JP2023543214A - 細胞を培養する装置及び方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、細胞を培養するためのキャリアに関し、キャリアは、例えばガラス、シリコン若しくはプラスチック又はこれらの組み合わせからなる板状のキャリアであり、キャリアには、少なくとも１つの第１の凹部が形成されていて、第１の凹部は、キャリアの第１の厚さ部分にわたって延在し、第１の凹部から、第２の凹部の配列が、キャリアの、第１の厚さ部分に隣接する第２の厚さ部分まで延在する。第１の厚さ部分は、数マイクロメートルから数センチメートルの厚さを有してよい。第２の凹部は、第１の凹部から出発して第２の厚さ部分に延在し、それぞれ第２の配置を形成する。第２の凹部は、ウェルを形成し、ウェルは、細胞及び／又はプラスチック又はガラスからなる合成粒子を収容するのに適している。

Description

本発明は、細胞を培養する装置、細胞を培養する装置の使用及び装置を用いた細胞を培養する方法に関する。装置の特徴によれば、細胞を収容するための相互に分離したウェルを有し、ウェルは、より大きな容積と接触していて、その結果、液体交換を行える。ウェルは、細胞をウェル内で保持する又はウェルと接触しているより大きな容積へウェルから細胞が流出するのを抑止する、直径に対する深さの高いアスペクト比を有する。方法は、個別化された細胞又は複数の細胞であってよい細胞をウェル内に保持するという利点を有し、その際、複数のウェルが、培地の共通の容積と接触している。高いアスペクト比を有するウェル内に細胞を保持することによって、方法は、細胞を収容するウェルに基づいて細胞が識別可能であり、細胞をより長い培養期間にわたって、例えば１日から１０日にわたって観察可能である、という利点を有する。例えば培地の流入と流出との変更による拡散速度の変化と相俟って、ウェルの高いアスペクト比によって、各ウェルにおいて別個に代謝産物をその中に集め、ウェルとその中に収容された細胞とに割り当てることができる、又は培地の迅速な交換と代謝産物の導出とによって特に一定の条件を作り出すことができる。

そのような方法に対して、いわゆるマイクロタイタープレートが、細胞を培養する装置として、そして生物学的実験を行うために使用されるのが慣用である。マイクロタイタープレートは、例えば約３００μｌの容積を有するウェルを具備する。ウェルごとに生物学的実験を行うことができ、したがって、ウェルごとに大量の試薬が必要である。しかも、マイクロタイタープレートは、比較的大きいが、典型的には９６から１５３６までの並行する実験に対するスペースを提供するだけである。例えば光学顕微鏡を用いてこれらのウェルにおいて個々の細胞を見つけることは面倒である。そのため、特定の種類の細胞を培養し、調査すべきハイスループット実験、例えば細胞株の開発、モノクローナル抗体の開発、合成生物学、細胞療法、免疫療法、幹細胞研究に、多大な挑戦すべき課題が課せられる。著しく小型化されたウェル、例えば１０万分の１に縮小された容積の使用は、技術的に可能であるが、しかし、新たな挑戦すべき課題、特に栄養分の蒸発、供給、代謝産物の濃縮及び細胞移動を伴う。後者は、独自の力で細胞が動くことによって、又は試薬若しくは培地を補充するとき、加温及び対流によってキャリアが動くときの乱流によって起こる。多くの生物医学的開発のために、個々の実験ごとに一定の条件を確保しなければならない。医薬品の承認のためには、単クローン性を証明しなければならない。したがって、本発明の課題は、上記の挑戦すべき課題を解決することである。

独国特許出願公開第１０２０２０２０９８２５号明細書は、本願の優先日より後に公開されたものであり、したがって、新規性についてのみ考慮すればよく、そこには、周方向に延在する溶接ウェブを有する事前製造されたプラスチック部分と、周方向に閉じた当接領域において相互に間隔を置いて配置された複数の貫通孔を有するガラスインサートとから、ガラスインサートを有するプラスチック部分を製造する方法が記載されていて、結合領域を形成するために、溶接ウェブが加熱され、ガラスインサートが、その当接領域でもって、プラスチック部分の溶接ウェブに対してプレスされ、結合領域において、プラスチックは、当接領域に載置されていて、ガラスインサートの貫通孔を通過している。

