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JP2019017263A - Culture container and culture device - Google Patents

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JP2019017263A
JP2019017263A JP2017136078A JP2017136078A JP2019017263A JP 2019017263 A JP2019017263 A JP 2019017263A JP 2017136078 A JP2017136078 A JP 2017136078A JP 2017136078 A JP2017136078 A JP 2017136078A JP 2019017263 A JP2019017263 A JP 2019017263A
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JP
Japan
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culture
rotating body
hole
recess
base plate
Prior art date
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Pending
Application number
JP2017136078A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
光明 岩瀬
Mitsuaki Iwase
光明 岩瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Able Corp
Original Assignee
Able Corp
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Publication date
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Abstract

To provide a culture container in which a gas is supplied from a rotor, for making air bubbles fine for supplying the fine air bubbles, in which the gas can be supplied from the rotor with a relatively compact structure and a culture device comprising the same.SOLUTION: A culture container comprises: a culture tank for holding a culture fluid; and a rotor 13 comprising an agitation blade 131. The culture tank comprises a base plate 12 comprising a rotary shaft 121, the rotor 13 has a recess formed thereon, the rotor 13 is attached rotatably around the rotary shaft 121 in a state in which the rotary shaft 121 is inserted into the recess. The base plate 12 has a first hole formed thereon having an opening on the rotary shaft 121 and communicating inside and outside of the culture tank. The rotor 13 has a second hole formed thereon for communicating an inner space of the recess and outside of the rotor 13, in which a gas supplied to the inner space of the recess from outside of the culture tank through the first hole is discharged into the culture tank through the second hole.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、細胞や微生物等を培養するための培養容器及びこれを備える培養装置に関する。   The present invention relates to a culture container for culturing cells, microorganisms, and the like and a culture apparatus including the same.

培養装置は、細胞や組織の一部もしくは微生物等を、効率的に培養するための装置である。培養装置には目的に応じた種々の形式のものがあるが、その中の１つに、培養容器内で、培養液を攪拌羽根で攪拌しつつ、酸素等の気体を適宜供給しながら培養を行う装置がある。
この酸素等の気体の供給において、気体の溶存量を高めるためには、気泡を微細化することが有効である。
これに関し、供給気体の気泡を微細化するために、回転する攪拌羽根の端縁部に気体を供給するための給気口を設ける技術が、特許文献１によって開示されている。 The culture apparatus is an apparatus for efficiently culturing a part of cells, tissues, microorganisms, or the like. There are various types of culture apparatuses according to the purpose. One of them is culture in a culture vessel while stirring a culture solution with a stirring blade and appropriately supplying a gas such as oxygen. There is a device to do.
In the supply of gas such as oxygen, it is effective to make the bubbles finer in order to increase the dissolved amount of gas.
In this regard, Patent Document 1 discloses a technique for providing an air supply port for supplying gas to an end edge portion of a rotating stirring blade in order to miniaturize bubbles of a supply gas.

特開２０１１−４１８９６号公報JP 2011-41896 A

特許文献１の技術によれば、撹拌翼の端部近傍に生じるせん断流によって、気泡を微細化させることができ、これによって気体を効率的に溶解させることができる。
しかしながら、特許文献１で開示される技術は、同文献の図１にも示されているように、撹拌軸４はギアを介して直接回転する構成となっている。この構成では、撹拌槽１の気密性や清浄性を保持し難しく、培養のような高度な環境管理を要求される用途に適用するためには、種々の工夫が必要になり、装置が複雑化することが想定される。 According to the technique of Patent Document 1, bubbles can be made fine by the shear flow generated in the vicinity of the end portion of the stirring blade, whereby the gas can be efficiently dissolved.
However, in the technique disclosed in Patent Document 1, as shown in FIG. 1 of the same document, the stirring shaft 4 directly rotates via a gear. In this configuration, it is difficult to maintain the airtightness and cleanliness of the agitation tank 1, and various devices are required to apply it to applications that require advanced environmental management such as culture, which complicates the apparatus. It is assumed that

本発明は、上記の点に鑑み、回転体から気体を供給することにより、気泡を微細化して供給する培養容器であって、比較的コンパクトでシンプルな構成にて回転体から気体を供給することが可能な培養容器及びこれを備える培養装置を提供することを目的とする。   In view of the above points, the present invention is a culture container that supplies gas from a rotating body by supplying gas from the rotating body, and supplies gas from the rotating body with a relatively compact and simple configuration. An object of the present invention is to provide a culture vessel capable of carrying out the above and a culture apparatus equipped with the same.

（構成１）
培養液を保持する培養槽と、攪拌羽根を備えた回転体と、を備え、前記培養槽は、回転軸を備えたベースプレートを有し、前記回転体には凹部が形成されており、前記回転体は、前記凹部に前記回転軸が挿入されて、前記回転軸を中心に回転可能に取り付けられ、前記ベースプレートには、前記回転軸に開口を有する、前記培養槽の内側と外側とを連通する第１の穴が形成されており、前記回転体には、前記凹部の内部空間と前記回転体の外側とを連通する第２の穴が形成されており、前記第１の穴を通じて前記培養槽の外側から前記凹部の内部空間に供給された気体が、前記第２の穴を通じて前記培養槽内に排出される培養容器。 (Configuration 1)
A culture tank for holding a culture solution; and a rotating body provided with a stirring blade. The culture tank has a base plate provided with a rotation shaft, and the rotating body has a recess, and the rotation The body is attached so that the rotating shaft is inserted into the recess and can be rotated around the rotating shaft, and the base plate has an opening in the rotating shaft and communicates the inside and the outside of the culture tank. A first hole is formed, and the rotating body is formed with a second hole that communicates the internal space of the recess and the outside of the rotating body, and the culture tank passes through the first hole. A culture vessel in which the gas supplied from the outside to the internal space of the recess is discharged into the culture tank through the second hole.

