(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のチャンバーを備え、前記各チャンバー内にて生体を成育する成育装置であって、
ガスを送出する少なくとも一つのガス発生部と、
前記各チャンバーとの間で、各チャンバー毎に設けられた開閉弁を介して接続され、且つ、前記ガス発生部に接続され、該ガス発生部より送出されるガス、及び外気を導入して混合する混合タンクと、
前記混合タンク内で混合された混合ガスを前記チャンバーに送出する循環ポンプと、
前記混合タンク内への前記ガス及び外気の供給、及び前記開閉弁、循環ポンプの作動を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記混合タンク内へ前記ガス及び外気を供給し、前記混合タンク内の混合ガスに含まれるガスの濃度が所定の濃度となった際に前記開閉弁を開放し、且つ前記循環ポンプを作動させて前記混合タンク内の第１の混合ガスを第１チャンバーに供給し、その後、前記混合タンク内のガス濃度の条件を変更して第２の混合ガスを発生させ、前記第２の混合ガスを前記第１チャンバーとは異なる第２チャンバーに供給する制御を行うこと
を特徴とする成育装置。
【請求項２】
前記混合タンク内の前記ガスの濃度を測定する濃度センサを更に備え、
前記制御部は、前記濃度センサより前記ガスの濃度を取得すること
を特徴とする請求項１に記載の成育装置。
【請求項３】
前記混合タンク内に、該混合タンク内のガスを撹拌するためのファンを設置したこと
を特徴とする請求項１または２に記載の成育装置。
【請求項４】
前記ガス発生部と前記混合タンクとの間に設けられたガス供給弁を更に備え、
前記制御部は、前記ガス供給弁を制御することにより、前記ガス発生部から前記混合タンクへのガスの供給量を制御すること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の成育装置。
【請求項５】
前記循環ポンプの上流側の配管を外気に連通する第１外気連通弁と、前記混合タンクを外気に連通する第２外気連通弁と、を更に備え、
前記制御部は、前記第１外気連通弁、第２外気連通弁、及び前記循環ポンプを制御して前記混合タンク内に外気を導入することにより、前記混合タンク内の酸素濃度を制御すること
を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の成育装置。
【請求項６】
前記混合タンクを外気に連通する第３外気連通弁、及び第４外気連通弁と、前記第４外気連通弁を経由して前記混合タンク内に外気を導入する外気導入ポンプと、を更に備え、
前記制御部は、前記第３外気連通弁、第４外気連通弁、及び前記外気導入ポンプを制御して前記混合タンク内に外気を導入することにより、前記混合タンク内の酸素濃度を制御すること
を特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の成育装置。
【請求項７】
前記ガス発生部は、二酸化炭素を充填した二酸化炭素充填容器、及び窒素を充填した窒素充填容器を含むこと
を特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の成育装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞や微生物の培養、或いは動物を成育する成育装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、微生物や細胞を培養する成育装置として特許文献１に開示されたものが知られている。特許文献１では、インキュベータ室内を培養に適した環境条件、例えば、温度、湿度、酸素濃度などを一定に維持するように、制御することが開示されている。
【０００３】
また、他の成育装置として、微生物や細胞を培養するためのチャンバー内に供給する気体の含有比率を所望の含有比率に設定するために、酸素、二酸化炭素、窒素の供給量を制御するコントローラを備えた構成のものが採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１２４７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来の成育装置では、チャンバー内に供給する気体の濃度を所望の濃度とするために、酸素、二酸化炭素、窒素などの気体の供給量を制御するコントローラを必要とするので、装置構成が大型化しコスト高になるという問題がある。また、複数のチャンバーを用いて培養する場合、例えば、異なる環境条件で同時に複数の培養実験を行う場合などには、上記の培養装置を複数台設置する必要があり、より一層装置が大型化し且つコストが高まるという問題が発生する。
【０００６】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、装置を大型化することなく且つ低コストでチャンバー内を所望の環境条件に設定することが可能な成育装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る成育装置は、複数のチャンバーを備え、前記各チャンバー内にて生体を成育する成育装置であって、ガスを送出する少なくとも一つのガス発生部と、前記各チャンバーとの間で、各チャンバー毎に設けられた開閉弁を介して接続され、且つ、前記ガス発生部に接続され、該ガス発生部より送出されるガス、及び外気を導入して混合する混合タンクと、前記混合タンク内で混合された混合ガスを前記チャンバーに送出する循環ポンプと、前記混合タンク内への前記ガス及び外気の供給、及び前記開閉弁、循環ポンプの作動を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記混合タンク内へ前記ガス及び外気を供給し、前記混合タンク内の混合ガスに含まれるガスの濃度が所定の濃度となった際に前記開閉弁を開放し、且つ前記循環ポンプを作動させて前記混合タンク内の第１の混合ガスを第１チャンバーに供給し、その後、前記混合タンク内のガス濃度の条件を変更して第２の混合ガスを発生させ、前記第２の混合ガスを前記第１チャンバーとは異なる第２チャンバーに供給する制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、装置を大型化することなく且つ低コストでチャンバー内を所望の環境条件に設定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る成育装置の構成を模式的に示す説明図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の第１実施形態に係る成育装置のフロー図であり、混合タンク内に窒素及び二酸化炭素を供給する工程を示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の第１実施形態に係る成育装置のフロー図であり、混合タンク内に酸素を供給する工程を示す。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本発明の第１実施形態に係る成育装置のフロー図であり、混合タンク内の混合ガスをチャンバーに供給する工程を示す。
