JP2016013088A - Substrate for cell culture, and cell culture vessel - Google Patents

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拓也 樋口
Takuya Higuchi
樋口  拓也
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate for cell culture and a cell culture vessel comprising the substrate for cell culture in which, in a substrate for cell culture having a comb-tooth electrode structure of 1-layer type, an inoculated cell can easily spread over a whole area of a comb-tooth electrode structure in which a cell adhesive region 5 and a cell adhesion inhibitory region 6 are formed in a pattern.SOLUTION: There is provided a substrate 10 for cell culture having a comb-tooth electrode structure in which a cell adhesive region 5 and a cell adhesion inhibitory region 6 are formed in a pattern. The comb-tooth electrode structure is constituted so as to have: a first comb-shaped electrode 11 configured by a base part 7 extending in a longitudinal direction X and a comb part 8 extending in two directions Y which crosses the base part 7; and a second comb-shaped electrode 12a and a third comb-shaped electrode 12b which are severally engaged with the comb part 8 of the first comb-shaped electrode 11 from two directions.

Description

本発明は、細胞培養用基板及び細胞培養容器に関し、さらに詳しくは、1層櫛形電極を有する細胞培養用基板、及びそれを内蔵した細胞培養容器に関する。   The present invention relates to a cell culture substrate and a cell culture container, and more particularly to a cell culture substrate having a single-layer comb-shaped electrode and a cell culture container incorporating the same.

現在、様々な動物や植物の細胞培養が行われており、また、新たな細胞培養法が開発されている。細胞培養の技術は、細胞の生化学的現象や性質の解明、有用な物質の生産等の目的で利用されている。さらに、培養した細胞を用いて、人工的に合成された薬剤の生理活性や毒性を調べる試みがなされている。   Currently, various animal and plant cell cultures are being performed, and new cell culture methods have been developed. Cell culture techniques are used for the purpose of elucidating the biochemical phenomena and properties of cells and producing useful substances. In addition, attempts have been made to examine the physiological activity and toxicity of artificially synthesized drugs using cultured cells.

一部の細胞(特に多くの動物細胞)は、何かに接着して生育する接着依存性を有しており、生体外の浮遊状態では長期間生存することができない。このような接着依存性を有した細胞の培養には、細胞が接着するための担体が必要であり、一般的には、コラーゲンやフィブロネクチン等の細胞接着性タンパク質を均一に塗布したプラスチック製の培養皿が用いられている。これらの細胞接着性タンパク質は、培養した細胞に作用し、細胞の接着を容易にし、細胞の形態に影響を与えることが知られている。   Some cells (particularly many animal cells) have an adhesion dependency that grows by adhering to something, and cannot survive for a long time in a floating state in vitro. In order to culture such cells having adhesion dependency, a carrier for cell adhesion is required, and generally, a plastic culture in which cell adhesion proteins such as collagen and fibronectin are uniformly applied. A dish is used. These cell adhesion proteins are known to act on cultured cells, facilitate cell adhesion, and affect cell morphology.

一方、細胞の遊走は、免疫応答、受精後の胚形態形成、組織修復及び再生等の様々な段階に関与している。また、癌、アテローム動脈硬化症、関節炎等の疾患の進行においても極めて重要な役割を持つことも知られている。具体的には、血管内皮を通しての細胞の遊走は、炎症、アテローム性動脈硬化症、癌の転移といった状態の病態生理における重要な現象である。そのため、インビトロでの細胞遊走を測定する方法は、長年に渡って開発されてきている。   On the other hand, cell migration is involved in various stages such as immune response, embryo morphogenesis after fertilization, tissue repair and regeneration. It is also known to have a very important role in the progression of diseases such as cancer, atherosclerosis, arthritis. Specifically, cell migration through the vascular endothelium is an important phenomenon in the pathophysiology of conditions such as inflammation, atherosclerosis, and cancer metastasis. Therefore, methods for measuring cell migration in vitro have been developed for many years.

細胞遊走アッセイに関する装置としては、古典的なボイデンチャンバ、細胞培養インサート、FluoroBlock(登録商標)(BD Biosciences)、Cell Motility HitKit(登録商標)(Cellomics)がある。しかし、こうした装置では、接着した細胞の遊走方向を制御して、定量的に細胞遊走をアッセイすることは困難である。   Devices for cell migration assays include the classic Boyden chamber, cell culture inserts, FluoroBlock® (BD Biosciences), Cell Mobility HitKit® (Cellomics). However, with such a device, it is difficult to quantitatively assay cell migration by controlling the migration direction of attached cells.

細胞の接着及び非接着を制御する技術として、パターニングされていない全面が導電性の基板上で、電圧を印加して制御する技術が知られている。しかし、この基板を用いた制御技術では、電圧の印加により基板上の全面の性質が変化してしまうため、基板上に細胞を接着させた後、特定の領域のみを細胞接着性に改変させて、その領域にのみ細胞を制御して遊走させることはできないという難点があった。   As a technique for controlling the adhesion and non-adhesion of cells, a technique is known in which voltage is applied and controlled on a conductive substrate whose entire surface is not patterned. However, in the control technology using this substrate, the properties of the entire surface on the substrate change due to the application of voltage, so after attaching cells on the substrate, only a specific region is changed to cell adhesiveness. However, it was difficult to control and migrate cells only in that region.

また、細胞の接着及び非接着を制御する他の技術として、特定の領域に細胞を遊走させて観測するための基板についても知られている。この基板を用いた制御技術は、ウェル内に細胞を播種し、コンフルエントに培養した後、ピンで細胞を引っ掻くことにより創傷パターンを作製し、その創傷パターンへ向かって周りから細胞が遊走する過程を観測するものである(スクラッチアッセイ)。このような基板を用いるスクラッチアッセイは、ピンで創傷パターンを形成することから、傷のサイズ(幅)に物理的制約があり、せいぜいミリオーダー程度までしか小さくすることができない。また、傷のエッヂが汚く、ウェル間での傷形状のばらつきが大きいという問題がある。また、創傷時、ピンと細胞との物理的接触により細胞が浮遊したり、細胞内容物が漏出するといった欠点もある。さらに、綺麗な傷を形成するには実験者の習熟を要する等の問題もある。   As another technique for controlling the adhesion and non-adhesion of cells, a substrate for observing cells by migrating to a specific region is also known. The control technology using this substrate is a process in which cells are seeded in a well, cultured confluently, a wound pattern is created by scratching the cells with a pin, and the cells migrate from around to the wound pattern. Observe (scratch assay). Since the scratch assay using such a substrate forms a wound pattern with pins, there is a physical limitation on the size (width) of the wound, and it can be reduced to the order of millimeters at most. In addition, there is a problem that the edge of the scratch is dirty and the variation of the scratch shape between the wells is large. In addition, when wounded, there is a drawback that cells float due to physical contact between the pins and the cells, and cell contents leak out. In addition, there is a problem that an expert needs to learn to form a beautiful flaw.

こうした問題に対し、特許文献1では、導電性領域と絶縁性領域とを有する基材、並びにその導電性領域上に形成された細胞接着性領域と細胞接着阻害性領域とを備え、導電性領域上において細胞接着性領域と細胞接着阻害性領域とが隣り合っている細胞培養用基板が提案されている。この技術では、細胞培養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、導電性領域に電圧を印加して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により、細胞接着性領域に接着している細胞の、細胞接着性に変化した領域への遊走を観察することができるとされている。この細胞培養用基板は、複数の櫛部と各櫛部を支持する基部とからなる櫛形にパターニングされた導電性領域を備えている。そして、その櫛部の幅や櫛部間の間隔は、細胞の接着し易さ、細胞遊走のし易さ、電流の流れ易さ等に関係することが検討されている。   With respect to such a problem, Patent Document 1 includes a base material having a conductive region and an insulating region, and a cell adhesive region and a cell adhesion inhibitory region formed on the conductive region. A cell culture substrate in which a cell adhesion region and a cell adhesion inhibition region are adjacent to each other has been proposed. In this technique, cells are seeded on a cell culture substrate, the cells are adhered to the cell adhesive region, and a voltage is applied to the conductive region to change the cell adhesion inhibitory region on the conductive region to the cell adhesive property. By this, it is said that the migration of the cells adhering to the cell adhesive region to the region changed to the cell adhesive property can be observed. The cell culture substrate includes a conductive region patterned into a comb shape including a plurality of comb portions and a base portion supporting each comb portion. The width of the comb portion and the interval between the comb portions are considered to be related to ease of cell adhesion, ease of cell migration, ease of current flow, and the like.

特開2011−101638号公報JP 2011-101638 A

ところで、例えば図5に示す形態の細胞培養用基板10Cは、櫛歯電極構造を構成する2つの対向する櫛形電極41,42上にポリエチレングリコール膜をパターン形成し、その一方の櫛形電極41を正電極として電圧を印加し、正電極上にパターン形成された細胞接着阻害性領域であるポリエチレングリコール膜を剥離して剥離箇所を細胞接着性領域に変化させることができる。また、その後にもう一方の櫛形電極42を正電極として電圧を印加し、その正電極上にパターン形成された細胞接着阻害性領域であるポリエチレングリコール膜を剥離して剥離箇所を細胞接着性領域に変化させることができる。細胞接着阻害性領域から細胞接着性領域への変化によって、播種された細胞30が予め接着していた細胞接着性領域から、新しく形成された細胞接着性領域への細胞30の遊走を観察する細胞遊走試験を行うことができる。   Incidentally, for example, in the cell culture substrate 10C of the form shown in FIG. 5, a polyethylene glycol film is patterned on two opposing comb electrodes 41, 42 constituting the comb electrode structure, and one of the comb electrodes 41 is formed as a positive electrode. A voltage is applied as an electrode, and the polyethylene glycol film, which is a cell adhesion-inhibiting region patterned on the positive electrode, is peeled off to change the peeled portion into a cell adhesive region. After that, a voltage is applied using the other comb-shaped electrode 42 as a positive electrode, and the polyethylene glycol film, which is a cell adhesion-inhibiting region patterned on the positive electrode, is peeled off to make the peeled portion a cell adhesive region. Can be changed. A cell observing the migration of the cell 30 from the cell adhesion region to which the seeded cells 30 had previously adhered to the newly formed cell adhesion region due to the change from the cell adhesion inhibition region to the cell adhesion region. A migration test can be performed.

