JP2019154434A - 細胞培養ディッシュ - Google Patents
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Abstract
Description
[問題点1]インキュベータ内に保管される細胞培養ディッシュ110を度々インキュベータの外部に出すことにより、細胞培養ディッシュ110及びウエル101の温度が低下してしまう。
[問題点2]インキュベータ内に保管される細胞培養ディッシュ10を度々インキュベータの外部に出すことにより、細胞培養ディッシュ110がマルチウエルプレートである場合、外周端部付近のウエル101における培養細胞及び培地では、様々な観測データがばらつく。
以下、図1〜図3を参照して実施の形態1を説明する。
図1(a)(b)(c)は、実施の形態1に係る細胞培養ディッシュ10の上面図(平面図)である。図2(a)(b)は、実施の形態1に係る細胞培養ディッシュ10の底面図である。図3(a−1)(a−2)(b−1)(b−2)(c−1)(c−2)は、実施の形態1に係る細胞培養ディッシュ10の縦断面図である。
なお、図3(a−1)(a−2)は、図1(a)の平面図における線分AA’を通過する、図1(a)の紙面に垂直な平面による縦断面図である。同様に、図3(b−1)(b−2)は、図1(b)の平面図における線分BB’を通過する、図1(b)の紙面に垂直な平面による縦断面図である。図3(c−1)(c−2)は、図1(c)の平面図における線分CC’を通過する、図1(c)の紙面に垂直な平面による縦断面図である。
実施の形態1に係る細胞培養ディッシュ10は、細胞又は組織を培養する部位であるウエル1の周囲に、蓄熱材8を収納する構造(例えば、ウエル間の隙間4、外周部6、底面部12、など)を配し、該構造には蓄熱材8が収納される。ここで、収納される蓄熱材8として、37℃付近の融点を有するノルマルパラフィンが用いられる場合を想定する。このとき、この細胞培養ディッシュ10を、37℃以上の内部温度を有するインキュベータ内に一定時間以上(例えば、12時間以上)保管しておく。すると、蓄熱材8は十分な潜熱を吸収するから、顕微鏡観察や培地交換の作業のために数分間細胞培養ディッシュ10を外部へ取り出したとしても、培地及び培養細胞を含む細胞培養ディッシュ10の温度は37℃付近から下がることがない。数分後、この細胞培養ディッシュ10をインキュベータ内部に戻せば、蓄熱材8は失った潜熱を回復しつつ、細胞培養ディッシュ10の温度は37℃付近であり続ける。このように、細胞培養ディッシュ10が、インキュベータ内部、インキュベータ外部、及びインキュベータ内部と、移されても、温度変化が殆ど生じない。
以上のように、本実施の形態は、細胞又は組織を培養するために使用する容器である細胞培養ディッシュ10、特に、マルチウエルプレートにおいて、細胞又は組織を培養する部位であるウエル1の周囲に蓄熱材8を収納する構造、例えば、ウエル間の隙間4、外周部6、底面部12を配する。細胞又は組織を培養する部位の周囲に蓄熱材8を収納するための構造には、液相である潜熱蓄熱材、例えば、液相であるノルマルパラフィンが、事前に充填されて収納される。
次に、以下、図4及び図5を参照して実施の形態2を説明する。
図4(a−1)は、実施の形態2に係る細胞培養ディッシュ20の上面図(平面図)であり、図4(a−2)は、それに対応する、実施の形態2に係る細胞培養ディッシュ20の縦断面図である。図4(b−1)は、実施の形態2に係る細胞培養ディッシュ20の上面図(平面図)であり、図4(b−2)は、それに対応する、実施の形態2に係る細胞培養ディッシュ20の縦断面図である。更に、図4(c−1)は、実施の形態2に係る細胞培養ディッシュ20の上面図(平面図)であり、図4(c−2)は、それに対応する、実施の形態2に係る細胞培養ディッシュ20の縦断面図である。
なお、図4(a−2)は、図4(a−1)の平面図における線分AA’を通過する、図4(a−1)の紙面に垂直な平面による縦断面図である。同様に、図4(b−2)は、図4(b−1)の平面図における線分BB’を通過する、図4(b−1)の紙面に垂直な平面による縦断面図である。図4c−2)は、図4(c−1)の平面図における線分CC’を通過する、図4(c−1)の紙面に垂直な平面による縦断面図である。
