KR101825167B1 - Bioreactor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 세포를 인공적으로 배양하기 위한 바이오리액터에 관한 기술이다.The present invention relates to a bioreactor for artificially culturing cells.
바이오리액터는 생체 내에서 이뤄지고 있는 물질의 분해, 합성, 화학적 변환 등의 생화학적 반응 프로세스를 인공적으로 재현하려는 시스템으로서, 생물 반응기라고도 한다. 효소나 미생물을 이용하여 상온, 상압에서 연속적인 생체반응을 통해 세포를 인공적으로 배양할 수 있다.A bioreactor is a system for artificially reproducing biochemical reaction processes such as decomposition, synthesis, and chemical conversion of substances in vivo, and is also called a bioreactor. Cells can be artificially cultured through continuous biological reactions at room temperature and atmospheric pressure using enzymes or microorganisms.
세포는 주변의 환경에 민감하게 영향을 받기 때문에, 온도, 습도, 이산화탄소의 농도, 산소의 농도 등 세포의 성장에 있어서 최적의 조건을 제공하는 바이오리액터의 챔버 내에서 세포 배양이 이루어진다.Because the cells are sensitive to the surrounding environment, cell culture is performed in a chamber of a bioreactor that provides optimal conditions for cell growth, such as temperature, humidity, carbon dioxide concentration, and oxygen concentration.
바이오리액터의 챔버 내에는 선반이 마련되어 세포가 놓여질 수 있으며, 챔버에는 히터가 구비되어 챔버 내부의 공간은 세포가 배양되기 적합한 온도가 유지될 수 있다. 또한, 세포의 종류에 따라서 이산화탄소 또는 산소의 농도가 일정하게 유지되어야 하는 바, 챔버에 이산화탄소 가스 또는 산소 가스가 일정하게 공급 및 배출되도록 구성되어 있다.In the chamber of the bioreactor, a shelf is provided to allow the cells to be placed, and the chamber is provided with a heater, so that the space inside the chamber can be maintained at a temperature suitable for culturing the cells. Further, the concentration of carbon dioxide or oxygen must be kept constant depending on the kind of the cells, so that the carbon dioxide gas or the oxygen gas is uniformly supplied and discharged to the chamber.
한편, 사용자는 이러한 바이오리액터를 사용하여 세포를 배양하는 도중에도 필요에 따라서 챔버의 도어를 열고 닫아야 할 경우가 발생한다. 챔버의 도어를 열고 닫는 동안, 챔버 내부의 온도 및 습도가 변할 수 있고, 그리고 이산화 탄소 또는 산소 등의 농도가 급격하게 달라질 수 있다. 이러한 주변환경의 급격한 변화는 효과적인 세포 배양에 방해가 될 수 있다.On the other hand, the user may need to open and close the chamber door if necessary while the cells are being cultured using such a bioreactor. While opening and closing the door of the chamber, the temperature and humidity inside the chamber may change, and the concentration of carbon dioxide, oxygen, and the like may be abruptly changed. Such abrupt changes in the surrounding environment can interfere with effective cell culture.
본 발명의 발명가들은 이러한 문제점을 효과적으로 해결하기 위하여 오랫동안 연구노력한 끝에 본 발명을 완성하게 되었다.The inventors of the present invention have endeavored to research this problem for a long time and completed the present invention.
관련한 기술로는 대한민국 등록특허공보 제10-1192324호(2012. 10. 11 등록, 세포배양용 인큐베이터)가 있다.A related art is Korean Patent Registration No. 10-1192324 (registered on October 11, 2012, Incubator for cell culture).
본 발명의 목적은 상술한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 바이오리액터의 챔버를 열고 닫는 동안에도 주변 환경 조건의 변화없이 세포 배양을 지속할 수 있도록 워터백을 포함하는 바이오리액터를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a bioreactor including a water bag so that cell culture can be continued without changing the environmental conditions even when the chamber of the bioreactor is opened and closed.
또한, 사용자는 챔버 내부에서의 세포 배양 또는 워터백 내에서의 세포 배양을 선택할 수 있는 바이오리액터를 제공하는 것이다.In addition, the user is provided with a bioreactor capable of selecting the cell culture inside the chamber or the cell culture in the water bag.
