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JP6744161B2 - Separation device, culture device and separation method - Google Patents
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本発明は、生体細胞の培養液から細胞を分離する分離装置、培養装置および分離方法に関する。 The present invention relates to a separation device, a culture device and a separation method for separating cells from a culture solution of living cells.

生体細胞を培養する場合、培養環境、すなわち培養槽内を培養に最適な条件に維持することに加え、生体細胞が生存発育のために必要な栄養成分を無機化合物または有機化合物として培地から与える必要がある。このため、溶存酸素濃度、pH、温度、撹拌速度等の制御に加えて、生体細胞が要求する物質を培養の途中で補充することが行われている。培養の途中に生体細胞が要求する物質を溶解させた培地を補給する培養手法には、流加培養(Fed-Bach Culture)、連続培養(Continuous Culture)および灌流培養(Perfusion Culture)がある。流加培養は、培養中の培養槽に生体細胞が要求する物質を溶解させた液体を補給しながら培養する方法である。連続培養は、培養中の培養槽から培養液の一部を引き抜き、引き抜き量相当分の補給液を補給しながら培養する方法である。灌流培養は、培養中の培養槽から培養液の細胞を分離して液分のみを引き抜き、引き抜き量相当分の補給液を補給しながら培養する方法である。なお、培養液とは、液体培地で培養した培養細胞を含む液をいう。培養細胞とは、液体培地で培養された細胞をいう。 When culturing living cells, it is necessary to maintain the culture environment, that is, the inside of the culture tank under optimal conditions for culturing, and to provide the nutrients necessary for survival and growth of living cells from the medium as inorganic or organic compounds. There is. Therefore, in addition to controlling the dissolved oxygen concentration, pH, temperature, stirring speed, etc., substances required by living cells are supplemented during the culture. Fed-Bach culture, continuous culture, and perfusion culture are available as culture methods for supplementing a medium in which a substance required by living cells is dissolved during the culture. Fed-batch culture is a method of culturing while supplying a liquid in which a substance required by living cells is dissolved to a culture tank during culturing. The continuous culture is a method in which a part of the culture solution is withdrawn from the culture tank during the culture and the culture is performed while supplying a supplemental solution corresponding to the withdrawn amount. The perfusion culture is a method in which cells of the culture solution are separated from the culture tank during the culture, only the liquid component is drawn, and the culture is performed while supplying a supplemental liquid corresponding to the drawn amount. The culture solution means a solution containing cultured cells cultured in a liquid medium. Cultured cells refer to cells cultured in a liquid medium.

これらの培養手法の中で、灌流培養に適した、生体細胞の培養液から液分と生体細胞とを分離する分離装置を供えた培養装置が特許文献1、2に記載されている。
特許文献1には、平膜エレメントを培養槽の中ほどに配置する旨記載(図示)されている。
さらに、特許文献2には、液体回収空間に1以上の静止した垂直に配向したバッフルを配置して液体回収空間中の液体運動を衰えさせ、かくして細胞が内部に面したスピンフィルタ表面に集合するのを実質上防止する旨記載されている。また、この特許文献2には、タンパク質破片が外部に面したフィルタ表面に集合する傾向を最小にするために、スピンフィルタは、培養容器内容物を攪拌するインペラと反対の方向に回転させる旨記載されている。
Among these culturing methods, Patent Documents 1 and 2 describe culturing devices equipped with a separator suitable for perfusion culturing, which is provided with a separator for separating a liquid content from a living cell culture solution.
Patent Document 1 describes (illustrates) that the flat sheet membrane element is arranged in the middle of the culture tank.
Further, in Patent Document 2, one or more stationary, vertically-oriented baffles are arranged in the liquid recovery space to dampen the liquid motion in the liquid recovery space, thus allowing cells to gather on the inward facing spin filter surface. It is stated that the above is substantially prevented. Further, in this Patent Document 2, in order to minimize the tendency of protein debris to collect on the filter surface facing the outside, the spin filter is rotated in a direction opposite to the impeller for stirring the contents of the culture vessel. Has been done.

特開2008−206430号公報JP, 2008-206430, A 特表平03−505041号公報Japanese Patent Publication No. 03-505041

しかしながら、コンピュータシミュレーションによる培養液の流れ解析によると、特許文献1に記載されている攪拌翼周辺に、同心円状に発生するとされる流れは、攪拌軸から放射状に発生するものであることが示唆された。従って、特許文献1に記載されている発明によると、培養液の流れは平膜エレメントの表面に垂直に当たるため、ろ過面の洗浄効果が得られない場合がある。従って、特許文献1に記載されている発明には、ろ過フィルタの目詰まりを防止できないおそれがある。
また、特許文献1に記載されているように、平膜エレメントを培養槽の中ほどに配置させると、平膜エレメントが障害となって培養液の攪拌が十分に行われず、ろ過面の洗浄効果が十分に得られない。従って、特許文献1に記載されている発明には、ろ過面の洗浄効果が十分に得られず、ろ過フィルタが目詰まりするおそれがある。
However, according to the flow analysis of the culture solution by computer simulation, it is suggested that the flow that is concentrically generated around the stirring blade described in Patent Document 1 is generated radially from the stirring shaft. It was Therefore, according to the invention described in Patent Document 1, since the flow of the culture solution hits the surface of the flat sheet membrane element perpendicularly, the cleaning effect of the filtration surface may not be obtained. Therefore, the invention described in Patent Document 1 may not prevent clogging of the filtration filter.
Further, as described in Patent Document 1, when the flat sheet membrane element is arranged in the middle of the culture tank, the flat sheet membrane element becomes an obstacle and the culture solution is not sufficiently stirred, and the cleaning effect of the filtration surface is obtained. Can't get enough. Therefore, in the invention described in Patent Document 1, the effect of cleaning the filtration surface is not sufficiently obtained, and the filtration filter may be clogged.

さらに、特許文献2に記載されている発明では、ろ過フィルタの設置位置については何ら考慮されていないので、ろ過面の洗浄効果が十分に得られない場合がある。従って、特許文献2に記載されている発明には、ろ過フィルタの目詰まりを十分に防止できないおそれがある。 Further, in the invention described in Patent Document 2, since the installation position of the filtration filter is not considered at all, the effect of cleaning the filtration surface may not be sufficiently obtained. Therefore, the invention described in Patent Document 2 may not be able to sufficiently prevent clogging of the filtration filter.

本発明は前記状況に鑑みてなされたものであり、ろ過フィルタの目詰まりを防止することができる分離装置、培養装置および分離方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a separation device, a culture device, and a separation method that can prevent clogging of a filtration filter.

前記課題を解決した本発明に係る分離装置は、培養槽内に設けられ、前記培養液を攪拌して攪拌流を生じさせる攪拌翼と、前記培養槽内においてろ過面が前記攪拌流と平行に設けられており、当該ろ過面から前記培養液の液分を分離するろ過フィルタと、を有し、前記ろ過フィルタが、前記培養槽内における前記攪拌流の最大流速から70%以内の領域に設けられているとともに、前記ろ過フィルタが、前記培養槽の側壁部の一部に、周方向に回転可能に設けられており、且つ前記ろ過フィルタが、前記攪拌翼が取り付けられている攪拌軸と支持部材によって一体的に固定されている
また、本発明に係る分離装置は、培養槽内に設けられ、培養液を攪拌して攪拌流を生じさせる攪拌翼と、前記培養槽内においてろ過面が前記攪拌流と平行に設けられており、当該ろ過面から前記培養液の液分を分離するろ過フィルタと、を有し、前記ろ過フィルタが、前記培養槽内における前記攪拌流の最大流速から70%以内の領域に設けられているとともに、前記ろ過フィルタが、前記培養槽の側壁部の一部に、周方向に回転可能に設けられており、且つ前記ろ過フィルタが、前記攪拌翼が取り付けられている攪拌軸とは別個に設けられた、前記ろ過フィルタを前記培養槽の周方向に回転させることのできる回転部材と支持部材によって一体的に固定されている。
The separation device according to the present invention, which has solved the above-mentioned problems, is provided in a culture tank, a stirring blade for stirring the culture solution to generate a stirring flow, and a filtering surface in the culture tank in parallel with the stirring flow. And a filtration filter for separating a liquid content of the culture solution from the filtration surface, wherein the filtration filter is provided in an area within 70% of a maximum flow rate of the agitated flow in the culture tank. In addition, the filtration filter is provided on a part of the side wall of the culture tank so as to be rotatable in the circumferential direction, and the filtration filter supports the stirring shaft to which the stirring blade is attached. It is fixed integrally by a member .
Further, the separation apparatus according to the present invention is provided in a culture tank, a stirring blade for stirring a culture solution to generate a stirring flow, and a filtration surface in the culture tank in parallel with the stirring flow. And a filtration filter that separates the liquid content of the culture solution from the filtration surface, and the filtration filter is provided in a region within 70% of the maximum flow rate of the stirring flow in the culture tank. The filtration filter is provided in a part of the side wall of the culture tank so as to be rotatable in the circumferential direction, and the filtration filter is provided separately from a stirring shaft to which the stirring blade is attached. Further, the filtration filter is integrally fixed by a rotating member and a supporting member capable of rotating in the circumferential direction of the culture tank.