独国特許出願公開第１０２０１９２１７４６６号明細書は、特許法第３条第２項によると、新規性についてのみ考慮すればよく、そこには、ガラスからなる反応容器が記載されていて、この反応容器は、少なくとも３０μｍの深さの複数の凹部として、ワンピースのガラス板に又は相互に結合された２つのガラス板に形成されている。凹部は、専ら第１の厚さの部分までガラス板内に延在する部分を有してよく、そこから、別の更に小さな凹部が、より深い第２の厚さ部分まで延在してよい。

国際公開第２０１６／０４１５４４号は、概して、ガラスに凹部を形成するための、本発明において好適な方法を記載している。

独国特許出願公開第１０２０２０２０９８２５号明細書 独国特許出願公開第１０２０１９２１７４６６号明細書 国際公開第２０１６／０４１５４４号

本発明の課題は、細胞を別個のウェルで保持し、それにもかかわらず複数のウェルが、共通の培地のストックを形成する培地の共通の容積に接触するように、代替的な、細胞を培養する方法及び方法に用いるのに適した、細胞に対する凹部を有するキャリアを提供することである。好適には、キャリアは、液体、特に細胞培養培地が、的確に凹部から流出又は除去できるように構成されるべきである。

本発明の説明
ここでは、細胞の培養は、インビトロ法で、特に細胞を生きた状態で含む及び／又は細胞増殖に適した培地での細胞の培養である。細胞は、例えば動物、特にヒトの細胞、植物の細胞、菌細胞若しくは酵母細胞、又は細菌である。培養は、例えば細胞の分析及び／又は単離のために、任意選択的には培地への作用物質の添加を伴って行うことができる。

本発明は、特許請求の範囲に記載の特徴によって、特に次のキャリアによって課題を解決する。このキャリアは、細胞の培養に適していて、好適には、例えばガラス、シリコン、プラスチック又はこれらの組み合わせからなる板状のキャリアであって、キャリアには、少なくとも１つの第１の凹部が形成されていて、第１の凹部は、キャリアの第１の厚さの部分にわたって延在し、この場合、第１の凹部から、第２の凹部の配列が、キャリアの、第１の厚さの部分に隣接する第２の厚さ部分に延在する。第１の厚さ部分は、数マイクロメートルから数センチメートルの厚さを有してよい。第２の凹部は、第１の凹部から出発して第２の厚さ部分に延在し、それぞれ第２の配列を形成し、第２の凹部は、細胞及び／又は例えばプラスチック又はガラスからなる合成粒子を受容するのに適したウェルを形成する。第２の凹部は、ウェルとも称され、直径に対する深さの高いアスペクト比を有する。アスペクト比は、第２の厚さ部分に隣接する第１の厚さ部分の平面において又は第２の厚さ部分の半分の高さにおいて決定される。ウェルは、例えば少なくとも１：１、好適には少なくとも２：１、好適には少なくとも５：１、好適には少なくとも１０：１、好適には少なくとも２０：１、好適には少なくとも４０：１、好適には少なくとも５０：１の直径に対する深さのアスペクト比を有し、その際、ウェルは、最大１０００μｍ、好適には最大９００μｍ、好適には最大８００μｍ、好適には最大７００μｍ、好適には最大６００μｍ、好適には最大５００μｍ、好適には最大４００μｍ、好適には最大３００μｍ、好適には最大２００μｍ、好適には最大１００μｍ、好適には最大９０μｍ、好適には最大８０μｍ、好適には最大７０μｍ、好適には最大６０μｍ、好適には最大５０μｍ、好適には最大４０μｍ、好適には最大３０μｍ、好適には最大２０μｍ、好適には最大１０μｍ、好適には最大５μｍの直径を有する。

