DE60308093T2 - Zellkultivierungsvorrichtung und diese benutzende Verfahren zur Zellsortierung - Google Patents

Zellkultivierungsvorrichtung und diese benutzende Verfahren zur Zellsortierung Download PDF

Info

Publication number
DE60308093T2
DE60308093T2 DE60308093T DE60308093T DE60308093T2 DE 60308093 T2 DE60308093 T2 DE 60308093T2 DE 60308093 T DE60308093 T DE 60308093T DE 60308093 T DE60308093 T DE 60308093T DE 60308093 T2 DE60308093 T2 DE 60308093T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
light
cell
reactive
reactive composition
cells
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60308093T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60308093D1 (de
Inventor
National Inst. of Advanced Ind. Kimio 1-1 Higashi Tsukuba Sumaru
Nat. Inst. of Advanced Indust. Mitsuyoshi 1-1 Higashi Tsukuba Kameda
Nat. Inst. of Advanced Ind. Toshiyuki 1-1 Higashi Tsukuba Kanamori
National Inst. of Advanced Ind. Toshio 1-1 Higashi Tsukuba Shinbo
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.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST filed Critical National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Application granted granted Critical
Publication of DE60308093D1 publication Critical patent/DE60308093D1/de
Publication of DE60308093T2 publication Critical patent/DE60308093T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M47/00Means for after-treatment of the produced biomass or of the fermentation or metabolic products, e.g. storage of biomass
    • C12M47/04Cell isolation or sorting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/20Material Coatings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M25/00Means for supporting, enclosing or fixing the microorganisms, e.g. immunocoatings
    • C12M25/06Plates; Walls; Drawers; Multilayer plates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M33/00Means for introduction, transport, positioning, extraction, harvesting, peeling or sampling of biological material in or from the apparatus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/0068General culture methods using substrates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2529/00Culture process characterised by the use of electromagnetic stimulation
    • C12N2529/10Stimulation by light
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2539/00Supports and/or coatings for cell culture characterised by properties
    • C12N2539/10Coating allowing for selective detachment of cells, e.g. thermoreactive coating
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10Investigating individual particles
    • G01N15/14Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
    • G01N15/149Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry specially adapted for sorting particles, e.g. by their size or optical properties
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10Investigating individual particles
    • G01N15/14Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
    • G01N2015/1497Particle shape

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Licht-reaktive Zusammensetzung mit solchen Eigenschaften, dass Zellen an der Zusammensetzung anhaften, jedoch von der Zusammensetzung nach Lichtbestrahlung der Zusammensetzung freigesetzt werden, betrifft eine Zellkultiviervorrichtung, die die Licht-reaktive Zusammensetzung umfasst, betrifft ein Verfahren zum Zellkultivieren/Sortieren unter Verwendung der Vorrichtung und ein Gerät zur Verwendung mit der Vorrichtung.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Bis jetzt waren verschiedene Zellsortierungstechnologien bekannt, wie beispielsweise Durchflusszytometriesysteme (FACS) und magnetische Zellauftrennungssysteme (MACS), die in der Praxis Anwendung fanden. Während solche Systeme in erster Linie zum Sortieren/Sammeln suspendierter Zellen verwendet werden, wie beispielsweise von Leukozyten oder Lymphozyten, können diese ebenfalls beim Sortieren/Sammeln von Verankerungs-abhängigen Zellen verwendet werden, wenn die Zellen zunächst aus dem Substrat, auf dem sie gezüchtet werden, freigesetzt werden.
  • Verankerungs-abhängige Zellen, die an einem Substrat anhaften bzw. an dieses gebunden sind, können einfach durch Enzymbehandlung unter Verwendung von Trypsin oder dergleichen freigesetzt werden. Jedoch können Membranproteine, die für eine einwandfreie Zellfunktion notwendig sind, unerwünschterweise während der Enzymbehandlung zusammen mit Zelladhäsionsmolekülen abgebaut werden, was eine verminderte Verwendbarkeit der gesammelten Zellen zur Folge hat. Zusätzlich kann die Verwendung von Durchflusszytometriesystemen eine ernsthafte Schädigung für Zellen während des Prozesses der physikalischen Abtrennung der Zellen mit einer Ultraschalldüse zur Folge haben.
  • Nicholau et al. (Biosensors & Bioelectronics, Band 11, Nr. 12, Seiten 1237 - 1252 (1996)) offenbaren die Kontrolle einer Nervenzellanlagerung durch funktionelle Manipulierung einer Diazo-naphthochinon/Novolakphotoresist-Oberfläche.
  • Nicholau et al. (Biosensors & Bioelectronics, Band 14, Nr. 3, Seiten 317 – 325 (1999)) offenbaren die Strukturierung von Nerven- und Glia-Zellen auf Licht-unterstützten funktionalisierten Photoresisten.
  • Von weiteren Technologien zum Freisetzen von kultivierten Verankerungs-abhängigen Zellen wurden berichtet. Eine ist eine Technik der Freisetzung/Sammlung kultivierter Verankerungsabhängiger Zellen in Form eines Blattes bzw. einer Schicht, während die organspezifischen Funktionen der Zellen aufrechterhalten werden, indem Zelladhäsionssubstanzen und Membranproteine nicht abgebaut werden (Kikuchi et al., J. Biomater. Sci., Polym. Edn., 9, 1331 (1998)). Eine weitere Technik ist eine Strukturierung eines adhäsiven Substrats auf einem Kulturgefäß unter Verwendung eines Mikrofabrikationsprozesses, wie beispielsweise eine Elektronenlithographie und danach das Einbringen von bioaktiven Substanzen oder künstlicher Verbindungen in das adhäsive Substrat, um die Bedingungen der Zelladhäsion und der Einflüsse der biologischen Aktivitäten zu analysieren (Ito, Protein, Nucleic Acid and Enzyme, 45, 727 (2000)).
  • Es existieren bei diesen Techniken jedoch einige Probleme. Beispielsweise wird bei der Technik der Freisetzung/Sammlung kultivierter Verankerungs-abhängiger Zellen in Form eines Blattes die Adhäsivität der Zellen an das Substrat durch Verändern der Temperatur kontrolliert bzw. gesteuert. Dies ist ebenfalls der Fall, wenn die Zellen auf dem in EP 0 382 214 A offenbarten Bettmaterial kultiviert werden. Diese Technik ist jedoch insofern problematisch, als, wenn eine spezifische Zelle oder Zellpopulation (Kolonie) zur Sammlung aus verschiedenen Arten von Zellen oder Zellpopulationen in einem Kulturgefäß ausgewählt wird, es extrem schwierig ist, das Anhaften/Ablösen spezifisch ausgewählter Zellen oder Zellpopulationen und nicht von solchen, die sich nahe gelegen in der Kulturvorrichtung befinden, zu kontrollieren.
  • Bezüglich der Technik der Strukturierung bzw. Mustergebung eines haftenden Substrates auf einer Kulturvorrichtung werden, während von einigen Veränderungen im Haftvermögen des haftenden Substrates mit Zellen berichtet wurde, solche Veränderungen durch Einbringen der bioaktiven Substanzen in das Substrat verursacht, und das Haftvermögen von Zellen an das Substrat kann nicht flexibel ohne solche Substanzen kontrolliert werden.
  • Aus diesen Gründen wurde in der Technologie des Sortierens/Sammelns kultivierter Verankerungs-abhängiger Zellen eine genaue Auftrennung von Zellen, während die organspezifischen Funktionen der aufgetrennten Zellen aufrecht erhalten wurden, nicht erreicht.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Im Hinblick auf die obigen Umstände ist es deswegen eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Kultivieren und Sortieren gesammelter Zellen bereitzustellen, insbesondere von Verankerungs-abhängigen Zellen, durch einen einfachen Vorgang, während die jeweiligen organspezifischen Funktionen der Zellen ohne eine Schädigung der Zellen aufrecht erhalten werden.
  • Als Folge einer kontinuierlichen Forschung bezüglich des oben genannten Gegenstandes haben die Erfinder eine Licht-reaktive Zusammensetzung identifiziert, die die Eigenschaft eines unterschiedlichen Haftvermögens nach Lichtbestrahlung aufweist, die als haftende Oberfläche für das Wachstum von Verankerungs-abhängigen Zellen in einer Kulturvorrichtung verwendet werden können und die dazu verwendet werden kann, das Anhaften/Ablösen von kultivierten Zellen oder Zellpopulationen von der Kulturvorrichtung einfach zu regulieren, während die jeweiligen organspezifischen Funktionen der Zellen aufrecht erhalten werden.
  • Auf Grundlage dieses Wissens haben die Erfinder letztendlich die vorliegende Erfindung abgeschlossen.
  • Insbesondere wird gemäß eines ersten Aspektes der vorliegenden Erfindung eine Zellkultivierungsvorrichtung bzw. Zellkultiviervorrichtung bereitgestellt, wobei diese Vorrichtung eine Kulturschale mit einer Licht-reaktiven Zusammensetzung darin aufweist, wobei die Lichtreaktive Zusammensetzung ein Licht-reaktives Material umfasst, das die Eigenschaft eines unterschiedlichen Haftvermögens für eine Zelle auf Grundlage der Menge der Lichtbestrahlung aufweist, der die Licht-reaktive Zusammensetzung ausgesetzt wird, wobei die Eigenschaft eines unterschiedlichen Haftvermögens dazu in der Lage ist, das Anhaften bzw. die Anlagerung und das Ablösen einer Zelle, die auf dieser Vorrichtung vorliegt, zu regulieren.
