細胞株開発・クローン選抜
候補クローンのシェイクフラスコ拡大、浮遊培養適性確認に使われる。
主な用途
- クローン拡大
Product Guide
CO2シェーカー
CO2シェーカーは、CO2濃度を制御した環境で、シェイクフラスコや培養容器を振とうしながら細胞を培養するための装置です。CO2インキュベーターの培養環境と、オービタルシェーカーの振とう機能を組み合わせた装置で、哺乳類細胞の浮遊培養に使われます。
用途・特徴
CO2シェーカーは、細胞を振とうしながら、CO2環境で培養するために使われます。哺乳類細胞の浮遊培養では、37℃、5% CO2、高湿度環境で、細胞を均一に懸濁しながら培養することがあります。
浮遊CHO細胞、HEK293細胞、ハイブリドーマ、昆虫細胞、一部の幹細胞・免疫細胞などでは、細胞を培地中に均一に懸濁し、酸素供給や栄養供給を保ちながら培養する必要があります。CO2制御付きのインキュベーターシェーカー、CO2インキュベーター内に設置するCO2耐性シェーカー、積み重ね可能な大型インキュベーターシェーカーなどがあります。
Point
- CO2環境でシェイクフラスコを振とう培養できる
- 浮遊CHO細胞、HEK293細胞、昆虫細胞などの拡大培養に使われる
- シードトレインでフラスコ培養から小型培養装置へつなぐ
- 温度、CO2、湿度、振とう速度、振とう径が重要
- シェイクフラスコの液量、キャップ、通気性が培養結果に影響する
- CO2インキュベーター内設置型と、CO2制御一体型がある
- 細胞株開発、抗体医薬、AAV、レンチウイルス、ワクチンで使われる
使用方法
基本的には、細胞懸濁液をシェイクフラスコに入れ、CO2シェーカーにセットして振とう培養します。
1培地を準備する
2細胞懸濁液を調製する
3接種密度を決める
4シェイクフラスコに培地と細胞を入れる
5ベントキャップやフィルターキャップを確認する
6CO2シェーカーへセットする
7温度、CO2濃度、振とう速度、振とう径を設定する
8培養中に細胞数、生存率、pH、代謝成分を確認する
9必要に応じてフィードや培地交換を行う
10次のフラスコ、小型バイオリアクター、本培養へ移行する
実際の条件は、細胞種、フラスコ形状、液量、振とう径、振とう速度、CO2濃度、培地、フィード、接種密度、スケールアップ先によって変わります。
CO2インキュベーターとの違いは？
CO2インキュベーターとCO2シェーカーは、どちらもCO2環境で細胞を培養しますが、培養方式が異なります。
結論
CO2インキュベーターは「静置培養」、CO2シェーカーは「CO2環境での振とう培養」と考えると整理しやすくなります。
培養方式
静置培養
振とう培養
主な容器
Tフラスコ、プレート、ディッシュ
シェイクフラスコ、三角フラスコ、一部バッグ
主な細胞
接着細胞、静置培養、単一細胞培養
浮遊CHO、HEK293、昆虫細胞など
混合
なし
オービタル振とうで混合する
酸素供給
培地表面から拡散
振とうによる気液界面拡大
主な用途
回復培養、継代、プレート培養
シードトレイン、浮遊細胞拡大
注意点
CO2復帰、湿度、清浄性
振とう速度、液量、せん断、酸素移動
通常のシェーカーとの違いは？
| 項目 | 通常のインキュベーターシェーカー | CO2シェーカー |
|---|---|---|
| 温度制御 | あり | あり |
| 振とう | あり | あり |
| CO2制御 | 基本なし | あり |
| 湿度管理 | 機種による | 細胞培養向けに考慮される |
| 主な対象 | 微生物、酵母、大腸菌、一般サンプル | 哺乳類細胞、CHO、HEK293 |
| 培地pH | CO2非依存培地向け | 重炭酸バッファー系培地に向く |
| 向く用途 | 微生物発酵、一般振とう培養 | 哺乳類細胞の浮遊培養 |
シェイクフラスコとの関係
| 項目 | 内容 |
|---|---|
| シェイクフラスコ | 細胞や培地を入れる培養容器 |
| CO2シェーカー | シェイクフラスコをCO2環境で振とうする装置 |
| 主な用途 | 浮遊CHO、HEK293、昆虫細胞のシードトレイン |