그리고, 워터백 내부의 이산화탄소 또는 산소는 챔버 내부의 혼합공기를 이용하여 워터백을 위한 별도의 가스 주입부가 불필요한 바이오리액터를 제공하는 것이다. And, carbon dioxide or oxygen in the water bag provides a bioreactor that does not require a separate gas injection part for water bag using mixed air inside the chamber.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명은 세포를 배양할 수 있도록 내부에 배양실이 형성되고, O2, CO2, N2가 기설정비로 주입되어 혼합되는 챔버;In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a method for culturing a cell, comprising: forming a culture chamber in which a cell is cultured, a chamber in which O 2 , CO 2 , and N 2 are injected and mixed at a predetermined maintenance ratio;
상기 챔버에 결합되어, 상기 챔버 내부의 온도를 조절하는 온도 조절부;A temperature controller coupled to the chamber, the temperature controller adjusting a temperature inside the chamber;
상기 챔버 내부에 결합되고, 상부에 배양될 세포를 포함하는 배양액이 놓일 수 있는 로커(rocker); 및A rocker coupled to the interior of the chamber and capable of being placed in a culture medium containing cells to be cultured thereon; And
상기 로커 상부에 배치되고, 내부에 O2, CO2, N2가 기설정비율로 주입될 수 있고 배양액을 수용하여 세포를 배양할 수 있는 워터백을 포함하는 것을 특징으로 하는,And a water bag which is disposed on the rocker and into which O 2 , CO 2 and N 2 can be injected at a preset ratio and is capable of culturing the cells by receiving the culture liquid.
바이오리액터를 제공한다.Provide a bioreactor.
또한 본 발명은, 상기 챔버 내부의 혼합된 기체를 흡입하여 상기 워터백 내부로 이동시키는 에어펌프를 더 포함할 수 있다.Further, the present invention may further include an air pump for sucking the mixed gas inside the chamber and moving the mixed gas into the water bag.
그리고, 상기 챔버 내부와 상기 에어펌프 사이를 연결하여 상기 챔버 내부의 혼합된 기체가 에어펌프로 이동할 수 있는 흡입라인; 및A suction line connecting the inside of the chamber and the air pump so that the mixed gas inside the chamber can move to the air pump; And
상기 에어펌프와 상기 워터백 사이를 연결하여 상기 에어펌프로부터 혼합된 기체가 상기 워터백으로 이동할 수 있는 토출라인을 포함할 수 있다.And a discharge line connecting the air pump and the water bag to allow the mixed gas from the air pump to move to the water bag.
상기 로커는 중심축을 기준으로 기설정범위 내에서 진동할 수 있다.The rocker can vibrate within a predetermined range with respect to the center axis.
상기 챔버에 결합되어 상기 챔버 내부로 O2, CO2, N2를 각각 주입하는 O2 주입부, CO2 주입부, N2 주입부가 형성될 수 있다.An O 2 injection unit, a CO 2 injection unit, and an N 2 injection unit, which are connected to the chamber and inject O 2 , CO 2 , and N 2 into the chamber, respectively, may be formed.
또한, 본 발명은 상기 챔버에 결합되어 상기 챔버 내부의 O2의 농도를 측정하는 O2 센서 및 상기 챔버 내부의 CO2의 농도를 측정하는 CO2 센서를 포함하고,The present invention also includes an O 2 sensor coupled to the chamber for measuring the concentration of O 2 in the chamber and a CO 2 sensor for measuring the concentration of CO 2 in the chamber,
상기 O2 센서 및 상기 CO2 센서에서 측정된 O2의 농도 및 CO2의 농도에 따라 상기 O2 주입부, 상기 CO2 주입부, 상기 N2 주입부를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.And a controller for controlling the O 2 injector, the CO 2 injector, and the N 2 injector according to the concentration of O 2 and the concentration of CO 2 measured by the O 2 sensor and the CO 2 sensor.
또한, 본 발명은 상기 챔버에 결합되어, 상기 워터백 내부의 O2, 및 CO2의 농도를 측정할 수 있도록 보조하는 체크 노즐;The present invention also relates to a check nozzle coupled to the chamber to assist in measuring the concentration of O 2 and CO 2 in the water bag;
상기 워터백과 상기 체크 노즐을 연결하는 체크 라인을 더 포함할 수 있다.And a check line connecting the water bag and the check nozzle.
상기 온도 조절부는,The temperature controller may include:
상기 챔버 내부의 6면에 각각 설치된 히터를 포함할 수 있다.And a heater provided on six sides of the chamber.
