特許 7519059 培養液自動採取装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-10

(45)【発行日】2024-07-19

(54)【発明の名称】培養液自動採取装置

(51)【国際特許分類】

   C12M 1/00 20060101AFI20240711BHJP

   C12M 1/26 20060101ALI20240711BHJP

   G01N 1/00 20060101ALI20240711BHJP

【ＦＩ】

C12M1/00 C

C12M1/26

G01N1/00 101F

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2020055331

(22)【出願日】2020-03-26

(65)【公開番号】P2021153432

(43)【公開日】2021-10-07

【審査請求日】2023-02-25

(73)【特許権者】

【識別番号】000141303

【氏名又は名称】株式会社丸菱バイオエンジ

(74)【代理人】

【識別番号】100094802

【弁理士】

【氏名又は名称】佐伯 健兒

(72)【発明者】

【氏名】山縣 敏彦

【審査官】伊達 利奈

(56)【参考文献】

【文献】特開２０００－０９７９５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２２７０７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１３４７２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－３４４２３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５１－０５１７６０（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ１２Ｍ １／００

Ｃ１２Ｍ １／２６

Ｇ０１Ｎ １／００

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

培養槽の培養液を自動採取する培養液自動採取装置であって、計量器と、エアポンプと、サンプル注入貯蔵器とを備えており、
前記計量器にはサンプル導入部と、エア吸排気部と、サンプル移送部が設けられ、
前記サンプル導入部にはサンプル導入管が形成され、
前記エア吸排気部には、レベルセンサーを有するレベルパイプが形成され、
前記サンプル移送部にはサンプル移送管が形成され、
前記エアポンプはエアチューブによって前記計量器と接続され、
前記エアポンプによるエアの吸引により、前記培養槽から前記計量器内へ培養液サンプルを導入し、
前記エアポンプによるエアの排気により、前記計量器の培養液サンプルを排出し、前記サンプル導入管の前記計量器内の取付け位置に応じて計量管の底部に一定量残留する培養液サンプルを前記サンプル注入貯蔵器に移送し、
前記サンプル注入貯蔵器では前記サンプル移送管で前記計量器に接続され、計量された培養液サンプルをサンプル容器に注入貯蔵する培養液自動採取装置であって、
前記サンプル導入管が前記サンプル導入部に下方に角度をつけて形成されている培養液自動採取装置。

【請求項2】

前記サンプル注入貯蔵器にはサンプル容器と、サンプル注入ノズルと、ノズル昇降具と蓋開閉手段を備え、
前記サンプル注入ノズルは前記ノズル昇降具のアームに取り付けられ、
前記蓋開閉手段は前記アームに取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の培養液自動採取装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、微生物及び動・植物細胞を利用した食品、医薬品等の製造、培養実験及び研究に用いられる培養装置に使用される培養液の自動採取装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、培養実験を行う主な目的には培養する菌体の増殖の具合や菌体の生産物の定性及び定量の調査研究を行うことが挙げられる。その場合、各種センサーなどでは得られない情報は培養開始後から経時ごとに培養液を採取し、直後又は冷蔵保存の後に必要な分析を行っている。菌体の増殖の経時変化や生産物の生産動向を詳細に調査するには頻繁な採取が求められるが、現状は夜間や祝休日の作業を避けるため培養開始時間の調整を行い、それでもなお夜間や祝休日の採取を断念せざるを得ない事が多かった。

【0003】

又、従来の手作業による培養液の採取作業は、培養装置本体への雑菌汚染防止や正確な結果を得るため手順の遵守が求められることから採取技術の習得を必要とされている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、前記のような培養液の手作業による採取の手作業はテクニックを必要とし、採取の分量や採取の時期等に正確さを欠いたり、誤って培養槽内の培養液を汚染し実験を終了せざるを得ない等の不都合な問題点があった。

【0005】

又、夜間や祝休日の作業を避けるため、培養開始時間の調整を行う必要があり、それにより必要な時間の培養液の採取を断念せざるを得ず、その結果正確な培養データが取れないなどの問題があった。