こうした櫛歯電極構造を有する細胞培養用基板10Cでは、その上に細胞30を播種して培養を行うことになる。その際、播種した細胞30は、図5(A)に示すように、細胞培養用基板10Cの中央付近に集まり易い。   In the cell culture substrate 10C having such a comb electrode structure, the cells 30 are seeded on the substrate 10C for culturing. At that time, the seeded cells 30 are likely to gather near the center of the cell culture substrate 10C as shown in FIG.

しかしながら、電極形状が櫛形であると、中央付近に集まった細胞30は、櫛形電極間のスリット部13や有機化合物層4の段差によって移動しにくく、図5(B)に示すように、細胞培養用基板10C全体に広がらないという問題が発生する。こうした問題は、細胞培養用基板10Cの櫛歯電極構造全面に細胞を行き渡らせることができないので、各部での細胞遊走試験を十分に行うことができないという問題があった。   However, when the electrode shape is a comb shape, the cells 30 gathered in the vicinity of the center are difficult to move due to the slit portion 13 between the comb electrodes and the step of the organic compound layer 4, and as shown in FIG. This causes a problem that it does not spread over the entire substrate 10C. Such a problem is that cells cannot be spread over the entire surface of the comb-tooth electrode structure of the cell culture substrate 10C, so that a cell migration test cannot be sufficiently performed in each part.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、1層型の櫛歯電極構造を有する細胞培養用基板において、播種された細胞が、細胞接着性領域と細胞接着阻害性領域とがパターン形成された櫛歯電極構造の全面に容易に広がることができる細胞培養用基板を提供することにある。また、その細胞培養用基板を備えた細胞培養容器を提供することにある。   The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and the object thereof is to provide a cell culture substrate having a single-layered comb electrode structure, in which the seeded cells are composed of cell adhesion regions and cells. An object of the present invention is to provide a cell culture substrate that can easily spread over the entire surface of a comb-shaped electrode structure in which an adhesion-inhibiting region is patterned. Another object is to provide a cell culture container provided with the cell culture substrate.

(1)上記課題を解決するための本発明に係る細胞培養用基板は、細胞接着性領域と細胞接着阻害性領域とがパターン形成された櫛歯電極構造を有する細胞培養用基板であって、前記櫛歯電極構造は、長手方向に延びる基部と該基部に交差する2方向に延びる櫛部とで構成された第1櫛形電極と、前記第1櫛形電極の櫛部に2方向からそれぞれ噛み合わされる第2櫛形電極及び第3櫛形電極とを有していることを特徴とする。   (1) A cell culture substrate according to the present invention for solving the above problems is a cell culture substrate having a comb electrode structure in which a cell adhesive region and a cell adhesion inhibitory region are patterned, The comb electrode structure includes a first comb electrode composed of a base portion extending in a longitudinal direction and a comb portion extending in two directions intersecting the base portion, and a first comb electrode meshed with the comb portion of the first comb electrode from two directions. It has two comb electrodes and a third comb electrode.

本発明に係る細胞培養用基板において、前記第1櫛形電極の櫛部の先端側の幅が、前記第1櫛形電極の櫛部の基部側の幅よりも大きくしてもよい。   In the cell culture substrate according to the present invention, the width of the tip side of the comb portion of the first comb electrode may be larger than the width of the base portion side of the comb portion of the first comb electrode.

本発明に係る細胞培養用基板において、前記細胞接着阻害性領域が、前記第2櫛形電極及び第3櫛形電極に電圧を印加することによって細胞接着性領域に変わるように構成できる。   In the cell culture substrate according to the present invention, the cell adhesion-inhibiting region can be changed to a cell adhesive region by applying a voltage to the second comb electrode and the third comb electrode.

本発明に係る細胞培養用基板において、前記第1櫛形電極の櫛部の先端部の幅方向の片端又は両端が、突起を有するように構成できる。   In the cell culture substrate according to the present invention, one end or both ends in the width direction of the tip portion of the comb portion of the first comb electrode may be configured to have a protrusion.

(2)上記課題を解決するための本発明に係る細胞培養容器は、細胞接着性領域と細胞接着阻害性領域とがパターン形成された櫛歯電極構造を有する細胞培養用基板と、前記細胞培養用基板を搭載した容器本体とを備えた細胞培養容器であって、前記櫛歯電極構造は、長手方向に延びる基部と該基部に交差する2方向に延びる櫛部とで構成された第1櫛形電極と、前記第1櫛形電極の櫛部に2方向からそれぞれ噛み合わされる第2櫛形電極及び第3櫛形電極とを有していることを特徴とする。   (2) A cell culture container according to the present invention for solving the above problems includes a cell culture substrate having a comb electrode structure in which a cell adhesive region and a cell adhesion inhibitory region are patterned, and the cell culture. A cell culture container having a container body on which a substrate is mounted, wherein the comb electrode structure includes a base extending in a longitudinal direction and a comb extending in two directions intersecting the base. And a second comb electrode and a third comb electrode respectively engaged with the comb portion of the first comb electrode from two directions.

本発明に係る細胞培養容器において、前記細胞接着阻害性領域が、前記第2櫛形電極及び第3櫛形電極に電圧を印加することによって細胞接着性領域に変わるように構成できる。   In the cell culture container according to the present invention, the cell adhesion-inhibiting region can be changed to a cell adhesive region by applying a voltage to the second comb electrode and the third comb electrode.

本発明に係る細胞培養容器において、前記容器本体は、前記細胞培養用基板を底面に配置するための開口部を備えているように構成できる。   In the cell culture container according to the present invention, the container body can be configured to include an opening for arranging the cell culture substrate on the bottom surface.

本発明に係る細胞培養容器において、前記細胞培養用基板が有する第1から第3の各櫛形電極が、前記容器本体の外に延びる外部接続端子を有しているように構成できる。   In the cell culture container according to the present invention, each of the first to third comb-shaped electrodes of the cell culture substrate may have an external connection terminal extending outside the container body.

本発明によれば、1層型の櫛歯電極構造を有する細胞培養用基板において、播種された細胞が、細胞接着性領域と細胞接着阻害性領域とがパターン形成された櫛歯電極構造の全面に容易に広がることができる細胞培養用基板、及びその細胞培養用基板を備えた細胞培養容器を提供することができる。   According to the present invention, in the substrate for cell culture having a single-layer type comb-tooth electrode structure, the seeded cells have the entire surface of the comb-tooth electrode structure in which the cell adhesion region and the cell adhesion-inhibiting region are patterned. It is possible to provide a cell culture substrate that can be easily spread, and a cell culture container including the cell culture substrate.

本発明に係る細胞培養容器の一例を示す模式図であり、(A)は平面図であり、(B)は左側面図である。It is a schematic diagram which shows an example of the cell culture container which concerns on this invention, (A) is a top view, (B) is a left view. 本発明に係る細胞培養用基板の層構成の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the laminated constitution of the substrate for cell cultures concerning this invention. 本発明に係る細胞培養用基板を構成する櫛形電極の例を示す平面図であり、(A)は第1櫛形電極の先端部に突起を有しないものであり、(B)は第1櫛形電極の先端部に突起を有するものである。It is a top view which shows the example of the comb electrode which comprises the substrate for cell cultures concerning this invention, (A) does not have a processus | protrusion in the front-end | tip part of a 1st comb electrode, (B) is a 1st comb electrode Has a protrusion at the tip. 本発明に係る細胞培養用基板上に細胞を播種したときの細胞の移動状態を示す説明図であり、(A)は細胞を播種した直後の形態であり、(B)は播種した細胞が移動した後の形態である。It is explanatory drawing which shows the movement state of a cell when a cell is seed | inoculated on the substrate for cell cultures based on this invention, (A) is a form immediately after seed | inoculating a cell, (B) is the seeded cell moving. It is the form after doing. 2つの櫛形電極が対向した櫛歯電極構造の細胞培養用基板上に細胞を播種したときの細胞の移動状態を示す説明図であり、(A)は細胞を播種した直後の形態であり、(B)は播種した細胞が移動した後の形態である。It is explanatory drawing which shows the movement state of a cell when a cell is seed | inoculated on the substrate for cell cultures of the comb-tooth electrode structure where two comb-shaped electrodes oppose, (A) is a form immediately after seed | inoculating a cell, ( B) is the form after the seeded cells have migrated. 櫛形電極の構造形態(A)と、その櫛形電極に電圧を印加したときの電流分布(B)を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structural form (A) of a comb-shaped electrode, and current distribution (B) when a voltage is applied to the comb-shaped electrode. 細胞培養用基板の作製工程を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the preparation process of the substrate for cell cultures. 細胞培養用基板への細胞播種と、細胞遊走試験についての説明図である。It is explanatory drawing about the cell seeding to the substrate for cell culture, and a cell migration test.

以下、本発明に係る細胞培養用基板及び細胞培養容器について図面を参照しつつ説明する。なお、本発明の技術的範囲は、以下の実施形態のみに限定されず、本発明の要旨を含む範囲を包含する。   Hereinafter, a cell culture substrate and a cell culture container according to the present invention will be described with reference to the drawings. The technical scope of the present invention is not limited to the following embodiments, but includes the scope including the gist of the present invention.

[細胞培養用基板]
本発明に係る細胞培養用基板10は、図1〜図3に示すように、細胞接着性領域5と細胞接着阻害性領域6とがパターン形成された1層型の櫛歯電極構造を有している。そして、その櫛歯電極構造は、長手方向Xに延びる基部7とその基部7に交差する2方向Yに延びる櫛部8とで構成された第1櫛形電極11と、その第1櫛形電極11の櫛部8に2方向からそれぞれ噛み合わされる第2櫛形電極12a及び第3櫛形電極12bとを有していることに特徴がある。
[Cell culture substrate]
A cell culture substrate 10 according to the present invention has a one-layered comb electrode structure in which a cell adhesive region 5 and a cell adhesion inhibitory region 6 are patterned as shown in FIGS. ing. The comb electrode structure includes a first comb electrode 11 including a base portion 7 extending in the longitudinal direction X and a comb portion 8 extending in two directions Y intersecting the base portion 7, and a comb portion of the first comb electrode 11. 8 has a second comb-shaped electrode 12a and a third comb-shaped electrode 12b that are respectively meshed in two directions.