本発明に係る培養装置は、培養液を培養する培養槽と、前記培養槽内に設けられ、前記培養液を攪拌して攪拌流を生じさせる攪拌翼と、前記培養槽内においてろ過面が前記攪拌流と平行に設けられており、当該ろ過面から前記培養液の液分を分離するろ過フィルタと、前記ろ過フィルタと接続されており、前記分離した液分を回収する回収容器と、前記培養槽と接続されており、前記分離した液分と同量の補給液を前記培養槽内に添加する添加装置と、を有し、前記ろ過フィルタが、前記培養槽内における前記攪拌流の最大流速から70%以内の領域に設けられているとともに、前記ろ過フィルタが、前記培養槽の側壁部の一部に、周方向に回転可能に設けられており、且つ前記ろ過フィルタが、前記攪拌翼が取り付けられている攪拌軸と支持部材によって一体的に固定されている
また、本発明に係る培養装置は、培養液を培養する培養槽と、前記培養槽内に設けられ、前記培養液を攪拌して攪拌流を生じさせる攪拌翼と、前記培養槽内においてろ過面が前記攪拌流と平行に設けられており、当該ろ過面から前記培養液の液分を分離するろ過フィルタと、前記ろ過フィルタと接続されており、前記分離した液分を回収する回収容器と、前記培養槽と接続されており、前記分離した液分と同量の補給液を前記培養槽内に添加する添加装置と、を有し、前記ろ過フィルタが、前記培養槽内における前記攪拌流の最大流速から70%以内の領域に設けられているとともに、前記ろ過フィルタが、前記培養槽の側壁部の一部に、周方向に回転可能に設けられており、且つ前記ろ過フィルタが、前記攪拌翼が取り付けられている攪拌軸とは別個に設けられた、前記ろ過フィルタを前記培養槽の周方向に回転させることのできる回転部材と支持部材によって一体的に固定されている。
The culture apparatus according to the present invention is a culture tank for culturing a culture solution, a stirring blade provided in the culture tank for stirring the culture solution to generate a stirring flow, and a filtration surface in the culture tank. A filtration filter that is provided in parallel with the agitated flow and that separates the liquid content of the culture solution from the filtration surface, and a collection container that is connected to the filtration filter and that collects the separated liquid content, and the culture. And an addition device that is connected to the tank and that adds the same amount of the supplemented liquid as the separated liquid component into the culture tank, and the filtration filter has the maximum flow rate of the stirring flow in the culture tank. Is provided in a region of 70% or less, the filtration filter is provided in a part of the side wall portion of the culture tank so as to be rotatable in the circumferential direction, and the filtration filter includes the stirring blade. It is integrally fixed by the attached stirring shaft and a supporting member .
Further, the culture device according to the present invention, a culture tank for culturing a culture solution, a stirring blade provided in the culture tank for stirring the culture solution to generate a stirring flow, and a filtration surface in the culture tank. Is provided in parallel with the agitated flow, a filtration filter for separating a liquid content of the culture solution from the filtration surface, and a collection container connected to the filtration filter for collecting the separated liquid content, An addition device that is connected to the culture tank and has the same amount of the supplemented liquid as the separated liquid component is added to the culture tank, and the filtration filter of the agitated flow in the culture tank. The filtration filter is provided in a region within 70% from the maximum flow velocity, and the filtration filter is provided in a part of the side wall of the culture tank so as to be rotatable in the circumferential direction, and the filtration filter is agitated. It is integrally fixed by a support member and a rotating member, which is provided separately from the stirring shaft to which the blades are attached and can rotate the filtration filter in the circumferential direction of the culture tank.

本発明に係る分離方法は、攪拌翼により培養槽内で培養液を攪拌して攪拌流を生じさせつつ、前記培養槽内における前記攪拌流の最大流速から70%以内の領域に設けられた、前記攪拌流に対してろ過面が平行であり、且つ前記培養槽の側壁部の一部に、周方向に回転可能に設けられており、且つ前記攪拌翼が取り付けられている攪拌軸と支持部材によって一体的に固定されているろ過フィルタで前記培養液から液分を分離する。
また、本発明に係る分離方法は、攪拌翼により培養槽内で培養液を攪拌して攪拌流を生じさせつつ、前記培養槽内における前記攪拌流の最大流速から70%以内の領域に設けられた、前記攪拌流に対してろ過面が平行であり、且つ前記培養槽の側壁部の一部に、周方向に回転可能に設けられており、且つ前記攪拌翼が取り付けられている攪拌軸とは別個に設けられた、前記培養槽の周方向に回転させることのできる回転部材と支持部材によって一体的に固定されているろ過フィルタで前記培養液から液分を分離する。
The separation method according to the present invention is provided in a region within 70% of the maximum flow rate of the stirred flow in the culture tank while stirring the culture solution in the culture tank with a stirring blade to generate a stirred flow. A stirring shaft having a filtering surface parallel to the stirring flow , rotatably provided in a part of the side wall of the culture tank in the circumferential direction, and having the stirring blade attached thereto, and a supporting member. separating the liquid component from the culture solution Llorca filter are integrally fixed by.
Further, the separation method according to the present invention is provided in a region within 70% of the maximum flow rate of the agitation flow in the culture tank while agitating the culture solution in the culture tank by the agitation blade to generate agitation flow. Also, a stirring shaft having a filtering surface parallel to the stirring flow, and rotatably provided in a part of a side wall portion of the culture tank in a circumferential direction, and having the stirring blade attached thereto, The liquid component is separated from the culture liquid by a separately provided filter that is integrally fixed by a rotating member that can rotate in the circumferential direction of the culture tank and a supporting member.

本発明に係る分離装置、培養装置および分離方法は、ろ過フィルタの目詰まりを防止することができる。 The separation device, the culture device and the separation method according to the present invention can prevent clogging of the filtration filter.

本実施形態に係る分離装置の構成を説明する概略構成図である。It is a schematic structure figure explaining composition of a separation device concerning this embodiment. 他の実施形態に係る分離装置の構成を説明する概略構成図である。It is a schematic block diagram explaining the structure of the separator which concerns on other embodiment. 他の実施形態に係る分離装置の構成を説明する概略構成図である。It is a schematic block diagram explaining the structure of the separator which concerns on other embodiment. 他の実施形態に係る分離装置の構成を説明する概略構成図である。It is a schematic block diagram explaining the structure of the separator which concerns on other embodiment. 本実施形態に係る培養装置の構成を説明する概略構成図である。It is a schematic block diagram explaining the structure of the culture apparatus which concerns on this embodiment. 実施例と比較例に係る培養日数と生細胞数の関係を示すグラフである。なお、同図中、横軸が培養日数(day)を示し、縦軸が生細胞数(10個/mL)を示す。It is a graph which shows the relationship between the number of culture days and the number of viable cells concerning an example and a comparative example. In the figure, the horizontal axis shows the number of days of culture (day), and the vertical axis shows the number of viable cells (10 6 cells/mL).