【0006】

そして、培養液の性状の違いや経時変化に関わらず専用計量器で定量的に培養液サンプルを採取することができ、また捨てサンプルなしでしかも培養槽内の汚染もなく、培養液サンプルを蓋付きのサンプル容器へ移送し、冷蔵保存できる培養液自動採取装置の開発が期待されている。

【0007】

本発明は、前記した従来の問題点を解決し、培養液の採取作業をタイマーやシーケンス回路等の電気回路を用いて自動で行うものであり、作業者の労力軽減、不注意による採取の失敗、培養槽内の汚染を防止する培養液の自動採取装置を提供することを課題とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明者は上記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、煩雑な手作業による培養液の採取作業を自動化するための装置として本発明者が新たに製造した培養液の自動採取装置を用いることにより目的が達成できることを見出し、本発明を完成するにいたった。

【0009】

すなわち、本発明の培養液の自動採取装置は

【0010】

培養槽の培養液を自動採取する培養液自動採取装置であって、計量器と、エアポンプと、サンプル注入貯蔵器とを備えており、
前記計量器にはサンプル導入部と、エア吸排気部と、サンプル移送部が設けられ、
前記サンプル導入部にはサンプル導入管が形成され、

【0011】

前記エア吸排気部には、レベルセンサーを有するレベルパイプが形成され、
前記サンプル移送部にはサンプル移送管が形成され、

【0012】

前記エアポンプはエアチューブによって前記計量器と接続され、
前記エアポンプによるエアの吸引により、前記培養槽から前記計量器内へ培養液サンプルを導入し、
前記エアポンプによるエアの排気により、前記計量器の培養液サンプルを排出し、前記サンプル導入管の前記計量器内の取付け位置に応じて計量管の底部に一定量残留する培養液サンプルを前記サンプル注入貯蔵器に移送し、
前記サンプル注入貯蔵器では前記サンプル移送管で前記計量器に接続され、計量された培養液サンプルを前記サンプル容器に注入貯蔵する培養液自動採取装置を提供する。

【0013】

そして、本発明は前記サンプル導入管が前記サンプル導入部に角度をつけて形成されていることを特徴とする請求項１記載の培養液自動採取装置を提供する。

【0014】

又、本発明は前記サンプル導入管が前記サンプル導入部で上下移動可能に形成されていることを特徴とする請求項１記載の培養液自動採取装置を提供する。

【0015】

そして、本発明は前記サンプル注入貯蔵器にはサンプル容器と、サンプル注入ノズルと、ノズル昇降具と蓋開閉手段を備え、前記サンプル注入ノズルは前記ノズル昇降具のアームに取り付けられ、前記蓋開閉手段は前記アームと同一のアームに取付けられてることを特徴とする前記（1）、（２）又は（３）のいずれかに記載の培養液自動採取装置を提供する。

【発明の効果】

【0016】

本発明の培養液自動採取装置を用いれば、

【0017】

前記した従来の問題点を解決し、培養液の採取作業を自動で行うものであり、夜間や祝休日の採取作業が可能となり、培養開始時間の調整を不要とするものである。

【0018】

又、採取技術習得者の労力軽減、不注意による採取の失敗、破損を防止する培養液の自動採取装置を提供することが可能となった。

【0019】

又、採取技術習得者でなくとも雑菌汚染防止ができ、採取の分量や採取の時期等に正確な結果を得ることができる。

【0020】

又、作業者の労力軽減、不注意による採取の失敗、培養槽内の汚染を防止することができる。

【0021】

又、必要な量を培養液の性状の違いや経時変化に関わらず専用計量器で定量的に採取でき、また捨てサンプルなしでしかも培養槽内の汚染もなく、蓋付きのサンプル容器へ移送、冷蔵保存できる。

【0022】

特に、培養液の性状の違いや経時変化に関わらず専用計量器で定量的に採取でき、そして捨てサンプルなしでしかも培養槽内の汚染もなく、蓋付きの容器への移送、冷蔵保存できる
又、熟練した作業者によらなくても、正確な採取の分量や採取の時期等が可能であり、誤って培養槽内を汚染する等の不都合な問題点が解決できる。

