KR20040088076A

KR20040088076A - 배양 장치 및 보존고

Info

Publication number: KR20040088076A
Application number: KR10-2004-7012962A
Authority: KR
Inventors: 다마오끼유우이찌; 아라이다까시; 사가다다히사; 부스지마히로끼
Original assignee: 산요덴키가부시키가이샤; 산요덴키 바이오메디칼 가부시키가이샤
Priority date: 2002-02-22
Filing date: 2003-02-19
Publication date: 2004-10-15
Also published as: EP1477554A4; US7785867B2; EP1477554A1; CN1636049A; JP4004310B2; KR100961033B1; JP2003245065A; DE60325698D1; ATE420155T1; CN100577788C; WO2003070874A1; EP1477554B1; US20050084955A1

Abstract

본 발명의 과제는 많은 배양 용기를 진동 없이 수납하는 배양 장치 또는 보존고를 제공하는 것이다. 배치가 원호 또는 환형으로 배치되는 배양 용기의 수납 선반(12a, 12b…)과, 상기 원호 또는 환형 배치의 내측에 배양 용기를 수납 선반(12a, 12b…)으로부터 출입하는 반송 수단(15)을 구비한 것을 특징으로 한다. 또한, 테이블(13) 상에 배치가 원호형 또는 환형으로 배치되는 배양 용기의 수납 선반(12a, 12b…)과, 상기한 원호형 및 환형의 내측 공기가 아래로부터 위로 흐르도록 상기 테이블(13)에 설치된 공기의 유통구(39)와, 고내 상방으로부터 흡입한 공기를 고내 하방을 지나 유통구(39)로 복귀하기 위한 순환로(36)를 구비한다.

Description

배양 장치 및 보존고 {CULTURE DEVICE AND STORAGE CONTAINER}

세균 등을 배양하는 배양 장치는, 단일의 장치로 많은 세균 등을 동시에 배양하기 위해 세균 등의 배양 용기가 되는 마이크로 플레이트를 고내에 다수 수납하고, 또한 고내에서의 마이크로 플레이트의 이동을 반송 수단에 의해 행하는 것이 있었다. 최근, 이 타입의 배양 장치가 시장으로부터 요구되어 있다.

이러한 타입의 배양 장치의 일예가, 일본 특허 공개 평11-89559호 공보에 개시되어 있다. 또한, 미국 특허 6,129,428호 공보에도 개시되어 있다.

도3을 참조하면서, 이러한 배양 장치의 일예를 설명한다.

이 예에서는, 로봇 아암(7)이 배양 용기(마이크로 플레이트)를 외부로부터 배양 장치 내의 반송 수단으로 교환하고 있다.

배양 장치(1)의 고내에는, 배양 용기(5)의 수납 선반(2a, 2b, 2c)이 설치되어 있다. 그리고, 이 수납 선반(2a, 2b, 2c)은 회전하는 테이블(3) 상에 원호형으로 배치되어 있다. 배양 용기(5)는, 각각의 선반(2a, 2b, 2c)에 복수개가 세로 방향으로 삽입되어 수납된다.

반송 기구(반송 수단)(4)는 배양 용기(5)를 수납 선반의 임의의 높이 위치에 삽입 또는 취출한다.

반송구(6)는 배양 장치(1)의 배면에 설치되어 배양 장치의 고내와 고외를 연통시키고 있다. 이 반송구(6)에는 이 반송구(6)를 개폐하는 셔터 기구가 설치되고, 외부의 반송 기구인 로봇 아암(7)과 반송 기구(4) 사이에서 배양 용기(5)의 전달을 행할 때 개방된다.

반송 기구(4)가 수납 선반의 임의의 위치에 수납되어 있는 배양 용기를 취출하기 위해서는, 우선 회전 테이블(3)을 회전시켜 그 배양 용기가 수납된 수납 선반을 반송 기구(4) 전으로 이동시킨다.

다음에, 반송 기구(4)는 그 취출하고자 하는 배양 용기가 수납되어 있는 높이까지 상하 이동한다.

이어서, 반송 아암을 신장시켜 반송 아암을 그 배양 용기의 하방 스페이스에 삽입한다. 그 후, 반송 기구(4)는 조금만 상방으로 이동하여 그 배양 용기를 들어올린다. 이에 의해, 배양 용기는 수납 선반으로부터 부유한다.

그리고, 반송 아암을 단축시켜 반송 아암 상에 놓여져 있는 배양 용기를 완전하게 수납 선반으로부터 취출 이탈시킨다.

다음에, 반송 기구(4)를 반송구(6)의 높이로 상하 이동시키고, 또한 반송구(6)를 서로 마주보도록 그 높이대로 수평하게 회전시킨다. 다음에 반송구(6)의 셔터를 개방한다.