実施の形態2に係る細胞培養ディッシュ20は、受精胚を体外培養する部位である細胞培養部1aの周囲に、蓄熱材8を収納する構造(例えば、細胞培養部周囲の隙間4a、外周部6a、など)を配し、該構造には蓄熱材8が収納される。ここで、収納される蓄熱材8として、37℃付近の融点を有するノルマルパラフィンが用いられる場合を想定する。このとき、この細胞培養ディッシュ20を、37℃以上の内部温度を有するインキュベータ内に一定時間以上(例えば、12時間以上)保管しておく。すると、蓄熱材8は十分な潜熱を吸収するから、顕微鏡観察や培地交換の作業のために数分間細胞培養ディッシュ20を外部へ取り出したとしても、培地及び培養細胞を含む細胞培養ディッシュ20の温度は37℃付近から下がることがない。数分後、この細胞培養ディッシュ20をインキュベータ内部に戻せば、蓄熱材8は失った潜熱を回復しつつ、細胞培養ディッシュ20の温度は37℃付近であり続ける。このように、細胞培養ディッシュ20が、インキュベータ内部、インキュベータ外部、及びインキュベータ内部と、移されても、温度変化が殆ど生じない。
以上のように、本実施の形態は、細胞又は組織を培養するために使用する容器である細胞培養ディッシュ20、特に、受精胚の体外培養専用ディッシュにおいて、細胞又は組織を培養する部位である細胞培養部1aの周囲に蓄熱材8を収納する構造、例えば、細胞培養部周囲の隙間4a、外周部6aを配する。細胞又は組織を培養する部位の周囲に蓄熱材8を収納する構造には、液相である潜熱蓄熱材、例えば、ノルマルパラフィンが、事前に充填されて収納される。
次に、以下、図6及び図7を参照して実施の形態3を説明する。なお、実施の形態3は、前述の実施の形態、特に、実施の形態1と略同様のものであり、以下では、両者の差異を中心に説明し、同様の部分については説明を省略する。
図6(a−1)は、従来の細胞培養ディッシュ(特に、ウエルプレート)110の側面図であり、図6(a−2)は、同じ細胞培養ディッシュ(特に、ウエルプレート)110の底面図である。前述のように、図6に示す一般的な細胞培養ディッシュ110の底面12aの外周端部には、例えば、ポリスチレン樹脂により細胞培養ディッシュ110と一体成形される、高さ数mm(例えば、1mm)の足部14が設けられている。外周端部に足部14を設ける理由としては、他の作業台に配置したときに底面12a全体が作業台に直接接触するのを回避すること、及び、個々のウエルプレートの上面に上面蓋を被せ、その上で複数のウエルプレートを重ねるときに全体の構成が安定すること、等が挙げられている。
実施の形態3に係る細胞培養ディッシュ10aは、複数の足部14bと底面12aとの接触面積が小さくなるように、若しくは、複数の足部14cと底面12aとが接する部分が底面12aの全体において均一になるように、底面12aに複数の突起状の足部(14b、14c)を配置する。突起状の足部(14b、14c)は望ましくは断熱材で構成される。ウエルプレートのウエルの周囲には蓄熱材8を収納する構造(例えば、ウエル間の隙間、外周部、底面部、など)を配し、該構造には蓄熱材8が収納される。ここで、収納される蓄熱材8として、37℃付近の融点を有するノルマルパラフィンが用いられる場合を想定する。このとき、この細胞培養ディッシュ10aを、37℃以上の内部温度を有するインキュベータ内に一定時間以上(例えば、12時間以上)保管しておく。蓄熱材8は十分な潜熱を吸収するから、顕微鏡観察や培地交換の作業のために数分間細胞培養ディッシュ10aを外部へ取り出したとしても、培地及び培養細胞を含む細胞培養ディッシュ10aの温度は37℃付近から下がることがない。特に、底面12aにおける複数の突起状の足部(14b、14c)の存在により、外周端部付近のウエルが中央付近のウエルよりも温度が低下しやすいという事象が回避される。数分後、この細胞培養ディッシュ10aをインキュベータ内部に戻せば、蓄熱材8は失った潜熱を回復しつつ、細胞培養ディッシュ10aの温度は37℃付近であり続ける。このように、細胞培養ディッシュ10aが、インキュベータ内部、インキュベータ外部、及びインキュベータ内部と、移されても、特に、マルチウエルのどのウエルにおいても、温度変化が殆ど生じない。