ウェルの直径は、細胞の大きさに適合させることができ、これにより、例えば細胞を積み重ねて配置できる又は細胞同士を接触させることができる。個々のウェルの断面は、矩形、Ａ字形、Ｖ字形又は細く絞った形状であってよい。ウェルの底部は、平らであってよい、先細りに延在（円錐形）してよい又は丸み付けられてよい。底部は、他の微細構造を有してよい。

第１の厚さ部分は、一平面において、第１の凹部の断面開口部が位置するキャリアの第１の表面によって、そして第１の平面から間隔を置いた一平面において、第２の凹部の断面開口部によって画定される。第２の凹部の断面開口部は、特に第２の部分キャリアであるキャリアの表面領域によって、相互に間隔を置いて位置する。より好適には、この表面領域と第２の凹部の断面開口部とは、共通の一平面内に位置する。好適には、第２の凹部の断面開口部は、第１の凹部の断面に直接に隣接する。代替的に、第２の凹部は、第１の凹部から間隔を置いて位置してよく、第１の凹部に、移行路を介して接続されてよい。そのような移行路は、好適な実施形態では、第１の部分キャリアと第２の部分キャリアとの間の部分的な間隔として形成されていて、この場合、第１の凹部及び第２の凹部は、第１の部分キャリア内に形成されていて、その底部は、それぞれ第２の部分キャリアによって形成される。第２の部分キャリアは、凹部を有し、この凹部は、移行路の断面にわたって、第１の部分キャリアと第２の部分キャリアとの間の部分的な間隔を形成する。

第２の凹部の配置は、任意であってよいが、好適には規則的であり、例えば、平行列で、格子の節の形で、及び／又はそれぞれ等間隔に配置されていて、格子は、例えば正方形の又は六角形の格子である。第１の配列に隣り合って延在する第２の凹部の配列は、例えば少なくとも１、好適には少なくとも１０、好適には少なくとも２０、好適には少なくとも３０、好適には少なくとも４０、好適には少なくとも５０、好適には少なくとも６０、好適には少なくとも７０、好適には少なくとも８０、好適には少なくとも９０、好適には少なくとも１００、好適には少なくとも２００、好適には少なくとも３００、好適には少なくとも４００、好適には少なくとも５００、好適には少なくとも６００、好適には少なくとも７００、好適には少なくとも８００、好適には少なくとも９００、好適には少なくとも１０００、好適には少なくとも２０００、好適には少なくとも３０００、好適には少なくとも４０００、好適には少なくとも５０００、好適には少なくとも６０００、好適には少なくとも７０００、好適には少なくとも８０００、好適には少なくとも９０００、好適には少なくとも１００００、好適には少なくとも５００００、好適には少なくとも１０００００、好適には少なくとも５０００００、好適には少なくとも１００００００、好適には少なくとも１０００００００、好適には少なくとも５０００００００、好適には少なくとも１００００００００の第２の凹部を有し、第２の凹部は、相互に、最大１０ｍｍ、好適には最大９ｍｍ、好適には最大８ｍｍ、好適には最大７ｍｍ、好適には最大６ｍｍ、好適には最大５ｍｍ、好適には最大４ｍｍ、好適には最大３ｍｍ、好適には最大２ｍｍ、好適には最大１ｍｍ、好適には最大９００μｍ、好適には最大８００μｍ、好適には最大７００μｍ、好適には最大６００μｍ、好適には最大５００μｍ、好適には最大４００μｍ、好適には最大３００μｍ、好適には最大２００μｍ、好適には最大１００μｍ、好適には最大９０μｍ、好適には最大８０μｍ、好適には最大７０μｍ、好適には最大６０μｍ、好適には最大５０μｍ、好適には最大４０μｍ、好適には最大３０μｍ、好適には最大２０μｍ、好適には最大１０μｍ、好適には最大９μｍ、好適には最大８μｍ、好適には最大７μｍ、好適には最大６μｍ、好適には最大５μｍ、好適には最大４μｍ、好適には最大３μｍ、好適には最大２μｍ、好適には最大１μｍの相互間隔を置いて配置されている。

