[发明专利]培养方法和培养装置

说明书

本发明涉及对需培养的物质诸如植物细胞等进行组织培养的方法和实现所述方法所用的培养装置。更具体地说，本发明涉及在较常规方法浓度高的情况下能有效地对物质进行组织培养的方法，它也涉及一种实现根据本发明的方法的培养装置。

作为对植物细胞进行组织培养的常规方法，已知的有分批培养和连续培养。

（1）分批培养

在分批培养中，得到的经培养的组织（例如经培养的细胞等）的产量取决于在培养基中的营养物（在培养基中的配料）的浓度而变化，因此，当使用通常用在分批培养中的Linemaier-Skoog培养基、White培养基和Nitch&Nitch培养基时，营养物在培养期间被消耗掉，因此，由上述方法以获得高浓度的经培养的组织是不可能的。作为一种增加经培养组织浓度的方法，已提出了一种方法，其中营养物浓度较常规方法增加。然而，当营养物的浓度太高时，产生了一些问题，即如此高的浓度干扰了培养，例如所培养的物质被破坏，因此通过增加营养物的浓度来增加培养物质的生产率的方法有一个限制，并且每单位容量培养罐的经培养物质的收得率低，效率低。

（2）连续培养

例如在文献“发酵工程（Fermentation    Engineering）（Hogaku）”卷61，第117-128页（1983）（日文）中描述了用于连续培养的常规方法。

在连续培养中，在培养期间将罐中的细胞保持在几乎相同的条件下，因此，根据工业上的目的，可通过例如由培养条件的改变增加细胞的生长或增殖速率或通过增加所希望物质的含量而进行培养。另外，由于在连续培养中培养阶段是连续的，因此实际的培养时期长，而且能在给定的高浓度中对细胞进行培养，而在分批培养中，必须在重复由装料-灭菌-培养-回收-洗涤-装料组成的循环，因此，与分批培养相比较，连续培养的效率高。

然而，根据我们的研究，已发现在某些情况下存在着连续培养中生产率低于分批培养生产率的缺点。

我们已在涉及常规方法的问题上作了研究，发现问题是由这样的事实引起的，即在几乎所有情况下，要同时加速细胞的生长和加速所希望物质的生产是很困难的。

完成本发明的目的在于消除上述缺点。

本发明的目的在于提供一种用于连续培养的新方法，其中改进了常规方法，与常规方法相比，能有效地进行有用物质的生产。

本发明的另一个目的是提供一种实现本发明所述方法的装置。

我们已研究了有关常规方法的问题，发现当使用以下描述的方法和以下描述的装置时，可达到本发明的目的，本发明是以下列发现为基础的。

本发明提供了一种培养方法，它包括在培养罐中的液体培养基中对所需培养的物质进行培养，以产生一种有用的物质或产生一种包含有用物质的经培养物质，其特征在于使用至少两个相互连通的培养罐，将其第一个培养罐保持在适合于所需培养物质生长的培养条件下，将其第二个培养罐保持在适合于从所述需培养的物质产生出有用的物质的培养条件下;组成适合于所述需培养物质生长的培养基的培养溶液被连续地或间断地送入所述第一个培养罐;将储存在第一个培养罐中的作为液体培养基的培养溶液的一部分和包含在所述培养溶液中的所需培养物质一起连续地或间断地转移到所述第二个培养罐中;将储存在第二个培养罐中的作为培养基的部分培养溶液连续地或间断地从罐中引至外面。

本发明也提供了一种用于在培养罐内的液体培养基中培养一种物质以产生一种有用物质或产生一种含有有用物质的培养基的培养装置，其特征在于所述装置由至少两个培养罐组成，其第一个培养罐配备有第一培养基条件设定装置，用以保持液体培养基在适合于需培养物质生长的条件下储存在所述第一个培养罐中;其第二个培养罐被提供有一种第二培养基的条件调节装置，其目的是为了保持液体培养基在适合于由所述需培养物质产生有用物质的条件下储存在所述第二个培养罐中;在所述第一个培养罐和第二个培养罐之间设有一个主连通管，通过这个管子，储存在所述第一个培养罐中的作为液体培养基的部分培养溶液和包含在所述培养溶液中的所述需培养物质一起被连续地或间断地转移到所述第二个培养罐中。

我们已发现，当对物质进行培养时，要达到所述物质生长或增殖的速率的高峰值所需的时间与要达到有用物质产生的速率高峰值所需的时间有所不同，如图2所示。即我们已发现，细胞在液体培养基中的生长条件与有用物质的产生条件是不同的。