以下、適宜図面を参照して本発明に係る分離装置、培養装置および分離方法の一実施形態について詳細に説明する。
本実施形態に係る分離装置、培養装置および分離方法は、例えば、医薬品等の主原料となる物質を生産する細胞を培養する際に適用することができる。本実施形態において生産対象となる物質としては、例えば、抗体や酵素等のタンパク質、低分子化合物および高分子化合物等の生理活性物質が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、培養対象の細胞としては、例えば、動物細胞、植物細胞、昆虫細胞、細菌、酵母、真菌および藻類等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。特に、本実施形態に係る分離装置、培養装置および分離方法は、抗体や酵素等のタンパク質を生産する動物細胞を培養する場合に好適に適用できる。なお、培養液は、培養する細胞に応じて適宜調製したものや市販されているものを用いることができ、特定のものに限定されない。
Hereinafter, one embodiment of a separation device, a culture device, and a separation method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate.
The separation device, the culture device, and the separation method according to the present embodiment can be applied, for example, when culturing cells that produce a substance as a main raw material such as a drug. Examples of the substance to be produced in the present embodiment include proteins such as antibodies and enzymes, physiologically active substances such as low molecular weight compounds and high molecular weight compounds, but are not limited thereto. Examples of cells to be cultured include, but are not limited to, animal cells, plant cells, insect cells, bacteria, yeasts, fungi and algae. In particular, the separation device, the culture device, and the separation method according to the present embodiment can be suitably applied when culturing animal cells that produce proteins such as antibodies and enzymes. The culture solution may be appropriately prepared or commercially available depending on the cells to be cultured, and is not limited to a specific one.

はじめに、本実施形態に係る分離方法および分離装置について説明した後、培養装置について説明する。
(分離方法および分離装置)
本実施形態に係る分離方法は、培養槽内で培養液を攪拌して攪拌流を生じさせつつ、培養槽内における攪拌流の最大流速から70%以内の領域に設けられた、攪拌流に対してろ過面が平行となるろ過フィルタで培養液から液分を分離する、というものである。
この分離方法は、以下に説明する本実施形態に係る分離装置により好適に実施される。以下、本実施形態に係る分離装置を説明することにより本実施形態に係る分離方法の説明に代える。
First, the separation method and the separation apparatus according to the present embodiment will be described, and then the culture apparatus will be described.
(Separation method and separation device)
The separation method according to the present embodiment, while stirring a culture solution in a culture tank to generate a stirring flow, with respect to the stirring flow provided in a region within 70% from the maximum flow rate of the stirring flow in the culture tank, Then, the liquid content is separated from the culture liquid by a filtration filter having parallel filtration surfaces.
This separation method is preferably carried out by the separation device according to this embodiment described below. Hereinafter, the separation method according to this embodiment will be described instead of the description of the separation method according to this embodiment.

図1は、本実施形態に係る分離装置の構成を説明する概略構成図である。
図1に示すように、本実施形態に係る分離装置1は、攪拌翼2と、ろ過フィルタ3と、を有している。
攪拌翼2は、培養槽4内に設けられており、培養液5を攪拌して攪拌流Aを生じさせ、培養槽4内の培養液5を均一に混合する。図1に示すように、攪拌翼2は攪拌軸6の一端に取り付けられており、攪拌軸6の他端は図示しない駆動用モータと接続されている。つまり、攪拌翼2は駆動用モータが駆動して回転し、攪拌軸6を介してその回転力を攪拌翼2に伝えることで培養液5を攪拌する。攪拌翼2は、攪拌して生じた攪拌流Aが垂直な方向に循環させることができるもの、具体的には、攪拌流Aが培養槽2の壁面に沿って上昇し、攪拌軸6に沿って下降させることができるものを好適に用いることができる。この攪拌流Aの流れは、膜表面に付着している付着物に対してせん断力を生じさせて付着物を除去し、目詰まりを防止できる。このような攪拌翼2としては、例えば、佐竹化学機械工業株式会社製スーパーミックスHS−600系攪拌翼などを用いることができる。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating the configuration of the separation device according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, the separation device 1 according to the present embodiment includes a stirring blade 2 and a filtration filter 3.
The stirring blade 2 is provided in the culture tank 4, stirs the culture solution 5 to generate a stirring flow A, and uniformly mixes the culture solution 5 in the culture tank 4. As shown in FIG. 1, the stirring blade 2 is attached to one end of a stirring shaft 6, and the other end of the stirring shaft 6 is connected to a drive motor (not shown). That is, the stirring blade 2 is rotated by the driving motor, and the rotational force is transmitted to the stirring blade 2 via the stirring shaft 6 to stir the culture solution 5. The stirring blade 2 allows the stirring flow A generated by stirring to circulate in the vertical direction, and specifically, the stirring flow A rises along the wall surface of the culture tank 2 and moves along the stirring shaft 6. The thing which can be lowered by this can be used suitably. The flow of the stirring flow A causes a shearing force on the adhered matter adhering to the film surface to remove the adhered matter and prevent clogging. As such a stirring blade 2, for example, a Supermix HS-600 series stirring blade manufactured by Satake Chemical Machinery Co., Ltd. can be used.

培養槽4は、後記するようにしてろ過フィルタ3を設けることのできるものであれば任意のものを使用することができる。
ろ過フィルタ3は、培養槽4内においてろ過面31が攪拌流Aと平行に設けられており、当該ろ過面31から培養液5の液分を分離する。ろ過面31から分離された液分には、細胞培養の過程で生じた細胞生育阻害物質である乳酸やアンモニアなどが含まれている。すなわち、ろ過フィルタ3は、培養液5からこれらの細胞生育阻害物質を除去するので、細胞の生育・増殖が阻害されるのを防止することができる。なお、ろ過フィルタ3は、図1に示すように、攪拌流Aに対して垂直な方向Bにろ過面31から培養液5の液分を分離するのが好ましい。このようにすると、ろ過フィルタ3の目詰まりを生じ難くすることができる。
As the culture tank 4, any one can be used as long as the filtration filter 3 can be provided as described later.
The filtration filter 3 has a filtration surface 31 provided in parallel with the agitated flow A in the culture tank 4, and separates the liquid content of the culture solution 5 from the filtration surface 31. The liquid separated from the filtration surface 31 contains lactic acid, ammonia and the like which are cell growth inhibiting substances generated in the process of cell culture. That is, since the filtration filter 3 removes these cell growth inhibitory substances from the culture medium 5, it is possible to prevent the growth and proliferation of cells from being inhibited. In addition, as shown in FIG. 1, the filtration filter 3 preferably separates the liquid component of the culture liquid 5 from the filtration surface 31 in the direction B perpendicular to the stirring flow A. By doing so, it is possible to make it difficult for the filtration filter 3 to be clogged.

ろ過フィルタ3は、例えば、一般的に用いられるろ布、メンブランフィルタなど、細胞の通過を阻止できるものであればどのようなものも好適に用いることができる。なお、培養液5中には死んだ細胞が崩壊して生じる微細な細胞断片が多数存在することから、健全な細胞の通過を阻止し、微細な細胞断片を通過させるろ過特性を有するフィルタを用いるのが特に好ましい。そのため、ろ過フィルタ3は、培養対象の細胞の平均径とほぼ同寸法以下の孔径を有するものを使用することが好ましい。一般的に、浮遊性の動物細胞は平均径が5〜30μmであるので、孔径をそれと同程度以下とする。本実施形態においては、ろ過フィルタ3として、例えば、孔径0.01μmから10μm程度の市販の精密ろ過膜を用いることができる。また、本実施形態においては、ろ過フィルタ3として、細胞の生産物である抗体を細胞とともに培養液5に残しつつ、細胞培養の過程で生じた細胞生育阻害物質である乳酸やアンモニアを除去する目的で、さらに孔径が微細な限外ろ過膜を用いることもできる。さらに、本実施形態においては、ろ過フィルタ3として、エリアを分けて精密ろ過膜と限外ろ過膜とを併用したものを用いることもできる。 As the filtration filter 3, for example, any commonly used filter cloth, membrane filter or the like can be preferably used as long as it can prevent passage of cells. Since a large number of fine cell fragments produced by the decay of dead cells are present in the culture medium 5, a filter having a filtering characteristic that prevents the passage of healthy cells and allows the passage of fine cell fragments is used. Is particularly preferable. Therefore, it is preferable to use the filtration filter 3 having a pore size that is substantially equal to or smaller than the average size of the cells to be cultured. Generally, since the floating animal cells have an average diameter of 5 to 30 μm, the pore diameter is set to the same level or less. In the present embodiment, as the filtration filter 3, for example, a commercially available microfiltration membrane having a pore size of 0.01 μm to 10 μm can be used. In addition, in the present embodiment, as the filtration filter 3, the purpose is to remove lactic acid and ammonia, which are cell growth inhibitory substances generated in the process of cell culture, while leaving the antibody, which is a product of cells, with the cells in the culture solution 5. Then, an ultrafiltration membrane having a finer pore size can be used. Further, in the present embodiment, as the filtration filter 3, it is also possible to use a combination of a microfiltration membrane and an ultrafiltration membrane in different areas.

