CN110312786A - 化学物质评价用的装置以及化学物质评价方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供用于更确切评价化学物质的装置及方法。化学物质评价用装置具有第1隔室、以及与第1隔室连通且介由隔壁与第1隔室区分的第2隔室。

Description

化学物质评价用的装置以及化学物质评价方法
技术领域
本发明涉及化学物质评价用装置以及化学物质评价方法。
背景技术
医药品存在各种各样的剂型，其给药途径遍及多个方面，但口服制剂是临床中最多使用的给药剂型。口服给药的化学物质主要在小肠被吸收，经由门静脉、肝脏进入全身循环系统。因此，口服制剂由于受到小肠、肝脏中的首过效应(吸收、代谢、排泄)，所以生物利用度降低，生物利用度的个体间差异成为化学物质疗法上的重要问题。因此，在预测开发候选物质的优先次序、在人中的化学物质动态时，正确预测这些在肠道和肝脏中的首过效应是重要的。作为能够评价这样的化学物质动态的装置，例如，已知有下述专利文献1、2记载的细胞培养装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2005-503169号公报
专利文献2:国际公开第94/28501号
发明内容
但是，上述专利文献1、2的装置中，不能同时评价小肠、肝脏中的首过效应，在体外实验中分别评价化学物质的代谢稳定性、吸收性。另外，在使用实验动物的体内实验中，由化学物质给药后的门静脉血中、全身循环血中化学物质浓度差，可进行基于评价小肠中的吸收程度或速度、肝通过率等的PS法等的间接性评价，但是这些方法存在化学物质的动态的物种差异问题、伦理学问题。上述问题不限于化学物质的在小肠、肝脏中的首过效应等药代动力学的评价，在评价经由活体的多个组织、器官的化学物质对活体的影响(例如，药效·药理等效果的评价、毒性评价等)中也是共通的。
由于上述情形，寻求用于更确切评价化学物质的装置及方法。
本发明是为了解决上述课题的至少一部分而完成的发明，例如，作为以下的方式能够实现。
根据本发明的第1方式，可提供化学物质评价用装置。该装置具有第1隔室、以及与第1隔室连通且介由隔壁与第1隔室区分的第2隔室。
根据上述化学物质评价用装置，适合评价经由活体的多个组织、器官的化学物质。例如，该装置可按照以下方式使用。首先，在第1隔室内和第2隔室内配置培养细胞。接着，向第1隔室连续注入灌流液。该灌流液流经第1隔室内，跨越隔壁流入第2隔室，从第2隔室排出。在如此进行而使灌流液流动的状态下，向第1隔室内投入作为评价对象的化学物质。然后，观察配置于各隔室的细胞，对第1隔室内的灌流液以及从第2隔室排出的灌流液取样，进行特定项目的测定，由此可同时评价第1隔室内的细胞和第2隔室内的细胞。即，对于第1隔室内的细胞和第2隔室内的细胞，能在模拟动物(本申请中包括人)的活体的环境下使其相互关联而进行评价。除了第1和第2隔室，还可以设置追加的隔室。
根据本发明的第2方式，在第1方式中，装置具有用于覆盖第1隔室和第2隔室的罩体。根据上述方式，通过在评价试验中将罩体安装于第1隔室和第2隔室，容易将试验环境保持为洁净的状态。
根据本发明的第3方式，在第2方式中，罩体形成有贯穿罩体且在第1隔室和第2隔室的至少一者中开口的采样孔。根据上述方式，在对第1隔室和第2隔室安装罩体的状态下，容易介由采样孔对流经第1隔室和第2隔室的灌流液进行取样。
根据本发明的第4方式，在第2或第3方式中，罩体形成有贯穿罩体且用于向第1隔室投入化学物质的化学物质投入口。根据上述方式，在对第1隔室和第2隔室安装罩体的状态下，容易介由化学物质投入口投入评价对象的化学物质。
根据本发明的第5方式，在第2～第4中任一个方式中，罩体形成有与第1隔室连通且用于向第1隔室注入灌流液的进料口。根据上述方式，在对第1隔室和第2隔室安装罩体的状态下，容易介由入口将灌流液注入第1隔室。
根据本发明的第6方式，在第2～第5中任一个方式中，在形成第1隔室的壁部形成有支撑结构，该支撑结构用于将内部能够培养细胞的细胞培养容器以细胞培养容器插入第1隔室内的状态下进行支撑。根据上述方式，可将细胞培养容器插入第1隔室内。即，能够将配置于第2隔室内的细胞在该第2隔室内进行培养，同时能够将配置于第1隔室内的细胞在其它场所在其它条件下培养后再将其配置于第1隔室内。另外，在第1隔室的底部也培养细胞的情况下，可在不同的条件下培养该细胞和在细胞培养器中培养的细胞。
根据本发明的第7方式，在包含第5方式的第6方式中，进料口以在细胞培养容器被支撑结构支撑的状态下，与第1隔室中的细胞培养容器的外部区域连通的方式形成。根据上述方式，作为细胞培养容器可使用穿透小室(Transwell)。即，在灌流液流经穿透小室的外部的状态下，将化学物质投入穿透小室内，在通过穿透小室的膜的化学物质流入灌流液的环境下(例如，相当于模拟小肠的模型)，可进行评价。
根据本发明的第8方式，在第2～第7中任一个方式中，罩体由透明部件形成。根据上述方式，可使用显微镜观察第1隔室和第2隔室内的细胞。
根据本发明的第9方式，在第1～第8中任一个方式中，第1隔室和第2隔室的各自的底部由透明部件形成。根据上述方式，可使用显微镜观察第1隔室和第2隔室内的细胞。
根据本发明的第10方式，在第1～第9中任一个方式中，隔壁在第1隔室内具有以随着向第2隔室过渡壁高变高的方式倾斜的倾斜面。根据上述方式，可使从第1隔室跨越隔壁流入第2隔室内的灌流液的流动变缓。其结果，可抑制灌流液的流动的缓急变动引起的灌流液内的化学物质的浓度变化。
根据本发明的第11方式，在第10方式中，在倾斜面上形成有从倾斜面的顶部向第1隔室侧延伸的凹槽。根据上述方式，通过毛细作用，灌流液通过凹槽内可一点一点从第1隔室移动至第2隔室。因此，可抑制灌流液跨越隔壁时产生脉流(pulsating current)。其结果，可抑制灌流液的脉流引起的灌流液内的化学物质的浓度变化。
根据本发明的第12方式，在第1～第11中任一个方式中，为了使灌流液在通过第2隔室的通路中循环，具有用于与泵连接的循环进料口和循环出料口。根据上述方式，可介由进料口和出料口使灌流液循环。因此，在模拟动物的循环系统的环境下，可评价化学物质的长期影响。
根据本发明的第13方式，在第1～第12中任一个方式中，第2隔室以至少部分包围第1隔室的方式配置于第1隔室的周围。根据上述方式，将第1和第2隔室配置于收纳盒(compact)，可减小装置的纵向和横向的宽度。
根据本发明的第14方式，在第1～第12中任一个方式中，第2隔室可与第1隔室排列配置。根据上述方式，可减小装置的纵向和横向的一者的宽度。因此，排列使用多个装置时，通过将多个装置在短边方向排列，可将多个装置配置于收纳盒，可减小多个装置整体的纵向和横向的宽度。
根据本发明的第15方式，在第1～第14中任一个方式中，第2隔室具有排出口。排出口具有形成为V字形的内侧底面。根据上述方式，可限定从排出口排出的灌流液的排出位置。
根据本发明的第16方式，在第15方式中，排出口具有下游侧的外缘部。排出口的外侧底面在外缘部的位置突出。根据上述方式，可抑制从排出口排出的灌流液沿着外侧底面上朝向第2隔室侧进入。
根据本发明的第17方式，可提供化学物质评价用试剂盒。该试剂盒具有第1～第16中任一个方式的装置。装置具有多个装置。多个装置各自具有底座。底座各自具有在排列配置多个装置时相邻的底座彼此能够卡合的卡合结构。根据上述方式，容易将多个装置固定地排列而配置。
根据本发明的第18方式，可提供化学物质评价用试剂盒。该试剂盒具有第1～第16中任一个装置。该装置具有多个装置。试剂盒进一步具有在多个装置分别排列的状态下分别收纳多个装置的箱体。根据上述方式，容易将多个装置固定地排列而配置。箱体可以将相当于装置的各隔室底部位置的部位设为开放型，或者，可以使箱体底部由透明部件形成。
