JP2013192523A - 細胞試験用基板及びそれを用いた細胞試験方法 - Google Patents
細胞試験用基板及びそれを用いた細胞試験方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013192523A JP2013192523A JP2012064505A JP2012064505A JP2013192523A JP 2013192523 A JP2013192523 A JP 2013192523A JP 2012064505 A JP2012064505 A JP 2012064505A JP 2012064505 A JP2012064505 A JP 2012064505A JP 2013192523 A JP2013192523 A JP 2013192523A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- cell
- conductive region
- cells
- cell adhesion
- 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.)
- Pending
Links
Images
Abstract
【解決手段】本発明は、第1導電性領域と第2導電性領域と絶縁性領域とが配置された基材を備え、第1導電性領域と第2導電性領域は互いに電気的に独立しており、基材の平面視において、第1導電性領域は先端に膨らみ部を有し、該膨らみ部が第2導電性領域に包囲されており、第1導電性領域の膨らみ部上に、細胞接着性領域と、該細胞接着性領域に隣接し且つ第1導電性領域に電圧印加することにより細胞接着性に変化する細胞接着阻害性領域とが配置されている、細胞試験用基板に関する。
【選択図】図1
Description
(1)第1導電性領域と第2導電性領域と絶縁性領域とが配置された基材を備え、
第1導電性領域と第2導電性領域は互いに電気的に独立しており、
基材の平面視において、第1導電性領域は先端に膨らみ部を有し、該膨らみ部が第2導電性領域に包囲されており、
第1導電性領域の膨らみ部上に、細胞接着性領域と、該細胞接着性領域に隣接し且つ第1導電性領域に電圧印加することにより細胞接着性に変化する細胞接着阻害性領域とが配置されている、
細胞試験用基板。
(2)導電性領域が、基材表面に透明電極材料の膜が存在する領域である(1)記載の細胞試験用基板。
(3)第1導電性領域の膨らみ部が略円形である(1)又は(2)記載の細胞試験用基板。
(4)第1導電性領域の膨らみ部の寸法が1〜10mmであり、該膨らみ部とそれを包囲する第2導電性領域とが、10〜500μmの間隔で隔離されている、(1)〜(3)のいずれかに記載の細胞試験用基板。
(5)細胞を試験する方法であって、
(i)(1)〜(4)のいずれかに記載の細胞試験用基板に細胞を播種し、細胞接着性領域に細胞を接着させる工程と、
(ii)細胞接着阻害性領域に電圧印加することにより、細胞接着阻害性領域を細胞接着性に変化させる工程と、
を含む前記方法。
細胞試験用基板に用いられる基材14としては、導電性領域11及び12を形成可能な材料から構成されるものであれば特に制限されない。絶縁性材料からなる基材上に導電性領域を形成することが好ましい。具体的には、ガラス、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミナ、サファイア、フォルステライト、感光性ガラス、セラミック、シリコン、エラストマー、プラスチック(例えば、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ABS樹脂、ナイロン、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、メチルペンテン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂)で代表される有機材料を挙げることができる。その形状も限定されず、例えば、平板、平膜、フィルム、多孔質膜等の平坦な形状、シリンダ、スタンプ、マルチウェルプレート、マイクロ流路等の立体的な形状、並びに表面に凹凸が形成された形状が挙げられる。フィルムを使用する場合、その厚さは特に制限されないが、通常0.1〜1000μm、好ましくは1〜500μm、より好ましくは10〜200μmである。
絶縁性材料からなる基材上に導電性領域を形成する場合、公知のパターニング技術を利用できる。公知のパターニング技術としては、例えば、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、フレキソ印刷法及びコンタクトプリンティング法等の各種印刷法による方法、各種リソグラフィー法を用いる方法、並びにインクジェット法による方法、他に微細な溝を彫刻等する立体成型の手法等が挙げられる。具体的には、絶縁性材料からなる基材、例えばガラス基材に、電極材料、例えば金属膜又は金属酸化物膜を成膜し、これをフォトリソグラフィ技術等の公知の技術を用いてパターニングすることにより、所望のパターンの導電性領域を形成することができる。
