源の照度として１０００ルクスで且つ上記条件下で２４時間連続で炭酸ガス培養し、炭酸ガス培養後の動物培養細胞を照射無しのものと動物培養細胞を検査して比較したところ、一般性状等について顕著な差は認められなかった。
【００６０】
また、動物培養細胞に行う薬剤の接触を、試験開始時又は試験途中に行う等により、単回又は複数回行うことができる。
例えば、光源の照度として１０００ルクスの照射を１日１２時間、又は、６０００ルクスの照射を１日２時間以内の条件下、毎日、薬剤の接触を行い、これを繰り返し行う方法がある。
【００６１】
そして、このような照射条件は、図示しない制御装置等で制御することができ、タイマー運転や予約運転等を行うことができる。また、伝熱媒体循環ポンプ１６ａの作動と光源１１の作動を連動するようにして、伝熱媒体循環ポンプ１６ａが故障等により停止した場合に、光源１１を停止するようにして、炭酸ガス培養空間１０の温度上昇を防止するようにすることができる。
【００６２】
そして、光照射炭酸ガス培養試験の終了後、動物培養細胞を有する培養容器９を炭酸ガス培養可能な棚板６５から取り出して、取り出された動物培養細胞について異常が無いかどうかを確認して、評価を行う。
この評価の方法として、評価対象の薬剤とは別に、ベンゾ（ａ）ピレンについても同様の試験を行い、ベンゾ（ａ）ピレンの結果と比較する方法を用いることができる。
【００６３】
このように、本発明の光照射炭酸ガス培養装置１を用いて光照射炭酸ガス培養試験を行うことにより、外部から光の影響を受けることなく、光源１１から発生する熱による、炭酸ガス培養空間１０内の温度上昇を防止しながら試験することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１の実施形態における光照射炭酸ガス培養装置（前面扉部非開放時の状態）の斜視図である。
【図２】図１に示す光照射炭酸ガス培養装置（前面扉部開放時の状態）の斜視図である。
【図３】図１に示す光照射炭酸ガス培養装置の透視図である。
【図４】図１に示す光照射炭酸ガス培養装置の光源に係る電気系を示す配線図である。
【図５】図１に示す光照射炭酸ガス培養装置の内部に配置される棚板の上面図である。
【図６】棚板及び加湿トレイの取り付け部を示す斜視図である。
【図７】伝熱媒体の流れを示した説明のための模式図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  光照射炭酸ガス培養装置
２  操作パネル
３  操作パネルカバー
４  水平アジャスタ
５  マイクロプロセッサー
６  光照射制御ユニット
７  温度表示計
８  炭酸ガスセンサー
９  動物培養細胞を有する培養容器
１０  炭酸ガス培養空間
１１  光源
１２  伝熱媒体ジャケット
１３  伝熱媒体温度制御手段
１４  伝熱媒体冷却手段
１４ａ  伝熱媒体冷却機
１４ｂ  伝熱媒体冷却電源スイッチ
１４ｃ  伝熱媒体冷却能力切換スイッチ
１５  伝熱媒体加熱手段
１５ａ  伝熱媒体加熱機
１６  伝熱媒体循環手段
１６ａ  伝熱媒体循環ポンプ
１７  伝熱媒体循環路
１８  配管部
２０  前面扉部
２１  取っ手
２２  前面小扉部
２３  前面扉スイッチ
３１  ガイドレール
３１ａ  ガイドレール３１の下板部
３１ｂ  ガイドレール３１の内部
３２  棚板６５の両側端部
６１  加湿トレイ
６２  供給ガスの導入チューブ
６５  棚板
６６  温度センサー（棚板用）
６６ａ  精密水銀温度計
６７  背面板
６８  天井面板
６９  底面板
７０  側面板
７１  温度センサー（伝熱媒体ジャケット用）
７２  水位センサー
８１  電磁弁
８２  ファン
【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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【図７】
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