상기 챔버에 결합되어 상기 챔버 내부의 혼합된기체를 순환시킬 수 있는 블로워 팬을 더 포함할 수 있다.And a blower fan coupled to the chamber to circulate the mixed gas within the chamber.
상기 로커는,The rocker
진동의 동력을 제공하는 BLDC 모터를 포함할 수 있다.And a BLDC motor that provides power to the vibrations.
위와 같은 본 발명의 바이오리액터를 이용하면, 챔버의 도어를 열고 닫아도 세포 배양되는 주변 환경에 영향을 받지 않아 지속적이면서 효과적인 세포 배양이 가능하다.By using the bioreactor of the present invention as described above, even if the chamber door is opened and closed, continuous and effective cell culture is possible without being affected by the surrounding environment of cell culture.
또한, 사용자는 챔버 내에서 세포 배양을 하거나 또는 챔버 내의 워터백 안에서의 세포 배양을 선택할 수 있어, 다양한 세포 배양 방법을 제공할 수 있다.In addition, the user can select a cell culture in a chamber or a cell culture in a water bag in a chamber, thereby providing various cell culture methods.
그리고 워터백 내부의 공기의 농도는 챔버 내부의 혼합공기를 이용함으로써 워터백 만의 별도의 공기 주입부가 불필요하다.The concentration of the air inside the water bag uses the mixed air inside the chamber, so that no separate air inflow of water only is required.
여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.Even if the effects are not expressly mentioned here, the effects described in the following specification, which are expected by the technical characteristics of the present invention, and the provisional effects thereof are handled as described in the specification of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오리액터를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오리액터 챔버 내의 혼합가스, 온도의 제어 및 로커의 진동의 제어를 나타낸 도면이다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.1 is a view showing a bioreactor according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing control of mixed gas, temperature, and vibration of a rocker in a bioreactor chamber according to an embodiment of the present invention.
It is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. It is to be understood, however, that the invention is not to be limited to the specific embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
이하, 본 발명에 따른 바이오리액터의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a bioreactor according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Referring to the accompanying drawings, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals, Is omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오리액터를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a bioreactor according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 바이오리액터는 챔버(100), 온도 조절부, 로커(300) 및 워터백(400)을 포함한다.The bioreactor according to the present invention includes a
챔버(100)는 세포를 배양할 수 있도록 내부에 배양실이 형성되어 있다. 내부 형상은 다양하게 변형될 수 있지만, 본 발명의 일 실시예에 따라서 내부가 육면체로 형성될 수 있다. 그리고 챔버(100)의 정면에는 챔버(100)의 내부에 증식을 위한 세포 및 배양액을 넣었다 뺐다 할 수 있는 도어가 형성되어 있다. 도어를 열어 세포 및 배양액을 배양실에 넣고, 도어를 닫은 다음 세포 배양이 최적화 될 수 있도록 일정 조건의 온도, 습도, 이산화탄소 농도, 산소 농도 등을 제어한다.The
이러한 챔버(100)에는 산소, 이산화탄소, 질소가 기설정비로 주입될 수 있다. 세포의 배양을 위해서는 세포의 종류에 따라 산소 또는 이산화탄소가 요구된다. 경우에 따라서 세포 배양에 최적화될 수 있게 산소 또는 이산화탄소의 적정한 농도를 설정한다.In this