【図２Ｄ】図２Ｄは、本発明の第１実施形態に係る成育装置のフロー図であり、定値運転を実施する工程を示す。
【図３】図３は、本発明の第１実施形態に係る成育装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】図４は、第１実施形態の変形例に係る成育装置の構成を模式的に示す説明図である。
【図５Ａ】図５Ａは、第１実施形態の変形例に係る成育装置のフロー図であり、混合タンク内に窒素及び二酸化炭素を供給する工程を示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、第１実施形態の変形例に係る成育装置のフロー図であり、混合タンク内に酸素を供給する工程を示す。
【図６】図６は、本発明の第２実施形態に係る成育装置の構成を模式的に示す説明図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の第２実施形態に係る成育装置のフロー図であり、混合タンク内に窒素及び二酸化炭素を供給する工程を示す。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明の第２実施形態に係る成育装置のフロー図であり、混合タンク内に酸素を供給する工程を示す。
【図７Ｃ】図７Ｃは、本発明の第２実施形態に係る成育装置のフロー図であり、混合タンク内の混合ガスをチャンバーに供給する工程を示す。
【図７Ｄ】図７Ｄは、本発明の第２実施形態に係る成育装置のフロー図であり、定値運転を実施する工程を示す。
【図８】図８は、本発明の第２実施形態に係る成育装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】図９は、本発明の第３実施形態に係る成育装置の構成を模式的に示す説明図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、本発明の第３実施形態に係る成育装置のフロー図であり、混合タンク内に窒素及び二酸化炭素を供給する工程を示す。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、本発明の第３実施形態に係る成育装置のフロー図であり、混合タンク内に酸素を供給する工程を示す。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、本発明の第３実施形態に係る成育装置のフロー図であり、チャンバー内を負圧にする工程を示す。
【図１０Ｄ】図１０Ｄは、本発明の第３実施形態に係る成育装置のフロー図であり、混合タンク内の混合ガスをチャンバーに供給する工程を示す。
【図１０Ｅ】図１０Ｅは、本発明の第３実施形態に係る成育装置のフロー図であり、定値運転を実施する工程を示す。
【図１１】図１１は、本発明の第３実施形態に係る成育装置の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。なお、本実施形態で示す「成育装置」とは、培地に微生物や細胞を添加し、温度や湿度、酸素濃度、二酸化炭素濃度などの環境条件を一定に保持して培養実験を行う培養装置、及び、所望の環境条件下で動物や植物などの生体を成育する装置を含む概念である。
【００１１】
また、「生体」とは、細菌、微生物、細胞、動物（主に小動物）、植物、昆虫、海洋生物などを含む概念である。「チャンバー」とは、密閉された空間を指し、シャーレなどに培地を入れて培養実験を行う環境条件に設定された空間を指す。
【００１２】
［第１実施形態の説明］
図１は、本発明の第１実施形態に係る成育装置の構成を模式的に示す説明図である。図１に示すように、第１実施形態に係る成育装置１０１は、複数（図では２個）のチャンバー（第１チャンバー１１、第２チャンバー１２）と、混合タンク１３と、循環ポンプ１４と、フィルタ１５と、窒素ボンベ２１（ガス容器、窒素充填容器）と、二酸化炭素ボンベ２２（ガス容器、二酸化炭素充填容器）と、を備えている。更に、６個の電磁弁Ｖ１〜Ｖ６、及び、成育装置１０１を総括的に制御する制御部３１を備えている。
なお、本実施形態では説明の便宜上２個のチャンバー１１、１２を設ける構成を示しているが、チャンバーの個数を３個以上とすることも可能である。
【００１３】
第１チャンバー１１は、全体が密閉構造をなしており、入口部１１ａ及び出口部１１ｂを備えている。入口部１１ａは、電磁弁Ｖ１（開閉弁）、配管Ｌ４を介して混合タンク１３の出口部１３ｂに接続されている。
【００１４】
第２チャンバー１２についても同様に、全体が密閉構造をなしており、入口部１２ａは電磁弁Ｖ２（開閉弁）、配管Ｌ４を介して混合タンク１３の出口部１３ｂに接続されている。即ち、各チャンバー１１、１２毎に開閉弁としての電磁弁Ｖ１、Ｖ２が設けられている。
【００１５】
第１、第２チャンバー１１、１２の各出口部１１ｂ、１２ｂは配管Ｌ２において１系統に合流し、フィルタ１５、及び循環ポンプ１４を介して、混合タンク１３の入口部１３ａに接続されている。更に、フィルタ１５の入口に接続された配管Ｌ２は、電磁弁Ｖ３（第１外気連通弁）を介して外気に連通している。即ち、電磁弁Ｖ３は、循環ポンプ１４の上流側の配管Ｌ２を外気に連通する機能を備えている。
【００１６】
混合タンク１３には、窒素（Ｎ2；ガス）、二酸化炭素（ＣＯ2；ガス）、及び空気（外気）が供給され、二酸化炭素濃度、及び酸素濃度が所望の濃度となる混合ガスを生成する。該混合タンク１３には配管Ｌ１が接続され、配管Ｌ１は３系統に分岐されている。このうちの１つ目に分岐された配管は電磁弁Ｖ４（ガス供給弁）を介して窒素ボンベ２１に接続されている。２つ目に分岐された配管は電磁弁Ｖ５（ガス供給弁）を介して二酸化炭素ボンベ２２に接続されている。３つ目に分岐された配管は電磁弁Ｖ６（第２外気連通弁）を介して外気に連通している。電磁弁Ｖ６は、混合タンク１３を外気に連通する機能を備えている。
【００１７】
混合タンク１３には、該混合タンク１３内の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ２３（濃度センサ）、及び二酸化炭素濃度を検出する二酸化炭素濃度センサ２４（濃度センサ）が設けられている。各センサ２３、２４による検出信号は、制御部３１に送信される。更に、混合タンク１３内には、該混合タンク１３内に供給されたガスを撹拌するためのファン２５が設けられている。ファン２５は、混合タンク１３内に窒素、二酸化炭素、外気が導入される際に作動して、混合タンク１３内のガスを撹拌する。
【００１８】
フィルタ１５は、例えばＨＥＰＡフィルタなどの滅菌フィルタであり、循環ポンプ１４に導入される気体に含まれる不純物を除去する。
【００１９】