（構成２）
培養液を保持する培養槽と、攪拌羽根を備えた回転体と、を備え、前記培養槽は、凹部が形成されたベースプレートを有し、前記回転体は回転軸を備え、前記回転体は、前記凹部に前記回転軸が挿入されて、前記回転軸を中心に回転可能に取り付けられ、前記ベースプレートには、前記凹部に開口を有する、前記培養槽の内側と外側とを連通する第１の穴が形成されており、前記回転体には、前記凹部の内部空間と前記回転体の外側とを連通する第２の穴が形成されており、前記第１の穴を通じて前記培養槽の外側から前記凹部の内部空間に供給された気体が、前記第２の穴を通じて前記培養槽内に排出される培養容器。 (Configuration 2)
A culture tank for holding a culture solution; and a rotating body provided with a stirring blade, the culture tank has a base plate in which a recess is formed, the rotating body includes a rotating shaft, and the rotating body includes: The rotation shaft is inserted into the recess, and is attached to be rotatable about the rotation shaft. The base plate has an opening in the recess, and the first hole communicates the inside and outside of the culture tank. And a second hole is formed in the rotating body so as to communicate the internal space of the recess and the outside of the rotating body. The second hole is formed from the outside of the culture tank through the first hole. A culture vessel in which the gas supplied to the internal space of the recess is discharged into the culture tank through the second hole.

（構成３）
構成１又は構成２に記載の培養容器において、前記ベースプレートが、前記培養液に水没する領域に配置されている培養容器。 (Configuration 3)
The culture container according to Configuration 1 or 2, wherein the base plate is disposed in a region where the base plate is submerged in the culture solution.

（構成４）
構成１から構成３の何れかに記載の培養容器において、前記第２の穴が、前記回転体の側面部において開口している培養容器。 (Configuration 4)
The culture container in any one of the structures 1 to 3, wherein the second hole is opened in a side surface portion of the rotating body.

（構成５）
構成１から構成４の何れかに記載の培養容器において、前記第２の穴が、前記回転体の上面部において開口している培養容器。 (Configuration 5)
The culture container in any one of the structures 1 to 4 WHEREIN: The culture container with which the said 2nd hole is opening in the upper surface part of the said rotary body.

（構成６）
構成１から構成５の何れかに記載の培養容器において、前記凹部の内部空間は、前記凹部の開口に対して気密に保持される気密領域を有し、前記気密領域に対して、前記第１の穴を通じて前記培養槽の外側から気体が供給される培養容器。 (Configuration 6)
In the culture container according to any one of Configurations 1 to 5, the internal space of the recess has an airtight region that is airtightly held with respect to the opening of the recess, and the first space is provided with respect to the airtight region. A culture vessel in which gas is supplied from the outside of the culture tank through the holes.

（構成７）
構成６に記載の培養容器において、前記凹部と前記回転軸の間をシールするシール部材をさらに有し、前記シール部材によって前記気密領域が気密に保持される培養容器。 (Configuration 7)
The culture container according to Configuration 6, further comprising a seal member that seals between the recess and the rotation shaft, and the hermetic region is hermetically maintained by the seal member.

（構成８）
構成６又は構成７に記載の培養容器において、前記回転体は、ベアリングを介して前記ベースプレートに取り付けられており、前記ベアリングは、前記気密領域よりも前記凹部の開口側に配置されている培養容器。 (Configuration 8)
The culture vessel according to Configuration 6 or Configuration 7, wherein the rotating body is attached to the base plate via a bearing, and the bearing is disposed closer to the opening side of the recess than the airtight region. .

（構成９）
構成１から構成８の何れかに記載の培養容器において、
前記回転体には磁石が取り付けられており、
前記回転体が、前記培養槽の外側に配置される駆動用磁石によって回転するように構成されている培養容器。 (Configuration 9)
In the culture container according to any one of Configurations 1 to 8,
A magnet is attached to the rotating body,
A culture vessel configured such that the rotating body is rotated by a driving magnet disposed outside the culture tank.

（構成１０）
構成１から構成９の何れかに記載の培養容器を備える培養装置。 (Configuration 10)
A culture apparatus comprising the culture vessel according to any one of Configurations 1 to 9.

本発明の培養容器及びこれを備える培養装置によれば、比較的コンパクトな構成にて回転体から気体を供給することが可能となる。   According to the culture container of the present invention and the culture apparatus equipped with the same, it is possible to supply gas from the rotating body with a relatively compact configuration.

本発明に係る実施形態の培養装置の概略を示す斜視図The perspective view which shows the outline of the culture apparatus of embodiment which concerns on this invention 培養装置の概略断面図Schematic cross section of the culture device 培養容器の概略を示す図Diagram showing outline of culture vessel ベースプレート及び回転体の概略上面図Schematic top view of base plate and rotating body ベースプレート及び回転体の概略断面図Schematic cross section of base plate and rotating body ベースプレートに備えられる回転軸を構成する部品を示す図The figure which shows the components which comprise the rotating shaft with which a base plate is equipped ベースプレート及び回転体の別の例の概略断面図Schematic sectional view of another example of base plate and rotating body ベースプレート及び回転体の別の例の概略断面図Schematic sectional view of another example of base plate and rotating body

以下、本発明の実施態様について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下の実施態様は、本発明を具体化する際の一形態であって、本発明をその範囲内に限定するものではない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. In addition, the following embodiment is one form at the time of actualizing this invention, Comprising: This invention is not limited within the range.

図１、２は、本発明に係る実施形態の培養装置の外観の概略を示す図であり、図１は斜視図、図２は断面図である。なお、図２におけるＷＬは、培養液の水位の一例を示したものである。
図１、２に示されるように、本実施形態の培養装置１００は、大まかな構成として、培養バッグ１と、培養バッグ支持容器２と、培養バッグ１に備えられる攪拌装置（回転体１３）を回転駆動するための駆動ユニット３を備える。
なお、培養装置としては、培養バッグ１内の培養液に気体を供給するためのガス供給手段や、培養液の温度を調節するための温調手段、培養液の溶存酸素濃度やｐＨ、温度等を測定する各センサ、これらの制御を行うための制御装置等も備えられるが、ここでは基本的に本発明に関する部分について説明し、従来の培養装置と同様の構成となるものについては、説明を省略若しくは簡略化する。 1 and 2 are diagrams schematically illustrating the appearance of a culture apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a perspective view and FIG. 2 is a cross-sectional view. In addition, WL in FIG. 2 shows an example of the water level of the culture solution.
As shown in FIGS. 1 and 2, the culture apparatus 100 according to the present embodiment includes, as a rough configuration, a culture bag 1, a culture bag support container 2, and a stirring device (rotary body 13) provided in the culture bag 1. A drive unit 3 for rotationally driving is provided.
The culture apparatus includes gas supply means for supplying gas to the culture solution in the culture bag 1, temperature control means for adjusting the temperature of the culture solution, dissolved oxygen concentration, pH, temperature, etc. of the culture solution. Are provided, and a control device for performing these controls is also provided. However, here, a part related to the present invention will be basically described, and a description will be given of what has the same configuration as a conventional culture device. Omitted or simplified.