以上のように、本実施の形態は、細胞又は組織を培養するために使用する容器である細胞培養ディッシュ10a、特に、マルチウエルプレートにおいて、細胞又は組織を培養する部位であるウエル1の周囲に蓄熱材8を収納する構造を配する。更に、容器の底面12aには複数の突起状の足部(14b、14c)が配置されている。突起状の足部14bは、容器の外周端部付近にて少なくとも四つ設けられている。又は、複数の突起状の足部14cと容器の底面12aとが接する部分が、底面12aの全体において均一になるように、複数の突起状の足部14cが底面12aに配置されている。
次に、図8を参照して実施の形態4を説明する。なお、実施の形態4は、前述の実施の形態、特に、実施の形態1と類似するものであり、以下では、両者の差異を中心に説明する。
図8(a)は、実施の形態4に係る細胞培養ディッシュ30の上面図(平面図)であり、図8(b)は、実施の形態4に係る細胞培養ディッシュ30の縦断面図である。
なお、図8(b)は、図8(a)の平面図における線分αα’を通過する、図8(a)の紙面に垂直な平面による縦断面図である。
実施の形態4に係る細胞培養ディッシュ30は、細胞又は組織を培養する部位であるウエル31の周囲に、固体(粉末)の潜熱蓄熱材を含む蓄熱材34を収納する構造を配し、該構造には蓄熱材34が収納される。ここで、収納される蓄熱材34として、酸化バナジウムが含まれる場合を想定する。このとき、この細胞培養ディッシュ30を、37℃以上の内部温度を有するインキュベータ内に一定時間以上(例えば、12時間以上)保管しておく。すると、蓄熱材34は十分な潜熱を吸収するから、顕微鏡観察や培地交換の作業のために数分間細胞培養ディッシュ30を外部へ取り出したとしても、培地及び培養細胞を含む細胞培養ディッシュ30の温度は37℃付近から下がることがない。数分後、この細胞培養ディッシュ30をインキュベータ内部に戻せば、蓄熱材34は失った潜熱を回復しつつ、細胞培養ディッシュ30の温度は37℃付近であり続ける。このように、細胞培養ディッシュ30が、インキュベータ内部、インキュベータ外部、及びインキュベータ内部と、移されても、温度変化が殆ど生じない。
以上のように、本実施の形態は、細胞又は組織を培養するために使用する容器である細胞培養ディッシュ30、特に、マルチウエルプレートにおいて、細胞又は組織を培養する部位であるウエル31の周囲に蓄熱材34を収納する構造を配する。細胞又は組織を培養する部位の周囲に蓄熱材34を収納するための構造には、固固相転移潜熱材である潜熱蓄熱材、例えば、粉末である酸化バナジウムを含むシリコンや粘土が、事前に充填されて収納される。
次に、図9を参照して実施の形態5を説明する。
図9(a)は、実施の形態5に係る、細胞培養ディッシュ30aのための温度維持トレイ40の斜視図である。実施の形態5に係る温度維持トレイ40は、例えば円柱形状である細胞培養ディッシュ30aより僅かに大きい円柱形状のトレイであり、円柱形状の細胞培養ディッシュ30aが上方から填め込まれ得る(図9(b−2)参照。)即ち、温度維持トレイと細胞培養ディッシュとは一体となって、温度維持のための細胞培養ディッシュと成り得る。
実施の形態5に係る温度維持トレイ40、50及び細胞培養ディッシュ30aは、細胞又は組織を培養する部位であるウエルの周囲に、固体(粉末)の潜熱蓄熱材を含む蓄熱材42、52を収納する構造を配し、該構造には蓄熱材42、52が収納される。ここで、収納される蓄熱材42、52として、酸化バナジウムが含まれる場合を想定する。このとき、温度維持トレイ40、50上に細胞培養ディッシュ30aを載せたままとして、この温度維持トレイ40、50及び細胞培養ディッシュ30aを、37℃以上の内部温度を有するインキュベータ内に一定時間以上(例えば、12時間以上)保管しておく。すると、蓄熱材42、52は十分な潜熱を吸収するから、顕微鏡観察や培地交換の作業のために数分間温度維持トレイ40、50及び細胞培養ディッシュ30aを外部へ取り出したとしても、培地及び培養細胞を含む細胞培養ディッシュ30aの温度は37℃付近から下がることがない。数分後、これらの温度維持トレイ40、50及び細胞培養ディッシュ30aをインキュベータ内部に戻せば、蓄熱材42、52は失った潜熱を回復しつつ、細胞培養ディッシュ30aの温度は37℃付近であり続ける。このように、温度維持トレイ40、50及び細胞培養ディッシュ30aが、インキュベータ内部、インキュベータ外部、及びインキュベータ内部と、移されても、温度変化が殆ど生じない。
