CN104911102B - 细胞培养容器、细胞培养装置及细胞培养方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及细胞培养容器、细胞培养装置及细胞培养方法。本发明的目的在于不用从培养装置内取出培养容器就能够简单且适时地判断培养容器内的细胞的培养状况,细胞培养装置包括:培养室(9),其用于对能够在内部收纳细胞(100)的培养容器(2)进行收纳,并保持为预定的温度和湿度;触摸面板传感器(13),其配置于该培养室(9)内的用于搭载培养容器(2)的搭载面(10),并供培养容器(2)的底部(8)的外表面紧贴;以及输出部(12),其用于将该触摸面板传感器(13)的输出取出到培养室(9)外。
Description
技术领域
本发明涉及细胞培养容器、细胞培养装置及细胞培养方法。
背景技术
为了判断细胞的传代时期、培养结束时期,要进行细胞的培养状况、增殖状况的确认。粘接于培养容器的底部的细胞的培养状况、增殖状况的确认通过由显微镜等从透明的培养容器的外侧进行观察并测量粘接面积来进行(例如,参照专利文献1。)。粘接面积的测量通过观察者一边目视观察利用显微镜的目镜获取的细胞的图像一边进行计数、或者利用判断程序对利用显微镜获取的细胞的图像进行分析并数值化来进行。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-80869号公报
发明内容
发明要解决的问题
细胞的培养状况、增殖状况的确认必须将在培养装置内培养的细胞以培养容器为单位从培养装置内取出并设置在显微镜上来进行。即,显微镜观察的结果是培养状况、增殖状况不充分的情况下,需要再次放回培养装置内继续进行培养,操作变无用功,或者提高了细菌等其他细胞、病毒等的污染风险。另一方面,在未适时地进行培养状况、增殖状况的确认操作的情况下,也有可能错过合适的传代时期。
本发明是鉴于上述情况而做成的,其目的在于提供不用从培养装置内取出培养容器就能够简单且适时地判断培养容器内的细胞的培养状况、增殖状况的细胞培养容器、细胞培养装置及细胞培养方法。
用于解决问题的方案
本发明的一技术方案是一种细胞培养装置,其中,该细胞培养装置包括:培养室,其用于收纳培养容器;触摸面板传感器,其配置于该培养室内的用于搭载上述培养容器的搭载面并供上述培养容器的底部的外表面紧贴;以及输出部,其用于将该触摸面板传感器的输出取出到上述培养室外。
根据本技术方案,若在培养容器内收纳细胞并将培养容器搭载于培养室内的搭载面,则设于搭载面的触摸面板传感器紧贴培养容器的底部的外表面。通过在该状态下将培养室内维持为预定的温度和湿度,从而培养容器内的细胞粘接于培养容器的底部并增殖。紧贴于培养容器的底部的外表面的触摸面板传感器对粘接于培养容器底部的内表面的细胞的粘接位置进行检测。检测到的细胞的粘接位置作为触摸面板传感器的输出被输出部取出到培养室外。由此,通过确认所取出的、细胞的粘接位置,从而不用将培养容器取出到培养室外就能够容易地确认细胞的粘接面积,能够确认细胞的培养状况。
也可以是,在上述技术方案的基础上,上述输出部是无线发送上述触摸面板传感器的输出的发送部。
通过如此设置,输出部不用内外贯穿培养室的壁面就能够将触摸面板传感器的输出发送到外部,能够维持培养室的密闭性。
也可以是,在上述技术方案的基础上,该细胞培养装置包括:输入部,其配置于上述培养室的外部并被输入利用上述输出部取出的上述触摸面板传感器的输出;以及判断部,其根据输入到该输入部的上述触摸面板传感器的输出对上述培养容器内的细胞的培养状况进行判断。
通过如此设置,利用输出部输出到培养室外的触摸面板传感器的输出被输入到培养室外的输入部,并利用判断部对细胞的培养状况进行判断。由此,能够监视细胞的培养状况。