根据本发明的第19方式，可提供化学物质评价用装置。该装置具有串联连通的N个(N为3以上的整数)隔室、以及将N个隔室中的相邻的2个隔室区分的N-1个隔壁。根据上述方式，发挥与第1方式相同的效果。第19方式也能够追加第2～第18方式中任意一个。
根据本发明的第20方式，可提供化学物质评价用装置。该装置具有串联连通的N个(N为2以上的整数)隔室、以及将N个隔室中的相邻的2个隔室区分的N-1个隔壁。形成N个隔室的壁部形成有支撑结构，该支撑结构用于将内部能够培养细胞的细胞培养容器以细胞培养容器分别插入N个隔室内的状态下进行支撑。根据上述装置，将细胞培养容器插入N个隔室中的任意数量的任意位置的隔室，可将要求的评价对象环境模型化。另外，通过变更细胞培养容器的插入位置，容易变更评价对象环境，因此通用性优异。
根据本发明的第21方式，在第1方式中，第1隔室具有N个(N为2以上的整数)第1隔室。隔壁具有N个隔壁。第2隔室具有以1对1的关系分别与N个第1隔室连通的N个第2隔室，上述N个第2隔室通过N个隔壁与N个第1隔室分别区分而成。根据上述方式，在单个装置中，可确保多对第1隔室和第2隔室。
根据本发明的第22方式，在第21方式中，具有用于覆盖N个第1隔室和N个第2隔室的罩体。罩体具有在N个第1隔室和N个第2隔室的至少一者分别开口的N个采样孔、用于向N个第1隔室分别投入化学物质的N个化学物质投入口、分别与N个第1隔室连通且用于向N个第1隔室注入灌流液的N个进料口、以及分别与N个第2隔室连通且用于从N个第2隔室排出灌流液的N个出料口。根据上述方式，通过分别向采样孔、化学物质投入口、进料口和出料口插入管，可自动进行灌流液的循环、化学物质的投入、以及灌流液的取样。
根据本发明的第23方式，可提供化学物质的评价方法。该方法包括：将细胞播种于第1～第16和第19～第22中任一个方式的装置的各隔室，将化学物质应用于任意一个隔室，在各隔室中评价化学物质。
根据本发明的第24方式，在第23方式中，化学物质的评价为化学物质的药代动力学评价、效果的评价或毒性评价。
根据本发明的第25方式，在第23或第24方式中，化学物质的评价方法包括：将不同的细胞播种于各隔室。
根据本发明的第26方式，在第23～第25中任一个方式中，化学物质的评价方法包含括：将不同的化学物质应用于单个或多个隔室。
根据本发明的第27方式，在第23～第26中任一个方式中，化学物质的评价方法包括：向隔室内的液体添加食物纤维，搅拌隔室内的添加有食物纤维的液体。
根据本发明的第28方式，包含一种器官模型，是将1种或1种以上的器官细胞应用于第1～第16和第19～第22中任一个方式的装置而成的。
根据本发明的第29方式，包含第1～第16和第19～第22中任一个方式的装置、或者、权利要求28的方式的器官模型在第23～27中任一个方式的方法中的使用。
附图说明
图1为基于本发明的第1实施方式的化学物质评价用装置的主体的立体图。
图2为基于本发明的第1实施方式的装置的罩体的立体图。
图3为主体安装有罩体的装置的立体图。
图4A为装置的俯视图。
图4B为装置的截面图。
图5为表示使用装置进行评价试验时的顺序的说明图。
图6为基于本发明的第2实施方式的多个化学物质评价用试剂盒的立体图。
图7为图6的主体的立体图。
图8为表示图7的主体的内部的截面立体图。
图9为基于本发明的第3实施方式的化学物质评价用试剂盒的立体图。
图10为图9的试剂盒的分解立体图。
图11为基于本发明的第4实施方式的化学物质评价用装置的分解立体图。
图12为图11的装置的立体图。
图13为图11的装置的主体的截面图。
图14A为器官(肠道·肝脏)-模型(人B型肝炎病毒引起的肝炎模型)的示例。
图14B为器官(肠道·肝脏)-模型(人B型肝炎病毒引起的肝炎模型)的示例。
图15A为器官(脑(血脑屏障/中枢神经系统))-模型的示例。
图15B为器官(脑(血脑屏障/中枢神经系统))-模型的示例。
图16为器官(肠道·肝脏·脑(血脑屏障/中枢神经系统))-模型的示例。
图17为器官(肠道·肝脏·脑(血脑屏障/中枢神经系统))-模型，肠内菌群或药物引起的破裂模型的示例。
图18为器官(肠道·肝脏·肾脏)-模型的示例。
图19表示小肠隔室中的咪达唑仑的透过量和代谢物的生成量。
图20表示肝脏隔室中的咪达唑仑的透过量和代谢物的生成量。
图21为基于本发明的第5实施方式的化学物质评价用装置的分解立体图。
图22为主体安装有罩体的状态的图21的装置的立体图。
图23为图21的装置的截面图。
图24为图22的装置的截面图。
图25为基于本发明的第6实施方式的化学物质评价用装置的分解立体图。
图26为主体安装有罩体的状态的图25的装置的立体图。
图27为图25的主体的立体图。
图28为基于本发明的第7实施方式的化学物质评价用装置的立体图。
图29为图28的装置的截面图。
图30为表示搅拌插入件内的情形的截面图。
图31为表示搅拌插入件内的情形的截面图。
具体实施方式
A.化学物质评价用装置：
图1为基于本发明的第1实施方式的化学物质评价用装置20的主体30的立体图。本实施方式中，装置20可用于使用了小肠细胞和肝脏细胞的首过效应的评价试验。其中，装置20如后述所示，也可用于各种化学物质对活体的影响的评价(例如，药代动力学、效果、毒性的评价)。主体30具有第1隔室40、第2隔室50、隔壁60、底座70。第1隔室40可通过大致弯曲成圆形的壁部41形成于其内侧。壁部41的一部分边旋转为螺旋状边开口。在壁部41的外侧，与壁部41相距间隔而包围壁部41的周围形成壁部51。通过壁部41和壁部51在它们之间形成第2隔室50。即，第2隔室50以至少部分包围第1隔室40的方式配置。在本实施方式中，第1隔室40和第2隔室50的底部由透明部件形成。
以在第1隔室40的壁部41与第2隔室50的壁部51之间延伸的方式形成隔壁60。通过该隔壁60，在单个装置20内可区分为第1隔室40和第2隔室50。隔壁60以低于壁部41和壁部51的壁高的方式形成。另外，隔壁60以高于后述的壁部52的壁高的方式形成。第1隔室40和第2隔室50介由隔壁60连通(即，仅通过溢出隔壁60而连通)，由此可形成灌流液流动的螺旋状的流路。
第1隔室40可插入插入件90。插入件90为在其内部能够培养细胞的细胞培养容器，在本实施方式中，为市售的穿透小室。插入件90的底部91由多孔性膜过滤器形成。在该多孔性膜过滤器上，配置有小肠细胞96。插入件90可形成为有底圆筒形。在插入件90的外面可形成相对的一对突出部92(图1中，仅示出一者)。
在形成第1隔室40的壁部41的上端形成相对的一对缝隙42。缝隙42可形成为插入有突出部92的大小。缝隙42在将插入件90插入第1隔室40内的状态下，作为用于支撑插入件90的支撑结构发挥功能。在插入件90被缝隙42支撑的状态下，插入件90的底部91与第1隔室40的底面之间形成用于灌流液流通的微小间隙。该间隙也可用于培养细胞。
另外，在形成第1隔室40的壁部41的上端形成有切口部44。切口部44形成大致半圆形，其截面面积随着朝向第1隔室40的底部变小。该切口部44位于在缝隙42内被支撑的插入件90的外部。
隔壁60以低于壁部41和壁部51的壁高形成。本实施方式中，隔壁60在第1隔室40内，具有以随着向第2隔室50过渡壁高变高的方式倾斜的倾斜面61。根据上述构成，倾斜面61的上端附近的通过表面张力而液面水平上升的部分与垂直壁相比在水平方向变长。因此，以灌流液从第1隔室40溢出隔壁60而一点一点流入第2隔室50的方式调节灌流液的量，由此可使从第1隔室40跨越隔壁60流入第2隔室50的灌流液的流动变缓。其结果，可抑制灌流液的流动的缓急变动引起的、第2隔室50内的化学物质的浓度变化。