細胞接着阻害性領域は、好ましくは、炭素酸素結合を有する有機化合物により形成される親水性膜からなる。当該親水性膜は、水溶性や水膨潤性を有する、炭素酸素結合を有する有機化合物を主原料とする薄膜であり、酸化される前は細胞接着阻害性を有し、酸化及び/又は分解された後は細胞接着性を有しているものであれば特に限定されない。
本発明では、細胞接着性領域は、炭素酸素結合を有する有機化合物を含む細胞接着阻害性の親水性膜に酸化処理及び/又は分解処理を施して細胞接着性とした領域により形成されることが好ましい。
細胞接着性領域(結合層が存在する場合には結合層も含む)の炭素量は、細胞接着阻害性領域(結合層が存在する場合には結合層も含む)の炭素量と比較して低いことが好ましい。具体的には、細胞接着性領域の炭素量が、細胞接着阻害性領域の炭素量に対して20〜99%であることが好ましい。この範囲内に該当することは、親水性膜の厚さ(結合層が存在する場合には結合層の厚さと親水性膜の厚さの合計)が10μm以下の場合に特に好適である。「炭素量(atomic concentration、%)」は下記に定義する通りである。
本発明の親水性薄膜(結合層が存在する場合には結合層も含む)の評価手法としては、接触角測定、エリプソメトリー、原子間力顕微鏡観察、電子顕微鏡観察、オージェ電子分光測定、X線光電子分光測定、各種質量分析法等を用いることができる。これらの手法の中で、最も定量性に優れているのはX線光電子分光測定(XPS/ESCA)である。この測定方法で求められるのは相対的定量値であり、一般的に元素濃度(atomic concentration、%)で算出される。以下、本発明におけるX線光電子分光分析方法を詳細に説明する。
本発明の細胞試験用基板では、細胞接着性領域と細胞接着阻害性領域とがパターン化されて配置されていることが好ましい。パターンの形状は、二次元のパターンであれば特に制限されず、細胞の種類、形成させる組織等によって選択することができる。例えば、ライン状、ツリー状(樹状)、網目状、格子状、円形、四角形のパターン、円形及び四角形等の図形の内部が全て細胞接着性領域又は細胞接着阻害性領域となっているパターン等を形成することができる。
細胞試験用基板に播種する細胞としては、血球系細胞やリンパ系細胞等の浮遊細胞でもよいし接着性細胞でもよいが、本発明は、接着性を有する細胞に対して好適に使用される。また遊走する性質を有する細胞に対して好適に使用される。そのような細胞としては、例えば、肝癌細胞、グリオーマ細胞、結腸癌細胞、腎癌細胞、膵癌細胞、前立腺癌細胞、大腸癌細胞、乳癌細胞、肺癌細胞、卵巣癌細胞等の癌細胞、肝臓の実質細胞である肝細胞、クッパー細胞、血管内皮細胞や角膜内皮細胞等の内皮細胞、繊維芽細胞、骨芽細胞、砕骨細胞、歯根膜由来細胞、表皮角化細胞等の表皮細胞、気管上皮細胞、消化管上皮細胞、子宮頸部上皮細胞、角膜上皮細胞等の上皮細胞、乳腺細胞、ペリサイト、平滑筋細胞や心筋細胞等の筋細胞、腎細胞、膵ランゲルハンス島細胞、末梢神経細胞や視神経細胞等の神経細胞、軟骨細胞、骨細胞等が挙げられる。これらの細胞は、組織や器官から直接採取した初代細胞でもよく、あるいは、それらを何代か継代させたものでもよい。さらにこれらの細胞は、未分化細胞である胚性幹細胞、多分化能を有する間葉系幹細胞等の多能性幹細胞、単分化能を有する血管内皮前駆細胞等の単能性幹細胞、分化が終了した細胞の何れであってもよい。また、細胞は単一種を培養してもよいし二種以上の細胞を共培養してもよい。
上記のように、本発明の細胞試験用基板上に細胞を播種し、好ましくは培養を行い、細胞接着性領域に細胞を接着させた後、第1導電性領域と第2導電性領域との間に電圧を印加し、第1導電性領域上の細胞接着阻害性領域を細胞接着性に変化させることを利用して、細胞遊走の観察等の様々な試験を行うことができる。すなわち、本発明の細胞試験方法は、
(i)上記の本発明の細胞試験用基板に細胞を播種し、細胞接着性領域に細胞を接着させる工程と、
(ii)細胞接着阻害性領域に電圧印加することにより、細胞接着阻害性領域を細胞接着性に変化させる工程と、
を含むことを特徴とするものである。
1.導電性領域の作製
15cm角の無アルカリガラス上に酸化インジウム錫(ITO)を150nmにスパッタ製膜し、レジスト塗布、フォトマスクを介した露光、現像、エッチングを経て、図6aに示すパターンのITOの導電性領域を得た。
(一段階目の反応)