| 重要条件 | フラスコ容量、液量、振とう径、振とう速度、キャップ通気性 |
| 注意点 | 酸素移動、せん断、泡立ち、細胞凝集、エッジ効果 |
スピナーフラスコとの違いは？
| 項目 | CO2シェーカー | スピナーフラスコ |
|---|---|---|
| 混合方式 | フラスコ全体をオービタル振とう | 内部の撹拌子・インペラーで撹拌 |
| 主な容器 | シェイクフラスコ | スピナーフラスコ |
| 主な対象 | 浮遊CHO、HEK293、昆虫細胞 | マイクロキャリア、接着細胞、浮遊細胞 |
| 装置環境 | CO2制御・温度制御 | CO2インキュベーター＋磁気スターラーなど |
| シードトレイン | 標準的に使われやすい | 条件検討やマイクロキャリアで使われる |
| 注意点 | 振とう径、液量、酸素移動 | 撹拌速度、沈降、せん断、担体 |
小型バイオリアクターとの違いは？
| 項目 | CO2シェーカー | 小型バイオリアクター |
|---|---|---|
| 培養容器 | シェイクフラスコ | ガラス槽、シングルユース容器 |
| pH制御 | 基本なし | あり |
| DO制御 | 基本なし | あり |
| ガス供給 | フラスコのヘッドスペース・キャップ経由 | スパージ、ヘッドスペース、MFCなど |
| 撹拌/混合 | オービタル振とう | インペラー、ロッキング、制御撹拌 |
| データ取得 | 限定的 | pH、DO、温度、撹拌、ガスなどを記録 |
| 向く用途 | シードトレイン、初期条件検討 | プロセス開発、条件最適化、スケールアップ |
| 注意点 | フラスコ条件に依存 | センサー、制御条件、装置設定が重要 |
主なタイプ
| タイプ | 内容 | 向く用途 |
|---|---|---|
| CO2制御一体型インキュベーターシェーカー | 温度、CO2、振とうを1台で制御する | 哺乳類細胞の浮遊培養、シードトレイン |
| CO2インキュベーター内設置型シェーカー | 既存CO2インキュベーター内に入れて使う | 小規模培養、既存設備活用 |
| CO2耐性オービタルシェーカー | 高湿度・CO2環境に耐える設計 | インキュベーター内の振とう培養 |
| 大容量スタッカブル型 | 複数段積みや大容量処理が可能 | 多検体、プロセス開発、種培養 |
| 冷却機能付きタイプ | 低温〜高温まで温度制御できる | 細胞以外の条件検討、特殊培養 |
| 湿度制御付きタイプ | 湿度を制御して蒸発や結露を抑える | 長期培養、安定培養 |
| マルチガス対応型 | CO2に加えてO2制御に対応する場合がある | 低酸素培養、幹細胞、特殊条件 |
| 小型ベンチトップ型 | 少数フラスコ向け | 研究・初期検討 |
| 大型床置き型 | 多数フラスコ・大容量フラスコ向け | シードトレイン、培養条件検討 |
選定ポイント
細胞タイプCHO、HEK293、昆虫細胞、ハイブリドーマなど
培養目的シードトレイン、条件検討、種培養、発現確認のどれか
フラスコ容量125 mL、250 mL、500 mL、1 L、2 L、5 Lに対応するか
積載量1回に何本のフラスコを載せられるか
振とう速度細胞が沈降せず、せん断が強すぎない範囲を設定できるか
振とう径12.5 mm、25 mm、50 mmなど目的に合うか
CO2制御センサー方式、復帰速度、安定性、校正のしやすさ
温度制御37℃の安定性、庫内均一性、ドア開閉後復帰
湿度管理蒸発、結露、長期培養への影響を抑えられるか
清掃性庫内材質、角丸構造、排水、除染、清掃しやすさ
スタック性ラボスペースに合わせて積み重ねできるか
記録性温度、CO2、回転数、アラーム、データログに対応するか
GMP対応IQ/OQ、校正、点検、SOP、清掃記録に対応できるか
保守国内保守、駆動部の耐久性、部品供給、定期点検
使用される工程
CO2シェーカーは、浮遊細胞の拡大培養が必要な工程で広く使われます。
遺伝子導入・安定発現株作製
トランスフェクション後の浮遊培養、発現確認に使われる。
主な用途
- 発現確認
セルバンク