此外，本实施方式中，倾斜面61形成有从倾斜面61的顶部向第1隔室40侧延伸的凹槽62。根据上述构成，通过毛细作用，灌流液可通过凹槽62内一点一点从第1隔室40移动至第2隔室50。因此，可抑制灌流液跨越隔壁60时产生脉流。其结果，可进一步抑制第2隔室50内的化学物质的浓度变化。本实施方式中，凹槽62形成于倾斜面61的大致中央处，但凹槽62可以沿着倾斜面61的倾斜从任意的位置形成至倾斜面61的顶部。例如，凹槽62可以形成于隔壁60与壁部41或壁部51的连接部。
第2隔室50的下游端形成有在壁部41和壁部51之间延伸的壁部52。壁部52以低于壁部41和壁部51的壁高形成。在壁部52的下游侧形成有灌流液的出口31。在上述第2隔室50的底部配置肝脏细胞97。在第2隔室50内培养细胞时，为了在第2隔室50内储备培养液而设置上述壁部52。在不形成该壁部52时，例如，通过利用封盖将出口31封堵，也可以在第2隔室50内储备培养液。由上述说明也可以得知：本申请中，“隔室”这一用语意味着配置有细胞的多个区域，相互区分的多个区域。各隔室，例如，如不形成壁部52时的出口31那样，其一部分可以开放。
底座70在壁部51的外侧从壁部51的基部在水平方向延伸。底座70分别具有2个凸部71和凹部72。该凸部71和凹部72具有互补的形状。凸部71和凹部72在多个装置20排列配置时使相邻的底座70彼此卡合。即，1个底座70的凸部71与相邻的另一个底座70的凹部72卡合。根据上述构成，容易固定地排列配置多个装置20。
装置20进一步具有用于覆盖第1隔室40和第2隔室50的罩体80。本实施方式中，罩体80由透明部件形成。图2为罩体80的立体图。如图示所示，罩体80的上表面形成有贯穿该上表面的采样孔81。本实施方式中，采样孔81形成于第1隔室40的正上方，开口于第1隔室40。代替采样孔81或除了采样孔81以外，可以形成有开口于第2隔室50的采样孔。
此外，在罩体80的上表面形成有贯穿该上表面的化学物质投入口82。为了将作为评价对象的化学物质投入到第1隔室40可设置化学物质投入口82。本实施方式中，化学物质投入口82形成于罩体80的大致中央处，第1隔室40、或者、插入件90位于其正下方。因此，从化学物质投入口82投入的化学物质在不设置插入件90的情况下投入第1隔室40，在设置插入件90的情况下投入插入件90内。此外，罩体80形成有进料口83。为了将灌流液注入第1隔室40而设置进料口83。进料口83，例如，可与用于供给灌流液的注射泵连接。进料口83的内部通路在切口部44的正上方开口。由于切口部44位于插入件90的外部，因此进料口83与第1隔室40中的插入件90的外部连通。即，从进料口83供给的灌流液介由切口部44，供给至第1隔室40内且插入件90的外部。如图3所示，上述罩体80可载置于壁部51上。
根据上述罩体80，在评价试验中容易将试验环境(即，第1隔室40和第2隔室50)保持为洁净的状态。而且，通过采样孔81，容易对灌流液取样。此外，通过化学物质投入口82容易投入化学物质，并且通过进料口83容易注入灌流液。
图4A为装置20的俯视图。图4B为基于图4A的箭头视角A～C的装置20的截面图，其表示首过效应的评价试验时的情形。从进料口83连续注入的灌流液95流入第1隔室40，流经插入件90的周围和插入件90的底部91的下方，跨越隔壁60，流入第2隔室50。灌流液在第2隔室50中，流经配置于第2隔室50的底部的肝脏细胞97的上方，跨越壁部52，从出口31排出。另外，从化学物质投入口82投入的化学物质与插入件90内的培养液98混合，透过小肠细胞96和底部91(多孔性膜过滤器)，转移至第1隔室40内的灌流液95。随后，化学物质通过上述的灌流液95的流动流经肝脏细胞97上方，被肝脏细胞97代谢。
图5表示使用装置20进行首过效应的评价试验时的顺序的说明图。该试验中，首先，在主体30的第2隔室50中播种肝脏细胞97覆盖罩体80进行培养(步骤S110)。接着，在插入件90中播种小肠细胞96，以覆盖底部91(多孔性膜过滤器)的上表面的方式进行培养(步骤S120)。接着，将培养小肠细胞96的插入件90插入培养肝脏细胞97的主体30(更具体而言，第1隔室40)(步骤S130)。接着，在主体30上覆盖罩体80，使注射泵与进料口83连接(步骤S140)。接着，启动注射泵，一度使灌流液95流入装置20整体(即，第1隔室40和第2隔室50整体)(步骤S150)。随后，从形成于罩体80的中心的化学物质投入口82，向插入件90投入化学物质，在覆盖罩体80的状态下实施试验(步骤S160)。
该试验中，从采样孔81对灌流液95进行取样，可确认化学物质成分以何种程度混入。另外，可对从出口31排出的灌流液95经时进行取样，进行检查。此外，可介由第1隔室40和第2隔室50的底部(透明部件)，利用显微镜观察小肠细胞96和肝脏细胞97。另外，也可介由罩体80(透明部件)利用显微镜观察小肠细胞96和肝脏细胞97。
图6为作为第2实施方式的化学物质评价用试剂盒105的立体图。以下，对于试剂盒105，仅对与第1实施方式的不同点进行说明。试剂盒105具有多个化学物质评价用装置120。
图7为装置120的主体130和插入件90的立体图。图8为主体130和插入件90的截面立体图。装置120的形状与第1实施方式的装置20不同。具体而言，如图7所示，装置120具有由略呈圆筒形的壁部141形成的第1隔室140、由与壁部141连续的2个矩形形状的壁部151形成的第2隔室150。即，本实施方式中，第1隔室140和第2隔室150可排列配置。第2隔室150具有从圆柱状的第1隔室140延伸的细长的形状。如图8所示第1隔室140和第2隔室150，与第1实施方式同样，由具有倾斜面161的隔壁160区分。另外，第2隔室150的下游端形成有壁部152。在不形成有壁部152的情况下，如图7所示，在壁部152的下游侧可以安装当第2隔室150的细胞培养时用于封盖第2隔室150的封盖93。
本实施方式中，装置120不具有罩体。因此，如图7所示，为了注入灌流液，与注射泵连接的进料口145形成于壁部141。但是，装置120也可以具有与第1实施例同样的罩体。此时，罩体可以不具有进料口。进料口145，如图8所示，直接与第1隔室140的内部连通。进料口145的下端可以位于高于隔壁160的位置。此时，第1隔室140内的灌流液的水位位于进料口145的下方。因此，在从注射泵介由进料口145向第1隔室140内供给的灌流液的流速慢的情况下，也能够防止由于在第1隔室140内的灌流液与进料口145内的灌流液之间的化学物质的浓度梯度而化学物质从第1隔室140转移至进料口145。另外，壁部141与第1实施方式同样形成用于支撑插入件90的一对缝隙142。
底座170从壁部151的基部延伸。底座170具有与壁部141的外径基本相同的宽度。底座170与第1实施例一样，具有凸部171和凹部172，如图6所示，在与第1隔室140和第2隔室150排列的方向正交的方向可将多个装置120连接。根据上述试剂盒105，可将多个装置120排列配置于收纳盒。