循環ポンプ１４は、例えばダイヤフラムポンプであり、電磁弁Ｖ３〜Ｖ６を閉鎖し且つ電磁弁Ｖ１、Ｖ２のいずれか一方を開放して作動することにより、第１チャンバー１１または第２チャンバー１２と、混合タンク１３との間で気体を循環させる。或いは、電磁弁Ｖ１、Ｖ２、Ｖ４、Ｖ５を閉鎖し、電磁弁Ｖ３、Ｖ６を開放して作動することにより、混合タンク１３内に外気（即ち、酸素）を導入する。
【００２０】
窒素ボンベ２１には、陽圧の窒素が充填され、二酸化炭素ボンベ２２には陽圧の二酸化炭素が充填されている。窒素ボンベ２１、及び二酸化炭素ボンベ２２は、ガスを送出するガス発生部としての機能を備えている。なお、本実施形態では、混合タンク１３内に窒素を供給するために、窒素ボンベ２１を用いる例について示すが、例えば、空気中の酸素と窒素を分離して窒素を発生する窒素発生装置を用いることも可能である。
【００２１】
制御部３１は、酸素濃度センサ２３で検出される酸素濃度、及び二酸化炭素濃度センサ２４で検出される二酸化炭素濃度を取得し、これらのデータに基づいて循環ポンプ１４、及び各電磁弁Ｖ１〜Ｖ６の作動を制御する。制御の詳細については後述する。なお、制御部３１は、例えば、中央演算ユニット（ＣＰＵ）や、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク等の記憶手段からなる一体型のコンピュータとして構成することができる。
【００２２】
［第１実施形態の作用の説明］
次に、上述のように構成された本実施形態に係る成育装置１０１による処理を、図２Ａ〜図２Ｄに示すフロー図、及び図３に示すフローチャートを参照して説明する。
本実施形態に係る成育装置１０１は、第１、第２チャンバー１１、１２内の温度、湿度、酸素濃度、二酸化炭素濃度を所望の濃度として、培養実験を行うための環境条件を設定し、培地を用いて微生物や細胞の培養実験を行う。また、各チャンバー１１、１２の環境条件を変更することにより、異なる環境条件下で同時に複数の培養実験を行うことが可能である。
【００２３】
本実施形態では以下に示すように、１−１．ガス容器からのガスの供給、１−２．酸素の供給、１−３．混合タンクからチャンバーへのガスの供給、１−４．定値運転、のそれぞれの処理を実施する。以下、詳細に説明する。なお、図２Ａ〜図２Ｄに示すフロー図において、黒塗りで示す電磁弁は開放状態、白抜きで示す電磁弁は閉鎖状態を示すものとする。
【００２４】
〈１−１．ガス容器からのガスの供給〉
図２Ａは、窒素ボンベ２１、及び二酸化炭素ボンベ２２から混合タンク１３内にガスを供給する際のガスの流れを示すフロー図である。図２Ａに示すように、電磁弁Ｖ１、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５が開放され、電磁弁Ｖ２、Ｖ６が閉鎖されている。また、循環ポンプ１４は停止状態とされている。
【００２５】
従って、陽圧とされている窒素ボンベ２１より電磁弁Ｖ４、配管Ｌ１を経由して混合タンク１３内に窒素が供給される。同様に、陽圧とされている二酸化炭素ボンベ２２より電磁弁Ｖ５、配管Ｌ１を経由して混合タンク１３内に二酸化炭素が供給される。この際、ファン２５が作動して混合タンク１３内のガスが撹拌される。更に、混合タンク１３内にて混合した混合ガスは、配管Ｌ４、電磁弁Ｖ１を経由してチャンバー１１内に供給され、その後、電磁弁Ｖ３、配管Ｌ３を経由して外気に放出される。
【００２６】
そして、二酸化炭素濃度センサ２４で検出される二酸化炭素濃度に基づき、混合タンク１３内の二酸化炭素濃度が所望の濃度（例えば、５％）になった場合には、各ボンベ２１、２２からの窒素及び二酸化炭素の供給を停止する。
【００２７】
〈１−２．酸素の供給〉
図２Ｂは、混合タンク１３に空気を供給する際のガスの流れを示すフロー図である。電磁弁Ｖ３、Ｖ６を開放し、電磁弁Ｖ１、Ｖ２、Ｖ４、Ｖ５を閉鎖する。また、循環ポンプ１４を作動させる。循環ポンプ１４を作動させることにより、配管Ｌ３より電磁弁Ｖ３を経由して外気が導入され、導入された外気はフィルタ１５、循環ポンプ１４を通過して混合タンク１３内に導入される。なお、図２Ｂに示す循環ポンプ１４の下に示す矢印は、循環ポンプ１４が作動していることを示している。また、ファン２５が作動して混合タンク１３内のガスが撹拌される。混合タンク１３内のガスは、配管Ｌ１及び電磁弁Ｖ６を経由して外気へ放出される。
【００２８】
混合タンク１３内に外気が導入されることにより、混合タンク１３内の酸素濃度が上昇する。そして、酸素濃度センサ２３で検出される酸素濃度に基づき、混合タンク１３内の酸素濃度が所望の濃度（例えば、２１％未満に設定される濃度）になった場合には、循環ポンプ１４を停止する。
【００２９】
〈１−３．混合タンクからチャンバーへのガスの供給〉
図２Ｃは、混合タンク１３内の混合ガスを第１チャンバー１１へ供給する際のガスの流れを示すフロー図である。電磁弁Ｖ１を開放し、電磁弁Ｖ２〜Ｖ６を閉鎖する。また、循環ポンプ１４を作動させる。循環ポンプ１４を作動させることにより、混合タンク１３内の混合ガスを第１チャンバー１１内に供給する。こうすることにより、第１チャンバー１１内に、二酸化炭素濃度及び酸素濃度が所望の濃度とされた混合ガスを供給することができる。
【００３０】
〈１−４．定値運転〉
図２Ｄは、定値運転時における各電磁弁Ｖ１〜Ｖ６の状態を示すフロー図である。図示のように全ての電磁弁Ｖ１〜Ｖ６は閉鎖され、且つ、循環ポンプ１４は停止している。従って、チャンバー１１内の環境条件が所定の数値とされた状態で、培地による培養実験を実施することが可能となる。
【００３１】
また、第２チャンバー１２についても同様の処理を実施することにより、所望の環境条件とすることが可能となり、培地による培養実験を実施することができる。例えば、第１チャンバー１１と第２チャンバー１２の環境条件を変更して同一のサンプルの培養実験を行うことにより、異なる環境条件下における相対的な培養実験の結果を得ることが可能となる。
【００３２】
図３は、成育装置１０１に設けられる第１チャンバー１１内を所望の環境条件、即ち、所望の温度、湿度、ガス濃度に設定して定値運転するまでの処理手順を示すフローチャートである。以下、図３に示すフローチャートを参照して第１実施形態に係る成育装置１０１の処理手順ついて説明する。
【００３３】
初めに、ステップＳ１１において、チャンバーを選択し且つガス濃度を設定する。この処理は図１に示した制御部３１において、操作者が操作スイッチ（図示省略）を操作するなどにより設定される。例えば、２つのチャンバー１１、１２のうち、第１チャンバー１１が選択される。また、第１チャンバー１１内のガス濃度として、例えば二酸化炭素濃度「５％」、酸素濃度「１８％」のように設定される。
【００３４】
ステップＳ１２において、操作者は選択した第１チャンバー１１内にサンプルが添加された培地を収容した容器を設置する。
【００３５】
ステップＳ１３において、制御部３１は、混合タンク１３内のガス濃度が、所望のガス濃度となるように制御する。具体的に制御部３１は、図２Ａに示したように電磁弁Ｖ４、Ｖ５を開放して窒素、及び二酸化炭素を混合タンク１３内に供給し、更に、配管Ｌ４→電磁弁Ｖ１→第１チャンバー１１→配管Ｌ２→電磁弁Ｖ３→配管Ｌ３を経由して、外気へ放出する。