トルエン39.0g及びエポキシシランTSL8350(GE東芝シリコーン製)750μlの混合液を攪拌しながら触媒量のトリエチルアミンを加え、さらに室温で数分間攪拌した。UV洗浄したITO基材を、上記のエポキシシラン溶液に浸漬し、19時間室温で振盪した。その後、下地処理されたITO基材をエタノールで洗浄し、次いで水洗し、乾燥した。
ポリエチレングリコール(PEG400)30gを攪拌しながら、触媒量の濃硫酸をゆっくり添加し、さらに室温で数分間攪拌した。上記のエポキシシラン処理された基材を上記のポリエチレングリコールに浸漬し、80℃で60分間反応させた。反応後、基材をよく水洗いし、次いで乾燥した。これにより親水性薄膜が形成された基板が得られた。
表面全域に酸化チタン系光触媒を塗布したフォトマスクを準備した。フォトマスクは、基板とアライメントをとったときに、第1導電性領域の膨らみ部を横切る幅0.8mmのライン27以外の部分が開口部となるものを用いた(図6b)。
基板をエチレンオキサイドガスで滅菌した。この基板に2.0x105細胞/cm2でSWISS−3T3細胞を播種した。10%血清を含むDMEM培地を用いて、37℃、5%CO2濃度のインキュベータ内で24時間培養した。位相差顕微鏡で観察したところ、細胞は酸化処理された部分、すなわちライン27以外の部分にコンフルエントの状態で接着していた(図7a)。
第1導電性領域を正極、第2導電性領域を負極として、それぞれ基部18を回路に接続し、+2.0Vの電圧を2分間印加した。正の電圧が印加された第1導電性領域上で、時間経過とともに、それまでフォトマスクのパターン通りに接着していた細胞が、第1導電性領域上のライン27に対応する部分に遊走していく様が観察され、膨らみ部上の細胞接着阻害性領域が細胞接着性領域に変化したことが確認された。(図7b及びc)。
1.電極基材の作製
15cm角の無アルカリガラス上に酸化インジウム錫(ITO)を150nmにスパッタ製膜し、レジスト塗布、フォトマスクを介した露光、現像、エッチングを経て、それぞれが櫛形の第1導電性領域および第2導電性領域を有し、互いに櫛歯が噛み合った形状のITO導電性領域のパターンを得た。ここで、櫛歯部の線幅は10μm、長さは5mmで、櫛歯と櫛歯の間隔は30μmとした(櫛歯が噛み合う形状については、特開2011−101638の図1(1)を参照)。
(一段階目の反応)
トルエン39.0g及びエポキシシランTSL8350(GE東芝シリコーン製)750μlの混合液を攪拌しながら触媒量のトリエチルアミンを加え、さらに室温で数分間攪拌した。UV洗浄したITO基材を、上記のエポキシシラン溶液に浸漬し、19時間室温で振盪した。その後、下地処理されたITO基材をエタノールで洗浄し、次いで水洗し、乾燥した。
テトラエチレングリコール15gを攪拌しながら、触媒量の濃硫酸をゆっくり添加し、さらに室温で数分間攪拌した。上記のエポキシシラン処理された基材を上記のテトラエチレングリコールに浸漬し、80℃で60分間反応させた。反応後、基材をよく水洗いし、次いで乾燥した。これにより親水性薄膜が形成された基板が得られた。
表面全域に酸化チタン系光触媒を塗布したフォトマスクを準備した。フォトマスクは、基板とアライメントをとったときに、櫛歯が噛み合った中央部を櫛歯と直行するように横切る幅1.0mmのライン状開口部を有するものを用いた。あらかじめ露光機の照度を350nmの波長で計測し、露光時間の設定の目安とした。照度は25mW/cm2であった。親水性薄膜とフォトマスクの光触媒層が対向するように設置し、フォトマスクの裏面側から光が照射されるよう露光機内に設置した。120秒間露光し、酸化処理を行った。
基板をエチレンオキサイドガスで滅菌した。この基板に2.0x105細胞/cm2でSWISS−3T3細胞を播種した。10%血清を含むDMEM培地を用いて、37℃、5%CO2濃度のインキュベータ内で24時間培養した。位相差顕微鏡で観察したところ、細胞は酸化処理された部分にのみコンフルエントの状態で接着していた。
第1導電性領域を正極、第2導電性領域を負極として、それぞれを回路に接続し、+2.0Vの電圧を2分間印加した。正の電圧が印加された櫛歯状の導電性領域上において、時間経過とともに、櫛歯に沿って細胞が遊走する部分もあったが、遊走が見られない櫛歯部分も観察され、導電性領域上の細胞接着阻害性領域が効率的に細胞接着性に変化していないことが確認された(図8)。
11 第1導電性領域
12 第2導電性領域
13 絶縁性領域
14 基材
15 膨らみ部
16 細胞接着性領域
17 細胞接着阻害性領域
18 基部
19 接続部
20 膨らみ部の外周部
21 第1導電性領域と第2導電性領域との間隔
22 第1導電性領域の膨らみ部を包含する第2導電性領域の部分
23 側壁部材
24 凹部
25 リード線
26 細胞接着性に変化した領域
27 フォトマスクのラインパターン
A 細胞
Claims (5)