評価用細胞や保存細胞の再立ち上げ後の拡大培養に使われる。
主な用途
- 再立ち上げ
融解・回復培養
CO2インキュベーターで回復後、フラスコ拡大へ移行する。
主な用途
- 回復後拡大
シードトレイン
WCBから本培養へつなぐ段階的な浮遊細胞拡大で使われる。
主な用途
- 種拡大
段階的な拡大培養
125 mL、250 mL、500 mL、1 Lなどで段階的に拡大する。
主な用途
- 段階拡大
小型培養装置への接続
シェイクフラスコから小型バイオリアクターやSUBへ移行する。
主な用途
- 移行
本培養前の種培養
本培養へ接種する細胞を準備する。
主な用途
- 種培養
AAV・レンチウイルス製造
HEK293やProducer Cellの浮遊培養・拡大で使われる。
主な用途
- ベクター製造
ワクチン製造
昆虫細胞、浮遊細胞、細胞基材の種培養に関係する。
主な用途
- 種培養
プロセス開発
培地、フィード、温度シフト、細胞密度、発現条件の検討に使われる。
主な用途
- 条件検討
使用されるモダリティー
CO2シェーカーは、浮遊細胞の拡大が関係する多くのモダリティーで使われます。
抗体医薬
関連度高
CHO細胞候補クローン拡大シードトレイン
WCBから本培養へつなぐ浮遊CHO培養で使われる。
ADC
関連度高
抗体原薬用CHO細胞
抗体部分の製造細胞拡大で抗体医薬と同様に関係する。
二重特異性抗体
関連度高
CHO細胞複数鎖発現クローン種培養
候補クローン拡大やシードトレインで使われる。
Fc融合タンパク質・組換えタンパク質
関連度高
CHOHEK293浮遊培養
組換えタンパク質産生細胞の拡大培養に使われる。
AAV
関連度高
HEK293Sf9Producer Cell
ウイルスベクター製造細胞の浮遊培養・種培養で使われる。
レンチウイルス
関連度高
HEK293TPackaging CellProducer Cell
ベクター製造用細胞の拡大や発現確認で使われる。
ワクチン
関連度中〜高
昆虫細胞浮遊細胞細胞基材
細胞基材やウイルス増殖用細胞の種培養で関係する。
細胞治療
関連度中
T細胞NK細胞細胞加工関連
主役はバッグや専用装置だが、研究・条件検討で関係する。
iPS細胞・幹細胞由来製品
関連度低〜中
3D凝集体分化細胞特殊培養
静置や専用装置が多いが、振とう培養検討で使われる場合がある。
遺伝子編集
関連度中〜高
編集CHOHEK293T細胞など
編集後細胞の拡大や発現確認で関係する。
mRNA-LNP
関連度低〜中
評価細胞発現評価
製造工程本体よりも細胞評価・発現確認で使われる。
プラスミドDNA
関連度低〜中
評価細胞発現確認
大腸菌製造本体では通常使われない。
微生物発酵
関連度低〜中
特殊条件を除き通常CO2不要
微生物は通常のインキュベーターシェーカーが中心。
低分子医薬品
関連度中
細胞アッセイ薬効評価毒性評価
製造工程よりも評価系で使われる。
メーカー製品
CO2制御一体型インキュベーターシェーカー（8）
EppendorfNew Brunswick S41i CO2 Incubator ShakerCO2インキュベーターとCO2シェーカーを一体化した装置。シェイクフラスコ用プラットフォームと静置培養用棚を組み合わせられ、最大5 Lフラスコにも対応する。公式URL EppendorfCellXpert CS220 CO2 Incubator Shaker大容量のCO2インキュベーターシェーカー。哺乳類細胞のシェイクフラスコ培養やシードトレイン用途で使われる。公式URL KuhnerISF1-XC Climo-ShakerCO2制御、湿度制御、冷却オプションに対応するインキュベーターシェーカー。最大3段スタックが可能で、細胞培養・プロセス開発に使われる。公式URL KuhnerISF4-X / ISF4-XC Climo-Shaker大容量インキュベーターシェーカー。温度、湿度、CO2制御に対応し、複数の独立したシェーカー段を構成できる。公式URL INFORS HTMultitron Cell哺乳類細胞や細胞培養用途向けの大容量インキュベーターシェーカー。多段構成や並列処理に向く。公式URL INFORS HTMultitron大容量・スタッカブル設計のインキュベーターシェーカー。細胞培養や微生物培養の並列処理で使われる。公式URL SartoriusCERTOMAT CTplusCO2、湿度、冷却などに対応するインキュベーションシェーカー。フラスコ培養や細胞培養の振とう用途で使われる。公式URL Kuhner / 東邦クリモシェーク ISF1-X / ISF1-XC日本国内でメンテナンス対応されるKuhner系インキュベーターシェーカー。CO2環境、高湿度環境での安定駆動、IQ/OQ対応が案内されている。公式URL