그리고, 반송 아암을 신장시켜 배양 용기를 반송구(6)로부터 외부로 내보낸다.

로봇 아암(7)은, 이 외부로 나온 배양 용기를 잡아서 외부로 집어낸다.

이 후, 반송 장치(4)는 반송 아암을 단축시키고, 또한 수납 선반을 서로 마주보도록 수평 방향으로 회전하여 반송구(6)의 셔터를 폐쇄한다.

이와 같이 하나의 배양 용기를 고내로부터 외부로 집어내거나, 외부로부터 고내에 수납할 때 선반(2a, 2b, 2c)의 모든 수납 선반이 테이블(3)과 함께 회전한다.

이와 같이, 배양 용기의 출입시에 다른 모든 배양 용기도 동시에 테이블(3)과 같이 회전하게 되기 때문에 선반(2a, 2b, 2c)에 수납되어 있는 모든 배양 용기가 진동하여, 결과적으로 배양 용기의 정치 상태가 거의 없어진다. 부착성의 세포를 배양하는 경우에는, 배양 용기의 벽면에 배양물을 부착함으로써 정상적으로 증식한다.

그러나, 상술한 배양 용기의 진동이 세균 등의 세포 육성의 생성 스트레스가 된다.

또한, 배양물의 출입은 매우 빈번하게 행해지기 때문에, 배양 용기를 출입할 때의 반송 동작의 또 다른 고속화가 요구되고 있다.

그러나, 배양 용기의 진동을 고려하면 테이블(3)의 회전 속도를 함부로 빨리 할 필요는 없다.

종래의 반송 기구가 달린 배양 장치는, 회전식의 배양 용기의 수납 선반을이용하고 있다. 이로 인해, 하나의 배양 용기를 출입하기 위해, 선반 전체를 회전시켜 반송 수단 전까지 이동시킬 필요가 있다. 이로 인해, 배양 용기가 빈번하게 진동하여 세포를 정상적으로 용기에 부착할 수 없는 경우가 있다.

본 발명은, 배양 용기를 수납 선반에 자동 반송하는 반송 기구를 구비하고, 또한 종래의 반송 기구가 달린 배양 장치는 회전식의 배양 용기의 수납 선반을 이용하고 있다. 이로 인해, 하나의 배양 용기를 출입하기 위해, 선반 전체를 회전시켜 반송 수단 전까지 이동시킬 필요가 있다. 이로 인해, 배양 용기가 빈번하게 진동하여 세포를 정상적으로 용기에 부착할 수 없는 경우가 있다.

본 발명은, 세균 등을 보관하는 보관고 또는 세균 등을 배양하는 배양 장치에 관한 것으로, 예를 들어 자동 배양 시스템, 혈액 보존고, 동결 혈장 보존고, 의약품 보존고 등이라 칭하게 되는 장치 또는 보존고에 관한 것이다.

도1은 본 발명의 제1 실시 형태인 배양 장치의 일부를 투과한 사시도이다.

도2는 본 제1 실시 형태의 상면으로부터의 단면도이다

도3은 종래의 배양 장치를 도시하는 사시도이다.

본 발명은, 원호 또는 환형으로 배치되어 복수의 배양 용기를 세로 방향으로 수납하는 수납 선반(12a, 12b…)과, 상기 원호 또는 환형 배치의 내측에 배양 용기를 수납 선반으로부터 출입하기 위한 반송 수단(15)을 구비하고 있다.

또한, 본 발명은 배치가 원호형 또는 환형으로 배치되는 배양 용기의 수납 선반(12a, 12b…)과, 이러한 수납 선반을 지지하는 테이블(다이 시트)(13)과, 상기한 원호형 및 환형의 내측 공기를 아래로부터 위로 흐르게 하도록 상기 테이블(13)에 설치된 공기의 유통구(39)와, 고내 상방으로부터 흡입한 공기를 고내 하방으로 복귀하기 위한 순환로(36)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 원호형 또는 환형 배치가 갖는 방사선 상의 위치에 상기 배양 용기의 반송구를 상기 원호형 또는 환형 배치와 동심원의 원에 접하도록 배치한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 고내를 밀폐하기 위한 도어를 구비하고, 그보다도 작은 반송용 도어를 상기 도어와 동일한 측에 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제1 실시 형태를 도1, 도2를 참조하면서 설명한다.

도1은 배양 장치의 일부를 투과한 도면이다.

배양 장치(11)의 내부에는, 수납 선반(12a, 12b, 12c…)이 원호형(또는 환형)으로 배치된다. 이 수납 선반(12a, 12b, 12c…)은 테이블(다이 시트)(13) 상에 설치되고, 각각의 수납 선반은 세로 방향으로 복수의 슬롯이 설치되고, 각각의 슬롯은 배양 용기를 삽입 또는 취출 가능한 구조를 갖고 있다.