第１の凹部の断面開口部は、キャリアの第１の表面の平面内に位置するので、第１の凹部は、キャリアの第１の表面の平面に開口する。キャリアは、出口を特徴とし、出口の断面は、第１の厚さ部分に又は第１の厚さ部分に隣接して開口し、この場合、出口の断面は、好適にはキャリアの第１の表面の平面に隣接する、又はキャリアの第１の表面の平面へ向けて開いていて、この場合、出口は、第１の凹部に接続されている。出口は、例えばキャリアの第１の表面の平面へ向けて開いた溝の形態で、キャリアに形成されている。代替的に、出口は、第１の凹部に延在する路であってよい。一般的に、出口は、液体、特に培地を、第１の凹部から排出するように構成されている。この場合、出口は、液体を専ら重力の作用によって、及び／又はポンプを用いて、及び／又は第１の凹部に正圧を加えることによって排出するように構成されてよい。出口は、第１の厚さ部分の例えば１から９５％の部分である深さでキャリア内に延在する断面を有してよい。そのような出口は、第１の凹部において、出口の断面にまで存在し、特に第１の凹部内の液体の液位では、キャリアの第１の表面の平面にまで広がる液体の流出又は取出しに用いられる。出口は、少なくとも１つ、好適には正確に１つの第１の凹部の周囲に延在できるので、出口は、第１の凹部の周りでキャリアに周囲の凹部を形成し、この場合、周囲の凹部は、キャリアによって画定され、キャリアは、この出口の間隔で、その第１の表面の平面まで延在する。第１の凹部の周囲に形成された凹部又は親水性表面としての出口の実施形態では、正確に１つの又は少なくとも２つ接続路が、この出口に接続されてよい。任意選択的に、出口は、特に液体、例えば培地又は気体に対する、第１の凹部に接続された入口を追加的に形成してよい。

液体が出口で流出する又は取り出される速度は、第１の厚さ部分の厚さによって、液体の供給速度によって又はキャリアの傾きによって制御できる。出口は、複数の開口部、例えば様々な直径を有する孔によって実施できる。流出する液体は、捕集、分析又は再利用が可能である。

別の一実施形態では、キャリアは、出口として、親水性表面を有してよく、親水性表面は、それぞれ、正確に１つ又は少なくとも２つの第１の凹部を有し、この場合、この出口は、キャリアの第１の表面の疎水性の表面又は被覆によって包囲されている。この実施形態では、出口として第１の凹部を有する親水性表面は、好適には隣接して疎水性であるキャリアの第１の表面と同一の平面内に位置してよい。この実施形態でも、接続路が、出口に配置されてよく、出口は、キャリア上で親水性の表面部分から形成され、任意選択的にはキャリア内に凹部なく構成されている。方法では、この出口の親水性の表面は、たとえ出口がキャリアの第１の表面の平面内に位置しても、第１の凹部から接続路への液体の溢流を可能にし、この場合、第１の表面への液体の広がりが、この出口に隣接する、第１の表面の疎水性によって制限される。

キャリアは、出口によって、そして好適には出口に接続された接続路によって、細胞を培養する方法に用いられるように構成されていて、この場合、液体、特に細胞培養培地を、的確に凹部から流出できる又は取り出せる。接続路は、出口を、出口から離れた取出し箇所に接続する。取出し箇所は、例えば液体用の容器又は分析装置であってよい。一般的に、接続路は、キャリア内の凹部として構成されてよく、凹部は、例えば溝のように、キャリアの表面へ向けて開いた断面を有する、又は例えばキャリアを貫通する孔のように、周囲に閉じた断面を有する。

一実施形態では、キャリア内に及び／又はキャリアの端面に接続路が形成されていて、接続路は、キャリアの第１の表面からその断面全体にわたってその第２の表面まで延在する。接続路は、キャリアの第２の表面とは反対側で出口に接続されているので、特にその第１の表面が第２の表面より上にあるキャリアの水平の配置で、液体は、出口から接続路を通ってキャリアの第２の表面の平面に流入できる。