- 第1導電性領域と第2導電性領域と絶縁性領域とが配置された基材を備え、
第1導電性領域と第2導電性領域は互いに電気的に独立しており、
基材の平面視において、第1導電性領域は先端に膨らみ部を有し、該膨らみ部が第2導電性領域に包囲されており、
第1導電性領域の膨らみ部上に、細胞接着性領域と、該細胞接着性領域に隣接し且つ第1導電性領域に電圧印加することにより細胞接着性に変化する細胞接着阻害性領域とが配置されている、
細胞試験用基板。 - 導電性領域が、基材表面に透明電極材料の膜が存在する領域である請求項1記載の細胞試験用基板。
- 第1導電性領域の膨らみ部が略円形である請求項1又は2記載の細胞試験用基板。
- 第1導電性領域の膨らみ部の寸法が1〜10mmであり、該膨らみ部とそれを包囲する第2導電性領域とが、10〜500μmの間隔で隔離されている、請求項1〜3のいずれか1項記載の細胞試験用基板。
- 細胞を試験する方法であって、
(i)請求項1〜4のいずれか1項記載の細胞試験用基板に細胞を播種し、細胞接着性領域に細胞を接着させる工程と、
(ii)細胞接着阻害性領域に電圧印加することにより、細胞接着阻害性領域を細胞接着性に変化させる工程と、
を含む前記方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012064505A JP2013192523A (ja) | 2012-03-21 | 2012-03-21 | 細胞試験用基板及びそれを用いた細胞試験方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012064505A JP2013192523A (ja) | 2012-03-21 | 2012-03-21 | 細胞試験用基板及びそれを用いた細胞試験方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013192523A true JP2013192523A (ja) | 2013-09-30 |
Family
ID=49392215
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012064505A Pending JP2013192523A (ja) | 2012-03-21 | 2012-03-21 | 細胞試験用基板及びそれを用いた細胞試験方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013192523A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016002047A (ja) * | 2014-06-18 | 2016-01-12 | 大日本印刷株式会社 | 細胞培養用基板及び細胞培養容器 |
JP2016013088A (ja) * | 2014-07-02 | 2016-01-28 | 大日本印刷株式会社 | 細胞培養用基板及び細胞培養容器 |
CN112945671A (zh) * | 2021-02-07 | 2021-06-11 | 南昌大学附属口腔医院(江西省口腔医院) | 一种粘附载玻片及其制备方法和应用 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008054511A (ja) * | 2006-08-29 | 2008-03-13 | Canon Inc | 複数細胞固定用装置および細胞固定化方法 |
JP2011101638A (ja) * | 2009-10-16 | 2011-05-26 | Dainippon Printing Co Ltd | 細胞遊走測定用基板および細胞遊走試験法 |
-
2012
- 2012-03-21 JP JP2012064505A patent/JP2013192523A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008054511A (ja) * | 2006-08-29 | 2008-03-13 | Canon Inc | 複数細胞固定用装置および細胞固定化方法 |
JP2011101638A (ja) * | 2009-10-16 | 2011-05-26 | Dainippon Printing Co Ltd | 細胞遊走測定用基板および細胞遊走試験法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
LANGMUIR, vol. 24, JPN6010074557, 2008, pages 6837 - 6844, ISSN: 0003190416 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016002047A (ja) * | 2014-06-18 | 2016-01-12 | 大日本印刷株式会社 | 細胞培養用基板及び細胞培養容器 |