  • In der im ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung dargelegten Licht-reaktiven Zusammensetzung können die Lichtbestrahlungs-induzierten Eigenschaften der Zusammensetzung in Abwe senheit einer Lichtbestrahlung reversibel sein, und die Fähigkeit der Zusammensetzung, einen Kreislauf zwischen den Eigenschaften, die durch Lichtbestrahlung induziert wurden und zu einem nicht-induzierten Zustand zurückzukehren, zu bilden, können uneingeschränkt sein.
  • Die Licht-reaktive Zusammensetzung ist insofern extrem flexibel, als sie mehrere unterschiedliche Lichtbestrahlungs-induzierte Eigenschaften aufweisen kann. Beispielsweise kann das Haftvermögen der Licht-reaktiven Zusammensetzung unter Lichtbestrahlung abnehmen und kann in Abwesenheit von Licht oder bei einer Abnahme der Menge oder Intensität des Lichtes wiedererlangt werden. Alternativ kann das Haftvermögen der Licht-reaktiven Zusammensetzung unter Lichtbestrahlung zunehmen und kann in Abwesenheit von Licht abnehmen oder bei einer Abnahme der Menge oder Intensität des Lichtes. Das Haftvermögen der Licht-reaktiven Zusammensetzung kann ebenfalls erhöht oder gesenkt werden, wenn es einer speziellen Wellenlänge (oder einem Wellenlängenbereich) von Licht ausgesetzt wird, und kann in seinen ursprünglichen Zustand in Abwesenheit einer speziellen Wellenlänge zurückkehren.
  • Das Haftvermögen der Licht-reaktiven Zusammensetzung, die durch Exposition der Lichtreaktiven Zusammensetzung gegenüber einer speziellen Lichtwellenlänge verändert wird, kann in der Dunkelheit stabil gehalten werden, bis eine weitere Exposition gegenüber derselben Wellenlänge von Licht die Veränderung erhöht oder eine andere Wellenlänge von Licht die Veränderung umkehrt.
  • Weiterhin kann die Veränderung in der Eigenschaft eines differentiellen Haftvermögens zumindest eine Reduktion oder Zunahme der Adhäsivität bzw. des Haftvermögens an Zellen einschließen.
  • Die Zellkultiviervorrichtung kann als Kammer ausgebildet sein.
  • Gemäß eines zweiten Aspektes der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Züchten und Sammeln einer Zelle bereitgestellt, wobei das Verfahren die Schritte des Züchtens einer Zelle in der Zellkultiviervorrichtung des ersten Aspektes der vorliegenden Erfindung, das Bestrahlen der Licht-reaktiven Zusammensetzung der Zellkulturvorrichtung mit Licht zur Freisetzung der an der Licht-reaktiven Zusammensetzung anhaftenden Zelle; und das Sammeln der freigesetzten Zelle umfasst. In einem verwandten Aspekt kann die Zellkultiviervorrichtung dazu verwendet werden, die Zelle einfach zu züchten, ohne die Zelle von der Vorrichtung zu sammeln.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Sammeln einer Zelle aus einer Zellkultiviervorrichtung des ersten Aspektes der vorliegenden Erfindung bereitgestellt, wobei das Verfahren die Schritte umfasst, die Licht-reaktive Zusammensetzung der Zellkultiviervorrichtung mit Licht zu bestrahlen, um eine an der Licht-reaktiven Zusammensetzung anhaftende Zelle freizusetzen; und das Sammeln der freigesetzten Zelle.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum selektiven Sammeln einer Zelle aus einer Zellkultiviervorrichtung des ersten Aspektes der vorliegenden Erfindung bereitgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bestrahlen der Licht-reaktiven Zusammensetzung der Zellkultiviervorrichtung mit Licht, wobei das Licht auf einen ausgewählten Bereich der Licht-reaktiven Zusammensetzung gestrahlt wird, um eine an der ausgewählten Region anhaftende Zelle freizusetzen; und das sortierende Sammeln der freigesetzten Zelle.
  • Im oben dargelegten Verfahren kann der Bestrahlungsschritt weiterhin das physische bzw. physikalische Stimulieren der Zellkultiviervorrichtung und/oder das Zuführen eines Eluats in die Zellkultiviervorrichtung umfassen. Darüber hinaus ist in jedem dieser Aspekte der vorliegenden Erfindung vorzugsweise die Zelle eine Verankerungs-abhängige Zelle.
  • Gemäß eines dritten Aspektes der vorliegenden Erfindung wird eine Zellkultivier/Sortiervorrichtung bereit gestellt, die eine Zellkultiviervorrichtung gemäß des ersten Aspektes der vorliegenden Erfindung, ein Mittel zum Zuführen einer Kulturlösung in die Vorrichtung, ein Mittel zum selektiven Bestrahlen einer vorgegebenen Position auf der Licht-reaktiven Zusammensetzung der Vorrichtung mit Licht, ein Mittel zum Nachweisen der jeweiligen Positionen der Zellen auf die Licht-reaktive Zusammensetzung und ein Mittel zum Sortieren der Zellen, die aus der Licht-reaktiven Zusammensetzung freigesetzt wurde, durch Lichtbestrahlung, bereitstellt.
  • Die Vorrichtung kann weiterhin ein Mittel zum physikalischen Stimulieren der Zellkultiviervorrichtung und/oder ein Mittel zum Zuführen eines Eluats in die Zellkulturvorrichtung einschließen.
  • Gemäß eines vierten Aspektes der vorliegenden Erfindung wird ein Licht-reaktives Material bereitgestellt, wobei das Material ein wärmeempfindliches Polymer mit sowohl hydrophilen als auch hydrophoben Eigenschaften umfasst, die sich in Reaktion auf eine Temperaturveränderung verändern, und wobei das Polymer durch einen photochromen Farbstoff modifiziert wird, wobei das Licht-reaktive Material ein unterschiedliches Haftvermögen bzw. Klebekraft für eine Zelle auf Grundlage der Menge einer Lichtbestrahlung zeigt, gegenüber der das Licht-reaktive Material exponiert wird, sodass die Eigenschaft eines unterschiedlichen Haftvermögens dazu in der Lage ist, das Anhaften und Ablösen einer Zelle, die auf einer Zellkultiviervorrichtung vorliegt, zu regulieren.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Flussdiagramm, das ein Zellkultivier-/Sortierverfahren der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 2 ist ein schematisches Flussdiagramm, das ein Zellsortierverfahren der vorliegenden Erfindung zeigt, bei dem unterschiedliche Arten von Zellen sortierend gesammelt werden.
  • 3 ist eine schematische Darstellung, die eine Modifikation der Zellkultivier/Sortiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 4 ist ein Blockdiagramm, das eine Zellkultivier-/Sortiervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 5 ist ein erklärendes Blockdiagramm, das einen selektiven Zellfreisetzungsprozess in einer Zellkultiviervorrichtung des Zellkultivier-/Sortiergerätes in 4 zeigt.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Der Begriff „Licht-reaktive Zusammensetzung" bedeutet hierin eine Zusammensetzung mit zumindest einer Oberfläche, die unter speziellen Bedingungen einer Lichtbestrahlung an Zellen anhaftet und die als Verankerungsfläche für eine Verankerungs-abhängige Zelle oder eine Oberfläche, an die eine Zelle anhaften kann, dienen kann. In der vorliegenden Erfindung ist die Lichtreaktive Zusammensetzung aus einem Licht-reaktiven Material hergestellt, das zumindest die Eigenschaft eines unterschiedlichen Haftvermögens an Zellen in Reaktion auf Veränderungen der Lichtbestrahlung aufweist, einschließlich der Veränderung der Zeitdauer, Intensität und Wellenlänge der Bestrahlung. Beispielsweise kann das Licht-reaktive Material zur Ausbildung der Licht-reaktiven Zusammensetzung (1) ein Material sein, das zur Umwandlung von Licht energie in Wärme zur Bereitstellung einer lokal erhöhten Temperatur in der Lage ist, die wiederum Veränderungen in den Oberflächeneigenschaften der Licht-reaktiven Zusammensetzung verursacht, (2) ein Material sein, das eine derartige Zusammensetzung aufweist, das der Oxidationszustand der Oberfläche der Licht-reaktiven Zusammensetzung sich in Reaktion auf eine Lichtbestrahlung verändern kann, oder (3) ein Material sein, das eine derartige Zusammensetzung aufweist, dass die Struktur des Materials in Reaktion auf eine Lichtbestrahlung isomerisiert werden kann, was wiederum zu Veränderungen in der Polarisierbarkeit und/oder den hydrophilen/hydrophoben Eigenschaften der Licht-reaktiven Zusammensetzung führt.
  • Vorzugsweise sind die Lichtbestrahlungs-induzierten Eigenschaften der Licht-reaktiven Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung in Abwesenheit einer Lichtbestrahlung umkehrbar, und das Vermögen der Licht-reaktiven Zusammensetzung, zwischen den durch Lichtbestrahlung induzierten Eigenschaften und dem Umkehren zu einem nicht-induzierten Zustand, hin und her zu schwenken, ist nicht eingeschränkt. Diese Zyklisierungsfähigkeit wird hierin als „unterschiedliches Haftvermögen" bezeichnet.