【0023】

又、蓋開閉手段に蓋開閉棒を用いたので、蓋の開閉とノズルの容器への抜き差しがアームの上昇、下降の動作、即ち単一の動力源により、時間差で同期させる機構としたため装置の簡素軽量化を達成できた。

【0024】

特にマグネットを車輪状にし、一方の蓋のフィンガーを湾曲させた形状にしたのでスムーズな蓋開閉動作が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】本発明の一実施態様である培養液自動採取装置の全体の構成を示す図である。

【図2】本発明の別の一実施態様である培養液自動採取装置の全体の構成を示す図である。

【図3】本発明の一実施態様である計量器の構造と動作を説明する図である。

【図4】本発明の別の一実施態様である計量器の構造と動作を説明する図である。

【図5】本発明の別の一実施態様である計量器のサンプル導入管の動作を説明する図である。

【図6】本発明の一実施態様であるサンプル注入貯蔵器の構造と動作を説明する図である。

【図7】本発明の一実施例である培養液自動採取装置の全体と各部の参考図である。

【図8】本発明の一実施例である培養液自動採取装置の全体と各部の参考図である。

【図9】本発明の一実施例である培養液自動採取装置の操作方法を説明する図である。

【図10】本発明の一実施例である培養液自動採取装置の操作方法を説明する図である。

【図11】本発明の一実施例である培養液自動採取装置の操作方法を説明する図である。

【図12】本発明の一実施例である計量器の導入管の取付角度と動作を説明する参考図である。

【図13】本発明の一実施態様である計量器と培養液の動作を説明する参考図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

まず、本発明の一実施例である本発明の培養液自動採取装置の全体の構成について図1を参照して説明する。

【0027】

(培養液２２０)

【0028】

図1において、培養槽２００内には培養液２２０が収容されている。本発明の培養液自動採取装置では高粘度又は高粘性の培養液２２０や泥状（スラッジ）の培養液２２０のような様々な性状の培養液２２０を対象とすることができる。

【0029】

(計量器３００)
次に、計量器３００は硝子製又は耐熱透明樹脂製の管状の形状をしており、上部は耐熱ゴム製のキャップ３０２により封止されていて気密となっている。
又、底部はロート状の形状をしており、サンプル移送部３３０が形成されている。

【0030】

(計量器－サンプル導入)

【0031】

計量器３００と培養槽２００とは接続チューブ３６０で接続されており、培養液２２０は、接続チューブ３６０を通ってサンプル導入管３５０に導かれる。計量器のサンプル導入部３１０にはサンプル導入管３５０が形成されている。すなわち、サンプル導入管３５０は、接続チューブ３６０によって培養槽２００に接続されており、培養槽２００の培養液サンプル２３０が計量器３００に導入される。

【0032】

計量器３００のサンプル導入部３１０は、計量器３００の胴部又は底部に形成されており、サンプル導入部３１０にはサンプル導入管３５０が形成されている。
後記する図４で説明するように、サンプル導入管３５０の計量器３００への取付け位置に応じて計量器３００の底部に一定量の培養液サンプル２３０が残留し、これによって一定量の培養液サンプル３２０が計量されてサンプル容器５００に移送することができる。

【0033】

(計量器－エア吸排気)

【0034】

計量器３００のエア吸排気部３２０には、レベルパイプ３４０が取付られており、レベルパイプ３４０にはエアチューブ３２２が接続されている。本発明でのレベルパイプ３４０とは、液面レベルセンサーを備えた中空管のことである。
本実施態様の一態様では、このエアチューブ３２２の他端はチュービングポンプ３２４を経て培養槽２００の培養槽エア吸排気部２４０に接続されている。
後記する別の実施態様では、このエアチューブ３２２の他端は培養槽２００のエア吸排気部３２０に接続されることなく、エアフィルター３２６を経て大気に開放されている。

【0035】

計量器３００のエア吸排気部３２０に接続するエアチューブ３２２は他端をチュービングポンプ３２４に接続されている。本発明で用いられるエアポンプは、実施態様ではチュービングポンプ３２４を用いているが、計量器３００からのエアの吸入排出ができるものであれば他のエアポンプを適宜使用することができる。