培養バッグ支持容器２は、培養バッグ１を支持するためのものである。本実施形態では、培養バッグ１が可撓性を有し、培養バッグ支持容器２に対して着脱可能なプラスチックバッグによって構成され、この培養バッグ１を内部に保持する容器が培養バッグ支持容器２である。
本実施形態の培養バッグ支持容器２は、図１、２に示されるように、基本態様が円筒状に形成された容器部や、これを支持する台座や支柱等を有する。
円筒状の容器部は、側面に補強用のリブが複数設けられ、底面部においてテーパー状に先細りに形成され、その先端部（最下部）に、培養容器内の液体を排出するドレイン２１が設けられる。 The culture bag support container 2 is for supporting the culture bag 1. In this embodiment, the culture bag 1 has flexibility and is configured by a plastic bag that can be attached to and detached from the culture bag support container 2. The container that holds the culture bag 1 is the culture bag support container 2. is there.
As shown in FIGS. 1 and 2, the culture bag support container 2 of the present embodiment includes a container part whose basic aspect is formed in a cylindrical shape, a pedestal, a support column, and the like that support the container part.
The cylindrical container portion is provided with a plurality of reinforcing ribs on the side surface and is tapered at the bottom surface portion, and a drain 21 for discharging the liquid in the culture vessel is provided at the tip (lowermost portion). It is done.

駆動ユニット３は、培養バッグ支持容器２の底部に配置され、培養バッグ１の攪拌装置（回転体１３）を回転駆動する。
図２に示されるように、駆動ユニット３は、培養バッグ支持容器２の底面部において、ドレイン２１を避ける形で設けられる。
図５に示されるように、駆動ユニット３は、モータMと、モータMの軸に固定されて回転するハブ３１と、当該ハブ３１に埋め込まれた磁石３２（駆動用磁石）とを有する。
駆動ユニット３のハブ３１は、以下で説明するベースプレート１２の裏面側に配される。ベースプレート１２の表面側には、以下で説明する回転体１３のハブ１３２が配され、このハブ１３２にも、ハブ３１と同様に磁石１３６が備えられている。
このように、回転体１３のハブ１３２と駆動ユニット３のハブ３１が、ベースプレート１２をはさんで対向して配され、モータユニット３のハブ３１が回転することで、非接触で回転体１３（攪拌装置）が回転駆動されるものである。 The drive unit 3 is disposed at the bottom of the culture bag support container 2 and rotationally drives the stirring device (rotator 13) of the culture bag 1.
As shown in FIG. 2, the drive unit 3 is provided on the bottom surface of the culture bag support container 2 so as to avoid the drain 21.
As shown in FIG. 5, the drive unit 3 includes a motor M, a hub 31 that is fixed to the shaft of the motor M and rotates, and a magnet 32 (drive magnet) embedded in the hub 31.
The hub 31 of the drive unit 3 is disposed on the back side of the base plate 12 described below. On the surface side of the base plate 12, a hub 132 of the rotating body 13 described below is disposed, and the hub 132 is also provided with a magnet 136, similar to the hub 31.
In this way, the hub 132 of the rotating body 13 and the hub 31 of the drive unit 3 are arranged to face each other with the base plate 12 interposed therebetween, and the hub 31 of the motor unit 3 rotates, so that the rotating body 13 ( The stirring device is driven to rotate.

図３は培養バッグ１を示す図であり、図３（ａ）は上面図、図３（ｂ）は斜視図である。
培養バッグ１は、培養液を保持する培養槽１１と、回転体１３とを備えている。培養バッグ１は、内部で動物細胞などの培養が行われる培養容器である。培養バッグ１は、ポリエチレンなど、培養に与える影響が小さい材料で構成することができる。
培養槽１１は、図３に示されるように、基本態様が円筒状であり、可撓性を有し、簡単に折り畳むことができる。これにより、ハンドリングに優れ、培養バッグ支持容器２に着脱することが容易な培養容器を実現することができる。培養槽１１は、培養バッグ支持容器２に対応する形で、その底面部においてテーパー状に先細りに形成され（図２参照）、その先端部（最下部）に、培養槽内の液体を排出するドレイン１１１が形成されている。
培養槽１１は、ベースプレート１２を有する。ベースプレート１２は、培養槽１１に培養液が張り込まれたときに、培養液に水没する領域に配置される。本実施形態では、ベースプレート１２は、ドレイン１１１を避ける形で培養槽１１の底面部に設けられている。 FIG. 3 is a view showing the culture bag 1, FIG. 3 (a) is a top view, and FIG. 3 (b) is a perspective view.
The culture bag 1 includes a culture tank 11 that holds a culture solution and a rotating body 13. The culture bag 1 is a culture container in which animal cells and the like are cultured. The culture bag 1 can be made of a material having a small influence on culture, such as polyethylene.
As shown in FIG. 3, the culture tank 11 is cylindrical in basic form, has flexibility, and can be easily folded. Thereby, the culture container which is excellent in handling and can be easily attached to and detached from the culture bag support container 2 can be realized. The culture tank 11 has a shape corresponding to the culture bag support container 2 and is tapered at the bottom surface thereof (see FIG. 2), and the liquid in the culture tank is discharged to the tip (lowermost part). A drain 111 is formed.
The culture tank 11 has a base plate 12. The base plate 12 is disposed in a region that is submerged in the culture solution when the culture solution is applied to the culture tank 11. In the present embodiment, the base plate 12 is provided on the bottom surface of the culture tank 11 so as to avoid the drain 111.