이때 배양실 내의 산소의 농도비 또는 이산화탄소의 농도비는 질소의 농도로 조절할 수 있다. 예를 들어, 챔버(100)의 배양실 내의 이산화탄소 농도를 5%로 조절하고 싶으면 배양실 내 이산화탄소와 질소를 5:95의 비율로 주입하면 된다. 마찬가지로 산소의 농도를 20%로 조절하고 싶으면 산소와 질소를 배양실 내로 20:80의 비율로 주입하면 된다. At this time, the concentration ratio of oxygen in the culture chamber or the concentration ratio of carbon dioxide can be adjusted to the concentration of nitrogen. For example, if it is desired to adjust the carbon dioxide concentration in the culture chamber of the
이렇게 질소는 배양실 내의 공기 중 산소와 이산화탄소의 농도를 조절하기 위하여 주입되는 것으로서, 본 발명에 따른 챔버(100)는 산소, 이산화탄소, 질소가 기설정된 비율로 주입되어 혼합될 수 있다.The nitrogen is injected to adjust the concentration of oxygen and carbon dioxide in the air in the culture chamber. The
본 발명은 챔버(100)에 산소, 이산화탄소, 질소의 주입을 위하여 산소 주입부(110), 이산화탄소 주입부(120), 질소 주입부(130)가 각각 결합되어 있다.The
챔버(100)에 결합된 산소 주입부(110), 이산화탄소 주입부(120), 질소 주입부(130)는 설정된 양 만큼 챔버(100)의 배양실 내로 주입되어 혼합될 수 있다. The
챔버(100)에는 산소와 이산화탄소의 농도를 측정하는 산소 센서(140) 및 이산화탄소 센서(150)가 결합되어 있다. 그리고, 챔버(100)에 결합된 제어부(150)는 산소 센서(140) 및 이산화탄소 센서(150)에서 측정된 산소 농도 및 이산화탄소의 농도에 따라서 산소 주입부(110), 이산화탄소 주입부(120), 및 질소 주입부(130)를 제어하여, 챔버(100)의 배양실 내 혼합 공기가 기설정된 산소 농도와 이산화탄소 농도에 맞도록 조절한다.The
이러한 제어부(150)의 구성을 통하여 챔버(100) 내의 혼합공기가 자동으로 배양에 최적화되도록 자동으로 조절될 수 있는 것이다.Through the configuration of the
그리고 챔버(100)의 배양실 내에 주입된 산소, 이산화탄소, 및 질소의 혼합과 혼합된 기체의 순환을 위하여 챔버(100)에는 블로워 팬(700)이 결합될 수 있다. 블로워 팬(700)은 팬의 회전으로 챔버(100)의 배양실 내 공기를 이동시켜 산소, 이산화탄소, 및 질소를 더욱 잘 혼합하고, 혼합된 공기를 챔버(100) 내의 배양실에 균일하게 퍼지도록 할 수 있다.And the
본 발명은 온도 조절부를 포함한다. 온도 조절부는 챔버(100)에 결합되어 챔버(100) 내부의 온도를 조절하게 도니다. 배양을 위해서는 배양실 내 일정 온도가 유지되어야 한다. 이를 위해서, 온도 조절부가 챔버(100)에 결합되어 챔버(100) 내부의 온도를 제어하게 된다.The present invention includes a temperature controller. The temperature controller is coupled to the
이러한 온도 조절부는 챔버(100) 내부의 6면에 모두 설치된 히터(200)를 포함한다. 즉, 챔버(100) 내부가 6면체로 형성되고, 각각의 면에는 모두 히터(200)가 구비되어, 각각의 면에서 온도를 제어함으로써, 배양실 내의 온도가 균일하게 유지될 수 있다. 앞서 설명한 블로워 팬(700)은 배양실 내 공기의 혼합 및 순환뿐만 아니라, 공기를 순환시켜 결국 배양실 내의 온도를 균일하게 하는데도 도움을 준다. The temperature controller includes a
각각의 면에 설치된 히터(200)는 개별적으로 제어되어 온도 조절의 효율을 향상시킬 수 있다.The
그리고 본 발명은 로커(300)를 포함한다.The present invention includes a rocker (300).
로커(300)는 챔버(100) 내부에 결합되고 상부에 배양될 세포를 포함하는 배양액이 놓일 수 있다. 세포와 배양액은 특정 용기에 수용되어 챔버(100) 내의 배양실에 놓여 배양이 진행될 수 있다. 이때 세포와 배양액이 수용된 용기는 로커(300)와 같은 선반 상에 놓여져 배양이 진행될 수 있다.The
로커(300)는 중심축(310)을 기준으로 회전할 수 있다. 일정 범위 내에서 중심축(310)을 기준으로 시소 운동과 유사하게 상하 운동을 하게 된다. 이러한 로커(300)의 회전 운동에 의해서 로커(300) 상에 배치된 세포 및 배양액은 잘 진탕될 수 있다. 로커(300)가 일종의 쉐이커 역할을 하는 것이다.The
세포와 배양액을 수평의 정지상태에서 배양하는 것보다 세포와 배양액을 수용한 용기에 직선운동, 회전운동, 상하운동 등의 외력을 가하게 되면 세포와 배양액을 보다 능률적으로 배양될 수 있다. 세포와 배양액의 접촉을 균일하게 할 뿐만 아니라 산소 또는 이산화탄소와의 접촉을 증각시켜 효율적이고 균일한 배양을 가능하게 한다.Cells and culture medium can be cultured more efficiently if external forces such as linear motion, rotational motion, and up and down motion are applied to the container containing the cells and the culture medium, rather than culturing the cells and the culture medium in a horizontal static state. Not only makes contact between the cells and the culture medium uniform, but also increases the contact with oxygen or carbon dioxide, thereby enabling efficient and uniform culture.