图9是作为第3实施方式的化学物质评价用试剂盒205的立体图。图10是试剂盒205的分解立体图。以下，关于试剂盒205，仅对与第2实施方式的不同点进行说明。试剂盒205具有多个化学物质评价用装置220。如图10所示装置220的主体230具有大致立方体的外形，其中，与第2实施方式一样，大致圆筒形的第1隔室240和细长的第2隔室250可排列配置。可将插入件290插入第1隔室240。插入件290的上缘部可形成为法兰盘状，该法兰盘状部分载置于主体230的上表面仅这一方面与第1实施方式的插入件90不同。主体230与第2实施方式一样，形成有与第1隔室240直接连通的进料口245。装置220不具有罩体。但是，装置220也可以具有与第1实施例一样的罩体。此时，罩体可以不具有进料口。
试剂盒205进一步具有在多个装置沿短边方向排列的状态下分别收纳多个装置220的箱体100。箱体100具有1个底部102和多个隔板101。多个隔板101被分开以使得在相邻的2个隔板101之间可滑动地插入装置220。壁部103形成有插入进料口245的贯穿孔(省略图示)。根据上述试剂盒205，可将多个装置220排列配置于收纳盒，另外，可容易固定地排列配置。箱体100的底部102可以由透明部件形成，从而可以观察细胞。另外，作为代替方式，箱体100也可以不具有底部102。即，相当于装置220的各隔室的底部位置的部位可以为开放式。通过上述构成也可以观察各隔室内的细胞。
图11为作为第4实施方式的化学物质评价用装置320的分解立体图。
图12为装置320的立体图。图13为装置320的主体330的截面图。以下，关于装置320，仅对与第1实施方式的不同点进行说明。如图11所示，装置320的主体330具有大致圆筒形的壁部341和在壁部341的外侧以包围壁部341的方式配置的大致圆筒形的壁部351。在壁部341的内部形成有第1隔室340，在壁部341和壁部351之间与第1隔室340同心圆状地形成第2隔室350。第1隔室340和第2隔室350通过隔壁360区分。
第2隔室350中，在隔壁360的附近形成有将第2隔室350的上游端和下游端隔开的分隔壁352。如图13所示，壁部351形成有用于注入灌流液的进料口345。进料口345在第2隔室350的下方延伸，介由连通孔346与第1隔室340内连通。如图11所示，在与第2隔室350的下游端对应的位置，在壁部351形成有用于排出灌流液的排出口353。如果从进料口345连续供给灌流液，则灌流液流经第1隔室340和第2隔室350，从排出口353排出。
壁部351进一步为了在通过第2隔室350的通路中使灌流液循环，形成有用于与泵(例如，管泵)连接的循环进料口354和循环出料口355。循环进料口354形成于与第2隔室350的上游端对应的位置，循环出料口355形成于与第2隔室350的下游端对应的位置。在排出口353和循环出料口355的上流侧形成有壁部356。在第2隔室350内培养细胞时，为储备培养液而设置该壁部356，其相当于图7所示的壁部152。
在第1隔室340和第2隔室350中储备一定量的灌流液后，灌流液可介由循环进料口354和循环出料口355而循环。具体而言，首先，停止从进料口345的灌流液的供给，同时堵住排出口353。其后，从循环出料口355排除的灌流液介由泵再次从循环进料口354流入第2隔室350。由此，灌流液在第2隔室350中循环。根据上述构成，在模拟动物的循环系统的环境下，可评价化学物质对于配置于第2隔室350的细胞的长期影响。
如图11所示，本实施方式中，罩体380不具有采样孔和化学物质投入口。因此，取样时，以及，化学物质投入时，可将罩体380取下。
在上述的各实施方式中，不必具有插入件，也可以在第1隔室内直接配置细胞。另外，装置的第1隔室和第2隔室中的至少一者可以具有排列区分的2个以上的亚隔室(subcompartment)。此时，可以对每个亚隔室设置区分隔室彼此的隔壁。此外，装置可以具有串联连通的3个以上的隔室。此时，3个以上的隔室中相邻的2个隔室分别通过隔壁区分。3个以上的隔室中的至少1个可以具有排列区分的2个以上的亚隔室。
B.装置的使用方式
上述的装置能够模拟人的器官·组织地组合播种于多个隔室的细胞，因此例如能够实现口服首过效应(肠道上皮细胞-肝细胞)、血脑屏障(脑毛细血管内皮细胞-神经细胞)、血液胎盘屏障(合体滋养细胞(滋养层合胞体)层-胎儿组织·未分化组织)、肠道(肠道上皮细胞)-肝脏(肝细胞)-血脑屏障(脑毛细血管内皮细胞-神经细胞)、肠道(肠道上皮细胞)-肝脏(肝细胞)-肾脏(肾脏尿小管上皮细胞)等的模型化。
本发明的一个方式中，在装置中可以安装底面具有多孔膜过滤器的、可拆卸的细胞培养容器(插入件)。通过在细胞培养容器中培养细胞，优选在多孔膜过滤器上(或下)形成有细胞的膜(细胞片层)。细胞培养液、灌流液等液体、以及、溶解或混悬于液体的小分子(化学物质等)透过多孔膜过滤器，但细胞不透过多孔膜过滤器。介由细胞片层使化学物质和液体载体分离，由此化学物质透过细胞片层，可直接评价转移至液体载体的化学物质动态。来自细胞片层的化学物质透过，除了可直接反映小肠、血脑屏障、胎盘、肺、肾脏等中的化学物质吸收·排泄，还可直接反映化学物质代谢、化学物质相互作用、基因多态性的影响等。
(1)化学物质
能够应用于装置的化学物质的种类没有特别限定。能够应用于装置的化学物质包括能够应用于活体的任意的化学物质。化学物质可以是液体，或者，也可以是能够溶解或混悬于细胞培养液、灌流液等的固体、半固体。在化学物质中，例如，包括医药品、香气产品和化妆品(化妆品)、食品添加物、农药、或者这些的候选物质等。化学物质包括化合物、核酸、肽、蛋白质(抗体等)、金属等。化学物质可以为人工合成的化学物质，也可以为由微生物、植物、动物等得到的来自天然的化学物质。
供于装置的化学物质可以是能够对活体产生影响的有效成分自身。或者，供于装置的化学物质也可以为除含有有效成分以外还含有应用于活体的、能应用于活体的载体(carrier)、媒介物(vehicle)等的组合物、制剂的形式。载体和媒介物可以使用用于口服给药或非口服给药(透皮给药、皮下给药、腹腔内给药等)的医药组合物的制备所通常使用的载体、媒介物。适当的单位方式包括口服方式，例如片剂、软或硬胶囊剂、香囊(sachet)中的散剂或颗粒剂、悬浮剂或乳剂，以及非口服给药的注射剂、点滴剂、贴剂、气雾剂、滴眼剂、眼软膏剂、软膏剂、搽剂、柠檬水剂(lemonade)、流浸膏剂、洗剂、透皮吸收型制剂、贴付剂等。
或者，例如，应用于细胞培养容器(插入件)装置的物质也可以不是可对活体产生影响的作为有效成分的化学物质自身，而是产生或者释放化学物质的物质、生物。“产生或者释放化学物质的物质、生物”，例如，非限定性地包括肠内细菌、核酸(核酸医药等)等。“产生或者释放化学物质的物质、生物”即便不被灌流液运输，由这些物质、生物产生/放出的有效成分(化学物质)溶解或混悬于细胞培养液、灌流液而被运输。本说明书中，有时也包括这类“产生或者释放有效成分的物质、生物”在内称为“化学物质”。
可以将多种化学物质应用于上述装置。例如，可以同时或经时将多种化学物质应用于细胞培养容器，并将这样的细胞培养容器插入第1隔室。本说明书和权利要求书中，“将化学物质应用于第1隔室”的记载，只要没有特别说明，其包括将细胞培养容器插入第1隔室并将化学物质应用于细胞培养容器，以及不使用细胞培养容器时直接将化学物质应用于第1隔室这两者。由此，可研究将多种化学物质的组合同时或经时对相同器官·组织给药时对活体的影响。或者，也可以将细胞培养容器插入第1隔室，并将化学物质应用于细胞培养容器，将不同或相同的化学物质应用于第2或其以后的隔室。通过这些操作，可研究将多种化学物质的组合或1种化学物质同时或经时对不同的器官·组织给药时对活体的影响。
(2)细胞