【００３６】
混合タンク１３内の二酸化炭素濃度が二酸化炭素濃度センサ２４により測定され、所望の濃度に達した場合には、制御部３１は図２Ｂに示したように、電磁弁Ｖ３、Ｖ６を開放し且つ循環ポンプ１４を作動させて、配管Ｌ３→電磁弁Ｖ３→フィルタ１５→循環ポンプ１４→混合タンク１３の経路で混合タンク１３内に外部の空気（即ち、酸素）を導入する。更に、配管Ｌ１→電磁弁Ｖ６の経路で混合タンク１３内の一部のガスを外部に放出する。
【００３７】
ステップＳ１４において、制御部３１は、混合タンク１３内における酸素濃度、及び二酸化炭素濃度が所望の濃度に達したか否かを判断し、所望の濃度に達していない場合には（Ｓ１４；ＮＯ）、ステップＳ１３に処理を戻す。所望の濃度に達した場合には（Ｓ１４；ＹＥＳ）、ステップＳ１５に処理を進める。
【００３８】
即ち、混合タンク１３内に空気を導入することにより、二酸化炭素濃度が変化した場合には、再度図２Ａに示した制御を実施する。即ち、図２Ａに示した「１−１．ガス容器からのガスの供給」と、図２Ｂに示した「１−２．酸素の供給」を交互に繰り返すことにより、混合タンク１３内における酸素濃度、及び二酸化炭素濃度が所望の濃度となるように制御する。
【００３９】
ステップＳ１５において、制御部３１は図２Ｃに示したように、電磁弁Ｖ１を開放し、且つ循環ポンプ１４を作動させることにより、混合タンク１３内に充填されている混合ガスを第１チャンバー１１に送気する。その結果、チャンバー１１内には所望の二酸化炭素濃度、及び酸素濃度となる混合ガスが充填されて、所望の環境条件とされる。
【００４０】
ステップＳ１６において、制御部３１は図２Ｄに示したように、全ての電磁弁Ｖ１〜Ｖ６を閉鎖し、且つ循環ポンプ１４を停止させて、チャンバー１１内を密閉状態とする。そして、定値運転を実施する。
【００４１】
ステップＳ１７において、操作者は、チャンバー１１内に設置したサンプルの培養状況を確認し、サンプルを取り出す。
【００４２】
その後、ステップＳ１８において、操作者により培地を交換するか否かが判断され、新たな培地による培養実験を実施する際には、ステップＳ１１に処理を戻す。新たな培地による培養実験を実施しない場合には、本処理を終了する。
【００４３】
なお、上述したフローチャートでは、第１チャンバー１１内の環境条件を設定する例について説明したが、第２チャンバー１２についても同様の処理手順で環境条件を設定することが可能である。
【００４４】
［第１実施形態の効果の説明］
このようにして、第１実施形態に係る成育装置１０１では、混合タンク１３を備えており、該混合タンク１３内における混合ガスの二酸化炭素濃度及び酸素濃度が所望の濃度になるように制御し、所望の濃度となった後に混合タンク１３内の混合ガスを第１チャンバー１１に送気して、該第１チャンバー１１内の環境条件が所望の環境条件となるようにしている。従って、従来のように、所定量の酸素、所定量の二酸化炭素をチャンバー内に直接導入して環境条件を設定する方式と対比して、極めて簡便に所望の環境条件を設定することが可能となる。
【００４５】
また、本実施形態では１つの混合タンク１３を用いて、複数のチャンバー（本実施形態では、第１、第２チャンバー１１、１２）内の環境条件を設定することができるので、チャンバーの個数が多い場合でも簡便に各チャンバー内の環境条件を設定することが可能となる。
【００４６】
更に、本実施形態では、混合タンク１３に酸素濃度センサ２３、及び二酸化炭素濃度センサ２４を設置し、各センサ２３、２４で検出された濃度に基づいて、混合ガスの酸素濃度、及び二酸化炭素濃度を制御するので、高精度な濃度設定が可能となる。
【００４７】
また、本実施形態では、窒素ボンベ２１と混合タンク１３との間に電磁弁Ｖ４（ガス供給弁）を設け、二酸化炭素ボンベ２２と混合タンク１３との間に電磁弁Ｖ５（ガス供給弁）を設けている。そして、各電磁弁Ｖ４、Ｖ５の開閉を制御することにより、窒素、及び二酸化炭素の混合タンク１３内への供給量を制御している。従って、混合タンク１３内へのガス供給量を高精度に設定することができ、高精度な濃度設定が可能となる。
【００４８】
更に、図２Ａ、図２Ｂに示したように、電磁弁Ｖ１、Ｖ３の開閉、及び循環ポンプ１４の作動を制御して混合タンク１３内のガス濃度を設定するので、各チャンバー１１、１２の入口及び出口の双方に電磁弁を備える必要がない。即ち、図１に示したように第１チャンバー１１の入口部１１ａに電磁弁Ｖ１を接続し、第２チャンバー１２の入口部１２ａに電磁弁Ｖ２を接続しており、各チャンバー１１、１２の出口部１１ｂ、１２ｂには電磁弁を設置しないので、装置構成を簡素化でき、低コスト化を図ることができる。
【００４９】
また、上述した実施形態では、チャンバー内にサンプルを設置して培養する例について説明したが、例えば、動物などの他の生体の成育を観察する場合に適用することも可能である。
【００５０】
［第１実施形態の変形例の説明］
次に、第１実施形態の変形例について説明する。図４は、変形例に係る成育装置の構成を模式的に示す説明図である。図４に示すように、変形例に係る成育装置１０１ａは、図１に示した成育装置１０１と対比して、第１チャンバー１１の出口部１１ｂに電磁弁Ｖ７が設けられ、第２チャンバー１２の出口部１２ｂに電磁弁Ｖ８が設けられている点、及び、循環ポンプ１４の向きが反対方向（混合タンク１３からフィルタ１５に向く方向）とされている点で相違している。また、図４では、図１に示したファン２５を備えない構成としている。勿論、ファン２５を備える構成としてもよい。
【００５１】
上記の構成において、混合タンク１３内に窒素、二酸化炭素を供給する際には、図５Ａに示すように、電磁弁Ｖ１、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ７を開放し、循環ポンプ１４を停止する。また、混合タンク１３内に空気を供給する際には、図５Ｂに示すように、電磁弁Ｖ３、Ｖ６を開放し、且つ循環ポンプ１４を作動させて混合タンク１３内に空気を供給する。
【００５２】
このように構成された変形例においても、前述した第１実施形態と同様に、極めて簡便にチャンバー内を所望の環境条件に設定することが可能となる。
なお、図４に示す循環ポンプ１４の向きを反対方向（図中、左から右に向く方向）とすることも可能である。この場合には、混合タンク１３内に空気を供給する際には循環ポンプ１４を作動させることにより、電磁弁Ｖ３より空気が供給され、電磁弁Ｖ６より放出されることになる。
【００５３】
［第２実施形態の説明］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図６は、本発明の第２実施形態に係る成育装置の構成を模式的に示す説明図である。図６に示すように、第２実施形態に係る成育装置１０２は、第１チャンバー１１、第２チャンバー１２と、混合タンク１３と、循環ポンプ１４と、２つのフィルタ１８、２０と、窒素ボンベ２１（ガス容器、窒素充填容器）と、二酸化炭素ボンベ２２（ガス容器、二酸化炭素充填容器）と、外気導入ポンプ１９と、を備えている。更に、制御部３１、及び８個の電磁弁Ｖ１１〜Ｖ１８を備えている。