  • Es sollte klar sein, dass die Licht-reaktive Zusammensetzung auch Zusammensetzungen einschließt, (a) deren Haftvermögen sich in Reaktion auf Veränderungen der Zeitdauer, Intensität oder Lichtwellenlänge erhöht, (b) deren Haftvemögen in Reaktion auf Veränderungen der Zeitdauer, Intensität oder Lichtwellenlänge abnimmt, und (c) dass die Veränderungen des Haftvermögens temporär, reversibel oder permanent sein können.
  • Insbesondere kann das obige Licht-reaktive Material (1) ein Licht-reaktives Material umfassen, das durch Binden eines Farbstoffes oder Pigmentmoleküls, das zur Umwandlung von Licht in Wärme geeignet ist (ein Farbstoff oder Pigment weist im Allgemeinen die Eigenschaft auf, Licht in Wärme umzuwandeln), an ein wärmeempfindliches Polymer hergestellt werden kann, das hydrophile/hydrophobe Eigenschaften aufweist, die sich in Reaktion auf eine Temperaturveränderung ändern, wie beispielsweise Poly-(N-isopropylacrylamid) und Polyvinylether. In diesem Fall kann der Farbstoff oder das Pigmentmolekül und das wärmeempfindliche Polymer auf der Substratoberfläche einer Kultiviervorrichtung polymerisiert werden.
  • Vorzugsweise ist der Farbstoff oder das Pigment ein Material, das Licht absorbiert und organische Farbstoffe, Mineralpigmente und Kohlenstoffe enthält. Bevorzugte Beispiele schließen Indigo, Chinacridone, Porphyrine, Fe2O3, HgS, CoO'nAl2O3 und Kohlenschwarz bzw. Ruß ein.
  • Vorzugsweise ist das wärmeempfindliche Polymer bzw. thermoempfindliche Polymer, das hydrophile/hydrophobe Eigenschaften aufweist, eines des folgenden: ein Homopolymer oder Copolymer, zusammengesetzt aus N-Isopropylacrylamid, Vinylmethylether, Dimethylaminoethylmethacrylat, Oxyethylenvinylether, Natriumstyrolsulfonat und/oder Vinylbenzyltrimethylammoniumchlorid.
  • Der Farbstoff oder das Pigment und das thermoempfindliche Polymer können zusammen durch kovalente Bindung, Wasserstoffbrückenbindung, Ionenbindung und/oder hydrophobe Bindung gebunden werden.
  • Vorzugsweise wird die Flächendichte des Farbstoffs oder Pigments im Licht-reaktiven Material von ungefähr 10-9 mol/cm2 bis ungefähr 10-3 mol/cm2, besonders bevorzugt von ungefähr 10-8 mol/cm2 bis ungefähr 10-4 mol/cm2, am meisten bevorzugt von ungefähr 10-7 mol/cm2 bis ungefähr 10-5 mol/cm2 eingestellt und die optische Dichte des Farbstoffs oder Pigments im effektiven Wellenlängenbereich ist von ungefähr 0,01 bis ungefähr 4, besonders bevorzugt von ungefähr 0.05 bis ungefähr 2, am meisten bevorzugt von ungefähr 0,1 bis ungefähr 1.
  • Die Polymerisation des Farbstoffes oder Pigmentmoleküls des thermoempfindlichen Polymers an die Substratoberfläche einer Kultiviervorrichtung kann durch irgendein geeignetes Verfahren durchgeführt werden, einschließlich einer Oberflächenpfropfpolymerisation, initiiert durch Plasmabestrahlung oder Elektronenbombardement und eine Ionenkomplexbildung.
  • Vorzugsweise ist die Dicke der Licht-reaktiven Zusammensetzung, die den Farbstoff oder das Pigmentmolekül und das thermoempfindliche Polymer auf der Kulturschale umfasst, von ungefähr 0,001 μm bis ungefähr 5 μm, bevorzugter von ungefähr 0,005 μm bis ungefähr 1 μm, am meisten bevorzugt von ungefähr 0,01 μm bis ungefähr 0,1 μm.
  • Das obige Licht-reaktive Material (2) kann ein Photokatalysator bzw. Lichtkatalysatormaterial, wie beispielsweise Titanoxid, sein. Das Lichtkatalysatormaterial kann direkt als Licht-reaktive Zusammensetzung zur Ausbildung einer Lichtkatalysatorschicht auf der Substratoberfläche einer Kulturschale verwendet werden, durch ein Sinterverfahren oder dergleichen.
  • Zusätzlich zu Titanoxid kann das Photokatalysatormaterial ebenfalls ein photokatalytisches Metalloxid, wie beispielsweise VO2, WO3 und MoO3 sein.
  • Vorzugsweise ist die Dicke der Licht-reaktiven Zusammensetzung, die das Photokatalysatormaterial auf der Kulturschale umfasst, von ungefähr 0,001 μm bis ungefähr 5 μm, besonders bevorzugt von ungefähr 0,005 μm bis ungefähr 1 μm, am meisten bevorzugt von ungefähr 0,01 μm bis ungefähr 0,1 μm.
  • Das Licht-reaktive Material (3) kann folgendes einschließen: Ein Licht-reaktives Material, das direkt als Licht-reaktive Zusammensetzung verwendet wird, wie beispielsweise das Derivat einer organischen Verbindung, beispielsweise Azobenzol, Diarylethen, Spiropyran, Spirooxazin, Fulgid oder Leuko-Chromophor; ein Monomer, hergestellt durch Binden der Licht-reaktiven Moleküle selbst; und ein Polymer, hergestellt durch Polymerisieren der Monomere.
  • Wenn ein Licht-reaktives Molekül selbst direkt als Licht-reaktive Zusammensetzung verwendet wird, kann sie chemisch an die Substratoberfläche einer Kulturschale durch Verwendung eines Silan-Kopplungsmittels oder dergleichen gebunden werden, oder kann physikalisch hieran durch hydrophobe Wechselwirkung gebunden werden. Wenn das Monomer verwendet wird, kann es auf der Substratoberfläche einer Kulturschale polymerisiert werden. Wenn das Polymer verwendet wird, kann es in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst werden und die erzielte Lösung kann auf die Substratoberfläche einer Kulturschale aufgebracht werden.
  • Zusätzlich zum Licht-reaktiven Molekül der Licht-reaktiven Zusammensetzung können weitere Bestandteile in die Licht-reaktive Zusammensetzung eingebaut werden, wie beispielsweise Homopolymere oder Copolymere, die aus N-Isopropylacrylamid, Vinylmethylether, Dimethylaminoethylmethacrylat, Oxyethylenvinylether, Natriumstyrolsulfonat und/oder Vinylbenzyltrimethylammoniumchlorid zusammengesetzt sind.
  • Die Einbringung der Licht-reaktiven Zusammensetzung, die das Licht-reaktive Molekül enthält, in die Substratoberfläche einer Kulturschale kann durch Spin-Coating bzw. Rotationsbeschichtung, physikalische Adsorption, Silan-Kopplung und das Gold-Thiol-Verfahren durchgeführt werden.
  • Die Polymerisation der Licht-reaktiven Zusammensetzung, die das Licht-reaktive Molekül umfasst, an die Substratoberfläche einer Kulturschale kann durch Oberflächenpfropf-Polymerisation durchgeführt werden, initiiert durch Plasmabestrahlung oder Elektronenbombardierung oder ein Ionenkomplex-Verfahren.
  • Geeignete Lösungsmittel zum Lösen des Polymers schließen Wasser, Alkohole, Ester, aromatische Lösungsmittel, Ketone, Ether (einschließlich cyclischer Ether, wie beispielsweise THF und Dioxan), Haloparaffine und DMSO ein.
  • Vorzugsweise beträgt die Dicke der Licht-reaktiven Zusammensetzung, die das Licht-reaktive Molekül umfasst, auf der Kulturschale von ungefähr 0,001 μm bis ungefähr 5 μm, besonders bevorzugt von ungefähr 0,005 μm bis ungefähr 1 μm, am meisten bevorzugt von ungefähr 0,01 μm bis ungefähr 0,1 μm.
  • Die Licht-reaktive Zusammensetzung, die aus ein oder mehreren der obigen Licht-reaktiven Materialien hergestellt wurde, weist die Eigenschaft der Freisetzung einer hieran haftenden Zelle in Reaktion auf eine Lichtbestrahlung auf. Sogar dann, wenn die Zelle nicht vollständig durch die Lichtbestrahlung freigesetzt wird, wird das Haftvermögen der Zusammensetzung ausreichend reduziert und die Zelle kann durch Zusatz eines Eluats, wie beispielsweise einer verdünnten Lösung von Protease oder einer Salzlösung, leicht freigesetzt werden oder durch Anwenden einer physikalischen Stimulation, wie beispielsweise von Vibration. In der vorliegenden Erfindung muss keine Menge oder eine unwirksame Menge eines Enzyms, wie beispielsweise Trypsin, verwendet werden, um die Zellen von der Oberfläche der Zellkultiviervorrichtung freizusetzen bzw. abzulösen. Dieses Merkmal stellt einen signifikanten Vorteil insofern bereit, als es der Zelle ermöglicht wird, freigesetzt zu werden während die Integrität der Zelladhäsionsmoleküle, wie beispielsweise ECM (extrazelluläre Matrix) und von Membranproteinen, die eine bedeutende Rolle beim Exprimieren und bei der Aufrechterhaltung von Zellfunktionen spielen, adäquat aufrecht zu erhalten.