可应用于上述装置的细胞的种类没有特别限定。应用于装置的细胞可以为附着于过滤器或容器的底面或者壁面的附着性细胞，也可以为在细胞培养液或者灌流液中悬浮的悬浮细胞。根据上述装置，通过将含有细胞的隔室连续地连接，可以重现更接近活体的器官、组织的环境的状态。优选使用适合重现欲评价的器官、组织的构成的细胞。也能够使用作为各器官、组织的模型细胞而确立的细胞株。例如，可以非限定地使用作为肠道上皮细胞的模型细胞的Caco-2细胞、作为肝细胞的模型细胞的HepG2细胞、作为神经细胞的模型细胞的NSC-34细胞系(CELLutions BIOSYSTEMS公司生产、Cosmo Bio公司售卖)、作为脑毛细血管内皮细胞的模型细胞的人永生化脑毛细血管内皮细胞、肾脏尿小管上皮细胞被进行基因操作而得到狗肾脏尿小管上皮细胞株(MDCK)。或者，也可以使用由人人工多能性干细胞(iPS细胞)分化诱导得到的细胞、或者由iPS细胞细胞分化诱导而制作的三维组织体(类器官或者球状体(spheroid))。血液胎盘屏障(合体细胞滋养层(滋养层合胞体))的模型，例如，可以利用人胎盘，按照例如Reproductive Biology and Endocrinology(2015)13:71记载的那样进行制备。也可以使用实施基因操作而得到的细胞株。
细胞可以播种于细胞培养容器。细胞为不通过多孔膜过滤器且不能被灌流液运输的附着性细胞的情况下，附着于细胞培养器的多孔膜过滤器的上表面，可形成细胞片层。或者，可以将细胞播种于第1隔室。附着性细胞的情况下，细胞附着于细胞培养器的多孔膜过滤器的下表面或第1隔室的容器的底面，可形成细胞片层。本说明书和权利要求书中，“将细胞播种(配置)于第1隔室”的记载，只要没有特别说明，包括将细胞播种于细胞培养容器并将细胞培养容器插入第1隔室，以及将细胞播种于第1隔室这两者。或者，也可以将细胞播种于第2或其以后的隔室。
可以对每个细胞培养容器、隔室播种不同种类的细胞。另外，1个容器或隔室中可以播种2种以上的细胞。
(3)细胞培养容器(插入件)
细胞培养容器(插入件)能够使用公知的细胞培养容器。例如，包括Falcon公司生产的Culture Insert，Millipore公司生产的Millicell Cell Culture Insert等。多孔膜过滤器优选由聚碳酸酯(PC)、聚酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、或者聚四氟乙烯(PTFE)等材质形成，优选为开设有多个直径为约0.1μm～约10.0μm、更优选为约0.2μm～8.0μm的孔的材质。
本发明也包括将1个或1个以上的器官的细胞应用于上述装置而得到的器官模型。本发明也包括上述装置或上述器官模型在化学物质的评价方法中使用。
(4)器官(肠道·肝脏)-模型(人B型肝炎病毒引起的肝炎模型)
作为使用上述装置的模型的一个方式，包括器官(肠道·肝脏)-模型(人B型肝炎病毒引起的肝炎模型)。
肠道上皮细胞以各种各样的形式参与肠道免疫系统。如果因炎症性细胞因子、过氧化物等使肠道上皮细胞层受到伤害，则其周围的免疫细胞被活化，进行上皮层的修复、异物的排除。如果该免疫应答过剩则肠道组织产生炎症。另一方面，肠道上皮细胞的炎症性细胞因子产生是炎症反应的重要因素之一，承担免疫应答的初期阶段。炎症性细胞因子不仅自身显示免疫应答，而且也承担诱导其它免疫活性细胞的应答的作用。
口服给药的化学物质被肠道上皮细胞吸收，介由门静脉系的血管，运输至肝脏。门静脉系的血管为收集腹部器官的血液使其进入肝脏的血管，包括来自全部小肠、盲肠、升结肠、横结肠的肠系膜上静脉，来自降结肠、S形结肠的肠系膜下静脉，以及来自脾脏的脾静脈。
图14A和图14B表示器官(肠道·肝脏)-模型(人B型肝炎病毒引起的肝炎模型)的示例。肝细胞为感染人B型肝炎病毒(HBV)而引起炎症的状态的模型。在细胞培养容器的多孔膜过滤器上，人肠道上皮细胞形成细胞片层。细胞培养溶液中，可含有肠内细菌代谢产物(肠内细菌生产物质)、脂多糖(LPS)等。由于是炎症状态，因此在灌流液中存在白细胞介素类(ILs)、肿瘤坏死因子(TNF)α、转化生长因子(TGF)β等炎症性细胞因子、以及、白细胞的一种即嗜中性粒细胞。来自第1隔室的灌流液供给至第2隔室。第2隔室中存在人肝细胞和巨噬细胞(M1或M2-Mφ)。巨噬细胞为白细胞的1种，其为迁移性的巨噬细胞。第2隔室的肝细胞为感染HBV且为可以评价什么样的条件最容易引起肝炎的模型。另外，例如，通过在细胞培养溶液中添加化学物质(例如，医药品候选物质)，化合物通过肠道上皮细胞，进而可以评价对感染肝细胞的HBV的影响。代替HBV可以为人C型肝炎病毒(HCV)。
图14A为具有多种第1隔室和第2隔室的独立的组合的方式。对于第2隔室而言，第1个组合(图14A的左图)中人肝细胞被囊化，第2个组合(图14A的正中的图)中人肝细胞和巨噬细胞各自分别被囊化，而且，第3个组合(图14A的右图)中人肝细胞和巨噬细胞两者一起被囊化或者共培养。囊为细胞不能通过但HBV、HCV或者蛋白质等能够通过的膜。
图14B为第2隔室具有多个亚隔室的方式。来自第1隔室的灌流液被分开供给至具有并列区分的3个亚隔室的第2隔室。第2隔室的第1个亚隔室中，人肝细胞被囊化，第2个亚隔室中，人肝细胞和巨噬细胞各自分别被囊化，而且第3个亚隔室中，人肝细胞和巨噬细胞两者一起被囊化或共培养。
(5)器官(脑(血脑屏障/中枢神经系统))-模型
上述装置也能够用作器官(脑(血脑屏障/中枢神经系统))-模型。
血管周皮细胞(周细胞，pericyte)也被称为Rouget细胞，在中胚层系细胞中以包围毛细血管壁的方式存在。认为在脑神经中，血管周皮细胞(周细胞)与神经细胞、脑血管内皮细胞、星形胶质细胞(astrocyte)(存在于中枢神经系统的神经胶质细胞的1种)等共同形成神经血管单元(Neurovascular unit、NVU)，负责血管的成熟·稳定化、脑血液屏障的维持、缺血时的神经保护·修复等。
图15A和图15B表示器官(脑(血脑屏障/中枢神经系统))-模型的示例。在细胞培养容器的多孔膜过滤器上，人脑血管内皮细胞形成细胞片层。第1隔室所含有的人周细胞附着于细胞培养容器的多孔膜过滤器的下表面，形成细胞片层。人星形胶质细胞附着于第1隔室的底面，形成细胞片层。化学物质被添加至第1隔室。来自第1隔室的灌流液供给至第2隔室。第2隔室中存在人神经细胞、神经胶质细胞。神经细胞为产生多巴胺的细胞等，神经胶质细胞为小胶质细胞(microglia)、少突胶质细胞(oligoderIdrocyte)、星形胶质细胞(astrocyte)、室管膜细胞(ependymal cell)、施万细胞(Schwann cell)等。例如，细胞培养溶液中，通过添加化学物质，化学物质通过血管内皮细胞、周细胞，与星形胶质细胞接触。化学物质或其代谢物到达第2隔室中的脑(中枢神经系统)模型，可评价对神经细胞或者神经胶质细胞的影响。
图15A为具有多个第1隔室和第2隔室的独立的组合的方式。对于第2隔室而言，在第1个组合(图15A的左图)中，存在神经细胞，在第2个组合(图15A的正中图)中，存在人神经胶质细胞，而且，在第3个组合(图15A的右图)中，存在人神经细胞和神经胶质细胞两者，两者被共培养。
图15B为第2隔室具有多个亚隔室的方式。来自第1隔室的灌流液被分开供给至具有并列区分的3个亚隔室的第2隔室。第1个亚隔室中，存在神经细胞，第2个亚隔室中，存在人神经胶质细胞，而且，第3个亚隔室中，存在人神经细胞和神经胶质细胞两者，两者被共培养。
(6)器官(肠道·肝脏·脑(血脑屏障/中枢神经系统))-模型
上述装置也能够用作器官(肠道·肝脏·脑(血脑屏障/中枢神经系统))-模型。