図４及び図５は、ベースプレート１２及び回転体１３を示す図であり、図４は上面図、図５は図４のＡ−Ａ線に沿った断面図（回転体１３に対向して、ベースプレート１２の下に設けられる駆動ユニット３の一部も示した図）である。
ベースプレート１２は、培養槽１１において、その底部内面に回転体１３を配置するための足場となる部材である。ベースプレート１２は、図４、５に示されるように、基本態様が円盤状の部材であり、その外周部において、培養バッグ１の底面部に接着若しくは溶着される。
ベースプレート１２には、回転軸１２１が備えられる。回転軸１２１は中央軸１２１ａと、中央軸１２１ａに嵌合する軸部材１２１ｂとによって構成される。中央軸１２１ａは、中心部に穴が空いている円筒状の部材であり、軸部材１２１ｂは、中央軸１２１ａの穴に嵌合される。 4 and 5 are views showing the base plate 12 and the rotating body 13. FIG. 4 is a top view, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 12 also shows a part of the drive unit 3 provided under the head 12).
The base plate 12 is a member that serves as a scaffold for disposing the rotating body 13 on the inner surface of the bottom of the culture tank 11. As shown in FIGS. 4 and 5, the base plate 12 is a disk-shaped member, and is bonded or welded to the bottom surface portion of the culture bag 1 at the outer peripheral portion thereof.
The base plate 12 is provided with a rotating shaft 121. The rotating shaft 121 includes a central shaft 121a and a shaft member 121b fitted to the central shaft 121a. The central shaft 121a is a cylindrical member having a hole in the center, and the shaft member 121b is fitted in the hole of the central shaft 121a.

図６は軸部材１２１ｂを示す図であり、図６（ａ）は側面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。軸部材１２１ｂは、基本態様が円柱状であり、その先端部において拡径部１２１ｂ１を有し、これにより段差部１２１ｂ２を形成している。
拡径部１２１ｂ１（回転軸１２１）はその先端がテーパー状に形成されて、回転体１３を支持する支持部を構成する。拡径部１２１ｂ１の外径は、ベースプレート１２の中央軸１２１ａの外径よりも小さい。すなわち、回転軸１２１は、その先端部の外径が、基端部の外径よりも小さくなっている。
軸部材１２１ｂの内部にはガス供給のための流路が形成される。図６（ｂ）に示されるように、軸部材１２１ｂの下端側から拡径部１２１ｂ１に至るまで鉛直方向に穴が形成され、これと連通する穴が拡径部１２１ｂ１において水平方向に形成され、拡径部１２１ｂ１の側面で開口している。 6 is a view showing the shaft member 121b, FIG. 6 (a) is a side view, and FIG. 6 (b) is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 6 (a). The shaft member 121b has a cylindrical shape as a basic aspect, and has a diameter-enlarged portion 121b1 at a tip portion thereof, thereby forming a stepped portion 121b2.
The enlarged diameter portion 121b1 (rotating shaft 121) has a tip formed in a tapered shape, and constitutes a support portion that supports the rotating body 13. The outer diameter of the enlarged diameter portion 121b1 is smaller than the outer diameter of the central shaft 121a of the base plate 12. That is, the rotating shaft 121 has an outer diameter at the distal end portion smaller than an outer diameter at the proximal end portion.
A flow path for supplying gas is formed inside the shaft member 121b. As shown in FIG. 6B, a hole is formed in the vertical direction from the lower end side of the shaft member 121b to the enlarged diameter part 121b1, and a hole communicating with this is formed in the horizontal direction in the enlarged diameter part 121b1, It opens on the side surface of the enlarged diameter portion 121b1.

また、図５に示されるように、ベースプレート１２には、中央軸１２１ａの内部の穴と連通する形で、水平方向に延びる穴１２３が形成され、この穴１２３は、ガス供給用のパイプを接続するための接続コネクタ１２２と連通している。
当該構成のベースプレート１２の中央軸１２１ａに、前述の軸部材１２１ｂが嵌合されることで、回転軸１２１に開口を有し、培養槽１１の内側と外側とを連通する第１の穴が形成される。 As shown in FIG. 5, the base plate 12 is formed with a hole 123 extending in the horizontal direction so as to communicate with the hole inside the central shaft 121a, and this hole 123 connects a pipe for gas supply. The connector 122 communicates with the connection connector 122.
By fitting the above-mentioned shaft member 121b to the central shaft 121a of the base plate 12 having the above configuration, a first hole that has an opening in the rotating shaft 121 and communicates the inside and the outside of the culture tank 11 is formed. Is done.

回転体１３は、攪拌羽根１３１を備える攪拌装置であり、同時に、以下で説明するようにスパージャーの機能も有する。
回転体１３は、ベースプレート１２に、その回転軸１２１を中心に回転可能に取り付けられる。ここで、回転体１３は、ベースプレート１２とともに培養液に水没するように配置される。回転体１３は、その中央部下面側に凹部が形成されたハブ１３２を備える。回転体１３は、当該凹部にベースプレート１２の回転軸１２１が挿入されて、回転軸１２１を中心に回転可能に取り付けられる。
ハブ１３２の上面側には攪拌羽根１３１が備えられ、底面側の内部には磁石１３６が埋め込まれている。当該磁石１３６を備えるハブ１３２が、前述のごとく、駆動ユニット３のハブ３１と対向して設けられることにより、ハブ３１の回転に伴い、ハブ１３２が磁力によって回転するものである。ハブ１３２の上面は、その中心を頂点にしたテーパー状に形成され、これにより、培養される細胞等がハブ１３２の上面に堆積してしまうことが抑止される。 The rotating body 13 is a stirring device including a stirring blade 131, and at the same time has a sparger function as described below.
The rotating body 13 is attached to the base plate 12 so as to be rotatable about its rotating shaft 121. Here, the rotating body 13 is arranged so as to be submerged in the culture solution together with the base plate 12. The rotating body 13 includes a hub 132 having a recess formed on the lower surface side of the central portion thereof. The rotating body 13 is attached so that the rotating shaft 121 of the base plate 12 is inserted into the recess, and the rotating body 13 is rotatable about the rotating shaft 121.
A stirring blade 131 is provided on the upper surface side of the hub 132, and a magnet 136 is embedded inside the bottom surface side. As described above, the hub 132 including the magnet 136 is provided so as to face the hub 31 of the drive unit 3, whereby the hub 132 is rotated by a magnetic force as the hub 31 rotates. The upper surface of the hub 132 is formed in a taper shape with its center at the apex, thereby preventing cells to be cultured from being deposited on the upper surface of the hub 132.