【0036】

(計量器－サンプル移送)

【0037】

計量器３００のサンプル移送部３３０には計量器３００で計量された培養液サンプル２３０をサンプル注入貯蔵器４００に移送する移送チューブ３３４が接続されている。

【0038】

(計量器－培養液サンプルの動作)

【0039】

以下に図１３を参照して、本発明の実施態様である計量器を用いて定量の培養液サンプルを自動採取する仕組みについて説明する。

【0040】

まず、培養槽のサンプリングパイプ内の培養液をポンプのエアにより培養槽内に吹き戻す。(図１３(Ａ))

【0041】

次に、ポンプによりサンプル液を計量器に吸引、導入し、レベルセンサーに説するまで吸い上げる。(図１３(Ｂ))

【0042】

次に、計量器内の余剰サンプル液をポンプのエアにより培養槽内へ吹き戻す。(図１３(Ｃ))

【0043】

そして、計量器に残ったサンプル液をピンチバルブを開きポンプのエアによりサンプル容器に押し出す。(図１３(Ｄ)) これにより計量された定量の培養液サンプルが採取できる。

【0044】

(サンプル注入貯蔵器４００)

【0045】

計量された培養液サンプルは、サンプル注入貯蔵器４００に移送チューブ３３４によって移送され、好ましくは冷蔵保存される。サンプル注入貯蔵器４００の詳細については後記で説明する。

【0046】

(培養液自動採取装置の別の実施態様)

【0047】

図２は本発明の培養液自動採取装置の別の実施態様である。
この実施態様ではエアチューブ３２２の一端が培養槽２００のエア吸排気部３２０に接続されることなく、エアフィルター３２６を経て大気に開放されている。

【0048】

(計量器の計量動作)

【0049】

次に、図３によって本発明の培養液自動採取装置の計量器３００の計量の構造及び動作について更に説明する。

【0050】

図３(Ａ)において、計量器３００は硝子製又は耐熱透明樹脂製の円筒管で製作されている。計量器３００の上側は耐熱性のゴム製のキャップ３０２で封止されている。

【0051】

図３(C)において、計量器３００のサンプル導入部３１０にはサンプル導入管３５０が下方に角度をつけて設けられている。このため、高粘度又は高粘性の培養液２２０や泥状（スラッジ）の培養液２２０でも採取が可能である。

【0052】

すなわち、 図３(C)において、 計量器３００内の 高粘度又は高粘性又は泥状（スラッジ）のサンプル余剰液を培養槽に戻すためサンプル導入管３５０を通して逆流させるが、サンプル導入管３５０が下向きに角度がある方が流れ易く(戻し易く)、サンプル導入管３５０が水平の場合にはサンプル導入管３５０の根元の部分に固形物が堆積し閉塞することを本発明者は実験により見出した。

【0053】

これは、水平の導入管の場合はポンプから送られる空気の圧力のみで戻すのに対し、斜め下向きの導入管の場合には空気圧力に加えて重力も作用するためであると考えられる(図１２の右上参照)。

【0054】

又、更に導入管の付け根の断面積が斜め下向きの導入管の方が大きいことも流れ易さに起因していると考えられる(図１２の右下参照)。

【0055】

又、図３(Ｂ)において、計量器３００のエア吸排気部３２０にはレベルパイプ３４０が設けられている。このレベルパイプ３４０はレベルセンサーを兼ねており、余剰の培養液サンプル２３０を検知して培養槽２００に戻すタイミングを制御することができる。

【0056】

(定量計量方法)

【0057】

本実施態様における計量器３００による培養液サンプル２３０の一定量を計量する方法は次のとおりである。

【0058】

すなわち、図３(Ａ)では、図示しない電子制御回路によりチュービングポンプ３２４の吸引をオンとすることにより、培養槽２００から培養液２２０が計量器３００に吸引される。

【0059】

そして、図３の(Ｂ)では、培養液サンプル２３０の液面がレベルパイプ３４０に到達したときにレベルセンサーが感知して、検知信号を電子制御回路に送り、チュービングポンプ３２４の吸引を停止する。