CO2インキュベーター内設置型シェーカー（6）
Thermo Fisher ScientificCO2 Resistant Shakers既存CO2インキュベーター内で使用できるCO2耐性シェーカー。高湿度・CO2環境下で細胞培養用フラスコを振とうする用途に使われる。公式URL Thermo Fisher ScientificSolaris 2000 / 4000 Open Air Orbital ShakersCO2耐性モデルやオープンエアー振とう装置として、細胞培養・一般振とう用途で使われる。CO2インキュベーター内利用では製品適合性確認が必要。公式URL EppendorfNew Brunswick CO2 Resistant ShakersCO2インキュベーター内での小型振とう培養に使われるシェーカー製品群。S41iのような一体型と使い分ける。公式URL Benchmark ScientificOrbi-Shaker CO2CO2インキュベーター内使用向けの小型オービタルシェーカー。小スケールのシェイクフラスコやプレート振とうに使われる。公式URL Grant InstrumentsCO2 Resistant ShakersCO2インキュベーター内で使える耐CO2・耐湿性を持つ振とう装置。小型細胞培養用途で使われる。公式URL 2magCO2 Resistant Magnetic Stirring / Shaking SystemsCO2インキュベーター内で使う撹拌・振とう系装置。細胞培養や小型培養容器の混合に関係する。公式URL
通常インキュベーターシェーカー（7）
Thermo Fisher ScientificMaxQ 8000 Incubated/Refrigerated Stackable Shakersスタッカブル設計のインキュベーション/冷却付きシェーカー。温度制御とオービタル振とうに対応し、微生物培養や一般振とう培養で使われる。公式URL Thermo Fisher ScientificMaxQ 6000 Incubated/Refrigerated Shakersスタッカブルな温度制御付きシェーカー。サンプル保管やオービタルシェイキングに使われる。公式URL EppendorfNew Brunswick Innova 42 / 44 / 44R温度制御付きインキュベーターシェーカー。細菌、酵母、昆虫細胞、一般振とう培養で使われる。公式URL INFORS HTMinitron小型インキュベーターシェーカー。微生物培養や小規模振とう培養に使われる。公式URL INFORS HTEcotronベンチトップ型インキュベーターシェーカー。研究室の小型振とう培養で使われる。公式URL KuhnerLT-X / ISF1-X Incubator Shakers温度制御付きインキュベーターシェーカー。用途に応じてCO2制御オプション付きモデルと使い分ける。公式URL IKAKS 4000 i control加温機能付きインキュベーターシェーカー。研究室での振とう培養やサンプル処理に使われる。公式URL
シェイクフラスコ・培養容器（7）
