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公開番号2025007446
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-17
出願番号2023108838
出願日2023-06-30
発明の名称バイオリアクタ、バイオリアクタシステム、及びバイオリアクタの運転方法
出願人三菱重工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類C12M 1/00 20060101AFI20250109BHJP(生化学;ビール;酒精;ぶどう酒;酢;微生物学;酵素学;突然変異または遺伝子工学)
要約【課題】コンパクトな構成で細胞の成長フェーズに応じた培養を行うことが可能なバイオリアクタを提供する。
【解決手段】鉛直方向に延びる軸線を中心とする外側円筒と、前記外側円筒の内側で前記軸線を中心として設けられた内側円筒と、前記前記外側円筒と前記内側円筒との間に配置されて、前記内側円筒との間に第一プールを区画形成するとともに前記外側円筒との間に第二プールを区画形成し、前記軸線回りに回転可能とされた回転円筒と、前記回転円筒を前記軸線回りに回転駆動させる駆動部と、前記第一プールに液体を供給可能な第一供給口と、前記第二プールに液体を供給可能な第二供給口と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
鉛直方向に延びる軸線を中心とする外側円筒と、
前記外側円筒の内側で前記軸線を中心として設けられた内側円筒と、
前記外側円筒と前記内側円筒との間に配置されて、前記内側円筒との間に第一プールを区画形成するとともに前記外側円筒との間に第二プールを区画形成し、前記軸線回りに回転可能とされた回転円筒と、
前記回転円筒を前記軸線回りに回転駆動させる駆動部と、
前記第一プールに液体を供給可能な第一供給口と、
前記第二プールに液体を供給可能な第二供給口と、
を備えるバイオリアクタ。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記第一供給口を介して、前記液体としての第一培地を前記第一プールに供給可能な第一培地供給部と、
前記第二供給口を介して、前記液体としての前記第一培地とは異なる成分の第二培地を前記第二プールに供給可能な第二培地供給部と、
を備える請求項１に記載のバイオリアクタ。
【請求項３】
前記第一プールの温度を調整可能な第一温調部と、
前記第二プールの温度を前記第一温調部とは独立して調整可能な第二温調部と、
を備える請求項１に記載のバイオリアクタ。
【請求項４】
前記第一プール及び前記第二プールに酸素を供給可能な酸素供給部を備える請求項１に記載のバイオリアクタ。
【請求項５】
前記酸素供給部は、
前記第一プールに酸素を供給可能な第一酸素供給部と、
前記第一酸素供給部とは独立して前記第二プールに酸素を供給可能な第二酸素供給部と、
を含む請求項４に記載のバイオリアクタ。
【請求項６】
前記第一プールに細胞を供給する細胞供給部と、
前記第一プールの前記液体の少なくとも一部を前記第二プールに移動させる移動機構と、
を備える請求項１から５のいずれか一項に記載のバイオリアクタ。
【請求項７】
前記移動機構は、
前記第一プールと前記第二プールとを接続する移動管と、
前記移動管に設けられて開閉可能とされた移動弁と、
を有する請求項６に記載のバイオリアクタ。
【請求項８】
前記駆動部は、前記回転円筒を正逆回転駆動可能とされており、
前記回転円筒は、該回転円筒を径方向に貫通する開口部を有し、
前記移動機構は、前記回転円筒の正回転時に前記開口部を閉塞するとともに、前記回転円筒の逆回転時に前記開口部を開放する開閉部を有する請求項６に記載のバイオリアクタ。
【請求項９】
前記移動機構は、
前記開口部を閉塞する閉塞位置と、前記閉塞位置よりも正回転方向前方側に位置して前記開口部を開放する開放位置と、の間でスライド移動可能なスライドドアを有する請求項８に記載のバイオリアクタ。
【請求項１０】
前記移動機構は、
前記開口部における正回転方向前方側で鉛直方向の延びる回動軸線回りに回動可能に設けられた開閉ドアを有し、
前記開閉ドアは、前記開口部を閉塞する閉塞位置と、前記開口部から離れて前記開口部を開放する開放位置と、の間で回動可能とされている請求項８に記載のバイオリアクタ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、バイオリアクタ、バイオリアクタシステム、及びバイオリアクタの運転方法に関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１には、細胞を培養するバイオリアクタが開示されている。このバイオリアクタは、回転円筒と外側円筒とを備えた二重円筒構造とされている。回転円筒と外側円筒との間には培養液が収容されるプールが区画形成されている。回転円筒が回転することでプールに収容された培養液にテイラー渦が形成される。当該テイラー渦によって培養液が撹拌されることで細胞培養が促進される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平８－３０８５６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、培養対象となる細胞は、その成長フェーズによって培養に適した環境条件が変化する。特に細胞の生育環境となる培地は、成長フェーズに応じて成分を変化させることが好ましい。