この細胞培養用基板10は、図4に示すように、第2櫛形電極12a及び第3櫛形電極12bが2方向から噛み合う位置、すなわち第2櫛形電極12aと第3櫛形電極12bとで挟まれた位置に第1櫛形電極11が配置されているので、細胞播種時に中央付近に集まり易い細胞30を、細胞接着性領域5と細胞接着阻害性領域6とがパターン形成された櫛歯電極構造の全面に容易に広げることができる。この細胞培養用基板10によれば、例えば図5に示す櫛歯電極構造のように、中央付近に集まった細胞30が、櫛形電極間のスリット部13や有機化合物層4の段差によって移動しにくく、櫛歯電極構造の全面に広がらないという問題を解決することができる。   As shown in FIG. 4, the cell culture substrate 10 is sandwiched between positions where the second comb electrode 12a and the third comb electrode 12b are engaged with each other from two directions, that is, between the second comb electrode 12a and the third comb electrode 12b. Since the first comb-shaped electrode 11 is arranged at the position, the cells 30 that are likely to gather near the center during cell seeding are arranged on the entire surface of the comb-shaped electrode structure in which the cell adhesion region 5 and the cell adhesion inhibition region 6 are patterned. Can be spread easily. According to this cell culture substrate 10, for example, like the comb electrode structure shown in FIG. 5, the cells 30 gathered near the center are difficult to move due to the slits 13 between the comb electrodes and the steps of the organic compound layer 4. The problem of not spreading over the entire surface of the comb electrode structure can be solved.

細胞播種時に中央付近に集まっている細胞30が櫛歯電極構造全面に容易に広がる理由は、(1)第2櫛形電極12aと第3櫛形電極12bとで挟まれた位置に設けられている第1櫛形電極11においては、中央付近に集まっている細胞30が、特に段差の大きいスリット部13を超えることなく、長手方向Xに延びる基部7上を容易に広がり、さらにその基部7に交差する2方向Yに延びる長さの短い櫛部8上にも容易に広がること、(2)2方向から噛み合わされている第2櫛形電極12aと第3櫛形電極12bにおいても同様、中央付近に集まっている細胞30が、特に段差の大きいスリット部13を超えることなく、長手方向Xに延びる基部14上を容易に広がり、さらにその基部14に交差する長さの短い櫛部15上にも容易に広がること、に基づいている。一方、図5に示す櫛歯電極構造においては、細胞播種時に中央付近に集まっている細胞30が櫛歯電極構造全面に容易に広がるためには、特に段差の大きいスリット部13を次々に超えなければならず、容易ではないこと、また、長さの長い櫛部8,8’上を移動しなければならないこと、が必要であり、本発明に係る櫛歯電極構造に比べて細胞30が広がり難い。   The reason why the cells 30 gathered near the center at the time of cell seeding easily spread over the entire surface of the comb electrode structure is as follows. (1) The cells 30 are provided at positions sandwiched between the second comb electrode 12a and the third comb electrode 12b. In the one comb electrode 11, the cells 30 gathered near the center easily spread on the base 7 extending in the longitudinal direction X without exceeding the slit 13 having a particularly large step, and further intersect the base 7 2. Easily spread on the short comb portion 8 extending in the direction Y. (2) Similarly, in the second comb electrode 12a and the third comb electrode 12b meshed from the two directions, the cells gathered near the center. 30 spreads easily on the base 14 extending in the longitudinal direction X without exceeding the slit 13 having a particularly large step, and further easily spread on the short comb portion 15 intersecting the base 14. It is based Rukoto, to. On the other hand, in the comb electrode structure shown in FIG. 5, in order for cells 30 gathering near the center at the time of cell seeding to spread easily over the entire surface of the comb electrode structure, the slit portions 13 having particularly large steps must be passed one after another. It is not easy, and it is necessary to move on the comb portions 8 and 8 'having a long length, and the cells 30 are difficult to spread compared to the comb electrode structure according to the present invention. .

以下、細胞培養用基板の構成について詳しく説明する。   Hereinafter, the configuration of the cell culture substrate will be described in detail.

(細胞接着性領域と細胞接着阻害性領域)
図2に示す細胞接着性領域5と細胞接着阻害性領域6は、図1〜図3に示すように、細胞培養用基板10が有する櫛形電極11,12a,12bの上にパターン形成されている。櫛歯電極構造は、第1櫛形電極11と第2櫛形電極12aと第3櫛形電極12bとで構成されている。それらの各櫛形電極は、スリット部13を挟んで、相互に隣接して設けられている。図1〜図3の例では、第2櫛形電極12a及び第3櫛形電極12bが2方向から噛み合う位置に設けられた第1櫛形電極11において、その一方向(平面視で左側)から第2櫛形電極12aが噛み合わされ、他の方向(平面視で右側)から第3櫛形電極12bが噛み合わされるように隣接して設けられている。
(Cell adhesion region and cell adhesion inhibitory region)
The cell adhesion region 5 and the cell adhesion inhibition region 6 shown in FIG. 2 are patterned on the comb electrodes 11, 12a, 12b of the cell culture substrate 10, as shown in FIGS. . The comb electrode structure includes a first comb electrode 11, a second comb electrode 12a, and a third comb electrode 12b. Each of these comb-shaped electrodes is provided adjacent to each other with the slit portion 13 interposed therebetween. In the example of FIGS. 1 to 3, in the first comb electrode 11 provided at a position where the second comb electrode 12a and the third comb electrode 12b are engaged with each other from two directions, the second comb shape is formed from one direction (left side in plan view). The electrodes 12a are engaged with each other, and the third comb-shaped electrodes 12b are provided adjacently so as to be engaged with each other from the other direction (right side in plan view).

ここでの細胞接着性とは、細胞30が接着すること、又は細胞30が接着しやすいことを意味し、細胞接着阻害性とは、細胞30が接着しにくいこと又は細胞30が接着しないことを意味している。そのため、細胞接着性領域5と細胞接着阻害性領域6とが所定のパターンで形成された細胞培養用基板10上に細胞30を播くと、図7及び図8に示すように、細胞接着性領域5には細胞30が接着するが、細胞接着阻害性領域6には細胞30が接着しない。その結果、細胞培養用基板10の表面には、細胞30が細胞接着性領域5と同じパターンで配列されることになる。なお、細胞接着性は、接着しようとする細胞30によって異なる場合もあるため、細胞接着性とは、ある種の細胞30に対して細胞接着性であることを意味する。したがって、細胞培養用基板10上には、複数種の細胞に対する複数の細胞接着性領域5が存在する場合(すなわち細胞接着性が異なる細胞接着性領域5が2水準以上存在する場合)もある。   The cell adhesion herein means that the cells 30 adhere or the cells 30 are easy to adhere, and the cell adhesion inhibitory means that the cells 30 are difficult to adhere or the cells 30 do not adhere. I mean. Therefore, when the cells 30 are seeded on the cell culture substrate 10 in which the cell adhesion region 5 and the cell adhesion inhibitory region 6 are formed in a predetermined pattern, as shown in FIGS. 7 and 8, the cell adhesion region The cell 30 adheres to 5, but the cell 30 does not adhere to the cell adhesion-inhibiting region 6. As a result, the cells 30 are arranged in the same pattern as the cell adhesive region 5 on the surface of the cell culture substrate 10. In addition, since cell adhesiveness may change with the cells 30 which are going to adhere | attach, cell adhesiveness means that it is cell adhesiveness with respect to a certain kind of cell 30. FIG. Accordingly, there may be a case where a plurality of cell adhesion regions 5 for a plurality of types of cells are present on the cell culture substrate 10 (that is, there are two or more cell adhesion regions 5 having different cell adhesion properties).

細胞接着性領域5及び細胞接着阻害性領域6の詳しい構造としては、例えば以下の2つの形態を挙げることができる。   Examples of detailed structures of the cell adhesion region 5 and the cell adhesion inhibition region 6 include the following two forms.

第一の形態は、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有機化合物膜4(例えばポリエチレングリコール膜等)に電圧を印加して分解除去(剥離)することによって細胞接着性領域5とした形態である。この形態では、基板の表面全体に有機化合物膜4を形成し、次いで、その有機化合物膜4をパターニングし、次いで、パターニングした有機化合物膜4を有する櫛形電極11,12a,12bのうち、例えば第1櫛形電極11に正電圧を加えてその第1櫛形電極11上に設けられた有機化合物膜パターンを分解除去(剥離)することにより、最初は細胞接着阻害性領域6であった箇所(パターン形成された有機化合物膜4)を細胞接着性領域5に変化させる。   In the first embodiment, a cell adhesion region 5 is obtained by applying a voltage to a cell adhesion-inhibiting organic compound film 4 (for example, polyethylene glycol film) containing an organic compound having a carbon-oxygen bond for decomposition and removal (peeling). It is a form. In this embodiment, the organic compound film 4 is formed on the entire surface of the substrate, and then the organic compound film 4 is patterned. Then, among the comb-shaped electrodes 11, 12a, and 12b having the patterned organic compound film 4, for example, the first By applying a positive voltage to one comb-shaped electrode 11 to decompose and remove (peel) the organic compound film pattern provided on the first comb-shaped electrode 11, a place where the cell adhesion inhibitory region 6 was initially (pattern formation) The formed organic compound film 4) is changed to the cell adhesion region 5.

第二の形態は、炭素酸素結合を有する有機化合物を低密度で含む親水性膜でパターン形成されている形態である。この形態では、炭素酸素結合を有する有機化合物を高密度で含む有機化合物膜パターンが細胞接着阻害性領域6になるのに対し、前記化合物を低密度で含む親水性膜パターンは細胞接着性領域5になることを利用したものである。基材表面に前記化合物が結合しやすい第一領域と結合しにくい第二領域とをパターン形成し、その基材表面に前記化合物の膜をそれぞれ形成し、第一領域を細胞接着阻害性領域6とし、第二領域を細胞接着性領域5としたものである。   The second form is a form in which a pattern is formed with a hydrophilic film containing an organic compound having a carbon-oxygen bond at a low density. In this embodiment, an organic compound film pattern containing an organic compound having a carbon-oxygen bond at a high density becomes the cell adhesion-inhibiting region 6, whereas a hydrophilic film pattern containing the compound at a low density is used in the cell adhesion region 5. It is a thing using what becomes. A first region where the compound is likely to bind to the substrate surface and a second region where the compound is difficult to bind are patterned on the surface of the substrate, and a film of the compound is formed on the surface of the substrate. And the second region is the cell adhesive region 5.