ハブ１３２の凹部は、その内径が、ベースプレート１２の中央軸１２１ａの外径と略同一に形成される。前述のごとく、軸部材１２１ｂの拡径部１２１ｂ１の外径は、中央軸１２１ａの外径よりも小さいため、凹部に回転軸１２１が挿入された状態で、凹部内（拡径部１２１ｂ１とハブ１３２の凹部との間）には、内部空間が形成される。
ハブ１３２には、前述の内部空間に連通するように水平方向に延びる穴１３３が形成され、この穴１３３はハブ１３２の側面（回転体１３の側面）で開口している。
これらにより、凹部の内部空間（回転体１３の内部空間）と回転体１３の外側とを連通する第２の穴が形成される。 The concave portion of the hub 132 has an inner diameter that is substantially the same as the outer diameter of the central shaft 121 a of the base plate 12. As described above, since the outer diameter of the enlarged diameter portion 121b1 of the shaft member 121b is smaller than the outer diameter of the central shaft 121a, the inside of the recess (the enlarged diameter portion 121b1 and the hub 132 are inserted with the rotary shaft 121 inserted into the concave portion. An internal space is formed between the first and second recesses.
The hub 132 is formed with a hole 133 extending in the horizontal direction so as to communicate with the internal space described above, and the hole 133 is opened at a side surface of the hub 132 (side surface of the rotating body 13).
As a result, a second hole is formed that communicates the internal space of the recess (the internal space of the rotating body 13) and the outside of the rotating body 13.

ハブ１３２の凹部の開口部付近には、当該凹部と回転軸１２１の間をシールするシール部材Ｓが備えられ、これにより、凹部の内部空間は、凹部の開口に対して気密に保持される気密領域となる。従って、当該気密領域に対して、第１の穴を通じて培養槽１１の外側から気体が供給されるものである。シール部材Ｓによって、凹部の内部空間に供給された気体が、凹部の開口から排出されることを防止することができる。
なお、変形例として、この培養装置を、シール部材Ｓを備えない構成とすることも可能である。回転軸１２１の基端部（中央軸１２１ａ）の外側面と、回転体１３の凹部の内側面とが密着するように設計することにより、凹部の内部空間を気密に保持することができる。また、この場合でも、回転軸１２１（中央軸１２１ａ）と回転体の摺動抵抗が小さくなるように材料を選定することで、回転体を効率よく回転させることができるとともに、回転体１３の回転に伴うパーティクル（部材の摩擦によって生じる削れ屑）の発生を低減することができる。 In the vicinity of the opening of the recess of the hub 132, a seal member S that seals between the recess and the rotary shaft 121 is provided, whereby the internal space of the recess is airtightly held against the opening of the recess. It becomes an area. Therefore, gas is supplied from the outside of the culture tank 11 to the airtight region through the first hole. The seal member S can prevent the gas supplied to the internal space of the recess from being discharged from the opening of the recess.
As a modification, the culture apparatus may be configured not to include the seal member S. By designing the outer surface of the base end portion (central shaft 121a) of the rotating shaft 121 and the inner surface of the recessed portion of the rotating body 13 to be in close contact with each other, the inner space of the recessed portion can be kept airtight. Even in this case, by selecting the material so that the sliding resistance between the rotating shaft 121 (the central shaft 121a) and the rotating body becomes small, the rotating body can be efficiently rotated and the rotation of the rotating body 13 can be performed. It is possible to reduce the generation of particles (scraps generated by friction of members).

ハブ１３２の穴１３３の開口には吐出ノズル１３４が取り付けられ、吐出ノズル１３４には焼結体１３５が嵌められている。これにより、回転体１３から培養液中に、微細な気泡を排出することができる。
本実施形態においては、図４に示されるように、３枚の攪拌羽根１３１が等間隔（１２０度間隔）に設けられており、これらの攪拌羽根１３１の間となる３箇所に、スパージャー（穴１３３、吐出ノズル１３４、焼結体１３５）が設けられている。 A discharge nozzle 134 is attached to the opening of the hole 133 of the hub 132, and a sintered body 135 is fitted to the discharge nozzle 134. Thereby, fine bubbles can be discharged from the rotating body 13 into the culture solution.
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, three stirring blades 131 are provided at equal intervals (120 degree intervals), and a sparger ( A hole 133, a discharge nozzle 134, and a sintered body 135) are provided.

以上の構成を有する本実施形態の培養装置１００によれば、接続コネクタ１２２から供給されるガスが、ベースプレート１２内の穴１２３、回転軸１２１内、回転体１３の凹部の内部空間、回転体１３内の穴１３３（３方向）、吐出ノズル１３４（３方向）を通じて、焼結体１３５（３方向）から培養槽１１内へ排出される。即ち、第１の穴を通じて培養槽１１の外側から凹部の内部空間に供給された気体が、第２の穴を通じて培養槽１１内に排出される。
培養装置１００では、培養槽１１内に回転体１３からガス供給が行われるため、回転によって生じるせん断流によって気泡を微細化させることができ、これによって気体を効率よく培養液に溶解させることができる。
なお、培養装置１００で培養槽１１内（培養液内）に供給される気体は、培養の目的によって種々の選択をすることができる。例えば気体として、酸素ガス、炭酸ガス、窒素ガス、空気等を供給することができる。なお、これらのガスは、バルブの切り替えを利用して、一種類ずつ供給することもできるし、あるいは、ガスミキサーなどで混合ガスにしたものを供給することもできる。 According to the culture apparatus 100 of the present embodiment having the above configuration, the gas supplied from the connection connector 122 is supplied from the hole 123 in the base plate 12, the rotary shaft 121, the internal space of the concave portion of the rotary body 13, and the rotary body 13. It is discharged from the sintered body 135 (3 directions) into the culture tank 11 through the inner hole 133 (3 directions) and the discharge nozzle 134 (3 directions). That is, the gas supplied from the outside of the culture tank 11 to the internal space of the recess through the first hole is discharged into the culture tank 11 through the second hole.
In the culture apparatus 100, gas is supplied from the rotating body 13 into the culture tank 11, so that the bubbles can be made fine by the shear flow generated by the rotation, and thereby the gas can be efficiently dissolved in the culture solution. .
In addition, the gas supplied into the culture tank 11 (in the culture solution) by the culture apparatus 100 can be variously selected depending on the purpose of the culture. For example, oxygen gas, carbon dioxide gas, nitrogen gas, air, or the like can be supplied as a gas. Note that these gases can be supplied one by one by using valve switching, or can be supplied as a mixed gas by a gas mixer or the like.