也可以是,在上述技术方案的基础上,上述输出部是用于无线发送上述触摸面板传感器的输出的发送部,上述输入部是用于接收利用上述发送部无线发送的上述触摸面板传感器的输出的接收部。
通过如此设置,不用从培养室取出就能够在远程简单地监视在培养室内培养的细胞的培养状况。
本发明的其他技术方案是一种细胞培养容器,其中,该细胞培养容器包括:触摸面板传感器,其构成该细胞培养容器的供细胞粘接的底部;以及输出部,其用于将该触摸面板传感器的输出输出到外部。
根据本技术方案,若在细胞培养容器内收纳细胞并进行培养,则细胞粘接于底部的触摸面板传感器并进行增殖。由于触摸面板传感器检测细胞所粘接的位置并借助输出部输出到外部,因此能够通过监视所输出的触摸面板传感器的输出来监视每个细胞培养容器内的细胞的培养状况。
也可以是,在上述技术方案的基础上,上述输出部是无线发送上述触摸面板传感器的输出的发送部。
本发明的其他技术方案是一种细胞培养容器,其中,该细胞培养容器包括:底部,其由膜构成,该底部的内表面供细胞粘接;以及触摸面板传感器,其紧贴于该底部的外表面。
根据本技术方案,粘接于由膜构成的底部的内表面的细胞的粘接位置被紧贴于底部的外表面的触摸面板传感器隔着底部检测出来。由此,能够维持细胞培养容器内的密闭性,并且以细胞培养容器为单位监视细胞的培养状况。
本发明的其他技术方案是一种细胞培养方法,其中,该细胞培养方法包括:在培养容器内收纳细胞的步骤;在使触摸面板传感器紧贴于收纳有细胞的上述培养容器的底部的外表面的状态下将该培养容器收纳于培养装置的培养室内的步骤;以及将上述培养室内维持为预定的温度和湿度、并观察上述触摸面板传感器的输出的步骤。
发明的效果
根据本发明,起到不用从培养装置内取出培养容器就能够简单且适时地判断培养容器内的细胞的培养状况、增殖状况这样的效果。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的细胞培养装置的整体结构图。
图2是表示在图1的细胞培养装置的装置主体内收纳了培养容器的状态的图。
图3是表示本发明的一实施方式的培养容器的整体结构图。
图4是表示以能够拆装的方式安装培养容器的检测装置的一例的分解立体图。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的一实施方式的细胞培养装置1及细胞培养方法。
如图1和图2所示,本实施方式的细胞培养装置1包括:装置主体3,其用于对在内部收纳有细胞100的培养容器(细胞培养容器)2进行收纳,并通过保持为预定的温度和湿度来培养细胞100;以及分析部4,其相对于该装置主体3远程配置,用于对利用装置主体3培养的细胞100的状态进行分析。
如图2所示,培养容器2包括:容器主体6,其在一端具有开口部5,且能够在内部收纳细胞100;以及盖体7,其安装于开口部5并用于密闭容器主体6。
容器主体6由光学上透明的构件(例如,聚苯乙烯等树脂、玻璃等)形成,容器主体6的用于载置细胞100的底部8由薄膜状的膜构成。该薄膜状的膜只要是触摸面板传感器13能够隔着膜检测附着于膜相反面的细胞100的粘接位置、粘接面积的厚度尺寸即可。优选的是,构成底部8的膜的厚度尺寸为150μm±50μm。另外,作为膜的原材料,也只要是触摸面板传感器13能够隔着膜检测细胞100的粘接位置、粘接面积的原材料即可。膜的原材料例如为PET(polyethylene terephthalate:聚对苯二甲酸乙二醇酯)、有机硅等。
如图1和图2所示,装置主体3包括:培养室9,其在底面具有能够搭载多个培养容器2的搭载面10;以及门11,其用于对该培养室9进行开闭。在搭载面10上配置有触摸面板传感器13。