【0060】

そして、図３の(Ｃ)では、チュービングポンプ３２４によりエアが計量器３００に送られ、培養液サンプル２３０の液面が低下していき余剰の培養液サンプル２３０が培養槽２００に戻される。

【0061】

そして、図３の(Ｄ)では、計量器３００の底部に一定量の培養液サンプル２３０が残存する。この一定量の培養液サンプル２３０はピンチバルブ３３２を開放してサンプル注入貯蔵器４００へ移送される。ピンチバルブ３３２の開閉は図示しない電子制御回路からの指令信号によりタイミング良くバルブの開閉を自動で行う。

【0062】

(計量器の別の実施態様)

【0063】

次に、図４及び図５により、本発明の培養液自動採取装置の別の態様の計量器３００の実施態様を説明する。

【0064】

本実施態様では計量器３００の上下を耐熱ゴム製のキャップ３０２で封止している。サンプル導入管３５０は下側キャップ３０３に取付けられている。サンプル導入管３５０は上下の移動を可能に設置されている。

【0065】

図４の(Ａ)では、培養槽２００からの培養液サンプル２３０がチュービングポンプ３２４の吸引をオンとすることにより計量器３００に吸引される。

【0066】

そして、図４の(Ｂ)では、培養液サンプル２３０の液面がレベルパイプ３４０に到達したときにレベルセンサーが検知して、チュービングポンプ３２４の吸引を停止する。

【0067】

そして、図４の(Ｃ)では、チュービングポンプ３２４からのエアが計量器３００に送られ、培養液サンプル２３０の液面が低下していき余剰の培養液サンプル２３０が培養槽２００に戻される。

【0068】

そして、図４の(Ｄ)では、計量器３００の底部に一定量の培養液サンプル２３０が残存する。この一定量の培養液サンプル２３０はピンチバルブ３３２が開放されてサンプル注入貯蔵器４００へ移送される。

【0069】

次に、図５を参照して計量器３００内へのサンプル導入管３５０の挿入長さにより、培養液サンプル２３０の採取量の調節ができることを説明する。
すなわち、図５（Ａ）のように、サンプル導入管３５０を計量器３００に対して下方に引けばサンプル量は小となり、図５（Ｂ）のように、サンプル導入管３５０を計量器３００に対して上方に押込めばサンプル量は増える。このようにサンプル導入管３５０の計量器３００への取付位置を調整して、例えば挿入長さを調整してサンプル量を増減することができる。

【0070】

すなわち、前記サンプル導入管３５０の前記計量器３００内の取付け位置によって、計量器３００の底部に残留する培養液サンプル３２０の量は一定量に規定される。そして計量器３００に残留する培養液サンプル３２０が定量された培養液サンプル３２０としてサンプル注入貯蔵器４００に移送される。

【0071】

（サンプル注入貯蔵器４００）

【0072】

次に、図６を参照してサンプル注入貯蔵器４００を説明する。
培養液は計量器３００で計量後、移送チューブ３３４を経てテーブル４３０にあらかじめセットされているサンプル容器５００に注入される。
サンプル注入貯蔵器４００には、サンプル容器５００とこれを載置するテーブル４３０と冷却ブロック４２０と、モーター４１２ａにより駆動され上下方向にサンプル注入ノズル４３４を昇降させるアーム４１１から構成されるノズル昇降具４１０と、サンプル容器５００の蓋５１０の開閉を行う蓋開閉棒４７０を備えている。

【0073】

蓋開閉棒４７０は上端部に脱落防止の鍔４１４を備え下部にはマグネットホイール４１５を懸架している。

【0074】

一方、アーム４１１には貫通孔が形成されており蓋開閉棒４７０がアーム４１１の貫通孔で上下に摺動可能に取付けられている。

【0075】

そして、蓋開閉棒４７０はサンプル容器５００の蓋５１０がヒンジピン５１２を支点にフィンガー５２０が押し下げられると蓋５１０が開くようにフィンガー５２０が取り付けられている（図６（Ｂ）及び図６（Ｃ））。