実施形態では、接続路は、第１の凹部における液位が出口の断面に達し、出口を通って流れる液体を、キャリアの、反対側の第２の表面へ導く。したがって、液体が第１の凹部に供給されるとき、液位が出口の断面に達する液体は、コントロールしつつ導出され、液位は、出口の断面と特にキャリアの第１の表面を越えない。キャリアの第２の表面に接続路が開口することによって、付加的な取出し装置、例えばピペットが第１の凹部における液体に接触することなく、そこに流出する液体を、例えば後続の分析のために取り出すことが可能となる。

接続路の表面及び出口の表面は、好適には親水性であり、更に好適には、キャリアの第１の表面及び／又はキャリアの反対側の第２の表面は、疎水性であり、例えば疎水性の被覆が施されている。任意選択的に、キャリアの第２の表面に、所定の間隔を置いて、接続路の開口の周りに、開口を包囲する切込溝が形成されている。キャリアの第２の表面において接続路の開口を包囲する切込溝は、開口から流出する液体の、キャリアの第２表面にわたる広がりを低減する。

好適には、キャリアは、少なくとも２つの第１の凹部を有し、その第１の厚さ部分に、それぞれ第２の凹部の配列が接続されていて、この場合、各第１の配列は、少なくとも１つの出口によって、少なくとも１つの又は正確に１つの接続路に接続されている。この実施形態では、少なくとも２つの第１の凹部が、相互に独立して、接続路にそれぞれ接続されているので、第１の凹部から流出する液体は、各第１の凹部についてそれぞれ別個に、第２の表面で、接続路から流出し、別個に取り出せる及び／又は分析できる。

任意選択的に、キャリアは、少なくとも２つの第１の凹部を有し、その第１の厚さ部分に、それぞれ第２の凹部の配列が接続され、この場合、第１の凹部に接続された出口は、別の第１の凹部に開口するので、出口は、第１の凹部から流出する液体を別の第１の凹部に導くように構成されている。

通常、任意選択的に、キャリアの第１の表面に隣接して、少なくとも１つの供給路が、キャリアに形成されてよく、供給路は、少なくとも１つの第１の凹部に開口する。供給路は、例えば溝としてキャリアに形成されてよく、この場合、溝の断面は、キャリアの第１の表面の平面で開いている。この場合、第１の凹部から間隔を置いて、キャリア内に延在する貯留凹部が、供給路に接続されてよい。例えば供給路の深さと同一又はそれより小さな深さを有する貯留凹部は、ストックとして貯留凹部に調量される液体、例えば細胞培養培地を収容するために用いられてよい。

第１の凹部及び第２の凹部は、ワンピースのキャリア、好適にはガラスキャリアに形成されてよい。ワンピースのキャリアにおける凹部は、元々のワンピースのキャリアから材料を除去することによって、例えばレーザ照射及びこれに続くエッチングによって製作できる。代替的に、第１の凹部は、第１の部分キャリアにおける貫通孔であってよく、貫通孔に、第２の部分キャリアが配置されていて、第２の部分キャリアに、第２の凹部が形成されている。少なくとも２つの部分キャリアからキャリアが形成されるとき、キャリアは、ツーピースであり、この場合、部分キャリア同士が相互に直接に結合されてよく、例えばボンディングによって、又は結合材料によって、例えば溶融したガラスフリット又は接着剤を用いて相互に結合されてよい。第２の凹部は、第２の部分キャリアにおける貫通孔であってよく、貫通孔の断面開口部は、第１の部分キャリアとは反対側で、第３の部分キャリアによって覆われている、又は第２の部分キャリアにおける袋孔であってよい。任意選択的に、第２の部分キャリアは、着色ガラスからなり、任意選択的な第３の部分キャリアは、透明ガラスからなり、第１の部分キャリアは、非着色の又は透明のガラスからなる。この場合、透明ガラスは、光学的検出のためにキャリアに入射される光に対して透過性であり、そして光学的検出のために第２の凹部を起点としてよい光に対して透過性である。着色ガラスは、好適には、光学的検出のためにキャリアに入射される光に対して不透過性である、又は光学的検出のために第２の凹部を起点としてよい光に対して不透過性である。好適には、キャリア又は全ての部分キャリアは、ガラスからなる。