CorningErlenmeyer Cell Culture Flasks浮遊細胞培養やシードトレインで使われるシェイクフラスコ。CHO、HEK293などの拡大培養で使われる。公式URL Thermo Fisher Scientific / NalgeneSingle-Use PETG Erlenmeyer Flasks滅菌済みの使い捨てPETGシェイクフラスコ。浮遊細胞培養、培地調製、混合、保存に使われる。公式URL EppendorfErlenmeyer Flasksバッフル有無や容量を選べるシェイクフラスコ。浮遊細胞培養や微生物培養で使われる。公式URL Greiner Bio-OneErlenmeyer Flasks細胞培養や微生物培養に使われるシェイクフラスコ。公式URL Thomson Instrument CompanyOptimum Growth Flasks酸素移動を意識したシェイクフラスコ。細胞培養・微生物培養の小型拡大に使われる。公式URL SartoriusMycap CCX Cell Culture Shake Flask Systemチューブとガス交換機能を備えた閉鎖系シェイクフラスコ。開放操作を減らした細胞培養・継代に使われる。公式URL CorningDisposable Spinner / Shake Culture Accessoriesフラスコ培養や小型撹拌培養に関係する培養容器・アクセサリー。公式URL
関連装置・周辺製品（9）
Beckman Coulter Life SciencesVi-CELL BLU / Vi-CELL XRシェイクフラスコ培養中の細胞数・生存率確認に使われる自動セルカウンター。公式URL Logos BiosystemsLUNA-FX7 / LUNAシリーズ細胞数・生存率確認に使われる自動セルカウンター。シードトレイン中の状態確認に使われる。公式URL Nova BiomedicalBioProfile FLEX / FLEX2グルコース、乳酸、グルタミン、グルタミン酸、電解質などの培地成分確認に使われるバイオプロセス分析計。公式URL RocheCedex / Cedex Bio / Cedex HiRes細胞数、生存率、培地成分、代謝指標の確認に使われる分析装置。公式URL Advanced InstrumentsOsmoTECH Osmometers培地や培養上清の浸透圧確認に使われる浸透圧計。フィードや代謝変化の確認に関係する。公式URL Thermo Fisher Scientific / GibcoCell Culture Media and SupplementsCHO、HEK293、昆虫細胞、幹細胞などの培地・サプリメント。CO2シェーカーでの培養条件検討に使われる。公式URL FUJIFILM Irvine ScientificCell Culture Mediaバイオプロセス、細胞治療、幹細胞、ウイルスベクター向け培地製品。公式URL SartoriusBIOSTAT Bシェイクフラスコから移行する小型ベンチトップバイオリアクター。pH、DO、撹拌、ガスを制御して条件検討に使われる。公式URL EppendorfBioFlo 120シェイクフラスコからのスケールアップ先として使われる小型ベンチトップバイオリアクター。公式URL
保守・校正・バリデーション関連（6）
EppendorfShaker / Incubator Shaker ServiceNew Brunswickシリーズなどの点検、保守、サービス支援に対応。公式URL Thermo Fisher ScientificEquipment Service / Shaker Supportシェーカー、CO2インキュベーター、培養関連装置の保守・点検に関係するサービス。公式URL Kuhner / 東邦Kuhner製品メンテナンス対応ISF1-X/ISF1-XCなどのインキュベーターシェーカーについて国内メンテナンス対応が案内されている。公式URL INFORS HTService and Supportインキュベーターシェーカー、バイオリアクターの保守・サービスに対応。公式URL SartoriusService / Qualification Support培養装置、シェーカー、バイオプロセス装置のサービス・適格性確認支援に関係する。公式URL VaisalaCalibration and Monitoring Services温度、湿度、CO2などの計測・校正・モニタリングに関係するサービス。公式URL