【００５４】
なお、前述した第１実施形態と同様に、第２実施形態では説明の便宜上２個のチャンバー１１、１２を設ける構成を示しているが、チャンバーの個数を３個以上とすることも可能である。
【００５５】
第１チャンバー１１は、全体が密閉構造をなしており、入口部１１ａ及び出口部１１ｂを備えている。入口部１１ａは、電磁弁Ｖ１１（開閉弁）、配管Ｌ４、フィルタ１８を介して、混合タンク１３の出口部１３ｂに接続されている。
【００５６】
第２チャンバー１２についても同様に、全体が密閉構造をなしており、入口部１２ａは電磁弁Ｖ１２（開閉弁）、配管Ｌ４、フィルタ１８を介して混合タンク１３の出口部１３ｂに接続されている。即ち、各チャンバー１１、１２毎に開閉弁としての電磁弁Ｖ１１、Ｖ１２が設けられている。
【００５７】
第１チャンバー１１の出口部１１ｂは、電磁弁Ｖ１３（開閉弁）、配管Ｌ２、循環ポンプ１４を介して混合タンク１３の入口部１３ａに接続されている。同様に、第２チャンバー１２の出口部１２ｂは、電磁弁Ｖ１４（開閉弁）、配管Ｌ２、循環ポンプ１４を介して、混合タンク１３の入口部１３ａに接続されている。
【００５８】
混合タンク１３には、窒素（Ｎ2）、二酸化炭素（ＣＯ2）、及び空気（外気）が供給され、二酸化炭素濃度、及び酸素濃度が所望の濃度となる混合ガスを生成する。該混合タンク１３には配管Ｌ１が接続され、該配管Ｌ１にはフィルタ２０が設置されている。配管Ｌ１は３系統に分岐されており、このうちの１つ目に分岐された配管は電磁弁Ｖ１６（ガス供給弁）を介して窒素ボンベ２１に接続されている。２つ目に分岐された配管は電磁弁Ｖ１７（ガス供給弁）を介して二酸化炭素ボンベ２２に接続されている。３つ目に分岐された配管は電磁弁Ｖ１８（第４外気連通弁）、外気導入ポンプ１９を介して外気に連通している。更に、混合タンク１３は、電磁弁Ｖ１５（第３外気連通弁）を介して外部に連通している。
【００５９】
混合タンク１３には、該混合タンク１３内の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ２３、及び二酸化炭素濃度を検出する二酸化炭素濃度センサ２４が設けられている。各センサ２３、２４による検出信号は、制御部３１に送信される。なお、前述した第１実施形態と同様にファン２５を備える構成としてもよい。
【００６０】
フィルタ１８、２０は、例えばＨＥＰＡフィルタなどの滅菌フィルタであり、配管を流れる気体に含まれる不純物を除去する。
【００６１】
循環ポンプ１４は、例えばダイヤフラムポンプであり、例えば電磁弁Ｖ１１、Ｖ１３を開放して作動することにより、混合タンク１３内の混合ガスを第１チャンバー１１に送出する。
【００６２】
外気導入ポンプ１９は、例えばダイヤフラムポンプであり、電磁弁Ｖ１５、Ｖ１８を開放して作動することにより、混合タンク１３内に外部の空気（即ち、酸素）を導入する。即ち、外気導入ポンプ１９は、電磁弁Ｖ１８を経由して混合タンク１３内に外気を導入する。
【００６３】
窒素ボンベ２１には、陽圧の窒素が充填され、二酸化炭素ボンベ２２には陽圧の二酸化炭素が充填されている。
【００６４】
制御部３１は、酸素濃度センサ２３で検出される酸素濃度、及び二酸化炭素濃度センサ２４で検出される二酸化炭素濃度に基づいて、循環ポンプ１４、及び各電磁弁Ｖ１１〜Ｖ１８の作動を制御する。
【００６５】
［第２実施形態の作用の説明］
次に、上述のように構成された第２実施形態に係る成育装置１０２による処理を、図７Ａ〜図７Ｄに示すフロー図、及び図８に示すフローチャートを参照して説明する。
【００６６】
第２実施形態に係る成育装置１０２は、第１、第２チャンバー１１、１２内の温度、湿度、酸素濃度、二酸化炭素濃度を所望の濃度として、培養実験を行うための環境条件を設定し、培地を用いて微生物や細胞の培養実験を行う。また、各チャンバー１１、１２の環境条件を変更することにより、異なる環境条件下で同時に複数の培養実験を行うことができる。
【００６７】
第２実施形態では以下に示すように、２−１．ガス容器からのガスの供給、２−２．酸素の供給、２−３．混合タンクからチャンバーへのガスの供給、２−４．定値運転、のそれぞれの処理を実施する。以下、詳細に説明する。なお、図７Ａ〜図７Ｄに示すフロー図において、黒塗りで示す電磁弁は開放状態、白抜きで示す電磁弁は閉鎖状態を示すものとする。
【００６８】
〈２−１．ガス容器からのガスの供給〉
図７Ａは、窒素ボンベ２１、及び二酸化炭素ボンベ２２から混合タンク１３内にガスを供給する際のガスの流れを示すフロー図である。図７Ａに示すように、電磁弁Ｖ１５、Ｖ１６、Ｖ１７が開放され、その他の電磁弁は全て閉鎖されている。また、循環ポンプ１４は停止状態とされている。
【００６９】
従って、陽圧とされている窒素ボンベ２１より電磁弁Ｖ１６、配管Ｌ１を経由して混合タンク１３内に窒素が供給される。同様に、陽圧とされている二酸化炭素ボンベ２２より電磁弁Ｖ１７、配管Ｌ１を経由して混合タンク１３内に二酸化炭素が供給される。更に、混合タンク１３内のガスは、電磁弁Ｖ１５を経由して外気へ放出される。
【００７０】
そして、二酸化炭素濃度センサ２４で検出される二酸化炭素濃度に基づき、混合タンク１３内の二酸化炭素濃度が所望の濃度（例えば、５％）になった場合には、各ボンベ２１、２２からの窒素及び二酸化炭素の供給を停止する。
【００７１】
〈２−２．酸素の供給〉
図７Ｂは、混合タンク１３に空気を供給する際のガスの流れを示すフロー図である。電磁弁Ｖ１５、Ｖ１８を開放し、その他の電磁弁を全て閉鎖する。また、外気導入ポンプ１９を作動させる。外気導入ポンプ１９を作動させることにより、電磁弁Ｖ１８、配管Ｌ１を経由して外気が導入され、導入された外気はフィルタ２０を通過して混合タンク１３内に導入される。混合タンク１３内のガスは、電磁弁Ｖ１５を経由して外気へ放出される。
【００７２】
混合タンク１３内に外気が導入されることにより、混合タンク１３内の酸素濃度が上昇する。そして、酸素濃度センサ２３で検出される酸素濃度に基づき、混合タンク１３内の酸素濃度が所望の濃度になった場合には、外気導入ポンプ１９を停止する。
【００７３】
〈２−３．混合タンクからチャンバーへのガスの供給〉
図７Ｃは、混合タンク１３内の混合ガスを第１チャンバー１１へ供給する際のガスの流れを示すフロー図である。電磁弁Ｖ１１、Ｖ１３を開放し、その他の電磁弁を全て閉鎖する。また、循環ポンプ１４を作動させる。循環ポンプ１４を作動させることにより、混合タンク１３内の混合ガスを第１チャンバー１１内に供給する。こうすることにより、第１チャンバー１１内に、二酸化炭素濃度、及び酸素濃度が所望の濃度とされた混合ガスを供給することができる。
【００７４】
〈２−４．定値運転〉
図７Ｄは、定値運転時における各電磁弁Ｖ１１〜Ｖ１８の状態を示すフロー図である。図示のように全ての電磁弁Ｖ１１〜Ｖ１８は閉鎖され、且つ、循環ポンプ１４及び外気導入ポンプ１９は停止している。従って、第１チャンバー１１内の環境条件が所定の数値とされた状態で、培地による培養実験が実施されることになる。