そして、本実施形態においては、ろ過フィルタ3は、培養槽4内における攪拌流Aの最大流速から70%以内の領域71に設けられていることとする。このようにすると、攪拌流Aによるろ過面31の洗浄効果が得られ、ろ過フィルタ3の目詰まりを防止することができる。ろ過フィルタ3の目詰まりをより確実に防止する観点から、ろ過フィルタ3は、培養槽4内における攪拌流Aの最大流速となる領域72に設けるのが好ましい。培養液5の流速は、市販の流速計による測定や、ANSYS社製Fluentなどの市販の数値流体力学ソフトウェアを用いた解析により求めることができる。なお、攪拌流Aの最大流速から70%以内の領域71、および攪拌流Aの最大流速となる領域72については後述する。 Then, in the present embodiment, the filtration filter 3 is provided in the region 71 within 70% of the maximum flow rate of the agitated flow A in the culture tank 4. By doing so, the effect of cleaning the filtration surface 31 by the stirring flow A can be obtained, and the clogging of the filtration filter 3 can be prevented. From the viewpoint of more reliably preventing clogging of the filtration filter 3, the filtration filter 3 is preferably provided in the region 72 where the maximum flow velocity of the stirring flow A in the culture tank 4 is provided. The flow velocity of the culture solution 5 can be determined by measurement using a commercially available velocity meter or analysis using commercially available computational fluid dynamics software such as Fluent manufactured by ANSYS. A region 71 within 70% of the maximum flow velocity of the agitated flow A and a region 72 having the maximum flow velocity of the agitated flow A will be described later.

ここで、本実施形態における分離装置1は、培養液5をろ過するろ過面31が培養液5の流速ベクトルと平行になるようにろ過フィルタ3を設置している。従って、培養液5の抜き出し方向は、ろ過面31に対して垂直、すなわち培養液5の流速ベクトルに対して垂直となる。一般的に、細胞や微生物の比重は水にきわめて近く、大きさも浮遊性の動物細胞で平均径が5〜30μm程度と小さいため、細胞や微生物の培養液5中での挙動は、ほぼ培養液5の平均的な流れに沿う。ここで、平均的な流れとは、攪拌翼2によって発生した培養液5の流速ベクトルと培養液5の抜き出し方向に向かう抜き出し速度ベクトルを合成した速度ベクトルを指す。 Here, in the separation device 1 in the present embodiment, the filtration filter 3 is installed so that the filtration surface 31 that filters the culture solution 5 is parallel to the flow velocity vector of the culture solution 5. Therefore, the extracting direction of the culture solution 5 is perpendicular to the filtration surface 31, that is, perpendicular to the flow velocity vector of the culture solution 5. In general, the specific gravity of cells and microorganisms is very close to that of water, and the size of floating animal cells is as small as about 5 to 30 μm. Therefore, the behavior of cells and microorganisms in the culture medium 5 is almost the same. Follow the average flow of 5. Here, the average flow refers to a velocity vector obtained by combining a flow velocity vector of the culture solution 5 generated by the stirring blade 2 and a withdrawal velocity vector in the withdrawal direction of the culture solution 5.

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なお、攪拌翼2として前記したように、佐竹化学機械工業株式会社製スーパーミックスHS−600系攪拌翼を用いた場合、培養液5の流速ベクトルは、概ね図1の矢印に示す向き(攪拌流A)となる。この場合、攪拌流Aの最大流速から70%以内の領域71は、培養槽4の側壁部41において、槽の底から液面までの寸法で、20%から80%の部分、好ましくは30%から70%の部分が相当する。 As described above as the stirring blade 2, when the Supermix HS-600 system stirring blade manufactured by Satake Chemical Machinery Co., Ltd. is used, the flow velocity vector of the culture solution 5 is approximately in the direction indicated by the arrow in FIG. A). In this case, the region 71 within 70% from the maximum flow rate of the agitated flow A is the dimension from the bottom of the tank to the liquid surface in the side wall portion 41 of the culture tank 4, which is 20% to 80%, preferably 30%. To 70% corresponds.

なお、本実施形態においては、攪拌流Aの最大流速から70%以内の領域71において、ろ過フィルタ3を培養槽4の側壁部41に設けるのが好ましい。このようにすると、例えば、ろ過フィルタ3を培養槽4の側壁部41から離間させた位置に設けた場合と比較して培養液5の流れを妨げ難いので、ろ過フィルタ3の目詰まりをより確実に防止することができる。また、このようにろ過フィルタ3を培養槽4の側壁部41に設ける場合、ろ過面31と培養槽4の側壁部41とが面一となるようにするのがより好ましい。このようにすると、培養液の流れが妨げられることがないので、ろ過フィルタ3の目詰まりをさらに確実に防止することができる。 In the present embodiment, it is preferable that the filtration filter 3 be provided on the side wall portion 41 of the culture tank 4 in a region 71 within 70% of the maximum flow rate of the agitated flow A. With this configuration, for example, the flow of the culture solution 5 is less likely to be obstructed as compared with the case where the filtration filter 3 is provided at a position separated from the side wall portion 41 of the culture tank 4, so that the clogging of the filtration filter 3 can be more reliably performed. Can be prevented. When the filtration filter 3 is provided on the side wall portion 41 of the culture tank 4 as described above, it is more preferable that the filtration surface 31 and the side wall portion 41 of the culture tank 4 are flush with each other. In this way, the flow of the culture solution is not obstructed, so that clogging of the filtration filter 3 can be prevented more reliably.

(他の実施形態)
ここで、他の実施形態に係る分離装置について説明する。
図2は、他の実施形態に係る分離装置の構成を説明する概略構成図である。なお、図2に示す分離装置1Aは、設けられている攪拌翼2の種類と、ろ過フィルタ3の取り付けられている箇所とが、図1に示す分離装置1と相違している。図2に示す分離装置1Aにおけるその他の構成は図1に示す分離装置1と同様である。従って、これらの間で同じ構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
(Other embodiments)
Here, a separation device according to another embodiment will be described.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating a configuration of a separation device according to another embodiment. The separator 1A shown in FIG. 2 differs from the separator 1 shown in FIG. 1 in the type of the stirring blade 2 provided and the location where the filtration filter 3 is attached. Other configurations of the separating apparatus 1A shown in FIG. 2 are the same as those of the separating apparatus 1 shown in FIG. Therefore, the same components are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.