本実施形態によれば、回転体からガス供給をするための構造が、ベースプレート１２及び回転体１３の内部に納まっており、軽量かつコンパクトな構成にて回転体から気体を供給することが可能な培養容器及びこれを備える培養装置を提供することができる。
本実施形態で説明したごとく、本発明は、可撓性を有する培養槽に対しても適用可能であり、可搬性（折り畳みが可能で、軽量）や低コスト化に対して優れている。
また、本実施形態のように、回転体１３を、磁石を利用して非接触で回転させることができるため、培養槽１１の内部を、外部環境から隔離しやすくなり、培養槽１１の内部を清浄に維持することが容易になる。 According to this embodiment, the structure for supplying gas from the rotating body is housed in the base plate 12 and the rotating body 13, and gas can be supplied from the rotating body with a lightweight and compact configuration. A culture container and a culture apparatus provided with the same can be provided.
As described in the present embodiment, the present invention can be applied to a culture tank having flexibility, and is excellent in portability (foldable and lightweight) and cost reduction.
Moreover, since the rotary body 13 can be rotated in a non-contact manner using a magnet as in the present embodiment, the inside of the culture tank 11 can be easily isolated from the external environment, and the inside of the culture tank 11 can be isolated. It becomes easy to keep clean.

図７には、ベースプレート及び回転体の構成に関する別の例を示した。なお、上記実施形態と同一の構成については同一の符号を使用し、対応する構成について対応する符号を使用（´を付与）している。   FIG. 7 shows another example of the configuration of the base plate and the rotating body. In addition, the same code | symbol is used about the same structure as the said embodiment, and the corresponding code | symbol is used ('is provided) about the corresponding structure.

上記実施形態では、回転軸１２１の先端が、ハブ１３２の凹部の最深部に突き当たる形で、回転体１３を支持する構造であったが、図７の例では、回転軸１２１´と回転体１３´の間に設置されるボールベアリングＢＢによって、回転体１３´を支持する構成となっている。
これにより、回転軸１２１´の先端と、ハブ１３２´の凹部の最深部との間に空間を形成することができ、これを内部空間としている。従って、回転軸１２１´は単なる筒状の部材（下から上に穴が空いている部材）となっていて、ガスが、回転軸１２１´の上面に形成される穴から内部空間へと供給される構成となる。 In the above embodiment, the rotary shaft 121 is supported in such a manner that the tip of the rotary shaft 121 hits the deepest portion of the recess of the hub 132. However, in the example of FIG. The rotating body 13 ′ is supported by a ball bearing BB installed between the ′.
As a result, a space can be formed between the tip of the rotating shaft 121 ′ and the deepest portion of the recess of the hub 132 ′, which is used as an internal space. Therefore, the rotating shaft 121 ′ is a simple cylindrical member (a member having a hole from the bottom to the top), and gas is supplied from the hole formed on the upper surface of the rotating shaft 121 ′ to the internal space. It becomes the composition which becomes.

ハブ１３２´の凹部には、当該凹部と回転軸１２１´の間をシールするシール部材Ｓが備えられ、これにより、凹部の内部空間は、凹部の開口に対して気密に保持される気密領域となる。
回転体１３´は、ボールベアリングＢＢを介してベースプレート１２´に取り付けられており、ボールベアリングＢＢは、気密領域よりも凹部の開口側に配置されている。なお、ボールベアリングＢＢは、培養液に接触した場合でも培養に影響を与えない材料で構成されていることが好ましい。例えばボールベアリングＢＢとして、樹脂ベアリングを適用することができる。ベアリングはボールベアリングに限られるものではなく、各種のベアリングを用いることができる。 The concave portion of the hub 132 ′ is provided with a seal member S that seals between the concave portion and the rotating shaft 121 ′, whereby the internal space of the concave portion is hermetically sealed with respect to the opening of the concave portion. Become.
The rotating body 13 ′ is attached to the base plate 12 ′ via a ball bearing BB, and the ball bearing BB is disposed on the opening side of the recess from the airtight region. The ball bearing BB is preferably made of a material that does not affect the culture even when it comes into contact with the culture solution. For example, a resin bearing can be applied as the ball bearing BB. A bearing is not restricted to a ball bearing, Various bearings can be used.

ベースプレート１２´は、メインベースプレート１２ａ´と軸プレート１２ｂ´とを有する。
軸プレート１２ｂ´は、上述の回転軸１２１´を有する部材である。そして、軸プレート１２ｂ´はメインベースプレート１２ａ´に搭載され、軸プレート１２ｂ´の底面とメインベースプレート１２ａ´の上面とが対向するように固定されてベースプレート１２´を構成する。
メインベースプレート１２ａ´には、溝１２３´が形成されている。溝１２３´は、メインベースプレート１２ａ´の上面に、回転軸１２１´内の穴と、ガス供給用のパイプを接続するための接続コネクタ１２２´とにまたがるように形成される。そして、メインベースプレート１２ａ´の上面と軸プレート１２ｂ´の底面とが対向することにより、ベースプレート１２´の内部に穴（培養槽の外側と回転軸１２１´内の穴とを連通する穴）が形成されることとなる。当該構成により、ベースプレート１２´内の穴の形成が容易となる。なお、溝１２３´は、軸プレート１２ｂ´側に形成するものであってもよい。 The base plate 12 ′ includes a main base plate 12a ′ and a shaft plate 12b ′.
The shaft plate 12b ′ is a member having the above-described rotating shaft 121 ′. The shaft plate 12b ′ is mounted on the main base plate 12a ′, and is fixed so that the bottom surface of the shaft plate 12b ′ and the top surface of the main base plate 12a ′ are opposed to each other to form the base plate 12 ′.
A groove 123 'is formed in the main base plate 12a'. The groove 123 ′ is formed on the upper surface of the main base plate 12a ′ so as to straddle a hole in the rotating shaft 121 ′ and a connection connector 122 ′ for connecting a gas supply pipe. Then, the upper surface of the main base plate 12a ′ and the bottom surface of the shaft plate 12b ′ are opposed to each other, so that a hole (a hole communicating the outside of the culture tank and the hole in the rotating shaft 121 ′) is formed inside the base plate 12 ′. Will be. With this configuration, it is easy to form a hole in the base plate 12 '. The groove 123 ′ may be formed on the shaft plate 12 b ′ side.