如图1和图2所示,触摸面板传感器13是具有能够并列载置多个培养容器2并紧贴所有的培养容器2的底部8整个区域的大小的、单一的平坦的电阻膜方式的传感器。触摸面板传感器13具有能够隔着底部8检测粘接于培养容器2的底部8进行生长的细胞100的粘接位置的灵敏度。另外,优选的是,触摸面板传感器13的分辨率为10nm左右。
即,触摸面板传感器13根据从粘接于培养容器2的底部8的上表面(内表面)的细胞100受到的压力来检测细胞100的位置。
在本实施方式中,由于将多个培养容器2搭载于单一的触摸面板传感器13,因此与培养容器2相对应地预先划分触摸面板传感器13的检测区域,以检测区域为单位检测细胞100的位置。
另外,本实施方式的细胞培养装置1具有用于向外部无线发送利用触摸面板传感器13检测到的细胞100的位置信息的发送部(输出部)12。
如图1所示,分析部4包括:接收部(输入部)14,其用于接收从发送部12发送来的细胞100的位置信息;判断部15,其用于根据该接收部14所接收到的触摸面板传感器13的信息信号对各个培养容器2内的细胞100的培养状况进行判断;以及监视器16,其用于显示利用该判断部15判断出的培养状况。
接收部14接收从发送部12无线发送的细胞100的位置信息并将信息输入到判断部15。
判断部15根据触摸面板传感器13检测到的细胞100的位置信息来计算粘接于底部8的细胞100的粘接面积。判断部15对计算出的细胞100的粘接面积是否达到设定的预定面积进行判断,并将判断结果作为细胞100的培养状况输出到监视器16。
以下说明如此构成的本实施方式的细胞培养装置1的作用和细胞培养方法。
在欲使用本实施方式的细胞培养装置1培养细胞时,首先,从内部保持为无菌状态的培养容器2的开口部5卸下盖体7,将细胞100与培养液(省略图示)一起从开口部5投入容器主体6内,将盖体7安装于开口部5而对培养容器2进行密闭(收纳于培养容器2内的步骤)。
如图2所示,将如此收纳了细胞100的多个培养容器2以底部8朝下的方式并列载置于培养室9内的搭载面10。由此,成为所有的培养容器2的底部8紧贴于设于搭载面10的触摸面板传感器13的状态。
此时,由于触摸面板传感器13被划分为多个区域,并以区域为单位进行检测,因此配置为各个培养容器2分别位于单独的区域内。然后,关闭培养装置的门11而对培养室9进行密闭(收纳于培养室9内的步骤)。
在该状态下,通过将培养室9内保持为预定的温度和湿度,从而对细胞100进行培养。培养容器2内的细胞100即使最初在培养液内为悬浮状态,伴随着培养的进行也粘接于培养容器2的底部8并被促进生长,沿着培养容器2的底部8逐渐增殖。
若细胞100粘接于培养容器2的底部8,则利用触摸面板传感器13隔着培养容器2的底部8检测细胞100的粘接位置。检测到的细胞100的粘接位置信息以触摸面板传感器13的区域为单位被输出到发送部12,并被发送部12无线发送到培养装置1的外部。
所发送的细胞100的粘接位置的信息被接收部14接收,并被输入到判断部15。然后,利用判断部15,根据输入的粘接位置的信息以培养容器2为单位计算细胞100的粘接面积,并对计算出的细胞100的粘接面积是否达到预定面积进行判断。然后,将判断部15的判断结果作为细胞100的培养状况显示于监视器16(进行观察的步骤)。
即,根据本实施方式的细胞培养装置1及细胞培养方法,具有不用将培养容器2取出到培养室9外就能够简单且适时地确认培养容器2内的细胞100的培养状况这样的优点。
在该情况下,具有若细胞100的粘接面积达到预定面积、则观察者能够根据以与培养容器2相对应地划分的检测区域为单位的各细胞100的位置信息准确地掌握哪个培养容器2的细胞100的培养已结束这样的优点。
另外,在本实施方式中,作为在培养容器2内培养的细胞100,例如,可列举胚胎干细胞(embryonic stem cell)、诱导性多功能干细胞(induced pluripotent stem cell)、干细胞(来自骨髓、脂肪、肌肉、神经、肝、胎盘、脐带血、末梢血)、软骨细胞、肝细胞、骨细胞、皮肤细胞、心肌细胞、骨骼肌细胞、血管内皮细胞、神经细胞等。