(基材)
基材1は、図2に示すように、その上に導電膜2を形成できる絶縁材料であれば特に限定されない。また、その表面に炭素酸素結合を有する有機化合物膜4を形成することができる材料で形成されたものであることが好ましい。具体的には、ガラス、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、感光性ガラス、酸化アルミニウム、サファイア、セラミクス、フォルステライト、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、ポリスチレン樹脂、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等を挙げることができる。
(Base material)
As shown in FIG. 2, the base material 1 is not particularly limited as long as it is an insulating material on which the conductive film 2 can be formed. Moreover, it is preferable that it is formed with the material which can form the organic compound film | membrane 4 which has a carbon oxygen bond on the surface. Specifically, glass, quartz glass, borosilicate glass, photosensitive glass, aluminum oxide, sapphire, ceramics, forsterite, silicon, elastomer, plastic (for example, polyester resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polystyrene resin, ABS resin) , Nylon, acrylic resin, fluororesin, polycarbonate resin, polyurethane resin, methylpentene resin, phenol resin, melamine resin, epoxy resin, vinyl chloride resin) and the like.

基材1の形状も、図1に示すような細胞培養容器本体21に配置可能な平板形状であれば特に限定されない。例えば、板、シート、フィルム、膜、多孔質膜等の平板形状であればよい。また、基材1の表面に凹凸が形成されたものであってもよい。フィルムを基材1として使用する場合、その厚さは特に制限されないが、通常0.1μm以上、1000μm以下の範囲内、好ましくは1μm以上、500μm以下の範囲内、より好ましくは10μm以上、200μm以下の範囲内である。   The shape of the base material 1 is not particularly limited as long as it is a flat plate shape that can be arranged on the cell culture container main body 21 as shown in FIG. For example, it may be a flat plate shape such as a plate, a sheet, a film, a membrane, or a porous membrane. Moreover, the surface of the base material 1 may be formed with unevenness. When the film is used as the substrate 1, its thickness is not particularly limited, but is usually in the range of 0.1 μm or more and 1000 μm or less, preferably in the range of 1 μm or more and 500 μm or less, more preferably 10 μm or more and 200 μm or less. Is within the range.

特に、細胞の大きさよりも小さい1nm以上、10μm以下程度の範囲内の微細な凹凸が表面に付加された基材1を用い、細胞接着性領域5や細胞接着阻害性領域6上の細胞接着性の領域も同様の凹凸形状にした場合には、接着した細胞の形状や挙動を制御して、試験を効果的に行うことができる。ここでの微細な凹凸とは、例えば、ラインパターンの場合、深さが1nm以上、10μm以下の範囲内、ライン凸部の幅が1nm以上、10μm以下の範囲内、ライン凹部の幅が1nm以上、10μm以下の範囲内のことを指す。   In particular, cell adhesion on the cell adhesion region 5 and the cell adhesion inhibitory region 6 using the substrate 1 having fine irregularities in the range of 1 nm or more and 10 μm or less smaller than the size of the cell. In the case of the same uneven shape, the shape and behavior of the adhered cells can be controlled to effectively perform the test. For example, in the case of a line pattern, the fine unevenness is a depth of 1 nm or more and 10 μm or less, a line protrusion width of 1 nm or more and 10 μm or less, and a line recess width of 1 nm or more. It means within the range of 10 μm or less.

(導電膜)
導電膜2は、図2及び図7に示すように、基材1上に櫛歯電極構造で設けられている。この櫛歯電極構造は、図1及び図3に示すように、第1櫛形電極11と第2櫛形電極12aと第3櫛形電極12bとが、各櫛形電極間のスリット部13を挟んで櫛歯状に配置された構造である。
(Conductive film)
As shown in FIGS. 2 and 7, the conductive film 2 is provided on the substrate 1 with a comb electrode structure. As shown in FIGS. 1 and 3, the comb electrode structure includes a first comb electrode 11, a second comb electrode 12 a, and a third comb electrode 12 b, each having a comb tooth sandwiching a slit portion 13 between the comb electrodes. It is a structure arranged in a shape.

導電膜2としては、金属膜、金属酸化物膜、金属微粒子や金属ナノファイバーが絶縁体に分散された膜、導電性の有機材料からなる膜等を挙げることができる。金属としては、金、白金等を挙げることができ、金属酸化物としては、ITO(酸化インジウム錫)、IZO(酸化インジウム亜鉛)等を挙げることができ、金属微粒子としては、銀、金、銅等の微粒子等を挙げることができ、金属ナノファイバーとしては、カーボンナノチューブ等を挙げることができ、導電性の有機材料としては、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)等を挙げることができる。   Examples of the conductive film 2 include a metal film, a metal oxide film, a film in which metal fine particles and metal nanofibers are dispersed in an insulator, and a film made of a conductive organic material. Examples of the metal include gold and platinum. Examples of the metal oxide include ITO (indium tin oxide) and IZO (indium zinc oxide). Examples of the metal fine particles include silver, gold, and copper. Examples of the metal nanofibers include carbon nanotubes, and examples of the conductive organic material include polyethylene dioxythiophene (PEDOT).

導電膜2は、透明な膜であることが細胞30の観察において好ましく、例えば、ITO膜、IZO膜、導電性高分子のポリエチレンジオキシチオフェン膜等を挙げることができる。また、電圧印加後も透明な膜であることが好ましい。本発明においては、ITO膜をスパッタリング法により成膜して、その後パターニングすることにより、スリット部13を介した3つの櫛形電極(第1櫛形電極11と第2櫛形電極12aと第3櫛形電極12b)を形成でき、その後に有機化合物膜4をパターン形成した箇所は細胞接着阻害性領域6となり、有機化合物膜4を設けない箇所は細胞接着性領域5となる。なお、細胞は、倒立顕微鏡で観察することができる。   The conductive film 2 is preferably a transparent film in observing the cells 30, and examples thereof include an ITO film, an IZO film, and a polyethylenedioxythiophene film of a conductive polymer. Further, it is preferable that the film is transparent even after voltage application. In the present invention, an ITO film is formed by a sputtering method and then patterned to form three comb electrodes (first comb electrode 11, second comb electrode 12a, and third comb electrode 12b through the slit portion 13). ), And the patterning pattern of the organic compound film 4 thereafter becomes the cell adhesion-inhibiting region 6, and the part where the organic compound film 4 is not provided becomes the cell adhesion region 5. The cells can be observed with an inverted microscope.

導電膜2は、各種の方法で成膜することができる。例えば、マイクロ波プラズマCVD(Chemical vapor deposit)法、ECRCVD(Electric cyclotron resonance chemical vapor deposit)法、ICP(Inductive coupled plasma)法、直流スパッタリング法、ECR(Electric cyclotron resonance)、スパッタリング法、イオン化蒸着法、アーク式蒸着法、レーザー蒸着法、EB(Electron beam)蒸着法、抵抗加熱蒸着法等を挙げることができる。成膜は、塗布により実施してもよく、スピンコートや各種の印刷方式も使用できる。   The conductive film 2 can be formed by various methods. For example, a microwave plasma CVD (Chemical vapor deposition) method, an ECRCVD (Electrical cyclotron resonance) method, an ICP (Inductive coupled plasma) method, a direct current sputtering method, an ICP (Inductive coupled plasma) method, a direct current sputtering method, an ECR method. Examples thereof include an arc type vapor deposition method, a laser vapor deposition method, an EB (Electron beam) vapor deposition method, and a resistance heating vapor deposition method. The film formation may be performed by coating, and spin coating and various printing methods can also be used.

導電膜2の厚さは、通常、単分子膜の厚さ以上、100μm以下の範囲内であり、好ましくは2nm以上、1μm以下の範囲内、より好ましくは5nm以上、500nm以下の範囲内である。   The thickness of the conductive film 2 is usually within the range of not less than the thickness of the monomolecular film and not more than 100 μm, preferably not less than 2 nm and not more than 1 μm, more preferably not less than 5 nm and not more than 500 nm. .

櫛形電極11,12a,12bは、パターニング技術やレーザー加工技術を利用して形成できる。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、各種リソグラフィ法を用いる方法、なら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整形の手法等を挙げることができる。具体的には、例えばガラス基材に、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ー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、第1櫛形電極11と第2櫛形電極12aと第3櫛形電極12bを形成することができる。また、レーザー加工技術としては、例えばガラス基材に、例えば金属膜又は金属酸化物膜を成膜し、その膜上からレーザーを照射して膜をカットすることにより、第1櫛形電極11と第2櫛形電極12aと第3櫛形電極12bを形成することができる。   The comb electrodes 11, 12a, and 12b can be formed using a patterning technique or a laser processing technique. Examples of the patterning technique include a gravure printing method, a screen printing method, an offset printing method, a flexographic printing method and a contact printing method, various printing methods, a method using various lithography methods, a method using an inkjet method, and other fine methods. A three-dimensional shaping method for engraving a deep groove can be used. Specifically, for example, a metal film or a metal oxide film is formed on a glass substrate, for example, and patterned using a known technique such as a photolithography technique, whereby the first comb electrode 11 and the second electrode A comb-shaped electrode 12a and a third comb-shaped electrode 12b can be formed. Further, as a laser processing technique, for example, a metal film or a metal oxide film is formed on a glass substrate, for example, and the film is cut by irradiating a laser on the film to thereby form the first comb electrode 11 and the first electrode. Two comb electrodes 12a and a third comb electrode 12b can be formed.

櫛形電極11,12a,12b間のスリット13の幅は特に限定されず、1μm以上、500μm以上の範囲内を挙げることができる。例えばレーザー加工の場合、スリット13の幅は、通常100μm以上150μm以下の程度で行う場合が多いが、その幅は、レーザーのスポット径により変わり、例えばスポット径が100μmであればスリット幅も約100μmになる。   The width of the slit 13 between the comb electrodes 11, 12a, 12b is not particularly limited, and can be in the range of 1 μm or more and 500 μm or more. For example, in the case of laser processing, the width of the slit 13 is usually about 100 μm to 150 μm, but the width varies depending on the spot diameter of the laser. For example, if the spot diameter is 100 μm, the slit width is also about 100 μm. become.