図2に示すように、この分離装置1Aに設けられている攪拌翼2も前記と同様、攪拌して生じた攪拌流Aを垂直な方向に循環させることができるもの、具体的には、攪拌流Aが攪拌軸6に沿って上昇し、培養槽4の側壁部41に沿って下降させることができるものを好適に用いることができる。そして、本実施形態では、ろ過フィルタ3は、攪拌翼2が取り付けられている攪拌軸6の周囲に設けるのが好ましい。より具体的には、ろ過フィルタ3は、培養槽4の上部から取付部材61により攪拌軸6に隣接して設けるのが好ましい。このようにすると、攪拌流Aの最大流速から70%以内の領域71にろ過フィルタ3を設けることができるので、図1に示す態様と同様に、ろ過フィルタ3の目詰まりを防止することができる。 As shown in FIG. 2, the stirring blade 2 provided in this separation device 1A can also circulate the stirring flow A generated by stirring in the vertical direction, specifically, the stirring blade 2 as described above. It is possible to preferably use the one in which the flow A can be raised along the stirring shaft 6 and can be lowered along the side wall portion 41 of the culture tank 4. Further, in the present embodiment, the filtration filter 3 is preferably provided around the stirring shaft 6 to which the stirring blade 2 is attached. More specifically, the filtration filter 3 is preferably provided adjacent to the stirring shaft 6 from the upper part of the culture tank 4 by a mounting member 61. In this way, since the filtration filter 3 can be provided in the area 71 within 70% of the maximum flow rate of the agitated flow A, the clogging of the filtration filter 3 can be prevented as in the mode shown in FIG. ..

なお、図1に示す態様とするか、図2に示す態様とするかは任意に選択することができる。また、図1に示す態様と図2に示す態様を併用することもできる。すなわち、ろ過フィルタ3を培養槽4の側壁部41および攪拌翼2が取り付けられている攪拌軸6の周囲のうちの少なくとも一方に設けることができる。この場合、いずれか一方のろ過フィルタ3を攪拌流Aの最大流速から70%以内の領域71に設けていれば、当該ろ過フィルタ3は目詰まりを防止できるので、長期間、灌流培養を行うことが可能であり、生細胞数を多く培養すること、すなわち、高密度培養を行うことができる。また、この場合、ろ過フィルタ3をもう一つ備えているので、培養液5から液分を分離する能力が高い分離装置を提供することができる。 The mode shown in FIG. 1 or the mode shown in FIG. 2 can be arbitrarily selected. Further, the aspect shown in FIG. 1 and the aspect shown in FIG. 2 can be used together. That is, the filtration filter 3 can be provided on at least one of the side wall 41 of the culture tank 4 and the periphery of the stirring shaft 6 to which the stirring blade 2 is attached. In this case, if one of the filtration filters 3 is provided in the region 71 within 70% of the maximum flow rate of the agitated flow A, the filtration filter 3 can prevent clogging, and thus perfusion culture should be performed for a long time. It is possible to culture a large number of viable cells, that is, to perform high-density culture. Further, in this case, since another filtration filter 3 is provided, it is possible to provide a separator having a high ability to separate a liquid component from the culture liquid 5.

さらに、本実施形態においては次のような態様とすることもできる。
図3および図4は、他の実施形態に係る分離装置の構成を説明する概略構成図である。
図3に示す分離装置1Bは、ろ過フィルタ3が、培養槽4の側壁部41に、周方向に回転可能に設けられている点と、ろ過フィルタ3が、支持部材8によって攪拌軸6と一体的に固定されている点が、図1に示す分離装置1と相違している。図3に示す分離装置1Bにおけるその他の構成は図1に示す分離装置1と同様である。従って、これらの間で同じ構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
このような構成としているので、図3に示す分離装置1Bは、攪拌軸6の回転によって、攪拌翼2とともにろ過フィルタ3が培養槽4の周方向に回転する。従って、図3に示す分離装置1Bは、ろ過フィルタ3が回転しているので、ろ過面31に培養細胞がより付着し難いものとなる。
Furthermore, in the present embodiment, the following modes can be adopted.
3 and 4 are schematic configuration diagrams illustrating the configuration of a separation device according to another embodiment.
In the separation device 1B shown in FIG. 3, the filtration filter 3 is provided on the side wall portion 41 of the culture tank 4 so as to be rotatable in the circumferential direction, and the filtration filter 3 is integrated with the stirring shaft 6 by the support member 8. 1 is different from the separating device 1 shown in FIG. The other configuration of the separating apparatus 1B shown in FIG. 3 is the same as that of the separating apparatus 1 shown in FIG. Therefore, the same components are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
With such a configuration, in the separation device 1B shown in FIG. 3, the rotation of the stirring shaft 6 causes the stirring filter 2 and the filtration filter 3 to rotate in the circumferential direction of the culture tank 4. Therefore, in the separation device 1B shown in FIG. 3, since the filtration filter 3 is rotating, the cultured cells are less likely to adhere to the filtration surface 31.

また、図4に示す分離装置1Cは、ろ過フィルタ3が、培養槽4の側壁部41に、周方向に回転可能に設けられている点は図3に示す分離装置1Bと同様である。しかし、図4に示す分離装置1Cは、ろ過フィルタ3が、攪拌軸6とは別個に設けられた、ろ過フィルタ3を培養槽4の周方向に回転させることのできる回転部材である中空管軸62と支持部材(第1支持部材63および第2支持部材81)によって一体的に固定されている点で図3に示す分離装置1Bと相違している。なお、中空管軸62は、攪拌軸6を包むようにして設けられた中空管の軸部材である。中空管軸62は、攪拌軸6を回転させる駆動用モータ(図示せず)とは異なる回転モータ(図示せず)と接続されている。従って、図4に示す分離装置1Cは、攪拌軸6および攪拌翼2とは別個にろ過フィルタ3を培養槽4の周方向に回転させることができる。従って、図4に示す分離装置1Cは、攪拌軸6および攪拌翼2と、ろ過フィルタ3とを同じ方向に回転させることができるだけでなく、攪拌軸6および攪拌翼2と、ろ過フィルタ3とを逆の方向に回転させることもできる。なお、攪拌軸6および攪拌翼2と、ろ過フィルタ3とを同じ方向に回転させる場合は、同じ回転速度とすることもできるし、異なる回転速度とすることもできる。これらの態様は任意に選択できるが、いずれにしても図4に示す分離装置1Cは、ろ過フィルタ3が回転しているので、ろ過面31に培養細胞がより付着し難いものとなる。 The separation device 1C shown in FIG. 4 is similar to the separation device 1B shown in FIG. 3 in that the filtration filter 3 is provided on the side wall portion 41 of the culture tank 4 so as to be rotatable in the circumferential direction. However, in the separation device 1C shown in FIG. 4, the filtration filter 3 is a hollow tube that is provided separately from the stirring shaft 6 and is a rotating member that can rotate the filtration filter 3 in the circumferential direction of the culture tank 4. It is different from the separating device 1B shown in FIG. 3 in that it is integrally fixed by the shaft 62 and the supporting members (the first supporting member 63 and the second supporting member 81). The hollow tube shaft 62 is a shaft member of a hollow tube provided so as to surround the stirring shaft 6. The hollow tube shaft 62 is connected to a rotary motor (not shown) different from a drive motor (not shown) for rotating the stirring shaft 6. Therefore, the separator 1C shown in FIG. 4 can rotate the filtration filter 3 in the circumferential direction of the culture tank 4 separately from the stirring shaft 6 and the stirring blade 2. Therefore, the separator 1C shown in FIG. 4 can not only rotate the stirring shaft 6 and the stirring blade 2 and the filtration filter 3 in the same direction, but also disassemble the stirring shaft 6 and the stirring blade 2 and the filtration filter 3. It can also be rotated in the opposite direction. When rotating the stirring shaft 6 and the stirring blade 2 and the filtration filter 3 in the same direction, they may be rotated at the same rotation speed or may be rotated at different rotation speeds. These modes can be arbitrarily selected, but in any case, in the separation device 1C shown in FIG. 4, since the filtration filter 3 is rotating, the cultured cells are more difficult to adhere to the filtration surface 31.