图16表示器官(肠道·肝脏·脑(血脑屏障/中枢神经系统))-模型的示例。在该方式中，肠道模型、肝脏模型、血脑屏障模型和中枢神经系统模型串联连通。评价化学物质(例如，医药品候选物质)对于肠道上皮细胞、肝细胞、血脑屏障、中枢神经系统的效果。在细胞培养容器的多孔膜过滤器上，人肠道上皮细胞形成细胞片层。可将化学物质添加于第1隔室。化学物质介由肠道上皮细胞进入第1隔室中，通过灌流液运输。通过经由肠道上皮细胞从而化学物质的全部或一部分可被代谢。可将来自第1隔室的灌流液供给至第2隔室。第2隔室为肝脏模型。第2隔室存在人肝细胞和巨噬细胞(M1或M2-Mφ)。巨噬细胞为白细胞的1种且为迁移性的巨噬细胞。第3隔室为血脑屏障的模型。在细胞培养容器的多孔膜过滤器上，人脑血管内皮细胞形成细胞片层。第3隔室所含有的人周细胞附着于细胞培养容器的多孔膜过滤器的下表面，形成细胞片层。人星形胶质细胞附着于第3隔室的底面，形成细胞片层。第4隔室为中枢神经系统的模型。第4隔室存在人神经细胞。神经细胞为产生多巴胺的细胞等。可评价化学物质对血脑屏障的透过、功能的影响。
图17为器官(肠道·肝脏·脑(血脑屏障/中枢神经系统))-模型，其为肠内菌群或药物所致的破裂模型的示例。与图16相同，肠道模型、肝脏模型、血脑屏障模型、中枢神经系统模型串联连通。本模型为评价肠内细菌(Intestinal flora)或者伴随肠内细菌增殖而产生的物质(肠内细菌代谢产物或肠内细菌生产物质)对于肠道、肝脏、血脑屏障或中枢神经系统的效果的模型。在细胞培养容器的细胞培养液中可添加肠内细菌(乳酸杆菌、双歧杆菌、大肠杆菌、产气荚膜梭菌、葡萄球菌等)。或者可以添加肠内细菌产生物质(代谢产物、生产物质)、或对肠道、肝脏、血脑屏障或者中枢神经系统的功能有可能产生影响的药物。细胞培养溶液中，可可含有脂多糖(LPS)等。人肠道上皮细胞附着于第1隔室的底面，形成细胞片层。由于是炎症状态，因此在灌流液中，存在白细胞介素类(ILs)、肿瘤坏死因子(TNF)α、转化生长因子(TGF)β等炎症性细胞因子、以及白细胞的一种即嗜中性粒细胞。可将来自第1隔室的灌流液供给至第2隔室。第1～第4隔室的其它构成与图16记载的方式相同。
图17的模型是重现肠道、肝脏、血脑屏障或者中枢神经系统被肠内细菌产生的物质或者药物损害的状态的模型。可评价肠内细菌产生的物质或者药物引起的对于肠道、肝脏、血脑屏障或中枢神经系统的功能的影响。
(7)器官(肠道·肝脏·肾脏)-模型
上述的装置也可用作器官(肠道·肝脏·肾脏)-模型。
图18为器官(肠道·肝脏·肾脏)-模型的示例。该方式中，肠道模型、肝脏模型和肾脏模型串联连通。第1隔室的肠道模型、以及第2隔室的肝脏模型与图16相同。通过第2隔室的人肝细胞，化学物质进一步受到代谢，通过灌流液运输至第3隔室。第3隔室为肾脏模型(尿排泄)。在插入第3隔室的细胞培养容器的多孔膜过滤器上，人肾脏尿小管上皮细胞形成细胞片层。化学物质及其代谢物在插入第3隔室的细胞培养容器的下方移动。移动时化学物质及其代谢物的一部分经过人肾脏尿小管上皮细胞，由此转移至细胞培养容器内(尿小管排泄模型)。或者，也可以在插入第3隔室的细胞培养容器中，添加与添加于第1隔室的化学物质相同或不同的化学物质(尿小管重吸收模型)。
(8)评价
由于上述装置提供更接近于活体组织、器官的环境，因此使用其可以进行各种化学物质的评价。化学物质的评价内容没有特别限定。包括医药品、香气产品和化妆品(化妆品)、食品添加物、农药等化学物质(包括其代谢产物)的药代动力学、对活体产生的影响(包括生物活性)、化学物质从活体受到的影响等、将化学物质主动或者被动地应用于活体而引起的所有影响(包括活体内的单纯的通过情况)的评价(本说明书中，有时总称为“对活体的影响的评价”)。非限定地包括化学物质的药代动力学评价、医药品的药效·药理等效果的评价、毒性评价、食品添加物带给活体的效果·毒性的评价、或者、农药的毒性评价等。
药代动力学评价，例如，可以通过研究给药的化学物质或其代谢物的各器官、组织中的细胞(本发明的装置中的细胞片层、各隔室)的透过量、透过率等的动态而进行。
药效·药理评价，例如，在化学物质为医药品的情况下，可以根据给药的医药品、作为对象的组织、器官、疾患等适当使用公知的方法。可通过EC50、IC50等数值显示效果的程度。毒性评价是医药品的安全的给药量、给药时间等安全给药化学物质所需要的评价，可适当使用公知的方法进行。
或者，也包括食品添加物、农药等被摄入活体时的不好的影响(毒性)的评价。这些评价也可适当使用公知的方法进行。
实施例
以下，基于实施例对本发明详细进行说明，但本发明不限定于这些实施例。本领域技术人员可以根据本说明书的记载容易对本发明施加修饰·变更，这些包含于本发明的技术范围。
实施例1：化学物质的首过效应的评价
本实施例中，使用将小肠上皮细胞和肝细胞分别播种于不同的隔室并利用流路系统将各隔室连接的装置，进行化学物质的首过效应的评价。在图1记载的装置中播种作为小肠上皮细胞的模型细胞的Caco-2细胞、作为肝细胞的模型细胞的使HepG2细胞以过量表达CYP3A4的方式基因操作得到的HepG2-CYP3A4细胞，对2种细胞(小肠上皮细胞和肝细胞)同时评价化学物质的首过效应(吸收、代谢)。
(1)细胞
Caco-2细胞购自理化学研究所生物资源中心(茨城)。HepG2-CYP3A4细胞购自国立研究开发法人医药基础·健康·营养研究所JCRB细胞库(大阪)。
(2)细胞培养的培养基
使用含有10％胎牛血清(FBS)、2mmol/L的L-谷氨酰胺(L-Glu)、1％非必需氨基酸(NEAA)、100units/mL青霉素G、100μg/mL的链霉素的Dulbecco's Modified Eagle培养基(DMEM)。
(3)细胞的培养
a)Caco-2细胞
i)在多孔性膜过滤器的内侧(apical侧)，以0.5-5×105cells/cm2(例：0.6×105cells/cm2)的密度添加0.4mL的细胞混悬液。
ii)在多孔性膜过滤器的外侧(basal侧)添加0.8mL培养液。
iii)在二氧化碳气体培养器(37℃、5％CO2、加湿条件下)内培养约3周。适当进行apical侧和basal侧的培养液交换。
在供于试验之前，使用电阻测定装置测定单层膜的电阻。试验中使用显示100-800Ω×cm2电阻值的单层膜。
b)HepG2-CYP3A4细胞
i)将1.0×106cells的细胞播种于装置。
ii)在二氧化碳气体培养器(37℃、5％CO2、加湿条件下)内培养。
iii)适当进行培养液交换，在相对于装置的培养面变为100％汇合的时间点供于试验。
(4)底物溶液的制备
使咪达唑仑(Midazolam)(苯二氮卓类麻醉诱导药物)溶解于甲醇，制备为10mg/mL。进而通过利用HBSS稀释制备62.5μg/mL的底物溶液。
(5)灌流试验
各操作在设定为40℃的热板上实施。
(i)将HBSS(pH7.4)和试验溶液在恒温槽(37℃)内加热。
(ii)抽吸除去制备有Caco-2单层膜的板的apical侧和basal侧的培养基。
(iii)在apical侧添加0.4mLHBSS，在basal侧添加0.8mL HBSS进行清洗，将剩余的HBSS抽吸除去。
(iv)在apical侧添加0.06mL HBSS，将插入件转移至装置。
(v)以10分钟、10mL/hr的流速将HBSS预灌流至装置。
(vi)以5分钟、0.5mL/hr的流速将HBSS预灌流至装置。
(vii)向插入件添加240μL底物溶液，开始正式灌流。
(viii)每30分钟从小肠隔室和肝脏隔室进行取样，进行180分钟取样。
(6)定量
使用LC-MS-MS，进行咪达唑仑及其代谢物(1-羟基咪达唑仑、4-羟基咪达唑仑)的定量。
结果