테이블(13)은 배양 중 및 배양물[배양 용기(18)]의 이동 중에 회전하는 일은 없다.

따라서, 선반(12a, 12b, 12c…)도 이동하지 않고, 배양 용기는 진동하지 않는다.

지지부(14)는 승강축(17)을 수직으로 지지한다. 반송 기구(반송 수단)(15)는 이 승강축(17)을 중심으로 회전하고, 또한 상하로 이동한다.

배양물이 벽면에 부착된 배양 용기(18)는 반송 기구(15)가 이동하여 소정의수납 선반의 소정의 슬롯 위치에 삽입 또는 취출된다.

도시 생략하였지만, 도어(16)에는 외부의 반송 기구와 배양 용기의 교환을 하는 반송구가 있다.

도2는 상면으로부터의 도면이다.

배양 용기(18)를 보유 지지하는 수납 선반(12a, 12b, 12c…)은 전체적으로 원호(31, 32)를 구성하도록 테이블 상에 배치되어 있다.

반송 기구(15)는 수직 방향으로 이동 가능하게 가이드(도시하지 않음)되어 있는 동시에, 승강축(17)의 외주에 설치된 나사 산에 끼우는 나사 홈이 마련되어 있다. 따라서, 승강축(17)을 회전시킴으로써 반송 기구(15)의 나사 홈에 생기는 회전력이 상하 방향의 힘(이동력)으로 변환되어 반송 기구(15)를 상하 방향으로 이동시킬 수 있다. 이 승강축(17)은 스텝 모터로 회전하게 되어 승강축(17)의 회전수(실질적으로는 반송 기구의 상하의 높이 위치)는 스텝 모터로 출력시키는 스텝수에 비례하므로, 스텝 모터로의 스텝의 출력 위상(CW : 시계 방향/CCW : 반시계 방향)을 바꿔 스텝 모터를 CW측 또는 CCW측으로 회전시킴으로써 반송 기구(15)의 상하의 높이를 제어할 수 있다.

반송 기구(15)를 원하는 수납 선반의 원하는 높이의 원하는 배양 용기가 수납되어 있는 슬롯으로 이동시킬 때에는 현재의 스텝수로부터 원하는 높이의 슬롯으로 반송 기구(15)를 이동시키는 데 필요한 스텝수 및 출력 위상을 마이크로 컴퓨터 등으로 산출한 후, 이 산출된 스텝수를 스텝 모터로 출력하여 반송 기구(15)를 상하 방향으로 이동시킨다.

승강축(17)(이 축을 회전시키기 위한 스텝 모터를 포함함), 반송 기구(15)를 수직 방향으로 이동시키는 가이드는 승강축(17)의 중심축을 동일한 중심축으로 회전하는 다이(도시하지 않음) 상에 설치되고, 이 다이가 회전함으로써 반송 기구(15)의 대향하는 수납 선반(또는 원하는 슬롯)이 바뀌어진다.

이 다이도 승강축(17)과 마찬가지로 수납 선반용 스텝 모터 및 기어에 의해 회전이 가능하게 구성되어 있기 때문에, 수납 선반용 스텝 모터로 출력하는 스텝수 및 출력 위상을 바꿈으로써, 반송 기구(15)를 원하는 수납 선반과 서로 대향하는 위치에 회전시킬 수 있다.

즉, 반송 기구(15)를 원하는 슬롯(원하는 배양 용기)과 서로 대향하는 위치로 이동시키는 수단은

① 반송 기구(15)의 높이를 맞춘 후, 반송 기구(15)를 원하는 수납 선반까지 회전시킨다.

② 반송 기구(15)를 원하는 수납 선반까지 회전시킨 후, 반송 기구(15)의 높이를 맞춘다.

③ 반송 기구(15)의 회전 높이를 맞추는 동시에 행한다.

의 세 가지를 생각할 수 있지만, 어떠한 순서를 이용해도 본 발명의 주지를 바꾸는 것은 아니다.

또한, 스텝 모터 및 수납 선반용 스텝 모터의 초기치 맞춤은, 적어도 본 발명에 관한 배양 장치의 제조시에 행하면 좋지만, 배양 장치의 설치 후(사용 개시 후)에 정기적으로 행하도록 구성해도 좋다,

이상과 같이 하여, 반송 기구(15)는 원하는 수납 선반의 원하는 높이의 원하는 슬롯에 수납된 배양 용기와 서로 대향하는 위치까지 이동시킨 후, 반송 기구(15)에 설치된 아암을 신장시켜 배양 용기의 하부에 삽입하고, 계속해서 승강축(17)의 스텝 모터에 소정수의 펄스를 출력하여 반송 기구(15)의 아암을 간신히 상승시켜 배양 용기를 슬롯으로부터 들어올린다. 계속해서, 아암을 축소시킴으로써 도2에 도시하는 상태(33)가 된다.