吐出ノズル１３４´は、ハブ１３２´の側面から突出して設けられ、その先端部が先細りに形成されている。これにより吐出ノズル１３４´の先端部と、ここから吐出される気泡との接触面積が小さくなるので、泡切れが良くなる。この泡切れ効果と、回転によって生じるせん断流とを合わせて、気泡を微細化することができ、気体を効率的に溶解させることができる。   The discharge nozzle 134 ′ is provided so as to protrude from the side surface of the hub 132 ′, and the tip end portion thereof is tapered. As a result, the contact area between the tip of the discharge nozzle 134 'and the bubbles discharged from the tip is reduced, so that the bubble breakage is improved. By combining this bubble breakage effect and the shear flow generated by rotation, the bubbles can be made finer, and the gas can be dissolved efficiently.

図８には、さらに別のベースプレート及び回転体の構成例を示した。
上記実施形態及び図７の変形例では、回転軸がベースプレートに設けられるものであったが、回転軸を回転体側に設けたものが図８の例である。
図８では、攪拌羽根を省略する等、より簡略化した記載としている。なお、上記実施形態と同一の構成については同一の符号を使用し、対応する構成については対応する符号を使用（´´を付与）している。 FIG. 8 shows another configuration example of the base plate and the rotating body.
In the above embodiment and the modification of FIG. 7, the rotating shaft is provided on the base plate, but the rotating shaft provided on the rotating body side is the example of FIG.
In FIG. 8, the description is simplified, such as omitting the stirring blades. In addition, the same code | symbol is used about the structure same as the said embodiment, and the corresponding code | symbol is used about a corresponding structure (it gives '').

図８の例では、回転軸を回転体側に設けている違いはあるが、基本的な概念としては上記実施形態と同様である。
回転体１３´´は、その中心下部に回転軸１３７を備えており、回転軸１３７の中間部には縮径部１３７１が形成されている。ハブ１３２´´には、縮径部１３７１から、ハブ１３２´´の側面まで連通する穴１３３´´が形成されている。 In the example of FIG. 8, there is a difference that the rotating shaft is provided on the rotating body side, but the basic concept is the same as in the above embodiment.
The rotating body 13 ″ includes a rotating shaft 137 at the center lower portion, and a reduced diameter portion 1371 is formed at an intermediate portion of the rotating shaft 137. The hub 132 ″ is formed with a hole 133 ″ that communicates from the reduced diameter portion 1371 to the side surface of the hub 132 ″.

ベースプレート１２´´は、その中心部に凹部が形成されている。回転体１３´´は、当該凹部に回転軸１３７が挿入されて、回転軸１３７を中心に回転可能に取り付けられる。
回転軸１３７に縮径部１３７１が形成されていることにより、凹部内（回転軸１３７と凹部の内壁との間）に空間が生じ、これが内部空間となる。
また、ベースプレート１２´´には、凹部の内部空間とベースプレート１２´´の外側とを連通する穴１２３´´が形成されている。
即ち、ベースプレート１２´´には、凹部に開口を有する、培養槽１１の内側と外側とを連通する第１の穴（穴１２３´´）が形成されており、回転体１３´´には、凹部の内部空間と回転体１３´´の外側とを連通する第２の穴（穴１３３´´）が形成されており、第１の穴を通じて培養槽１１の外側から凹部の内部空間に供給された気体が、第２の穴を通じて培養槽１１内に排出されるものである。 The base plate 12 ″ has a recess formed at the center thereof. The rotating body 13 ″ is attached so that the rotating shaft 137 is inserted into the concave portion and can be rotated around the rotating shaft 137.
By forming the reduced diameter portion 1371 on the rotating shaft 137, a space is generated in the recess (between the rotating shaft 137 and the inner wall of the recess), and this becomes an internal space.
Further, the base plate 12 ″ is formed with a hole 123 ″ that allows the internal space of the recess to communicate with the outside of the base plate 12 ″.
That is, the base plate 12 ″ is formed with a first hole (hole 123 ″) having an opening in the recess and communicating between the inside and the outside of the culture tank 11, and the rotating body 13 ″ has A second hole (hole 133 ″) that communicates the internal space of the recess and the outside of the rotating body 13 ″ is formed, and is supplied from the outside of the culture tank 11 to the internal space of the recess through the first hole. The discharged gas is discharged into the culture tank 11 through the second hole.

（その他の構成例）
本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の構成とすることができる。
実施形態では、回転体に設けられるスパージャー（穴１３３、吐出ノズル１３４、焼結体１３５）を３方向としたものを例としているが、１方向や２方向でも構わないし、より多数としても構わない。
また、実施形態では、回転体及びベースプレートが培養槽の底面に設けられるものを例としたが、培養槽の側面に設けられるものであっても構わない。また、回転体及びベースプレートが培養槽内に複数設けられるものであってもよい。 (Other configuration examples)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can have various configurations.
In the embodiment, the sparger (hole 133, discharge nozzle 134, sintered body 135) provided in the rotating body is exemplified as three directions, but it may be one direction, two directions, or more. Absent.
In the embodiment, the rotating body and the base plate are provided on the bottom surface of the culture tank. However, the rotary body and the base plate may be provided on the side surface of the culture tank. A plurality of rotating bodies and base plates may be provided in the culture tank.