在小肠隔室中，发现透过Caco-2细胞单层膜的咪达唑仑的继时性的透过量增大。另外，可确认生成代谢物即1-羟基咪达唑仑(图19)。肝脏隔室中也发现咪达唑仑的继时性的透过量增大，与之相伴可确认生成代谢物即1-羟基咪达唑仑和4-羟基咪达唑仑(图20)。
利用上述装置，通过同时使用肠道上皮细胞的模型细胞和肝细胞的模型细胞，能够同时且简便地评价以往方法中不能进行的化学物质的由肠道的吸收和代谢、在肝脏中的代谢。本实施例中使用肠道上皮细胞的模型细胞和肝细胞的模型细胞，但是通过进一步使用其它器官模型细胞，除了吸收、代谢，也能够对药效·药理、毒性进行评价。另外，也能够用作动物实验的代替方法，也能对保护动物做出贡献。
C.装置的其它方式：
图21为基于本发明的第5实施方式的化学物质评价用装置420的分解立体图。图22为装置420的立体图，其表示主体430安装有罩体480的状态。图23为图21的截面图，图24为图22的截面图。以下，关于装置420，仅对与第1实施方式的不同点进行说明。如图21所示，装置420的主体430具有大致立方体的外形。主体430具有多个第1隔室440、以及以1对1的关系分别与多个第1隔室440连通的多个第2隔室450。第1隔室440和第2隔室450的形状与第2实施方式相同。在主体430的长边方向可排列配置多个(图示的例中为12个)该第1隔室440和第2隔室450的对。第1隔室440分别插入有插入件290(参照第3实施方式)。
如图23和图24所示，第1隔室440和第2隔室450与第2实施例相同，通过具有倾斜面461的隔壁460区分。另外，与第2实施例相同，在第2隔室450的下游端形成有壁部452。
罩体480具有覆盖主体430整体的大小。罩体480形成有与第1隔室440和第2隔室450对相同数量的采样孔481、化学物质投入口482和进料口483。采样孔481、化学物质投入口482和进料口483的功能与第1实施方式中的采样孔81、化学物质投入口82和进料口83的功能相同。
罩体480进一步形成有与第1隔室440和第2隔室450对相同数量的出料口484。为了排出灌流液而形成出料口484。出料口484配置于与主体430中的壁部452的下游侧的区域相对应的位置。
上述装置420中，通过向采样孔481、化学物质投入口482、进料口483和出料口484分别插入管，可自动进行灌流液的循环、化学物质的投入、以及灌流液的取样。并且，单个装置420中，可将第1隔室440和第2隔室450的多个对布置(layout)于收纳盒。
图25为基于本发明的第6实施方式的化学物质评价用装置520的分解立体图。图26为装置520的立体图，其表示主体530安装有罩体580的状态。图27为装置520的主体530的立体图。以下，关于装置520，仅对与第1实施方式的不同点进行说明。如图25所示，装置520的罩体580与第1实施方式相同，具有采样孔581和化学物质投入口582。进料口583以从罩体580的侧面贯穿罩体580的方式延伸。装置520的主体530与第1实施方式相同，具有通过壁部541、551形成的第1隔室540和第2隔室550。另外，壁部541与第1实施方式相同，形成有缝隙542。壁部541形成有切口部544。切口部544的位置以进料口583的内部通路在切口部544的正上方开口的方式进行设定。
如图25所示，第2隔室550的排出口531朝向侧方(水平方向)开口。该排出口531具有内侧底面532。内侧底面532形成为V字形。因此，内侧底面532形成有V字形凹槽533。根据上述构成，可将从排出口531排出的灌流液的排出位置限定为V字形凹槽533的底部附近。
如图27所示，排出口531具有外侧底面535。外侧底面535在排出口531的下游侧的(即，位于最下游侧)外缘部534的位置向下方突出。根据上述构成，可抑制从排出口531排出的灌流液沿着外侧底面535上朝向第2隔室550侧(主体530的中心侧)进入。
图28为基于本发明的第7实施方式的化学物质评价用装置620的立体图，其表示组装装置620的顺序。图29为装置620的截面图。如图28所示，装置620的主体630具有串联连通的3个隔室640、650、655和底座670。如图29所示，隔室640、650、655通过隔壁660、665区分。形成主体630的壁部因各隔室640、650、655，分别形成有用于支撑插入件90的缝隙642。进料口645与隔室640、650、655中最上游的隔室640连接。隔室640、650、655中的最下游的隔室655形成有壁部667，在其下游侧形成有出口631。出口631可以安装封盖693。
罩体680具有与主体630相仿的形状，其具有覆盖隔室640、650、655的大小。罩体680在与各隔室640、650、655对应的位置形成有化学物质投入口682。除了化学物质投入口682或代替化学物质投入口682，可以形成采样孔。
根据上述装置620，将插入件90插入3个隔室640、650、655中任意数量的任意位置的隔室(图示的例子中，为隔室640，655)，能够将要求的评价对象环境模型化。另外，通过变更插入件90的插入位置，能够容易地变更评价对象环境，因此通用性优异。隔室的数量不限于3个，可以为2以上的任意的数值。
上述的装置的使用方式中，可以将食物纤维添加于隔室内的液体中。而且，可以搅拌隔室内的添加有食物纤维的液体。由此，可利用食物纤维刺激隔室内的细胞。
图30和图31为表示搅拌配置于第1隔室40内的插入件90内部的情形的截面图。图30和图31中，可例示性地使用第1实施例的装置20。培养液98中可预先添加食物纤维。图30中，在插入件90内可配置具有多个孔部的容器790(例如，可以为筛网)。可将转子795插入容器790内。该示例中，通过搅拌器(未图示)使转子795在容器790内旋转，由此能够搅拌培养液98。图31中，代替容器790和转子795，使用玻璃吸管890。玻璃吸管890可介由化学物质投入口82插入。通过玻璃吸管890，吸入培养液98，其后，通过重复倒退(排出)动作，可搅拌培养液98。
根据以上说明的本发明的各种实施方式，装置具有多个区域(多个隔室)，形成有各区域可通过液相(液体)连通的连通部(流路)。这些各区域中，能够进行细胞培养。各区域的细胞培养可以为单个细胞种的培养，或者，也可以为多种细胞的共培养。各区域可以实施能够进行细胞培养的表面处理(表面亲水化、细胞粘合因子涂布等)。表面処理的种类在各区域间可以相同，或者，可以不同。各区域或连通部的一部分不能透过细胞，且能够透过液性因子。不能透过细胞且能够透过液性因子的区域可以用作细胞培养面(细胞粘合面)。
另外，连通部形成有单方向的液体的流动。液体的流动可以通过重力产生(可以形成用于其的梯度)、或者、可以通过送液装置产生。液体的流动可以为环流。液体优选为培养液。
根据上述装置，可以将多种细胞置于相同培养系统中，同时且将细胞彼此分离进行培养。另外，可以按照以与活体的物质的流动相关的顺序排列多种细胞的方式，将细胞播种于各隔室。例如，从液体流动的方向的上流侧观察，可以按照肠道细胞、肝细胞的顺序，血脑屏障、神经细胞的顺序，肝细胞、尿管细胞的顺序来播种于各隔室。此外，这些组合中，也能够在中间设置血管内皮细胞的区域。
以上，对本发明的实施方式进行了说明，上述实施方式是用于容易理解本发明的实施方式，不是对本发明的限定。本发明在不脱离其主旨的范围，可以进行变更、改良，并且本发明包含该等价物。另外，在能够解决上述课题的至少一部分的范围、或能够发挥效果的至少一部分的范围，可以任意组合、或省略权利要求书和说明书记载的各构成要素。
产业上的可利用性