이러한 효율적인 배양을 위해서 로커(300)를 시소 운동과 같이 일정범위 내에서 상하로 회전운동시킬 수 있다. In order to efficiently cultivate the
로커(300)의 회전운동의 동력을 제공하는 것은 BLDC 모터(320) 일 수 있다. BLDC 모터(320)는 회전자와 고정자로 구성되고, 회전자는 자석판과 자석판 상에 배치되는 복수의 영구자석으로 형성된다. 즉, 자석판은 원형으로 형성되고, 이러한 자석판 상에 복수의 영구자석이 원주를 따라서 배치된다. 또한, 코일판도 자석판에 대응하여, 동일한 크기의 원형판으로 형성된다. 그리고 이러한 코일판 상에는 복수의 자석에 대응한 권선된 복수의 코일이 배치된다.It may be the
권선된 복수의 코일에 전류가 공급되면 회전자계가 형성되고, 이러한 회전자계와 복수의 영구자석이 형성하는 자력계가 서로 쇄교하게 되면 회전자에 회전의 동력이 발생할 수 있다. 이러한 원리에 따라서 회전자가 고정자에 지지되어 회전할 수 있는 것이다.When a current is supplied to a plurality of winded coils, a rotating system is formed. When the magnet system formed by the rotating system and the plurality of permanent magnets are linked to each other, a rotational power may be generated in the rotor. According to this principle, the rotor can be supported and rotated by the stator.
회전자가 회전하게 되면 회전자에 결합된 중심축(310)이 회전하고 중심축(310)이 회전하면 중심축(310)에 결합된 로커(300)가 회전하게 되는 것이다.When the rotor rotates, the
BLDC 모터(320)를 사용함으로써, 마모가 없어 내구성을 강하여 오랜기간 안정적으로 로커(300)의 회전에 모터를 사용할 수 있다.By using the
본 발명의 일 실시예에 따르면, 로커(300)의 상부에 워터백(400)이 배치될 수 있다. 이러한 워터백(400) 내부에는 세포와 배양액이 주입되어, 세포의 증식을 진행할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a
이러한 워터백(400)의 구성을 통하여, 사용자가 챔버(100)의 도어를 열게 되는 경우에도, 워터백(400) 내부에서는 주변 환경 조건의 변화없이 배양을 지속할 수 있게 된다.Even when the user opens the door of the
챔버(100)의 도어를 열게되면 챔버(100) 내부의 배양실의 산소 농도 또는 이산화탄소 농도가 급격히 달라질 수 있다. 또한 배양실 내부의 온도 또한 변할 수 있다. 이에 따라 배양실 내부에서 배양하는 세포의 주변환경이 변화되어 세포의 배양에 영향을 줄 수 있다.When the door of the
그런데, 본 발명에서와 같이, 배양실 내 별도의 워터백(400)을 마련하게 되면, 챔버(100)의 도어가 열리게 되더라도, 워터백(400) 내부의 산소 또는 이산화탄소의 농도가 불변하고, 온도 또한 워터백(400)으로 인하여 갑자기 달라지지 않는다. 따라서 워터백(400) 내부에서 지속적이면서 안정적으로 배양 공정을 진행할 수 있게 된다.However, if a
따라서 사용자는 챔버(100) 내부의 배양실에서 세포를 배양할 수도 있고, 또한 배양실 내부의 워터백(400) 내부에서 세포를 배양할 수도 있다. 사용자는 편의에 따라서 선택하여 세포를 배양할 수 있다.Accordingly, the user may cultivate the cells in the culture chamber inside the
이때, 워터백(400)에 주입되는 혼합공기는 챔버(100) 내부의 혼합공기를 이용할 수 있다. 따라서 별도의 워터백(400)을 위한 공기 주입부가 불필요하다.At this time, mixed air injected into the
이를 위해서 본 발명은 에어펌프(500)를 더 포함할 수 있다. 에어펌프(500)는 챔버(100)의 배양실 외부에 배치되고, 챔버(100) 내부의 혼합된 기체를 흡입하여 워터백(400) 내부로 재 공급할 수 있다. 챔버(100) 내부의 혼합된 기체가 에어펌프(500)로 이동하기 위하여 흡입라인(510)을 포함한다.To this end, the present invention may further include an
흡입라인(510)은 챔버(100) 내부와 에어펌프(500) 사이를 연결하여 챔버(100) 내부의 혼합된 기체를 에어펌프(500)로 이동시킨다. The
에어펌프(500)로 이동한 혼합된 기체를 다시 워터백(400)으로 이동시키기 위하여 토출라인(520)을 포함한다. 토출라인(520)은 에어펌프(500)와 워터백(400) 사이를 연결하여 챔버(100)에서 에어펌프(500)로 이동한 혼합된 기체를 다시 워터백(400)으로 이동시키는 것이다.And an