(櫛部)
第1櫛形電極11は、長手方向Xに延びる基部7と、その基部7に交差する2方向Yに延びる櫛部8とで構成されている。一方、第2櫛形電極12aと第3櫛形電極12bは、第1櫛形電極11の櫛部8に2方向からそれぞれ噛み合わされる櫛部15を有し、第2櫛形電極12aと第3櫛形電極12bは、第1櫛形電極11を両側から挟んで配置されている。すなわち、第1櫛形電極11は、第2櫛形電極12aと第3櫛形電極12bとで両側(2方向)から挟まれており、第2櫛形電極12aは、第1櫛形電極11の1方向の側(図1では平面視で左側)に配置されており、第3櫛形電極12bは、第1櫛形電極11の他の1方向の側(図1では平面視で右側)に配置されている。
(Comb)
The first comb electrode 11 includes a base portion 7 extending in the longitudinal direction X and a comb portion 8 extending in two directions Y intersecting the base portion 7. On the other hand, the second comb electrode 12a and the third comb electrode 12b have comb portions 15 respectively engaged with the comb portion 8 of the first comb electrode 11 from two directions, and the second comb electrode 12a and the third comb electrode 12b are The first comb electrode 11 is disposed on both sides. That is, the first comb electrode 11 is sandwiched from both sides (two directions) by the second comb electrode 12a and the third comb electrode 12b, and the second comb electrode 12a is one side of the first comb electrode 11 The third comb electrode 12b is arranged on the other one-direction side of the first comb electrode 11 (right side in the plan view in FIG. 1).

各櫛形電極は、図1等を平面視したとき、左側、中側、右側のそれぞれの位置にスリット部13を介して配置されており、第1櫛形電極11は、左側に配置された第2櫛形電極12aと右側に配置された第3櫛形電極12bとの間に、櫛部が噛み合わされるように挟まれて配置されている。この第1櫛形電極11は、細胞培養用基板10の中側の位置に配置されているが、厳密なセンター位置に設けられていてもよいし、センター位置からややずれていても構わず、要するに、第2櫛形電極12aと第3櫛形電極12bとの間に挟まれた領域であればよい。「2方向から噛み合わされる」とは、図1〜図3の例では、第1櫛形電極11の一方向(平面視で左側)から第2櫛形電極12aが噛み合わされ、他の方向(平面視で右側)から第3櫛形電極12bが噛み合わされている。   Each comb-shaped electrode is disposed at each of the left side, the middle side, and the right side through the slit portion 13 in plan view of FIG. 1 and the like, and the first comb-shaped electrode 11 is a second one disposed on the left side. Between the comb-shaped electrode 12a and the third comb-shaped electrode 12b disposed on the right side, the comb portion is disposed so as to be engaged. The first comb-shaped electrode 11 is arranged at a position on the inner side of the cell culture substrate 10, but may be provided at a strict center position or may be slightly shifted from the center position. Any region sandwiched between the second comb electrode 12a and the third comb electrode 12b may be used. In the example of FIGS. 1 to 3, “engaged from two directions” means that the second comb electrode 12 a is engaged from one direction (left side in plan view) of the first comb electrode 11 and the other direction (plan view). The third comb-shaped electrode 12b is meshed from the right).

こうした櫛歯電極構造を有するものであれば、各櫛部8,15の幅や長さは特に限定されない。櫛部8,15の幅は、平均幅で10mm以上、100mm以下の範囲内であることが好ましい。櫛部8の幅は、基部7から櫛部8が延びる方向Yと直交する側の幅(図3のW1は先端側16の幅であり、W2は基部側17の幅である)であり、櫛部15の幅は、基部14から櫛部15が延びる方向Yと直行する側の幅である。   If it has such a comb-tooth electrode structure, the width | variety and length of each comb part 8 and 15 will not be specifically limited. The widths of the comb portions 8 and 15 are preferably within an average width of 10 mm or more and 100 mm or less. The width of the comb portion 8 is the width on the side orthogonal to the direction Y in which the comb portion 8 extends from the base portion 7 (W1 in FIG. 3 is the width on the tip side 16 and W2 is the width on the base side 17). Is the width on the side orthogonal to the direction Y in which the comb portion 15 extends from the base portion 14.

図1(A)及び図3(A)に例示する櫛歯電極構造は、櫛部8の各部は同じ幅になっている。この櫛歯電極構造において、正電圧を櫛形電極に印加すると、例えば図6(B)に示すように、第1櫛形電極11の先端部では、電圧印加の際の電流分布により、ポリエチレングリコール膜を十分に剥離することができない箇所Bが発生することがある。   In the comb electrode structure illustrated in FIGS. 1A and 3A, each part of the comb part 8 has the same width. In this comb electrode structure, when a positive voltage is applied to the comb electrode, for example, as shown in FIG. 6 (B), at the tip of the first comb electrode 11, a polyethylene glycol film is formed by current distribution during voltage application. A location B that cannot be sufficiently peeled may occur.

その理由は、例えば第1櫛形電極11を正電極とし、第2櫛形電極12a及び第3櫛形電極12bを負電極とした場合、正電圧が印加される第1櫛形電極11にパターン形成された有機化合物膜4が分解して剥離するが、その際に、箇所Bの電流が小さく、その箇所Bの有機化合物膜4が十分に分解して剥離できないためであろうと考えられた。   The reason is that, for example, when the first comb electrode 11 is a positive electrode and the second comb electrode 12a and the third comb electrode 12b are negative electrodes, the organic pattern patterned on the first comb electrode 11 to which a positive voltage is applied. The compound film 4 was decomposed and peeled, but at that time, the current at the location B was small, and it was considered that the organic compound film 4 at the location B was sufficiently decomposed and could not be peeled off.

そこで、本発明では、第1櫛形電極11の構造形態を、基部7とその基部7から延びた櫛部8とを有するように定義し、その櫛部8の先端側16の幅W2が、櫛部8の基部側7の幅W1よりも大きくすることによって、電流分布の差が小さくなって印加電流の小さい部位が低減し、図6の箇所Aに示すように、上記した問題が起きにくくなった。そうした幅W2にするために、第1櫛形電極11の櫛部8の先端側16の幅方向の片端又は両端が、突起19を有するように構成できる。なお、幅W2は、幅W1よりも、5mm以上、20mm以下程度大きいことが好ましい。こうした幅W2は、図3(B)に示すように、先端側16に突起19等を設けることにより容易に実現できる。なお、その突起形状は特に限定されず、突起19は、先端部の幅方向の一方に設けられていてもよいし、両方に設けられていてもよい。こうした突起19は、櫛形電極11,12a,12bをパターニングする際に併せて形成することができる。   Therefore, in the present invention, the structural form of the first comb-shaped electrode 11 is defined to have the base portion 7 and the comb portion 8 extending from the base portion 7, and the width W2 of the tip side 16 of the comb portion 8 is By making the width W1 larger than the width W1 on the base side 7, the difference in the current distribution is reduced, and the portion where the applied current is small is reduced. As shown in the portion A in FIG. In order to obtain such a width W 2, one end or both ends in the width direction of the front end side 16 of the comb portion 8 of the first comb electrode 11 can be configured to have a protrusion 19. The width W2 is preferably larger than the width W1 by about 5 mm or more and 20 mm or less. Such a width W2 can be easily realized by providing a protrusion 19 or the like on the distal end side 16 as shown in FIG. In addition, the protrusion shape is not specifically limited, The protrusion 19 may be provided in one of the width direction of a front-end | tip part, and may be provided in both. Such protrusions 19 can be formed together with patterning of the comb-shaped electrodes 11, 12a, 12b.

(有機化合物膜)
有機化合物膜4は、図2及び図7に示すように、各櫛形電極11,12a,12b上にパターン形成されて、細胞接着阻害性領域6を構成するように作用する。そうした有機化合物膜4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である。この有機化合物膜4は、水溶性や水膨潤性を有する膜であり、炭素酸素結合を有する有機化合物を主原料とする膜である。そして、酸化又は分解される前の有機化合物膜4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。
(Organic compound film)
As shown in FIGS. 2 and 7, the organic compound film 4 is patterned on each of the comb-shaped electrodes 11, 12 a, 12 b to act to constitute the cell adhesion-inhibiting region 6. Such an organic compound film 4 is a hydrophilic film formed of an organic compound having a carbon-oxygen bond. This organic compound film 4 is a film having water solubility and water swellability, and is a film made mainly of an organic compound having a carbon-oxygen bond. The organic compound film 4 before being oxidized or decomposed is not particularly limited as long as it has cell adhesion inhibitory properties and has cell adhesion properties after being oxidized and / or decomposed.

具体的には、有機化合物膜4は、正電圧を印加して酸化又は分解する前は高い細胞接着阻害性を有し、正電圧を印加して酸化又は分解した後は、それ自身が細胞接着性を示すものでもよいし、有機化合物膜4が除去されて露出した導電膜2が細胞接着性を示すものでもよい。例えば、ポリエチレングリコール膜を有機化合物膜4とした場合は、正電圧を印加することにより、ポリエチレングリコール膜は分解剥離して、その箇所には、細胞接着性の導電膜2が現れて細胞接着性領域5となる。   Specifically, the organic compound film 4 has a high cell adhesion inhibitory property before being oxidized or decomposed by applying a positive voltage, and itself is cell-adhering after being oxidized or decomposed by applying a positive voltage. The conductive film 2 exposed by removing the organic compound film 4 may exhibit cell adhesion. For example, when a polyethylene glycol film is used as the organic compound film 4, by applying a positive voltage, the polyethylene glycol film is decomposed and peeled off, and a cell-adhesive conductive film 2 appears at that location, and cell adhesion Region 5 is entered.

なお、ここでの炭素酸素結合は、炭素と酸素との間に形成される結合を意味し、単結合に限らず二重結合であってもよい。炭素酸素結合としては、C−O結合、C(=O)−O結合、C=O結合を挙げることができる。   Here, the carbon-oxygen bond means a bond formed between carbon and oxygen, and is not limited to a single bond but may be a double bond. Examples of the carbon-oxygen bond include a C—O bond, a C (═O) —O bond, and a C═O bond.