以上のように、本実施の形態は、細胞又は組織を培養するために使用する容器である、温度維持トレイ40、50及び細胞培養ディッシュ30aにおいて、細胞又は組織を培養する部位であるウエルの周囲に蓄熱材42、52を収納する構造を配する。細胞又は組織を培養する部位の周囲に蓄熱材42、52を配置(収納)するための構造には、固固相転移潜熱材である潜熱蓄熱材、例えば、粉末である酸化バナジウムが混合されたポリスチレン樹脂が、ポリスチレン樹脂からなる本体部分と一体成形されて、配置(収納)される。
次に、以下、図10を参照して実施の形態6を説明する。
図10(a−2)は、従来の、円形センターウエル62を備える細胞培養ディッシュ60’の上面図である。図10(a−1)は、従来の、円形センターウエル62を備える細胞培養ディッシュ60’の縦断面図である。なお、図10(a−1)は、図10(a−2)の上面図における線分αα’を通過する、図10(a−2)の紙面に垂直な平面による縦断面図である。細胞や組織が円形センターウエル62から飛び出ることを防ぐために、円形センターウエル62の周囲にはテーパー構造63が設けられている。
実施の形態6に係る、専用蓄熱アダプタ70を用いる細胞培養ディッシュ60は、細胞又は組織を培養する部位である円形センターウエル62の周囲に、潜熱蓄熱材を含む蓄熱材72を収納する構造を配し、該構造には蓄熱材72が収納される。ここで、収納される蓄熱材72として、酸化バナジウムが含まれる場合を想定する。このとき、専用蓄熱アダプタ70を用いる細胞培養ディッシュ60を、37℃以上の内部温度を有するインキュベータ内に一定時間以上(例えば、12時間以上)保管しておく。すると、蓄熱材72は十分な潜熱を吸収するから、顕微鏡観察や培地交換の作業のために数分間細胞培養ディッシュ60を外部へ取り出したとしても、培地及び培養細胞を含む細胞培養ディッシュ60の温度は37℃付近から下がることがない。数分後、この専用蓄熱アダプタ70を用いる細胞培養ディッシュ60をインキュベータ内部に戻せば、蓄熱材72は失った潜熱を回復しつつ、細胞培養ディッシュ60の温度は37℃付近であり続ける。このように、専用蓄熱アダプタ70を用いる細胞培養ディッシュ60が、インキュベータ内部、インキュベータ外部、及びインキュベータ内部と、移されても、温度変化が殆ど生じない。
以上のように、本実施の形態において、細胞又は組織を培養するために使用する容器である細胞培養ディッシュ60は、細胞又は組織を培養する部位である円形センターウエル62の周囲に蓄熱材72を収納する構造を配する。細胞又は組織を培養する部位の周囲に蓄熱材72を配置(収納)するための構造には、固相である潜熱蓄熱材、例えば、粉末である酸化バナジウムが混合されたエポキシレジン樹脂、シリコン樹脂若しくはウレタン樹脂が、ポリスチレン樹脂からなる本体部分と一体成形された専用蓄熱アダプタ70が配置(収納)される。
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態1〜3を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。
図11は、四つの96ウエルプレートの上面図(上面写真)である。右上の96ウエルプレートでは、ウエル間の隙間に、ノルマルパラフィン(具体的には、コアフロント株式会社製の「サーモパック36」)(以下、蓄熱材[1]と称する。)が収納されている。左下の96ウエルプレートでは、ウエル間の隙間に、PEG(具体的には、株式会社イノアックコーポレーション製の「ヒートワン」)(以下、蓄熱材[2]と称する。)が収納されている。右下の96ウエルプレートでは、ウエル間の隙間に、一般的なPEG1000(以下、蓄熱材[3]と称する。)が収納されている。なお、右上の96ウエルプレートでは、蓄熱材は何ら収納されていない。