  • Die Licht-reaktive Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann nur eines der Lichtreaktiven Materialien (1), (2) und (3), oben diskutiert, umfassen. Die Licht-reaktive Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann optional irgendeine Kombination aus ein oder mehreren jeder der drei Typen umfassen.
  • Die Zellkultiviervorrichtung der vorliegenden Erfindung umfasst eine Kulturschale, wobei die Licht-reaktive Zusammensetzung auf der Substratoberfläche der Kulturschale ausgebildet wird, die als Zellaufnahmeraum dient.
  • Die Kulturschale kann aus Materialien konstruiert werden, die üblicherweise zur Herstellung von Kulturschalen verwendet werden, einschließlich Glas, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polymethylpenten, Polyethylenterephthalat, Polyethylen und Polypropylen.
  • Die Zellkulturvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann Bestandteil einer Zellkultivierkammer sein. Die Zellkultivierkammer ist eine Kammer, die dazu verwendet wird, Temperatur, Feuchtigkeit und Konzentration spezieller Gase, wie beispielsweise O2 und CO2, aufrecht zu erhalten, denen die Zellen in den Kulturschalen ausgesetzt werden. Die Zellkultivierkammer kann ebenso andere Bestandteile umfassen, wie beispielsweise ein System zur Zuführung von Zellkulturmedien zur Zellkultiviervorrichtung, ein System zum Entfernen von Zellkulturmedien aus der Zellkulturvorrichtung, und ein System zum Identifizieren der Position einer speziellen Zelle oder Zellpopulation in der Zellkultiviervorrichtung.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Licht-reaktiven Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung, die das obige Licht-reaktive Material (1) umfasst, umfasst das Licht-reaktive Material (1) ein wärmeempfindliches Copolymer, das 20% Natriumstyrolsulfat, 20% Vinylbenzyltrimethylammoniumchlorid und 60% N,N'-Methylen-bis-acrylamid umfasst, wobei die Dicke der Licht-reaktiven Zusammensetzungen ungefähr 0,1 μm umfasst, aufgebracht auf eine dünne Schicht aus Ruß, und in einer bevorzugten Ausführungsform der Zellkultiviervorrichtung wird die so erzeugte Licht-reaktive Zusammensetzung auf die Substratoberfläche einer Kulturschale aufgebracht.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Licht-reaktiven Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung, die das obige Licht-reaktive Material (2) umfasst, umfasst das Licht-reaktive Material (2) Titanoxid als Photokatalysatormaterial, und in einer bevorzugten Ausführungsform der Zellkultiviervorrichtung wird die Licht-reaktive Zusammensetzung auf die Substratoberfläche einer Kulturschale aufgebracht, wobei die Dicke der Licht-reaktiven Zusammensetzungen ungefähr 1 μm beträgt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Licht-reaktiven Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung, die das obige Licht-reaktive Material (3) umfasst, umfasst das Licht-reaktive Material (3) ein Licht-reaktives Copolymer, das 5% einer Vinylverbindung umfasst, die Nitrospiropyran und 95% N-Isopropylacrylamid umfasst, und in einer bevorzugten Ausführungsform der Zellkultiviervorrichtung wird die Licht-reaktive Zusammensetzung auf die Substratoberfläche einer Kulturschale aufgebracht, wobei die Dicke der Licht-reaktiven Zusammensetzungen ungefähr 0,1 μm beträgt.
  • Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird eine Zellkultivier-/Sortiervorrichtung gemäß der obigen Zellkultiviervorrichtung nunmehr beschrieben werden.
  • 1 ist ein schematisches Flussdiagramm, das eine Zellkultivier-/Sortiervorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • Eine Zellkultivierlösung wird in eine Zellkultiviervorrichtung der vorliegenden Erfindung aufgenommen, um eine Probe, die beispielsweise eine Vielzahl von Zelltypen (1, 2) enthält, zu verteilen/kultivieren/proliferieren. Die Zellen haften an der Licht-reaktiven Zusammensetzung, die das Licht-reaktive Material in der Zellkultiviervorrichtung umfasst an und proliferieren unter Verwendung der Licht-reaktiven Zusammensetzung als Verankerung. Ein polyklonaler oder monoklonaler Antikörper, der ein Epitop spezifisch erkennt und bindet, exprimiert von einer der Vielzahl von Zelltypen, wird beispielsweise mit einem fluoreszierenden Farbstoff markiert und wird der Zellkulturvorrichtung zugesetzt und ermöglicht an die Zellen zu binden. In diesem Prozess kann ein Typ eines Antikörpers verwendet werden, der einem Zelltyp entspricht. Alternativ kann eine Vielzahl von Antikörpern verwendet werden, die jeweiligen Zelltypen entsprechen und die Antikörper können mit unterschiedlichen fluoreszierenden Farbstoffen markiert werden. Der zugesetzte Antikörper macht es möglich, eine Positionsinformation der Zelle oder Zellkolonie, die sortiert werden soll (3), nachzuweisen. Danach wird die Zelle oder Zellkolonie, die in der Zellkultiviervorrichtung sortiert werden soll, durch eine Farb-CCD-Kamera nachgewiesen, und die nachgewiesene Positionsinformation wird auf einen Personal Computer (PC) (4) übertragen. Auf Grundlage der Positionsinformationen wird Licht auf die Position der Zielzelle oder der Zielzellkolonie gestrahlt. Die Lichtbestrahlung verursacht eine Veränderung der Hafteigenschaften der Licht-reaktiven Zusammensetzung oder eine Reduktion des Haftvermögens der Licht-reaktiven Zusammensetzung, wo die Zelle oder Zellkolonie sich befindet. Somit kann die Zielzelle oder Zielzellkolonie selektiv von der Oberfläche der Zellkultivierungsvorrichtung freigesetzt und sortierend gesammelt werden (5).
  • 2 ist ein Flussdiagramm, das ein Zellsortierverfahren der vorliegenden Erfindung zeigt, bei dem eine Vielzahl von Zelltypen sortierend gesammelt wird. Zum sortierenden Sammeln einer Vielzahl von Zelltypen werden eine Vielzahl unterschiedlich markierter Antikörper verwendet, beispielsweise jeweils mit einem unterschiedlichen fluoreszierenden Farbstoff, die jeweils einem jeweiligen Zelltyp entsprechen. Jeweils unterschiedliche Antikörper erkennen speziell und binden an ein Epitop, das für eine der Vielzahl von Zelltypen (1) einzigartig ist. Die Positionsinformation jeder der Zelltypen wird auf Grundlage von Unterschieden in der Fluoreszenz der fluoreszierenden Farbstoffe gewonnen und danach wird Licht lokal auf die Position der Zelle, die eine spezielle Fluoreszenz erzeugt, aufgestrahlt, um diesen einen Zelltyp oder diese eine Zellkolonie, der/die sich an dieser Position befindet, freizusetzen und danach wird die freigesetzte Zelle oder Zellkolonie gesammelt (2). Danach wird Licht auf eine andere Position gestrahlt, wo sich ein zweiter Typ von Zelle oder Zellkolonie, der anschließend gesammelt werden soll, befindet, wodurch die zweite Zelle oder Zellkolonie freigesetzt wird, die dann gesammelt wird (3). Das obige Verfahren kann wiederholt werden, um die Zellen für jede der Vielzahl von Zelltypen sortierend zu sammeln.
  • Während eine Vielzahl von Zelltypen jeweils in der obigen Beschreibung sortiert wird, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Prozess beschränkt. Beispielsweise kann Licht über die Gesamtoberfläche der Zellkultivierungsvorrichtung gestrahlt werden, um alle Zellen freizusetzen, die an der Licht-reaktiven Zusammensetzung anhaften und die Zellen werden dann gesammelt. Dieses Verfahren ist insbesondere dann nützlich, wenn eine große Menge einer Art von Zellen kultiviert und gesammelt werden soll.
  • In der vorliegenden Erfindung werden verschiedene Fluoreszenzmarkierungsverfahren verwendet, ebenso wie das obige Verfahren zur Verwendung eines fluoreszierenden Farbstoffes. Beispielsweise kann ein Polynukleotid, das ein Enzym kodiert, das ein Leuchtsystem darstellt, wie beispielsweise Luziferase, in eine Zelle eingebracht werden. Weiterhin kann zum Sortieren von Zellen mit unterschiedlichen Morphologien eine Zielzelle sortierend durch Lichtbestrahlung unter mikroskopischer Beobachtung gesammelt werden, ohne spezielle Fluoreszenzmarkierung.
  • Unter Bezugnahme auf 3 wird eine Modifikation des vorher erwähnten Kultivier/Sortierverfahrens unten beschrieben werden.
  • In 3 zeigt ein Flussdiagramm (I) ein Verfahren zum Kultivieren einer reinen Kultur nur eines speziellen Zelltyps.