有機化合物膜4を構成する主原料としては、水溶性高分子、水溶性オリゴマー、水溶性有機化合物、界面活性物質、両親媒性物質等を挙げることができ、これらが相互に物理的又は化学的に架橋し、基材と物理的又は化学的に結合することにより親水性の有機化合物膜4となる。   Examples of the main raw material constituting the organic compound film 4 include a water-soluble polymer, a water-soluble oligomer, a water-soluble organic compound, a surface active substance, an amphiphilic substance, and the like, and these are mutually physical or chemical. To form a hydrophilic organic compound film 4 by physically or chemically bonding to the substrate.

具体的な水溶性高分子材料としては、ポリアルキレングリコール及びその誘導体、ポリアクリル酸及びその誘導体、ポリメタクリル酸及びその誘導体、ポリアクリルアミド及びその誘導体、ポリビニルアルコール及びその誘導体、双性イオン型高分子、多糖類、等を挙げることができる。分子形状は、直鎖状、分岐を有するもの、デンドリマー等を挙げることができる。より具体的には、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコールとポリプロピレングリコールの共重合体、例えば、Pluronic F108、Pluronic F127、ポリ(N−イソプロピルアクリルアミド)、ポリ(N−ビニル−2−ピロリドン)、ポリ(2−ヒドロキシエチルメタクリレート)、ポリ(メタクリロイルオキシエチルフォスフォリルコリン)、メタクリロイルオキシエチルフォスフォリルコリンとアクリルモノマーの共重合体、デキストラン、及びヘパリンを挙げることができるがこれらには限定されない。   Specific water-soluble polymer materials include polyalkylene glycol and derivatives thereof, polyacrylic acid and derivatives thereof, polymethacrylic acid and derivatives thereof, polyacrylamide and derivatives thereof, polyvinyl alcohol and derivatives thereof, and zwitterionic polymers. , Polysaccharides, and the like. Examples of the molecular shape include a straight chain, a branched one, and a dendrimer. More specifically, polyethylene glycol, a copolymer of polyethylene glycol and polypropylene glycol, such as Pluronic F108, Pluronic F127, poly (N-isopropylacrylamide), poly (N-vinyl-2-pyrrolidone), poly (2- Hydroxyethyl methacrylate), poly (methacryloyloxyethylphosphorylcholine), a copolymer of methacryloyloxyethylphosphorylcholine and an acrylic monomer, dextran, and heparin, but are not limited thereto.

具体的な水溶性オリゴマー材料や水溶性低分子化合物としては、アルキレングリコールオリゴマー及びその誘導体、アクリル酸オリゴマー及びその誘導体、メタクリル酸オリゴマー及びその誘導体、アクリルアミドオリゴマー及びその誘導体、酢酸ビニルオリゴマーの鹸化物及びその誘導体、双性イオンモノマーからなるオリゴマー及びその誘導体、アクリル酸及びその誘導体、メタクリル酸及びその誘導体、アクリルアミド及びその誘導体、双性イオン化合物、水溶性シランカップリング剤、水溶性チオール化合物等を挙げることができる。より具体的には、エチレングリコールオリゴマー、(N−イソプロピルアクリルアミド)オリゴマー、メタクリロイルオキシエチルフォスフォリルコリンオリゴマー、低分子量デキストラン、低分子量ヘパリン、オリゴエチレングリコールチオール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、2−〔メトキシ(ポリエチレンオキシ)−プロピルトリメトキシシラン、及びトリエチレングリコール−ターミネーティッド−チオールを挙げることができるがこれらには限定されない。   Specific water-soluble oligomer materials and water-soluble low-molecular compounds include alkylene glycol oligomers and derivatives thereof, acrylic acid oligomers and derivatives thereof, methacrylic acid oligomers and derivatives thereof, acrylamide oligomers and derivatives thereof, saponified vinyl acetate oligomers and Derivatives, oligomers composed of zwitterionic monomers and derivatives thereof, acrylic acid and derivatives thereof, methacrylic acid and derivatives thereof, acrylamide and derivatives thereof, zwitterionic compounds, water-soluble silane coupling agents, water-soluble thiol compounds, etc. be able to. More specifically, ethylene glycol oligomer, (N-isopropylacrylamide) oligomer, methacryloyloxyethylphosphorylcholine oligomer, low molecular weight dextran, low molecular weight heparin, oligoethylene glycol thiol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene Examples include, but are not limited to, glycol, 2- [methoxy (polyethyleneoxy) -propyltrimethoxysilane, and triethylene glycol-terminated-thiol.

有機化合物膜4の平均厚さは、0.8nm以上、500μm以下の範囲内が好ましく、0.8nm以上、100μm以下の範囲内がより好ましい。平均厚さが0.8nm以上であれば、タンパク質の吸着や細胞の接着において、基板表面の有機化合物膜4で覆われていない領域の影響を受けにくいため好ましい。また、平均厚さが500μm以下であればコーティングが比較的容易である。   The average thickness of the organic compound film 4 is preferably in the range of 0.8 nm to 500 μm, and more preferably in the range of 0.8 nm to 100 μm. An average thickness of 0.8 nm or more is preferable because it is difficult to be affected by a region not covered with the organic compound film 4 on the substrate surface in protein adsorption or cell adhesion. Moreover, if the average thickness is 500 μm or less, coating is relatively easy.

有機化合物膜4の形成方法としては、導電膜2に有機化合物を直接吸着させる方法、導電膜2上へ有機化合物を直接コーティングする方法、導電膜2上へ有機化合物をコーティングした後に架橋処理を施す方法、導電膜2への密着性を高めるために多段階式に有機化合物膜4を形成させる方法、導電膜2との密着性を高めるために導電膜2上に下地膜を形成し、次いで有機化合物をコーティングする方法、導電膜2表面に重合開始点を形成し、次いで親水性ポリマーブラシを重合する方法等を挙げることができる。   As a method for forming the organic compound film 4, a method of directly adsorbing the organic compound to the conductive film 2, a method of directly coating the organic compound on the conductive film 2, and a crosslinking treatment after coating the organic compound on the conductive film 2 are performed. A method, a method of forming the organic compound film 4 in a multistage manner in order to improve the adhesion to the conductive film 2, a base film is formed on the conductive film 2 in order to improve the adhesion with the conductive film 2, and then organic Examples thereof include a method of coating a compound, a method of forming a polymerization initiation point on the surface of the conductive film 2, and then polymerizing a hydrophilic polymer brush.

上記成膜方法のうち特に好ましい方法としては、多段階式に有機化合物膜4を形成させる方法、ならびに、導電膜2との密着性を高めるために導電膜2上に下地膜を形成し、次いで有機化合物をコーティングする方法を挙げることができる。これらの方法を用いることにより、有機化合物の導電膜2への密着性を高めることができる。   Among the above film forming methods, particularly preferable methods include a method of forming the organic compound film 4 in a multistage manner, and a base film is formed on the conductive film 2 in order to improve the adhesion to the conductive film 2, and then A method of coating an organic compound can be mentioned. By using these methods, the adhesion of the organic compound to the conductive film 2 can be increased.

導電膜2上に形成された有機化合物膜4は、図2及び図7に示すように、所定のパターンになるようにパターニングされる。そのパターンの形状は特に限定されないが、例えば、パターン幅を300μm程度とし、隣接するパターン間のスペース幅を50μm程度とすることができる。この場合、例えば幅300μmの有機化合物膜4のパターンは、細胞接着阻害性領域6であり、例えば幅50μmのスペースは、細胞接着性領域5である。そのため、播種された細胞30は、例えば図8に例示するように、最初は幅50μmの細胞接着性領域5に付着しているが、その後に電圧印加によって細胞接着阻害性領域6が細胞接着性領域5に変化することにより、細胞接着性領域5に付着していた細胞30が、新しく細胞接着性領域5に変化した箇所に遊走することができる。   As shown in FIGS. 2 and 7, the organic compound film 4 formed on the conductive film 2 is patterned to have a predetermined pattern. The shape of the pattern is not particularly limited. For example, the pattern width can be about 300 μm, and the space width between adjacent patterns can be about 50 μm. In this case, for example, the pattern of the organic compound film 4 having a width of 300 μm is the cell adhesion inhibiting region 6, and for example, the space having a width of 50 μm is the cell adhesive region 5. Therefore, the seeded cells 30 are initially attached to the cell adhesion region 5 having a width of 50 μm, as illustrated in FIG. 8, for example. By changing to the region 5, the cell 30 attached to the cell adhesive region 5 can migrate to a location where the cell adhesive region 5 is newly changed.

有機化合物膜4のパターニングは、一般的なリソグラフィ法等の各種のパターニング手段で行うことができる。例えば、図7(A)に示すように、基材1上に導電膜2を成膜し、その後に、図7(B)に示すように、その導電膜2上に下地膜3と有機化合物膜4を順に設け、その後に、図7(C)に示すように、細胞接着阻害性領域6となる所定パターンの有機化合物膜4を残し、細胞接着性領域5となる所定パターンの有機化合物膜4を除去するようにリソグラフィ法等でパターニングする。こうして、細胞30を播種する前の細胞培養用基板10を形成することができる。   The organic compound film 4 can be patterned by various patterning means such as a general lithography method. For example, as shown in FIG. 7A, a conductive film 2 is formed on a base material 1, and thereafter, a base film 3 and an organic compound are formed on the conductive film 2 as shown in FIG. 7B. A film 4 is provided in order, and then, as shown in FIG. 7C, the organic compound film 4 having a predetermined pattern to be the cell adhesion-inhibiting region 6 is left and the organic compound film having a predetermined pattern to be the cell adhesion region 5 is left. Patterning is performed by lithography or the like so as to remove 4. Thus, the cell culture substrate 10 before the cells 30 are seeded can be formed.