【0076】

すなわち、マグネットホイール４１５が下降してフィンガー５２０に磁着しながらフィンガー５２０を押し下げて蓋が押し上がる機構としている。
マグネットホイール４１５は回転する車輪状の磁石である。又、蓋５１０のフィンガー５２０は鉄製で湾曲させた形状のものを採用した。これによりスムーズな蓋開閉動作が得られた。

【0077】

図６（Ａ）において、サンプル容器５００はテーブル４３０に形成された円周に沿って配置された孔に挿入され支持されている。サンプル容器５００の数は適宜増減することができる。
サンプル容器５００には培養液サンプル２３０の蒸発防止の鉄製の蓋５１０がついており、蓋５１０を閉めた状態で冷却ブロック４２０内に支持されている。

【0078】

図６（Ｂ）において、サンプル注入ノズル４３４がアーム４１１と共に降下し、同時にアーム４１１から懸垂したマグネットホイール４１５も降下し、サンプル注入ノズル４３４が蓋５１０よりも先にマグネットホイール４１５がサンプル容器５００の蓋５１０のフィンガー５２０に接触する。

【0079】

図６（Ｃ）において、蓋５１０のフィンガー５２０の形状は湾曲させた形状にしている。マグネットホイール４１５がフィンガー５２０を磁力により吸着しながら下に押し下げ蓋を開く。マグネットホイール４１５がフィンガー５２０を下押しして、蓋が開いた後にサンプル注入ノズル４３４がサンプル容器５００内に挿入される。

【0080】

サンプル注入ノズル４３４も蓋開閉棒４７０もいずれもアーム４１１に取り付けられているため、マグネットホイール４１５が下降しながら蓋を開ける動作と、サンプル注入ノズル４３４がアーム４１１と共に降下しサンプル容器５００に挿入される動作は同期されており蓋５１０がサンプル注入ノズル４３４に干渉することはない。

【0081】

図６（Ｄ）において、培養液サンプル注入後、アーム４１１が上昇し、この場合は先にサンプル注入ノズル４３４が上昇を始める。次にアーム４１１が蓋開閉棒4 7 0上端の鍔４１４に接触したときにマグネットホイール４１５の上昇が開始されフィンガー５２０を磁着させヒンジピン５１２を支点に蓋を閉める。このためサンプル注入ノズル４３４が蓋に干渉することはない。

【0082】

すなわち、マグネットホイール４１５の上昇はアーム４１１が鍔４１４に接触した後に開始されるためサンプル注入ノズル４３４の上昇より遅れて上昇を開始する。そして、マグネットホイール４１５の上昇と共に磁力により吸着したフィンガー５２０を持ち上げ蓋５１０が閉じる。サンプル注入ノズル４３４の上昇後に蓋５１０が閉まるのでサンプル注入ノズル４３４が蓋５１０と干渉することはない。蓋５１０が完全に閉まった後もアーム４１１は上昇を続けるが蓋開閉機構を含むサンプル容器５００の重量に磁力か負け、マグネットホイール４１５はフィンガー５２０を外れ定位置で停止する。

【0083】

マグネットホイール４１５による蓋５１０の開閉とサンプル注入ノズル４３４の容器への抜き差しがアーム４１１の上昇、下降の動作、即ち単一の動力源により時間差で同期させることにより達成できる。

【0084】

又、本実施態様の蓋開閉棒４７０では、磁石を車輪状にしたマグネットホイール４１５を採用し、蓋５１０のフィンガー５２０を湾曲させた形状にしたことによりスムーズな蓋開閉動作が達成できた。

【0085】

又、本実施態様ではサンプル容器５００は１個しか図示されていないが、当然にサンプル容器５００はサンプリングの必要数をあらかじめ又は適宜必要に応じてテーブル４３０に追加して載置することができる。

【0086】

又、テーブル４３０へのサンプル容器５００の載置形態には特に制限がなく、

【0087】

ノズル昇降具４１０を搭載したア一ムべ一ス416をモーター４１２ｂで回転させることにより 培養液サンプル２３０を順次サンプル容器に充填することもできる。

【0088】

この反対に、テーブル４３０を回転テーブルとし、培養液サンプル２３０を順次サンプル容器５００に注入することもできる。 。

【0089】

(自動採取)