第２の凹部の高いアスペクト比は、その中に導入された細胞が第２の凹部に留まるようにして、栽培を培養する方法を可能にし、この方法では、液体が第１の凹部に導入される又はそこから流出する一方、細胞が第２の凹部に留まる。この場合、第２の凹部の内容積が第１の凹部の内容積に接触するので、例えば第２の凹部から第１の凹部へ代謝産物が拡散することによって、及び第１の凹部から第２の凹部へ栄養素、溶在酸素及び場合によっては添加作用物質が拡散することによって、これらの間で交換が行われる。

任意選択的に、センサが、第１の凹部に、第２の凹部の１つに、例えば接続路における出口及び／又は入口に配置されている。センサは、例えば酸素又は二酸化炭素に対するガスセンサ、ｐＨセンサ、温度センサ、又は分析物に特有の、好適には固定化されてよい結合分子、例えば培地における分析物に特有の抗体に対するセンサであってよい。さらに任意選択的に、入口内及び出口にそれぞれ同一のセンサが配置されてよく、これらのセンサは、センサ信号の変化を確定するように構成された評価ユニットに接続されている。

第１の凹部への液体の導入は、それぞれキャリアの第１の表面の平面に設けられた第１の凹部の断面開口部を通して、滴下によって又は第１の凹部に存在する液体と接触する路を通して導入することによって行える。代替的に、キャリアは、その第２の表面から直接に第１の凹部に延在する供給路を有してよいので、供給路は、液体及び／又は気体を第２の表面から第１の凹部に導くように構成されている。一般的に、キャリアの水平の配置では、キャリアの第２の表面は水平であり、そしてキャリアの第１の表面の下に配置されていて、この場合、好適には第１の表面と第２の表面とは、相互に平行に位置する。代替的に又は付加的に、供給路は、第１の厚さ部分内の壁部分を通って延在してよく、第１の厚さ部分には、第１の凹部が形成されているので、供給路を通って、液体、例えば細胞培養用の培地が、第１の厚さ部分において、第１の凹部に導入できる。

キャリアにおいて、第１の厚さ部分に、出口が、例えば第１の凹部において、供給路とは反対側に位置する壁に、路として形成されてよい。

一実施形態では、第１の厚さの部分にわたって延在し、第１の凹部を有する又はこれ取り囲む壁は、第１の部分キャリアによって形成されてよく、第１の部分キャリアは、第２の部分キャリアに隣接し、第２の部分キャリアには、第２の凹部が形成されている。この場合、例えば第１の部分キャリアと第２の部分キャリアとが縁領域で摺動可能にかつ液密に重畳することによって、第１の部分キャリアを、第２の部分キャリアに載着してよい。任意選択的に、第１の部分キャリアは、液密に、第２の部分キャリアに対して垂直に摺動可能であってよいので、第２の部分キャリアに対して相対的な第１の部分キャリアの摺動性によって、第１の厚さ部分が調整可能である。第２の凹部が中に形成された第２の部分キャリアに対して液密にかつ載着可能に又は摺動可能に配置された第１の部分キャリアに第１の凹部が形成されていると、キャリアは、第２の部分キャリアに対する第１の部分キャリアの位置に依存して、第１の凹部における液体の液位を調整するように構成されている。したがって、出口が、特に弁を有しないとき、第１の凹部から液体を導出し、液体の液位は、第１の凹部の断面に至る。その際、第１の部分キャリアはプラスチックからなってよく、第２の部分キャリアはガラスからなってよく、又は第１及び第２の部分キャリアはガラスからなってよく、任意選択的に部分キャリアの重畳領域に摺動可能なシールを有する。代替的に、第１の凹部における液体の液位を調整するために、弁が入口に及び／又は出口に配置されてよく、弁によって、例えば方法において、第１の凹部における液体の液位を調整できる。

一実施形態では、入口及び／又は出口は、１つ又は複数の接続路の調整を行う１つ又は複数の弁を有してよい。複数の弁及び複数の接続路によって、異なる液体を制御して第１の凹部に調量できる。