  • Um eine reine Kultur nur eines speziellen Zelltyps zu kultivieren, wird die Licht-reaktive Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung beispielsweise auf der vorher erwähnten Kulturschale ausgebildet und der spezifische Zelltyp wird in der Vorrichtung (1) kultiviert. Wenn ein weiterer Zelltyp darin während des Kultivierens eindringt, kann Licht sequentiell auf die Positionen der eindringenden Zellen gestrahlt werden, um die eindringenden Zellen freizusetzen und zu entfernen (2), und nur der erwünschte Zelltyp wird auf der Licht-reaktiven Zusammensetzung übrig bleiben und kontinuierlich kultiviert werden (3). Zum Identifizieren der eindringenden Zellen kann der spezielle Zelltyp, das als Reinkultur kultiviert werden soll, mit Fluoreszenz markiert werden, um zuu ermöglichen, dass nicht-Fluoreszenz-markierte Zellen als eindringende Zellen identifiziert zu werden. Alternativ können, wenn die eindringenden Zellen morphologisch identifiziert werden können, die eingedrungenen Zellen freigesetzt und durch Lichtbestrahlung unter mikroskopischer Beobachtung ohne spezielle Fluoreszenzmarkierung entfernt werden, in derselben Weise, wie oben beschrieben.
  • In 3 zeigt ein Flussdiagramm (II) einen Prozess des Gestaltens oder Strukturierens von Zellen und des Cokultivierens einer Vielzahl von gemusterten Zellen.
  • Zum Zellstrukturieren wird ein bestimmter Zelltyp kultiviert und proliferiert, bis sich die Zellen über die Licht-reaktive Zusammensetzung (1) verteilen. Danach wird gemäß eines vorherbestimmten Musters Licht auf ein oder mehrere spezielle Regionen der Zellkultiviervorrichtung gestrahlt, um die in den speziellen Regionen befindlichen Zellen zu entfernen. Die verbleibenden Zellen bilden das vorherbestimmte Muster (2). Danach wird ein anderer Zelltyp in den speziellen Regionen, denen Zellen fehlen, verteilt, was eine Vielzahl von Zelltypen führt, die unterscheidbar strukturiert sind (3). Alternativ kann das Strukturieren von Zellen durch periodische Bestrahlung einer spezifizierten Region mit Licht erreicht werden, während die Zellen kultiviert werden, um zu verhindern, dass sich Zellen an der speziellen Region anhaften. In diesem Fall können die Zellen mit einer verstärkten Flexibilität angeordnet werden.
  • Die obigen Verfahren sind zum Analysieren der Kommunikation zwischen Zellen oder zur Verwendung von Zellen zur Erzeugung einer bioaktiven Substanz, die unter der Koexistenz einer Vielzahl von Zelltypen produziert wird, von Nutzen.
  • Ein Zellkultivier-/Sortiergerät der vorliegenden Erfindung umfasst eine Zellkultiviervorrichtung, einschließlich einer Licht-reaktiven Zusammensetzung, die ein unterschiedliches Haftvermögen mit Zellen in Reaktion auf eine Lichtbestrahlung, ein Mittel zum Zuführen einer Kulturlösung zur Vorrichtung, ein Mittel zur Bestrahlung irgendeiner ausgewählten Position der Lichtreaktiven Zusammensetzung der Vorrichtung mit Licht, ein Mittel zum Nachweisen jeweiliger Positionen der Zellen auf der Licht-reaktiven Zusammensetzung und ein Mittel zum Sortieren der Zellen, die aus der Licht-reaktiven Zusammensetzung durch Lichtbestrahlung freigesetzt werden, aufweist. Das Zellkultivier-/Sortiergerät kann weiterhin ein Mittel zum Zuführen eines Eluats gemäß des Bedarfs einschließen. Bezüglich den 4 und 5 wird die Zellkultivier/Sortiervorrichtung der vorliegenden Erfindung ausführlicher beschrieben werden.
  • 4 ist ein Blockdiagramm, das ein Zellkultivier-/Sortiergerät gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 5 ist ein erklärendes Blockdiagramm, das einen selektiven Zellfreisetzungsprozess in einer Zellkultivierkammer des Zellkultivier-/Sortiergeräts in 4 zeigt.
  • Das Gerät umfasst eine Zellkultivierkammer (1), das eine Zellkulturvorrichtung einschließt, die die Licht-reaktive Zusammensetzung (8), ein Kulturreservoir zum Zuführen einer Kulturlösung zur Vorrichtung (2), einen Projektor (3), der als optisches 2-dimensionales Musterbestrahlungsmikrosystem zum Bestrahlen irgendeiner ausgewählten Position der Licht-reaktiven Zusammensetzung (8) der Zellkultivierkammer mit Licht dient, eine Farb-CCD-Kamera (4) zum Nachweisen der jeweiligen Positionen von Zellen auf der Licht-reaktiven Zusammensetzung (8) und zum Übertragen eines Signals der nachgewiesenen Positionsinformation auf eine später erwähnte Kontrolleinheit, eine Vorrichtung (5) zum sortierenden Sammeln, die eine Vielzahl von umschaltbaren Sammelgefäßen (5') einschließt, um die aus der Licht-reaktiven Zusammensetzung (8) durch die Lichtbestrahlung freigesetzten Zellen zu sortieren, Umschaltventile (6) und (6'), die jeweils in einer ersten Passage zur Bereitstellung einer Flüssigkeitsverbindung zwischen dem Kulturreservoir (2) und der Zellkultivierkammer (1) bereitgestellt sind, und eine zweite Passage zur Bereitstellung einer Flüssigkeitsverbindung zwischen der Zellkultivierkammer und der sortierend sammelnden Vorrichtung (5), und die Kontrolleinheit (7) zum Kontrollieren des Gesamtbetriebs des Gerätes, umfasst. Das Gerät kann weiterhin eine Vorrichtung zum Zuführen von Eluat (nicht dargestellt) zum bedarfsgemäßen Zuführen eines Eluats zur Zellkultivierkammer (1) einschließen.
  • Der Betrieb der Vorrichtung wird nun beschrieben werden. Das Umschaltventil (6') wird zunächst geöffnet und geschlossen, um eine vorgegebene Menge einer Kulturlösung aus dem Kul turreservoir (2) der Zellkultivierkammer (1) zuzuführen. Danach werden die Zellen in der Zellkulturvorrichtung (1) verteilt und darin kultiviert. Unter den Zellen können Zielzellen (10) mit Fluoreszenz im Voraus markiert werden oder können mit Fluoreszenz nach dem Kultivieren markiert werden. Die Licht-reaktive Zusammensetzung (8) der Zellkulturkammer (1) wird aus einem Licht-reaktiven Material hergestellt und auf dem Substrat (9) der Kulturschale der Zellkultiviervorrichtung gebildet. Die jeweilige Position der Zellen auf der Licht-reaktiven Zusammensetzung (8) werden durch Farb-CCD-Kamera (4) nachgewiesen. Das Positionsinformationssignal wird in die Kontrolleinheit (7) eingegeben. Danach werden die zu sortierenden Zielzellen (10) gemäß der Fluoreszenzmarkierung identifiziert und der Projektor wird eingestellt, um die Zielzellen (10) mit Licht zu bestrahlen. Die mit Licht aus dem Projektor mit Licht zu bestrahlende Position („Lichtbestrahlungsposition") kann automatisch durch die Kontrolleinheit eingestellt werden oder kann manuell eingestellt werden, während der Monitorschirm beobachtet wird.
  • Die Lichtbestrahlung verändert lokal die Eigenschaften der Licht-reaktiven Zusammensetzung (8) oder reduziert lokal das Haftvermögen der Licht-reaktiven Zusammensetzung (8) mit den Zielzellen (10). Somit werden nur die Zielzellen (10) freigesetzt und in Kulturlösung suspendiert. Sogar dann, wenn die Zellen nicht vollständig freigesetzt werden, wird das Haftvermögen der Licht-reaktiven Zusammensetzung (8) ausreichend reduziert und die Zellen (10) können selektiv durch Öffnen eines Umschaltventils (nicht dargestellt) der Eluatzuführvorrichtung freigesetzt werden, um das Eluat aus der Kulturkammer (1) zuzuführen. Alternativ kann eine Vorrichtung zur Aufbringung einer physikalischen Stimulierung, wie beispielsweise Vibration, in Kombination mit oder als Ersatz für die Eluatzuführvorrichtung verwendet werden. Die durch Lichtbestrahlung freigesetzten Zellen und das Eluat oder die physikalische Stimulierung erhalten die Integrität ihrer ECM (extrazelluläre Matrix) und Membranproteine bei.
  • Danach werden die Umschaltventile (6) und (6') geöffnet, um Kulturlösung aus dem Kulturreservoir (2) an die Zellkultivierkammer (1) zuzuführen, um die freigesetzten Zellen (10) in einem Sammelgefäß (5') der sortierend sammelnden Vorrichtung (5) zu sammeln.
  • Der obige Prozess wird zum sortierenden Sammeln weiterer Zellen (11) und (12) sequentiell wiederholt.