이러한 구성을 통하여, 챔버(100) 내부의 혼합기체를 제어함으로써, 자동으로 챔버(100) 내부의 혼합기체와 동일한 기체가 워터백(400) 내부로 유입되어 워터백(400) 내부의 기체를 별도로 제어할 필요가 없게 된다. 결국, 워터백(400) 내부의 기체는 조절은 챔버(100) 내부의 기체 조절로 충분하게 된다.By controlling the mixed gas in the
에어펌프(500)를 통해서 워터백(400)에 충분한 양의 혼합기체가 유입되면 에어펌프(500)의 가동을 중단하고, 흡인라인 또는 토출라인(520)을 일시적으로 폐쇄할 수 있다. 이렇게 에어펌프(500)와 챔버(100) 내부의 기체를 서로 분리하게 되면, 챔버(100)의 도어를 열게 되더라도, 워터백(400) 내부의 혼합기체의 농도(산소 농도, 이산화탄소 농도)는 외부 기체의 영향없이 일정한 농도를 유지하게 된다.When the sufficient amount of mixed gas flows into the
본 발명의 일 실시예에서는 워터백(400) 내부의 혼합기체의 농도를 별도로 측정할 수도 있다.In an embodiment of the present invention, the concentration of the mixed gas in the
이를 위하여 챔버(100) 외측에 형성되는 체크 노즐(600)을 더 포함할 수 있다. 그리고, 체크 라인(610)은 워터백(400)과 체크 노즐(600)을 서로 연결하여 워터백(400)의 혼합된 기체를 체크 노즐(600)로 이동시킬 수 있다. For this, a
즉, 체크 노즐(600)은 챔버(100)에 결합되어 워터백(400) 내부의 산소 농도 또는 이산화탄소 농도를 측정할 수 있게 된다. 체크 노즐(600)에 산소 농도 측정기 또는 이산화탄소 농도 측정기를 결합하여 체크 라인(610)을 타고 이동하는 워터백(400) 내부의 산소 또는 이산화탄소의 농도를 체크해 볼 수 있다.That is, the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오리액터 챔버(100) 내의 혼합가스, 온도의 제어 및 로커(300)의 진동의 제어를 나타낸 도면이다.2 is a view showing the control of the mixture gas in the
이산화탄소는 이산화탄소 탱크에 저장되어 있다가 이산화탄소 메인보드가 솔레노이드 밸브를 제어함으로써 챔버(100) 내로 주입될 수 있다.The carbon dioxide is stored in the carbon dioxide tank, and the carbon dioxide main board can be injected into the
질소는 질소 탱크에 저장되어 있고, 산소는 산소 탱크에 저장되어 있다가 산소 제어 보드에 의해서 솔레노이드 밸브가 제어 되어 질소와 산소의 기설정 양이 챔버(100) 내부로 주입된다.The nitrogen is stored in the nitrogen tank, the oxygen is stored in the oxygen tank, and the solenoid valve is controlled by the oxygen control board so that a predetermined amount of nitrogen and oxygen is injected into the
이렇게 주입된 산소, 이산화탄소, 질소는 챔버(100) 내에서 혼합될 수 있다. 그리고 이렇게 혼합된 기체는 에어펌프(500)를 통하여 워터백(400) 내부로 이동하여 세포 배양을 진행할 수 있다.The injected oxygen, carbon dioxide, and nitrogen can be mixed in the
한편 BLDC 모터(320) 드리이버 보드는 BLDC 모터(320)를 제어함으로써, 로커(300)에 시소와 같은 상하 회전력을 제공할 수 있다. 로커(300)가 회전함에 따라서 로커(300) 상부에 놓인 세포 및 배양액은 더 효과적이면서 균일하게 진탕될 수 있다. 로커(300)가 쉐이커의 기능을 할 수 있다. On the other hand, the driver board of the
사용자는 본 발명의 세포배양장치를 이용하여 챔버(100) 내부에 세포 배양을 직접 할 수도 있고, 챔버(100) 내부의 워터백(400) 내부에서 세포배양을 선택적으로 할 수도 있다.The user may directly perform cell culture inside the
그리고 온도 조절부는 챔버(100) 내부의 온도를 전체적으로 조절한다. 챔버(100) 내부의 온도 조절에 따라서 워터백(400) 내부의 온도도 함께 조절된다. 챔버(100) 내부에 삽입되어 있으면서 챔버(100) 내부의 혼합된 기체를 워터백(400)에서 함께 공유하기 때문이다.And the temperature controller controls the temperature inside the
본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한 번 첨언한다.The scope of protection of the present invention is not limited to the description and the expression of the embodiments explicitly described in the foregoing. It is again to be understood that the present invention is not limited by the modifications or substitutions that are obvious to those skilled in the art.