しかしながら、上記特許文献１に記載のバイオリアクタを用いた場合には、細胞の成長段階に応じて複数の異なるバイオリアクタを設置する必要があり、設置スペースが増加してしまう。
【０００５】
本開示は上記課題を解決するためになされたものであって、コンパクトな構成で細胞の成長フェーズに応じた培養を行うことが可能なバイオリアクタ、バイオリアクタシステム、及びバイオリアクタの運転方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本開示に係るバイオリアクタは、鉛直方向に延びる軸線を中心とする外側円筒と、前記外側円筒の内側で前記軸線を中心として設けられた内側円筒と、前記外側円筒と前記内側円筒との間に配置されて、前記内側円筒との間に第一プールを区画形成するとともに前記外側円筒との間に第二プールを区画形成し、前記軸線回りに回転可能とされた回転円筒と、前記回転円筒を前記軸線回りに回転駆動させる駆動部と、前記第一プールに液体を供給可能な第一供給口と、前記第二プールに液体を供給可能な第二供給口と、を備える。
【０００７】
本開示に係るバイオリアクタシステムは、上記のバイオリアクタと、前記バイオリアクタを制御する制御装置と、を備え、前記バイオリアクタは、前記第一供給口を介して、前記液体としての第一培地を前記第一プールに供給可能な第一培地供給部と、前記第二供給口を介して、前記液体としての前記第一培地とは異なる成分の前記第二培地を前記第二プールに供給可能な第二培地供給部と、を備え、前記制御装置は、前記第一培地供給部を制御することで前記第一プールに前記第一培地を供給するとともに、前記第二培地供給部を制御することで前記第二プールに前記第二培地を供給する培地供給工程を実行する培地供給制御部を有する。
【０００８】
本開示に係るバイオリアクタの運転方法は、鉛直方向に延びる軸線を中心とする外側円筒と、前記外側円筒の内側で前記軸線を中心として設けられた内側円筒と、前記外側円筒と前記内側円筒との間に配置されて、前記内側円筒との間に第一プールを区画形成するとともに前記外側円筒との間に第二プールを区画形成し、前記軸線回りに回転可能とされた回転円筒と、前記回転円筒を前記軸線回りに回転駆動させる駆動部と、を備えるバイオリアクタの運転方法であって、第一培地を前記第一プールに供給するとともに、前記第一培地とは異なる成分の第二培地を前記第二プールに供給する培地供給工程を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、コンパクトな構成で細胞の成長フェーズに応じた培養を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本開示の第一実施形態に係るバイオリアクタシステムの全体構成を説明する模式的な縦断面図である。
図１のＩＩ－ＩＩ断面図である。
本開示の第一実施形態に係るバイオリアクタシステムの制御装置の機能ブロック図である。
本開示の第一実施形態に係るバイオリアクタシステムの制御装置の処理の流れを示すフローチャートである。
本開示の第一実施形態の培養工程の手順を説明するフローチャートである。
本開示の第一実施形態の移動工程の手順を説明するフローチャートである。
本開示の第二実施形態に係るバイオリアクタシステムの全体構成を説明する模式的な縦断面図である。
図７のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ断面図である。
本開示の第二実施形態に係るバイオリアクタシステムの回転円筒の水平断面図であって、回転円筒が正回転駆動している状態を示す図である。
本開示の第二実施形態に係るバイオリアクタシステムの回転円筒の水平断面図であって、回転円筒が逆回転駆動している状態を示す図である。
本開示の第二実施形態の移動工程の手順を説明するフローチャートである。
本開示の第二実施形態の変形例に係るバイオリアクタシステムの回転円筒の水平断面図であって、回転円筒が正回転駆動している状態を示す図である。
本開示の第二実施形態の変形例に係るバイオリアクタシステムの回転円筒の水平断面図であって、回転円筒が逆回転駆動している状態を示す図である。
本開示の第三実施形態に係るバイオリアクタシステムの全体構成を説明する模式的な縦断面図である。
本開示の第三実施形態に係るバイオリアクタシステムの制御装置の機能ブロック図である。
本開示の第三実施形態に係るバイオリアクタシステムの制御装置の処理の流れを示すフローチャートである。
本開示の第四実施形態に係るバイオリアクタシステムの全体構成を説明する模式的な縦断面図である。
本開示の第五実施形態に係るバイオリアクタシステムのシール部の構成を説明する要部拡大図である。
本開示の第五実施形態の第一変形例に係るバイオリアクタシステムのシール部の構成を説明する要部拡大図である。
本開示の第五実施形態の第二変形例に係るバイオリアクタシステムのシール部の構成を説明する要部拡大図である。
本開示の第六実施形態のバイオリアクタシステムの低熱伝導率部材の構成を説明する要部拡大図である。
本開示に係るバイオリアクタシステムの制御装置のハードウェア構成図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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