以上に説明した本実施形態に係る分離方法および分離装置1によれば、培養槽4内においてろ過フィルタ3のろ過面31が攪拌流Aと平行に設けられており、また、ろ過フィルタ3が培養槽4内における攪拌流Aの最大流速から70%以内の領域71に設けられている。そのため、本実施形態に係る分離方法および分離装置1は、攪拌流Aによるろ過面の洗浄効果が得られ、ろ過フィルタ3の目詰まりを防止することができる。 According to the separation method and the separation device 1 according to the present embodiment described above, the filtration surface 31 of the filtration filter 3 is provided in parallel with the stirring flow A in the culture tank 4, and the filtration filter 3 is cultured. It is provided in a region 71 within 70% of the maximum flow velocity of the stirring flow A in the tank 4. Therefore, in the separation method and the separation apparatus 1 according to the present embodiment, the effect of cleaning the filtration surface by the stirring flow A can be obtained, and the clogging of the filtration filter 3 can be prevented.

(培養装置)
次に、本実施形態に係る培養装置について説明する。
図5は、本実施形態に係る培養装置の構成を説明する概略構成図である。
なお、図5に示す培養装置10は、図1に示す分離装置1を適用した例を図示しているが、分離装置1に替えて図2から図4に示す分離装置1A〜1Cを適用できることは言うまでもない。
(Incubator)
Next, the culture device according to the present embodiment will be described.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram illustrating the configuration of the culture device according to the present embodiment.
The culture device 10 shown in FIG. 5 illustrates an example in which the separation device 1 shown in FIG. 1 is applied, but the separation devices 1A to 1C shown in FIGS. 2 to 4 can be applied instead of the separation device 1. Needless to say.

図5に示す培養装置10において、図1に示す分離装置1と同じ構成については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図5に示すように、培養装置10は、培養槽4と、攪拌翼2と、ろ過フィルタ3と、回収容器11と、添加装置14と、を有している。そして、この培養装置10は、分離装置1と同様、ろ過フィルタ3が、培養槽4内における攪拌流Aの最大流速から70%以内の領域71、好ましくは攪拌流Aの最大流速となる領域72に設けられている。培養槽4、攪拌翼2、およびろ過フィルタ3については詳述しているので、その説明は省略する。
In the culture device 10 shown in FIG. 5, the same components as those in the separation device 1 shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
As shown in FIG. 5, the culture device 10 has a culture tank 4, a stirring blade 2, a filtration filter 3, a collection container 11, and an addition device 14. In the culturing apparatus 10, like the separating apparatus 1, the filtration filter 3 has an area 71 within 70% of the maximum flow rate of the agitated flow A in the culture tank 4, preferably an area 72 where the agitated flow A has the maximum flow rate. It is provided in. Since the culture tank 4, the stirring blade 2, and the filtration filter 3 have been described in detail, the description thereof will be omitted.

回収容器11は、ろ過フィルタ3と接続されており、ろ過フィルタ3で分離した液分を回収する。回収容器11は、培養液5の液分を収容しておくことのできるものであればどのようなものも用いることができる。
ろ過フィルタ3と回収容器11とは、例えば、フレキシブルチューブなどの配管12で接続されている。当該配管12の任意の箇所に吸引ポンプや蠕動式輸液装置などの輸液装置13が設けられており、輸液装置13を作動させて配管12内を負圧とすることでろ過フィルタ3による培養液5の液分のろ過を促進している。
The collection container 11 is connected to the filtration filter 3 and collects the liquid component separated by the filtration filter 3. As the recovery container 11, any container can be used as long as it can store the liquid content of the culture liquid 5.
The filtration filter 3 and the collection container 11 are connected by a pipe 12 such as a flexible tube, for example. An infusion device 13 such as a suction pump or a peristaltic infusion device is provided at an arbitrary position of the pipe 12, and the culture solution 5 by the filtration filter 3 is activated by operating the infusion device 13 to make the inside of the pipe 12 negative pressure. It facilitates the filtration of the liquid component of.

添加装置14は、培養槽4と接続されており、ろ過フィルタ3で分離した培養液5の液分と同量の補給液を培養槽4内に添加する。補給液は、液体培地そのものであってもよいし、培養細胞による消費量の多い成分のみの水溶液、またはそのような成分を多く含有する組成液であってもよい。添加装置14は、例えば、図示しない計量手段で測定したろ過フィルタ3で分離した液分の液量に基づいて、これと同量の液量の補給液を培養槽4内に供給する。なお、添加装置14は、予めプログラムされた内容に従って、培養開始から所定時間経過後に所定量の補給液を供給するものであってもよい。補給液の供給量は、用いる培養液5、ろ過フィルタ3の孔径、および配管12内の負圧度などから実験的に求めることができる。 The adding device 14 is connected to the culture tank 4 and adds the same amount of the supplementary liquid as the liquid content of the culture liquid 5 separated by the filtration filter 3 into the culture tank 4. The replenishing liquid may be the liquid medium itself, an aqueous solution containing only components that are consumed in large amounts by the cultured cells, or a composition liquid containing a large amount of such components. The adding device 14 supplies the replenishing liquid of the same amount as the replenishing liquid into the culture tank 4 based on the liquid amount of the liquid component separated by the filtration filter 3 measured by a measuring means (not shown), for example. The addition device 14 may supply a predetermined amount of replenisher solution after a predetermined time has elapsed from the start of culture, according to the contents programmed in advance. The supply amount of the replenishing solution can be experimentally determined from the culture solution 5 used, the pore diameter of the filtration filter 3, the degree of negative pressure in the pipe 12, and the like.

本実施形態に係る培養装置10は、これらの要素の他にも、空気、酸素、窒素、炭酸ガス等のガス供給設備15、温水冷水供給設備(図示せず)、蒸気供給設備(図示せず)および給排水設備(図示せず)などを具備している。なお、ガス供給設備15は、ガスの種類ごとに設け得るものであるが、図5では1つにまとめて示している。
また、本実施形態に係る培養装置10は、培養液5の性状を計測する計測手段16を具備しており、培養液の溶存酸素濃度、溶存炭酸ガス濃度、pH、温度、アンモニア濃度、乳酸濃度、グルタミン濃度等の計測値を得る。なお、計測手段16は、計測対象ごとに計測器を設け得るものであるが、図5では1つにまとめて示している。
さらに、本実施形態に係る培養装置10は、培養液5の液面と培養液5中に配置された散気手段(図示せず)を有しており、培養に必要な酸素は、散気手段を介して液中に供給される。
In addition to these elements, the culture device 10 according to the present embodiment includes a gas supply facility 15 for air, oxygen, nitrogen, carbon dioxide gas, a hot water/cooled water supply facility (not shown), and a steam supply facility (not shown). ) And water supply/drainage equipment (not shown). Although the gas supply equipment 15 can be provided for each type of gas, they are collectively shown in FIG.
Further, the culture device 10 according to the present embodiment is equipped with a measuring means 16 for measuring the properties of the culture solution 5, and the dissolved oxygen concentration, dissolved carbon dioxide concentration, pH, temperature, ammonia concentration, lactate concentration of the culture liquid are included. , Get glutamine concentration and other measured values. Although the measuring means 16 can be provided with a measuring device for each measuring object, they are collectively shown in FIG.
Further, the culture device 10 according to the present embodiment has a liquid surface of the culture medium 5 and an aeration means (not shown) arranged in the culture medium 5, and oxygen necessary for the culture is aerated. It is supplied into the liquid through the means.

以上に説明した本実施形態に係る培養装置10によれば、培養槽4内においてろ過フィルタ3のろ過面31が攪拌流Aと平行に設けられており、また、ろ過フィルタ3が培養槽4内における攪拌流Aの最大流速から70%以内の領域71に設けられている。そのため、本実施形態に係る培養装置10は、攪拌流Aによるろ過面31の洗浄効果が得られ、ろ過フィルタ3の目詰まりを防止することができる。 According to the culture apparatus 10 according to the present embodiment described above, the filtration surface 31 of the filtration filter 3 is provided in parallel with the agitated flow A in the culture tank 4, and the filtration filter 3 is in the culture tank 4. It is provided in a region 71 within 70% of the maximum flow rate of the agitated flow A in FIG. Therefore, in the culture device 10 according to the present embodiment, the effect of cleaning the filtration surface 31 by the agitated flow A can be obtained, and the clogging of the filtration filter 3 can be prevented.