  • Im Zellkultivier-/Sortiergerät gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Zellkultivierkammer so konfiguriert, dass sie einer Licht-reaktiven Zusammensetzung der Zell kulturvorrichtung ermöglicht mit Licht von außerhalb bestrahlt zu werden und die Überwachung von Zellen ermöglicht, die an der Licht-reaktiven Zusammensetzung anhaften. Das optische 2-dimensionale Musterbestrahlungsmikrosystem ist dazu vorgesehen, irgendeinen ausgewählten Bereich der Licht-reaktiven Zusammensetzung der Zellkultivierkammer mit Licht im räumlichen Rahmen einer einzelnen Zelle oder Zellpopulation zu bestrahlen. Vorzugsweise weist der Monitor eine ausreichende Auflösung, Lichtstärke und Empfindlichkeit auf, um eine einzelne Zelle oder Zellpopulation zu identifizieren. Wenn eine Vielzahl von Fluoreszenzfarbstoff-tragenden Antikörpern zum Identifizieren der Zelltypen verwendet wird, können die Zelltypen vorzugsweise durch Farbe identifiziert werden. Vorzugsweise ist die Kontrolleinheit dazu vorgesehen, die Positionsinformationen der kultivierten Zellen auf Grundlage der Beobachtung des Monitors zu erfassen und die Lichtbestrahlung aus dem optischen 2-dimensionalen Muster-Bestrahlungsmikrosystem gemäß der erfassten Positionsinformationen zu kontrollieren und die Kulturlösung zum Sammeln der freigesetzten Zellen an die Kammer zuzuführen.
  • Während der Verteilungs-/Kultivierungs-/Proliferationsprozess in einer Zellkulturvorrichtung, wie beispielsweise in der oben beschriebenen Zellkultivierkammer, durchgeführt wird, kann die vorliegende Erfindung ebenfalls auf ein Verfahren zum einfachen Einbringen von Zellen in eine Zellkultiviervorrichtung angewandt werden, indem es diesen ermöglicht wird, sich an einer Licht-reaktiven Zusammensetzung der Vorrichtung anzuhaften und dann die Zellen zu einem gegebenen Zeitpunkt sortierend zu sammeln. Beispielsweise ist dieses Verfahren beim Auftrennen einer Vielzahl von Zelltypen, die in einem Gewebe enthalten sind, von Nutzen.
  • BEISPIEL 1
  • 10% TiO2-Hydrosollösung wurden auf ein Glassubstrat gegossen und für 30 Minuten bei 80°C getrocknet. Danach wurde es für 5 Minuten bei 150°C gesintert und eine Schicht aus einer Lichtreaktiven Zusammensetzung mit einer Dicke von ungefähr 1 μm ergab sich auf der Oberfläche des Glassubstrates (eine „Licht-reaktive Oberfläche"). Sie wurde auf dem Boden der Zellkulturschale fixiert und CHO (Chinesische Hamster-Ovar-Zellen) wurden auf der Licht-reaktiven Oberfläche dispergiert und für 6 Stunden inkubiert. Wenn das Licht, das die Licht-reaktive Oberfläche aktiviert, in einer Intensität von 100 mW/cm2 auf die Licht-reaktive Oberfläche aufgestrahlt wurde, veränderte sich die polygonale Form der Zellen, die an der Oberfläche anhafteten, und sich von dieser weg erstreckten, zu einer runden Form. Obwohl kein offensichtlicher Beweis einer Zellexfoliation durch die Lichtbestrahlung ersichtlich war, legt diese Veränderung der Form der Zellen stark die Abnahme der Haftfestigkeit der Zellen nahe.
  • BEISPIEL 2
  • Das Diarylethenderivat, Cis-1,2-dicyano-1,2-bis(2,4,5-trimethyl-3-thienyl)ethan, das ein photochromer Farbstoff ist und strukturell isomerisiert wird und sein Absorptionsspektrum in Reaktion auf eine Lichtbestrahlung verändert, wurde gleichförmig auf ein Glassubstrat durch ein Spin-Coating-Verfahren aufgebracht, um eine Schicht aus einer Licht-reaktiven Zusammensetzung auf der Oberfläche des Glassubstrates zu erzielen (eine „Licht-reaktive Oberfläche"). Die gewonnene Licht-reaktive Oberfläche wurde in ein System eingebaut, das aus einem optischen 2-dimensionalen Musterbestrahlungsmikrosystem, einem Monitor und einem Kontrollsystem zu deren Kontrolle bestand. Ein experimenteller Test wurde durchgeführt, um zu überprüfen, ob die Eigenschaften der Licht-reaktiven Oberfläche reversibel waren, kontrolliert durch eine Lichtbestrahlung unter Verwendung von blauem Licht mit einer Wellenlängenbande von 400 bis 440 nm (Intensität: 180 mW/cm2), um den photochromen Farbstoff in einem farbigen ringgeschlossenen Zustand zu isomerisieren und von gelbem Licht mit einer Wellenlängenbande von 500 bis 600 nm (Intensität: 160 mW/cm2), um den Farbstoff in einen gebleichten ringoffenen Zustand zurückzubringen. Es wurde als Folge verifiziert, dass der Isomerisierungszustand der Lichtreaktiven Oberfläche in einer gegebenen Position auf der Licht-reaktiven Oberfläche in einer Zeitskala von ungefähr 5 Sekunden mit einer Genauigkeit einer 30 μm Auflösung reversibel verändert werden konnte. Der Grad der Isomerisierung war kontinuierlich durch Kontrollieren der Lichtintensität und der Bestrahlungszeit einstellbar und veränderte sich nicht in Abwesenheit von Licht. Die Isomerisierungseigenschaft der Licht-reaktiven Oberfläche verändert sich nach mehr als 10.000 Isomerisierungswiederholungen nicht.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung können Zellen mit einem hohen Grad an Genauigkeit aufgetrennt und gesammelt werden, was bis jetzt nicht erreicht wurde, während die Integrität und Funktion von ECM und Membranproteinen während der Auftrennung der Zellen aufrechterhalten werden kann. Somit können zusätzlich zur Genauigkeit der Zellauftrennung die jeweiligen organspezifischen Funktionen der Zellen ebenfalls aufrechterhalten werden. Als Folge hiervon stellt die vorliegende Erfindung ein Zellkultivier-/Auftrennungs-/Sammelsystem bereit, das signifikant für Verankerungs-abhängige Zellen von Nutzen ist. Weiterhin machen es Licht-reaktive Zusammensetzungen, die ein photoreaktives Material mit reversibel veränderbaren Oberflächen eigenschaften umfasst, möglich, den Freisetzungsvorgang durch Lichtbestrahlung und die Verteilung unterschiedlicher Zelltypen zu wiederholen, um Typ, Position und Anordnung der kultivierten Zellen auf der Licht-reaktiven Zusammensetzung mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu kontrollieren.

Claims (19)

  1. Zellkultiviervorrichtung, wobei die Vorrichtung eine Kulturschale mit einer Licht-reaktiven Zusammensetzung darauf umfasst, wobei die Licht-reaktive Zusammensetzung ein Lichtreaktives Material umfasst, das die Eigenschaft eines unterschiedlichen Haftvermögens für eine Zelle auf Grundlage der Menge der Lichtbestrahlung aufweist, gegenüber der die Lichtreaktive Zusammensetzung ausgesetzt wird, wobei die Eigenschaft des unterschiedlichen Haftvermögens dazu in der Lage ist, die Anlagerung und Ablösung einer Zelle zu regulieren, die auf dieser Vorrichtung vorhanden ist.
  2. Licht-reaktives Material nach Anspruch 1, wobei die Lichtbestrahlung durch Intensität, Dauer oder Wellenlänge des Lichtes oder eine Kombination dieser Faktoren definiert ist.
  3. Zellkultiviervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kulturschale ein Gefäß ist, das zum Wachstum einer Zelle geeignet ist, umfassend eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe, die aus Glas, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polymethylpenten, Polyethylenterephthalat, Polyethylen und Polypropylen besteht.
  4. Zellkultiviervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Licht-reaktive Material aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus (1) einer Zusammensetzung, die einen Farbstoff oder ein Pigment und ein wärmeempfindliches Polymer umfasst, das hydrophile-hydrophobe Eigenschaften aufweist, die sich in Reaktion auf eine Temperaturveränderung verändern, (2) einem Photokatalysatormaterial und (3) einem Licht-reaktiven Molekül besteht, das die Eigenschaft eines unterschiedlichen Haftvermögens für eine Zelle aufweist, auf Grundlage der Menge der Lichtbestrahlung, dem es ausgesetzt wird.
  5. Zellkultiviervorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Farbstoff oder das Pigment ein Material ist, das Licht absorbiert und aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem organischen Farbstoff einem Mineralpigment und Kohlenstoff besteht.
  6. Zellkultiviervorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Farbstoff oder das Pigment ein Material ist, das Licht absorbiert und aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Indigo, einem Chinacridon, einem Porphyrin, Fe2O3, HgS, CoO.nAl2O3 und Kohlenschwarz besteht.
  7. Zellkultiviervorrichtung nach Anspruch 4, wobei das wärmeempfindliche Polymer aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Homopolymer und einem Copolymer besteht, wobei das Homopolymer und das Copolymer aus einem oder mehreren von N-Isopropylacrylamid, Vinylmethylether, Dimethylaminoethylmethacrylat, einem Oxyethylenvinylether, Natriumstyrolsulfonat und Vinylbenzyltrimethylammoniumchlorid besteht.
  8. Zellkultiviervorrichtung nach Anspruch 4, wobei das Photokatalysatormaterial aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus TiO2, VO2, WO3 und MoO3 besteht.