100: 챔버
110: 산소 주입부
120: 이산화탄소 주입부
130: 질소 주입부
140: 산소 센서
150: 이산화탄소 센서
160: 제어부
200: 히터
300: 로커
310: 중심축
320: BLDC 모터
400: 워터백
500: 에어펌프
510: 흡입라인
520: 토출라인
600: 체크 노즐
610: 체크 라인
700: 블로워 팬100: chamber
110:
120: carbon dioxide injection unit
130: Nitrogen injection part
140: oxygen sensor
150: Carbon dioxide sensor
160:
200: heater
300: Rocker
310: center axis
320: BLDC motor
400: water bag
500: air pump
510: suction line
520: Discharge line
600: Check nozzle
610: Check line
700: blower fan
Claims (10)
상기 챔버에 결합되어, 상기 챔버 내부의 온도를 조절하는 온도 조절부;
상기 챔버 내부에 결합되고, 상부에 배양될 세포를 포함하는 배양액이 놓일 수 있는 로커(rocker);
상기 배양실 내에 마련되며, 상기 로커 상부에 배치되고, 내부에 O2, CO2, N2가 기설정비율로 주입될 수 있고 배양액을 수용하여 세포를 배양할 수 있는 워터백; 및
상기 챔버 내부의 혼합된 기체를 흡입하여 상기 워터백 내부로 이동시키는 에어펌프;를 포함하되,
상기 챔버 내부와 상기 에어펌프 사이를 연결하여 상기 챔버 내부의 혼합된 기체가 에어펌프로 이동할 수 있는 흡입라인; 및
상기 에어펌프와 상기 워터백 사이를 연결하여 상기 에어펌프로부터 혼합된 기체가 상기 워터백으로 이동할 수 있는 토출라인;을 더 포함하며,
상기 챔버 내부로 주입된 혼합 기체는 상기 배양실 내부에서 세포 배양을 위해 사용되고, 상기 에어펌프, 흡입라인 및 토출라인을 통해 상기 워터백으로 주입되어 상기 워터백 내부에서 세포 배양을 위해서도 사용되는 것을 특징으로 하는,
바이오리액터.A culture chamber is formed inside the cell so that the cells can be cultured. A door for introducing and withdrawing a culture solution containing cells to be cultured is formed. O 2 , CO 2 , and N 2 are injected through the injection parts A chamber to be mixed;
A temperature controller coupled to the chamber, the temperature controller adjusting a temperature inside the chamber;
A rocker coupled to the interior of the chamber and capable of being placed in a culture medium containing cells to be cultured thereon;
A water bag which is provided in the culture chamber and is disposed on the rocker and into which O 2 , CO 2 and N 2 can be injected at a predetermined ratio, the culture can be accommodated and cells can be cultured; And
And an air pump for sucking the mixed gas inside the chamber and moving the mixed gas into the water bag,
A suction line connecting the inside of the chamber and the air pump to allow the mixed gas inside the chamber to move to the air pump; And
And a discharge line connecting the air pump and the water bag so that the mixed gas from the air pump can move to the water bag,
The mixed gas injected into the chamber is used for cell culture inside the culture chamber and is also injected into the water bag through the air pump, the suction line and the discharge line, and is also used for cell culture inside the water bag doing,
Bioreactor.