【0090】

本実施態様においては、前記のチュービングポンプ３２４によるエアの吸排気、レベルセンサーによる液面の検知信号のオンオフ、ピンチバルブ３３２の開閉、モーター４１２ａ、４１２ｂのオンオフ、アームベース４１６の回転のタイミング等の動作及びタイミングは、図示しない電気回路を利用し、所定時刻を設定したタイマーとコンピュータ制御により人手をかけずに自動的に行うことができる。

【0091】

すなわち、プログラムタイマーのスイッチが投入されると、定まった時刻にタイマーからサンプリング信号が発せられる。その信号によってシーケンス回路が動作し、まずチュービングポンプ３２４が計量器３００内にエアを送り込む動作を行うと、培養槽内のサンプル管と接続チューブ３６０内に残存する培養液は槽内にエアにより押し戻される。

【0092】

次に、チュ一ビングポンプ3 2 4が勤作し計量器３００内のエアを吸引する動作を行う。そうすると、培養液サンプル３２０は接続チューブ３６０を通って計量器３００に流入する。

【0093】

次に、培養液サンプル２３０が計量器３００内に充填され液面がレベルパイプ３４０のレベルセンサー３４２に接触した際に検知信号が回路に送られ、チュービングポンプ３２４の吸引は停止される。

【0094】

そして、所定時間経過後、チュービングポンプ３２４を動作させ、エアを計量器３００に導入し計量器３００内の余剰の培養液サンプル２３０が計量器３００からサンプル導入管３５０を経て培養槽２００に戻される。

【0095】

その後、サンプル注入貯蔵器のモーター４１２ａにスタート信号が送られ、サンプル注入ノズル４３４がサンプル容器５００に進入するタイミングでチュービングポンプ３２４を動作させ、エアを計量器３００に導入すると共にピンチバルブ３３２に電気信号が送られ、ピンチバルブ３３２が開かれ計量器３００の底部に残留した培養液サンプル３２０がサンプル移送管を経てサンプル注入貯蔵器に移送される。

【0096】

（試作品の実施例）

【0097】

以下、本発明の培養液自動採取装置を製作したので、以下具体的に図7～図11を最小して製造装置の詳細を説明する。なお、以下の説明では前記の実施例の図面の符号は用いずに、実際の装置の製造及び販売で使用される用語を用いて説明しているが、本発明の理解を妨げるものではない。

【0098】

本装置の部品構成及び機能は以下のとおりである。なお、図７の写真中の部品を指す丸囲み数字は本明細書の説明では括弧（）の囲み数字に対応させて以下説明する。

【0099】

（1）サンプル計量器：サンプル採取量を計る。
（２）チュービングポンプ: サンプル液の吸引、吐出を行う。
（３）ピンチバルブ
（４）サンプルノズル：サンプル保存容器に挿入し周囲への飛散を防止しながらサンプル液をサンプル保存容器に送ります。
（５）サンプル保存容器：本実施例では最大8本のサンプル採取が可能。
（６）TFT3.8 インタッチスクリーン: サンプル採取回数、 時間を設定する。
（７）電子冷蔵庫：ぺリチェ方式 120W
（８）冷蔵温度表示器：サンプル液の冷蔵温度の設定と表示を行う。

【0100】

（サンプル計量ユニット）

【0101】

図8において、サンプル計量ユニットは耐熱強化硝子製の計量器、 サンプル液検知管、 空気フイルター、サンプルノズルとそれらをつなぐシリコンチューブから構成されている。

【0102】

サンプル計量器には、横斜め下方向又は底部に差し込まれているステンレス製L字形のサンプル液誘導管(図の（１）、 底部についている又は下部中心に差し込まれているステンレス製のサンプル液排出管(図の（２）、 上部のステンレス製の加減圧管(図中（３）の3つの分岐管がついている。