実施形態では、培養槽内に気体を排出する第２の穴（スパージャー）が回転体の側面に設けられるものを例としているが、これに限られるものではなく、第２の穴が回転体の上面に設けるものであってもよく、底面に設けるものであっても構わない。また、第２の穴の開口は回転体に設けられるものであればよく、回転体のハブではなく、攪拌羽根等に設けるものであっても構わない。
実施形態では、回転体が攪拌羽根を備える攪拌装置であるものを例としているが、攪拌羽根を備えておらず、スパージャーとしてのみ機能するものであっても構わない。 In the embodiment, the second hole (sparger) for discharging the gas into the culture tank is provided on the side surface of the rotating body. However, the present invention is not limited to this, and the second hole is the rotating body. It may be provided on the upper surface of the substrate, or may be provided on the bottom surface. The opening of the second hole may be provided in the rotating body, and may be provided in a stirring blade or the like instead of the hub of the rotating body.
In the embodiment, the rotating body is a stirring device including a stirring blade, but the stirring member may not be provided and may function only as a sparger.

１００．．．培養装置
１．．．培養バッグ
１１．．．培養槽
１２．．．ベースプレート
１２１．．．回転軸
１３．．．回転体
１３１．．．攪拌羽根
Ｓ．．．シール部材
ＢＢ．．．ボールベアリング 100. . . Incubator 1. . . Culture bag 11. . . Culture tank 12. . . Base plate 121. . . Rotating shaft 13. . . Rotating body 131. . . Stirring blade S. . . Seal member BB. . . ball bearing

Claims (10)

培養液を保持する培養槽と、
攪拌羽根を備えた回転体と、
を備え、
前記培養槽は、回転軸を備えたベースプレートを有し、
前記回転体には凹部が形成されており、前記回転体は、前記凹部に前記回転軸が挿入されて、前記回転軸を中心に回転可能に取り付けられ、
前記ベースプレートには、前記回転軸に開口を有する、前記培養槽の内側と外側とを連通する第１の穴が形成されており、
前記回転体には、前記凹部の内部空間と前記回転体の外側とを連通する第２の穴が形成されており、
前記第１の穴を通じて前記培養槽の外側から前記凹部の内部空間に供給された気体が、前記第２の穴を通じて前記培養槽内に排出される培養容器。 A culture tank for holding the culture solution;
A rotating body with stirring blades;
With
The culture tank has a base plate with a rotating shaft,
A concave portion is formed in the rotating body, and the rotating body is attached so as to be rotatable around the rotating shaft, with the rotating shaft inserted into the concave portion,
The base plate is formed with a first hole having an opening in the rotating shaft and communicating between the inside and the outside of the culture tank,
The rotating body is formed with a second hole communicating the internal space of the recess and the outside of the rotating body,
A culture vessel in which gas supplied from the outside of the culture tank to the internal space of the recess through the first hole is discharged into the culture tank through the second hole. 培養液を保持する培養槽と、
攪拌羽根を備えた回転体と、
を備え、
前記培養槽は、凹部が形成されたベースプレートを有し、
前記回転体は回転軸を備え、前記回転体は、前記凹部に前記回転軸が挿入されて、前記回転軸を中心に回転可能に取り付けられ、
前記ベースプレートには、前記凹部に開口を有する、前記培養槽の内側と外側とを連通する第１の穴が形成されており、
前記回転体には、前記凹部の内部空間と前記回転体の外側とを連通する第２の穴が形成されており、
前記第１の穴を通じて前記培養槽の外側から前記凹部の内部空間に供給された気体が、前記第２の穴を通じて前記培養槽内に排出される培養容器。 A culture tank for holding the culture solution;
A rotating body with stirring blades;
With
The culture tank has a base plate formed with a recess,
The rotating body includes a rotating shaft, and the rotating body is attached so as to be rotatable around the rotating shaft, with the rotating shaft being inserted into the recess.
The base plate is formed with a first hole having an opening in the recess and communicating between the inside and outside of the culture tank,
The rotating body is formed with a second hole communicating the internal space of the recess and the outside of the rotating body,
A culture vessel in which gas supplied from the outside of the culture tank to the internal space of the recess through the first hole is discharged into the culture tank through the second hole. 請求項１又は請求項２に記載の培養容器において、
前記ベースプレートが、前記培養液に水没する領域に配置されている培養容器。 In the culture container according to claim 1 or 2,
A culture vessel in which the base plate is disposed in a region submerged in the culture solution. 請求項１から請求項３の何れかに記載の培養容器において、
前記第２の穴が、前記回転体の側面部において開口している培養容器。 In the culture container according to any one of claims 1 to 3,
A culture vessel in which the second hole is opened at a side surface of the rotating body. 請求項１から請求項４の何れかに記載の培養容器において、
前記第２の穴が、前記回転体の上面部において開口している培養容器。 In the culture container according to any one of claims 1 to 4,
A culture vessel in which the second hole is opened in an upper surface portion of the rotating body. 請求項１から請求項５の何れかに記載の培養容器において、
前記凹部の内部空間は、前記凹部の開口に対して気密に保持される気密領域を有し、前記気密領域に対して、前記第１の穴を通じて前記培養槽の外側から気体が供給される培養容器。 In the culture container according to any one of claims 1 to 5,
The internal space of the recess has an airtight region that is airtightly held with respect to the opening of the recess, and culture is performed by supplying gas from the outside of the culture tank to the airtight region through the first hole. container. 請求項６に記載の培養容器において、
前記凹部と前記回転軸の間をシールするシール部材をさらに有し、前記シール部材によって前記気密領域が気密に保持される培養容器。 The culture container according to claim 6,
A culture vessel further comprising a seal member that seals between the concave portion and the rotation shaft, wherein the airtight region is held airtight by the seal member. 請求項６又は請求項７に記載の培養容器において、
前記回転体は、ベアリングを介して前記ベースプレートに取り付けられており、
前記ベアリングは、前記気密領域よりも前記凹部の開口側に配置されている培養容器。 In the culture container according to claim 6 or 7,
The rotating body is attached to the base plate via a bearing,
The culture vessel in which the bearing is arranged on the opening side of the recess with respect to the airtight region. 請求項１から請求項８の何れかに記載の培養容器において、
前記回転体には磁石が取り付けられており、
前記回転体が、前記培養槽の外側に配置される駆動用磁石によって回転するように構成されている培養容器。 In the culture container according to any one of claims 1 to 8,
A magnet is attached to the rotating body,
A culture vessel configured such that the rotating body is rotated by a driving magnet disposed outside the culture tank. 請求項１から請求項９の何れかに記載の培養容器を備える培養装置。   A culture apparatus provided with the culture container in any one of Claims 1-9.
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