【００７５】
また、第２チャンバー１２についても同様の処理を実施することにより、所望の環境条件とすることが可能となり、培地による培養実験を実施することができる。例えば、第１チャンバー１１と第２チャンバー１２の環境条件を変更して同一のサンプルの培養実験を行うことにより、異なる環境条件下における相対的な培養実験の結果を得ることが可能となる。
【００７６】
図８は、成育装置１０１に設けられる第１チャンバー１１内を所望の環境条件、即ち、所望の温度、湿度、ガス濃度に設定して定値運転するまでの処理手順を示すフローチャートである。以下、図８に示すフローチャートを参照して第２実施形態に係る成育装置１０２の処理手順ついて説明する。
【００７７】
初めに、ステップＳ３１において、チャンバーを選択し且つガス濃度を設定する。この処理は図６に示した制御部３１において、操作者が操作スイッチ（図示省略）を操作するなどにより設定される。例えば、２つのチャンバー１１、１２のうち、第１チャンバー１１が選択される。また、第１チャンバー１１内のガス濃度として、例えば二酸化炭素濃度「５％」、酸素濃度「１８％」のように設定される。
【００７８】
ステップＳ３２において、操作者は選択した第１チャンバー１１内にサンプルが添加された培地を収容した容器を設置する。
【００７９】
ステップＳ３３において、制御部３１は、混合タンク１３内のガスの濃度が、所望の濃度となるように制御する。具体的に制御部３１は、図７Ａに示したように電磁弁Ｖ１５、Ｖ１６、Ｖ１７を開放して窒素、及び二酸化炭素を混合タンク１３内に供給する。
【００８０】
混合タンク１３内の二酸化炭素濃度が二酸化炭素濃度センサ２４により測定され、所望の濃度に達した場合には、制御部３１は図７Ｂに示したように、電磁弁Ｖ１５、Ｖ１８を開放し且つ外気導入ポンプ１９を作動させて、混合タンク１３内に外部の空気（即ち、酸素）を導入する。
【００８１】
ステップＳ３４において、制御部３１は、混合タンク１３内における酸素濃度、及び二酸化炭素濃度が所望の濃度に達したか否かを判断し、所望の濃度に達していない場合には（Ｓ３４；ＮＯ）、ステップＳ３３に処理を戻す。所望の濃度に達した場合には（Ｓ３４；ＹＥＳ）、ステップＳ３５に処理を進める。
【００８２】
即ち、混合タンク１３内に空気を導入することにより、二酸化炭素濃度が変化した場合には、再度図７Ａに示した制御を実施する。具体的に、図７Ａに示した「２−１．ガス容器からのガスの供給」と、図７Ｂに示した「２−２．酸素の供給」を交互に繰り返すことにより、混合タンク１３内における酸素濃度、及び二酸化炭素濃度を所望の濃度に制御する。
【００８３】
ステップＳ３５において、制御部３１は図７Ｃに示したように、電磁弁Ｖ１１、Ｖ１３を開放し、且つ循環ポンプ１４を作動させることにより、混合タンク１３内に充填されている混合ガスを第１チャンバー１１に送気する。その結果、チャンバー１１内には所望の二酸化炭素濃度、及び酸素濃度となる混合ガスが充填されて、所望の環境条件とされる。
【００８４】
ステップＳ３６において、制御部３１は図７Ｄに示したように、全ての電磁弁Ｖ１１〜Ｖ１８を閉鎖し、且つ循環ポンプ１４を停止させて、チャンバー１１内を密閉状態とする。そして、定値運転を実施する。
【００８５】
ステップＳ３７において、操作者はチャンバー１１内に設置したサンプルの培養状況を確認し、サンプルを取り出す。
【００８６】
その後、ステップＳ３８において、操作者により培地を交換するか否かが判断され、新たな培地による培養実験を実施する際には、ステップＳ３２に処理を戻す。新たな培地による培養実験を実施しない場合には、本処理を終了する。
【００８７】
なお、上述したフローチャートでは、第１チャンバー１１内の環境条件を設定する例について説明したが、第２チャンバー１２についても同様の処理手順で環境条件を設定することが可能である。
【００８８】
［第２実施形態の効果の説明］
このようにして、第２実施形態に係る成育装置１０２では、前述した第１実施形態と同様に、混合タンク１３を備えており、該混合タンク１３内における混合ガスの二酸化炭素濃度及び酸素濃度が所望の濃度になるように制御し、所望の濃度となった後に混合タンク１３内の混合ガスを第１チャンバー１１に送気して、該第１チャンバー１１内の環境条件が所望の環境条件となるようにしている。従って、従来と対比して簡便に所望の環境条件を設定することが可能となる。
【００８９】
また、外気導入ポンプ１９を用いて、混合タンク１３内に外部の空気を導入する構成としており、各チャンバー１１、１２内に空気を導入する循環ポンプ１４とは別に設置しているので、チャンバーを循環するガスが外気と交わることがなく、より高精度な濃度設定が可能となる。
【００９０】
［第３実施形態の説明］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図９は、本発明の第３実施形態に係る成育装置の構成を模式的に示す説明図である。図９に示すように、第３実施形態に係る成育装置１０３は、複数（図では２個）のチャンバー（第１チャンバー１１、第２チャンバー１２）と、混合タンク１３と、循環ポンプ４５と、４つのフィルタ４１、４２、４３、４４と、窒素ボンベ２１（ガス容器、窒素充填容器）と、二酸化炭素ボンベ２２（ガス容器、二酸化炭素充填容器）と、を備えている。更に、７個の電磁弁Ｖ２１〜Ｖ２７、及び２個の三方弁Ｕ１、Ｕ２を備えている。また、制御部３１を備えている。
なお、本実施形態では説明の便宜上２個のチャンバー１１、１２を設ける構成を示しているが、チャンバーの個数を３個以上とすることも可能である。
【００９１】
第１チャンバー１１は、全体が密閉構造をなしており、入口部１１ａ及び出口部１１ｂを備えている。入口部１１ａは、電磁弁Ｖ２１（開閉弁）、フィルタ４３を介して混合タンク１３の出口部１３ｂに接続されている。
【００９２】
第２チャンバー１２についても同様に、全体が密閉構造をなしており、入口部１２ａは電磁弁Ｖ２２（開閉弁）、フィルタ４３を介して混合タンク１３の出口部１３ｂに接続されている。即ち、各チャンバー１１、１２毎に、開閉弁としての電磁弁Ｖ２１、Ｖ２２が設けられている。
【００９３】
第１チャンバー１１の出口部１１ｂは、電磁弁Ｖ２３を介して三方弁Ｕ１の１つ目の端部に接続されている。第２チャンバー１２の出口部１２ｂは、電磁弁Ｖ２４を介して三方弁Ｕ１の１つ目の端部に接続されている。
【００９４】
三方弁Ｕ１の２つ目の端部は、循環ポンプ４５を介して三方弁Ｕ２の１つ目の端部に接続され、該三方弁Ｕ２の２つ目の端部は混合タンク１３の入口部１３ａに接続されている。
【００９５】
三方弁Ｕ１の３つ目の端部は、フィルタ４１を介して外気に連通している。三方弁Ｕ２の３つ目の端部は、フィルタ４４を介して外気に連通している。三方弁Ｕ１は、循環ポンプ４５の上流側の配管を外気に導入する第１外気連通弁としての機能を備えている。三方弁Ｕ２は、第２外気連通弁としての機能を備えている。
【００９６】
混合タンク１３には、窒素（Ｎ2）、二酸化炭素（ＣＯ2）、及び空気（外気）が供給され、二酸化炭素濃度、及び酸素濃度が所望の濃度となる混合ガスを生成する。該混合タンク１３には配管Ｌ１が接続され、該配管Ｌ１はフィルタ４２を介して３系統に分岐されており、このうちの１つ目に分岐された配管は電磁弁Ｖ２５（ガス供給弁）を介して窒素ボンベ２１に接続されている。２つ目に分岐された配管は電磁弁Ｖ２６（ガス供給弁）を介して二酸化炭素ボンベ２２に接続されている。３つ目に分岐された配管は電磁弁Ｖ２７を介して外気に連通している。電磁弁Ｖ２７は、混合タンク１３を外気に連通する第２外気連通弁としての機能を備えている。
【００９７】
混合タンク１３には、該混合タンク１３内の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ２３、及び二酸化炭素濃度を検出する二酸化炭素濃度センサ２４が設けられている。各センサ２３、２４による検出信号は、制御部３１に送信される。なお、前述した第１実施形態と同様に、混合タンク１３内にファン２５を備える構成としてもよい。
【００９８】
各フィルタ４１〜４４は、例えばＨＥＰＡフィルタなどの滅菌フィルタであり、ガス中に含まれる不純物を除去する。
【００９９】
循環ポンプ４５は、例えばダイヤフラムポンプであり、混合タンク１３内に外気（即ち、酸素）を導入する。或いは、第１、第２チャンバー１１、１２内に充填されたガスを外気へ放出する。
【０１００】
窒素ボンベ２１には、陽圧の窒素が充填され、二酸化炭素ボンベ２２には陽圧の二酸化炭素が充填されている。
【０１０１】
制御部３１は、酸素濃度センサ２３で検出される酸素濃度、及び二酸化炭素濃度センサ２４で検出される二酸化炭素濃度に基づいて、循環ポンプ４５、及び各電磁弁Ｖ２１〜Ｖ２７、各三方弁Ｕ１、Ｕ２の作動を制御する。制御の詳細については後述する。なお、制御部３１は、例えば、中央演算ユニット（ＣＰＵ）や、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク等の記憶手段からなる一体型のコンピュータとして構成することができる。
【０１０２】
［第３実施形態の作用の説明］
次に、上述のように構成された第３実施形態に係る成育装置１０３による処理を、図１０Ａ〜図１０Ｅに示すフロー図、及び図１１に示すフローチャートを参照して説明する。
第３実施形態に係る成育装置１０３は、第１、第２チャンバー１１、１２内の温度、湿度、酸素濃度、二酸化炭素濃度を所望の濃度として、培養実験を行うための環境条件を設定し、培地を用いて微生物や細胞の培養実験を行う。また、各チャンバー１１、１２の環境条件を変更することにより、異なる環境条件下で同時に複数の培養実験を行うことができる。
【０１０３】
第３本実施形態では以下に示すように、３−１．ガス容器からのガスの供給、３−２．酸素の供給、３−３．チャンバー内の減圧、３−４．混合タンクからチャンバーへのガスの供給、３−５．定値運転、のそれぞれの処理を実施する。以下、詳細に説明する。なお、図１０Ａ〜図１０Ｅに示すフロー図において、黒塗りで示す電磁弁は開放状態、白抜きで示す電磁弁は閉鎖状態を示すものとする。
【０１０４】
〈３−１．ガス容器からのガスの供給〉
図１０Ａは、窒素ボンベ２１、及び二酸化炭素ボンベ２２から混合タンク１３内にガスを供給する際のガスの流れを示すフロー図である。図１０Ａに示すように、三方弁Ｕ２は混合タンク１３とフィルタ４４を接続している。また、電磁弁Ｖ２５、Ｖ２６は開放されている。その他の電磁弁は閉鎖されている。また、循環ポンプ４５は停止状態とされている。
【０１０５】
従って、陽圧とされている窒素ボンベ２１より電磁弁Ｖ２５、フィルタ４２を経由して混合タンク１３内に窒素が供給される。同様に、陽圧とされている二酸化炭素ボンベ２２より電磁弁Ｖ２６、フィルタ４２を経由して混合タンク１３内に二酸化炭素が供給される。更に、混合タンク１３内にて混合した混合ガスは、三方弁Ｕ２、フィルタ４４を経由して外気に放出される。
【０１０６】
そして、二酸化炭素濃度センサ２４で検出される二酸化炭素濃度に基づき、混合タンク１３内の二酸化炭素濃度が所望の濃度（例えば、５％）になった場合には、各ボンベ２１、２２からの窒素及び二酸化炭素の供給を停止する。
【０１０７】
〈３−２．酸素の供給〉
図１０Ｂは、混合タンク１３に空気を供給する際のガスの流れを示すフロー図である。三方弁Ｕ１はフィルタ４１と循環ポンプ４５を接続し、三方弁Ｕ２は循環ポンプ４５と混合タンク１３を接続する。電磁弁Ｖ２７は開放されている。その他の電磁弁は閉鎖されている。そして、循環ポンプ４５を作動させることにより、フィルタ４１→三方弁Ｕ１→循環ポンプ４５→三方弁Ｕ２を経由して、混合タンク１３内に外気が導入される。また、混合タンク１３内のガスの一部はフィルタ４２、電磁弁Ｖ２７を経由して外気へ放出される。
【０１０８】
混合タンク１３内に外気が導入されることにより、混合タンク１３内の酸素濃度が上昇する。そして、酸素濃度センサ２３で検出される酸素濃度に基づき、混合タンク１３内の酸素濃度が所望の濃度になった場合には、循環ポンプ４５を停止する。
【０１０９】
〈３−３．チャンバー内の減圧〉
図１０Ｃは、第１チャンバー１１内の圧力を減圧する際のガスの流れを示すフロー図である。電磁弁Ｖ２３を開放し、三方弁Ｕ１は電磁弁Ｖ２３と循環ポンプ４５を接続し、三方弁Ｕ２は循環ポンプ４５とフィルタ４４を接続する。その他の電磁弁は閉鎖されている。そして、循環ポンプ４５を作動させることにより、第１チャンバー１１内のガスが外気へ放出される。その結果、第１チャンバー１１内を負圧とすることができる。
【０１１０】
〈３−４．混合タンクからチャンバーへのガスの供給〉
図１０Ｄは、混合タンク１３内の混合ガスを第１チャンバー１１へ供給する際のガスの流れを示すフロー図である。電磁弁Ｖ２１を開放し、その他の全ての電磁弁を閉鎖する。第１チャンバー１１内は負圧とされているので、混合タンク１３内の混合ガスが第１チャンバー１１内に供給される。こうすることにより、第１チャンバー１１内に二酸化炭素濃度、及び酸素濃度が所望の濃度とされた混合ガスを供給することができる。
【０１１１】
〈３−５．定値運転〉
図１０Ｅは、定値運転時における各電磁弁、各三方弁の状態を示すフロー図である。図示のように全ての電磁弁、三方弁は閉鎖され、且つ、循環ポンプ４５は停止している。従って、第１チャンバー１１内の環境条件が所定の数値とされた状態で、培地による培養実験が実施されることになる。
【０１１２】
また、第２チャンバー１２についても同様の処理を実施することにより、所望の環境条件とすることが可能となり、培地による培養実験を実施することができる。例えば、第１チャンバー１１と第２チャンバー１２の環境条件を変更して同一のサンプルの培養実験を行うことにより、異なる環境条件下における相対的な培養実験の結果を得ることが可能となる。
【０１１３】
図１１は、第３実施形態に係る成育装置１０３に設けられる第１チャンバー１１内を所望の環境条件、即ち、所望の温度、湿度、ガス濃度に設定して定値運転するまでの処理手順を示すフローチャートである。以下、図１１に示すフローチャートを参照して成育装置１０３の処理手順ついて説明する。
【０１１４】
初めに、ステップＳ５１において、チャンバーを選択し、且つガス濃度を設定する。この処理は図９に示した制御部３１において、操作者が操作スイッチ（図示省略）を操作する等により設定される。例えば、２つのチャンバー１１、１２のうち、第１チャンバー１１が選択される。また、第１チャンバー１１内のガス濃度として、例えば二酸化炭素濃度「５％」、酸素濃度「１８％」のように設定される。
【０１１５】
ステップＳ５２において、操作者は選択した第１チャンバー１１内にサンプルが添加された培地を収容した容器を設置する。
【０１１６】
ステップＳ５３において、制御部３１は、混合タンク１３内のガス濃度が、所望のガス濃度となるように制御する。具体的に、制御部３１は、図１０Ａに示したように電磁弁Ｖ２５、Ｖ２６を開放して窒素、及び二酸化炭素を混合タンク１３内に供給し、更に、混合タンク１３内のガスを三方弁Ｕ２、フィルタ４４を経由して、外気へ放出する。
【０１１７】
混合タンク１３内の二酸化炭素濃度が二酸化炭素濃度センサ２４により測定され、所望の濃度に達した場合には、制御部３１は図１０Ｂに示したように、三方弁Ｕ１にてフィルタ４１と循環ポンプ４５を接続し、三方弁Ｕ２にて循環ポンプ４５と混合タンク１３を接続する。更に、循環ポンプ４５を作動させて、フィルタ４１→三方弁Ｕ１→循環ポンプ４５→三方弁Ｕ２→混合タンク１３の経路で混合タンク１３内に外部の空気（即ち、酸素）を導入する。更に、フィルタ４２、電磁弁Ｖ２７の経路で混合タンク１３内の一部のガスを外部に放出する。
【０１１８】
ステップＳ５４において、制御部３１は、混合タンク１３内における酸素濃度、及び二酸化炭素濃度が所望の濃度に達したか否かを判断し、所望の濃度に達していない場合には（Ｓ５４；ＮＯ）、ステップＳ５３に処理を戻す。所望の濃度に達した場合には（Ｓ５４；ＹＥＳ）、ステップＳ５５に処理を進める。
【０１１９】
即ち、混合タンク１３内に空気を導入することにより、二酸化炭素濃度が変化した場合には、再度図１０Ａに示した制御を実施する。具体的に、図１０Ａに示した「３−１．ガス容器からのガスの供給」と、図１０Ｂに示した「３−２．酸素の供給」を交互に繰り返すことにより、混合タンク１３内における酸素濃度、及び二酸化炭素濃度を所望の濃度に制御する。
【０１２０】
ステップＳ５５において、制御部３１は図１０Ｃに示したように、電磁弁Ｖ２３を開放し、三方弁Ｕ１、Ｕ２を制御し、且つ循環ポンプ４５を作動して、第１チャンバー１１内を減圧する。
【０１２１】
ステップＳ５６において、制御部３１は図１０Ｄに示したように、電磁弁Ｖ２１を開放することにより、混合タンク１３内に充填されている混合ガスを第１チャンバー１１に送気する。その結果、チャンバー１１内には所望の二酸化炭素濃度、及び酸素濃度となる混合ガスが充填されて、所望の環境条件とされる。
【０１２２】
ステップＳ５７において、制御部３１は図１０Ｅに示したように、全ての電磁弁、三方弁を閉鎖し、且つ循環ポンプ４５を停止させて、チャンバー１１内を密閉状態とする。そして、定値運転を実施する。
【０１２３】
ステップＳ５８において、操作者はチャンバー１１内に設置したサンプルの培養状況を確認し、サンプルを取り出す。
【０１２４】
その後、ステップＳ５９において、操作者により培地を交換するか否かが判断され、新たな培地による培養実験を実施する際には、ステップＳ５１に処理を戻す。新たな培地による培養実験を実施しない場合には、本処理を終了する。
【０１２５】
なお、上述したフローチャートでは、第１チャンバー１１内の環境条件を設定する例について説明したが、第２チャンバー１２についても同様の処理手順で環境条件を設定することが可能である。
【０１２６】
［第３実施形態の効果の説明］
このようにして、第３実施形態に係る成育装置１０３では、第１、第２実施形態と同様に、混合タンク１３を備えており、該混合タンク１３内における混合ガスの二酸化炭素濃度及び酸素濃度が所望の濃度になるように制御し、所望の濃度となった後に混合タンク１３内の混合ガスを第１チャンバー１１に送気して、該第１チャンバー１１内の環境条件が所望の環境条件となるようにしている。従って、従来のように、所定量の酸素、所定量の二酸化炭素をチャンバー内に直接導入して環境条件を設定する方式と対比して、極めて簡便に所望の環境条件を設定することが可能となる。
【０１２７】
また、第３実施形態では、１つの混合タンク１３を用いて、複数のチャンバー（本実施形態では、第１、第２チャンバー１１、１２）内の環境条件を設定することができるので、チャンバーの個数が多い場合でも簡便に各チャンバー内の環境条件を設定することが可能となる。また、低コスト化を図ることが可能となる。
【０１２８】
更に、第３実施形態では、混合タンク１３に酸素濃度センサ２３、及び二酸化炭素濃度センサ２４を設置し、各センサ２３、２４で検出された濃度に基づいて、混合ガスの酸素濃度、及び二酸化炭素濃度を制御するので、高精度な濃度設定が可能となる。
【０１２９】
また、第３本実施形態では、窒素ボンベ２１と混合タンク１３との間に電磁弁Ｖ２５（ガス供給弁）を設け、二酸化炭素ボンベ２２と混合タンク１３との間に電磁弁Ｖ２６（ガス供給弁）を設けている。そして、各電磁弁Ｖ２５、Ｖ２６を制御することにより、窒素、及び二酸化炭素を混合タンク１３内への供給量を制御している。従って、混合タンク１３内へのガス供給量を高精度に設定することができ、高精度な濃度設定が可能となる。
【０１３０】
なお、上述した第１〜第３実施形態では、混合タンク１３内に導入するガスとして窒素、二酸化炭素、酸素を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、水素（Ｈ2）、硫化水素（Ｈ2Ｓ）、一酸化窒素（ＮＯ）を用いることも可能である。
【０１３１】
また、上述した第１〜第３実施形態では、チャンバー内にサンプルを設置して培養する例について説明したが、例えば、動物などの他の生体の成育を観察する場合に適用することも可能である。
【符号の説明】
【０１３２】
１１  第１チャンバー
１２  第２チャンバー
１３  混合タンク
１４、４５  循環ポンプ
１５、１８、２０  フィルタ
１９  外気導入ポンプ
２１  窒素ボンベ
２２  二酸化炭素ボンベ
２３  酸素濃度センサ
２４  二酸化炭素濃度センサ
３１  制御部
４１〜４４  フィルタ
１０１、１０２、１０３  成育装置
Ｌ１〜Ｌ４  配管
Ｖ１〜Ｖ６  電磁弁
Ｖ１１〜Ｖ１８  電磁弁
Ｖ２１〜Ｖ２７  電磁弁
Ｕ１、Ｕ２  三方弁
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１０Ｅ】
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【図１１】
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