(57)【要約】  細胞及び／又はバクテリア培養のための培養／暴露装置は、本体４の一部を構成する培養容器１１、１３、１５の収納部１０、１２、１４並びに培養容器１１、１３、１５へ試験雰囲気を供給する導入路を備えた投入口２０を有し、互いに簡単に着脱可能な複数のモジュール６、８、１６、１８から構成されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞及び／又はバクテリア培養のための培養／暴露装置であって、
本体（４）の一部を構成する培養容器（１１、１３、１５）の収納部（１０、１２、１４）並びに培養容器（１１、１３、１５）へ試験雰囲気を供給する導入路を備えた投入口（２０）を有し、
前記装置は、互いに簡単に着脱可能な複数のモジュール（６、８、１６、１８）から構成されていることを特徴とする培養／暴露装置。
【請求項２】
細胞及び／又はバクテリア培養のための培養／暴露装置であって、
本体（４）の一部を構成する培養容器（１１、１３、１５）の収納部（１０、１２、１４）、並びに培養容器（１１、１３、１５）へ試験雰囲気を供給する導入路を備えた投入口（２０）を有し、
前記導入路には、分配口又は分配室（２４）が備えられ、該分配口又は分配室から同一長さの流路（２６）が個々の培養容器へ通じていることを特徴とする培養／暴露装置。
【請求項３】
細胞及び／又はバクテリア培養のための培養／暴露装置であって、
本体（４）の一部を構成する培養容器（１１、１３、１５）の収納部（１０、１２、１４）、並びに培養容器（１１、１３、１５）へ試験雰囲気を供給する導入路を備えた投入口（２０）を有し、
収納部（１０、１２、１４）は温度制御された流体が流される空間（４１）に配置され、該空間には温度制御された流体が流入する流入口（４４、４４′）及び該流体が流出する流出口（４６）が備えられ、前記流入口と流出口の間に前記流体の流路が形成され、培養容器（１１、１３、１５）が前記流体の障害物となるように収納部（１０、１２、１４）が前記流路に配置され且つ空間（４１）は円形の内壁（３７）を備えていることを特徴とする培養／暴露装置。
【請求項４】
投入口（２０）は、エアロゾル導入モジュール（６）と着脱可能に連結される調製モジュール（１６）に形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の培養／暴露装置。
【請求項５】
係止機構（３６、３６′）により、工具を使わずに調製モジュール（１６）をエアロゾル導入モジュール（６）に連結できることを特徴とする請求項４に記載の培養／暴露装置。
【請求項６】
前記係止機構は、調製モジュール（１６）とエアロゾル導入モジュール（６）との間に噛み合い連結を形成していることを特徴とする請求項５に記載の培養／暴露装置。
【請求項７】
調製モジュール（１６）は、試験雰囲気中に含まれる粒子に静電気を荷電するモジュールとして形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の培養／暴露装置。
【請求項８】
調製モジュール（１６）は、直接暴露モジュールとして形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の培養／暴露装置。
【請求項９】
静電場を生成させる台座モジュール（１８）が、試料収納モジュール（８）に着脱可能に連結されていることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の培養／暴露装置。
【請求項１０】
本体（４）は、エアロゾル導入モジュール（６）及び試料収納モジュール（８）を備え、
試料収納モジュール（８）には、培養容器（１１、１３、１５）用に少なくとも１つの収納部（１０、１２、１４）が形成され、
エアロゾル導入モジュール（６）には、培養容器（１１、１３、１５）へと試験雰囲気の流れを導く少なくとも１つの流路が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の培養／暴露装置。
【請求項１１】
エアロゾル導入モジュール（６）は、駆動装置により、流体工学的に培養容器（１１、１３、１５）と連結された閉鎖位置と流体工学的に分離された開放位置の間を試料収納モジュール（８）に対して相対的に案内部材に沿って案内されることを特徴とする請求項１０に記載の培養／暴露装置。
【請求項１２】
前記駆動装置は、手動操作できることを特徴とする請求項１１に記載の培養／暴露装置。
【請求項１３】
前記案内部材は、エアロゾル導入モジュール（６）及び試料収納モジュール（８）を閉鎖位置と開放位置の間を相対的に案内する少なくとも１つの第一の案内部材（２１６、２１６′）を備えていることを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の培養／暴露装置。
【請求項１４】