一実施形態では、キャリアは、第２の凹部が中に配置された第２の部分キャリアと、第２の部分キャリアに隣接する第１の部分キャリアとからなってよく、第１の部分キャリアは、正確に１つの第１の凹部を有し、第１の凹部は、全ての第２の凹部にわたって延在する。一般的に、そして特にこの実施形態では、第１の部分キャリアは、プラスチック又はガラスからなってよく、第２の部分キャリアは、ガラスからなり、その中に第２の凹部を有してよい。第１の部分キャリアがプラスチックからなり、第２の部分キャリアがガラスからなる実施形態では、好適には、第２の部分キャリアが、第１の部分キャリアとの結合領域に複数の貫通孔を有し、例えば第１の部分キャリアのプラスチックが、結合領域で第１及び／又は第２の部分キャリアの加熱後、これらの貫通孔に及び場合によってはこれらの貫通孔を通って押し込まれることによって、第１の部分キャリアのプラスチックが、ワンピースで、これらの貫通孔を通って延在する。好適には、第１の部分キャリアは、第２の部分キャリアによって覆われた領域から間隔を置いて出口を有し、任意選択的に、出口に接続された接続路を有する。

ガラスからなるキャリアに設けられた凹部は、好適には、ガラスにレーザ放射を照射して、これに続いてエッチングすることによって製作される。

一般的に、各実施形態では、第１の凹部は、好適にはキャリアの第１の表面に対して垂直に配置されたダイヤフラムによって分割されてよいので、ダイヤフラムは、例えばキャリア又はキャリアの第１の表面の水平の配置では、鉛直に配置されている。第１の凹部を分割するダイヤフラムは、例えばキャリアの、第２の凹部の断面開口部同士の間に位置する表面に当接する枠によって張設されてよい。

方法では、一般的に、液体が、第１の凹部に導入される一方、第２の凹部には、少なくとも１つの細胞を含む液体が収容されている。このことは、例えば、特にノズルである滴発生装置又は調量装置を用いて、細胞を含む液体が的確に第２の凹部に導入されることによって達成される。代替的に、細胞を含む液体を第１の凹部に導入できるので、細胞を含む液体は、第２の凹部に分配される。したがって、例えば細胞を液体から第２の凹部に分配できる。任意選択的に、第１の凹部に残留する、細胞を含む液体を、これに続いて除去してよい。その際、好適には細胞培養培地である液体は、その中で分散された細胞との混合物として提供され、混合物又は懸濁液として凹部に導入できる、又は細胞を含む液体を、別個のステップで、別個の滴発生装置又は別個の調量装置を用いて凹部に導入でき、細胞を含まない細胞培養培地を、別個のステップで、好適にはこれに続いて、好適には別個の調量装置を用いて、凹部に導入できる。

ここでは、細胞培養培地は、細胞、特に植物細胞、酵母、細菌又は動物細胞、好適にはヒト細胞を、例えば少なくとも１時間、好適には少なくとも１２時間、又は少なくとも２４時間、又は少なくとも２日、又は少なくとも３日、又は少なくとも４日、又は少なくとも５日、又は少なくとも６日、又は少なくとも７日間にわたって生存可能に保持する培地を含む。