另外,在本实施方式中,作为触摸面板传感器13,例示了电阻膜方式的传感器,但是只要能够检测细胞100的培养状况,就不限于此。例如,作为触摸面板传感器13也可以采用超声波表面声波(Surface Acoustic Wave)方式的传感器。另外,也可以是,利用具有透明导电性的薄膜状的膜构成培养容器2的底部8,采用静电电容方式、电磁感应方式、红外线光学成像方式的传感器。即,触摸面板传感器13只要是能够通过隔着薄膜状的膜检测来自附着于膜相反面的细胞100的压力信号、电信号、电磁波信号等来检测细胞100的粘接位置的传感器即可。
另外,在本实施方式中,作为分析部4,例示了具有根据计算出的细胞100的粘接面积来判断细胞100的培养状况的判断部15的情况,但是并不限于此。例如,分析部4也可以通过将细胞100的粘接面积按时间序列图表化、或者将直至细胞100的增殖状态达到铺满(confluent)状态的达到率等算出并显示于监视器16来向观察者提示用于判断培养状况、增殖状态的资料。
接着,以下参照附图说明本实施方式的一实施方式的培养容器17。
在本实施方式的说明中,对结构与上述实施方式的结构共同的部位标注相同的附图标记并省略说明。
如图3所示,本实施方式的培养容器(细胞培养容器)17的容器主体6的底部8由触摸面板传感器13构成,在容器主体2的外部设有发送部18。
根据如此构成的本实施方式的培养容器17,若将在内部收纳有细胞100的培养容器17收纳于普通的细胞培养装置内,并通过维持为预定温度和预定湿度来进行培养,则伴随着培养的进行,细胞100直接粘接于容器主体6内的触摸面板传感器13的上表面并沿着触摸面板传感器13的上表面进行增殖。
此时,触摸面板传感器13检测细胞100的粘接位置,利用设于培养容器17的外部的发送部(输出部)18将细胞100的位置信息无线发送到细胞培养装置的外部。由此,利用接收部14接收由触摸面板传感器13检测到的细胞100的位置信息并利用判断部15对细胞100的培养状况进行判断,因此不用从细胞培养装置内取出培养容器17就能够利用监视器16确认每个培养容器17内的细胞100的培养状况。
这样,根据本实施方式的培养容器17,作为细胞培养装置能够使用普通的细胞培养装置,具有不需要大型的设备这样的优点。
另外,根据本实施方式的培养容器17,如图2所示,也能够层叠多个培养容器2并将培养容器2收纳于细胞培养装置内,而取代并列排列多个培养容器2,起到也能够一次培养许多细胞100这样的效果。
另外,在本实施方式中,例示了触摸面板传感器13自身构成培养容器17的底部8的情况,但如图4所示,也可以取而代之地采用具有触摸面板传感器13和发送部18、并将培养容器17的膜状的底部8以能够拆装的方式安装于触摸面板传感器13的表面的检测装置19。通过如此设置,具有能够将培养容器17设为一次性并对检测装置19实现再利用这样的优点。
另外,在本实施方式中,作为培养容器2、17,如图2~图4所示,例示了使用方型的容器的情况,但是只要至少用于粘接细胞100的面由薄膜状的膜构成,容器的形状就不限于此。例如,也可以采用浅底碟状的容器、容器整体由膜构成的袋状(包状)的容器等并配置在触摸面板传感器13上。此时,既可以是仅用于粘接细胞100的面为薄膜状的膜,也可以是整体为薄膜状膜。另外,袋状的容器也可以具有开口部5和盖体7。
在本发明的细胞培养装置1中,除了如上所述细胞100的粘接位置、粘接面积等培养状况的检测以外,也能够进行短时间的细胞100的移动、细胞100的电位(电流)变化等的检测。以下示出一例,但是并不限定于此。