(下地膜)
なお、下地膜3は、必要に応じて設けられ、図2及び図7に示すように、有機化合物膜4と導電膜2との間に設けられて、有機化合物膜4の導電膜2への密着性を向上させるように作用する。下地膜3は、結合部分(リンカー)を有する材料を含む膜であることが好ましい。リンカーとリンカーに結合させる材料の末端の官能基との組み合わせとしては、エポキシ基と水酸基、フタル酸無水物と水酸基、カルボキシル基とN−ハイドロキシスクシイミド、カルボキシル基とカルボジイミド、アミノ基とグルタルアルデヒド等を挙げることができる。それぞれの組み合わせにおいて、いずれがリンカーであってもよい。これらの方法においては、有機化合物膜4を形成する前に、導電膜2上にリンカーを有する材料により下地膜3を形成する。好ましくは、エポキシ基を末端に有するシランカップリング剤(エポキシシラン)を挙げることができる。
(Undercoat)
The base film 3 is provided as necessary. As shown in FIGS. 2 and 7, the base film 3 is provided between the organic compound film 4 and the conductive film 2, and the organic compound film 4 is applied to the conductive film 2. Acts to improve adhesion. The base film 3 is preferably a film containing a material having a binding portion (linker). The combination of the linker and the functional group at the end of the material to be bonded to the linker includes epoxy group and hydroxyl group, phthalic anhydride and hydroxyl group, carboxyl group and N-hydroxysuccinimide, carboxyl group and carbodiimide, amino group and glutaraldehyde Etc. In each combination, any may be a linker. In these methods, the base film 3 is formed on the conductive film 2 with a material having a linker before the organic compound film 4 is formed. Preferably, the silane coupling agent (epoxy silane) which has an epoxy group at the terminal can be mentioned.

下地膜3の厚さは特に限定されないが、例えば、3nm以上、500μm以下の範囲内とすることができる。下地膜3は、下地膜用形成材料を有する塗布液を調整し、その塗布液を塗布して形成することができる。   The thickness of the base film 3 is not particularly limited, but can be in the range of 3 nm to 500 μm, for example. The base film 3 can be formed by adjusting a coating liquid having a base film forming material and applying the coating liquid.

(細胞遊走実験)
細胞培養用基板10は、図7(C)に示すように、有機化合物膜4がパターン形成された箇所が細胞接着阻害性領域6になり、有機化合物膜4が形成されていない箇所が細胞接着性領域5になっている。こうして形成された細胞培養用基板10に細胞30を播種すると、図8(A)に示すように、細胞30は、細胞接着性領域5に接着し、細胞接着阻害性領域6には接着しない。
(Cell migration experiment)
As shown in FIG. 7C, the cell culture substrate 10 has a cell adhesion inhibiting region 6 where the organic compound film 4 is patterned, and a cell adhesion region where the organic compound film 4 is not formed. It is the sex region 5. When the cells 30 are seeded on the cell culture substrate 10 thus formed, the cells 30 adhere to the cell adhesion region 5 and do not adhere to the cell adhesion inhibition region 6 as shown in FIG.

その後に、図8(B)に示すように、一方の櫛形電極に正電圧を印加すると、印加した櫛形電極上にパターン形成された有機化合物膜4(細胞接着阻害性領域6)が剥離する。その結果、細胞接着阻害性領域6が細胞接着性領域5に変化する。そうすると、図8(C)に示すように、細胞30は、細胞接着性領域5から、新たに細胞接着性領域5に変化した領域(剥離した箇所)に遊走する。こうして細胞遊走実験を行うことができる。   Thereafter, as shown in FIG. 8B, when a positive voltage is applied to one of the comb electrodes, the organic compound film 4 (cell adhesion inhibiting region 6) patterned on the applied comb electrode is peeled off. As a result, the cell adhesion-inhibiting region 6 is changed to the cell adhesion region 5. Then, as shown in FIG. 8 (C), the cells 30 migrate from the cell adhesive region 5 to a region that has newly changed to the cell adhesive region 5 (peeled portion). Thus, cell migration experiments can be performed.

印加する正電圧は、適宜決定することができるが、通常1V以上、10V以下の範囲内、好ましくは2V以上、5V以下の範囲内であり、印加する時間は、通常0.5分間以上、60分間以下の範囲内、好ましくは1分間以上、10分間以下の範囲内である。印加する電圧は、電極が接している溶媒の種類や、電極の材質、電極の形状によって、適切な値が変わるが、通常、細胞接着阻害性領域6を細胞接着性領域5に改変可能な電圧以上で、細胞に悪影響を与えない程度に低い電圧を加えるのがよい。   The positive voltage to be applied can be appropriately determined, but is usually in the range of 1 V or more and 10 V or less, preferably in the range of 2 V or more and 5 V or less, and the application time is usually 0.5 minutes or more, 60 Within a range of minutes or less, preferably within a range of 1 minute or more and 10 minutes or less. The voltage to be applied varies depending on the type of solvent with which the electrode is in contact, the material of the electrode, and the shape of the electrode. Usually, the voltage that can change the cell adhesion-inhibiting region 6 to the cell adhesion region 5 is used. Thus, it is preferable to apply a voltage that is low enough not to adversely affect the cells.

細胞の移動の観察には、細胞が移動する速度の計測、ならびに遊走方向、遊走時の細胞形態、及び周囲の細胞同士のコネクション等の観察が含まれる。細胞が移動する速度の計測は、パターン、例えば櫛部のような線状のパターンにおいて、細胞が浸潤していく面積や距離を測定することにより、実施できる。   Observation of cell movement includes measurement of the speed of cell movement, and observation of the migration direction, cell morphology during migration, connection between surrounding cells, and the like. Measurement of the speed at which the cells move can be carried out by measuring the area and distance that the cells infiltrate in a pattern, for example, a linear pattern such as a comb portion.

[細胞培養容器]
本発明に係る細胞培養容器20は、図1〜図3に示すように、上記した細胞培養用基板10を有するものである。詳しくは、細胞接着性領域5と細胞接着阻害性領域6とがパターン形成された櫛歯電極構造を有する細胞培養用基板10と、細胞培養用基板10を搭載した容器本体21とを備えた細胞培養容器20である。そして、櫛歯電極構造は、上記したのと同様、長手方向Xに延びる基部7とその基部7に交差する2方向Yに延びる櫛部8とで構成された第1櫛形電極11と、その第1櫛形電極11の櫛部8に2方向からそれぞれ噛み合わされる第2櫛形電極12a及び第3櫛形電極12bとを有していることに特徴がある。
[Cell culture vessel]
As shown in FIGS. 1 to 3, the cell culture container 20 according to the present invention includes the cell culture substrate 10 described above. Specifically, a cell including a cell culture substrate 10 having a comb electrode structure in which a cell adhesion region 5 and a cell adhesion inhibition region 6 are patterned, and a container body 21 on which the cell culture substrate 10 is mounted. It is a culture vessel 20. The comb electrode structure has a first comb-shaped electrode 11 composed of a base portion 7 extending in the longitudinal direction X and a comb portion 8 extending in the two directions Y intersecting the base portion 7 as described above, and the first The comb-shaped electrode 11 is characterized by having a second comb-shaped electrode 12a and a third comb-shaped electrode 12b that are respectively engaged with the comb portion 8 from two directions.

容器本体21の形状は特に限定されず、図1に例示するようなフラスコ型の容器であってもよいし、ディッシュ型の容器(図示しない)であってもよい。容器本体21は、細胞培養用基板10を細胞培養のための底面24とする位置に配置する開口部23と、培養液を注入するための培養液注入口22とを備えている。図1の細胞培養容器20の例では、培養液注入口22には蓋26が装着され、開口部23には細胞培養用基板10が装着される。   The shape of the container main body 21 is not particularly limited, and may be a flask-type container illustrated in FIG. 1 or a dish-type container (not shown). The container body 21 includes an opening 23 that is disposed at a position where the cell culture substrate 10 is used as a bottom surface 24 for cell culture, and a culture solution injection port 22 for injecting a culture solution. In the example of the cell culture container 20 of FIG. 1, a lid 26 is attached to the culture solution inlet 22, and a cell culture substrate 10 is attached to the opening 23.

細胞培養用基板10は、容器本体21の開口部23を覆うように接着剤等で貼り合わせる。その開口部23は、図1に示すように、容器本体21の底面24に設けられている。細胞培養用基板10は、その開口部23を覆うように貼り合わせられる。そのため、開口部23の大きさは、細胞培養用基板10の大きさや種類に合わせて設計されている。図1の例では、直方体の容器の底面24に、四角形の開口部23が設けられ、その開口部23に四角形の細胞培養用基板10が装着されている。   The cell culture substrate 10 is bonded with an adhesive or the like so as to cover the opening 23 of the container body 21. The opening 23 is provided on the bottom surface 24 of the container main body 21 as shown in FIG. The cell culture substrate 10 is bonded so as to cover the opening 23. Therefore, the size of the opening 23 is designed according to the size and type of the cell culture substrate 10. In the example of FIG. 1, a rectangular opening 23 is provided on the bottom surface 24 of the rectangular parallelepiped container, and the rectangular cell culture substrate 10 is mounted in the opening 23.

細胞培養用基板10は、図1(A)に示すように、第1櫛形電極11、第2櫛形電極12a及び第3櫛形電極12bを有するが、それら第1から第3の各櫛形電極11,12a,12bは、容器本体21の外に延びる外部接続端子11’,12a’,12b’を有している。この外部接続端子11’,12a’,12b’は、例えば図1(B)に示すように、細胞培養用基板10から延びる形態で設けられている。なお、図1の例では、外部接続端子11’,12a’,12b’は、培養液注入口22が設けられた側から取り出されているが、それ以外の側から取り出されていてもよい。   As shown in FIG. 1A, the cell culture substrate 10 has a first comb electrode 11, a second comb electrode 12a, and a third comb electrode 12b. The first to third comb electrodes 11, 12 a and 12 b have external connection terminals 11 ′, 12 a ′ and 12 b ′ extending outside the container body 21. The external connection terminals 11 ′, 12 a ′ and 12 b ′ are provided in a form extending from the cell culture substrate 10, for example, as shown in FIG. In the example of FIG. 1, the external connection terminals 11 ′, 12 a ′, and 12 b ′ are taken out from the side where the culture solution inlet 22 is provided, but may be taken out from other sides.

(細胞)
細胞30は、細胞培養用基板10に播種する細胞として容器内に投入される。そうした細胞30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、本発明においては、細胞培養用基板10を構成する細胞接着性領域5に接着性を有する細胞であることが好ましい。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。
(cell)
The cells 30 are put into a container as cells to be seeded on the cell culture substrate 10. Such cells 30 may be floating cells such as blood cells and lymphoid cells, or may be adherent cells. In the present invention, the cell adhesive region 5 constituting the cell culture substrate 10 has adhesiveness. It is preferable that the cell has. Moreover, it uses suitably with respect to the cell which has the property to migrate.

そのような細胞としては、例えば、肝がん細胞、グリオーマ細胞、結腸癌細胞、腎がん細胞、膵がん細胞、前立腺がん細胞、大腸がん細胞、乳癌細胞、肺がん細胞、卵巣がん細胞等のがん細胞、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、骨細胞等を挙げることができる。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。   Examples of such cells include liver cancer cells, glioma cells, colon cancer cells, kidney cancer cells, pancreatic cancer cells, prostate cancer cells, colon cancer cells, breast cancer cells, lung cancer cells, and ovarian cancer. Cancer cells such as cells, liver cells that are liver parenchymal cells, Kupffer cells, endothelial cells such as vascular endothelial cells and corneal endothelial cells, fibroblasts, osteoblasts, osteoclasts, periodontal ligament-derived cells, epidermis angle Epidermal cells such as keratinocytes, tracheal epithelial cells, gastrointestinal epithelial cells, cervical epithelial cells, corneal epithelial cells, etc. Examples include pancreatic islets of Langerhans, nerve cells such as peripheral nerve cells and optic nerve cells, chondrocytes, and bone cells. These cells may be primary cells collected directly from tissues or organs, or may be passaged from one generation to another. Furthermore, these cells are undifferentiated embryonic stem cells, pluripotent stem cells such as pluripotent mesenchymal stem cells, unipotent stem cells such as vascular endothelial progenitor cells that have unipotency, and differentiation is completed. Any of cells may be sufficient. In addition, the cells may be cultivated as a single species, or two or more types of cells may be co-cultured.

目的の細胞を含む培養試料は、予め、生体組織を細かくして液体中に分散させる分散処理や、生体組織中の目的の細胞以外の細胞その他細胞破片等の不純物質を除去する分離処理等を行っておくことが好ましい。なお、細胞培養用基板への細胞の播種に先だって、目的とする細胞を含む培養試料を、予め、各種の培養方法で予備培養して、目的とする細胞を増やすことが好ましい。   The culture sample containing the target cells is pre-dispersed by dispersing the biological tissue in a liquid and separating it to remove impurities such as cells other than the target cells and other cellular debris in the biological tissue. It is preferable to go. Prior to seeding of cells on a cell culture substrate, it is preferable to preliminarily culture a culture sample containing the target cells by various culture methods to increase the target cells.

本発明に係る細胞培養容器を用いることにより、そうした細胞30を、細胞接着性領域5と細胞接着阻害性領域6とがパターン形成された櫛歯電極構造の容易に広げることができる。詳しくは、図4に示すように、第2櫛形電極12a及び第3櫛形電極12bが2方向から噛み合う位置、すなわち第2櫛形電極12aと第3櫛形電極12bとで挟まれた位置に第1櫛形電極11が配置されているので、細胞播種時に中央付近に集まり易い細胞30を効率よく櫛歯電極構造の全面に広げることができる。この細胞培養用基板10によれば、例えば図5に示す櫛歯電極構造のように、中央付近に集まった細胞30が櫛形電極間のスリット部13や有機化合物層4の段差によって移動しにくく、櫛歯電極構造の全面に広がらないという問題を解決することができる。その結果、細胞接着性領域に細胞を遊走させる細胞遊走試験を良好に行うことができる。   By using the cell culture container according to the present invention, such a cell 30 can be easily expanded in a comb electrode structure in which the cell adhesion region 5 and the cell adhesion inhibition region 6 are patterned. Specifically, as shown in FIG. 4, the first comb-shaped electrode 12a and the third comb-shaped electrode 12b are engaged with each other from two directions, that is, the first comb-shaped electrode is sandwiched between the second comb-shaped electrode 12a and the third comb-shaped electrode 12b. Since the electrode 11 is disposed, the cells 30 that are likely to gather near the center during cell seeding can be efficiently spread over the entire surface of the comb electrode structure. According to the cell culture substrate 10, for example, like the comb electrode structure shown in FIG. 5, the cells 30 gathered near the center are difficult to move due to the slits 13 between the comb electrodes and the step of the organic compound layer 4. The problem of not spreading over the entire surface of the comb electrode structure can be solved. As a result, a cell migration test in which cells migrate to the cell adhesive region can be performed satisfactorily.

1 基材
2 導電膜
3 下地膜(シランカップリング膜)
4 有機化合物膜(ポリエチレングリコール膜)
5 細胞接着性領域
6 細胞接着阻害性領域
7 基部(第1櫛形電極の基部)
8 櫛部(第1櫛形電極の櫛部)
8’ 第1櫛形電極に対向する櫛形電極の櫛部
10,10A,10B,10C 細胞培養用基板
11 第1櫛形電極
12a 第2櫛形電極
12b 第3櫛形電極
11’,12a’,12b’ 外部接続端子
13 櫛形電極間のスリット部
14 基部(第2,3櫛形電極の基部)
15 櫛部(第2,3櫛形電極の櫛部)
16 第1櫛形電極の櫛部の先端側
17 第1櫛形電極の櫛部の基部側
19 突起
20 細胞培養容器
21 容器本体
22 培養液注入口
23 開口部(細胞培養用基板装着部)
24 底面
25 上面
26 蓋
30 細胞
41 第1櫛形電極
42 第2櫛形電極
A,B 特定箇所
W1 第1櫛形電極の櫛部の基部側の幅
W2 第1櫛形電極の櫛部の先端側の幅
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base material 2 Conductive film 3 Base film (silane coupling film)
4 Organic compound film (polyethylene glycol film)
5 Cell adhesion region 6 Cell adhesion inhibition region 7 Base (base of first comb electrode)
8 Comb (comb of the first comb electrode)
8 'Comb portion of comb electrode facing first comb electrode 10, 10A, 10B, 10C Cell culture substrate 11 First comb electrode 12a Second comb electrode 12b Third comb electrode 11', 12a ', 12b' External connection terminal 13 Slit between comb electrodes 14 Base (base of second and third comb electrodes)
15 Comb part (comb part of the second and third comb electrodes)
16 Tip side of the comb portion of the first comb electrode 17 Base portion side of the comb portion of the first comb electrode 19 Projection 20 Cell culture vessel 21 Container body 22 Culture fluid inlet 23 Opening portion (cell culture substrate mounting portion)
24 bottom surface 25 upper surface 26 lid 30 cell 41 first comb electrode 42 second comb electrode A, B specific location W1 width on the base side of the comb portion of the first comb electrode W2 width on the tip side of the comb portion of the first comb electrode

Claims (8)

細胞接着性領域と細胞接着阻害性領域とがパターン形成された櫛歯電極構造を有する細胞培養用基板であって、
前記櫛歯電極構造は、長手方向に延びる基部と該基部に交差する2方向に延びる櫛部とで構成された第1櫛形電極と、前記第1櫛形電極の櫛部に2方向からそれぞれ噛み合わされる第2櫛形電極及び第3櫛形電極とを有していることを特徴とする細胞培養用基板。
A cell culture substrate having a comb electrode structure in which a cell adhesion region and a cell adhesion inhibition region are patterned,
The comb electrode structure includes a first comb electrode composed of a base portion extending in a longitudinal direction and a comb portion extending in two directions intersecting the base portion, and a first comb electrode meshed with the comb portion of the first comb electrode from two directions. A cell culture substrate comprising two comb electrodes and a third comb electrode.
前記第1櫛形電極の櫛部の先端側の幅が、前記第1櫛形電極の櫛部の基部側の幅よりも大きい、請求項1に記載の細胞培養用基板。   2. The cell culture substrate according to claim 1, wherein the width of the tip side of the comb portion of the first comb electrode is larger than the width of the base side of the comb portion of the first comb electrode. 前記細胞接着阻害性領域が、前記第2櫛形電極及び第3櫛形電極に電圧を印加することによって細胞接着性領域に変わる、請求項1又は2に記載の細胞培養用基板。   The cell culture substrate according to claim 1 or 2, wherein the cell adhesion-inhibiting region is changed to a cell adhesion region by applying a voltage to the second comb electrode and the third comb electrode. 前記第1櫛形電極の櫛部の先端部の幅方向の片端又は両端が、突起を有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の細胞培養用基板。   The substrate for cell culture according to any one of claims 1 to 3, wherein one end or both ends in the width direction of the tip portion of the comb portion of the first comb-shaped electrode have protrusions. 細胞接着性領域と細胞接着阻害性領域とがパターン形成された櫛歯電極構造を有する細胞培養用基板と、前記細胞培養用基板を搭載した容器本体とを備えた細胞培養容器であって、
前記櫛歯電極構造は、長手方向に延びる基部と該基部に交差する2方向に延びる櫛部とで構成された第1櫛形電極と、前記第1櫛形電極の櫛部に2方向からそれぞれ噛み合わされる第2櫛形電極及び第3櫛形電極とを有していることを特徴とする細胞培養容器。
A cell culture vessel comprising a cell culture substrate having a comb electrode structure in which a cell adhesion region and a cell adhesion inhibitory region are patterned, and a container body equipped with the cell culture substrate,
The comb electrode structure includes a first comb electrode composed of a base portion extending in a longitudinal direction and a comb portion extending in two directions intersecting the base portion, and a first comb electrode meshed with the comb portion of the first comb electrode from two directions. A cell culture vessel comprising two comb electrodes and a third comb electrode.
前記細胞接着阻害性領域が、前記第2櫛形電極及び第3櫛形電極に電圧を印加することによって細胞接着性領域に変わる、請求項5に記載の細胞培養容器。   The cell culture container according to claim 5, wherein the cell adhesion-inhibiting region is changed to a cell adhesion region by applying a voltage to the second comb electrode and the third comb electrode. 前記容器本体は、前記細胞培養用基板を底面に配置するための開口部を備えている、請求項5又は6に記載の細胞培養容器。   The cell culture container according to claim 5 or 6, wherein the container body includes an opening for arranging the cell culture substrate on a bottom surface. 前記細胞培養用基板が有する第1から第3の各櫛形電極が、前記容器本体の外に延びる外部接続端子を有している、請求項5〜7のいずれか1項に記載の細胞培養容器。   The cell culture container according to any one of claims 5 to 7, wherein each of the first to third comb-shaped electrodes included in the cell culture substrate has an external connection terminal extending outside the container body. .
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