キャリアが、任意選択的に第２の凹部の形態の凹部のみを有し、さらに任意選択的に少なくとも１つの出口を、任意選択的にこれに接続された少なくとも１つの接続路を有する又はそれからなる、方法の一実施形態では、液体を、直接に、キャリアの第１の表面の平面内に位置する第２の凹部の断面開口部へ供給できる。キャリアが第２の凹部のみを有し、培地が第２の凹部の断面開口部の平面を越えて突出する一実施形態では、培地からなるこの突出する層が、第１の凹部の容積を形成し、第１の厚さ部分にわたって延在するので、この培地は、第２の凹部を覆う。この場合、培地は、第２の凹部の上方で、例えば１μｍから３ｍｍ、例えば１０μｍから２００μｍの第１の厚さ部分にわたって延在してよい。キャリアの第１の表面の平面を越えて突出する液体は、キャリアの縁を越えて、好適には少なくとも１つの出口に沿って、かつ任意選択的には接続路に沿って流出し得る。その際、この液体は、キャリアを傾けることによって、ガス流を供給することによって、及び／又は振動、例えば超音波によって、励起して動かせる。特に、この実施形態では、第１の表面は、例えば水性の液体に対して不良の濡れ性を有してよく、例えば疎水性であってよく、例えばプラスチック又は構造化された、機能化された又は被覆されたガラス表面からなってよい。第１の表面又は第２の凹部の断面開口部が位置する平面に供給された液滴は、この平面を越えて動くときにそこに存在する液体と物質交換可能である。例えば、この平面に供給された、培地からなる滴は、回転する滴として既に存在する液体、例えば使用された培地を吸収できる、及び／又は部分的に置換できる。任意選択的に、第２の凹部の断面開口部が位置する平面内にあるキャリアの表面は、キャリアに加工されたチャネルを有してよく、チャネルの断面は、平面にわたって延在する液体を移動時に導くために、平面に向けて開いている。その際、液体は、断続的に又は少なくとも２滴としての所定量ごとに、キャリアのこの平面に供給できる。キャリアが延在する平面上で液体の体積が上回ると、液体は、特に的確に出口を通って流出する。

一般的に、液体、好適には第１の厚さ部分にわたって広がる培地は、第２の凹部からの培地の蒸発を防止する。その際、第１の厚さ部分は、数マイクロメートルから数センチメートルの大きさであってよい。この場合、第１の厚さ部分の大きな体積は、栄養素消費の影響と拡散による第２の凹部における代謝産物の濃縮を少なくするのに十分な液体に対するスペースを提供する。第２の凹部の高いアスペクト比が有する作用によれば、隣接する第１の厚さ部分又は第１の凹部における液体の動きが、第２の凹部における細胞を僅かに動かすだけであり、細胞が第２の凹部から外へ流されない。

例えば、第１の凹部は、１０００００の第２の凹部に接続されてよく、この場合、各第２の凹部は、５４μｍの直径と、４３６μｍの深さと、８：１の直径に対する深さのアスペクト比と、１ｎｌの容積とを有する。凹部は、相互に例えば１０μｍの間隔を有する。全ての第２の凹部を取り囲むために、第１の凹部は、少なくとも４１０ｍｍ²の面積を有しなければならない。従来では、ウェルは、例えば０．１６：１の著しく低いアスペクト比を有する。ウェル当たり１ｎｌの同一の容積で２００μｍの直径では、深さは、約３２μｍである。この場合、１０００００の凹部が、４４１０ｍｍ²の面積を占め、高いアスペクト比のウェルの面積の１０倍の大きさを有する。

ウェル当たりの同一の容積では面積が小さいことによって、光学顕微鏡を用いて、並行してより多くのウェルの中を観察できる。

第２の凹部の高いアスペクトによって、多くの利点がもたらされる。例として、例えばタンパク質又は抗体などの細胞産物は、細胞産物が運び出されずに又はゆっくりと運び出され、第２の凹部に捕集できる。このことは、例えば蛍光マーカーが付けられ、蛍光の強さが評価されることによって、これらの細胞産物及び生産速度の分析に利用できる。細胞産物、例えば代謝産物が、細胞から作り出されるよりも早く運び出されると、理想的な培養条件を形成できる。細胞産物のゆっくりとした運び出しと迅速な運び出しとの間の変更は、例えば栄養培地又は他の液体の流入速度及び流出速度の変化によって達成できる。

第１の凹部は、プラスチック部分、金属部分、シリコン部分又はガラス部分に、例えばマイクロタイタープレートの形態で、シャーレの形態で、シールリングとして又は枠として、また異なる材料の結合によっても形成できる。キャリアは、特に長時間培養のために、培養ステーションにおいて、存在する流入部及び出口に接続されてよい。さらに、温度、気体雰囲気、例えばