JP2022151006A - Freezing preservation jig for cell or tissue - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、細胞または組織の凍結保存用治具に関する。 The present invention relates to jigs for cryopreservation of cells or tissues.
細胞または組織の優れた保存技術は、様々な産業分野で求められている。例えば、牛の胚移植技術においては、胚を凍結保存し、受胚牛の発情周期に合わせて胚を融解し、体内に移植することが行われている。また、ヒトの不妊治療においても、母体から採取した卵子を体外受精させ、体外培養することで胚の状態とし、胚を移植に適したタイミングに合わせるために凍結保存しておき、移植時に胚を融解して用いることがなされている。さらには、ヒトの不妊治療において、卵子や卵巣組織を採取し、機能を維持した状態で凍結保存しておくこともなされている。 Excellent preservation techniques for cells or tissues are required in various industrial fields. For example, in bovine embryo transfer techniques, embryos are cryopreserved, thawed in accordance with the estrus cycle of the recipient cow, and transferred into the body. In the field of human infertility treatment, eggs collected from the mother's body are fertilized in vitro, cultured in vitro to form embryos, and the embryos are cryopreserved in order to adjust the timing for transplantation. It is used after being melted. Furthermore, in human infertility treatment, eggs and ovarian tissues are collected and cryopreserved while maintaining their functions.
一般に、生体内から採取された細胞または組織は、たとえ培養液の中であっても、次第に活性が失われたり、形質の変化が生じたりすることから、生体外での細胞または組織の長期間の培養は好ましくない。そのため、生体活性を保った状態で長期間保存するための技術が重要である。優れた保存技術によって、採取された細胞または組織をより正確に分析することが可能になる。また優れた保存技術によって、より高い生体活性を保ったまま細胞または組織を移植に用いることが可能となり、移植後の生着率が向上することが望める。さらには、生体外で培養した培養皮膚、生体外で構築したいわゆる細胞シートのような移植のための人工の組織を、順次生産して保存しておき、必要なときに使用することも可能となり、医療の面だけではなく、産業面においても大きなメリットが期待できる。 In general, cells or tissues collected from the living body gradually lose their activity or undergo changes in their characteristics even in a culture medium. culture is not preferred. Therefore, techniques for long-term preservation while maintaining bioactivity are important. Good preservation techniques allow for more accurate analysis of the harvested cells or tissues. In addition, excellent preservation techniques enable cells or tissues to be used for transplantation while maintaining higher bioactivity, and are expected to improve the engraftment rate after transplantation. Furthermore, it is also possible to sequentially produce artificial tissues for transplantation, such as cultured skin cultured in vitro and so-called cell sheets constructed in vitro, store them, and use them when necessary. , great benefits can be expected not only in the medical field but also in the industrial field.
細胞または組織の凍結保存方法として、例えば緩慢凍結法が知られている。この方法ではまず、リン酸緩衝生理食塩水に代表される生理的溶液に耐凍剤を含有させることで得られた保存液に、細胞または組織を浸漬する。該耐凍剤としては、グリセロール、エチレングリコール、ジメチルスルホキシド等の化合物が用いられる。該保存液に、細胞または組織を浸漬後、比較的遅い冷却速度(例えば0.3~0.5℃/分の速度)で、-30~-35℃まで冷却することにより、細胞内外又は組織内外の溶液が充分に冷却され、粘性が高くなる。このような状態で、保存液中の細胞または組織をさらに液体窒素の温度(-196℃)まで冷却すると、細胞内又は組織内とその外の周囲の微少溶液がいずれも非結晶のまま固化する現象であるガラス化が起こる。ガラス化により、細胞内外又は組織内外が固化すると、実質的に分子の動きがなくなるので、ガラス化された細胞または組織を液体窒素中に保存することで、半永久的に保存できると考えられる。 For example, the slow freezing method is known as a cryopreservation method for cells or tissues. In this method, cells or tissues are first immersed in a preservation solution obtained by adding a cryoprotectant to a physiological solution represented by phosphate-buffered saline. Compounds such as glycerol, ethylene glycol, and dimethylsulfoxide are used as the antifreeze agent. After immersing the cells or tissue in the preservation solution, by cooling to -30 to -35°C at a relatively slow cooling rate (eg, 0.3 to 0.5°C/min), The internal and external solutions are sufficiently cooled and become highly viscous. In this state, when the cells or tissues in the preservation solution are further cooled to the temperature of liquid nitrogen (-196°C), the microscopic solution inside the cells or tissues and the surrounding surroundings both solidify while remaining amorphous. The phenomenon vitrification occurs. Vitrification solidifies the inside and outside of the cell or the inside and outside of the tissue, which substantially eliminates the movement of molecules. Therefore, vitrified cells or tissues can be stored semi-permanently by storing them in liquid nitrogen.
また、細胞または組織の凍結保存方法として、ガラス化凍結法も知られている。ガラス化凍結法とは、グリセロール、エチレングリコール、ジメチルスルホキシド等の耐凍剤を多量に含む保存液の凝固点降下により、氷点下であっても氷晶ができにくくなる原理を用いたものである。この保存液を急速に液体窒素中で冷却させると、氷晶を生じさせないまま固化させることができる。このように固化することをガラス化凍結という。また、耐凍剤を多量に含む保存液は、ガラス化液と呼称される。 Vitrification is also known as a cryopreservation method for cells or tissues. The vitrification method is based on the principle that ice crystals are less likely to form even at subzero temperatures due to the freezing point depression of storage solutions containing large amounts of antifreeze agents such as glycerol, ethylene glycol, and dimethyl sulfoxide. If this stock solution is rapidly cooled in liquid nitrogen, it can be solidified without forming ice crystals. Such solidification is called vitrification freezing. A preservation solution containing a large amount of antifreeze agent is called a vitrification solution.
前述した緩慢凍結法では、比較的遅い冷却速度で冷却する必要があるために、凍結保存のための操作に時間を要する。また、冷却速度を制御するための装置又は治具を必要とする問題がある。加えて、上記緩慢凍結法では、細胞外又は組織外の保存液中に氷晶が形成されるので、細胞または組織が該氷晶により物理的に損害を受けるおそれがある。これに対し、上記したガラス化凍結法では、操作は短時間であり、特別な装置又は治具を必要としない。加えて、ガラス化凍結法は、氷晶を生じさせないことによって高い生存率が得られる。 In the slow freezing method described above, since it is necessary to cool at a relatively slow cooling rate, the operation for cryopreservation takes time. There is also the problem of requiring a device or jig to control the cooling rate. In addition, in the slow freezing method, ice crystals are formed in the extracellular or extracellular preservation solution, and the cells or tissues may be physically damaged by the ice crystals. On the other hand, the vitrification freezing method described above requires a short operation time and does not require any special device or jig. In addition, the vitrification freezing method provides a high survival rate by not forming ice crystals.
ガラス化凍結法を用いた細胞または組織の凍結保存方法については、様々な方法で、様々な種類の細胞または組織を用いた例が示されている。例えば、特許文献1では、動物又はヒトの生殖細胞又は体細胞へのガラス化凍結法の適用が、凍結保存及び融解後の生存率の点で、極めて有用であることが示されている。
Various methods of cryopreservation of cells or tissues using the vitrification method have been demonstrated using various types of cells or tissues. For example,
ガラス化凍結法は、主にヒトの生殖細胞を用いて発展してきた技術であるが、最近では、iPS細胞やES細胞への応用も広く検討されている。また、非特許文献1では、ショウジョウバエの胚の保存にガラス化凍結法が有効であったことが示されている。さらに、特許文献2では、植物培養細胞や組織の保存において、ガラス化凍結法が有効であることが示されている。このように、ガラス化凍結法は広く様々な種の細胞及び組織の保存に有用であることが知られている。
The vitrification freezing method is a technique that has been developed mainly using human reproductive cells, but recently its application to iPS cells and ES cells has also been widely investigated. In addition, Non-Patent
適切なガラス化凍結を成し得るために、凍結速度は速ければ速いほど好ましいことが知られている。さらに、凍結保存後の融解工程時においても、細胞または組織中への再氷晶形成を抑制する観点で、融解速度は速ければ速いほど好ましいことが知られている。 It is known that the faster the freezing rate, the better, in order to achieve proper vitrification freezing. Furthermore, it is known that the faster the thawing rate is, the more preferable it is from the viewpoint of suppressing re-ice crystal formation in cells or tissues during the thawing step after cryopreservation.
適切なガラス化凍結を成し得るための重要な因子である凍結速度と融解速度のうち、特に重要なのは、融解速度とされている。例えば、非特許文献2に記載されるように、迅速に凍結された細胞であっても、融解速度が遅い場合には生存率が低くなることが知られている。また特許文献3には、凍結したサンプルを急速融解法により融解することで、融解後のヒトiPS細胞由来神経幹細胞/前駆細胞の生存率が向上することが記載されている。
Of the freezing rate and thawing rate, which are important factors for achieving proper vitrification freezing, the thawing rate is considered to be particularly important. For example, as described in
特許文献4および特許文献5では、ヒトの不妊治療分野で使用されているいわゆるクライオトップ法という方法で、卵付着保持用ストリップとして短冊状の可撓性かつ無色透明なフィルムを使用した卵凍結保存用具を使用して、顕微鏡観察下で該フィルム上に極少量の保存液と共に卵子又は胚を載置し、凍結保存する方法が提案されている。
In
特許文献6および特許文献7には、細長い生体細胞付着保持部の長手方向に設けられた、複数の細胞収納用凹部を有する凍結保存用治具が記載されている。
特許文献8では、卵子又は胚を、耐凍剤を多量に含む保存液と共に保存液除去材の上に載置し、下部から吸引することで卵子又は胚の周囲に付着した余分な保存液を除き、凍結保存させる方法が提案されている。なお、保存液除去材としては、金網、紙等の天然物や合成樹脂からなるフィルム状物で貫通孔を有したものが記載されている。また吸引等の操作を必要とせずに余分な保存液を取り除くことができ、かつ細胞を載置する際の視認性を向上することが可能な凍結保存用治具として、例えば特許文献9に特定のヘーズ値を有する保存液吸収体を利用した凍結保存用治具が記載され、更に特許文献10、特許文献11等には、保存液吸収体として多孔質焼結形成体や特定の屈折率を有する素材で形成された多孔質構造体を有するガラス化凍結保存用治具が記載されている。
In Patent Document 8, eggs or embryos are placed on a storage solution removing material together with a storage solution containing a large amount of antifreeze agent, and the excess storage solution attached around the eggs or embryos is removed by sucking from the bottom. , a method of cryopreservation has been proposed. As the material for removing the preservative solution, a wire mesh, a film-like material made of natural materials such as paper or a synthetic resin and having through holes is described. In addition, as a cryopreservation jig that can remove excess preservation solution without requiring an operation such as aspiration and that can improve the visibility when placing cells, for example, Patent Document 9 specifies A jig for cryopreservation using a preservation liquid absorber having a haze value of is described, and
細胞または組織を載置する際の作業性を向上することが可能な凍結保存用治具についての記載は上述の通りであるが、細胞または組織を剥離する際の作業性を向上することが可能な凍結保存用治具として、例えば、細胞または組織を載置する載置部の最表面に水溶性高分子化合物を含有する層を有する細胞または組織の凍結保存用治具が特許文献12に記載され、該文献には表面層に無機微粒子で凸部を設けることが可能である旨、記載されている。また特許文献13では、細胞または組織を保存液と共に載置する載置部表面が、細胞または組織を保持する凸部と、保存液を貯留する凹部を有する凍結保存用治具が記載され、該凍結保存用治具が細胞または組織の凍結操作時および融解操作時の作業性に優れることが記載されている。
The cryopreservation jig capable of improving workability when placing cells or tissues has been described above, but it is possible to improve workability when detaching cells or tissues. As a jig for cryopreservation, for example, a jig for cryopreservation of cells or tissues having a layer containing a water-soluble polymer compound on the outermost surface of a mounting portion on which cells or tissues are mounted is described in
他方、特許文献14には、容器の内面に細胞が接着しないことを目的に、60nm以上の配置ピッチで微細突起が形成された内面を有する細胞容器が記載されている。 On the other hand, Patent Document 14 describes a cell container having an inner surface on which fine protrusions are formed at an arrangement pitch of 60 nm or more for the purpose of preventing cells from adhering to the inner surface of the container.
特許文献4および特許文献5では、卵子又は胚を載置するフィルムの幅を制限することにより、少ない量の保存液とともに卵子又は胚を凍結保存することで、凍結速度、融解速度を速め、優れた生存率を得る方法が提案されている。しかしながら、卵子又は胚を凍結後に融解する際、凍結対象の状態等によって、しばしばフィルム上の卵子又は胚がフィルム表面に固着してしまい、これらを回収する際に高い技量が要求されるという問題があった。さらには、作業者がより少量の保存液で卵子又は胚を凍結保存するほど、凍結後に融解する際に卵子又は胚がフィルム表面に強固に固着し、回収が困難になってしまうという問題があった。
In
特許文献6および特許文献7では、細胞の付着保持部に細胞が収納される凹部を設けることで、凍結作業時の細胞の脱落を改善する方法が提案されているが、依然として、上記した特許文献4や特許文献5と同様、回収する際に高い技量が要求される問題を有している。
特許文献8では、卵子又は胚の周囲に付着した余分な保存液を、保存液除去材の下部から吸引して除くことにより、これらの生殖細胞を凍結保存させる方法が提案されている。しかしながら、特許文献4および特許文献5と同様に、凍結後に融解する際、卵子又は胚が保存液除去材上に固着してしまい、これらを回収する際に高い技量が要求されるという問題があった。特許文献9~11では、前述した特許文献8などのように、卵子又は胚の周囲に付着した余分な保存液を作業者が除く必要はなく、良好な作業性が得られるものの、保存液吸収体が保存液を吸収する際に、卵子又は胚が保存液吸収体にとりわけ強固に固着することから、卵子又は胚を回収する際に特に高い技量が要求されるという問題があった。
Patent Document 8 proposes a method of cryopreserving germ cells by removing excess storage solution attached around eggs or embryos by aspirating from the bottom of a storage solution removing material. However, as in
特許文献12では、細胞または組織を載置する載置部上に水溶性高分子化合物を含有する層を形成することで、細胞または組織を容易に回収することが可能な凍結保存用治具が提案され、また、該水溶性高分子化合物を含有する層に無機微粒子によって凸部を設けることが提案されているが、凍結融解時の細胞または組織の回収性の向上は恒久の課題であり、更なる改善が望まれていた。
In
特許文献13では、特許文献12と同様に、細胞または組織を凍結後に融解する際、細胞または組織が凍結保存用治具の載置部上に固着することを回避するために、細胞または組織を保持する凸部と、保存液を貯留する凹部を設ける方法が提案されている。しかしながら凍結された細胞または組織を融解する融解工程において、融解液中の細胞または組織が視認しづらいという問題があり、改善が求められていた。
In
特許文献14では、所謂細胞の保存バイアルのような、細胞を保存液とともに充填する細胞容器において、細胞容器の内面に微細突起形状を形成することにより、細胞容器内面への細胞の付着を抑制する方法が提案されている。しかしながらこの技術は、細胞の付着を抑制するものであり、付着した細胞を積極的に剥離し、回収する技術ではない。極少数(多くの場合1~3個程度)の細胞または組織を極少量の保存液とともに載置部上に載置する所謂クライオトップ法においては、融解時に細胞が容易に回収できるだけでなく、凍結保存時には細胞または組織が凍結保存治具上に確実に保持されることも求められる。 In Patent Document 14, in a cell container filled with cells together with a storage solution, such as a so-called cell storage vial, adhesion of cells to the inner surface of the cell container is suppressed by forming a fine projection shape on the inner surface of the cell container. A method is proposed. However, this technique suppresses adhesion of cells, and is not a technique for positively detaching and collecting adhered cells. In the so-called cryotop method in which a very small number (often about 1 to 3 cells) of cells or tissues are placed on a mounting part together with a very small amount of preservation solution, not only can the cells be easily recovered when thawed, but also the cells can be frozen. It is also required that the cells or tissues be reliably retained on the cryopreservation jig during storage.
本発明は、細胞または組織の凍結保存作業を容易かつ確実に行うことが可能な、細胞または組織の凍結保存用治具を提供することを主な課題とする。より具体的には、細胞または組織を凍結保存用治具の載置部に載置して凍結保存する凍結工程、および凍結された細胞または組織を融解する融解工程おいて、細胞または組織を容易に視認できる優れた視認性を有し、かつ融解工程において細胞または組織を速やかに且つ確実に回収可能な、良好な剥離性を有する凍結保存用治具を提供することを課題とする。 A main object of the present invention is to provide a jig for cryopreservation of cells or tissues, which allows easy and reliable cryopreservation of cells or tissues. More specifically, in a freezing step of placing cells or tissues on a mounting portion of a cryopreservation jig and cryopreserving them, and a thawing step of thawing the frozen cells or tissues, the cells or tissues are easily treated. An object of the present invention is to provide a jig for cryopreservation, which has excellent visibility that can be easily visually recognized, and has good detachability that enables rapid and reliable recovery of cells or tissues in a thawing process.
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、以下の構成を有する細胞または組織の凍結保存用治具(以下、「本発明の凍結保存用治具」とも言う。)によって、上記課題を解決できることを見出した。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that a cell or tissue cryopreservation jig (hereinafter also referred to as "cryopreservation jig of the present invention") having the following configuration: , found that the above problems can be solved.
本発明は、細胞または組織を保存液と共に載置する載置部を少なくとも有し、該載置部は凹凸構造を有する光透過性支持体と、該光透過性支持体上に水溶性高分子化合物を含有する層を有し、該光透過性支持体が有する凹凸構造のピッチが1.3μm以下であることを特徴とする、細胞または組織の凍結保存用治具である。 The present invention has at least a mounting portion for mounting cells or tissues together with a preservation solution, the mounting portion comprising a light-transmitting support having an uneven structure, and a water-soluble polymer on the light-transmitting support. A jig for cryopreservation of cells or tissues, comprising a layer containing a compound, wherein the light-transmitting support has an uneven structure with a pitch of 1.3 μm or less.
本発明によれば、細胞または組織を凍結保存用治具の載置部に載置して凍結保存する凍結工程、および凍結された細胞または組織を融解する融解工程おいて、細胞または組織を容易に視認できる優れた視認性を有し、かつ融解工程において細胞または組織を速やかに且つ確実に回収可能な、良好な剥離性を有する凍結保存用治具を提供することができる。 According to the present invention, in the freezing step of placing cells or tissues on the mounting portion of a cryopreservation jig and cryopreserving them, and the thawing step of thawing the frozen cells or tissues, the cells or tissues can be easily removed. It is possible to provide a jig for cryopreservation that has excellent visibility that can be visually recognized from the inside, and that has good detachability that allows cells or tissues to be quickly and reliably recovered in the thawing process.
本発明の細胞または組織の凍結保存用治具(以下、本発明の凍結保存用治具とも記載)は、細胞または組織の凍結保存作業に用いられるものであり、細胞または組織をいわゆるガラス化凍結保存法において凍結保存する際に、好適に用いられるものである。本発明において、細胞とは、単一の細胞のみならず、複数の細胞からなる生物の細胞集団を含むものである。複数の細胞からなる細胞集団とは単一の種類の細胞から構成される細胞集団でも良いし、複数の種類の細胞から構成される細胞集団でも良い。また、組織とは、単一の種類の細胞から構成される組織でも良いし、複数の種類の細胞から構成される組織でも良く、細胞以外に細胞外マトリックスのような非細胞性の物質を含むものでも良い。本発明の凍結保存用治具は、卵子又は胚の凍結保存において、特に好適に用いることができる。 The jig for cryopreservation of cells or tissues of the present invention (hereinafter also referred to as the jig for cryopreservation of the present invention) is used for cryopreservation of cells or tissues, and is used for so-called vitrification freezing of cells or tissues. It is suitably used when cryopreserving in a preservation method. In the present invention, a cell includes not only a single cell but also a cell population of an organism consisting of a plurality of cells. A cell population composed of a plurality of cells may be a cell population composed of a single type of cell, or a cell population composed of a plurality of types of cells. In addition, the tissue may be a tissue composed of a single type of cells, or a tissue composed of a plurality of types of cells, and includes non-cellular substances such as extracellular matrices in addition to cells. Anything is fine. The cryopreservation jig of the present invention is particularly suitable for cryopreservation of eggs or embryos.
本発明の細胞または組織の凍結保存用治具は、細胞または組織を載置後に極低温の冷媒を用いて凍結させる凍結工程と、凍結された状態を維持する保冷工程、および細胞または組織を融解液中で融解・解凍する融解工程の一連の作業で用いられる。 The jig for cryopreservation of cells or tissues of the present invention includes a freezing step in which cells or tissues are placed and then frozen using a cryogenic refrigerant, a cooling step in which the frozen state is maintained, and a freezing step in which the cells or tissues are thawed. It is used in a series of operations in the melting process of melting and thawing in a liquid.
詳細には、本発明の凍結保存用治具は、細胞または組織が載置された載置部を有する凍結保存用治具を液体窒素等の冷却溶媒に浸漬し凍結させるためのものである。また、本発明の凍結保存用治具は、凍結された細胞または組織を極低温の条件下で保持するためのものであり、更には載置部上に載置された細胞または組織を冷却溶媒から取り出し、融解液中に浸漬させて融解するためのものである。 Specifically, the cryopreservation jig of the present invention is for freezing by immersing a cryopreservation jig having a mounting portion on which cells or tissues are mounted in a cooling solvent such as liquid nitrogen. Further, the cryopreservation jig of the present invention is for holding frozen cells or tissues under cryogenic conditions, and furthermore, the cells or tissues mounted on the mounting part are cooled with a cooling solvent. It is for melting by immersing it in the melting liquid.
本発明の細胞または組織の凍結保存用治具は、細胞または組織の保存用具、細胞または組織の凍結保存器具、細胞または組織の保存用器具等と言い換えることができる。 The jig for cryopreservation of cells or tissues of the present invention can be called a cell or tissue preservation instrument, a cell or tissue cryopreservation instrument, a cell or tissue preservation instrument, or the like.
以下に本発明の凍結保存用治具について詳細に説明する。 The jig for cryopreservation of the present invention will be described in detail below.
本発明の凍結保存用治具は、細胞または組織を保存液と共に載置する載置部を少なくとも有し、該載置部は凹凸構造を有する光透過性支持体と、該光透過性支持体上に水溶性高分子化合物を含有する層を有する。ここで、細胞または組織を保存液と共に載置する載置部とは、実際に、細胞または組織が保存液とともに載置される領域に相当する。本発明において、光透過性支持体の全体に載置部が形成されていてもよいし、光透過性支持体の一部に載置部が形成されていてもよく、例えば後述の図1では、載置部3は光透過性支持体2の一部に形成されている。
The cryopreservation jig of the present invention has at least a mounting portion for mounting cells or tissues together with a preservation solution, the mounting portion having a light-transmitting support having an uneven structure, and the light-transmitting support. It has a layer containing a water-soluble polymer compound thereon. Here, the placement portion on which cells or tissues are placed together with a preservation solution actually corresponds to a region where cells or tissues are placed together with a preservation solution. In the present invention, the mounting portion may be formed on the entire light-transmitting support, or may be formed on a part of the light-transmitting support. , the mounting
本発明の凍結保存用治具において、載置部の形状は、細胞または組織を保存液と共に載置可能な形状であればよく、特に限定されない。好ましくは、載置部は略シート状の形状である。略シート状の載置部を有する凍結保存用治具は、本発明の好ましい実施態様の1つである。本発明における略シート状とは、マクロな視点で平面を有する形状であることを意味し、平面シート状、曲率を有するシート状、波型シート状、V字型シート状等の形状が例示される。
また載置部は短冊状であることが好ましい。載置部が短冊状であると載置部を後述のキャップ部材によって被包・保護することが容易である。
In the jig for cryopreservation of the present invention, the shape of the placing portion is not particularly limited as long as the shape allows cells or tissues to be placed together with the preservation solution. Preferably, the placement section has a substantially sheet-like shape. A cryopreservation jig having a substantially sheet-shaped mounting portion is one of preferred embodiments of the present invention. The term “substantially sheet-like” in the present invention means a shape having a flat surface from a macroscopic point of view, and examples thereof include a planar sheet-like shape, a sheet-like shape having a curvature, a corrugated sheet-like shape, a V-shaped sheet-like shape, and the like. be.
Moreover, it is preferable that the mounting part is strip-shaped. If the placement section is strip-shaped, it is easy to cover and protect the placement section with a cap member, which will be described later.
本発明の凍結保存用治具が有する載置部は、凹凸構造を有する光透過性支持体を有する。
上記凹凸構造としては、略円錐状突起構造が略三角格子配列した突起集合体が好適であり、当該構造が略三角格子配列で2次元最密充填した突起集合体がより好適である。略円錐状突起構造1個に着目した場合、その形状は凸構造である。
上記略円錐状突起構造としては、円錐の他、底面が円で母線が曲線であるものや、頂点がアール状に形成されているもの等も含む。
上記略円錐状突起構造は、最上部が平坦である円錐台形状であってもよい。
本明細書において、凸構造の最上部を凸部、凸構造と凸構造の間を凹部又は凹構造という。
The mounting portion of the cryopreservation jig of the present invention has a light-transmissive support having an uneven structure.
As the concave-convex structure, a projection assembly in which substantially conical projection structures are arranged in a substantially triangular lattice is preferable, and a projection assembly in which the structures are arranged in a substantially triangular lattice and are two-dimensionally close-packed is more preferable. When focusing on one substantially conical projection structure, its shape is a convex structure.
The substantially conical protrusion structure includes, in addition to the cone, a structure having a circular base and a curved generatrix, and a structure having a curved apex.
The substantially conical projection structure may have a truncated cone shape with a flat uppermost portion.
In this specification, the uppermost part of the convex structure is called a convex part, and the part between the convex structures is called a concave part or a concave structure.
光透過性支持体の凹凸構造は、ピッチが1.3μm以下である。本明細書において、凹凸構造のピッチとは、上面視したときに、相互に隣り合う凸構造の中心間距離の平均である。また「凹凸構造のピッチ」は、上面視したときに、最も近い2つの凸構造の中心間の間隔(距離)の平均ということもできる。凹凸構造のピッチが1.3μmよりも大きい場合には、融解操作時における細胞または組織の視認性が低下し、良好な作業性が得られない。また本発明において、載置部を構成する光透過性支持体の凹凸構造のピッチは50nm以上が好ましい。50nmよりも小さい場合には、水溶性高分子化合物を含有する層により光透過性支持体の凹凸構造を充分に被覆する事ができず、融解工程において細胞または組織を速やかに剥離する(回収する)ことが困難となる場合がある。より好ましくは、上記ピッチは100nm以上であり、また好ましくは1μm以下である。 The uneven structure of the light-transmissive support has a pitch of 1.3 μm or less. In this specification, the pitch of the concavo-convex structure is the average distance between the centers of the convex structures adjacent to each other when viewed from above. The "pitch of the uneven structure" can also be said to be the average of the intervals (distances) between the centers of the two closest convex structures when viewed from above. If the pitch of the concave-convex structure is larger than 1.3 μm, the visibility of the cells or tissue during the melting operation is lowered, and good workability cannot be obtained. Further, in the present invention, the pitch of the concave-convex structure of the light-transmitting support constituting the mounting portion is preferably 50 nm or more. If it is smaller than 50 nm, the layer containing the water-soluble polymer compound cannot sufficiently cover the concave-convex structure of the light-transmitting support, and the cells or tissues are quickly exfoliated (recovered) in the melting step. ) can be difficult. More preferably, the pitch is 100 nm or more, and preferably 1 μm or less.
なお、載置部が光透過性支持体の一部に形成されている場合、光透過性支持体の載置部以外の箇所は、該凹凸構造が形成されていてもよいし、形成されていなくてもよい。載置部が光透過性支持体の一部に形成されている場合、水溶性高分子化合物を含有する層は、載置部以外の箇所に存在していても良いし、存在していなくても良い。 When the mounting portion is formed on a part of the light-transmitting support, the concave-convex structure may or may not be formed on a portion of the light-transmitting support other than the mounting portion. It doesn't have to be. When the mounting portion is formed on a part of the light-transmitting support, the layer containing the water-soluble polymer compound may or may not exist in a portion other than the mounting portion. Also good.
本発明の凍結保存用治具の載置部を構成する光透過性支持体の凹凸構造は、凹凸構造の高さ(凹部と凸部の高さの差、例えば図4のH1)が50nm以上が好ましい。凹凸構造の高さが50nmよりも小さい場合には、融解操作時の細胞の剥離性の向上効果が充分でない場合がある。凹凸構造の高さは、より好ましくは100nm以上である。また、凹凸構造の高さは3μm以下が好ましい。凹凸構造の高さが3μmよりも高いと、融解操作時の視認性が不充分となる場合がある。凹凸構造の高さは、より好ましくは1μm以下である。 The concave-convex structure of the light-transmitting support constituting the mounting portion of the jig for cryopreservation of the present invention has a height of the concave-convex structure (the difference between the height of the concave portion and the convex portion, for example, H1 in FIG. 4) of 50 nm or more. is preferred. If the height of the uneven structure is less than 50 nm, the effect of improving the detachability of cells during the melting operation may not be sufficient. The height of the uneven structure is more preferably 100 nm or more. Moreover, the height of the uneven structure is preferably 3 μm or less. If the height of the uneven structure is higher than 3 μm, the visibility during the melting operation may be insufficient. The height of the uneven structure is more preferably 1 μm or less.
本発明の凍結保存用治具の載置部が有する凹凸構造を有する光透過性支持体は、1種類の素材からなるものでも良いし、2種類以上の素材からなるものでも良い。該光透過性支持体を形成する素材としては、光透過性を有する熱可塑性樹脂が好適である。熱可塑性樹脂は、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂で問題となる細胞毒性が無いまたは少ないことから、本発明において好適に用いられる。かかる熱可塑性樹脂としては、例えばポリスチレン樹脂、アクリル樹脂、ABS樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリジメチルシロキサン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリオレフィン樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂等が例示される。 The light-transmissive support having the concave-convex structure of the mounting portion of the jig for cryopreservation of the present invention may be made of one type of material, or may be made of two or more types of materials. As a material for forming the light-transmitting support, a thermoplastic resin having light-transmitting properties is suitable. Thermoplastic resins are preferably used in the present invention because they have little or no cytotoxicity, which is a problem with thermosetting resins and photocurable resins. Examples of such thermoplastic resins include polystyrene resins, acrylic resins, ABS resins, polycarbonate resins, polydimethylsiloxane resins, polyvinyl chloride resins, polysulfone resins, polyolefin resins, cyclic polyolefin resins, and polyurethane resins.
本発明の凍結保存用治具の載置部は、光透過性支持体上に水溶性高分子化合物を含有する層を有する。上記水溶性高分子化合物を含有する層は、光透過性支持体の凹凸構造の上に形成されている。なお本発明において、水溶性高分子化合物は、25℃の融解液に対して溶解度が0.2質量%以上である化合物が好ましい。
本発明において、水溶性高分子化合物としては、例えば、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体、デンプン及びその誘導体、ゼラチン、カゼイン、アルギン酸及びその塩、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、スチレン-マレイン酸共重合体塩、スチレン-アクリル酸共重合体塩等が挙げられる。これらの水溶性高分子化合物は、単独で用いても良いし2種類以上を併用しても良い。中でも水溶性高分子化合物を含有する層がヒドロキシプロピルセルロースおよび/またはポリビニルアルコールを含有する場合、保存液に対する良好な溶解性と適度な被膜形成作用が得られることから好ましい。また水溶性高分子化合物を含有する層は、融解液に対する溶解度が10質量%を下回らない範囲で、架橋剤を含有することができる。
The mounting portion of the jig for cryopreservation of the present invention has a layer containing a water-soluble polymer compound on a light-transmitting support. The layer containing the water-soluble polymer compound is formed on the uneven structure of the light-transmitting support. In the present invention, the water-soluble polymer compound is preferably a compound having a solubility of 0.2% by mass or more in a melt at 25°C.
In the present invention, examples of water-soluble polymer compounds include cellulose derivatives such as hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose and carboxymethyl cellulose, starch and its derivatives, gelatin, casein, alginic acid and its salts, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, styrene- Examples include maleic acid copolymer salts, styrene-acrylic acid copolymer salts, and the like. These water-soluble polymer compounds may be used alone or in combination of two or more. Above all, when the layer containing the water-soluble polymer compound contains hydroxypropylcellulose and/or polyvinyl alcohol, it is preferable because good solubility in the storage solution and appropriate film-forming action can be obtained. In addition, the layer containing the water-soluble polymer compound can contain a cross-linking agent within a range where the solubility in the melt does not fall below 10% by mass.
本発明の凍結保存用治具が有する水溶性高分子化合物を含有する層は、前述した凹凸構造が有する凸部が露出しない厚さであることが好ましく、水溶性高分子化合物の固形分量が、0.01~100g/m2であることが好ましく、より好ましくは0.1~10g/m2である。
上記載置部は、光透過性支持体及び水溶性高分子化合物を含有する層で形成されている。上記載置部は、光透過性支持体及び水溶性高分子化合物を含有する層以外の構造を有していてもよいが、光透過性支持体及び水溶性高分子化合物を含有する層のみで形成されていることがより好ましい。上記載置部は最表面に水溶性高分子化合物を含有する層を有することが好ましい。水溶性高分子化合物を含有する層が載置部の最表面に存在する場合、細胞又は組織を融解する際に、上記水溶性高分子化合物を含有する層の全部または一部が融解液に溶解することで、光透過性支持体が有する凹凸構造の効果と相まって、細胞又は組織の剥離性が相乗的に向上する。
The layer containing the water-soluble polymer compound of the jig for cryopreservation of the present invention preferably has a thickness that does not expose the protrusions of the uneven structure described above, and the solid content of the water-soluble polymer compound is It is preferably 0.01 to 100 g/m 2 , more preferably 0.1 to 10 g/m 2 .
The mounting portion is formed of a layer containing a light-transmitting support and a water-soluble polymer compound. The mounting portion may have a structure other than the layer containing the light-transmitting support and the water-soluble polymer compound, but only the layer containing the light-transmitting support and the water-soluble polymer compound may be used. It is more preferable to be formed. The mounting section preferably has a layer containing a water-soluble polymer compound on the outermost surface. When a layer containing a water-soluble polymer compound is present on the outermost surface of the mounting portion, all or part of the layer containing the water-soluble polymer compound is dissolved in the melt when the cells or tissues are melted. By doing so, the detachability of cells or tissues is synergistically improved in combination with the effect of the concave-convex structure of the light-transmitting support.
本発明の凍結保存用治具における載置部は、凹凸構造を有する光透過性支持体と、該光透過性支持体の凹凸構造の上に設けられた水溶性高分子化合物を含有する層とで形成されている、ということもできる。 The mounting portion in the jig for cryopreservation of the present invention comprises a light-transmitting support having an uneven structure, and a layer containing a water-soluble polymer compound provided on the uneven structure of the light-transmitting support. It can also be said that it is formed by
本発明の凍結保存用治具は前述した載置部と共に把持部を有する事が好ましく、該把持部の先端部に載置部を有する事が好ましい。把持部を有すると、凍結保存作業時及び融解作業時の作業性が良好となるため、好ましい。なお以降の説明において載置部と共に把持部を有する凍結保存用治具を、本体部材とも称する。
把持部の形状は特に限定されないが、人が手で握りやすい形状が好ましく、棒状がより好ましい。
把持部は、液体窒素等の冷却溶媒に耐性がある素材であることが好ましい。このような素材としては、例えばアルミニウム、鉄、銅、ステンレス合金等の各種金属、ABS樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、フッ素系樹脂や各種エンジニアプラスチック、更にはガラス等を好適に用いることができる。
The jig for cryopreservation of the present invention preferably has a holding part together with the above-described placing part, and preferably has a placing part at the tip of the holding part. It is preferable to have a grip part because workability during cryopreservation work and thawing work is improved. In the following description, a jig for cryopreservation having a holding portion as well as a placing portion is also referred to as a main body member.
The shape of the grip portion is not particularly limited, but a shape that is easy for a person to grip is preferable, and a rod shape is more preferable.
The grip is preferably made of a material that is resistant to cooling solvents such as liquid nitrogen. As such materials, various metals such as aluminum, iron, copper and stainless alloys, ABS resins, polypropylene resins, polyethylene resins, fluorine-based resins, various engineering plastics, glass and the like can be suitably used.
本発明の細胞または組織の凍結保存用治具により、細胞または組織を長期凍結保存する場合、細胞または組織を外界と遮断するため、上記した載置部にキャップ部材を被せる、又は該凍結保存用治具を任意の形状の容器に収納して密閉することが可能である。液体窒素が滅菌されておらず、細胞または組織を直接液体窒素に接触させて凍結させる場合においては、凍結保存用治具が滅菌されていても滅菌状態を保証できない場合がある。よって、凍結前に細胞または組織を付着させた載置部にキャップ部材を被せ、又は凍結保存用治具を容器中に密閉して、細胞または組織を直接液体窒素に接触させないで凍結させることがある。欧州等海外先進国では上記のように液体窒素に直接接触させない凍結方法が主流である。
また、細胞または組織を直接液体窒素に接触させて凍結させる場合においても、貯蔵する液体窒素タンク中での物理的衝撃等から、凍結保存用治具上に載置された細胞または組織を保護することを目的として、載置部にキャップ部材を被せることがある。このような理由からキャップ部材及び容器は耐液体窒素性のある素材である各種金属、各種樹脂、ガラス、セラミック等で作製することが好ましい。形状としては特に限定されず、例えば、キャップ部材は、鉛筆用のキャップのような半紡錘状又はドーム状等のキャップ、円柱状のストローキャップ等、載置部と接触せず、細胞または組織を外界と遮断できるような形状ならどのような形状でもよい。容器は、載置された細胞または組織に接触せずに、凍結保存用治具を被包又は収納して密閉できるものであればよく、その形状は特に限定されない。
When cells or tissues are to be cryopreserved for a long period of time using the jig for cryopreservation of cells or tissues of the present invention, the mounting portion is covered with a cap member in order to block the cells or tissues from the outside world, or It is possible to house the jig in a container of arbitrary shape and to seal it. Liquid nitrogen is not sterilized, and when cells or tissues are directly brought into contact with liquid nitrogen and frozen, the sterilization condition may not be guaranteed even if the cryopreservation jig is sterilized. Therefore, it is possible to freeze the cells or tissues without direct contact with liquid nitrogen by covering the mount to which the cells or tissues are attached before freezing with a cap member, or sealing the cryopreservation jig in the container. be. In developed countries such as Europe, the freezing method that avoids direct contact with liquid nitrogen as described above is the mainstream.
In addition, even when cells or tissues are directly brought into contact with liquid nitrogen and frozen, the cells or tissues placed on the cryopreservation jig are protected from physical impacts in the liquid nitrogen tank to be stored. For this purpose, the mounting portion is sometimes covered with a cap member. For this reason, the cap member and the container are preferably made of liquid nitrogen-resistant materials such as various metals, various resins, glass, and ceramics. The shape of the cap member is not particularly limited. For example, the cap member may be semi-spindle-shaped or dome-shaped, such as a pencil cap, or a cylindrical straw cap, etc., to prevent cells or tissues from contacting with the mounting portion. Any shape can be used as long as it can be cut off from the outside world. The shape of the container is not particularly limited as long as it can cover or house the cryopreservation jig without contacting the placed cells or tissues.
本発明においては、本発明の効果を損なわない限り、凍結保存用治具をこのようなキャップ部材又は容器と組み合わせて使用することができる。また、このようなキャップ部材又は容器と組み合わせて使用される凍結保存用治具も、本発明に包含される。 In the present invention, a jig for cryopreservation can be used in combination with such a cap member or container as long as the effects of the present invention are not impaired. The present invention also includes a cryopreservation jig used in combination with such a cap member or container.
本発明の凍結保存用治具が好ましく有するキャップ部材は、載置部を被覆保護可能な内腔を有する。この様なキャップ部材としては、開口した片端と閉塞した片端を有する略円筒体が例示される。 The cap member preferably included in the cryopreservation jig of the present invention has a lumen capable of covering and protecting the placement section. An example of such a cap member is a substantially cylindrical body having one end that is open and one end that is closed.
本発明の凍結保存用治具がキャップ部材を有する場合、キャップ部材は、本体部材に対して着脱自在であることが好ましい。着脱自在とは、特別な器具を必要とせずに、キャップ部材を本体部材に対して容易に嵌合・固定することができ、キャップ部材を本体部材から容易に外すことができることを意味する。着脱自在を可能とするために、本体部材は嵌合構造部を有することが好ましく、本体部材は該嵌合構造部として、テーパー構造又はねじ切り構造を有することが好ましい。この場合、上記した載置部は嵌合構造部の先端(把持部を有さない側の先端)に位置することが好ましい。迅速かつ容易に着脱できる観点から、篏合構造部はテーパー構造を有することが特に好ましい。 When the cryopreservation jig of the present invention has a cap member, the cap member is preferably detachable from the body member. Detachable means that the cap member can be easily fitted into and fixed to the body member, and that the cap member can be easily removed from the body member, without the need for special tools. The body member preferably has a fitting structure in order to be detachable, and the body member preferably has a tapered structure or a threaded structure as the fitting structure. In this case, it is preferable that the mounting portion described above be positioned at the tip of the fitting structure portion (the tip on the side without the grip portion). From the viewpoint of quick and easy attachment and detachment, it is particularly preferable that the fitting structure has a tapered structure.
本体部材の篏合構造部が、ねじ切り構造を有する場合には、キャップ部材もねじ切り構造を有することが好ましい。また、本体部材の篏合構造部がテーパー構造を有する場合には、より確実に嵌合・固定する観点から、キャップ部材も前述した内腔内にテーパー構造を有することが可能である。 If the mating structure of the body member has a threaded structure, the cap member also preferably has a threaded structure. Moreover, when the fitting structure portion of the main body member has a tapered structure, the cap member can also have a tapered structure in the above-described lumen from the viewpoint of more reliable fitting and fixing.
本発明の凍結保存用治具が有するキャップ部材は、例えば、各種樹脂、金属等の液体窒素等の冷却溶媒に耐性がある素材を用いて形成されたものが好適である。キャップ部材は1種類の素材からなるものでも良いし、2種類以上の素材からなるものでも良い。中でも樹脂は射出成型等のプロセスにより、テーパー構造やねじ切り構造を容易に形成できるため、好ましい。樹脂の具体例としては、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステル樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ジアセテート樹脂、トリアセテート樹脂、ポリアクリレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、環状ポリオレフィン樹脂等からなる樹脂が挙げられる。またキャップ部材の全光線透過率、詳細にはキャップ部材の側面部における全光線透過率が80%以上であると、キャップ部材を篏合後に、載置部の様子を容易に確認することができるため好ましい。 The cap member of the jig for cryopreservation of the present invention is preferably made of materials such as various resins and metals that are resistant to cooling solvents such as liquid nitrogen. The cap member may be made of one type of material, or may be made of two or more types of material. Among them, resin is preferable because a tapered structure or a threaded structure can be easily formed by a process such as injection molding. Specific examples of resins include polyester resins such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, acrylic resins, epoxy resins, silicone resins, polycarbonate resins, diacetate resins, triacetate resins, polyacrylate resins, polyvinyl chloride resins, polysulfone resins, Resins such as polyethersulfone resins, polyimide resins, polyamide resins, polyolefin resins, and cyclic polyolefin resins can be used. Further, when the total light transmittance of the cap member, more specifically, the total light transmittance of the side surface portion of the cap member is 80% or more, it is possible to easily check the state of the mounting portion after the cap member is fitted. Therefore, it is preferable.
図1は、本発明の凍結保存用治具の一例を示す全体図である。図1において凍結保存用治具9aは、把持部1と平面シート状の光透過性支持体2、および該光透過性支持体2上に形成された平面シート状の載置部3を有する。
FIG. 1 is an overall view showing an example of a jig for cryopreservation of the present invention. In FIG. 1, the
図1中、把持部1は円柱形であるが、その形状は任意である。また、前述したように、細胞または組織を直接液体窒素に接触させないこと、又は細胞若しくは組織の保護を目的に、載置部3に不図示のキャップ部材を被せることがあるが、この場合、把持部1は載置部3を有する側に、篏合構造部13を有することが好ましい。図1における篏合構造部13は、載置部3を有さない側から載置部3を有する側に向かって、断面が連続的に小さくなるテーパー構造を有する。一態様においては、このような構造の該篏合構造部13によりキャップ部材を被せる際の作業性が向上する。
In FIG. 1, the
図2は、本発明の凍結保存用治具の別の一例を示す全体図である。図2において凍結保存用治具9bは、把持部1とV字型シート状の光透過性支持体2、さらには光透過性支持体2上の一部に形成されたV字型シート状の載置部3を有する。V字型シート状の載置部3の中央部に細胞または組織及び保存液を滴下付着することで、ピペット等で余分な保存液を除く際の作業性が向上する。
FIG. 2 is an overall view showing another example of the jig for cryopreservation of the present invention. In FIG. 2, the
図3は、本発明の凍結保存用治具の別の一例を示す全体図である。図3において凍結保存用治具9cは、把持部1と曲率を有するシート状の光透過性支持体2、さらには光透過性支持体2の一部に形成された曲率を有するシート状の載置部3を有する。図3の凍結保存用治具は図2の凍結保存用治具と同様に、曲率を有するシート状の載置部3の中央部に細胞または組織及び保存液を滴下付着することで、ピペット等で余分な保存液を除く際の作業性が向上する。
FIG. 3 is an overall view showing another example of the jig for cryopreservation of the present invention. In FIG. 3, the
図4は、本発明の凍結保存用治具における載置部の一例を示す断面構造概略図である。図4において載置部3aは、略円錐状の複数の凸構造10と、その間の凹構造とからなる凹凸構造11aが形成された光透過性支持体2を有する。さらに、光透過性支持体2が有する凹凸構造11a上に、水溶性高分子化合物を含有する層12を有する。載置部3aが有する凹凸構造11aは最も近い2つの凸構造10の中心間距離がD1であり、凹凸構造の高さがH1である。なお凹凸構造11aは凸構造10と凸構造10の間に平坦な底面を有する凹部5が形成されている。図4中の載置部3aは水溶性高分子化合物を含有する層12によって凸部4が露出しないように被覆されており、細胞と接する最表面(水溶性高分子化合物を含有する層12の最表面)は平坦である。水溶性高分子化合物を含有する層12の最表面が平坦な場合、細胞または組織の視認性にとりわけ優れた凍結保存用治具が得られるため、特に好ましい。
FIG. 4 is a cross-sectional structural schematic diagram showing an example of the mounting portion in the cryopreservation jig of the present invention. In FIG. 4, the mounting
図5は、本発明の凍結保存用治具における載置部の別の一例を示す断面構造概略図である。図5中の載置部3bは、略円錐状の複数の凸構造10と、その間の凹構造とからなる凹凸構造11bが形成された光透過性支持体2を有しており、また該凹凸構造11bの表面形状に追従する形状で水溶性高分子化合物を含有する層12が形成されている。このような形状を有することで、光透過性支持体2が有する凸部4が露出せず、また細胞または組織と接する最表面に凹凸構造が形成されている。なお凹凸構造11bは凸構造10と凸構造10の間に平坦な底面を有する凹部5が形成されている。載置部3bが有する凹凸構造11bは、最も近い2つの凸構造10の中心間距離がD2であり、凹凸構造11bの高さがH2である。
FIG. 5 is a cross-sectional structural schematic diagram showing another example of the mounting portion in the cryopreservation jig of the present invention. The mounting
図6は、本発明の凍結保存用治具における載置部の別の一例を示す断面構造概略図である。図6中の載置部3cは、前述した図5よりも凹凸構造11cが密に形成された光透過性支持体2を有している。凹凸構造11cは、凸構造10と凸構造10の間に平坦な底面を有さずに隣接する凸構造の最下部が接しており、該凹凸構造11cの表面形状に追従する形状で水溶性高分子化合物を含有する層12が形成されている。このような形状を有することで、光透過性支持体2が有する凸部4が露出せず、また細胞または組織と接する最表面に凹凸構造が形成されている。載置部3cが有する凹凸構造11cは、最も近い2つの凸構造10の中心間距離がD3であり、凹凸構造の高さがH3である。
FIG. 6 is a cross-sectional structural schematic diagram showing another example of the mounting portion in the cryopreservation jig of the present invention. The mounting
図7は、本発明の凍結保存用治具における載置部の別の一例を示す断面構造概略図である。図7中の載置部3dは、略円錐台状の複数の凸構造10と、その間の凹構造とからなる凹凸構造11dが形成された光透過性支持体2を有しており、凸構造10と凸構造10の間に平坦な底面を有さずに隣接する凸構造10の最下部が接し、かつ凸構造10の最上部が平坦である凹凸構造11dが形成された光透過性支持体2を有し、該凹凸構造11d上に、水溶性高分子化合物を含有する層12が形成されている。また凹凸構造11d上に位置する水溶性高分子化合物を含有する層12の表面は平坦である。載置部3dが有する凹凸構造11dは、最も近い2つの凸構造10の中心間距離がD4であり、凹凸構造の高さがH4である。
FIG. 7 is a cross-sectional structural schematic diagram showing another example of the mounting portion in the cryopreservation jig of the present invention. The mounting
図8は、図4中に示す凹凸構造の上面概略図及び断面概略図である。図8中、凹凸構造11aは、高さH1の略円錐状の凸構造10が略三角格子配列された構造を有し、最も近い2つの略円錐状の凸構造10の中心間距離はD1である。凹凸構造11aにおける凹部5は、隣接する略円錐状の凸構造10の間に形成されており、連続している。
8A and 8B are a schematic top view and a schematic cross-sectional view of the concavo-convex structure shown in FIG. In FIG. 8, the
図9は、図6中に示す凹凸構造の上面概略図及び断面概略図である。図9中、凹凸構造11cは、高さH3の略円錐状の凸構造10が略三角格子配列で2次元最密充填された構造を有し、最も近い2つの略円錐状の凸構造10の中心間距離はD3である。凹凸構造11cにおける凹部5は、略円錐状の凸構造10に隔てられ、それぞれ独立している。
9A and 9B are a schematic top view and a schematic cross-sectional view of the concavo-convex structure shown in FIG. In FIG. 9, the concave-
図10は、図7中に示す凹凸構造の上面概略図及び断面概略図である。図10中、凹凸構造11dは、高さH4の略円錐台状の凸構造10が略三角格子配列で2次元最密充填された構造を有し、最も近い2つの略円錐台状の凸構造10の中心間距離はD4である。凹凸構造11dにおける凹部5は、略円錐台状の凸構造10に隔てられ、それぞれ独立したものとなっている。
10A and 10B are a schematic top view and a schematic cross-sectional view of the concavo-convex structure shown in FIG. In FIG. 10, the concave-
図11は、図4中に示す構造を有する載置部に、細胞及び保存液を滴下付着した際の概略モデル図である。図11中、載置部3aは、凸部4と凹部5を有する凹凸構造11a上に、平坦な表面を有する水溶性高分子化合物を含有する層12を有する。載置部3a上に保存液7と共に載置された細胞6は、図11に示すように、凹凸構造11aには接することなく、水溶性高分子化合物を含有する層12上に載置された状態で、液体窒素等の冷却溶媒により凍結保存される。
FIG. 11 is a schematic model diagram when cells and a preservation solution are dropped and adhered to the placement section having the structure shown in FIG. In FIG. 11, the mounting
図12は、本発明の凍結保存用治具における載置部の別の一例を示す上面構造概略図である。図12において光透過性支持体2上に形成された載置部3eは、凹凸構造を有する載置領域8aと、該載置領域8aとは異なる形状の凹凸構造を有する載置領域8bが、平行かつ交互に配列した構造を有する。なお、図12では凹凸構造の詳細は図示していない。
FIG. 12 is a top structural schematic view showing another example of the mounting portion in the cryopreservation jig of the present invention. In FIG. 12, the mounting
図13は、図12中の載置領域8aと載置領域8bの形状を詳細に説明する断面構造概略図である。載置領域8aが有する凹凸構造11fは、最も近い2つの凸構造10aの中心間距離がD5、高さがH5の略円錐状の凸構造10aが複数配列した形状であり、凸構造10aと凸構造10aとの間に平坦な底面を有さず、隣接する凸構造10aの最下部が接している。一方、載置領域8bが有する凹凸構造11eは、最も近い2つの凸構造10bの中心間距離がD6、高さがH6の略円錐状の凸構造10bが複数配列した形状であり、該凸構造10bと凸構造10bの間に平坦な底面を有する凹部5bが形成されている。そして光透過性支持体2上において載置領域8aにおける光透過性支持体2の底面部から凹部5aまでの垂直長さ(基底部の高さ)に対し、載置領域8bにおける光透過性支持体2の底面部から凹部5bまでの垂直長さ(基底部の高さ)が低くなるように配置することで、載置領域8aと載置領域8bを平行かつ交互に配列させている。光透過性支持体2上にこの様な形状、すなわち基底部の高さが異なる2種類のストライプ状領域を有する凍結保存用治具は、凍結保存後の融解工程において、細胞や組織を容易に見つけ出すことが可能となるため好ましい。
FIG. 13 is a cross-sectional structural schematic diagram for explaining in detail the shapes of the mounting
本発明において凍結保存される細胞または組織は、水溶性高分子化合物を含有する層上に載置される。前述のように、細胞または組織が従来の凍結保存用治具の載置部表面へ強固に固着した場合、融解後の回収が困難となる場合がある。前述した特許文献12には、載置した細胞または組織が接する載置部表面に、水溶性高分子化合物を含有する層を設け、該水溶性高分子化合物を含有する層が融解液に溶解することにより、載置した細胞または組織を速やかに回収する技術が開示されている。しかしながら後述する実施例において示したように、光透過性支持体の表面が平滑であり、該光透過性支持体上に水溶性高分子化合物を含有する層を設けた場合、融解液中で載置部を穏やかにゆする程度では、細胞または組織を短時間で剥離することは困難な場合があった。また特許文献12には、水溶性高分子化合物を含有する層が更に無機微粒子を含有できることが記載されるが、融解作業を行う際の条件によっては、融解液中に混入した無機微粒子の影響により胚や卵子などの視認性が低下する場合があった。
Cells or tissues to be cryopreserved in the present invention are placed on a layer containing a water-soluble polymer compound. As described above, when cells or tissues are firmly adhered to the mounting surface of a conventional cryopreservation jig, recovery after thawing may be difficult. In the
これに対し本発明は、細胞または組織を迅速に剥離する事ができる。載置部表面に凹凸構造を有する場合には、少なからず細胞または組織の視認性に影響を及ぼすが、本発明によれば、細胞または組織の視認性に影響を与えずに、細胞または組織を迅速に剥離する事が可能となる。本発明において細胞または組織を迅速に剥離できるとの効果が得られる作用機序は明確ではないが、微細なピッチで構成された凹凸構造上に水溶性高分子化合物を含有する層を設けることで、融解液が、水溶性高分子化合物を含有する層と光透過性支持体の界面に早期に到達するポイントが増え、これにより水溶性高分子化合物を含有する層の剥離性が高まり、細胞または組織の回収性が向上するものと推察される。また光透過性支持体が有する凹凸構造のピッチが1.3μm以下と微細であるため、顕微鏡観察下であっても良好な視認性にて細胞または組織を視認することが可能となる。 In contrast, the present invention can rapidly detach cells or tissues. When the surface of the mounting portion has an uneven structure, the visibility of cells or tissues is not a little affected. It is possible to peel off quickly. Although the action mechanism by which the effect of rapidly exfoliating cells or tissues is obtained in the present invention is not clear, by providing a layer containing a water-soluble polymer compound on an uneven structure composed of fine pitches, , the point at which the melt reaches the interface of the layer containing the water-soluble polymer compound and the light-transmitting support early increases, thereby increasing the peelability of the layer containing the water-soluble polymer compound, and the cells or It is presumed that the recoverability of the tissue is improved. In addition, since the pitch of the uneven structure of the light-transmitting support is as fine as 1.3 μm or less, cells or tissues can be visually recognized with good visibility even under microscope observation.
以下では、本発明の凍結保存用治具の凹凸構造の作製方法の一例について説明する。
本発明の凍結保存用治具の光透過性支持体に形成されている凹凸構造は、上述のように凸構造が集合して形成された突起集合体である。このように微細な凸構造を形成する方法は特に限定されないが、例えばナノインプリントの原版となる凹構造版を形成した後、該凹構造版を熱ナノインプリントの転写によって樹脂フィルム表面に転写し、熱可塑性樹脂表面に凸構造からなる微細構造体を形成する方法を例示することができる。以下に、熱ナノインプリント法を用いて光透過性支持体表面の凹凸構造を、凹構造版の転写によって形成する一例を説明する。
An example of the method for producing the concave-convex structure of the jig for cryopreservation of the present invention will be described below.
The concave-convex structure formed on the light-transmitting support of the jig for cryopreservation of the present invention is a projection assembly formed by a collection of convex structures as described above. The method for forming such a fine convex structure is not particularly limited. A method of forming a microstructure having a convex structure on a resin surface can be exemplified. An example of forming a concave-convex structure on the surface of a light-transmissive support by transferring a concave structure plate using a thermal nanoimprint method will be described below.
凹構造版の構造面は、光透過性支持体が有する表面凸構造に対応する凹構造が形成されている。凹構造版の元となるマスター型は、Si原版、石英原版などを用いて、フォトリソグラフィー法、コロイダルリソグラフィー法、陽極酸化法、電子線リソグラフィー法、および、干渉露光法等に例示される微細加工法から選択される少なくとも1種の微細加工法によって形成される。凹構造版は、得られたマスター型から最低1回の型転写工程で作製されるが、型転写工程は複数回行ってもよい。型転写工程で作製する好ましい凹構造版は、Ni製電鋳スタンパー作製法で得られたNi製電鋳スタンパーであるが、Ni製電鋳スタンパーを形成するまでの過程で樹脂フィルム等にいったん微細構造を転写するなどの中間工程を設けてもよい。 The structure surface of the concave structure plate has a concave structure corresponding to the surface convex structure of the light-transmitting support. The master mold, which is the base of the concave structure plate, uses a Si original plate, a quartz original plate, etc., and is subjected to microfabrication exemplified by photolithography, colloidal lithography, anodization, electron beam lithography, and interference exposure. formed by at least one microfabrication method selected from methods. The concave structure plate is produced from the obtained master mold by at least one mold transfer process, but the mold transfer process may be performed multiple times. A preferred concave structure plate to be produced in the mold transfer process is a Ni electroformed stamper obtained by a Ni electroformed stamper production method. Intermediate steps, such as transferring structures, may be provided.
上記したマスター型の製造方法として、単粒子膜をエッチングマスクとしてドライエッチングで微細加工を行うコロイダルリソグラフィー法が好ましい。その理由は、コロイダルリソグラフィー法は、容易に微細構造体を作製することが可能で、構造の最適化および機能検証が迅速に行えるという利点があることと、大面積を形成するのに向いているため生産用の面積の大きなNi製電鋳スタンパー(凹構造版)を容易に作製できるという利点があることである。 As a method for manufacturing the above-described master mold, a colloidal lithography method in which fine processing is performed by dry etching using a monoparticle film as an etching mask is preferable. The reason for this is that the colloidal lithography method can easily fabricate microstructures, has the advantage of being able to quickly optimize structures and verify functions, and is suitable for forming large areas. Therefore, there is an advantage that a Ni electroforming stamper (concave structure plate) having a large area for production can be easily manufactured.
熱ナノインプリント工程では、載置部を形成するための熱可塑性樹脂の表面に、凹構造版の構造面を対向させ、ナノインプリント装置加圧部にセットする。そのまま凹構造版と基材を昇温し、温度が基材のガラス転移点より高い領域で1~20MPa程度の圧力による加圧を行い、凹構造版の微細構造を熱可塑性樹脂の表面に転写する。次いで、圧力が残る状態で基材のガラス転移点未満の温度域まで降温したのち、凹構造版を熱可塑性樹脂の表面から離型する。以上の操作によって、熱可塑性樹脂の表面に凹構造版の微細構造が反転して転写され、光透過性支持体表面の凹凸構造が得られる。 In the thermal nanoimprinting step, the structured surface of the concave structure plate is opposed to the surface of the thermoplastic resin for forming the placement section, and set in the pressure section of the nanoimprinting apparatus. The temperature of the concave structure plate and the base material is raised as it is, and a pressure of about 1 to 20 MPa is applied in a region where the temperature is higher than the glass transition point of the base material, and the fine structure of the concave structure plate is transferred to the surface of the thermoplastic resin. do. Next, after the temperature is lowered to a temperature range below the glass transition point of the substrate while the pressure remains, the concave structure plate is released from the surface of the thermoplastic resin. By the above operation, the fine structure of the concave structure plate is inverted and transferred to the surface of the thermoplastic resin, and the concave-convex structure on the surface of the light-transmitting support is obtained.
光透過性支持体上に水溶性高分子化合物を含有する層を形成する方法は特に限定されない。例えば、水溶性高分子を含有する塗布液を光透過性支持体上に塗布した後、その後に乾燥を行うことにより、光透過性支持体上に水溶性高分子化合物を含有する層を形成することができる。塗布液は、水、有機溶媒等の溶剤等を含んでもよい。 A method for forming a layer containing a water-soluble polymer compound on a light-transmitting support is not particularly limited. For example, a layer containing a water-soluble polymer compound is formed on a light-transmitting support by applying a coating liquid containing a water-soluble polymer onto the light-transmitting support and then drying the coating solution. be able to. The coating liquid may contain water, a solvent such as an organic solvent, and the like.
本発明の凍結保存用治具の把持部、篏合構造部及びキャップ部材は、当業者に公知の方法で作製することができる。
把持部と光透過性支持体の接続方法の一例について説明する。把持部が樹脂の場合、例えば、成形加工するときにインサート成形により光透過性支持体を把持部に接続することができる。更に、把持部に図示しない構造体挿入部を作製して接着剤にて光透過性支持体を接続することができる。接着剤は様々なものが使用できるが、低温に強いシリコーン系やフッ素系の接着剤を好適に用いることができる。
The grip part, the fitting structure part and the cap member of the jig for cryopreservation of the present invention can be produced by methods known to those skilled in the art.
An example of a method of connecting the grip portion and the light-transmissive support will be described. When the grip is made of resin, for example, the light-transmissive support can be connected to the grip by insert molding during molding. Furthermore, a structure inserting portion (not shown) can be prepared in the grip portion and the light-transmitting support can be connected with an adhesive. Various types of adhesives can be used, and silicone-based or fluorine-based adhesives that are resistant to low temperatures can be preferably used.
本発明の凍結保存用治具は、例えば、クライオトップ法において好適に用いられるものである。また、従来のクライオトップ法は、胚または卵子の凍結保存に一般的に用いられ、通常、単一の細胞又は10個未満の少数の細胞の保存に用いられるが、本発明の凍結保存用治具は、より多くの細胞の保存(例えば、10~1000000個の細胞の保存)においても好適に用いることができる。さらには、複数の細胞からなるシート状の細胞(所謂細胞シート)の保存にも好適に用いることができる。 The cryopreservation jig of the present invention is suitable for use in, for example, the cryotop method. In addition, although conventional cryotop methods are commonly used for cryopreservation of embryos or eggs, and are usually used for the preservation of single cells or small numbers of cells, less than 10, the cryopreservation treatment of the present invention is The device can also be used favorably in preserving a larger number of cells (for example, preserving 10 to 1,000,000 cells). Furthermore, it can be suitably used for storage of sheet-like cells (so-called cell sheets) composed of a plurality of cells.
本発明の凍結保存用治具を用いて細胞または組織を凍結保存する方法は特に限定されず、例えば、まず保存液に浸漬した細胞または組織を保存液と共に載置部上に滴下し、該細胞又は該組織の周囲に付着している余分な保存液をピペット等により可能な限り除く。次いで、上記細胞又は上記組織を載置部に保持させたまま液体窒素等の中に浸漬することにより、細胞または組織を凍結することができる。この際、上記した載置部上の細胞または組織を外界と遮断することができるキャップ部材を載置部に装着して、又は凍結保存用治具を上記した容器に密閉して、液体窒素等の中に浸漬することもできる。保存液は、通常卵子、胚等の細胞の凍結のために使用されるものを使用でき、例えば、前述したリン酸緩衝生理食塩水等の生理的溶液に耐凍剤(グリセロール、エチレングリコール等)を含有させることで得られた保存液や、グリセロールやエチレングリコール、DMSO(ジメチルスルホキシド)等の各種耐凍剤を多量に(少なくとも保存液の全質量に対して10質量%以上、より好ましくは20質量%以上)含む保存液を使用できる。融解作業の際は、液体窒素等の冷却溶媒中から、該凍結保存用治具を取り出し、凍結された細胞または組織を載せた載置部を融解液中に浸漬させ、融解液中に移動した細胞または組織を回収する。 The method for cryopreserving cells or tissues using the cryopreservation jig of the present invention is not particularly limited. Alternatively, remove as much of the excess preservative solution around the tissue as possible with a pipette or the like. Next, the cells or tissues can be frozen by immersing them in liquid nitrogen or the like while holding them on the mounting portion. At this time, a cap member capable of blocking the cells or tissues on the mounting section from the outside world is attached to the mounting section, or the cryopreservation jig is sealed in the container, and liquid nitrogen or the like is used. can also be immersed in As the preservation solution, those commonly used for freezing cells such as eggs and embryos can be used. A large amount of various antifreeze agents such as glycerol, ethylene glycol, DMSO (dimethyl sulfoxide) and the like obtained by containing the storage solution (at least 10% by mass or more, more preferably 20% by mass with respect to the total mass of the storage solution above) can be used. During the thawing operation, the jig for cryopreservation was taken out from a cooling solvent such as liquid nitrogen, and the mounting section on which the frozen cells or tissues were placed was immersed in the thawing liquid and moved into the thawing liquid. Harvest cells or tissues.
本発明の凍結保存用治具を用いて凍結保存することができる細胞として、例えば、哺乳類(例えば、人(ヒト)、牛、豚、馬、ウサギ、ラット、マウス等)の卵子、胚、精子等の生殖細胞;人工多能性幹細胞(iPS細胞)、胚性幹細胞(ES細胞)等の多能性幹細胞が挙げられる。また、初代培養細胞、継代培養細胞、及び細胞株細胞等の培養細胞が挙げられる。また、細胞は、一又は複数の実施形態において、線維芽細胞、膵ガン・肝ガン細胞等のガン由来細胞、上皮細胞、血管内皮細胞、リンパ管内皮細胞、神経細胞、軟骨細胞、組織幹細胞、及び免疫細胞等の接着性細胞が挙げられる。さらに、凍結保存することができる組織として、同種又は異種の細胞からなる組織、例えば、卵巣、皮膚、角膜上皮、歯根膜、心筋等の組織が挙げられる。本発明は、特にシート状構造を有する組織(例えば、細胞シート、皮膚組織等)の凍結保存に好適である。本発明の凍結保存用治具は、直接生体から採取した組織だけでなく、例えば、生体外で培養し増殖させた培養皮膚、生体外で構築したいわゆる細胞シート、特開2012-205516号公報で提案されている三次元構造を有する組織モデルのような人工の組織の凍結保存についても、好適に用いることができる。本発明の凍結保存用治具は、上記のような細胞または組織の凍結保存用治具として好適に用いられる。 Cells that can be cryopreserved using the cryopreservation jig of the present invention include, for example, ova, embryos, and sperm of mammals (e.g., humans, cows, pigs, horses, rabbits, rats, mice, etc.). pluripotent stem cells such as induced pluripotent stem cells (iPS cells) and embryonic stem cells (ES cells). Also included are cultured cells such as primary cultured cells, subcultured cells, and cell line cells. In one or more embodiments, the cells include fibroblasts, cancer-derived cells such as pancreatic cancer/hepatoma cells, epithelial cells, vascular endothelial cells, lymphatic endothelial cells, nerve cells, chondrocytes, tissue stem cells, and adherent cells such as immune cells. Furthermore, tissues that can be cryopreserved include tissues composed of allogeneic or heterologous cells, such as ovary, skin, corneal epithelium, periodontal ligament, and myocardium. The present invention is particularly suitable for cryopreservation of tissue having a sheet-like structure (eg, cell sheet, skin tissue, etc.). The jig for cryopreservation of the present invention can be used not only for tissues directly collected from a living body, but also for example, cultured skin cultured and grown in vitro, a so-called cell sheet constructed in vitro, and Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2012-205516. Cryopreservation of artificial tissue, such as the proposed tissue model having a three-dimensional structure, can also be suitably used. The cryopreservation jig of the present invention is suitably used as a cryopreservation jig for cells or tissues as described above.
以下に本発明を実施例によりさらに詳細に示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例において凹凸構造の高さ及びパターンピッチについては、走査型電子顕微鏡観察により測定した。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below by way of examples, but the present invention is not limited to the following examples. In the examples, the height of the uneven structure and the pattern pitch were measured by scanning electron microscope observation.
(実施例1)
特開2009-034630号公報に記載のコロイダルリソグラフィー法~Ni製電鋳スタンパー作製法によって、先ず凹凸構造のピッチが300nm、高さ500nmの略円錐状突起集合体からなるSi製表面微細構造原版(凸型)を作製し、次いでこのSi原版からNi製電鋳スタンパー(凹型)を作製した。その後、該Ni製電鋳スタンパー(凹型)を用いて、熱ナノインプリント法によって、厚さ150μmのポリスチレンシート表面に載置部となる凸構造10を転写し、光透過性支持体2を作製した。具体的には、厚さ150μmのポリスチレンシートの表面に、上記Ni製電鋳スタンパー(凹型)の構造面を対向させ、ナノインプリント装置加圧部にセットした。その状態で昇温を開始し、130℃で5分間、4MPaの加圧を行った。5分間経過後、加圧部を室温まで冷却した後に、Ni製電鋳スタンパー(凹型)をポリスチレンシートの表面から離型した。
(Example 1)
By the colloidal lithography method and the Ni electroforming stamper manufacturing method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-034630, first, a Si surface microstructure master plate ( A convex type) was produced, and then a Ni electroforming stamper (concave type) was produced from this Si original plate. After that, using the Ni electroforming stamper (concave mold), the projecting
以上の操作によって、ポリスチレンシートの表面に、図4に示した凹凸構造11aを有する光透過性支持体2を得た。かかる凹凸構造11aにおけるピッチは300nm、凹凸構造の高さH1は500nmであった。その後、該凹凸構造11aを有する光透過性支持体2に対し、水溶性高分子化合物として、エチレンキサイド基を有するポリビニルアルコールであるゴーセネックス(登録商標)WO-320R(三菱ケミカル(株)製)を2質量%と、水溶性高分子化合物としてヒドロキシプロピルセルロースであるセルニー(登録商標)HPC-L(日本曹達(株)製)を0.5質量%含有する水溶液を用いて、塗工量(固形分量)1.6g/m2でディップコーティングし、室温乾燥後、さらに40℃で96時間加熱乾燥を行った。上記操作により作製した載置部は、塗工後の断面構造観察から、図4に図示するような平坦な表面を有していた。その後、1.5mm×20mmの短冊状に裁断し、図1に示したABS製の把持部1が有する篏合構造部13と接合し、実施例1の凍結保存用治具を作製した。
Through the above operations, a light-transmitting
(実施例2)
実施例1において、光透過性支持体2の作製に用いたSi製表面微細構造原版(凸型)が有する略円錐状突起集合体のピッチを700nm、高さを570nmとした以外は実施例1と同様にして、図5に示した光透過性支持体2を得た。光透過性支持体2が有する凹凸構造11bにおけるピッチは700nm、凹凸構造11bの高さH2は570nmであった。その後、上記した実施例1と同様に、ゴーセネックスWO-320Rを2質量%と、セルニーHPC-Lを0.5質量%含有する水溶液を、塗工量(固形分量)1.6g/m2でディップコーティングし、載置部3を作製した。上記操作により作製した載置部3は、塗工後の断面構造観察から、図5に図示するような、表面に凹凸構造を有していた。その後は、実施例1と同様にして、実施例2の凍結保存用治具を作製した。
(Example 2)
Example 1 except that the pitch of the approximately conical projection aggregates of the Si surface microstructure master (convex type) used for producing the light-transmitting
(実施例3)
WO2019/039485号公報に記載のコロイダルリソグラフィー法によって微細加工プロセスを行い、ピッチ600nmの略円錐形凸部集合体から構成されるSi製表面微細構造原版(凸型)を作製した。得られたSi製表面微細構造原版(凸型)の微細構造は、基底部の高さが異なる2種類のストライプ状領域を有し(図13の載置領域8aおよび8b)、該載置領域8aにおける底面部から凹部5aまでの垂直長さは、該載置領域8bにおける底面部から凹部5bまでの垂直長さよりも大きい。詳細には基底部の高さが低い領域(8b)はピッチ600nm、高さ600nmの略円錐形凸部集合体が形成されており、基底部の高さが高い領域(8a)ではピッチ600nm、高さ750nmの略円錐形凸部集合体が形成されている。載置領域8aと載置領域8bの基底部の高低差は900nmであり、さらに載置領域8aと載置領域8bは図12に示すような平行かつ交互に配列した配置であった。また載置領域8aと載置領域8bは、第1方向(図12中の上下方向)に数mm以上直線的に延びる形状を有し、かつ、該第1方向と直交する第2方向(図12中の左右方向)に交互に繰り返し並び、載置領域8aと載置領域8bの幅(第2方向の距離)はそれぞれ50μmであった。
(Example 3)
A microfabrication process was performed by the colloidal lithography method described in WO2019/039485 to produce a Si surface microstructure master plate (convex type) composed of an aggregate of approximately conical convex portions with a pitch of 600 nm. The microstructure of the obtained Si surface microstructure master (convex type) has two types of striped regions with different base heights (mounting
次いで、このSi製表面微細構造原版から特開2009-034630号公報に記載の方法でNi製電鋳スタンパー(凹型)を作製した。その後、該Ni製電鋳スタンパー(凹型)を用いた熱ナノインプリント法によって、厚さ150μmのポリスチレンシート表面に凸部を転写して形成した。具体的には、厚さ150μmのポリスチレンシートの表面に、上記Ni製電鋳スタンパー(凹型)の構造面を対向させ、ナノインプリント装置加圧部にセットした。その状態で昇温を開始し、130℃で5分間、4MPaの加圧を行った。5分間経過後、加圧部を室温まで冷却した後に、Ni製電鋳スタンパー(凹型)をポリスチレンシートの表面から離型した。以上の操作によって、ポリスチレンシートの表面にピッチ600nm、高さ600nmの略円錐状突起集合体領域(載置領域8a)と、ピッチ600nm、高さ750nmの略円錐状突起集合体領域(載置領域8b)が、基底部の高低差900nm(高さは載置領域8a>載置領域8b)でストライプ状に交互に配置された表面構造を持つシートが得られた。これによって、ポリスチレンシートの表面に基底部の高さと凸部の高さが異なる2種類の凹凸構造が平行かつ交互に配列した構造が形成された、図12に示す凹凸構造を有する光透過性支持体2を作製した。その後、実施例1と同様にして、ゴーセネックスWO-320Rを2質量%と、セルニーHPC-Lを0.5質量%含有する水溶液を、塗工量(固形分量)1.6g/m2でディップコーティングし、載置部を作製した。上記操作により作製した載置部は、塗工後の断面構造観察から、2種類の凹凸構造部において、共に、図13に図示するように、表面には凹凸構造を有していた。その後は、実施例1と同様にして、実施例3の凍結保存用治具を作製した。
Next, a Ni electroforming stamper (concave mold) was produced from this Si surface fine structure master by the method described in Japanese Patent Laid-Open No. 2009-034630. After that, by a thermal nanoimprint method using the electroforming stamper made of Ni (concave mold), convex portions were transferred and formed on the surface of a polystyrene sheet having a thickness of 150 μm. Specifically, the structured surface of the Ni electroforming stamper (concave type) was opposed to the surface of a polystyrene sheet having a thickness of 150 μm, and the stamper was set in the pressure unit of the nanoimprinting apparatus. In this state, the temperature was started to rise, and a pressure of 4 MPa was applied at 130° C. for 5 minutes. After 5 minutes had passed, the pressure part was cooled to room temperature, and then the Ni electroforming stamper (concave mold) was released from the surface of the polystyrene sheet. By the above operation, on the surface of the polystyrene sheet, a substantially conical projection assembly region (mounting
(比較例1)
透明PETフィルム(厚み100μm)をそのまま載置部として用い、比較例1の凍結保存用治具を作製した。
(Comparative example 1)
A jig for cryopreservation of Comparative Example 1 was produced by using a transparent PET film (thickness: 100 μm) as it was as a mounting portion.
(比較例2)
凹凸構造を有さない、透明PSフィルム(厚み150μm)を用い、該フィルムに実施例1と同様にして、ゴーセネックスWO-320Rを2質量%と、セルニーHPC-Lを0.5質量%含有する水溶液を、塗工量(固形分量)1.6g/m2でディップコーティングし、載置部を作製した。その後は、実施例1と同様にして、比較例2の凍結保存用治具を作製した。
(Comparative example 2)
A transparent PS film (thickness: 150 μm) having no uneven structure was used, and the film contained 2% by mass of Gohsenex WO-320R and 0.5% by mass of Celny HPC-L in the same manner as in Example 1. The aqueous solution was dip-coated at a coating amount (solid content) of 1.6 g/m 2 to prepare a mounting portion. Thereafter, in the same manner as in Example 1, a jig for cryopreservation of Comparative Example 2 was produced.
(比較例3)
略円錐状突起集合体のピッチが2μm、高さが1.8μmであることを除き、実施例1と同様の作製方法によって、厚さ150μmのポリスチレンシートの表面に凹凸構造を有する光透過性支持体を作製した。その後、実施例1と同様にして、ゴーセネックスWO-320Rを2質量%と、セルニーHPC-Lを0.5質量%含有する水溶液を、塗工量(固形分量)1.6g/m2でディップコーティングし、載置部を作製した。上記操作により作製した載置部は、塗工後の断面構造観察から、図5に図示するような表面に凹凸構造を有していた。その後は、実施例1と同様にして、比較例3の凍結保存用治具を作製した。
(Comparative Example 3)
A light-transmissive support having an uneven structure on the surface of a polystyrene sheet having a thickness of 150 μm was prepared in the same manner as in Example 1, except that the pitch of the approximately conical projection aggregates was 2 μm and the height was 1.8 μm. made the body. Thereafter, in the same manner as in Example 1, an aqueous solution containing 2% by mass of Gohsenex WO-320R and 0.5% by mass of Cerny HPC-L was dipped at a coating amount (solid content) of 1.6 g/m 2 . It coated and produced the mounting part. Observation of the cross-sectional structure after coating showed that the mounting portion prepared by the above operation had an uneven structure on the surface as shown in FIG. Thereafter, in the same manner as in Example 1, a jig for cryopreservation of Comparative Example 3 was produced.
<マウス透明帯除去胚盤胞の作製>
ICR系マウス雄とICR系マウス雌の体外受精を行い、2細胞期胚を作製した。得られた2細胞期胚を胚盤胞まで、培養後、酸性タイロード処理により、透明帯を除去し、透明帯除去胚盤胞を作製した。なお、胚の直径は約100μmである。
<Preparation of mouse zona pellucida-removed blastocyst>
A male ICR mouse and a female ICR mouse were subjected to in vitro fertilization to produce 2-cell stage embryos. After culturing the obtained 2-cell stage embryos to blastocysts, the zona pellucida was removed by acidic Tyrode treatment to prepare zona-free blastocysts. The diameter of the embryo is about 100 µm.
<マウス胚の凍結操作>
上記方法により調製したマウス透明帯除去胚盤胞(マウス胚)を回収し、平衡化液〔7.5容量%ジメチルスルホキシド、7.5容量%エチレングリコール、85容量%199培地[Medium199(GEヘルスケア社製)]〕に浸漬させた。その後、マウス胚を平衡化液から回収し、保存液(上記199培地を基礎液として、該基礎液の組成に加えて、15容量%ジメチルスルホキシド、15容量%エチレングリコール、14容量%ウシ胎児血清、0.5Mスクロースを含有させた溶液)に移した後に、30秒間浸漬させた。その後、ストリッパーピペッター(オリジオジャパン社製)を用いて、微量の保存液(およそ0.4μl)と共にマウス胚を回収し、実施例1~3及び比較例1~3の凍結保存用治具の載置部上にそれぞれ滴下付着させた。滴下付着後、マウス胚周辺から余分な保存液を可能な限り除去し、その後液体窒素中に浸漬し、載置部上のマウス胚をガラス化凍結保存した。凍結させたマウス胚及び凍結保存用治具は、ポリプロピレン製のキャップをかぶせ(該キャップは把持部1が有する篏合構造部13に固定し)、融解するまで、液体窒素保存容器中で保管した。
<Freezing operation of mouse embryos>
The mouse zona pellucida-free blastocyst (mouse embryo) prepared by the above method was collected and equilibrated solution [7.5% by volume dimethyl sulfoxide, 7.5% by volume ethylene glycol, 85% by volume 199 medium [Medium 199 (GE Health care)]]]. After that, the mouse embryos were collected from the equilibration solution, and the stock solution (using the above 199 medium as a base solution, in addition to the composition of the base solution, 15% by volume dimethyl sulfoxide, 15% by volume ethylene glycol, 14% by volume fetal bovine serum , solution containing 0.5 M sucrose) and then immersed for 30 seconds. Thereafter, using a stripper pipetter (manufactured by Orizio Japan), mouse embryos were collected together with a very small amount of preservation solution (approximately 0.4 μl), and the cryopreservation jigs of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 were used. Each of them was dripped and deposited on the mounting part. After dripping and adhering, excess preservative solution was removed as much as possible from around the mouse embryo, then immersed in liquid nitrogen, and the mouse embryo on the mount was vitrified and cryopreserved. The frozen mouse embryo and cryopreservation jig were covered with a polypropylene cap (fixed to the
なお、上記凍結操作の際の載置部上のマウス胚の視認性は、実施例1~3及び比較例1~3のいずれの凍結保存用治具においても良好であり、優れた操作性であった。 In addition, the visibility of the mouse embryo on the mounting part during the freezing operation was good in all of the cryopreservation jigs of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3, and excellent operability was obtained. there were.
<細胞又は組織の視認性の評価>
マウス胚を載置した実施例1~3及び比較例1~3の凍結保存用治具を液体窒素中から取り出し、37℃の融解液(上記199培地を基礎液として、該基礎液の組成に加えて、1Mスクロースを含有させた溶液)に浸漬させた。融解液浸漬後のマウス胚の様子を透過型光学顕微鏡で観察し、その際の観察のしやすさについて以下の基準で評価した。これらの結果を表1の「細胞又は組織の視認性」の項目に示す。
<Evaluation of Visibility of Cells or Tissues>
The cryopreservation jigs of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3 on which the mouse embryos were placed were removed from liquid nitrogen, and the thawed solution at 37 ° C. (the above 199 medium was used as the base solution, and the composition of the base solution was In addition, it was immersed in a solution containing 1M sucrose. After immersion in the lysate, the mouse embryos were observed under a transmission optical microscope, and the ease of observation was evaluated according to the following criteria. These results are shown in Table 1, "Visibility of Cells or Tissues".
細胞又は組織の視認性は以下の基準で評価した。
◎:融解液中で、載置部上のマウス胚が特に良好に視認できた。
○:融解液中で、載置部上のマウス胚が容易に視認できた。
△:融解液中で、載置部上のマウス胚が視認しにくかった。
The visibility of cells or tissues was evaluated according to the following criteria.
⊚: The mouse embryo on the mounting part was visually recognized particularly well in the lysate.
○: The mouse embryo on the mounting part was easily visible in the melt.
Δ: It was difficult to visually recognize the mouse embryo on the mounting part in the thawing solution.
<細胞又は組織の剥離性の評価>
上記の融解操作時のマウス胚の剥離性について以下の基準で評価した。これらの結果を表1の「細胞又は組織の剥離性」の項目に示す。
<Evaluation of detachability of cells or tissues>
Detachability of mouse embryos during the melting operation was evaluated according to the following criteria. These results are shown in Table 1, "Peelability of Cells or Tissues."
○:凍結保存用治具を融解液に浸漬した後、把持部を穏やかにゆする程度で、40秒未満で、マウス胚を剥離することができた。
△:把持部を穏やかにゆする程度では、40秒以内にマウス胚を剥離することができなかったため、把持部をやや強めにゆすり、マウス胚を剥離することができた。
×:把持部を穏やかにゆする程度では、60秒以内にマウス胚を剥離することができず、その後、把持部をやや強めにゆする操作においても、マウス胚を剥離することができなかった。
○: The mouse embryo could be detached in less than 40 seconds by gently shaking the gripped portion after immersing the cryopreservation jig in the thawing solution.
Δ: The mouse embryo could not be detached within 40 seconds by gently shaking the grip, but the mouse embryo could be detached by shaking the grip slightly strongly.
×: The mouse embryo could not be detached within 60 seconds by gently shaking the gripped part, and the mouse embryo could not be detached even by slightly strongly shaking the gripped part after that. .
上記の結果から、本発明の凍結保存用治具は、細胞または組織を凍結保存用治具の載置部に載置して凍結保存する凍結工程あるいは、細胞または組織を融解する融解工程において、細胞又は組織を容易に視認できる優れた作業性を有し、かつ、速やかに回収作業を行うことができる優れた作業性を有することが分かる。 From the above results, the cryopreservation jig of the present invention, in the freezing step of placing cells or tissues on the mounting portion of the cryopreservation jig and cryopreserving them, or in the thawing step of thawing the cells or tissues, It can be seen that it has excellent workability that allows easy visual recognition of cells or tissues, and that it has excellent workability that allows rapid collection work.
本発明は、牛等の家畜や動物の胚移植や人工授精、人への人工授精等の他、iPS細胞、ES細胞、一般に用いられている培養細胞、胚又は卵子を含む生体から採取した検査用又は移植用の細胞または組織、生体外で培養した細胞または組織等の凍結保存及びその融解に用いることができる。 In addition to embryo transfer and artificial insemination of livestock such as cows and animals, artificial insemination of humans, etc., the present invention also includes iPS cells, ES cells, commonly used cultured cells, and tests collected from living organisms containing embryos or eggs. It can be used for cryopreservation and thawing of cells or tissues for use or transplantation, cells or tissues cultured in vitro, and the like.
1 把持部
2 光透過性支持体
3、3a、3b、3c、3d、3e 載置部
4、4a、4b 凸部
5、5a、5b 凹部
6 細胞
7 保存液
8a、8b 載置領域
9a、9b、9c 凍結保存用治具
10、10a、10b 凸構造
11a、11b、11c、11d、11e、11f 凹凸構造
12 水溶性高分子化合物を含有する層
13 篏合構造部
Claims (1)
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2021053864A JP2022151006A (en) | 2021-03-26 | 2021-03-26 | Freezing preservation jig for cell or tissue |
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Family Applications (1)
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JP2021053864A Pending JP2022151006A (en) | 2021-03-26 | 2021-03-26 | Freezing preservation jig for cell or tissue |
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JP (1) | JP2022151006A (en) |
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2021
- 2021-03-26 JP JP2021053864A patent/JP2022151006A/en active Pending
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