図13(a)は、細胞培養ディッシュの上面図である。60mmディッシュの内側に35mmディッシュを接着している。60mmディッシュの蓋の中央付近には針状温度計が入る穴を空けた。35mmディッシュの内側には厚さ3mmで培地を入れ、35mmディッシュの外側且つ60mmディッシュの内側には、蓄熱材を収納した。蓄熱材は以下の四つである。
・ノルマルパラフィン(具体的には、コアフロント株式会社製の「サーモパック36」)(蓄熱材[1])。
・PEG(具体的には、株式会社イノアックコーポレーション製の「ヒートワン」)(蓄熱材[2])。
・一般的なPEG1000(蓄熱材[3])。
・PBS(蓄熱材[4])。
従って、四つの細胞培養ディッシュを用意した。
図14(1)に示すように、細胞培養ディッシュとして、実施の形態4に示すような円柱形状の12ウエルのマルチウエルプレート(直径45mm)を、5個(A〜E)用意した。底面部には、夫々、以下のような蓄熱材が充填された。
A.そのまま
B.シリコンのみ
C.シリコン+潜熱蓄熱材(固体)
D.粘土のみ
E.粘土+潜熱蓄熱材(固体)
・Aのマルチウエルプレートでは、カーソル_9とカーソル_10を、
・Bのマルチウエルプレートでは、カーソル_5とカーソル_6を、
・Cのマルチウエルプレートでは、カーソル_1とカーソル_2を、
・Dのマルチウエルプレートでは、カーソル_7とカーソル_8を、
・Eのマルチウエルプレートでは、カーソル_3とカーソル_4を、
夫々、測定の対象としている。
[実験例3−1]と同じように、図14(1)に示す、円柱形状の12ウエルのマルチウエルプレート(直径45mm)を、5個(A〜E)用意した。夫々の底面部には、図14に示すものと同じ蓄熱材を充填した。
・Aのマルチウエルプレートでは、カーソル_5を、
・Bのマルチウエルプレートでは、カーソル_3を、
・Cのマルチウエルプレートでは、カーソル_1を、
・Dのマルチウエルプレートでは、カーソル_4を、
・Eのマルチウエルプレートでは、カーソル_2を、
夫々、測定の対象としている。
「33℃になるまでの時間」、及び「31℃になるまでの時間」を、デジタルサーモテープにより測定した結果を示す表である。潜熱蓄熱材を含む、シリコン又は粘土が底面部に充填されたマルチウエルプレートでは、5分を経過しても、33℃以上を維持していることがわかる。
Claims (14)
- 細胞又は組織を培養するために使用する容器であって、
細胞又は組織を培養する部位の周囲に蓄熱材を収納する構造を配し、
前記構造に蓄熱材が収納されている容器。 - 細胞又は組織を培養するために使用する容器であって、
細胞又は組織を培養する部位の周囲に蓄熱材を収納する構造を配している、
容器。 - 前記構造が、複数の前記細胞又は組織を培養する部位の間の隙間である、請求項1又は2に記載の容器。
- 前記構造が、複数の前記細胞又は組織を培養する部位の周囲の隙間である、請求項1又は2に記載の容器。
- 前記構造が、前記容器の外周部である、請求項1又は2に記載の容器。
- 前記構造が、前記容器の底面部である、請求項1又は2に記載の容器。
- 前記容器の底面に複数の突起状の足部を配置した請求項1又は2に記載の容器。
- 前記複数の突起状の足部の各々が、断熱材で構成されている請求項7に記載の容器。
- 前記突起状の足部が、前記容器の外周端部付近にて少なくとも四つ設けられている、請求項8に記載の容器。
- 前記複数の突起状の足部と前記容器の底面とが接する部分が、前記底面の全体において均一になるように、前記複数の突起状の足部が前記底面に配置されている、請求項8に記載の容器。
- 前記蓄熱材が潜熱蓄熱材である、請求項1〜10のうちのいずれか一に記載の容器。
- 前記潜熱蓄熱材が35℃〜40℃にて固相と液相の間の平衡化を生じるものである、請求項11に記載の容器。
- 前記潜熱蓄熱材が35℃〜40℃の温度を保持するものである、請求項11に記載の容器。
- 前記潜熱蓄熱材が20℃〜25℃の温度を保持するものである、請求項11に記載の容器。
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