例如,作为心肌细胞的搏动的检测,通过使触摸面板传感器13检测在从未分化细胞(例如,干细胞、诱导性多功能干细胞等)向心肌细胞分化的过程中产生的搏动,能够检测未分化细胞的分化诱导是否已成功。另外,也能够检测化合物等对心肌细胞带来的影响。
即,向搏动的心肌细胞添加化合物等,通过检测搏动的有无而能够评价该化合物等的对心肌细胞的影响(例如,阻碍、促进等)。此时,也能够将包含心肌细胞在内的细胞结构体(例如,由多种细胞构成的细胞片等)作为评价对象。
另外,通过与不包含细胞100的群、不对细胞100进行分化诱导的群等控制群相比较,能够更高精度地检测细胞100的搏动。
另外,例如,作为脑·神经细胞、心肌细胞的电位的检测,通过使触摸面板传感器13检测脑·神经细胞、心肌细胞的电位变化,能够对该细胞的活性程度进行评价。而且,能够检测从未分化细胞向脑·神经细胞、心肌细胞的分化诱导。此时,通过添加化合物等,能够评价该化合物等对细胞活性带来的影响。
另外,通过与不包含细胞100的群、不对细胞100进行分化诱导的群等控制群相比较,能够更高精度地检测细胞100的电位变化。
附图标记说明
1 细胞培养装置;2、17 培养容器(细胞培养容器);8 培养容器的底部;9 培养室;10 搭载面;12、18 发送部(输出部);13 触摸面板传感器;14 接收部(输入部);15 判断部。
Claims (8)
1.一种细胞培养装置,其中,该细胞培养装置包括:
触摸面板传感器,其供培养容器的底部的外表面紧贴;以及
输出部,其用于将该触摸面板传感器的输出取出到外部,
上述触摸面板传感器与上述培养容器的构成为薄膜状的底部紧贴,从而隔着该培养容器的底部利用来自与该培养容器的底面粘接的心肌细胞的压力信号或电信号对上述心肌细胞的搏动进行检测而对未分化细胞的分化诱导进行检测。
2.根据权利要求1所述的细胞培养装置,其中,
上述输出部是无线发送上述触摸面板传感器的输出的发送部。
3.根据权利要求1所述的细胞培养装置,其中,
该细胞培养装置包括:
输入部,其配置于外部并被输入利用上述输出部取出的上述触摸面板传感器的输出;以及
判断部,其根据输入到该输入部的上述触摸面板传感器的输出对上述培养容器内的心肌细胞的培养状况进行判断。
4.根据权利要求3所述的细胞培养装置,其中,
上述输出部是无线发送上述触摸面板传感器的输出的发送部,
上述输入部是用于接收利用上述发送部无线发送的上述触摸面板传感器的输出的接收部。
5.一种细胞培养容器,其中,该细胞培养容器包括:
触摸面板传感器,其构成该细胞培养容器的供细胞粘接的底部,该触摸面板传感器对来自与该底部的上表面粘接的心肌细胞的压力信号或电信号进行检测,从而检测心肌细胞的搏动而检测未分化细胞的分化诱导;以及
输出部,其用于将该触摸面板传感器的输出输出到外部。
6.根据权利要求5所述的细胞培养容器,其中,
上述输出部是用于无线发送上述触摸面板传感器的输出的发送部。
7.一种细胞培养容器,其中,该细胞培养容器包括:
底部,其由膜构成,该底部的内表面供细胞粘接;以及
触摸面板传感器,其紧贴于该底部的外表面,该触摸面板传感器隔着上述底部对来自与上述底部的内表面粘接的心肌细胞的压力信号或电信号进行检测,从而检测心肌细胞的搏动而检测未分化细胞的分化诱导。
8.一种细胞培养方法,其中,该细胞培养方法包括:
在培养容器内收纳未分化细胞的步骤;
在使触摸面板传感器紧贴于收纳有细胞的上述培养容器的底部的外表面的状态下将该培养容器收纳于培养装置的培养室内的步骤;以及
将上述培养室内维持为预定的温度和湿度、并观察上述触摸面板传感器的输出的步骤,
上述触摸面板传感器利用来自与上述培养容器的构成为薄膜状的底面粘接的心肌细胞的压力信号或电信号对上述心肌细胞的搏动进行检测而对未分化细胞的分化诱导进行检测。
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