상기 로커는 중심축을 기준으로 기설정범위 내에서 진동하는 것을 특징으로 하는,
바이오리액터.The method according to claim 1,
Characterized in that the rocker vibrates within a predetermined range with respect to the central axis.
Bioreactor.
상기 챔버에 결합되어 상기 챔버 내부로 O2, CO2, N2를 각각 주입하는 O2 주입부, CO2 주입부, N2 주입부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
바이오리액터.The method according to claim 1,
And an O 2 injection unit, a CO 2 injection unit, and an N 2 injection unit, which are coupled to the chamber and inject O 2 , CO 2 , and N 2 into the chamber, respectively.
Bioreactor.
상기 챔버에 결합되어 상기 챔버 내부의 O2의 농도를 측정하는 O2 센서 및 상기 챔버 내부의 C O2의 농도를 측정하는 CO2 센서를 포함하고,
상기 O2 센서 및 상기 CO2 센서에서 측정된 O2의 농도 및 CO2의 농도에 따라 상기 O2 주입부, 상기 CO2 주입부, 상기 N2 주입부를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
바이오리액터.6. The method of claim 5,
An O 2 sensor coupled to the chamber for measuring the concentration of O 2 within the chamber and a CO 2 sensor for measuring the concentration of CO 2 inside the chamber,
Characterized by further including the O 2 sensor and control unit for the O 2 injector, wherein the CO 2 injector, wherein the N 2 injection unit controlled according to the concentration and the concentration of CO 2 in the O 2 measured by the CO 2 sensor doing,
Bioreactor.
상기 챔버에 결합되어, 상기 워터백 내부의 O2, 및 CO2의 농도를 측정할 수 있도록 보조하는 체크 노즐;
상기 워터백과 상기 체크 노즐을 연결하는 체크 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
바이오리액터.The method according to claim 1,
A check nozzle coupled to the chamber to assist in measuring the concentration of O 2 and CO 2 in the water bag;
Further comprising a check line connecting the water bag and the check nozzle.
Bioreactor.
상기 온도 조절부는,
상기 챔버 내부의 6면에 각각 설치된 히터를 포함하는 것을 특징으로 하는,
바이오리액터.The method according to claim 1,
The temperature controller may include:
And a heater provided on each of six sides of the chamber.
Bioreactor.
상기 챔버에 결합되어 상기 챔버 내부의 혼합된기체를 순환시킬 수 있는 블로워 팬을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
바이오리액터.The method according to claim 1,
Further comprising a blower fan coupled to the chamber to circulate the mixed gas within the chamber.
Bioreactor.
상기 로커는,
진동의 동력을 제공하는 BLDC 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는,
바이오리액터.The method according to claim 1,
The rocker
Characterized in that it comprises a BLDC motor providing power of vibration,
Bioreactor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160119834A KR101825167B1 (en) | 2016-09-20 | 2016-09-20 | Bioreactor |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160119834A KR101825167B1 (en) | 2016-09-20 | 2016-09-20 | Bioreactor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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KR101825167B1 true KR101825167B1 (en) | 2018-02-02 |
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ID=61223350
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020160119834A KR101825167B1 (en) | 2016-09-20 | 2016-09-20 | Bioreactor |
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KR (1) | KR101825167B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102473972B1 (en) * | 2022-08-22 | 2022-12-06 | 주식회사 센트리온 | Single use cell culture system |
KR102638966B1 (en) | 2023-07-28 | 2024-02-21 | 셀베이스 주식회사 | Disposable bioreactor bag |
Citations (2)
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JP4665588B2 (en) * | 2004-04-13 | 2011-04-06 | 東洋製罐株式会社 | Culture double container and culture method |
JP2014527808A (en) * | 2011-09-07 | 2014-10-23 | セラピューティック プロテインズ インターナショナル, エルエルシー | Single container manufacturing of biological products |
-
2016
- 2016-09-20 KR KR1020160119834A patent/KR101825167B1/en active IP Right Grant
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