次に、本発明の効果を確認した確認実験について説明する。
実施例として、図1に示す分離装置1を適用した図5に示す培養装置10を用いて細胞を培養し、所定の培養期間における生細胞数を測定した。また、比較例として、従来の培養装置、すなわちろ過フィルタを設けていない一般的な培養槽を用いて通常の回分培養を行い、同様に生細胞数を測定した。
Next, a confirmation experiment confirming the effect of the present invention will be described.
As an example, cells were cultured using the culture device 10 shown in FIG. 5 to which the separation device 1 shown in FIG. 1 was applied, and the number of viable cells in a predetermined culture period was measured. In addition, as a comparative example, ordinary batch culture was performed using a conventional culture device, that is, a general culture tank without a filtration filter, and the number of viable cells was similarly measured.

具体的に、細胞としてはマウス−マウスハイブリドーマであるCRL−1606細胞(American Type Culture Collectionより購入)を用いた。この細胞は抗フィブロネクチン抗体を分泌する浮遊系の細胞である。
培養にはIscove’s Modified Dulbecco’s Medium(IMDM培地)に5%濃度になるようにFetal bovine serum(FBS)を添加した培地を用いた。
培養装置は内径150mm、培養容積5Lのガラス製円筒型培養槽を用いた。加温用ラバーヒータ、マグネット駆動式撹拌翼、温度測定電極、pH電極、DO電極およびこれらを計測して調節する制御装置が接続されている。
液中通気用に平均細孔径100μmの焼結金属製スパージャを組み込み、培養液に通気した。
培養液のpHは、培養槽気相部に供給する混合ガス(空気、窒素、酸素、炭酸ガス)中の炭酸ガス濃度を増減させて自動で調節した。
また、培養液の温度は37℃に調節した。培養液が酸性化した場合には濃度2%の水酸化ナトリウム溶液を注入して調節した。
溶存酸素濃度については、液面気相部および液中に供給するガスの酸素分圧を増減して調節した。
撹拌翼は、撹拌翼を取り付けた攪拌軸を直結した駆動用モータを用いて100rpm(回転/分)の回転速度で回転させた。
ろ過フィルムで分離した培養液の液分は回収容器に収容した。また、回収した液分と同量の前記培地を添加装置により添加した。
Specifically, CRL-1606 cells (purchased from American Type Culture Collection) that are mouse-mouse hybridomas were used as the cells. This cell is a floating cell that secretes an anti-fibronectin antibody.
For culturing, a medium was prepared by adding Fetal bovine serum (FBS) to 5% concentration in Iscove's Modified Dulbecco's Medium (IMDM medium).
As the culture device, a glass cylindrical culture tank having an inner diameter of 150 mm and a culture volume of 5 L was used. A rubber heater for heating, a stirring blade driven by a magnet, a temperature measuring electrode, a pH electrode, a DO electrode, and a controller for measuring and adjusting these are connected.
A sintered metal sparger having an average pore diameter of 100 μm was incorporated for aeration in the liquid, and the culture liquid was aerated.
The pH of the culture solution was automatically adjusted by increasing or decreasing the carbon dioxide concentration in the mixed gas (air, nitrogen, oxygen, carbon dioxide) supplied to the gas phase part of the culture tank.
The temperature of the culture solution was adjusted to 37°C. When the culture broth was acidified, a 2% sodium hydroxide solution was added to adjust the concentration.
The dissolved oxygen concentration was adjusted by increasing or decreasing the oxygen partial pressure of the gas on the liquid surface and the gas supplied into the liquid.
The stirring blade was rotated at a rotation speed of 100 rpm (rotation/minute) using a drive motor directly connected to a stirring shaft equipped with the stirring blade.
The liquid content of the culture solution separated by the filtration film was stored in a collection container. Also, the same amount of the above-mentioned medium as the collected liquid was added by an addition device.

培養開始から1日に2〜3回の頻度で培養槽内の培養液を無菌的にサンプリングし、生細胞数を測定した。生細胞数の測定はBeckman Coulter社製の生細胞計数計BioProfile 100Plusを用い、トリパンブルーにより染色した死細胞と区別して画像処理により計数した。 The culture solution in the culture tank was aseptically sampled 2-3 times a day from the start of the culture, and the number of viable cells was measured. The number of viable cells was measured by using a viable cell counter BioProfile 100Plus manufactured by Beckman Coulter, which was distinguished from the dead cells stained with trypan blue and counted by image processing.

その結果を図6に示す。図6は、実施例と比較例に係る培養日数(day)と生細胞数(10個/mL)の関係を示すグラフである。
図6に示すように、実施例に係る分離装置を適用した培養装置は、培養細胞の増殖において良好な培養結果を示した(図6中、実線)。
一方、比較例に係る培養装置は、培養液中に蓄積するアンモニアが生体細胞の増殖を阻害する濃度に達した時点で細胞の増殖が抑制された(図6中、破線)。
以上のように、実施例に係る培養装置(分離装置)は、アンモニア等の細胞生育増殖阻害物質を除去することで、長期間の連続培養を継続することが可能となり、生産性の向上を図ることができる。
培養終了後、ろ過フィルタの目詰まりの有無を確認したところ、実施例に係る培養装置(分離装置)のろ過フィルムは目詰まりしていなかった。
The result is shown in FIG. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the number of culture days (day) and the number of viable cells (10 6 cells/mL) according to Examples and Comparative Examples.
As shown in FIG. 6, the culture device to which the separation device according to the example was applied showed a good culture result in the growth of cultured cells (solid line in FIG. 6 ).
On the other hand, in the culture device according to the comparative example, the cell growth was suppressed when the ammonia accumulated in the culture reached a concentration at which the growth of living cells was inhibited (broken line in FIG. 6 ).
As described above, the culture device (separation device) according to the embodiment enables continuous culture for a long period of time by removing cell growth and growth inhibitory substances such as ammonia, thereby improving productivity. be able to.
After completion of the culture, the presence or absence of clogging of the filtration filter was confirmed, and the filtration film of the culture device (separation device) according to the example was not clogged.

以上、本発明に係る分離装置、培養装置および分離方法について実施形態および実施例により詳細に説明したが、本発明は前記した実施形態および実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施形態および実施例は本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態や実施例の構成の一部を他の実施形態や実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態や実施例の構成に他の実施形態や実施例の構成を加えることも可能である。また、それぞれの実施形態や実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。 As described above, the separation device, the culture device and the separation method according to the present invention have been described in detail with reference to the embodiments and examples. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications can be made. included. For example, the above-described embodiments and examples have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of an embodiment or example can be replaced with the configuration of another embodiment or example, and the configuration of a certain embodiment or example can be replaced with that of another embodiment or example. It is also possible to add a configuration. Further, it is possible to add/delete/replace other configurations with respect to a part of the configurations of the respective embodiments and examples.

1 分離装置
2 攪拌翼
3 ろ過フィルタ
31 ろ過面
4 培養槽
41 側壁部
5 培養液
6 攪拌軸
71 攪拌流の最大流速から70%以内の領域
72 攪拌流の最大流速となる領域
A 攪拌流
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Separation device 2 Stirring blade 3 Filtration filter 31 Filtration surface 4 Culture tank 41 Side wall 5 Culture solution 6 Stirring shaft 71 Area within 70% of maximum flow velocity of stirred flow 72 Region where maximum flow velocity of stirred flow A A Stirred flow

Claims (8)