【0103】

サンプル液は培養装置のサンプリングパイプと接続したサンプル誘導管から計量器に加減圧管に接続したチュービングポンプにより加減圧管又は加減圧管に付属している液検知管に接触するまで導入される。 加減圧管又は加減圧管に付属している液検知管は液検知センサーの機能を持ち、 サンプル液が触れるとポンプは停止し、 その後、逆転を始め計量器のサンプル誘導管の先端又は付け根から上のサンプル液(余剰液)を培養槽内に戻す。余剰液の戻しが完了後、ピンチバルブが開きサンプル排出管からサンプル誘導管先端又は付け根から下に溜まった一定量のサンプル液がサンプル保存容器に送られる。

【0104】

（サンプル保存容器）
本装置では、最大8サンプルの保存が可能である。 またオートクレーブによる滅菌ができ、 容器上部の蓋はサンプル液の蒸発や落下菌の侵入を防止する。

【0105】

蓋はサンプル液の容器への送液の前後に自動的に開閉される。最初は蓋を閉じたままの状態にし、 容器はヒンジリング下の位置合わせピンが冷却ブロックの穴に合うよう正しい位置にセットする（ピンが穴の位置に合つていないと蓋の開閉が正常に行われない）。 なお、サンプル容器のセット方法は後記する。

【0106】

（自動サンプリングの準備）

【0107】

(あ) 培養装置サンプリングパイプと計量器のサンプル誘導管をシリコンチューブでつなぐ。

【0108】

(い) 前記（あ）のシリコンチューブの培養装置サンプリングパイプに近いところをピンチコックで止める。

【0109】

(う) 液検知管又は加減圧管先のシリコンチューブに空気フイルターを接続するか又は培養槽上蓋の丿ズルに直接接続する。

【0110】

(え) サンプル排出管の先端をアルミホイルでカバーする。

【0111】

(お) サンプリングユニットを培養槽と一緒にオートクレーブ滅菌をする。

【0112】

(か) 滅菌終了後、サンプル計量管を計量器ホルダーに取り付ける。

【0113】

(き) 液検知管使用の場合は液検知管ホルダーにセットする。

【0114】

(く) 液検知管又は加減圧管接続のシリコンチューブをチュービングポンプにセッ トする。

【0115】

(け) 計量管のサンプル液排出管接続のシリコンチューブをピンチバルブにセット後閉じる。

【0116】

(こ) アルミホイルを外したサンプルノズルをアームに取付ける。

【0117】

(さ) 上記(い)のピンチコックを開放する。

【0118】

(し) 滅菌後のサンプル保存容器を冷却ブロックの正しい位置にセットする。

【0119】

(す) コンソール背面にある電源を入れる。

【0120】

（せ）冷却を開始する。 所定の冷却温度（５℃）:に到達するのに2～3時間（室温によって変わる）を要するので事前の電源投入をするする。

【0121】

（自動サンプリングの開始）

【0122】

予めサンプル数、サンプル時問及びエンジニアリングパラメータの設定を次頁のサンプリング動作表に従って行い、開始スイツチを押す。図９～図１１を参照。

【0123】

（ 後片づけ）

【0124】

サンプル採取終了後はピンチバルブを手動で開き、 シリコンチューブを外し、 サンプリングユニットをコンソールボックスから取り外す。 必要に応じ培養槽と共にオートクレーブ滅菌後、洗浄し乾燥させ保管する。

【符号の説明】

【0125】

２００ 培養槽
２２０ 培養液
２３０ 培養液サンプル
３００ 計量器
３０２ キャップ
３０３ 下側キャップ
３１０ サンプル導入部
３２０ エア吸排気部
３２２ エアチューブ
３２４ チュービングポンプ
３２６ エアフィルター
３３０ サンプル移送部
３３２ ピンチバルブ
３３４ 移送チューブ
３４０ レベルパイプ
３５０ サンプル導入管
３６０ 接続チューブ
４００ サンプル注入貯蔵器
４１０ ノズル昇降具
４１１ アーム
４１２ａ、４１２ｂ モーター
４１４ マグネットホイール
４１６ アームベース
４２０ 冷却ブロック
４３０ テーブル
４３４ サンプル注入ノズル
４７０ 蓋開閉棒
５００ サンプル容器
５１０ 蓋
５１２ 支点
５２０ フィンガー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】