  9. Zellkultiviervorrichtung nach Anspruch 4, wobei das lichtempfindliche Molekül ein oder mehrere organische Verbindungen sind, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Azobenzol, einem Diarylethen, einem Spiropyran, einem Spirooxazin, einem Fulgid und einem Leukochromophor besteht, und wobei zwei oder mehrere der Licht-reaktiven Moleküle in Form eines funktionellen Copolymers vorliegen können.
  10. Zellkultiviervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Zelle eine Verankerungs-abhängige Zelle ist.
  11. Verfahren zum Kultivieren und Sammeln einer Zelle, wobei das Verfahren folgendes umfasst: (a) Anordnen einer Zelle in einer Zellkultiviervorrichtung, wobei die Vorrichtung eine Kulturschale mit einer Licht-reaktiven Zusammensetzung darauf umfasst, wobei die Lichtreaktive Zusammensetzung ein Licht-reaktives Material mit der Eigenschaft eines unterschiedlichen Haftvermögens für eine Zelle auf Grundlage der Menge der Lichtbestrahlung umfasst, gegenüber der die Licht-reaktive Zusammensetzung ausgesetzt wird, (b) Kultivieren der Zelle in der Vorrichtung für eine ausgewählte Zeitspanne, (c) Bestrahlen eines ausgewählten Bereichs der Licht-reaktiven Zusammensetzung mit Licht zur Freisetzung einer Zelle, die an der Licht-reaktiven Zusammensetzung in einer ausgewählten Region gebunden ist, und (d) Sammeln der freigesetzten Zelle.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Zelle eine Verankerungs-abhängige Zelle ist.
  13. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die ausgewählte Region der Licht-reaktiven Zusammensetzung die gesamte Region ist, die mit der Licht-reaktiven Zusammensetzung bedeckt ist.
  14. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Verfahren weiterhin das physische Stimulieren der Zellkultiviervorrichtung oder die Zuführung eines Eluats zu dieser Zellkultiviervorrichtung oder beides, nach der Bestrahlung, umfasst, um die Freisetzung einer an der Licht-reaktiven Zusammensetzung gebundenen Zelle zu erleichtern.
  15. Zellkultivier- und Sortiervorrichtung, wobei die Vorrichtung folgendes umfasst: (a) Eine Zellkultiviervorrichtung, wobei die Vorrichtung eine Kulturschale mit einer Lichtreaktiven Zusammensetzung darauf umfasst, wobei die Licht-reaktive Zusammensetzung ein lichtempfindliches Material mit der Eigenschaft eines unterschiedlichen Haftvermögens für eine Zelle auf Grundlage der Menge der Lichtbestrahlung aufweist, gegenüber der die Licht-reaktive Zusammensetzung ausgesetzt wird; (b) Ein Mittel zum Zuführen einer Kulturlösung in die Zellkultiviervorrichtung; (c) Ein Mittel zur Bestimmung der Positionsinformation einer Zelle auf der Licht-reaktiven Zusammensetzung; (d) Ein Mittel zur Bestrahlung einer ausgewählten Position der Licht-reaktiven Zusammensetzung der Zellkultiviervorrichtung mit Licht; und (e) Ein Mittel zum Sortieren einer Zelle, die aus der Licht-reaktiven Zusammensetzung durch die Lichtbestrahlung freigesetzt worden ist.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 15, die weiterhin ein Mittel zum physischen Stimulieren der Zellkultiviervorrichtung oder ein Mittel zum Zuführen eines Eluats in die Zellkultiviervorrichtung, oder beides, einschließt.
  17. Licht-reaktives Material, wobei das Material ein wärmeempfindliches Polymer umfasst, das sowohl hydrophile als auch hydrophobe Eigenschaften aufweist, die sich in Reaktion auf eine Temperatur verändern und wobei das Polymer durch einen photochromen Farbstoffmodifiziert ist, wobei das Licht-reaktive Material eine unterschiedliche Klebekraft für eine Zelle zeigt, auf Grundlage der Menge der Lichtbestrahlung, der das Licht-reaktive Material ausgesetzt wird, so dass die Eigenschaft der unterschiedlichen Klebekraft dazu in der Lage ist, die Anlagerung und Ablösung einer Zelle, die auf einer Zellkultiviervorrichtung existent ist, zu regulieren.
  18. Licht-reaktives Material nach Anspruch 17, wobei die Lichtbestrahlung durch Intensität, Dauer oder Wellenlänge des Lichtes oder eine Kombination dieser Faktoren definiert ist.
  19. Zellkultiviervorrichtung, wobei die Vorrichtung eine Kulturschale mit dem Licht-reaktiven Material nach Anspruch 17 darauf umfasst.
DE60308093T 2002-05-24 2003-05-23 Zellkultivierungsvorrichtung und diese benutzende Verfahren zur Zellsortierung Expired - Lifetime DE60308093T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002150623A JP3975266B2 (ja) 2002-05-24 2002-05-24 細胞培養装置
JP2002150623 2002-05-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60308093D1 DE60308093D1 (de) 2006-10-19
DE60308093T2 true DE60308093T2 (de) 2007-03-29

Family

ID=29397963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60308093T Expired - Lifetime DE60308093T2 (de) 2002-05-24 2003-05-23 Zellkultivierungsvorrichtung und diese benutzende Verfahren zur Zellsortierung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20030219889A1 (de)
EP (1) EP1365017B1 (de)
JP (1) JP3975266B2 (de)
DE (1) DE60308093T2 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024046658A1 (de) * 2022-08-31 2024-03-07 Lpkf Laser & Electronics Se Vorrichtung und verfahren zur übertragung von material mittels laserstrahlung von einem ausgangssubstrat auf ein zielsubstrat
EP4339272A1 (de) 2022-09-13 2024-03-20 The Automation Partnership (Cambridge) Ltd. Systeme und verfahren zur entwicklung und optimierung von zellkulturprozessen

Families Citing this family (58)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2264148A1 (de) * 2000-07-21 2010-12-22 Cellseed Inc. Kultivierte epidermale Zellschicht, laminierte kultivierte Hautschicht und Verfahren zu deren Herstellung
EP1243273A1 (de) * 2001-03-22 2002-09-25 Societe Des Produits Nestle S.A. Zubereitung enthaltend einen praebiotischen Stoff für die Behandlung von Entzündungen und abnormale Aktivierung von nicht-spezifischen immunologischen Parametern
JP4201182B2 (ja) * 2003-05-20 2008-12-24 大日本印刷株式会社 細胞培養基材およびその製造方法
US7776584B2 (en) * 2003-08-01 2010-08-17 Genetix Limited Animal cell colony picking apparatus and method
JP4554913B2 (ja) * 2003-11-14 2010-09-29 大日本印刷株式会社 パターニング用基板および細胞培養基板
JP4401153B2 (ja) * 2003-12-05 2010-01-20 大日本印刷株式会社 パターニング用基板および細胞培養基板
JP4862261B2 (ja) * 2004-01-28 2012-01-25 大日本印刷株式会社 パターニング用基板および細胞培養基板
US20050255594A1 (en) * 2004-01-28 2005-11-17 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Patterning substrate and cell culture substrate
US20060019390A1 (en) * 2004-01-28 2006-01-26 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Patterning substrate and cell culture substrate
JP4826092B2 (ja) * 2004-01-28 2011-11-30 大日本印刷株式会社 パターニング用基板および細胞培養基板
US20050266319A1 (en) * 2004-01-28 2005-12-01 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Patterning substrate and cell culture substrate
JP4797396B2 (ja) * 2004-02-19 2011-10-19 大日本印刷株式会社 細胞培養基板の製造方法
US7919305B2 (en) * 2004-02-19 2011-04-05 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Method for manufacturing cell culture substrate
JP2004200178A (ja) * 2004-02-19 2004-07-15 Sumitomo Electric Ind Ltd 酸化物超電導導体およびその製造方法
JP4858166B2 (ja) * 2004-03-10 2012-01-18 大日本印刷株式会社 血管細胞培養用パターニング基板
JP4456393B2 (ja) 2004-03-26 2010-04-28 大日本印刷株式会社 細胞培養基板の製造方法および細胞培養基板製造装置
JP4524399B2 (ja) * 2004-05-26 2010-08-18 独立行政法人産業技術総合研究所 温度・光応答性組成物及びこれから製造された細胞培養基材
JP4761731B2 (ja) * 2004-06-25 2011-08-31 独立行政法人理化学研究所 細胞を固定化した基板の作製方法および基板
US9249386B2 (en) 2005-06-06 2016-02-02 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Substrate for cell transfer
WO2007120619A2 (en) * 2006-04-11 2007-10-25 William A. Cook Australia Pty. Ltd. Incubation condition monitoring device
DE102007017502A1 (de) * 2007-04-13 2008-10-16 Aquagroup Ag Elektrochemisch behandeltes Wasser, Verfahren und Vorrichtung zu dessen Herstellung und seine Verwendung als Desinfektionsmittel