또한, 반송 기구(15)의 아암은 모터(또는 스텝 모터 등)의 구동력을 이용하여 신축시키는 범용의 구조를 적용할 수 있다.

계속해서, 도2에 도시하는 상태(34)로 반송 기구(15)가 이동하도록 스텝 모터 및 수납 선반용 스텝 모터로 출력되는 펄스수 및 출력 위상을 제어한다.

여기서 아암을 신장시켜 배양 용기를 외부의 반송 기기와 교환하는 것이 가능하게 된다.

본 실시 형태에 따르면, 반송 기구가 반송 중에 다른 배양 용기 상을 통하지 않기 때문에, 만일에 하나 낙하 등에 의한 피해가 적다. 또한, 동작이 적으므로 반송의 고속화를 행할 수 있다.

또한, 원호(31) 내, 원호(32) 외 중에서 동작하기 때문에, 여분의 동작 공간을 필요로 하지 않는다. 그로 인해, 소형의 배양 장치에 많은 배양물을 수납할 수 있다.

또한, 반송구는 원호(31, 32)의 원호가 갖는 방사선 상에 원호(31, 32)와 동심원의 원에 접하도록 배치되기 때문에, 반송 기구(15)의 아암을 신장시키는 것만으로 배양 용기를 반송구로부터 내보낼 수 있어, 반송구에 배양 용기를 이동시키기 위한 특별한 수단이 필요 없다.

전방면이 개방된 원호형으로 복수의 수납 선반이 배치되어 있기 때문에, 배양 용기나 반송 기구의 상황이 보기 쉽고, 또한 보수도 용이하다.

원호(31, 32)를 구성하도록 배치된 수납 선반(12a, 12b, 12c…)의 원호의 내측을 포함하는 고내(38)의 공기는 배양 용기가 있는 배양 공간을 관통 구멍(유통구)(39)을 통해 아래로부터 위로 상승하고, 순환로(36)로 회수되어 아래로 내리는 순환을 행한다. 이에 의해 고내의 온도나 가스 농도를 균일하게 유지하는 것이 가능하다. 이 때, 공기의 순환을 재촉하기 위해 송풍 장치를 관통 구멍의 하부 또는 순환로(36) 중에 설치해도 좋다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 배양물의 반송을 위해 배양 용기를 보유 지지하는 수납 선반을 회전 이동하지 않기 때문에 진동에 의한 세포로의 스트레스를 최소한으로 할 수 있다. 배양물을 원호형으로 배치하고, 반송 기구는 배양물이 원호형으로 나열되어 있는 내측에 배치되어 있다. 그로 인해, 반송 시간의 단축 및 진동의 저감을 달성할 수 있다. 또한, 회전 테이블이 없으므로 반송 기구의 고속화가 용이하다.

또한, 반송 기구는 상기 원호의 내측에 있기 때문에, 반송 기구의 설치 및 동작을 위해 필요로 하는 여분의 공간을 적게 할 수 있으므로, 소형의 배양기로도 많은 배양물을 수납할 수 있다.

수납물이 엄밀하게 수납되면 고내의 온도 분포가 악화되기 일수이지만, 본발명에서는 수납 선반에 의해 환형으로 둘러싸인 내측에도 공기의 유로를 구성하기 때문에, 온도 분포를 악화시키지 않는다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 배양물의 반송을 위해 배양물을 보유 지지하는 선반을 이동하지 않기 때문에 진동에 의한 세포로의 스트레스를 최소한으로 할 수 있다.

Claims

배치가 원호 또는 환형으로 배치되는 배양 용기의 수납 선반(12a, 12b…)과,

상기 원호 또는 환형 배치의 내측에 상기 배양 용기를 상기 수납 선반(12a, 12b…)으로부터 출입하는 반송 수단(15)을 구비한 것을 특징으로 하는 배양 장치 또는 보존고.
테이블(13) 상에 배치가 원호형 또는 환형으로 배치되는 배양 용기의 수납 선반(12a, 12b…)과,

상기한 원호형 및 환형의 내측 공기가 아래로부터 위로 흐르도록 상기 테이블(13)에 설치된 공기의 유통구(39)와,

고내 상방으로부터 흡입한 공기를, 고내 하방을 지나 상기 유통구(39)로 복귀하기 위한 순환로(36)를 구비하는 배양 장치 또는 보존고.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 원호형 또는 환형 배치가 갖는 방사선 상의 위치에 상기 배양 용기의 반송구를 방사선의 중심을 향해 배치한 것을 특징으로 하는 배양 장치 또는 보존고.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 고내를 밀폐하기 위한 도어를 구비하고, 그보다도 작은 반송용 도어를 상기 도어와 동일한 측에 갖는 것을 특징으로 하는 배양 장치 또는 보존고.