基于本发明各实施方式的装置及使用装置的方法能够在体外更准确地评价化学物质的药代动力学、效果、毒性等对活体的影响，在化学物质的吸收·排泄、代谢、安全性、药理作用和制剂(DDS)等的研究中是有用的。另外，除了医药品以外，例如关于化妆品，也存在不能售卖利用动物实验进行了实验的产品的地区·国家(欧洲等)。此外，对于农药、食物添加物而言，不能进行针对人的毒性实验(安全性试验)。在这样的情况下，也存在模拟人、动物的模型系统的需要。基于本发明各实施方式的装置和方法具有以下等特点：(1)廉价且简便，(2)便利性、操作性优异，(3)通用性高，应用性优异，(4)能够在培养条件不同的细胞中进行评价，(5)不易产生细胞的污染。
符号的说明
20，120，220，320，420，520，620…装置
30，230，330，430，530，630…主体
31，631…出口
40，140，240，340，440，540…第1隔室
41，141，341，541…壁部
42，142，542，642…缝隙
44，544…切口部
50，150，250，350，450，550…第2隔室
51，52，151，152，351，356，452…壁部
60，160，360，460，660，665…隔壁
61，161，461…倾斜面
62…凹槽
70，170，670…底座
71，171…凸部
72，172…凹部
80，380，480，580，680…罩体
81，481，581…采样孔
82，482，582，682…化学物质投入口
83，483，583，645…进料口
90，290…插入件
91…底部
92…突出部
93，693…封盖
95…灌流液
96…小肠细胞
97…肝脏细胞
98…培养液
100…箱体
101…隔板
102…底部
103…壁部
105，205…试剂盒
145，245，345…进料口
346…连通孔
352…分隔壁
353…排出口
354…循环进料口
355…循环出料口
484…出料口
531…排出口
532…内侧底面
533…V字形凹槽
534…外缘部
535…外侧底面
640，650，655…隔室
667…壁部
790…容器
795…转子
890…玻璃吸管

Claims (29)

1.一种化学物质评价用装置，其具有第1隔室、以及与所述第1隔室连通且介由隔壁与所述第1隔室区分的第2隔室。
2.根据权利要求1所述的装置，其具有用于覆盖所述第1隔室和所述第2隔室的罩体。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述罩体形成有贯穿该罩体且在所述第1隔室和所述第2隔室中至少一者开口的采样孔。
4.根据权利要求2或3所述的装置，其中，所述罩体形成有贯穿该罩体且用于向所述第1隔室投入化学物质的化学物质投入口。
5.根据权利要求2～4中任一项所述的装置，其中，所述罩体形成有与所述第1隔室连通且用于向该第1隔室注入灌流液的进料口。
6.根据权利要求2～5中任一项所述的装置，其中，在形成所述第1隔室的壁部形成有支撑结构，该支撑结构用于将内部能够培养细胞的细胞培养容器以细胞培养容器插入至所述第1隔室内的状态下进行支撑。
7.根据含有权利要求5为引用基础的权利要求6所述的装置，其中，在所述细胞培养容器被所述支撑结构支撑的状态下，以与所述第1隔室中的所述细胞培养容器的外部区域连通的方式形成所述进料口。
8.根据权利要求2～7中任一项所述的装置，其中，所述罩体由透明部件形成。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的装置，其中，所述第1隔室和所述第2隔室的各自的底部由透明部件形成。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的装置，其中，所述隔壁在所述第1隔室内具有以随着向第2隔室过渡壁高变高的方式发生倾斜的倾斜面。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，在所述倾斜面形成有从该倾斜面的顶部向所述第1隔室侧延伸的凹槽。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的装置，其中，在通过所述第2隔室的通路中，为了使所述灌流液循环，具有用于与泵连接的循环进料口和循环出料口。
13.根据权利要求1～12中任一项所述的装置，其中，所述第2隔室以至少部分包围所述第1隔室的方式配置于该第1隔室的周围。
14.根据权利要求1～12中任一项所述的装置，其中，所述第2隔室与所述第1隔室排列配置。
15.根据权利要求1～14中任一项所述的装置，其中，
所述第2隔室具有排出口，
所述排出口具有形成为V字形的内侧底面。
16.根据权利要求15所述的装置，其中，
所述排出口具有下游侧的外缘部，
所述排出口的外侧底面在所述外缘部的位置突出。
17.一种化学物质评价用试剂盒，其具有权利要求1～16中任一项所述的装置，
所述装置具有多个装置，
所述多个装置各自具有底座，
所述底座各自具有在所述多个装置排列配置时相邻的底座彼此能够卡合的卡合结构。
18.一种化学物质评价用试剂盒，其具有权利要求1～16中任一项所述的装置，
所述装置具有多个装置，
所述试剂盒进一步具有在所述多个装置各自排列的状态下分别收纳所述多个装置的箱体。
19.一种化学物质评价用装置，其具有串联连通的N个隔室、以及将所述N个隔室中的相邻的2个隔室区分的N-1个隔壁，
其中，N为3以上的整数。
20.一种化学物质评价用装置，其具有串联连通的N个隔室、以及将所述N个隔室中的相邻的2个隔室区分的N-1个隔壁，其中，N为2以上的整数，
在形成所述N个隔室的壁部形成有支撑结构，该支撑结构用于将内部能够培养细胞的细胞培养容器以细胞培养容器分别插入所述N个隔室内的状态下进行支撑。
21.根据权利要求1所述的装置，其中，
所述第1隔室具有N个第1隔室，其中，N为2以上的整数，
所述隔壁具有N个隔壁，
所述第2隔室具有以1对1的关系分别与所述N个第1隔室连通的N个第2隔室，所述N个第2隔室介由所述N个隔壁分别与所述N个第1隔室区分。
22.根据权利要求21所述的装置，其具有用于覆盖所述N个第1隔室和所述N个第2隔室的罩体，
所述罩体具有：
在所述N个第1隔室和所述N个第2隔室中的至少一者分别开口的N个采样孔，
用于向所述N个第1隔室各自投入化学物质的N个化学物质投入口，
分别与所述N个第1隔室连通且用于向该N个第1隔室注入灌流液的N个进料口，和
分别与所述N个第2隔室连通且用于从该N个第2隔室将所述灌流液排出的N个出料口。
23.一种化学物质的评价方法，其包括：
将细胞播种于权利要求1～16和权利要求19～22中任一项所述的装置的各隔室，
将化学物质应用于任一个隔室，
在各隔室中评价化学物质。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，化学物质的评价为化学物质的药代动力学评价、对于活体的效果的评价或毒性评价。
25.根据权利要求23或24所述的方法，其中，包括：在各隔室播种不同的细胞。
26.根据权利要求23～25中任一项所述的方法，其中，包括：在单个或多个隔室应用不同的化学物质。
27.根据权利要求23～26中任一项所述的方法，其中，包括：
向所述隔室内的液体添加食物纤维，和
搅拌所述隔室内的添加有所述食物纤维的所述液体。
28.一种器官模型，是将1种或1种以上的器官细胞应用于权利要求1～16和权利要求19～22中任一项所述的装置而得到的。
29.权利要求1～16和权利要求19～22中任一项所述的装置、或者、权利要求28的器官模型在权利要求23～27中任一项所述的方法中的使用。
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