JP2016013088A (ja) * | 2014-07-02 | 2016-01-28 | 大日本印刷株式会社 | 細胞培養用基板及び細胞培養容器 |
CN112945671A (zh) * | 2021-02-07 | 2021-06-11 | 南昌大学附属口腔医院(江西省口腔医院) | 一种粘附载玻片及其制备方法和应用 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5278400B2 (ja) | 細胞遊走測定用基板および細胞遊走試験法 | |
JP5338609B2 (ja) | 細胞培養方法 | |
JP5134511B2 (ja) | 人工細胞組織の作成方法、及びそのための基材 | |
Sweetman et al. | Dual silane surface functionalization for the selective attachment of human neuronal cells to porous silicon | |
Shah et al. | Micropatterning of proteins and mammalian cells on indium tin oxide | |
JP4303643B2 (ja) | 人工組織体およびその製造方法 | |
Yamaguchi et al. | Cell patterning using a template of microstructured organosilane layer fabricated by vacuum ultraviolet light lithography | |
US20120107930A1 (en) | Method for inducing differentiation of embryonic stem cells or artificial pluripotent stem cells | |
US20110091974A1 (en) | Conductive Substrate and Method for Introducing Nucleic Acid | |
JP5862008B2 (ja) | 細胞培養基材 | |
JP2013192523A (ja) | 細胞試験用基板及びそれを用いた細胞試験方法 | |
JP5760410B2 (ja) | 細胞試験用容器及びそれを用いた細胞試験方法 | |
Babaei et al. | Selective biofunctionalization of 3D cell-imprinted PDMS with collagen immobilization for targeted cell attachment | |
JP5927999B2 (ja) | 細胞遊走解析用基材および細胞遊走解析方法 | |
JP5928100B2 (ja) | 細胞遊走試験用装置および細胞遊走試験方法 | |
US8759100B2 (en) | Method of cell culture | |
JP5648454B2 (ja) | 細胞試験用容器及びそれを用いた細胞試験方法 | |
JP5648453B2 (ja) | 補助電極付き細胞試験用基板 | |
JP6035844B2 (ja) | 細胞遊走試験用装置および細胞遊走試験方法 | |
JP5910282B2 (ja) | 細胞遊走解析方法および細胞培養物作成方法 | |
WO2012049784A1 (ja) | 細胞遊走測定用基板および細胞遊走試験法 | |
JP6379562B2 (ja) | 細胞培養用電極及びその製造方法 | |
JP2016002047A (ja) | 細胞培養用基板及び細胞培養容器 | |
JP2016013088A (ja) | 細胞培養用基板及び細胞培養容器 | |
Welle et al. | Patterning of polymeric cell culture substrates |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150123 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20151028 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151110 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160108 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20160209 |