培養槽内に設けられ、培養液を攪拌して攪拌流を生じさせる攪拌翼と、
前記培養槽内においてろ過面が前記攪拌流と平行に設けられており、当該ろ過面から前記培養液の液分を分離するろ過フィルタと、を有し、
前記ろ過フィルタが、前記培養槽内における前記攪拌流の最大流速から70%以内の領域に設けられているとともに、
前記ろ過フィルタが、前記培養槽の側壁部の一部に、周方向に回転可能に設けられており、且つ
前記ろ過フィルタが、前記攪拌翼が取り付けられている攪拌軸と支持部材によって一体的に固定されている
ことを特徴とする分離装置。
A stirring blade provided in the culture tank for stirring the culture solution to generate a stirring flow,
A filtration surface is provided in parallel with the stirring flow in the culture tank, and has a filtration filter for separating a liquid content of the culture solution from the filtration surface,
The filtration filter is provided in a region within 70% of the maximum flow rate of the stirring flow in the culture tank ,
The filtration filter is provided in a part of the side wall of the culture tank so as to be rotatable in the circumferential direction, and
A separation device , wherein the filtration filter is integrally fixed by a stirring shaft to which the stirring blade is attached and a supporting member .
培養槽内に設けられ、培養液を攪拌して攪拌流を生じさせる攪拌翼と、
前記培養槽内においてろ過面が前記攪拌流と平行に設けられており、当該ろ過面から前記培養液の液分を分離するろ過フィルタと、を有し、
前記ろ過フィルタが、前記培養槽内における前記攪拌流の最大流速から70%以内の領域に設けられているとともに、
前記ろ過フィルタが、前記培養槽の側壁部の一部に、周方向に回転可能に設けられており、且つ
前記ろ過フィルタが、前記攪拌翼が取り付けられている攪拌軸とは別個に設けられた、前記ろ過フィルタを前記培養槽の周方向に回転させることのできる回転部材と支持部材によって一体的に固定されている
ことを特徴とする分離装置。
A stirring blade provided in the culture tank for stirring the culture solution to generate a stirring flow,
A filtration surface is provided in parallel with the stirring flow in the culture tank, and has a filtration filter for separating a liquid content of the culture solution from the filtration surface,
The filtration filter is provided in a region within 70% of the maximum flow rate of the stirring flow in the culture tank,
The filtration filter is provided in a part of the side wall of the culture tank so as to be rotatable in the circumferential direction, and
The filtration filter is integrally fixed by a rotation member and a support member that are provided separately from the stirring shaft to which the stirring blade is attached and that can rotate the filtration filter in the circumferential direction of the culture tank. separation and wherein the are.
請求項1または請求項2において、
前記ろ過フィルタ、前記培養槽内における前記攪拌流の最大流速となる領域に設けられていることを特徴とする分離装置。
In claim 1 or claim 2 ,
The separation device, wherein the filtration filter is provided in a region where the stirring flow has a maximum flow velocity in the culture tank .
培養液を培養する培養槽と、
前記培養槽内に設けられ、前記培養液を攪拌して攪拌流を生じさせる攪拌翼と、
前記培養槽内においてろ過面が前記攪拌流と平行に設けられており、当該ろ過面から前記培養液の液分を分離するろ過フィルタと、
前記ろ過フィルタと接続されており、前記分離した液分を回収する回収容器と、
前記培養槽と接続されており、前記分離した液分と同量の補給液を前記培養槽内に添加する添加装置と、
を有し、
前記ろ過フィルタが、前記培養槽内における前記攪拌流の最大流速から70%以内の領域に設けられているとともに、
前記ろ過フィルタが、前記培養槽の側壁部の一部に、周方向に回転可能に設けられており、且つ
前記ろ過フィルタが、前記攪拌翼が取り付けられている攪拌軸と支持部材によって一体的に固定されている
ことを特徴とする培養装置。
A culture tank for culturing a culture solution,
A stirring blade provided in the culture tank and stirring the culture solution to generate a stirring flow,
In the culture tank, a filtration surface is provided in parallel with the agitated flow, and a filtration filter for separating the liquid content of the culture solution from the filtration surface,
A collection container that is connected to the filtration filter and collects the separated liquid component,
An addition device that is connected to the culture tank, and that adds the same amount of replenisher liquid as the separated liquid component into the culture tank,
Have
The filtration filter is provided in a region within 70% of the maximum flow rate of the stirring flow in the culture tank,
The filtration filter is provided in a part of the side wall of the culture tank so as to be rotatable in the circumferential direction, and
The culture device , wherein the filtration filter is integrally fixed by a stirring shaft to which the stirring blade is attached and a supporting member .
培養液を培養する培養槽と、
前記培養槽内に設けられ、前記培養液を攪拌して攪拌流を生じさせる攪拌翼と、
前記培養槽内においてろ過面が前記攪拌流と平行に設けられており、当該ろ過面から前記培養液の液分を分離するろ過フィルタと、
前記ろ過フィルタと接続されており、前記分離した液分を回収する回収容器と、
前記培養槽と接続されており、前記分離した液分と同量の補給液を前記培養槽内に添加する添加装置と、
を有し、
前記ろ過フィルタが、前記培養槽内における前記攪拌流の最大流速から70%以内の領域に設けられているとともに、
前記ろ過フィルタが、前記培養槽の側壁部の一部に、周方向に回転可能に設けられており、且つ
前記ろ過フィルタが、前記攪拌翼が取り付けられている攪拌軸とは別個に設けられた、前記ろ過フィルタを前記培養槽の周方向に回転させることのできる回転部材と支持部材によって一体的に固定されている
ことを特徴とする培養装置。
A culture tank for culturing a culture solution,
A stirring blade provided in the culture tank and stirring the culture solution to generate a stirring flow,
In the culture tank, a filtration surface is provided in parallel with the agitated flow, and a filtration filter for separating the liquid content of the culture solution from the filtration surface,
A collection container that is connected to the filtration filter and collects the separated liquid component,
An addition device that is connected to the culture tank, and that adds the same amount of replenisher liquid as the separated liquid component into the culture tank,
Have
The filtration filter is provided in a region within 70% of the maximum flow rate of the stirring flow in the culture tank,
The filtration filter is provided in a part of the side wall of the culture tank so as to be rotatable in the circumferential direction, and
The filtration filter is integrally fixed by a rotation member and a support member that are provided separately from the stirring shaft to which the stirring blade is attached and that can rotate the filtration filter in the circumferential direction of the culture tank. and culturing and wherein the are.
請求項4または請求項5において、
前記ろ過フィルタが、前記培養槽内における前記攪拌流の最大流速となる領域に設けられていることを特徴とする培養装置。
In claim 4 or claim 5 ,
The filtration filter, culture apparatus characterized by being provided in the region of maximum flow rate of the stirring flow in the culture tank.
攪拌翼により培養槽内で培養液を攪拌して攪拌流を生じさせつつ、前記培養槽内における前記攪拌流の最大流速から70%以内の領域に設けられた、前記攪拌流に対してろ過面が平行であり、且つ前記培養槽の側壁部の一部に、周方向に回転可能に設けられており、且つ前記攪拌翼が取り付けられている攪拌軸と支持部材によって一体的に固定されているろ過フィルタで前記培養液から液分を分離することを特徴とする分離方法 While causing stirred flow by stirring the culture solution in the culture Yoso by stirring blade, provided in a region within 70% from a maximum flow rate of the stirring flow in the culture tank, filtration to the stirred flow The surfaces are parallel to each other, and a part of the side wall of the culture tank is rotatably provided in the circumferential direction, and is integrally fixed by a stirring shaft to which the stirring blade is attached and a supporting member. Separation method characterized in that a liquid content is separated from the culture liquid by a filtration filter . 攪拌翼により培養槽内で培養液を攪拌して攪拌流を生じさせつつ、前記培養槽内における前記攪拌流の最大流速から70%以内の領域に設けられた、前記攪拌流に対してろ過面が平行であり、且つ前記培養槽の側壁部の一部に、周方向に回転可能に設けられており、且つ前記攪拌翼が取り付けられている攪拌軸とは別個に設けられた、前記培養槽の周方向に回転させることのできる回転部材と支持部材によって一体的に固定されているろ過フィルタで前記培養液から液分を分離することを特徴とする分離方法 While stirring the culture solution in the culture tank with a stirring blade to generate a stirring flow, a filtering surface for the stirring flow is provided in a region within 70% of the maximum flow rate of the stirring flow in the culture tank. Are parallel to each other, and are provided rotatably in a circumferential direction on a part of the side wall of the culture tank, and are provided separately from a stirring shaft to which the stirring blade is attached. A method of separation, wherein the liquid content is separated from the culture solution by a filtration filter that is integrally fixed by a rotating member that can be rotated in the circumferential direction and a supporting member .
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