JP2009045002A (ja) * 2007-08-20 2009-03-05 Oki Electric Ind Co Ltd 細胞パターニング装置および細胞パターニング方法
US9267109B2 (en) * 2007-12-10 2016-02-23 Koninklijke Philips N.V. Patterned cell sheets and a method for production of the same
US8439201B2 (en) * 2008-05-21 2013-05-14 President And Fellows Of Harvard College Nanoparticle separation using coherent anti-stokes Raman scattering
JP2010046012A (ja) * 2008-08-21 2010-03-04 Konica Minolta Holdings Inc 細胞培養基材及び細胞培養方法
JP5648989B2 (ja) * 2009-11-11 2015-01-07 学校法人近畿大学 セルアレイソータ、その製造方法及びそれを用いた細胞ソート方法
CN102666851A (zh) * 2009-11-13 2012-09-12 株式会社日立高新技术 细胞粘附性光控制基材、细胞的解析区别方法及细胞的解析区别装置
US8221592B2 (en) * 2009-11-18 2012-07-17 Korea University Research And Business Foundation Method for sorting carbon nanotubes (CNTs) and device for CNTs sorting
US8951765B2 (en) * 2009-11-24 2015-02-10 Empire Technology Development Llc Targeted separation of cultured cells
US9434936B2 (en) 2010-04-02 2016-09-06 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Method for removing cells
JP5783593B2 (ja) * 2010-12-17 2015-09-24 国立研究開発法人産業技術総合研究所 細胞分別用マイクロチップおよび細胞分別方法ならびに細胞分別装置
JP2012210158A (ja) * 2011-03-30 2012-11-01 Univ Of Tokyo 細胞接着性光制御基材
CN103502425A (zh) * 2011-04-11 2014-01-08 学校法人东邦大学 细胞粘附性光控制基材
CN102586169A (zh) * 2012-01-17 2012-07-18 浙江大学 光致细胞脱附的方法及其所使用的细胞培养器具
CA2875880C (en) 2012-06-07 2020-12-15 The University Of Queensland Release media comprising polymer particles and functionalised stimulus responsive polymers
JP6121127B2 (ja) * 2012-10-03 2017-04-26 株式会社日立ハイテクノロジーズ 細胞回収用デバイス、装置及び方法
US9926463B2 (en) * 2013-04-02 2018-03-27 Empire Technology Development Llc Dynamic surfaces
JP6308515B2 (ja) * 2013-05-22 2018-04-11 国立研究開発法人産業技術総合研究所 細胞分離装置及び細胞分離方法
EP3040411B1 (de) 2013-08-30 2019-07-03 JSR Corporation Klebeflächenwiederherstellungsverfahren und einer klebeflächenwiederherstellungsvorrichtung
JP6422889B2 (ja) * 2013-12-27 2018-11-14 積水化学工業株式会社 細胞の剥離方法、細胞支持用基材、並びに、細胞の培養方法
US10466156B2 (en) * 2014-08-20 2019-11-05 Bio-Rad Laboratories, Inc. Optofluidic sorter
EP3196297B1 (de) 2014-09-16 2020-11-04 Osaka University Verfahren zur herstellung einer kardiomyozytenpopulation aus pluripotenten stammzellen
JP2016106545A (ja) * 2014-12-03 2016-06-20 積水化学工業株式会社 培養基材及び培養方法
US10876086B2 (en) 2015-06-01 2020-12-29 Kataoka Corporation Cell treatment method, laser processing machine, and cell culture vessel
JP6352895B2 (ja) * 2015-12-25 2018-07-04 株式会社Screenホールディングス 細胞剥離装置および細胞剥離方法
EP3438236B1 (de) 2016-03-28 2022-08-24 Sony Group Corporation Zellkulturbehälter, zellkultursystem, zellkulturkit und zellkulturverfahren
WO2017212782A1 (ja) * 2016-06-08 2017-12-14 ソニー株式会社 細胞選択装置、細胞選択システム、細胞選択方法及び細胞培養容器
JP2017218422A (ja) * 2016-06-08 2017-12-14 ソニー株式会社 物質固定化基板及びその製造方法、物質固定化基板に用いられる物質固定化剤
CN106860914B (zh) * 2017-01-19 2020-02-18 浙江大学 一种经由细胞片层获得磷酸钙/细胞外基质薄膜的方法
DE102018123553A1 (de) * 2018-09-25 2020-03-26 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Bioreaktor und Verfahren zur Kultivierung biologischer Zellen an Substratfilamenten
WO2020071332A1 (ja) * 2018-10-01 2020-04-09 株式会社片岡製作所 細胞培養器具および細胞培養器具の製造方法
JP6732313B2 (ja) * 2018-10-01 2020-07-29 株式会社片岡製作所 細胞培養器具および細胞培養器具の製造方法
US20220073862A1 (en) * 2018-12-13 2022-03-10 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Cell culture instrument and cell processing method
CN109706078A (zh) * 2019-02-25 2019-05-03 常州市第一人民医院 一种细胞分选系统及不良细胞分选方法
DE102019106011A1 (de) * 2019-03-08 2020-09-10 Universität Siegen Verfahren zur zelltrennung unter verwendung eines stimulus-responsiven polymers
JP7343119B2 (ja) 2019-04-26 2023-09-12 株式会社片岡製作所 細胞培養基材、細胞培養容器、細胞の培養方法、細胞の製造方法、細胞培養基材の製造方法、および細胞培養容器の製造方法
US20210180004A1 (en) * 2019-12-16 2021-06-17 Weinberg Medical Physics Inc. Cell sorting system
WO2023100750A1 (ja) * 2021-11-30 2023-06-08 国立研究開発法人理化学研究所 試料調製システム、試料調製方法、及び試料解析システム

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4732930A (en) * 1985-05-20 1988-03-22 Massachusetts Institute Of Technology Reversible, discontinuous volume changes of ionized isopropylacrylamide cells
JPH0647620B2 (ja) * 1987-02-02 1994-06-22 東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社 ジオルガノポリシロキサン・アゾベンゼン交互共重合体およびその製造方法
JPH06104061B2 (ja) * 1989-02-10 1994-12-21 花王株式会社 細胞培養支持体材料
US20030166840A1 (en) * 1994-01-24 2003-09-04 Urry Dan W. Photoresponsive polymers
JP3641301B2 (ja) * 1995-08-09 2005-04-20 株式会社セルシード 刺激応答型分離材料および分離精製方法
JP4567936B2 (ja) * 2000-03-16 2010-10-27 株式会社セルシード 細胞培養用支持体材料、細胞の共培養方法およびそれより得られる共培養細胞シート
US6967708B1 (en) * 2000-11-10 2005-11-22 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Pattern transfer device using PC projector
JP2003059090A (ja) * 2001-08-13 2003-02-28 Minebea Co Ltd 記録媒体の情報再生及び記録装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024046658A1 (de) * 2022-08-31 2024-03-07 Lpkf Laser & Electronics Se Vorrichtung und verfahren zur übertragung von material mittels laserstrahlung von einem ausgangssubstrat auf ein zielsubstrat
EP4339272A1 (de) 2022-09-13 2024-03-20 The Automation Partnership (Cambridge) Ltd. Systeme und verfahren zur entwicklung und optimierung von zellkulturprozessen

Also Published As

Publication number Publication date
JP3975266B2 (ja) 2007-09-12
US20030219889A1 (en) 2003-11-27
EP1365017B1 (de) 2006-09-06
JP2003339373A (ja) 2003-12-02
EP1365017A1 (de) 2003-11-26
DE60308093D1 (de) 2006-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60308093T2 (de) Zellkultivierungsvorrichtung und diese benutzende Verfahren zur Zellsortierung
DE69909462T2 (de) Mikrofabrizierte vorrichtung für analyse von zellen
EP0853659B1 (de) Kompaktzellkulturscheibe
EP1718409B1 (de) Vorrichtung für mikrofluiduntersuchungen
DE60026299T2 (de) Vorrichtung zur züchtung von zellkulturen
EP3794101A1 (de) Verfahren zur herstellung eines zellkultureinsatzes mit mindestens einer membran
WO2010075933A1 (de) Substrate zur selektion und spezifischen beeinflussung der funktion von zellen
WO2003056335A2 (de) Mikrovertiefungsarray zur grössenabhängigen sortierung oder separation von in einer strömenden flüssigkeit suspendierten zellen und verfahren zur untersuchung der funktionellen aktivität von einzelzellen
WO2020120466A1 (de) Mikrophysiologisches choroidea-modell
EP2171036B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur kultivierung lebender zellen
EP2089704B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur behandlung biologischer zellen auf einem substrat
WO2015010763A1 (de) Verkapselungseinrichtung und -verfahren zur verkapselung einer probe in einer polymerkapsel
EP2433123A1 (de) Verfahren zur analyse des neuritenwachstums
DE102021204675B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Zellkultivierung
EP1360492B1 (de) Probenträger für chemische und biologische proben
DE102017128627B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Untersuchung einer Zellsuspension
EP1297339A2 (de) Trägerplatte und verfahren zur durchführung funktioneller tests
WO2001082265A1 (de) Simulationsvorrichtung und -verfahren
DE10004135A1 (de) Kammer für Zellkulturen
EP2251668B1 (de) Verfahren zum Positionieren einer organischen, biologischen und/oder medizinischen Probe
DE102009021876A1 (de) Verfahren zur Analyse des Neuritenwachstums
DE102019106011A1 (de) Verfahren zur zelltrennung unter verwendung eines stimulus-responsiven polymers
WO2020182646A1 (de) Verarbeitungssystem und verarbeitungsverfahren für in form dreidimensionaler verbünde kultivierte zellen und computerprogramm
DE10236101A1 (de) Verfahren und Kit zur Durchführung funktioneller Tests an biologischen Zellen
DE19903519A1 (de) Biologisches Testverfahren

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition