JP2018153097A - Cell culture vessel, device, and separation recovery method - Google Patents

Cell culture vessel, device, and separation recovery method Download PDF

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啓介 渋谷
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cell culture vessel, device, and separation recovery method which improve the quality of cultured cells and reduces complications in subculture operations.SOLUTION: A method of efficiently separating and recovering cells involves culturing cells using a cell culture vessel that uses, secured to a support body 1, a separation recovery film 10 of a thin film 2 comprising a pH/temperature responsive polymer the hydrophilicity 2c and hydrophobicity 2a of which changes in response to the temperature and pH due temperature and pH responsive sites therein and comprises: a pH/temperature changing step in which the pH and temperature of the separation recovery film 10 are changed; and a cell recovery step of supplying film treatment liquid to the separation recovery membrane 10 the pH and temperature of which were changed in the pH/temperature changing step, recovering the film treatment liquid that was supplied by a cell recovery device, and recovering cells 20 adsorbed to the cell binding site 2b.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、細胞培養容器に係り、特に、付着系細胞等を簡単に回収するための培養技術に関する。   The present invention relates to a cell culture container, and more particularly, to a culture technique for easily collecting adherent cells and the like.

細胞培養は、生体組織から細胞を分離し、体外で増殖・維持することであり、生物の基礎研究やバイオ医薬品の製造、再生医療などの用途に使用される。生体から分離し、最初の植え替えを行うまでを初代培養、既存の培養細胞を新たな培養容器へと移し替えて増殖、維持することを継代培養と呼ぶ。培養細胞は、大きく2つの形態に分類することができ、培養容器に付着し増殖する細胞を接着系細胞、或いは付着系細胞と呼び、培地内で浮遊した状態で増殖する培養細胞を浮遊系細胞と呼ぶ。   Cell culture is the separation of cells from living tissue and the growth and maintenance of the cells outside the body, and is used for applications such as basic biological research, biopharmaceutical production, and regenerative medicine. The period from separation from the living body to the first replanting is called primary culture, and the transfer of existing cultured cells to a new culture vessel to proliferate and maintain is called subculture. Cultured cells can be broadly classified into two forms. Cells that adhere to and proliferate in culture vessels are called adherent cells, or adherent cells, and cultured cells that proliferate in a floating state in a culture medium. Call it.

このような細胞を増殖させるには、細胞を低密度で播種し、細胞分裂により増殖させ、培養液中の栄養成分が枯渇するか、細胞の分泌物の蓄積により細胞の増殖が停止する前に、継代により新しい培養容器に細胞を希釈して播きなおす必要がある。この継代作業では、目的としている生物因子以外の生物因子の混入、すなわち、コンタミネーションのリスクがあり、それを防ぐために無菌操作が行えるクリーンベンチや滅菌された試薬・器具、さらには熟練した作業員による操作が必要とされる。   In order to grow such cells, the cells are seeded at a low density and grown by cell division, before nutrient components in the culture are depleted or before cell growth stops due to accumulation of cell secretions. Then, it is necessary to dilute and re-seed the cells in a new culture vessel by passage. In this subculture work, there is a risk of contamination of biological factors other than the intended biological factor, that is, contamination risk, and a clean bench and sterilized reagents and instruments that can be aseptically operated to prevent it, as well as skilled work Operation by personnel is required.

付着系細胞における継代作業工程にあっては、例えば古い培地を抜き、PBS(−)等の溶液で培養容器に付着した細胞表面を洗い、溶液を捨てる。この操作を数回繰り返し、次に0.25%トリプシンで細胞表面を洗い直ちに抜き、一滴落とし、数分静置し、ディッシュを水平にたたき細胞を剥がす。そして、顕微鏡で剥がれたのを確認した後、血清入り培地を入れ、トリプシンの活性を止めピペッティングをし、細胞をディッシュからはがすと同時に単離細胞にする。新しいディッシュに培地を入れ、細胞を目的の密度となるように培地で希釈し、新しい培養容器に播種する。   In the subculture process in the adherent cells, for example, the old medium is removed, the cell surface attached to the culture vessel is washed with a solution such as PBS (−), and the solution is discarded. Repeat this procedure several times, then wash the cell surface with 0.25% trypsin, immediately remove it, drop a drop, let stand for a few minutes, tap the dish horizontally to peel off the cells. Then, after confirming that it has been peeled off with a microscope, a serum-containing medium is added, trypsin activity is stopped and pipetting is performed, and the cells are peeled off from the dish and simultaneously become isolated cells. Place the medium in a new dish, dilute the cells with the medium to the desired density, and inoculate in a new culture vessel.

このような培養細胞の剥離に関する技術として、例えば、特許文献1、特許文献2などがある。特許文献1には、細胞培養支持体の製造において、刺激応答性高分子を形成し得るモノマーと、モノマーが重合してなるプレポリマと、有機溶媒とを含む塗布用組成物中のモノマーの配合量を基材の種類に応じて選択することにより、細胞接着性、細胞シートや単一細胞の剥離性を最適化することが開示されている。また、特許文献2には、支持体に固定され、温度により構造が変化する高分子部位と、高分子部位に結合しているとともに外表面に露出し、標的細胞を含む被処理液に接触させたときに標的細胞を特異的に吸着可能な細胞結合部位と、外表面に露出し、被処理液に接触される親水性部位とを備える細胞の分離回収膜が開示されている。   Examples of techniques relating to such exfoliation of cultured cells include Patent Document 1 and Patent Document 2. In Patent Document 1, in the production of a cell culture support, the amount of the monomer in the coating composition comprising a monomer capable of forming a stimulus-responsive polymer, a prepolymer obtained by polymerizing the monomer, and an organic solvent. It is disclosed that cell adhesion, cell sheet and single cell detachment properties are optimized by selecting according to the type of substrate. Further, Patent Document 2 discloses a polymer site fixed to a support and having a structure that changes depending on temperature, and is bonded to the polymer site and exposed to the outer surface to be contacted with a liquid to be treated containing target cells. A cell separation / recovery membrane comprising a cell binding site capable of specifically adsorbing target cells when exposed and a hydrophilic site exposed to the outer surface and in contact with the liquid to be treated is disclosed.

特開2013−162796号公報JP 2013-162696 A WO2015/033457WO2015 / 033457

上述のように、培養細胞を新しい培養容器に植え替える(継代)場合、細胞を酵素処理により培養容器底面から剥がし、酵素を遠心処理により取り除く工程は作業者に負担を与えるだけでなく、雑菌混入のリスクが更に高くなるため、色々の検討がなされているが、未だ迅速な細胞の剥離技術は十分に確立されていない。   As described above, when transplanting cultured cells to a new culture container (passaging), the process of peeling the cells from the bottom of the culture container by enzyme treatment and removing the enzyme by centrifugation treatment not only burdens the operator but also removes germs. Various investigations have been made to further increase the risk of contamination, but rapid cell detachment technology has not yet been established.

本発明の目的は、上記の課題を達成し、製造できる細胞の品質を向上させ、且つ煩雑な継代操作を軽減することを可能とする細胞培養容器、装置、及び分離回収方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a cell culture container, an apparatus, and a separation and recovery method that achieve the above-mentioned problems, improve the quality of cells that can be produced, and reduce complicated passage operations. It is in.

上記の目的を達成するため、本発明においては、温度応答部位とpH応答部位を持ち、温度とpHにより親水性、疎水性が変化するpH・温度応答性ポリマを含む薄膜を支持体に被覆した分離回収膜を有する細胞培養容器を構成する。   In order to achieve the above object, in the present invention, a support is coated with a thin film containing a pH / temperature-responsive polymer having a temperature-responsive site and a pH-responsive site, and the hydrophilicity and hydrophobicity change depending on the temperature and pH. A cell culture vessel having a separation and recovery membrane is configured.

また、上記の目的を達成するため、本発明においては、支持体と、支持体に固定され、温度とpHにより親水性、疎水性が変化するpH・温度応答性ポリマを含む薄膜と、からなる分離回収膜を備えた細胞培養容器と、細胞を含む被処理液に、細胞容器の分離回収膜を含浸させる含浸装置と、分離回収膜を加熱或いは冷却する加熱冷却装置と、培養液に酸性溶液を送液する送液装置と、分離回収膜に吸着した細胞を回収する細胞回収装置と、を備え、加熱冷却装置及び送液装置により、分離回収膜の温度とpHを変化させることにより、細胞回収装置が細胞を速やかに回収することを可能とする細胞培養装置を構成する。   In order to achieve the above object, the present invention comprises a support and a thin film that is fixed to the support and includes a pH / temperature-responsive polymer that changes in hydrophilicity and hydrophobicity depending on temperature and pH. A cell culture vessel equipped with a separation / recovery membrane, an impregnating device for impregnating the separation / recovery membrane of the cell container into a treatment liquid containing cells, a heating / cooling device for heating or cooling the separation / recovery membrane, and an acidic solution for the culture solution And a cell recovery device for recovering the cells adsorbed on the separation / recovery membrane, and by changing the temperature and pH of the separation / recovery membrane by the heating / cooling device and the liquid supply device, A cell culture device that allows the collection device to rapidly collect cells is configured.

更に、上記の目的を達成するため、本発明においては、細胞培養装置で培養された細胞の分離回収方法であって、細胞培養装置は、支持体と、支持体に固定され、細胞結合部位を有し、温度とpHにより親水性、疎水性が変化するpH・温度応答性ポリマを含む薄膜と、からなる分離回収膜を備えた細胞培養容器と、細胞を含む被処理液に分離回収膜を含浸させる含浸装置と、分離回収膜に吸着した細胞を回収する細胞回収装置と、を備え、分離回収膜を、含浸装置によって細胞を含む被処理液に接触させて、細胞を細胞結合部位に吸着させる分離回収膜接触ステップと、分離回収膜接触ステップ後において、分離回収膜のpHと温度とを変化させるpH・温度変化ステップと、pH・温度変化ステップにおいて、pHと温度が変化させられた分離回収膜の表面に膜処理液を供給し、供給した膜処理液を細胞回収装置により回収して、細胞結合部位に吸着した細胞を回収する標的細胞回収ステップと、を含む分離回収方法を構成する。   Furthermore, in order to achieve the above object, in the present invention, there is provided a method for separating and recovering cells cultured in a cell culture device, the cell culture device being fixed to a support, and a cell binding site. A cell culture container having a separation / recovery membrane, and a separation / recovery membrane in a liquid to be treated containing cells, and a thin film containing a pH / temperature-responsive polymer whose hydrophilicity and hydrophobicity change depending on temperature and pH. An impregnation apparatus for impregnation and a cell recovery apparatus for recovering cells adsorbed on the separation / recovery membrane are provided, and the separation / recovery membrane is brought into contact with a liquid to be treated containing the cells by the impregnation device to adsorb the cells to the cell binding site. Separation / recovery membrane contact step, separation / recovery membrane contact step, pH / temperature change step for changing the pH and temperature of the separation / recovery membrane, and separation in which pH and temperature are changed in the pH / temperature change step Times The membrane treatment was supplied to the surface of the membrane, the supplied film processing liquid collected by cell harvester and constitutes a target cell collection step of collecting the cells adsorbed to the cell binding domain, a separation recovery method comprising.

本発明によれば、迅速な細胞の剥離を行うことが可能となり、培養細胞の品質向上とコンタミネーションのリスク低減、および作業者の負荷低減を行うことができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to exfoliate a cell rapidly, and can improve the quality of a cultured cell, the risk of contamination reduction, and a worker's load reduction.

本発明、実施例1に係る分離回収膜の基本構成を示す図である。It is a figure which shows the basic composition of the separation-and-recovery membrane which concerns on this invention and Example 1. FIG. 本発明のpH・温度応答性ポリマを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the pH and temperature-responsive polymer of this invention. 本発明の細胞培養容器の作用を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect | action of the cell culture container of this invention. 本発明、実施例1の分離回収膜の作用を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect | action of the separation-recovery membrane of this invention and Example 1. FIG. 実施例1に係る、分離回収膜の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the separation collection membrane based on Example 1. FIG. 実施例1に係る、培養シートの上面図である。1 is a top view of a culture sheet according to Example 1. FIG. 実施例1に係る、培養シートの断面図である。1 is a cross-sectional view of a culture sheet according to Example 1. FIG. 実施例2に係る、細胞培養装置の一構成を示すブロック図である。6 is a block diagram showing one configuration of a cell culture device according to Example 2. FIG. MEF細胞をpH、温度を変えて培養した際の細胞の付着状態を示す図である。It is a figure which shows the adhesion state of the cell at the time of culture | cultivating a MEF cell by changing pH and temperature. 温度を変えてiPS細胞を培養した際の細胞の付着状態を示す図である。It is a figure which shows the adhesion state of the cell at the time of changing temperature and culture | cultivating an iPS cell. iPS細胞をpH、温度を変えて培養した際の細胞の付着状態を示す図である。It is a figure which shows the attachment state of the cell at the time of cultivating iPS cell changing pH and temperature.

本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明の分離回収膜を用いた細胞培養容器は、特に接着系細胞の培養に有効であるが、接着系培養としては、主に臓器由来実質細胞(代表的な細胞HeLa・Vero)などの上皮細胞様、主に間質系の細胞(代表的な細胞WI38・C3H/10 1/2 clone8)などの線維芽細胞様、その他、神経細胞のように細胞質突起を伸展するものやマクロファージのようにアメーバ様形態を示すものなどがある。なお、接着系細胞以外の細胞としては、浮遊系細胞があり、例えば、主に血液臓器由来で培養容器壁に接着しない細胞(代表的な細胞HL60)などの血球系細胞、その他、腫瘍組織由来の接着能をもたない細胞(代表的な細胞FM3A)がある。   Embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The cell culture container using the separation and recovery membrane of the present invention is particularly effective for culturing adherent cells. As the adherent culture, epithelium such as organ-derived parenchymal cells (typical cells HeLa and Vero) is mainly used. Cell-like, mainly fibroblasts such as stromal cells (typical cells WI38 / C3H / 10 1/2 clone8), and others that extend cytoplasmic processes like neurons and macrophages There are things that show amoeba-like morphology. In addition, as cells other than adhesion-type cells, there are suspension-type cells, for example, blood cell-type cells such as cells that are mainly derived from blood organs and do not adhere to the culture vessel wall (typical cell HL60), and other tumor tissue-derived cells. Some cells do not have the ability to adhere to (typical cell FM3A).

本発明を実施するための形態として、培養した目的細胞を分離するのを容易にするため、その培養表面を温度応答部位とpH応答部位を併せ持つpH・温度応答性ポリマを含む薄膜で覆った細胞培養容器がある。図1に本発明の細胞培養容器、並びにその表面に被覆する分離回収膜の基本構造を示す。本発明に係る分離回収膜10は、支持体1と、支持体1上に被覆された、pH応答部位と温度応答部位、更には細胞結合部位で構成されるpH・温度応答性ポリマなどを含む薄膜2で構成される。なお、本発明の分離回収膜を細胞培養容器に用いる場合、細胞培養容器自身が支持体1であっても良い。その場合は、図1は、その表面がpH・温度応答性ポリマなどを含む薄膜2で覆われた細胞培養容器の一部分を示している。   As a form for carrying out the present invention, in order to facilitate the isolation of cultured target cells, the cell surface is covered with a thin film containing a pH / temperature-responsive polymer having both a temperature-responsive site and a pH-responsive site. There is a culture vessel. FIG. 1 shows the basic structure of the cell culture vessel of the present invention and the separation / recovery membrane coated on the surface thereof. The separation / recovery membrane 10 according to the present invention includes a support 1 and a pH / temperature-responsive polymer composed of a pH-responsive part and a temperature-responsive part, and further a cell-binding part, which are coated on the support 1. The thin film 2 is used. When the separation and recovery membrane of the present invention is used for a cell culture container, the cell culture container itself may be the support 1. In that case, FIG. 1 shows a part of a cell culture vessel whose surface is covered with a thin film 2 containing a pH / temperature-responsive polymer or the like.

図2の(a)は、本発明に用いるpH・温度応答性ポリマの合成法を模式的に示した図である。同図に示すうように、pH・温度応答性ポリマは、細胞結合部位を含んでいる。温度応答部位の原料は、所定温度より高い温度で疎水性を示し、該所定温度より低い温度で親水性を示すポリマであり、pH応答部位の原料は所定pHより高いpHで疎水性を示し、該所定pHより低いpHで親水性を示すポリマである。これら温度応答部位と、pH応答部位と、目的の細胞と結合するゼラチンなどの接着因子である細胞結合部位を合成することにより、pH・温度応答性ポリマ3を得ることができる。   FIG. 2A is a diagram schematically showing a method for synthesizing a pH / temperature-responsive polymer used in the present invention. As shown in the figure, the pH / temperature-responsive polymer contains a cell binding site. The temperature-responsive site material is a polymer that exhibits hydrophobicity at a temperature higher than a predetermined temperature and is hydrophilic at a temperature lower than the predetermined temperature, and the pH-responsive site material exhibits hydrophobicity at a pH higher than a predetermined pH, A polymer having hydrophilicity at a pH lower than the predetermined pH. By synthesizing these temperature-responsive sites, pH-responsive sites, and cell-binding sites that are adhesion factors such as gelatin that bind to the target cells, pH / temperature-responsive polymer 3 can be obtained.

ここで疎水性とは、水に対する親和性が低い、すなわち水に溶解しにくい、あるいは水と混ざりにくい物質または分子またはそれらの一部分の性質のことであり、逆に、親水性とは、水に対する親和性が高い性質のことである。親水性と疎水性の判断として、水に対する溶解度を求めるものや、電離度の指標である酸解離定数を求めるもの、また、分配係数、つまりその物質を水と相分離する有機溶媒(一般にn-オクタノール)に溶解して水と混ぜ合わせ、平衡に達したときの双方での濃度の比(有機溶媒中の濃度÷水中の濃度)を求めるものがある。その他、ポリマを材料表面にコーティングし、その上から水滴を落として、その接触角を測ることで疎水性か親水性を定量的に測ることができる。   Hydrophobic herein refers to a property of a substance or molecule or a part thereof that has a low affinity for water, i.e., is difficult to dissolve in water or miscible with water, and conversely, hydrophilicity refers to water. It is a property with high affinity. The determination of hydrophilicity and hydrophobicity includes determination of solubility in water, determination of acid dissociation constant, which is an indicator of ionization degree, and partition coefficient, that is, an organic solvent that generally phase-separates the substance from water (generally n- There is one that obtains the ratio of the concentration (concentration in organic solvent ÷ concentration in water) when it is dissolved in octanol and mixed with water and equilibrium is reached. In addition, it is possible to quantitatively measure hydrophobicity or hydrophilicity by coating a polymer on the surface of the material, dropping water droplets on the surface, and measuring the contact angle.

本発明に係る分離回収膜では、温度およびpHにより構造変化を起こせばよいので、上記の何れかの測定方法により、測定値が測定誤差以上に変化すればよい。本発明に係る分離回収膜では、温度応答部位に加え、pH応答部位を合わせ持つ構造を有するため、短時間で構造変化が起こり、細胞を迅速に剥離することを可能とする。   In the separation / recovery membrane according to the present invention, it is only necessary to cause a structural change depending on the temperature and pH. Therefore, the measured value may be changed more than the measurement error by any of the measurement methods described above. Since the separation / recovery membrane according to the present invention has a structure having a pH response site in addition to a temperature response site, a structural change occurs in a short time and cells can be rapidly detached.

pH・温度応答性ポリマの温度応答部位としては、ポリプロピレングリコール,ε−ポリリジン吉草酸アミド、ε−ポリリジン酪酸アミド、N−ヒドロキシペンチルε−ポリリジン、N−ヒドロキシブチルε−ポリリジン、ポリエチレングリコール、ポリ−N−イソプロピルアクリルアミド、ポリ−N,N−ジエチルアクリルアミド、ポリビニルカプロラクタム、ポリビニルメチルエーテル、ポリメタクリル酸エステルが挙げられる。また、pH・温度応答性ポリマのpH応答部位としては、アミン、イミン、ホスファゼン、グアニジン、含窒素ヘテロ芳香族化合物、カルボン酸、フェノール性ヒドロキシル基、ホウ酸、スルホン酸、ホスホン酸、ホスフィン酸が挙げられる。図2の(b)に、pH応答部位と温度応答部位を併せ持つ材料の一例を模式的に示した。   As the temperature response site of pH / temperature-responsive polymer, polypropylene glycol, ε-polylysine valeric acid amide, ε-polylysine butyric acid amide, N-hydroxypentyl ε-polylysine, N-hydroxybutyl ε-polylysine, polyethylene glycol, poly- Examples thereof include N-isopropylacrylamide, poly-N, N-diethylacrylamide, polyvinyl caprolactam, polyvinyl methyl ether, and polymethacrylate. In addition, pH, temperature responsive polymer pH responsive sites include amine, imine, phosphazene, guanidine, nitrogen-containing heteroaromatic compounds, carboxylic acid, phenolic hydroxyl group, boric acid, sulfonic acid, phosphonic acid, phosphinic acid. Can be mentioned. FIG. 2B schematically shows an example of a material having both a pH response site and a temperature response site.

続いて、図3を用いて、本発明に係る分離回収膜2を備えた細胞培養容器の作用を、iPS細胞培養を例として説明する。図3の(a)の左側に示すように、細胞培養容器などの支持体1上にpH・温度応答性ポリマ3を含む薄膜2が形成され、その細胞結合部位にフィーダー細胞4、iPS細胞5が結合している。細胞の細胞膜には、様々な種類の膜タンパクが発現している。この膜タンパクを介して細胞は細胞培養容器の培養面に接着することができる。細胞を増殖させる条件(例えば37℃)では膜タンパクと薄膜2の細胞結合部位が結合することで、細胞は支持体1である不織布などの細胞培養容器面上に結合し、その上で増殖できる。   Subsequently, the operation of the cell culture vessel provided with the separation and recovery membrane 2 according to the present invention will be described using iPS cell culture as an example with reference to FIG. As shown on the left side of FIG. 3 (a), a thin film 2 containing a pH / temperature-responsive polymer 3 is formed on a support 1 such as a cell culture container, and feeder cells 4 and iPS cells 5 are formed at the cell binding sites. Are joined. Various types of membrane proteins are expressed in the cell membrane of cells. The cells can adhere to the culture surface of the cell culture vessel via this membrane protein. Under cell growth conditions (for example, 37 ° C.), the membrane protein and the cell binding site of the thin film 2 bind to each other, so that the cell binds on the surface of the cell culture vessel such as the nonwoven fabric as the support 1 and can grow on it. .

継代などで細胞を培養面から剥離する際は、培養温度を下げることで、図3の(a)の右側に示すように、細胞の膜タンパクとpH・温度応答性ポリマ3を含む薄膜2の細胞結合部位の結合は解消され、iPS細胞5、フィーダー細胞4が培養液中に浮遊する。なお、図3の(a)では、pH応答部位と温度応答部位、細胞結合部位が全て結合したpH・温度応答性ポリマを含む薄膜2の構造を示しているが、図3の(b)に示すように、pH応答部位並びに温度応答部位からなるpH・温度応答性ポリマと、細胞結合部位が独立している構成のpH・温度応答性ポリマを含む薄膜6であっても同様な効果を得ることができる。   When the cells are detached from the culture surface by passage or the like, the thin film 2 containing the cell membrane protein and the pH / temperature-responsive polymer 3 as shown on the right side of FIG. The binding at the cell binding site is eliminated, and the iPS cells 5 and the feeder cells 4 float in the culture medium. 3 (a) shows the structure of the thin film 2 containing the pH / temperature-responsive polymer in which the pH response site, the temperature response site, and the cell binding site are all bonded. FIG. As shown, the same effect can be obtained even with the thin film 6 including a pH / temperature-responsive polymer composed of a pH-responsive site and a temperature-responsive site and a pH / temperature-responsive polymer having a structure in which the cell binding sites are independent. be able to.

以上説明したように、本発明の分離回収膜を用いた培養容器では、その表面に温度応答部位に加え、pH応答部位を合わせ持つ構造とすることにより、短時間で構造変化が起こり、培養した細胞を迅速に剥離できる。続いて、本発明における細胞培養容器の分離回収膜の構成要素である支持体と、pH・温度応答性ポリマなどの疎水性高分子部位等を含む薄膜の各要素について説明する。   As described above, in the culture vessel using the separation and recovery membrane of the present invention, a structure change occurs in a short time by adopting a structure having a pH response site in addition to a temperature response site on its surface. Cells can be detached quickly. Next, each element of a thin film including a support, which is a constituent element of the separation / recovery membrane of the cell culture container in the present invention, and a hydrophobic polymer site such as pH / temperature-responsive polymer will be described.

<支持体>
分離回収膜に備えられる支持体1は、pH・温度応答性ポリマ3などの疎水性高分子部位等を固定するものである。このような支持体1はどのようなものであってもよいが、特に、pH・温度応答性ポリマ3などの疎水性高分子部位等を化学的に固定できるものであることが好ましい。具体的には、支持体は、不繊布、高分子材料及びガラス材料の少なくとも一方を含んで構成されていることが好ましい。このような材料を用いることで、pH・温度応答性ポリマなどのpH・温度応答性高分子部位等を固定するための表面処理が特に容易であり、また、表面処理のために加圧したときの耐久性に優れるという利点がある。
<Support>
The support 1 provided in the separation / recovery membrane fixes a hydrophobic polymer portion such as a pH / temperature-responsive polymer 3. The support 1 may be of any type, but in particular, it is preferable that the hydrophobic polymer portion such as the pH / temperature-responsive polymer 3 can be chemically fixed. Specifically, the support is preferably configured to include at least one of a non-woven cloth, a polymer material, and a glass material. By using such a material, surface treatment for fixing pH / temperature-responsive polymer sites such as pH / temperature-responsive polymer is particularly easy, and when pressure is applied for surface treatment There is an advantage of excellent durability.

高分子材料としては、例えばポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、表面修飾アガロースゲル等が挙げられる。ただし、支持体1は、pH・温度応答性高分子部位等を固定可能であればこれらの材料により構成されている必要は無く、例えば金属の単体、金属酸化物等の金属材料を用いることができる。支持体表面の形状は、pH・温度応答性高分子部位等を固定可能であればどのようになっていてもよいが、例えば平坦形状にすることができ、他にも、支持体表面の形状は、ピラー構造や球状構造、多孔形状等とすることもできる。   Examples of the polymer material include polystyrene, polymethyl methacrylate, surface-modified agarose gel, and the like. However, the support 1 does not need to be composed of these materials as long as the pH / temperature-responsive polymer portion can be fixed. For example, a metal material such as a simple metal or a metal oxide may be used. it can. The shape of the support surface may be any shape as long as the pH / temperature-responsive polymer portion can be fixed. For example, the shape of the support surface can be flat. May have a pillar structure, a spherical structure, a porous shape, or the like.

<薄膜>
薄膜2は、pH・温度応答性高分子部位からなる疎水性高分子部位と細胞結合部位、更に好適には親水性部位からなり、上述した支持体1に固定される。この薄膜は、pH・温度応答性細胞吸脱着ポリマと呼ぶことができる。
<Thin film>
The thin film 2 is composed of a hydrophobic polymer portion composed of a pH / temperature-responsive polymer portion, a cell binding portion, more preferably a hydrophilic portion, and is fixed to the support 1 described above. This thin film can be referred to as a pH / temperature-responsive cell adsorption / desorption polymer.

(疎水性高分子部位)
疎水性高分子部位は、上述したpH・温度応答性ポリマからなる。支持体1に固定される疎水性高分子部位は、上述の通りpH並びに温度により構造が変化するものである。このような構造変化により、疎水性高分子部位に結合された細胞結合部位を後記する親水性部位の中に埋没させることができ、分離回収膜から標的細胞を脱離させ易くなる。疎水性高分子部位の具体的な構造は、先にその一例を示した通りであり、pHと温度により構造が変化すれば、特に制限されない。ただし、疎水性高分子部位は、少なくとも一部に螺旋構造を有していることが好ましい。このような構造を有する疎水性高分子部位とすることにより、pH並びに温度によって当該螺旋構造を掌る水素結合を切断させることができ、構造変化を生じ易くすることができる。
(Hydrophobic polymer part)
The hydrophobic polymer portion is composed of the above-described pH / temperature-responsive polymer. As described above, the structure of the hydrophobic polymer site fixed to the support 1 changes depending on pH and temperature. By such a structural change, the cell binding site bound to the hydrophobic polymer site can be buried in the hydrophilic site described later, and the target cells can be easily detached from the separation / recovery membrane. The specific structure of the hydrophobic polymer portion is as shown in the example above, and is not particularly limited as long as the structure changes depending on pH and temperature. However, the hydrophobic polymer portion preferably has a helical structure at least in part. By using a hydrophobic polymer site having such a structure, the hydrogen bond that controls the helical structure can be cleaved by pH and temperature, and the structure can be easily changed.

また、疎水性高分子部位は、どのような方法で支持体1に固定されていてもよい。例えば、化学的な結合(共有結合等)や物理的な吸着(抗原抗体反応を用いた吸着等)等の方法が挙げられる。   Further, the hydrophobic polymer portion may be fixed to the support 1 by any method. For example, methods such as chemical bonding (covalent bonding, etc.) and physical adsorption (adsorption using antigen-antibody reaction, etc.) can be mentioned.

疎水性高分子部位の好適な具体例としては、ポリアミノ酸を含むものである。ポリアミノ酸はアミノ酸が二つ以上重合してなるものである。このとき、アミノ酸は、通常は直鎖状に重合することになる。ポリアミノ酸は、分子内で水素結合が生じることにより、螺旋構造を有している。従って、ポリアミノ酸を用いることにより、前記の構造変化を生じさせ易くなるという利点がある。また、ポリアミノ酸は通常直鎖状であるため、高分子部位の配向を制御し易くなる。そのため、支持体上での所望の位置への疎水性部位の固定が容易になる。さらには、後記する細胞結合部位を高分子部位に結合させ易くなるという利点もある。   Preferable specific examples of the hydrophobic polymer site include polyamino acids. A polyamino acid is formed by polymerizing two or more amino acids. At this time, the amino acid is usually polymerized in a straight chain. Polyamino acids have a helical structure due to the occurrence of hydrogen bonds within the molecule. Therefore, the use of a polyamino acid has an advantage that the structural change is easily caused. In addition, since polyamino acids are usually linear, it is easy to control the orientation of the polymer sites. Therefore, the hydrophobic part can be easily fixed at a desired position on the support. Furthermore, there is an advantage that it becomes easy to bind a cell binding site described later to a polymer site.

ポリアミノ酸は、一種のみのアミノ酸により構成されてもよく(単独重合)、二種以上のアミノ酸が任意の比率及び組み合わせにより構成されてもよい(共重合)。ポリアミノ酸を構成するアミノ酸としては、特に制限されないが、例えば、グルタミン酸、アスパラギン酸、アスパラギン、リジン、グルタミン、システイン、アラニン、ロイシン等が挙げられる。なお、ポリアミノ酸の数平均分子量は特に制限されないが、通常は5kD a以上、好ましくは10kDa以上、より好ましくは50kDa以上である。この範囲とすることで、ポリアミノ酸を支持体により固定し易くなる。   The polyamino acid may be composed of only one amino acid (homopolymerization), or two or more amino acids may be composed of any ratio and combination (copolymerization). The amino acid constituting the polyamino acid is not particularly limited, and examples thereof include glutamic acid, aspartic acid, asparagine, lysine, glutamine, cysteine, alanine, leucine and the like. The number average molecular weight of the polyamino acid is not particularly limited, but is usually 5 kDa or more, preferably 10 kDa or more, more preferably 50 kDa or more. By setting it as this range, it becomes easy to fix the polyamino acid by the support.

(細胞結合部位)
細胞結合部位は、標的細胞を含む被処理液に接触させたときに標的細胞に吸着可能なものである。従って、細胞結合部位は、分離回収の対象となる標的細胞に応じて適宜決定して用いればよい。例えば、ゼラチンはフィーダー細胞を培養容器に固定するための細胞結合物質として一般に使われている。
(Cell binding site)
The cell binding site can be adsorbed to the target cell when brought into contact with the liquid to be treated containing the target cell. Therefore, the cell binding site may be appropriately determined and used according to the target cell to be separated and collected. For example, gelatin is commonly used as a cell binding substance for fixing feeder cells to a culture vessel.

また、細胞結合部位は、好適には疎水性高分子部位に結合している。細胞結合部位と疎水性高分子部位とは直接結合していてもよいが、リンカーを介して結合していることが好ましい。リンカーを介して細胞結合部位を疎水性高分子部位に結合させることにより、より確実に、細胞結合部位が分離回収膜表面から外側に向かって突出した形態、即ち外表面に露出した形とすることができる。これにより、標的細胞を含む被処理液に分離回収膜を接触させたときに、細胞結合部位を標的細胞にいっそう特異的に吸着させ易くすることができる。   The cell binding site is preferably bound to a hydrophobic polymer site. The cell binding site and the hydrophobic polymer site may be directly bonded, but are preferably bonded via a linker. By binding the cell binding site to the hydrophobic polymer site via a linker, the cell binding site is more reliably projected outward from the surface of the separation and recovery membrane, that is, exposed to the outer surface. Can do. As a result, when the separation / recovery membrane is brought into contact with the liquid to be treated containing the target cell, the cell binding site can be more easily adsorbed to the target cell.

リンカーとしては、ビオチン−アビジンであることが好ましい。ビオチン−アビジンを用いることにより、細胞結合部位と疎水性高分子部位とをより容易に結合することができる。具体的には、細胞結合部位をビオチン化するとともに高分子部位をビオチン化することで、アビジンを介して、細胞結合部位と高分子とを容易に結合することができる。   The linker is preferably biotin-avidin. By using biotin-avidin, the cell binding site and the hydrophobic polymer site can be bound more easily. Specifically, the cell binding site and the polymer can be easily bound via avidin by biotinylating the cell binding site and biotinylating the polymer site.

疎水性高分子部位における細胞結合部位の具体的な結合位置は特に制限されない。ただし、詳細は後記するが、細胞結合部位をより確実に分離回収膜の外表面に露出させる観点から、高分子部位を構成する高分子の末端に結合されることが好ましい。具体的には、例えば、高分子部位を構成する高分子が直鎖状である場合には直鎖の末端であり、高分子が網目状である場合には網目の末端となる。これらの位置に細胞結合部位を結合させることで、細胞結合部位をより確実に分離回収膜の外表面に露出させることができる。   The specific binding position of the cell binding site in the hydrophobic polymer site is not particularly limited. However, although details will be described later, from the viewpoint of more reliably exposing the cell binding site to the outer surface of the separation and recovery membrane, it is preferable that the cell binding site is bonded to the end of the polymer constituting the polymer site. Specifically, for example, when the polymer constituting the polymer portion is linear, it is a linear end, and when the polymer is network-like, it is a network end. By binding the cell binding site to these positions, the cell binding site can be more reliably exposed to the outer surface of the separation and recovery membrane.

前記のように、細胞結合部位は、分離回収膜の外表面に露出している。そのため、被処理液を分離回収膜に接触させたときに、細胞結合部位に対して特異的に標的細胞を結合させて、回収することができる。細胞結合部位を外表面に露出させる方法は特に制限されず、例えば、前記のように、前記のリンカーを介して細胞結合部位を疎水性高分子部位に吸着させることで、細胞結合部位を外表面に露出させることができる。また、細胞結合部位以外の部分の位置(高さ)が、細胞結合部位の部分の位置(高さ)よりも相対的に低くすることで、リンカーを介さなくても、外表面に露出させることができる。なお、外表面に露出させるためのこれらの方法は一例であり、細胞結合部位が分離回収膜の外表面に露出していれば、どのような方法を用いてもよく、どのような形態になっていてもよい。   As described above, the cell binding site is exposed on the outer surface of the separation and recovery membrane. Therefore, when the liquid to be treated is brought into contact with the separation and recovery membrane, the target cell can be specifically bound to the cell binding site and recovered. The method for exposing the cell binding site to the outer surface is not particularly limited. For example, as described above, the cell binding site is adsorbed to the hydrophobic polymer site via the linker, so that the cell binding site is exposed to the outer surface. Can be exposed to. In addition, the position (height) of the portion other than the cell binding site is relatively lower than the position (height) of the cell binding site, so that it is exposed to the outer surface without using a linker. Can do. These methods for exposing to the outer surface are only examples, and any method may be used as long as the cell binding site is exposed to the outer surface of the separation / recovery membrane. It may be.

これらの説明のように、細胞結合部位が外表面に露出しつつ、細胞結合部位を高分子部位に結合させることで、分離回収膜表面の非特異的な吸着部分を低減することができる。即ち、細胞結合部位が、高分子部位を覆うように配置されることになるので、高分子部位に由来する非特異的な吸着部分の面積を減少させることができるようになる。   As described above, the non-specific adsorption portion on the surface of the separation / recovery membrane can be reduced by binding the cell binding site to the polymer site while the cell binding site is exposed on the outer surface. That is, since the cell binding site is arranged so as to cover the polymer site, the area of the non-specific adsorption portion derived from the polymer site can be reduced.

一般に 細胞は疎水性の部分に非特異的な吸着を生じやすいため、分離回収膜表面に疎水性の部分が存在すると、当該疎水性の部分に標的細胞以外の細胞が非特異的に吸着し易い。しかし、本実施形態においては、細胞結合部位が外表面に露出しつつ、高分子部位に結合させているため、細胞結合部位により標的細胞を特異的に吸着させることができる。しかも、前記のように、疎水性の部分の面積が低減されているため、標的細胞以外の細胞の分離回収膜への非特異的な吸着を抑制することもできる。   In general, cells tend to cause non-specific adsorption to hydrophobic parts, so if there is a hydrophobic part on the surface of the separation and recovery membrane, cells other than target cells tend to non-specifically adsorb to the hydrophobic part. . However, in this embodiment, since the cell binding site is exposed to the outer surface and bound to the polymer site, the target cell can be specifically adsorbed by the cell binding site. Moreover, since the area of the hydrophobic portion is reduced as described above, nonspecific adsorption of cells other than the target cells to the separation and recovery membrane can be suppressed.

(親水性部位)
親水性部位は、分離回収膜の外表面に露出し、標的細胞を含む被処理液に接触(例えば含浸)させたときに、前記被処理液が接触する部位である。疎水性高分子部位及び細胞結合部位以外の部位に、外表面に露出するように親水性部位が設けられることで、疎水性である細胞の非特異的な吸着をよりいっそう抑制することができる。
(Hydrophilic site)
The hydrophilic portion is a portion that is exposed on the outer surface of the separation / recovery membrane and contacts the liquid to be processed when it is contacted (for example, impregnated) with the liquid to be processed containing target cells. By providing a hydrophilic site so as to be exposed on the outer surface in a site other than the hydrophobic polymer site and the cell binding site, nonspecific adsorption of hydrophobic cells can be further suppressed.

このような親水性部位としては、例えば親水性官能基、具体的には、ヒドロキシル基やカルボキシル基等を有しているものが挙げられる。親水性部位のより具体的な例としては、エチレングリコールやその重合体(ポリエチレングリコール)、リン脂質構造を有する分子、リン酸やその重合体(ポリリン酸)等が挙げられる。中でも、良好な親水性、及び疎水性高分子部位への結合のし易さ等の観点から、親水性部位は、エチレングリコールが2つ以上重合したポリエチレングリコールを含むことが好ましい。   Examples of such a hydrophilic site include those having a hydrophilic functional group, specifically, a hydroxyl group, a carboxyl group, or the like. More specific examples of the hydrophilic portion include ethylene glycol and its polymer (polyethylene glycol), molecules having a phospholipid structure, phosphoric acid and its polymer (polyphosphoric acid), and the like. Among these, from the viewpoint of good hydrophilicity and ease of binding to a hydrophobic polymer site, the hydrophilic site preferably contains polyethylene glycol obtained by polymerizing two or more ethylene glycols.

また、親水性部位は、前記の疎水性高分子部位と独立して設けられていてもよいが、疎水性部位の構造変化をいっそう促す観点から、親水性部位は、疎水性高分子部位に結合していることが好ましい。即ち、親水性部位は、前記の疎水性高分子部位と一体になっていることが好ましい。親水性部位が疎水性高分子部位に結合していることで、温度変化及びpH変化に伴う疎水性高分子部位の構造変化をいっそう促すことができる。ただし、分離回収膜に備えられる全ての親水性部位が疎水性高分子部位に結合している必要は無く、適宜アルキル基等を結合することで、疎水性高分子部位の温度応答性を制御することができる。   Further, the hydrophilic part may be provided independently of the hydrophobic polymer part, but from the viewpoint of further promoting the structural change of the hydrophobic part, the hydrophilic part is bound to the hydrophobic polymer part. It is preferable. That is, the hydrophilic part is preferably integrated with the hydrophobic polymer part. Since the hydrophilic part is bonded to the hydrophobic polymer part, the structural change of the hydrophobic polymer part accompanying the temperature change and pH change can be further promoted. However, it is not necessary that all the hydrophilic sites provided in the separation and recovery membrane are bonded to the hydrophobic polymer site, and the temperature responsiveness of the hydrophobic polymer site is controlled by appropriately binding an alkyl group or the like. be able to.

親水性部位の疎水性高分子部位への結合位置は特に制限されない。ただし、疎水性高分子部位が直鎖状である場合には、疎水性高分子部位の側鎖に親水性部位が結合していることが好ましい。これにより、分離回収膜において、疎水性高分子部位以外の部位に、親水性部位を容易に配置することができる。そのため、分離回収膜の外表面に、より確実に親水性部位を露出させることができる。   The bonding position of the hydrophilic part to the hydrophobic polymer part is not particularly limited. However, when the hydrophobic polymer moiety is linear, it is preferable that the hydrophilic moiety is bonded to the side chain of the hydrophobic polymer moiety. Thereby, a hydrophilic part can be easily arrange | positioned in parts other than a hydrophobic polymer part in a separation collection membrane. Therefore, the hydrophilic part can be more reliably exposed on the outer surface of the separation / recovery membrane.

前記のように、疎水性高分子部位としてはポリアミノ酸が好ましく、親水性部位としてはポリエチレングリコールを含むことが好ましい。また、親水性部位は、疎水性高分子部位に結合していることが好ましい。これらを満たす疎水性高分子及び親水性部位として好適な材料としては、例えば、以下の式(1)で表される化合物である。   As described above, the hydrophobic polymer moiety is preferably a polyamino acid, and the hydrophilic moiety preferably includes polyethylene glycol. Moreover, it is preferable that the hydrophilic part is bonded to the hydrophobic polymer part. Examples of suitable materials for the hydrophobic polymer and the hydrophilic portion satisfying these are compounds represented by the following formula (1).

Figure 2018153097
Figure 2018153097

式(1)中、n及びxは、それぞれ独立した、2以上の整数である。
In formula (1), n and x are each independently an integer of 2 or more.

次に、実施例1として分離回収膜、及び細胞培養容器の実施例の構成、作用を説明する。すなわち、本実施例は、温度応答部位とpH応答部位を持ち、温度とpHにより親水性、疎水性が変化するpH・温度応答性ポリマを含む薄膜を支持体に被覆した分離回収膜、並びにそれを用いた細胞培養容器の実施例である。   Next, the configuration and operation of the separation / recovery membrane and the cell culture container according to the first embodiment will be described. That is, in this example, a separation / recovery membrane in which a support is coated with a thin film containing a pH / temperature-responsive polymer having a temperature-responsive site and a pH-responsive site, and the hydrophilicity and hydrophobicity change depending on the temperature and pH, and It is an Example of the cell culture container using this.

図1は、実施例1の分離回収膜の斜視図である。分離回収膜10は、マクロの視点で観察すると、支持体1の表面にpH・温度応答性ポリマを含む薄膜2が形成されている。上述した通り、細胞培養容器自身が支持体1であって良い。薄膜2には、先の原理で説明したpH・温度応答性高分子部位からなる疎水性高分子部位や細胞結合部位、及び親水性部位が含まれている。   1 is a perspective view of a separation and recovery membrane of Example 1. FIG. When the separation / recovery membrane 10 is observed from a macro viewpoint, a thin film 2 containing a pH / temperature-responsive polymer is formed on the surface of the support 1. As described above, the cell culture container itself may be the support 1. The thin film 2 includes a hydrophobic polymer portion, a cell binding portion, and a hydrophilic portion that are composed of the pH / temperature-responsive polymer portion described in the previous principle.

図4は、実施例1の分離回収膜10の作用を説明するための図であり、同図の(a)は加熱前で、且つ高pHの状態、同図の(b)は加熱後で低pHの状態の分離回収膜10を示す図である。本実施例では、分離回収膜10を加熱及び低pHとすることで、疎水性高分子部位の構造が変化、破壊されるようになっている。図4の(a)に示すように、本実施形態においては、薄膜2には、温度とpHで構造が変化する螺旋状の疎水性高分子部位2aと、疎水性高分子部位2aに結合した細胞結合部位2bと、疎水性高分子部位2aに結合した親水性部位2cとが含まれている。同図に示した3つの疎水性高分子部位2a各々には、それぞれ、細胞結合部位2bが結合されている。また、支持体1の表面において、疎水性高分子部位2aと親水性部位2cとが交互に配置されている。即ち、支持体1の表面は、細胞結合部位2bで覆われた疎水性高分子部位2aの部分以外は、親水性部位2cにより覆われていることになる。そして、細胞結合部位2bの位置が、支持体1に対して、親水性部位2cの位置よりも相対的に高い位置になっている。   FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the separation and recovery membrane 10 of Example 1. FIG. 4A shows a state before heating and a high pH, and FIG. 4B shows a state after heating. It is a figure which shows the separation collection membrane 10 of the state of low pH. In the present embodiment, the structure of the hydrophobic polymer portion is changed or destroyed by heating the separation and recovery membrane 10 to a low pH. As shown in FIG. 4 (a), in the present embodiment, the thin film 2 is bonded to a helical hydrophobic polymer portion 2a whose structure changes with temperature and pH, and to the hydrophobic polymer portion 2a. A cell binding site 2b and a hydrophilic site 2c bonded to the hydrophobic polymer site 2a are included. A cell binding site 2b is bonded to each of the three hydrophobic polymer sites 2a shown in FIG. Further, on the surface of the support 1, hydrophobic polymer portions 2 a and hydrophilic portions 2 c are alternately arranged. That is, the surface of the support 1 is covered with the hydrophilic portion 2c except for the portion of the hydrophobic polymer portion 2a covered with the cell binding portion 2b. The position of the cell binding site 2 b is relatively higher than the position of the hydrophilic site 2 c with respect to the support 1.

そして、本実施例の分離回収膜10においては、同図の(a)に示すように、細胞結合部位2bに標的細胞20が吸着した後、分離回収膜10を加熱及び低pHとすることにより疎水性高分子部位2aの構造が変化し、同図の(b)に示すように、細胞結合部位2bに吸着した標的細胞20が脱離するようになっている。なお、図示の例では、便宜上、一つの細胞結合部位2bに一つの標的細胞20を吸着させているが、二つ以上の標的細胞部位2bに一つの標的細胞20が吸着されるようにしてもよい。   Then, in the separation / recovery membrane 10 of this example, as shown in (a) of the figure, after the target cells 20 are adsorbed to the cell binding site 2b, the separation / recovery membrane 10 is heated to a low pH. The structure of the hydrophobic polymer site 2a changes, and the target cells 20 adsorbed on the cell binding site 2b are detached as shown in FIG. In the illustrated example, for convenience, one target cell 20 is adsorbed to one cell binding site 2b. However, one target cell 20 may be adsorbed to two or more target cell sites 2b. Good.

本実施例の構成において、 図4の(a)の状態から(b)の状態に変化するときの作用について説明する。高pHで加熱前の疎水性高分子部位2aにおいては、螺旋構造が維持されている。また、細胞結合部位2bには、標的細胞20が吸着している。そして、この状態で分離回収膜10を加熱且つ低pHにすると、熱エネルギにより疎水性高分子部位2aの螺旋構造が破壊されランダム構造に変化し、外表面に露出していた細胞結合部位2bが、親水性部位2cの中に埋没する。これにより、細胞結合部位2bと標的細胞20の吸着が、同図の(b)に示すように、ランダム構造に変化した疎水性高分子部位2aの立体障害により、遮断されることになる。さらに、細胞結合部位2bが親水性部位2cの中に埋没すると、親水性部位2cで覆われた支持体1上に、標的細胞20が載置されている状態になる。そうすると、疎水性である標的細胞20は、親水性部位2cから容易に回収可能な状態になる。   In the configuration of the present embodiment, an operation when the state of FIG. 4A changes to the state of FIG. 4B will be described. The helical structure is maintained in the hydrophobic polymer part 2a before heating at a high pH. Further, the target cell 20 is adsorbed to the cell binding site 2b. When the separation / recovery membrane 10 is heated to a low pH in this state, the helical structure of the hydrophobic polymer portion 2a is destroyed and changed to a random structure by the heat energy, and the cell binding portion 2b exposed on the outer surface is changed. Embedded in the hydrophilic part 2c. As a result, the adsorption of the cell binding site 2b and the target cell 20 is blocked by the steric hindrance of the hydrophobic polymer site 2a changed to a random structure, as shown in FIG. Furthermore, when the cell binding site 2b is buried in the hydrophilic site 2c, the target cell 20 is placed on the support 1 covered with the hydrophilic site 2c. If it does so, the target cell 20 which is hydrophobic will be in the state which can be collect | recovered easily from the hydrophilic region 2c.

図4の(a)の状態から(b)の状態に変化する温度としては、例えば疎水性高分子部位2aの構造により制御が可能である。例えば、疎水性高分子部位2aが長い螺旋構造を有している場合、水素結合の数も多くなるため、それらを切断して構造を変化させるために必要な熱エネルギも大きくなる。そのため、構造変化をさせるための温度も高くなる傾向となる。一方で、含まれる螺旋構造が短い場合には、水素結合の数も少ない。そのため、構造変化をさせるための温度は低くなる傾向となる。さらには、疎水性高分子部位2aに親水性部位2cが結合している場合には、親水性部位2cの構造によっても制御が可能である。   The temperature at which the state shown in FIG. 4A changes to the state shown in FIG. 4B can be controlled by, for example, the structure of the hydrophobic polymer portion 2a. For example, when the hydrophobic polymer portion 2a has a long helical structure, the number of hydrogen bonds increases, so that the thermal energy required to change the structure by cutting them is also increased. Therefore, the temperature for changing the structure also tends to increase. On the other hand, when the included helical structure is short, the number of hydrogen bonds is also small. Therefore, the temperature for changing the structure tends to be low. Furthermore, when the hydrophilic part 2c has couple | bonded with the hydrophobic polymer part 2a, it is controllable also by the structure of the hydrophilic part 2c.

なお、上記のpH・温度応答性ポリマを用いた分離回収膜の実施例1の説明では、所定の温度以上、且つpH以下で螺旋構造がランダム構造に変化する構造したが、所定の温度以下または所定のpH以上ではランダム構造であるが、所定の温度以上では螺旋構造になるようにしてもよい。この場合には冷却且つ高pH、もしくは冷却且つ低pHにより構造変化が生じ、標的細胞20が回収可能な状態になる。また、所定の温度以上且つpH以上で螺旋構造がランダム構造に変化する構造になるようにしてもよい。   In the description of the first embodiment of the separation and recovery membrane using the pH / temperature-responsive polymer, the spiral structure changes to a random structure at a predetermined temperature or higher and lower than or equal to pH. The structure is a random structure above a predetermined pH, but may be a spiral structure above a predetermined temperature. In this case, structural changes occur due to cooling and high pH, or cooling and low pH, and the target cells 20 can be recovered. Further, the spiral structure may be changed to a random structure at a predetermined temperature or higher and pH or higher.

なお、本実施例の分離回収膜は、図示の内容や前記の説明の内容に限定されるものではない。例えば、図5の(a)に示すように、全ての疎水性高分子部位2aに細胞結合部位2bが結合している必要はなく、一部の疎水性高分子部位2aにのみ細胞結合部位2bを結合される分離回収膜10Aとしてもよい。このようにすることで、被処理液に含まれる標的細胞の数が少ないときでも、効率よく標的細胞を回収することができる。   In addition, the separation / recovery membrane of the present embodiment is not limited to the illustrated contents and the contents described above. For example, as shown in FIG. 5 (a), it is not necessary that the cell binding sites 2b are bound to all the hydrophobic polymer sites 2a, and the cell binding sites 2b only to some of the hydrophobic polymer sites 2a. The separation / recovery membrane 10A may be combined. By doing in this way, even when the number of target cells contained in the liquid to be treated is small, the target cells can be efficiently collected.

また、図5の(b)に示すように、疎水性高分子部位2aに結合している親水性部位2cに加えて、隣接する親水性部位2c間であって支持体1が露出している部位に、別の親水性部位2dを設けた分離回収膜10Bとしてもよい。このようにすることで、非特異的な吸着をより確実に防止することができる。   Further, as shown in FIG. 5B, in addition to the hydrophilic portion 2c bonded to the hydrophobic polymer portion 2a, the support 1 is exposed between the adjacent hydrophilic portions 2c. The separation / recovery membrane 10B may be provided with another hydrophilic portion 2d at the portion. By doing in this way, nonspecific adsorption | suction can be prevented more reliably.

<分離回収膜の製造方法>
次に、本実施例の分離回収膜の製造方法について説明する。以下に説明する製造方法は、下限臨界溶液温度(LCST)型抗体を1種類用いる場合を記載しているが、LCST型抗体が複数種類を分離回収膜上に固定する場合も同様にして行なうことができる。本実施例の分離回収膜の製造方法は特に制限されないものの、例えば以下の方法により製造することができる。なお、以下の説明では、分離回収膜の製造方法の一例として、pH・温度応答性高分子部位からなる疎水性高分子部位に更に親水性部位が結合した分離回収膜を製造する場合を挙げて、図4の(a)を参照しながら説明する。
<Method for producing separation and recovery membrane>
Next, a method for manufacturing the separation / recovery membrane of this example will be described. The production method described below describes the case where one kind of lower critical solution temperature (LCST) type antibody is used. However, the same procedure should be followed when a plurality of types of LCST type antibodies are immobilized on a separation / recovery membrane. Can do. Although the manufacturing method of the separation / recovery membrane of the present embodiment is not particularly limited, for example, it can be manufactured by the following method. In the following description, as an example of a method for producing a separation / recovery membrane, a case where a separation / recovery membrane in which a hydrophilic part is further bonded to a hydrophobic polymer part composed of a pH / temperature-responsive polymer part is described. This will be described with reference to FIG.

まず、親水性部位2cを結合させた疎水性高分子部位2aを任意の方法で調製し、例えば、スピンコート、ディップ法、気相蒸着法等により、支持体1の表面に固定する。固定の方法としては、可逆反応により疎水性高分子部位2aそのものが脱離しない化学結合が好ましい。具体的には例えば、アミド結合、エステル結合、シラノール結合、マレイミド、チオエステル結合、Diels−Alder反応による化学結合、クリック反応による化学結合、あるいは、用途によっては金−チオール結合、イミン結合等が挙げられる。   First, the hydrophobic polymer part 2a to which the hydrophilic part 2c is bonded is prepared by an arbitrary method, and is fixed to the surface of the support 1 by, for example, spin coating, dip method, vapor deposition method or the like. As a fixing method, a chemical bond in which the hydrophobic polymer portion 2a itself is not eliminated by a reversible reaction is preferable. Specifically, for example, amide bond, ester bond, silanol bond, maleimide, thioester bond, chemical bond by Diels-Alder reaction, chemical bond by click reaction, or gold-thiol bond, imine bond, etc. depending on the application .

ここで、疎水性高分子部位2aの固定に際して、親水性部位2cは支持体1に固定されてもよく、固定されなくてもよい。ただし、疎水性高分子部位2aを支持体1に固定すれば、側鎖に結合した親水性部位2cは、固定せずとも支持体1の表面に十分に配置することができる。その後、固定されなかった疎水性高分子部位2aは、良溶媒により除去される。   Here, when the hydrophobic polymer part 2a is fixed, the hydrophilic part 2c may or may not be fixed to the support 1. However, if the hydrophobic polymer part 2a is fixed to the support 1, the hydrophilic part 2c bonded to the side chain can be sufficiently arranged on the surface of the support 1 without fixing. Thereafter, the hydrophobic polymer portion 2a that has not been fixed is removed with a good solvent.

次いで、固定した疎水性高分子部位2aの末端に、化学結合により、細胞結合部位2bが結合される。このとき、細胞結合部位2bは、必ずしも疎水性高分子部位2aの末端に結合している必要は無い。従って、細胞結合部位2bが、細胞分離膜10の外表面に露出していれば、疎水性高分子部位2a のどの部分に結合していてもよい。このようにすることで、親水性部位2cを表面に露出させた、分離回収膜を製造することができる。   Next, the cell binding site 2b is bonded to the end of the fixed hydrophobic polymer site 2a by chemical bonding. At this time, the cell binding site 2b is not necessarily bound to the end of the hydrophobic polymer site 2a. Therefore, as long as the cell binding site 2b is exposed on the outer surface of the cell separation membrane 10, it may be bound to any part of the hydrophobic polymer site 2a. By doing so, it is possible to manufacture a separation and recovery membrane in which the hydrophilic portion 2c is exposed on the surface.

なお、疎水性高分子部位2aの支持体1への結合は、疎水性高分子部位2 aを必要に応じて溶媒に分散させ、例えばスピンコート、スプレーコート、ディップコート、ロールコート、ビードコート等の各種方法により、支持体1の表面に塗布してもよい。このような方法によっても、支持体1に疎水性高分子部位2aを配置することができる。   The hydrophobic polymer part 2a is bonded to the support 1 by dispersing the hydrophobic polymer part 2a in a solvent as necessary, for example, spin coating, spray coating, dip coating, roll coating, bead coating, etc. You may apply | coat to the surface of the support body 1 by these various methods. Also by such a method, the hydrophobic polymer part 2a can be arranged on the support 1.

<分離回収膜の用途>
次に、本実施例の分離回収膜の具体的な用途について、図面を参照しながら説明する。本実施例の分離回収膜は、培養容器の他、種々の用途に適用可能であるが、例えば、細胞の培養シート等のバイオデバイスや、細胞の培養装置等に好適である。以下、本実施例の分離回収膜の好適な用途として、これら二つを例に挙げて説明する。
<Application of separation and recovery membrane>
Next, specific uses of the separation and recovery membrane of the present embodiment will be described with reference to the drawings. The separation / recovery membrane of the present embodiment can be applied to various uses in addition to the culture vessel, and is suitable for, for example, a biodevice such as a cell culture sheet, a cell culture apparatus, and the like. Hereinafter, these two examples will be described as suitable uses of the separation and recovery membrane of this embodiment.

図6は、本実施例の分離回収膜を用いて構成される培養シート50の上面図である。本実施例の細胞の培養シート50は、分離回収膜10と同様の構成を有するものである。細胞培養シート50は、厚さ0.5μmのポリスチレンを主成分とする支持体1と、この薄膜に立設され、ポリスチレンを主成分とする複数の柱状微細突起2Aとを備えている。突起2Aは円柱状であり、その直径は500nm、高さは1μmである。それぞれの突起2Aは1μmの周期(ピッチ)で配列している。また、本実施例の培養シート50においては、はじめに円柱状に突起2Aが形成されたあと十字形状に突起2Aが除去され、十字形状の隙間51が形成されている。   FIG. 6 is a top view of a culture sheet 50 configured using the separation and recovery membrane of this example. The cell culture sheet 50 of this example has the same configuration as the separation and recovery membrane 10. The cell culture sheet 50 includes a support body 1 having polystyrene having a thickness of 0.5 μm as a main component, and a plurality of columnar fine protrusions 2A that are erected on the thin film and have polystyrene as a main component. The protrusion 2A has a cylindrical shape, and has a diameter of 500 nm and a height of 1 μm. Each protrusion 2A is arranged with a period (pitch) of 1 μm. Further, in the culture sheet 50 of this example, the protrusion 2A is first formed in a columnar shape, and then the protrusion 2A is removed in a cross shape to form a cross-shaped gap 51.

突起2Aは、以下の方法により形成可能である。即ち、まず、ポリスチレンからなる、前記の形状を有する土台部分の突起が、インプリント方法により、支持体1上に形成される。そして、この土台表面が、紫外光/オゾン発生装置を用いて表面酸化処理される。最後に、この表面酸化処理された土台に対して、疎水性高分子部材等を図4の(a)などに示したように結合させることにより、標的細胞を吸着可能な突起2Aを備える培養シート50が得られる。培養シート50は、培養液が入れられたガラスシャーレ等の容器内で培養液に含浸され、培養シート50上で標的細胞20の培養が行われる。   The protrusion 2A can be formed by the following method. That is, first, a base projection having the above-described shape made of polystyrene is formed on the support 1 by an imprint method. The surface of the base is subjected to surface oxidation treatment using an ultraviolet light / ozone generator. Finally, a culture sheet provided with protrusions 2A capable of adsorbing target cells by binding a hydrophobic polymer member or the like to the base subjected to the surface oxidation treatment as shown in FIG. 50 is obtained. The culture sheet 50 is impregnated with the culture solution in a glass petri dish or the like in which the culture solution is placed, and the target cells 20 are cultured on the culture sheet 50.

図7を参照しながら、培養シート50の使用方法、すなわち、具体的な細胞の培養方法について説明する。図7は、本実施例の培養シート50の断面図である。細胞20は、各突起2A表面の細胞結合部位に吸着、固定される。なお、図示の例では、複数の突起2A表面の細胞結合部位に対して、一つの細胞20が吸着している様子を示している。そして、このように細胞20が吸着した状態で培地や栄養素等の培養液を供給することで、細胞20 が培養される。なお、培養可能な細胞20としては特に制限されるものではないが、例えば、皮膚、骨、血液等の細胞(組織)である。   A method for using the culture sheet 50, that is, a specific method for culturing cells will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view of the culture sheet 50 of this example. The cell 20 is adsorbed and fixed to the cell binding site on the surface of each protrusion 2A. In the illustrated example, a state in which one cell 20 is adsorbed to the cell binding sites on the surface of the plurality of protrusions 2A is shown. Then, the cells 20 are cultured by supplying a culture solution such as a medium and nutrients in a state where the cells 20 are adsorbed in this way. In addition, although it does not restrict | limit especially as the cell 20 which can be cultured, For example, they are cells (tissue), such as skin, bone, and blood.

図7に示すように、支持体1と細胞20とは隙間51により離間した状態になっている。そのため、細胞20を培養するための培養液や酸素が、細胞20の上側と下側との双方から供給される。これにより、細胞20は効率よく培養可能である。また、細胞20の培養に伴って排出される老廃物である、例えば二酸化炭素が、細胞20の上側と下側とから効率よく排出される。   As shown in FIG. 7, the support 1 and the cell 20 are separated by a gap 51. Therefore, a culture solution and oxygen for culturing the cell 20 are supplied from both the upper side and the lower side of the cell 20. Thereby, the cell 20 can be cultured efficiently. Further, for example, carbon dioxide, which is a waste product discharged with the culture of the cell 20, is efficiently discharged from the upper side and the lower side of the cell 20.

このような培養シート50を使用することにより、細胞20は、突起2A の上面によってのみ支持されることになる。そのため、従来、ガラスシャーレの底面において培養されていた細胞20の接触面積を低減することができる。従って、細胞20を剥離する際の細胞20への細胞の損傷を大幅に軽減することができる。これにより、細胞20を移植する際の移植部位への定着率を高めることができる。また、図7に示すように、突起2Aにより形成される、細胞20下方の隙間を通して、細胞20全体に培養液が流れやすくなる。その結果、細胞20 への栄養素の供給や細胞20の老廃物の排出を効率よく行うことができ、従来生じていた培養中の細胞20の死滅を抑制することができる。   By using such a culture sheet 50, the cell 20 is supported only by the upper surface of the protrusion 2A. Therefore, the contact area of the cells 20 conventionally cultured on the bottom surface of the glass petri dish can be reduced. Accordingly, it is possible to greatly reduce cell damage to the cells 20 when the cells 20 are peeled off. Thereby, the fixation rate to the transplant site | part at the time of transplanting the cell 20 can be raised. In addition, as shown in FIG. 7, the culture solution can easily flow through the entire cell 20 through the gap below the cell 20 formed by the protrusion 2A. As a result, it is possible to efficiently supply nutrients to the cells 20 and discharge waste products of the cells 20, and to suppress the killing of the cells 20 in the culture that has conventionally occurred.

なお、突起2Aは、高分子材料にプラズマ処理等により親水化処理が施されたものであってもよい。また、高分子材料は、培養する細胞(組織)に対して影響の少ない材料を選択することが好ましく、具体的にはポリスチレンを用いているが、これに限られるものではない。例えば、高分子材料としては、ポリメタクリル酸メチル、ポリ乳酸等も好ましい。   The protrusion 2A may be a polymer material that has been subjected to a hydrophilic treatment by plasma treatment or the like. As the polymer material, it is preferable to select a material having little influence on the cells (tissue) to be cultured. Specifically, polystyrene is used, but the material is not limited thereto. For example, as the polymer material, polymethyl methacrylate, polylactic acid and the like are also preferable.

さらに、バイオデバイスとしては、前記のものの他にも、例えば医療・診断ツールとして特にμTASと総称されるものが挙げられる。具体的には、表面に微細加工を施したものや、医療・化学分野向けの検出・合成等の手段に用いられるものも挙げられる。   In addition to the above-described biodevices, examples of biodevices include those generally called μTAS as a medical / diagnostic tool. Specific examples include those whose surface is finely processed and those used for detection and synthesis in the medical and chemical fields.

続いて、実施例2として、実施例1の分離回収膜を利用する細胞培養装置、及び細胞の分離回収方法の実施例を説明する。この細胞培養装置により、被処理液に含まれる標的細胞の分離回収が行われる。すなわち、本実施例は、支持体と、支持体に固定され、温度とpHにより親水性、疎水性が変化するpH・温度応答性ポリマを含む薄膜と、からなる分離回収膜を備えた細胞培養容器と、細胞を含む被処理液に、細胞容器の分離回収膜を含浸させる含浸装置と、分離回収膜を加熱或いは冷却する加熱冷却装置と、培養液に酸性溶液を送液する送液装置と、分離回収膜に吸着した細胞を回収する細胞回収装置と、を備え、加熱冷却装置及び送液装置により、分離回収膜の温度とpHを変化させることにより、細胞回収装置が細胞を速やかに回収することを可能とする細胞培養装置の実施例である。   Subsequently, as Example 2, an example of a cell culture apparatus using the separation and recovery membrane of Example 1 and a cell separation and recovery method will be described. This cell culture apparatus separates and collects target cells contained in the liquid to be treated. That is, this example is a cell culture provided with a separation and recovery membrane comprising a support and a thin film containing a pH / temperature-responsive polymer that is fixed to the support and changes in hydrophilicity and hydrophobicity depending on temperature and pH. A container, an impregnating device for impregnating a separation / recovery membrane of the cell container into a treatment liquid containing cells, a heating / cooling device for heating or cooling the separation / recovery membrane, and a liquid feeding device for feeding an acidic solution to the culture solution A cell recovery device that recovers the cells adsorbed on the separation / recovery membrane, and the cell recovery device quickly recovers the cells by changing the temperature and pH of the separation / recovery membrane using a heating / cooling device and a liquid feeding device. It is an Example of the cell culture apparatus which enables it to do.

また、本実施例は、細胞培養装置で培養された細胞の分離回収方法であって、細胞培養装置は、支持体と、支持体に固定され、細胞結合部位を有し、温度とpHにより親水性、疎水性が変化するpH・温度応答性ポリマを含む薄膜と、からなる分離回収膜を備えた細胞培養容器と、細胞を含む被処理液に分離回収膜を含浸させる含浸装置と、分離回収膜に吸着した細胞を回収する細胞回収装置と、を備え、分離回収膜を含浸装置によって細胞を含む被処理液に接触させて、細胞を細胞結合部位に吸着させる分離回収膜接触ステップと、分離回収膜接触ステップ後において、分離回収膜のpHと温度とを変化させるpH・温度変化ステップと、pH・温度変化ステップにおいて、pHと温度が変化させられた分離回収膜の表面に膜処理液を供給し、供給した膜処理液を細胞回収装置により回収して、細胞結合部位に吸着した細胞を回収する細胞回収ステップと、を含む分離回収方法の実施例である。以下、本実施例の細胞培養装置の具体的な装置構成と、細胞培養装置を用いた細胞の分離回収方法について説明する。   Further, the present example is a method for separating and recovering cells cultured in a cell culture device, the cell culture device having a support, a cell fixed site, a cell binding site, and being hydrophilic by temperature and pH. A cell culture vessel having a separation / recovery membrane composed of a pH / temperature-responsive polymer that changes pH and hydrophobicity, an impregnation apparatus for impregnating the separation / recovery membrane into a treatment liquid containing cells, and separation / recovery A separation / recovery membrane contacting step in which the separation / recovery membrane is brought into contact with the treatment liquid containing the cells by the impregnation device, and the cells are adsorbed to the cell binding site; After the recovery membrane contact step, the pH / temperature change step for changing the pH and temperature of the separation / recovery membrane, and the membrane treatment liquid is applied to the surface of the separation / recovery membrane whose pH and temperature are changed in the pH / temperature change step. Supply and supply The membrane treatment solution was collected by cell harvester, an embodiment of a separation and recovery method comprising: cell recovery step of recovering the cells adsorbed to the cell binding domain, a. Hereinafter, a specific apparatus configuration of the cell culture apparatus of the present embodiment and a cell separation and recovery method using the cell culture apparatus will be described.

図8は、上述した分離回収膜を用いて構成される細胞培養装置の一構成例のブロック図である。細胞培養装置100は、前記の分離回収膜10を備える培養容器102aと、標的細胞を含む被処理液に分離回収膜10を含浸、接触させる含浸装置102bと、分離回収膜10を加熱或いは冷却する加熱冷却装置104と、分離回収膜10に吸着した標的細胞を回収する細胞回収装置105と、酸性溶液を送液する送液装置106を備えるものである。   FIG. 8 is a block diagram of a configuration example of a cell culture device configured using the separation and recovery membrane described above. The cell culture apparatus 100 heats or cools the culture container 102a provided with the separation / recovery film 10, the impregnation apparatus 102b for impregnating and contacting the separation / recovery film 10 with a liquid to be treated containing target cells, and the separation / recovery film 10. A heating / cooling device 104, a cell recovery device 105 that recovers target cells adsorbed on the separation / recovery membrane 10, and a liquid supply device 106 that supplies an acidic solution are provided.

また、培養装置100は、これらのほかにも、分離回収膜に非特異的に吸着した細胞を洗浄する洗浄液100bと、標的細胞を培養するための培地試薬100cと、培地試薬100aを保管する保冷庫100aと、洗浄液100bや培地試薬100cを恒温室102に供給する送液システム101とを備えている。さらに、培養装置100には恒温室102が備えられ、恒温室102内の培養容器102a内の標的細胞を含む培養液に、分離回収膜10 が含浸されるようになっている。また、培養容器102a内の雰囲気は、ガス交換装置103により、制御されるようになっている。   In addition to these, the culture apparatus 100 also has a washing solution 100b for washing cells non-specifically adsorbed on the separation and recovery membrane, a medium reagent 100c for culturing target cells, and a cold storage for storing the medium reagent 100a. And a liquid supply system 101 that supplies the cleaning liquid 100b and the culture medium reagent 100c to the temperature-controlled room 102. Furthermore, the culture apparatus 100 is provided with a temperature-controlled room 102, and a separation / recovery membrane 10 is impregnated with a culture solution containing target cells in a culture vessel 102a in the temperature-controlled room 102. The atmosphere in the culture vessel 102 a is controlled by the gas exchange device 103.

以上の構成の細胞培養装置100を用いた、細胞の分離回収方法について説明する。なお、以下の説明においては、細胞を分離回収膜に吸着させて培養した後に回収しているが、培養せず、吸着後にすぐに回収するようにしてもよい。   A method for separating and recovering cells using the cell culture apparatus 100 having the above configuration will be described. In the following description, cells are collected after being adsorbed on a separation / recovery membrane and cultured, but may be collected immediately after adsorption without being cultured.

まず、培養容器102aに、標的細胞を含む被処理液が供給される。その後、含浸装置102bは、標的細胞を含む被処理液に分離回収膜10を含浸、接触させて、被処理液中の標的細胞を分離回収膜に吸着させる分離回収膜接触ステップを実行する。その後、分離回収膜10は洗浄液100bにより洗浄されることで非特異的に吸着した細胞を洗い流し、特異的に吸着した標的細胞が培養される。このようにすることで、恒温室102内で標的細胞を効率よく培養することができる。   First, the to-be-processed liquid containing a target cell is supplied to the culture container 102a. Thereafter, the impregnation apparatus 102b performs a separation / recovery membrane contact step in which the separation / recovery membrane 10 is impregnated and brought into contact with the liquid to be treated containing the target cells to adsorb the target cells in the liquid to be treated to the separation / recovery membrane. Thereafter, the separation / recovery membrane 10 is washed with the washing solution 100b to wash away nonspecifically adsorbed cells, and the specifically adsorbed target cells are cultured. By doing in this way, a target cell can be cultured efficiently in the temperature-controlled room 102.

次いで、含浸装置102bは、含浸させた分離回収膜10を被処理液から取り出し、酸性溶液を送液する送液装置106により炭酸溶液を培養液に添加して、分離回収膜10が接触する培養液のpHを所定のpHまで低下させた後、加熱冷却装置104により、分離回収膜10が冷却される加熱冷却ステップを実行する。これにより、分離回収膜10の疎水性高分子部位2a の構造が変化し、培養面に吸着した標的細胞、すなわち、培養された標的細胞が容易に剥離可能となる。そして、細胞回収装置105は、この状態の分離回収膜10の表面に対して細胞回収液105aを供給する。これにより、分離回収膜10の表面から、培養された標的細胞が剥離される。剥離された標的細胞は、細胞回収装置105により回収される。   Subsequently, the impregnation apparatus 102b takes out the impregnated separation / recovery membrane 10 from the liquid to be treated, adds a carbonic acid solution to the culture solution by the liquid feeding device 106 that feeds the acidic solution, and the culture in which the separation / recovery membrane 10 contacts. After the pH of the liquid is lowered to a predetermined pH, a heating / cooling step is performed in which the separation / recovery membrane 10 is cooled by the heating / cooling device 104. Thereby, the structure of the hydrophobic polymer portion 2a of the separation / recovery membrane 10 changes, and the target cells adsorbed on the culture surface, that is, the cultured target cells can be easily detached. Then, the cell recovery device 105 supplies the cell recovery liquid 105a to the surface of the separation / recovery membrane 10 in this state. Thereby, the cultured target cells are peeled off from the surface of the separation / recovery membrane 10. The detached target cells are collected by the cell collection device 105.

以上詳述した実施例2の分離回収膜を利用した培養装置の方法によれば、従来、通常の培地や従来の培養シートを使用するときに生じてきた剥離による細胞への損傷や、回収時に化学薬品の使用を抑えることが可能となる。これにより、標的細胞の回収率の低下を抑制することができる。   According to the method of the culture device using the separation and recovery membrane of Example 2 described in detail above, damage to cells due to detachment that has conventionally occurred when using a normal culture medium or a conventional culture sheet, or at the time of recovery It becomes possible to suppress the use of chemicals. Thereby, the fall of the collection rate of a target cell can be suppressed.

なお、前記の例では、冷却により標的細胞が剥離するようにしたが、pH・温度応答性ポリマなどの疎水性高分子部位2a 等の構造を変化させることで、加熱により標的細胞が脱離するようにしてもよい。この場合、加熱冷却装置104による冷却に代えて、分離回収膜1 0を加熱するよう制御すればよい。同様に、前記の例では、pHを低いpHに変えることにより標的細胞が剥離するようにしたが、疎水性高分子部位2a 等の構造を変化させ、酸性溶液を送液する装置106をアルカリ性溶液に変えることにより、高いpHにより標的細胞が脱離するようにしてもよい。   In the above example, the target cells are detached by cooling, but the target cells are detached by heating by changing the structure of the hydrophobic polymer portion 2a such as pH / temperature-responsive polymer. You may do it. In this case, the separation / recovery membrane 10 may be controlled to be heated instead of cooling by the heating / cooling device 104. Similarly, in the above example, the target cells are detached by changing the pH to a low pH. However, the device 106 that changes the structure of the hydrophobic polymer site 2a and the like and sends an acidic solution is used as an alkaline solution. In this case, the target cells may be detached with a high pH.

なお、先に説明した通り、本実施例の説明においては、LCST型抗体を1種類用いる場合を説明したが、相転移の異なるLCST型抗体が複数ある場合は、上記の工程を培養温度を変えて行なえばよい。   As described above, in the description of this example, the case where one type of LCST type antibody is used has been described. However, when there are a plurality of LCST type antibodies having different phase transitions, the culture temperature is changed as described above. Just do it.

次に、以上説明した各実施例における分離回収膜を作成、細胞剥離の評価について具体例を挙げて説明する。   Next, the separation / recovery membrane in each of the examples described above will be described and the evaluation of cell detachment will be described with specific examples.

<PEG修飾ポリリジンの調製>
まず、1−エチル−3−カルボジイミド(WSC)、N−ヒドロキシスクシンイミド(NHS)及びカルボン酸末端のポリエチレングリコールを純水に溶解させ、この溶液を4℃に冷却、撹拌しながら、ポリリジン(種々の分子量が混在)を加えた。そして、常温で2時間撹拌し、ポリリジン(疎水性高分子部位)の側鎖にポリエチレングリコール(親水性部位)が結合したPEG修飾ポリリジンを得た。
<Preparation of PEG-modified polylysine>
First, 1-ethyl-3-carbodiimide (WSC), N-hydroxysuccinimide (NHS), and carboxylic acid-terminated polyethylene glycol were dissolved in pure water, and this solution was cooled to 4 ° C. and stirred while polylysine (various Molecular weight mixed). And it stirred at normal temperature for 2 hours, and obtained the PEG modification polylysine which polyethyleneglycol (hydrophilic part) couple | bonded with the side chain of polylysine (hydrophobic polymer part).

<支持体に対するポリリジンの固定化)>
得られたポリリジンを、それぞれ、表面にアミノ基処理を施した樹脂プレート(ポリスチレン製の支持体)上に以下の手順に従って共有結合させた。1 mol%のポリリジン水溶液に、1−エチル−3−カルボジイミド(WSC)、N−ヒドロキシスクシンイミド(NHS)を加え、各プレートを浸漬した。その後、室温で2時間反応させた。これにより、ポリリジンを結合させた支持体を得た。その後、純水で各プレートを3回洗浄した。
<Immobilization of polylysine to the support>
The obtained polylysine was each covalently bonded according to the following procedure on a resin plate (polystyrene support) whose surface was treated with an amino group. 1-ethyl-3-carbodiimide (WSC) and N-hydroxysuccinimide (NHS) were added to a 1 mol% polylysine aqueous solution, and each plate was immersed. Then, it was made to react at room temperature for 2 hours. As a result, a support to which polylysine was bound was obtained. Thereafter, each plate was washed three times with pure water.

<ポリリジンに対するゼラチンの結合>
得られたポリリジンを結合させた3種のプレートを、炭酸緩衝液で希釈した2%グルタルアルデヒドに浸漬し、37℃で2時間静置した。反応後の各プレートをリン酸緩衝液(PBS)で3回洗浄した。そして、濃度0.1wt%のゼラチン溶液(pH7.4のPBS緩衝液を使用)を調整し、このゼラチン溶液に各プレートを浸漬し、のようにして、ゼラチンをポリリジンに結合させた。
<Binding of gelatin to polylysine>
The obtained three kinds of plates to which polylysine was bound were immersed in 2% glutaraldehyde diluted with a carbonate buffer and allowed to stand at 37 ° C. for 2 hours. Each plate after the reaction was washed three times with a phosphate buffer (PBS). Then, a gelatin solution having a concentration of 0.1 wt% (using a PBS buffer solution having a pH of 7.4) was prepared, and each plate was immersed in the gelatin solution to bind gelatin to polylysine as described above.

<MEF細胞の剥離試験1>
pH-温度応答性ポリマを被覆した培養容器にマウス胎仔線維芽細胞の初代培養細胞(MEF細胞)を播種した。MEF細胞の準備は以下の手順で行った。
<MEF cell detachment test 1>
Mouse embryo fibroblast primary culture cells (MEF cells) were seeded in a culture vessel coated with a pH-temperature responsive polymer. The MEF cells were prepared according to the following procedure.

バイアル中に凍結されているMEF細胞を液体窒素タンクから取り出し、37℃のウォーターバス中で90秒間加温後、半解の状態でウォーターバスから取り出して安全キャビネット内に移動させ、バイアル内の細胞全量を遠心管にデカントで移し、37℃に加温したMEF 培地(DMEM培地にウシ血清を最終濃度10%となるように添加)を添加後、170 × g で5 分間(室温)遠心した。安全キャビネット内で細胞ペレットを吸引しないように培地上清をアスピレーターで取り除き、1 mL のMEF 培地を遠心管に加えて数回ピペ
ッティングし、ペレットを崩し、9ml の培地を足して10mlとした。細胞数をカウントし、5×10^3 cells/cm2でMEF細胞を本発明の培養容器に播種した。播種した培養容器は37℃、5%CO2 インキュベーターに入れ、3日間培養の後、温度・pH条件を変えて、細胞の剥離試験を行った。
Remove MEF cells that have been frozen in the vial from the liquid nitrogen tank, warm them in a 37 ° C water bath for 90 seconds, remove them from the water bath in a semi-dissolved state, move them into the safety cabinet, and then move the cells in the vial. The entire amount was transferred to a centrifuge tube by decantation, and after adding MEF medium (added bovine serum to DMEM medium to a final concentration of 10%) heated to 37 ° C., it was centrifuged at 170 × g for 5 minutes (room temperature). The medium supernatant was removed with an aspirator so as not to aspirate the cell pellet in the safety cabinet, 1 mL of MEF medium was added to the centrifuge tube and pipetted several times to break the pellet, and 9 ml of medium was added to make 10 ml. The number of cells was counted, and MEF cells were seeded in the culture vessel of the present invention at 5 × 10 3 cells / cm 2. The seeded culture vessel was placed in a 37 ° C., 5% CO 2 incubator and cultured for 3 days, and then the temperature and pH conditions were changed and a cell detachment test was performed.

図9に温度・pH条件を変えたときのMEF細胞の付着状況を示す。対照実験として、細胞接着因子であるゼラチンを被覆した培養容器でMEF細胞を培養した結果も示してある。pH7.2、37℃では、pH-温度応答性ポリマ被覆とゼラチン被覆ともにMEF細胞は培養容器に付着し、培養細胞に影響はなかった。pH7.2のままで、培養容器を4℃に下げたところ、pH-温度応答性ポリマ被覆培養容器の細胞は3時間経ってようやく剥離した。コラーゲン被覆培養容器の細胞は、MEF細胞の付着に変化はなかった。培養液に炭酸を添加し、pHを6.5に、更に培養容器の温度を4℃に下げた場合、pH-温度応答性ポリマ被覆培養容器の細胞は5分以内に剥離した。コラーゲン被覆培養容器の細胞は、MEF細胞の付着に変化はなかった。このようにpH-温度応答性ポリマ被覆培養容器では、温度を下げることで、細胞を剥離することができ、更にpHを細胞培養に影響のない範囲であるpH(上記ではpH6.5)にすることで、迅速に細胞の剥離を行えることを確認した。   FIG. 9 shows the state of MEF cell attachment when the temperature and pH conditions are changed. As a control experiment, the results of culturing MEF cells in a culture vessel coated with gelatin, which is a cell adhesion factor, are also shown. At pH 7.2 and 37 ° C., the MEF cells adhered to the culture vessel in both the pH-temperature-responsive polymer coating and the gelatin coating, and the cultured cells were not affected. When the culture container was lowered to 4 ° C. while maintaining the pH of 7.2, the cells in the pH-temperature-responsive polymer-coated culture container were finally detached after 3 hours. The cells in the collagen-coated culture vessel had no change in the attachment of MEF cells. When carbonic acid was added to the culture solution, the pH was lowered to 6.5, and the temperature of the culture vessel was lowered to 4 ° C., the cells in the pH-temperature-responsive polymer-coated culture vessel were detached within 5 minutes. The cells in the collagen-coated culture vessel had no change in the attachment of MEF cells. Thus, in the pH-temperature-responsive polymer-coated culture vessel, the cells can be detached by lowering the temperature, and the pH is adjusted to a pH that does not affect the cell culture (in the above, pH 6.5). Thus, it was confirmed that detachment of cells can be performed quickly.

<iPS細胞コロニーの剥離試験>
iPS細胞の培養は以下の手順で行った。まずiPS細胞を培養するにあたり、試薬の調製を行った。各試薬の組成は以下の通りである。
・PBS(-)溶液:80g NaCl、2g KCl、29g Na2HPO4・12H2O、2g KH2PO4
・遠心分離用培地:400mL KO-DMEM/F12培地、0.925mL 2-メルカプトエタノール、4mL NEAA、4mL L-グルタミン(200mM)、5mL PSA、100mL KSR
・培養用培地:上記遠心分離用培地にFGF-2 を添加
iPS細胞はフィーダー細胞上で培養するため、実施例1で播種したMEF細胞にiPS細胞を播種した。播種方法は次の通りである。通常の培養方法(コラーゲン被覆培養容器)で培養したiPS細胞の培地を吸引除去し、2mL 0.1%(w/v) ディスパーゼ溶液を加えて、37℃で3 - 10 min 反応させた。ディスパーゼ溶液を吸引除去し、iPS(-)培地を5 mL加え、セルスクレーパーで剥がした。この細胞懸濁液を遠心用の15 mLチューブに移し、新たに5 mLのiPS(-)培地を加え、遠心分離(300 rpm, 2 min, 室温)で細胞を沈降させ、上清液を取り除き、iPS(-)培地を添加し、軽く細胞を懸濁した。一方、前日にpH-温度応答性ポリマ被覆培養容器にMEF細胞を播種し、37℃、5%CO2 インキュベータで培養されているMEF細胞をインキュベータから取り出し、先ほどのiPS細胞の懸濁液を本発明のpH-温度応答性ポリマ被覆培養容器に細胞を播種し、37℃、5%CO2 インキュベータで5日間培養を行い、その後、温度・pH条件を変えて、iPS細胞の剥離試験を行った。
<Peeling test of iPS cell colony>
iPS cells were cultured according to the following procedure. First, reagents were prepared for culturing iPS cells. The composition of each reagent is as follows.
・ PBS (-) solution: 80g NaCl, 2g KCl, 29g Na 2 HPO 4・ 12H 2 O, 2g KH2PO4
・ Centrifuge medium: 400 mL KO-DMEM / F12 medium, 0.925 mL 2-mercaptoethanol, 4 mL NEAA, 4 mL L-glutamine (200 mM), 5 mL PSA, 100 mL KSR
・ Culture medium: FGF-2 added to the above-mentioned centrifuge medium
Since iPS cells are cultured on feeder cells, iPS cells were seeded on the MEF cells seeded in Example 1. The sowing method is as follows. The iPS cell culture medium cultured by the usual culture method (collagen-coated culture vessel) was removed by aspiration, 2 mL 0.1% (w / v) dispase solution was added, and the mixture was reacted at 37 ° C. for 3-10 min. The dispase solution was removed by suction, 5 mL of iPS (−) medium was added, and the cell was removed with a cell scraper. Transfer the cell suspension to a 15 mL tube for centrifugation, add 5 mL of iPS (-) medium, precipitate the cells by centrifugation (300 rpm, 2 min, room temperature), and remove the supernatant. IPS (−) medium was added and the cells were lightly suspended. On the other hand, MEF cells were seeded in a pH-temperature-responsive polymer-coated culture vessel the day before, and the MEF cells cultured in a 37 ° C., 5% CO 2 incubator were removed from the incubator, and the suspension of iPS cells as described above was used in the present invention. The cells were seeded in a pH-temperature-responsive polymer-coated culture vessel, and cultured in a 37 ° C., 5% CO 2 incubator for 5 days. Thereafter, the detachment test of iPS cells was performed by changing the temperature and pH conditions.

図10、図11に温度・pH条件を変えたときのiPS細胞コロニーの付着状況を示す写真を図示した。対照実験として、細胞接着因子であるゼラチンを被覆した培養容器でiPS細胞を培養した結果も示してある。pH7.2、37℃では、pH-温度応答性ポリマ被覆とゼラチン被覆ともにiPS細胞は培養容器に付着し、培養細胞に影響はなかった。pH7.2のままで、培養容器を4℃に下げたところ、pH-温度応答性ポリマ被覆培養容器の細胞はMEF細胞の際と同様に3時間経ってようやく剥離した。図10に示すように、コラーゲン被覆培養容器の細胞は、iPS細胞の付着に変化はなかった。培養液に炭酸を添加し、pHを6.5に、更に培養容器の温度を4℃に下げた場合、図11に示すように、pH-温度応答性ポリマ被覆培養容器のiPS細胞は5分以内に剥離した。コラーゲン被覆培養容器の細胞は、iPS細胞の付着に変化はなかった。このようにpH・温度応答性ポリマ被覆培養容器では、温度を下げることで、細胞を剥離することができ、更にpHを細胞培養に影響のない範囲であるpH(上記ではpH6.5)にすることで、迅速に細胞の剥離を行えることを確認した。   FIGS. 10 and 11 show photographs showing the state of attachment of iPS cell colonies when the temperature and pH conditions are changed. As a control experiment, the results of culturing iPS cells in a culture vessel coated with gelatin, which is a cell adhesion factor, are also shown. At pH 7.2 and 37 ° C., both the pH-temperature-responsive polymer coating and the gelatin coating adhered iPS cells to the culture vessel, and the cultured cells were not affected. When the culture vessel was lowered to 4 ° C. while maintaining the pH of 7.2, the cells in the pH-temperature-responsive polymer-coated culture vessel were finally detached after 3 hours as in the case of MEF cells. As shown in FIG. 10, the cells in the collagen-coated culture container had no change in iPS cell attachment. When carbonic acid is added to the culture solution, the pH is lowered to 6.5, and the temperature of the culture vessel is further lowered to 4 ° C., the iPS cells in the pH-temperature-responsive polymer-coated culture vessel are within 5 minutes as shown in FIG. It peeled. The cells in the collagen-coated culture vessel did not change iPS cell attachment. In this way, in the pH / temperature-responsive polymer-coated culture vessel, cells can be detached by lowering the temperature, and the pH is adjusted to a pH that does not affect the cell culture (in the above, pH 6.5). Thus, it was confirmed that detachment of cells can be performed quickly.

なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明のより良い理解のために詳細に説明したのであり、必ずしも説明の全ての構成を備えるものに限定されものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることが可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。   In addition, this invention is not limited to an above-described Example, Various modifications are included. For example, the above-described embodiments have been described in detail for better understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.

1 支持体
2、6 薄膜
2a 疎水性高分子部位
2b 細胞結合部位
2c 親水性部位
3 pH・温度応答性ポリマ
4 フィーダー細胞
5 iPS細胞
10 分離回収膜
50 培養シート
51 隙間
100 細胞培養装置
100a 保冷庫
100b 洗浄液
100c 培地試薬
101 送液システム
102 恒温室
102a 培養容器
102b 含浸装置
103 ガス交換装置
104 加熱冷却装置
105 細胞回収装置
105a 細胞回収液
106 送液装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Support body 2 and 6 Thin film 2a Hydrophobic polymer part 2b Cell binding part 2c Hydrophilic part 3 pH and temperature-responsive polymer 4 Feeder cell 5 iPS cell 10 Separation collection membrane 50 Culture sheet 51 Crevice 100 Cell culture device 100a Cold storage 100b Washing solution 100c Medium reagent 101 Liquid supply system 102 Temperature-controlled room 102a Culture vessel 102b Impregnation device 103 Gas exchange device 104 Heating / cooling device 105 Cell recovery device 105a Cell recovery solution 106 Liquid supply device

Claims (15)

温度応答部位とpH応答部位を持ち、温度とpHにより親水性、疎水性が変化するpH・温度応答性ポリマを含む薄膜を支持体に被覆した分離回収膜を有する、
ことを特徴とする細胞培養容器。
It has a temperature recovery site and a pH response site, and has a separation and recovery membrane in which a support is coated with a thin film containing a pH / temperature response polymer whose hydrophilicity and hydrophobicity change depending on the temperature and pH.
A cell culture container characterized by the above.
請求項1に記載の細胞培養容器であって、
前記pH・温度応答性ポリマは、少なくとも一部に螺旋構造を有する、
ことを特徴とする細胞培養容器。
The cell culture container according to claim 1,
The pH / temperature-responsive polymer has a helical structure at least in part.
A cell culture container characterized by the above.
請求項1に記載の細胞培養容器であって、
前記薄膜は、前記pH・温度応答性ポリマに結合している親水性部位を有する、
ことを特徴とする細胞培養容器。
The cell culture container according to claim 1,
The thin film has a hydrophilic portion bonded to the pH / temperature-responsive polymer.
A cell culture container characterized by the above.
請求項1に記載の細胞培養容器であって、
前記pH・温度応答性ポリマは、ポリアミノ酸を含んでいる、
ことを特徴とする細胞培養容器。
The cell culture container according to claim 1,
The pH / temperature-responsive polymer contains a polyamino acid,
A cell culture container characterized by the above.
請求項3に記載の細胞培養容器であって、
前記親水性部位は、ポリエチレングリコールを含んでいる、
ことを特徴とする細胞培養容器。
The cell culture container according to claim 3,
The hydrophilic portion contains polyethylene glycol,
A cell culture container characterized by the above.
請求項3に記載の細胞培養容器であって、
前記pH・温度応答性ポリマは、細胞結合部位を含んでいる、
ことを特徴とする細胞培養容器。
The cell culture container according to claim 3,
The pH / temperature responsive polymer contains a cell binding site,
A cell culture container characterized by the above.
請求項1に記載の細胞培養容器であって、
前記支持体は、高分子材料及びガラス材料の少なくとも一方を含んでいる、
ことを特徴とする細胞培養容器。
The cell culture container according to claim 1,
The support includes at least one of a polymer material and a glass material.
A cell culture container characterized by the above.
請求項6に記載の細胞培養容器であって、
前記細胞結合部位の位置が、前記支持体に対して、前記親水性部位の位置よりも相対的に高い位置になっている、
ことを特徴とする細胞培養容器。
The cell culture container according to claim 6,
The position of the cell binding site is relatively higher than the position of the hydrophilic site with respect to the support.
A cell culture container characterized by the above.
請求項6に記載の細胞培養容器であって、
前記細胞結合部位が細胞接着因子もしくは細胞接着因子の一部である、
ことを特徴とする細胞培養容器。
The cell culture container according to claim 6,
The cell binding site is a cell adhesion factor or part of a cell adhesion factor;
A cell culture container characterized by the above.
支持体と、前記支持体に固定され、温度とpHにより親水性、疎水性が変化するpH・温度応答性ポリマを含む薄膜と、からなる分離回収膜を備えた細胞培養容器と、
細胞を含む被処理液に、前記細胞容器の前記分離回収膜を含浸させる含浸装置と、
前記分離回収膜を加熱或いは冷却する加熱冷却装置と、
培養液に酸性溶液を送液する送液装置と、
前記分離回収膜に吸着した細胞を回収する細胞回収装置と、を備え、
前記加熱冷却装置及び前記送液装置により、前記分離回収膜の温度とpHを変化させることにより、前記細胞回収装置が前記細胞を回収する、
ことを特徴とする細胞培養装置。
A cell culture vessel comprising a support and a separation and recovery membrane fixed to the support and comprising a thin film containing a pH / temperature-responsive polymer that changes in hydrophilicity and hydrophobicity depending on temperature and pH;
An impregnation apparatus for impregnating the separation / recovery membrane of the cell container into a liquid to be treated containing cells;
A heating and cooling device for heating or cooling the separation and recovery membrane;
A liquid feeder for feeding an acidic solution to the culture solution;
A cell recovery device for recovering cells adsorbed on the separation and recovery membrane,
By changing the temperature and pH of the separation and recovery membrane by the heating and cooling device and the liquid feeding device, the cell recovery device recovers the cells.
A cell culture device.
請求項10に記載の細胞培養装置であって、
前記pH・温度応答性ポリマは、細胞を含む被処理液に接触させたときに前記細胞を吸着可能な細胞結合部位を含み、
前記薄膜は、前記pH・温度応答性ポリマに結合している親水性部位を有する、
ことを特徴とする細胞培養装置。
The cell culture device according to claim 10,
The pH / temperature-responsive polymer includes a cell-binding site capable of adsorbing the cells when contacted with a treatment liquid containing the cells,
The thin film has a hydrophilic portion bonded to the pH / temperature-responsive polymer.
A cell culture device.
請求項11に記載の細胞培養装置であって、
前記細胞結合部位の位置が、前記支持体に対して、前記親水性部位の位置よりも相対的に高い位置になっている、
ことを特徴とする細胞培養装置。
The cell culture device according to claim 11,
The position of the cell binding site is relatively higher than the position of the hydrophilic site with respect to the support.
A cell culture device.
細胞培養装置で培養された細胞の分離回収方法であって、
前記細胞培養装置は、
支持体と、前記支持体に固定され、細胞結合部位を有し、温度とpHにより親水性、疎水性が変化するpH・温度応答性ポリマを含む薄膜と、からなる分離回収膜を備えた細胞培養容器と、細胞を含む被処理液に、前記分離回収膜を含浸させる含浸装置と、前記分離回収膜に吸着した細胞を回収する細胞回収装置と、を備え、
前記分離回収膜を、前記含浸装置によって前記細胞を含む被処理液に接触させて、前記細胞を前記細胞結合部位に吸着させる分離回収膜接触ステップと、
前記分離回収膜接触ステップ後において、前記分離回収膜のpHと温度とを変化させるpH・温度変化ステップと、
前記pH・温度変化ステップにおいて、pHと温度が変化させられた前記分離回収膜の表面に膜処理液を供給し、供給した前記膜処理液を前記細胞回収装置により回収して、前記細胞結合部位に吸着した前記細胞を回収する細胞回収ステップと、を含む、
ことを特徴とする分離回収方法。
A method for separating and collecting cells cultured in a cell culture device,
The cell culture device comprises:
A cell having a separation and recovery membrane fixed to the support and having a cell binding site and a thin film containing a pH / temperature-responsive polymer that changes in hydrophilicity and hydrophobicity depending on temperature and pH A culture vessel, an impregnation device for impregnating the separation / recovery membrane in a treatment liquid containing cells, and a cell recovery device for recovering cells adsorbed on the separation / recovery membrane,
A separation / recovery membrane contacting step in which the separation / recovery membrane is brought into contact with a liquid to be treated containing the cells by the impregnation device, and the cells are adsorbed to the cell binding site;
After the separation / recovery membrane contact step, a pH / temperature change step for changing the pH and temperature of the separation / recovery membrane;
In the pH / temperature changing step, a membrane treatment solution is supplied to the surface of the separation and recovery membrane whose pH and temperature are changed, and the supplied membrane treatment solution is recovered by the cell recovery device, and the cell binding site A cell recovery step of recovering the cells adsorbed on
A separation and recovery method characterized by the above.
請求項13に記載の分離回収方法であって、
前記薄膜は、前記pH・温度応答性ポリマに結合している親水性部位を有し、
前記細胞結合部位の位置が、前記支持体に対して、前記親水性部位の位置よりも相対的に高い位置になっている、
ことを特徴とする分離回収方法。
The separation and recovery method according to claim 13,
The thin film has a hydrophilic portion bonded to the pH / temperature-responsive polymer,
The position of the cell binding site is relatively higher than the position of the hydrophilic site with respect to the support.
A separation and recovery method characterized by the above.
請求項13に記載の分離回収方法であって、
前記細胞培養装置は、前記分離回収膜を加熱或いは冷却する加熱冷却装置と、培養液に酸性溶液を送液する送液装置と、を更に含み、
前記pH・温度変化ステップにおいて、前記前記送液装置と前記加熱冷却装置により、前記分離回収膜のpHと温度とを変化させる、
ことを特徴とする分離回収方法。
The separation and recovery method according to claim 13,
The cell culture device further includes a heating / cooling device for heating or cooling the separation / recovery membrane, and a liquid feeding device for feeding an acidic solution to the culture solution,
In the pH and temperature changing step, the pH and temperature of the separation and recovery membrane are changed by the liquid feeding device and the heating and cooling device,
A separation and recovery method characterized by the above.
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