前記駆動装置は、エアロゾル導入モジュール（６）を試料収納モジュール（８）に対して相対的に動かし且つ／又は試料収納モジュール（８）をエアロゾル導入モジュール（６）に対して相対的に動かすように、入力を駆動力に変換する少なくとも１つの駆動機構（２２８）を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項１３のいずれか１項に記載の培養／暴露装置。
【請求項１５】
駆動機構（２２８）は、エアロゾル導入モジュール（６）を試料収納モジュール（８）に対して相対的に動かし且つ／又は試料収納モジュール（８）をエアロゾル導入モジュール（６）に対して相対的に動かす駆動力を入力するために、少なくとも１本のワイヤ、帯又は鎖状の牽引手段を備えていることを特徴とする請求項１４に記載の培養／暴露装置。
【請求項１６】
駆動機構（２２８）は、入力された駆動力をエアロゾル導入モジュール（６）が試料収納モジュール（８）へと垂直に下方へ降下する動きに変換することを特徴とする請求項１４又は請求項１５に記載の培養／暴露装置。
【請求項１７】
前記駆動装置は、少なくとも１つの入力を生成させる実行手段を備えていることを特徴とする請求項１４ないし請求項１６のいずれか１項に記載の培養／暴露装置。
【請求項１８】
試料収納モジュール（８）を前記第一の案内部材に対して直角の交わる水平方向に案内する第二の案内部材（２２２）を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項１７のいずれか１項に記載の培養／暴露装置。
【請求項１９】
培養容器の収納部（１０、１２、１４）は、円の外周に沿って等間隔に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項１８のいずれか１項に記載の培養／暴露装置。
【請求項２０】
前記導入路の流出端の長軸は、前記円の中心と一致していることを特徴とする請求項１９に記載の培養／暴露装置。
【請求項２１】
流路（２６）は、導入路（２２）の流出端の長軸に対して傾斜していることを特徴とする請求項１ないし請求項２０のいずれか１項に記載の培養／暴露装置。
【請求項２２】
本体（４）は、内部に分配口又は分配室（２４）及び流路（２６）が形成された流路ブロック（３０）を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項２１のいずれか１項に記載の培養／暴露装置。
【請求項２３】
それぞれの流路（２６）の長軸は、分配室（２４）又は分配口の長軸に対して９０°より小さな角度（α）で交わっていることを特徴とする請求項１ないし請求項２２のいずれか１項に記載の培養／暴露装置。
【請求項２４】
収納部（１０、１２、１４）は、円形の外壁を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項２３のいずれか１項に記載の培養／暴露装置。
【請求項２５】
少なくとも２つの温度制御された流体の流入口（４４、４４′）が備えられていることを特徴とする請求項１ないし請求項２４のいずれか１項に記載の培養／暴露装置。
【請求項２６】
少なくとも２つの温度制御された流体の流出口（４６）が備えられていることを特徴とする請求項１ないし請求項２５のいずれか１項に記載の培養／暴露装置。
【請求項２７】
少なくとも２つの収納部（１０、１２、１４）が備えられていることを特徴とする請求項１ないし請求項２６のいずれか１項に記載の培養／暴露装置。
【請求項２８】
収納部（１０、１２、１４）は、空間（４１）の内壁と同心の円の外周に沿って配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項２７のいずれか１項に記載の培養／暴露装置。
【請求項２９】
前記温度制御された流体は、温度制御された液体であることを特徴とする請求項１ないし請求項２８のいずれか１項に記載の培養／暴露装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞及び／又はバクテリア培養用の培養／暴露装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような培養／暴露装置は周知であり、例えば、試験雰囲気が細胞培養にどのような影響を及ぼすかを確認するのに用いられる。特に、ガス、エアロゾル及び／又は特定の作用物質が細胞及び／又はバクテリア培養にどの様な影響を及ぼすかが研究されている。
【０００３】
この技術分野における培養／暴露装置は特許文献１及び特許文献２に開示されている。これらの装置は、少なくとも２つの培養容器の収納部及び１つの導入路を備えている。流量制御部から培養容器へと流路が通じており、培養容器内の細胞培養の試験雰囲気を設定している。細胞培養の試験雰囲気が設定された後に、培養の手順に従って培養試験が行なわれる。このようにして、試験雰囲気が細胞培養に影響を及ぼすか否か又はどの様な点が培養に影響及ぼすかを推論する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】欧州特許第１０４９７６５Ｂ１号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０２１１３２４Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、細胞及び／又はバクテリア培養の試験結果の精度並びに再現性を改善することを目的としている。更に、培養試験の可能性を拡げることも目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題は請求項１〜３に記載の発明により解決される。
【０００７】
本発明の第一の基本思想は、簡単に作動でき且つ簡単に組み合わせができるように、装置をモジュール化することである。個々のモジュールは、他のモジュールと交換できるように構成される。更に、モジュールを内部で交換可能に構成すること、すなわち個々のモジュールの基本的な構成要素が他のサブモジュールと交換可能にすることも考えられる。このようにして、極めて柔軟に装着可能な装置がもたらされる。
【０００８】
本発明の思想は、細胞及び／又はバクテリア培養に関する試験の可能性を拡げ、要求される培養の試験雰囲気を事前に取り扱えることにある。本発明では、本体に連結可能な調製モジュールの導入も考慮している。本発明では、調製モジュールが交換可能に構成されているので、所望の試験に適した調製モジュールを使用することができる。
【０００９】
例えば、特に調製モジュールを用いて、事前に試験雰囲気を処理せずに、試験雰囲気を投入口から培養容器へと導入することが可能である。
【００１０】
それに対して、試験雰囲気に含まれる粒子をできるだけ培養床に析出させることが必要な場合、調製モジュールにより静電気で荷電された粒子が培養容器に導入される。この場合、調製モジュールは前処理手段の代りに、荷電手段と交換される。
【００１１】
これにより、細胞及び／又はバクテリア培養に関する試験の可能性が拡がる。
【００１２】
本発明では、更に、工具を用いずに調製モジュールを本体と連結させる連結手段を備えている。この実施形態では、調製モジュールは工具無しで交換できるので、交換が迅速且つ簡単に行なわれる。
【００１３】
更に、上述の実施形態では、調製モジュールと本体部とが噛み合って連結させる連結手段が備えられている。このように、調製モジュールが本体部に確実に保持される。
【００１４】
また、調製モジュールを有する実施形態には、本体部に着脱可能に連結された培養容器に静電場を生成させる台座モジュールが備えられている。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例による装置の分解斜視図
【図２】図１の装置の組立て斜視図
【図３】図２の装置の縦断面図
【図４】図２の装置の切断斜視図
【図５】本発明による装置の試料収納モジュールの分解斜視図
【図６】試料収納モジュールの摸式平面図
【図７】本発明の別の実施例による装置の解放状態を示す斜視図
【図８】図７の装置の閉鎖位置を示す斜視図
【図９】図７の装置の部分垂直断面図
【図１０】図７の装置の裏面斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明では、本体部はエアロゾル導入モジュールと試料収納モジュールから構成され、エアロゾル導入モジュールと試料収納モジュールは配管で互いに導通して、駆動装置により導入路が培養容器と流体工学的に連結された閉鎖位置と、導入路が培養容器と流体工学的に分離された開放位置と切り換えられる構成によって本発明の課題を解決している。
【００１７】
このようにして、エアロゾル導入モジュールの試料収納モジュールからの流体工学的な分離が簡単に行なわれことにより、培養／暴露装置が操作し易くなる。更に、エアロゾル導入モジュールと試料収納モジュールとの分離に要する時間が短いので、閉鎖位置を固定する、例えば、ネジ、クランプなどの係止モジュールが不要となる。
【００１８】
次に、エアロゾル導入モジュールと試料収納モジュールとの配管による、エアロゾル導入モジュールと試料収納モジュールの流体工学的な連結について詳述する。
【００１９】
エアロゾル導入モジュールと試料収納モジュールとの相対的な動きは、様々な方法で行なわれる。本発明では、エアロゾル導入モジュールと試料収納モジュールを同時に動かすことも、前後して動かすことも可能である。更に、試料収納モジュールを可動な状態に保って、単にエアロゾル導入モジュールを試料収納モジュールに対して動かすことも可能である。そればかりではなく、エアロゾル導入モジュールを固定して試料収納モジュールを動かす逆の動作も可能である。
【００２０】
本発明では、駆動装置の手動操作も可能である。これにより、安価な培養／暴露装置が得られる。更に、この操作は電力を必要としない。
【００２１】
本発明の別の実施例による装置は、エアロゾル導入モジュールを直線状に案内して、試料収納モジュールとの関係を閉鎖及び開放とするために、第一の案内部材を少なくとも１つ備えている。これにより、エアロゾル導入モジュールと試料収納モジュールとが正確、迅速且つ確実に連結できる。
【００２２】
そればかりではなく、本発明では、エアロゾル導入モジュールを自動的又はほぼ自動的に移動させて閉鎖及び開閉状態とする第一の案内部材が少なくとも１つのバネ、特にコイルバネを備えていることを特徴としている。バネは、ある移動方向に押圧されてエネルギーが貯蔵され、反対方向に運動エネルギーとして放出される。
【００２３】
貯蔵されたエネルギーにより自動的に開放位置となるように、バネを閉鎖位置となる方向に動かして押圧することが可能である。伸張又は圧縮バネとしてのバネの特性は、バネの構造並びに動かす方向にも異存する。そのため、開放又は閉鎖位置に到達を促進するようにバネを用いることも可能である。少なくとも１つのバネをエアロゾル導入モジュール又は試料収納モジュールに配置することにより、エアロゾル導入モジュールの移動も試料収納モジューの移動も可能とする。バネは、エアロゾル導入モジュール及び／又は試料収納モジュールの運動促進に単独で用いても、例えば、ワイヤにより加圧して用いてもよい。
【００２４】
更に、本発明は、エアロゾル導入モジュールが試料収納モジュールに対して相対的に動くように、入力を駆動力へと変換するように、且つ／又は試料収納モジュールがエアロゾル導入モジュールに対して相対的に動くように、入力を駆動力へと変換するように、駆動装置に少なくとも１つの駆動機構が備えられている。それにより、エアロゾル導入モジュールを試料収納モジュールに対する相対的に動かし、且つ／又は試料収納モジュールをエアロゾル導入モジュールに対して相対的に動かすのに必要な力が軽減される。
【００２５】
更に、エアロゾル導入モジュールを試料収納モジュールに対して相対的に動かし、且つ／又は試料収納モジュールをエアロゾル導入モジュールに対して相対的に動かすように、駆動機構は、少なくとも１本のワイヤ、帯、又は鎖状の牽引手段を備えている。このようにして、駆動機構の可動部分の質量が少なくなるようにして、駆動機構の効率を高めている。これにより、入力の受け入れ並びに駆動力の伝達は空間的に柔軟に行なうことが可能であり、コスト的に有利である。
【００２６】
本発明による別の構成では、駆動機構は、エアロゾル導入モジュールの特に、垂直な下降運動を試料収納モジュールへの入力に変換する。
【００２７】
更に、別の実施形態では、駆動機構は、入力をエアロゾル導入モジュールが試料収納モジュールへと特に垂直又はほぼ垂直に降下するように変換する。
【００２８】
更に、本発明では、駆動装置は、少なくとも１つの入力の実行手段を備えていることが特徴である。実行手段は、エアロゾル導入モジュール又は試料収納モジュールの移動の開始に用いられる。実行手段としては、例えば、電気、油圧又は空圧駆動される種々の手段が用いられる。更に、特に医薬分野で好まれる形態として、衛生的な要求により、簡単で安価な方法である、例えば、クランク、梃子機構などの手動の実行手段を用いてもよい。
【００２９】
更に、本発明では、試料収納モジュールを第一の案内部材に対して直角、すなわち水平方向に案内する第二の案内部材を備えている。第二の案内部材は、培養／暴露装置を手動操作で簡単に動かせるので、エアロゾル導入モジュール及び試料収納モジュールの互いの位置を簡単に決めることができる。そのため、短時間に培養容器の交換が可能となる。
【００３０】
また、導入口は、分配口又は分配室を備え、その導入口から流路が同一状態にある個々の培養容器へと通じている。これにより、分配口又は分配室とそれぞれの培養容器との間に流路を通って、個々の培養容器へ試験雰囲気が確実に流される。このようにして、流路の長さに応じて、個々の培養容器の例えば煙などの雰囲気の組成が変えられるので、試験結果の質の低下を防ぐことができる。
【００３１】
本発明では、簡単な手段を用いて、培養／暴露装置を駆使することにより、正確又は再現性の良い試験結果が得られる。
【００３２】
本発明では、試験雰囲気として、主として、エアロゾルなどの粒子を含む気体を扱うが、別の雰囲気を用いてもよい。
【００３３】
本発明では、培養容器の収納部が円周に沿って、好ましくは等間隔で配置されている。この実施形態では、個々の培養容器への流路は、簡素化されて同一の長さとなる。
【００３４】
更に、導入口の出口端の長軸は円の中心に集約される。
【００３５】
また、流路は、導入口の出口端の長軸にから傾いて培養容器へと通じている。この実施形態では、培養／暴露装置（以後単に、装置と称する）が簡単且つ小型に構成できる。
【００３６】
流路は、例えば、チューブ又はパイプなど適宜、任意に形成できる。小型で且つ頑丈な装置を構成するように、分配口又は分配室及び流路が形成された本体に流路ブロックが備えられている。
【００３７】
分配室又は分配口の長軸は、それぞれの流路と９０°以下の角度を形成している。このようにして、障害の無い流れが得られる。特に、雰囲気中に保持されている粒子が、導入口の隅部に過度に沈積されるのを防ぐ。
【００３８】
本発明では、培養／暴露装置の培養容器の温度制御を改善してより良好な試験結果が得られることも考慮している。このため、温度制御された流体が培養容器の周りを激しく流れて均一に温度制御されるように、培養容器が温度制御された流体の障害物となるように収納部が流路に設置される。例えば、凝縮物が生成しないように、流体の温度を選択することにより培養容器、従って培養床が正確に温度制御される。温度制御された流体の流路に収納部を設置することにより、温度制御された流体が、流入口から流出口へと短絡して流れないようになる。
【００３９】
本発明による装置は、内壁が円形の空間を備えている。このため、培養容器の温度制御が均一になるように、温度制御された流体の空間内の流れが満足すべき状態となる。
【００４０】
温度制御された流体の流れの状態を改善するために、収納部は円形の外壁を備えている。この実施形態では、円形の外壁の培養容器を用いるので、温度制御された流体は、極めて満足すべき状態で流される。
【００４１】
更に、本発明では、少なくとも２つの流入口及び／又は少なくとも２つの流出口を備えてもよい。本実施形態では、空間は、１つ又は複数の流入口と１つ又は複数の流出口との間に少なくとも２つの流路が形成される。それぞれの培養容器が温度制御された流体の流れの障害物となるように、それぞれの流路に収納部が配置される。
【００４２】
培養容器の収納部が少なくとも２つ備えられると、前述の実施形態が更に改善される。
【００４３】
更に、収納部は空間の内壁と同心円状に配置されることが好ましい。
【００４４】
基本的には、温度制御された流体は気体が使用される。簡単且つ正確に温度制御するには、温度制御された流体は、液体であることが好ましい。
【００４５】
以下、本発明の利点、特徴及び詳細について、図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００４６】
図１には、特に細胞／バクテリア培養に適した培養／暴露装置を装置２として示す。装置２は、４つのモジュールから構成されている。細胞及び／又はバクテリア培養床は、試料収納モジュール８に配置される。図示された実施例では、収納部１０、１２、１４は、培養容器１１、１３、１５を収納するように形成されている。装置を使用する際に、培養容器１１、１３、１５には、細胞培養インサートとして、細胞培養床が収納されて、所定の試験雰囲気下において培養される。
【００４７】
試料収納モジュール８には、調製モジュール１６が載置されたエアロゾル導入モジュール６が連結されて、本体部４を構成している。
【００４８】
この調製モジュールにより、試験雰囲気に含まれるべき粒子が静電的に送り込まれる。静電気を帯びた粒子を細胞培養床に析出させるように、台座モジール１８が試料収納モジュール８に連結される。
【００４９】
更に、調製モジュール１６がエアロゾル導入モジュール６に係止されるように、係止機構３６、３６′が備えられている。
【００５０】
本発明では、個々のモジュールが別の特性を有するモジュールと交換可能に構成されている。更に、個々のモジュールは種々の要求に適合できるようにモジュール化できる。モジュールの発展形態、交換性又は構造については後述する。
【００５１】
図２は、エアロゾル導入モジュール６が、試料収納モジュール８と連結され、調製モジュール１６がエアロゾルと連結され且つ台座モジュール１８が試料収納モジュール８と連結された状態の装置２を示す斜視図である。
【００５２】
調製モジュール１６を、例えば試験雰囲気が静電的に設定される挿入装置として形成してもよい。試験雰囲気の調製が必要なければ、このモジュールを試験雰囲気に湿度を付与する加湿器又は単なる投入アダプターと交換してもよい。
【００５３】
図３に示す調製モジュール１６には、例えば煙などの粒子が添加された気体状の媒体を装置２へ導入して試験雰囲気を設定する投入開口部２０が備えられている。
【００５４】
培養容器１１、１３、１５に試験雰囲気が設定できるように、装置２は導入路２２を備え、気体状の媒体が調製モジュール１６からエアロゾル導入モジュール６を通って分配室２４へと流れるように構成されている。この分配室は、流路ブロック３０に備えられている。前記分配室から個々の培養容器へ流路が通じている。図示された例では、３つの収納部１０、１２、１４、すなわち３つの培養容器１１、１３、１５には、図３の断面図に明示された流路２６に相当する３つの流路が割当てられる。流路２６の詳細は後述する。
【００５５】
図４では、３つの流路が、装置２の周りを収納部１０、１２、１４に対応して互いに約１２０°の間隔をおいて配置された状態が図示されている。当然のことながら、必要に応じて、２つ又は４つ以上の収納部、すなわち培養容器に対応して、流路２６が配置される。
【００５６】
培養容器の試験雰囲気は、分配室２４から径方向に外方に伸張して下方へと曲がっている流路からの流れにより決定される。培養容器への流れを改善するように、流路２６の端には、例えば、特許文献２に記載されているような末広がりの開口部２８が形成されている。
【００５７】
図には、エアロゾル導入モジュール６の内部構造も示されている。開口部２８は、要求に応じて、位置又は径を選択できる交換可能なエアロゾルノズルを備えてもよい。開口部２８には、エアロゾルノズルの径に適合する交換可能な格子状インサートを備えてもよい。エアロゾルノズルは、スクリーン無しでも有してもよい。
【００５８】
更に、エアロゾル導入モジュール６に、ホース取付部９（図２参照）又はホトメータを備えてもよく、且つ例えば、閉鎖部材７（図２参照）により閉鎖される加熱気体又は湿気の導入する開口部に温度又は湿度センサを備えてもよい。
【００５９】
図１及び図３から明らかなように、本実施例では、試料収納モジュール８は回転対称であり、培養容器の収納部１０、１２、１４は回転対称軸に同心状に円周に沿って配置されている。図示された実施例では、収納部１０、１２、１４は、円周上に互いに等距離を保って配置されている。すなわち、収納部１０、１２、１４は、円周上に互いに１２０°ずれて配置されている。
【００６０】
試料収納モジュール８は、内部モジュールとして構成してもよい。これは、特に交換可能な培養容器に関連することである。内部モジュールは、種々の型及び寸法の細胞培養皿又はペトリ皿として設置可能である。種々の皿に対して種々のアダプターが備えられる。
【００６１】
次に本発明の作用について説明する。
【００６２】
装置２を使用する際には、例えばタバコの煙などの試験雰囲気が投入開口部２０を通して調製モジュール１６内へ流されて、雰囲気中の微粒子が静電気で荷電される。試験雰囲気は調製モジュール１６から導入路２２、そして分配室２４へと流される。試験雰囲気の一部は、分配室２４から流路２６を通って培養容器１１、１３、１５へと流されて培養容器内の、例えば細胞培養又はバクテリア培養などの培養床に到達する。
【００６３】
台座モジュール１８により培養床に電場を生成させて、試験雰囲気中に保持されている粒子を培養床に析出させることが必要である。分配室２４から個々の培養容器１１、１３、１５まで試験雰囲気の流れる距離を同一にすることにより、流れる距離の差異のために誤った測定値とならないように、個々の培養容器の試験雰囲気中の粒子の濃度が同一に保たれる。
【００６４】
図示した実施例では、流路２６を介して試験雰囲気の流れが培養容器１１、１３、１５へと簡単に導入できる。培養容器１１、１３、１５へと導入されない流れは、流路ブロック３０内に形成され分配室２４と連結した軸方向の孔３２（図３参照）及び孔３２と連結した径方向の孔３４（図４参照）を通って排出される。しかし、本発明では流れの全てを培養容器１１、１３、１５に導入してもよい。
【００６５】
図４から明らかなように、回転対称に形成された分配室２４の長軸は破線Ａで示され、破線Ｂで示される流路２６の長軸は、破線Ａに対して９０°より小さい角度α、本実施例では約４５°で交わっている。このようにして、流れの突然の変化又は滞留により、均一な流れが妨げられることはない。しかしながら、図４に示すような、漏斗状の凝縮分離装置１７を備えている場合には、上記のことは当てはまらない。
【００６６】
培養容器１１、１３、１５に収納されている細胞及び／又はバクテリア培養床が、試験雰囲気に満たされた後に、試験雰囲気は培養容器１１、１３、１５から排出される。排出の技法及びやり方に関しては、本発明の主旨では無いので、これ以上の説明は省略する。
【００６７】
実施例には、工具を使わずに調製モジュール１６をエアロゾル導入モジュール６に連結させる連結手段が示されている。連結手段は、２つの係止機構３６、３６′（図１参照）を備えている。係止機構３６′も同様に構成されているので、以下、係止機構３６について詳述する。係止機構３６は、エアロゾル導入モジュール６に装着された垂直な回転軸の周りを回転可能で２つアームを有する梃子として形成されている。アーム３８は係止機構３６を回転軸の周りに回転させる作用アームとして形成され、アーム４０は調製モジュール１６と噛み合うアームとして形成されている。このため、調製モジュール１６は、周囲に環状溝４２を備え、この溝にアーム４０が噛み合うように構成されている（図１参照）。図１は、調製モジュール１６が、エアロゾル導入モジュール６と連結されていない状態を示す。
【００６８】
調製モジュール１６をエアロゾル導入モジュール６と連結するために、調製モジュール１６はエアロゾル導入モジュール６に載置される。次いで、係止機構３６、３６′は、ネジ棒である回転軸の周りでそれぞれが回転されてアーム４０、４０′が環状溝４２と噛み合って下方へ押圧されることにより、噛み合い及び摩擦力が作用する。係止機構のネジ棒を左ネジ又は右ネジに形成してもよい。調製モジュール１６を本体４から開放するには、アーム４０、４０′が環状溝４２から離脱するように係止機構３６、３６′を回転させる。
【００６９】
図２は、調製モジュール１６がエアロゾル導入モジュール６と連結された状態を示す。試験の要求によっては、調製モジュール１６は、例えば直接暴露モジュールなど他の調製モジュールと迅速且つ簡単に交換できる。
【００７０】
図５から明らかなように、本実施例では、収納部１０、１２、１４は円形の外壁を備え、ガラス管として形成されている。また、図から明らかなように、試料収納モジュール８は、円形の内壁３７を備え、ガラス管として形成されている。試料収納モジュール８の底部３９、収納部１０、１２、１４の外壁、試料収納モジュールの内壁３７並びに試料収納モジュール８の蓋４３の間に、温度制御された液体が通過する液密な空間４１が存在する。温度制御された液体は、２つの流入口４４、４４′から空間４１に導入され、本実施例ではオーバーフローとして形成された流出口４６から排出される。
【００７１】
図６は空間４１の摸式平面図であり、図から明らかなように、例えば、収納部１０は、流入口４４から流出口４６へと流れる液体の流路の間に配置されているので、温度制御された液体が収納部１０の周りを強く且つ均一に流れる。この様にして、収納部１０、すなわち収納部１０に収納されている培養容器１１が正確に且つ均一に温度制御される。収納部１２及び１４に収納されている培養容器１３及び１５も同様に温度制御される。試験状態では、培養容器は、細胞培養床の下のレベルまで培養液で満たされ培養床は浸透性膜により分離されている。
【００７２】
更に、図から明らかなように、収納部１０は流入口４４と流出口４６を結ぶ線４８上に配置されている。同様に、収納部１４は流入口４４′と流出口４６を結ぶ線４８′上に配置されている。
【００７３】
図６に示すように、本実施例では、収納部１０、１２、１４は、内壁３７と同心の破線で示される円５０の外周線上に等間隔で配置されている。
【００７４】
本発明では、凝縮物が形成されないように、培養容器を正確且つ簡単に温度制御可能である。このようにして、培養／暴露装置を用いての細胞又はバクテリア培養試験が改善される。
【実施例２】
【００７５】
図７〜図１０には、エアロゾル導入モジュール６が試料収納モジュール８に対して、２つの第一の案内部材２１６、２１６′により垂直に案内されて動かされる実施例を示す。第一の案内部材２１６、２１６′のそれぞれが、互いに摺動する２つの円筒体２１８、２１８′及び２２０、２２０′により形成されている。円筒体２１８、２１８′がエアロゾル導入モジュール６に連結され且つ円筒体２２０、２２０′が支持盤２２１に連結されて、円筒体が互いに垂直方向２２６に摺動可能に構成されている。
【００７６】
エアロゾル導入モジュール６を開放して、培養容器１１、１３、１５が試料収納モジュール８に収納可能となる。更に、試料収納モジュール８は、第二の案内部材２２２により、第一の案内部材が案内される方向に対して直角な水平方向２２４に案内される。
【００７７】
図９、１０に示すように、案内部材２１６、２１６′によりエアロゾル導入モジュール６の垂直方向に入力する駆動機構２２８が支持盤２２１の下側に配置されている。エアロゾル導入モジュールを動かすために、手動操作される回転円板２３０により形成される操作手段が装置２に備えられている。手動操作される回転円板２３０は、支持盤２２１の凹部２３２に配置されている。回転円板２３０と第一の案内部材２１６、２１６′間の動的連結については後述する。
【００７８】
回転円板２３０と駆動機構２２８を組み合わせでは、ワイヤ２３８、２３８′（図９参照）に掛かる力と回転円板２３０の回転トルクとの比は、１／ｓｉｎ（回転円板の回転角度）に比例するので、回転円板２３０の操作の終端（１８０°の閉鎖位置）ではワイヤに大きな力が生成されて、エアロゾル導入モジュールと試料収納モジュール間の気密性が高まるとの利点がある。
【００７９】
図８は、エアロゾル導入モジュール６を下方に試料収納モジュール８の方へと移動させて、装置２が閉鎖された状態を示す。エアロゾル導入モジュール６が、試料収納モジュール８と閉鎖位置になることにより、流体工学的にも２つのモジュールが連結される。
【００８０】
図９は、判り易いように詳細を省略した図７に示す装置２の部分垂直断面図である。
【００８１】
エアロゾル導入モジュール６を自動的に開放位置（図７参照）へと移動するために、案内部材２１６、２１６′には、閉鎖位置では押圧されているコイルバネとして形成されたバネ２３４、２３４′が備えられているので、開放位置にする際にはバネのエネルギーがエアロゾル導入モジュール６の運動エネルギーへと変換される。
【００８２】
バネ２３４、２３４′は、円筒体２２０、２２０′の内部２３６、２３６′に装着されて円筒体２１８、２１８′が下方へ移動すると加圧される。バネ力により、開放位置への移動が促進される。
【００８３】
円筒体２１８、２１８′には、ワイヤ２３８、２３８′が装着され、これを始動することにより案内部材２１６、２１６′が駆動される。ワイヤ２３８、２３８′の直線運動は、駆動機構２２８により変換される。すなわち、回転円板２３０の回転が、第一の案内部材２１６、２１６′の直線運動に変換される。
【００８４】
ワイヤ２３８、２３８′に張力を付与するように、円筒体２１８、２１８′の内部に補助バネ２４０、２４０′が装着されている。これらのバネは、それぞれのワイヤ２３８、２３８′の好ましくない長さの変化を均一化するのにも用いられる。ワイヤ２３８、２３８′は、それぞれの補助バネ２４０、２４０′に備えられた保持体２４２、２４２′に固定される。
【００８５】
保持体２４２、２４２′は、調製ネジ２４３、２４３′に装着されて、補助バネ２４０、２４０′の張力も調製並びに互いに逆方向に動くワイヤ２３８、２３８′の長さの差の均一化に用いられる。
【００８６】
図１０は、培養／暴露装置の裏面斜視図である。駆動機構２２８の一部は支持盤２２１の裏面に配置されている。動きの方向を変更できるように、２つのワイヤ２３８、２３８′は、それぞれの固定点２４４、２４４′により手動の回転円板２３０に装着され、その固定点からそれぞれの第一の案内部材２１６、２１６′へと配分されている。回転円板２３０を回転軸２４６の周りに回転させるにつれて、固定点２４４、２４４′から案内ローラ２５２、２５２′への行程が短くなる。ワイヤ２３８、２３８′の長さを一定か又はほぼ一定にすることにより、上記行程の変化が、第一の案内部材２１６、２１６′の下降又は上昇運動へと変換される。これにより、回転円板２３０の回転が、エアロゾル導入モジュール６の上昇又は下降となる。回転円板２３０はストッパー２４８を備え、支持盤２２１に配置された対向ストッパー２５０、２５０′との作用により、固定点２４４、２４４′の動きが制限されて第一の案内部材２１６、２１６′の動きが制限されその結果エアロゾル導入モジュール６の上昇運動が制限される。
【００８７】
回転円板２３０における固定点２４４、２４４′の配置に応じて固定点の動きを更に制限できる。すなわち、回転円板２３０の自動的な動きを防ぐように開放又は閉鎖位置に死点を設定することにより、回転円板２３０を作動させて初めてエアロゾル導入モジュール６の開放位置又は閉鎖位置から動くことが可能となる。
【００８８】
回転円板２３０が、意図せず死点位置から動かないように、例えば閉鎖位置に静止させるために、ストッパー２４８と対抗ストッパー２５０、２５０′との組み合わせにより死点位置を越えて回転円板２３０を回転させると、回転円板２３０は自動的には逆回転しないようになる。このことにより、エアロゾル導入モジュール６は、再び開放位置へと動き、エアロゾル導入モジュール６と試料収納モジュール８の間のパッキング（不図示）が緩められて大きな空隙が形成される。気密性を弱めるか又は高めるこの大きな空隙を阻止するために、補助バネ２４０、２４０′が備えられ、この補助バネによりエアロゾル導入モジュール６の開放位置への意図しない動きが阻止されるか又は軽減される。
【００８９】
更に、補助バネ２４０、２４０′は、エアロゾル導入モジュール６と試料収納モジュール８の間の費用の掛かる流体工学的連結を保障する許容差を均一化する。
【００９０】
それぞれのワイヤ２３８、２３８′の動作方向を変更させる案内ローラ２５２、２５２′が駆動機構２２８に備えられている（図９参照）。これにより、回転円板２３０の回転運動が、第一の案内部材２１６、２１６′を介してエアロゾル導入モジュール６が下方へ移動する直線運動に変換される。既に述べたように、回転円板２３０を回転させて死点を解消した後に、上昇運動が行なわれる。
【符号の説明】
【００９１】
２    装置
４    本体部
６    エアロゾル導入モジュール
７    閉鎖部材
８    試料収納モジュール
９    ホース取付部
１０、１２、１４  収納部
１１、１３、１５  培養容器
１６  調製モジュール
１７  凝縮分離装置
１８  台座モジュール
２０  投入開口部
２２  導入路
２４  分配室
２６  流路
２８  開口部
３０  流路ブロック
３２  （軸方向の）孔
３４  （径方向の）孔
３６  係止機構
３７  内壁
３８  （作用）アーム
３９  底部
４０  アーム
４１  空間
４２  環状溝
４３  蓋
４４  流入口
４６  流出口
４８  線
５０  円
２１６  第一の案内部材
２１８  円筒体
２２０  円筒体
２２１  支持盤
２２２  第二の案内部材
２２４  水平方向
２２６  垂直方向
２２８  駆動機構
２３０  回転円板
２３２  凹部
２３４  バネ
２３６  （円筒体２２０の）内部
２３８  ワイヤ
２４０  補助バネ
２４２  保持体
２４３  調製ネジ
２４４  固定点
２４６  回転軸
２４８  ストッパー
２５０  対抗ストッパー
２５２  案内ローラ
Ａ    （分配室２４の）長軸
Ｂ    （流路２６の）長軸
α    長軸Ａと長軸Ｂの交わる角度
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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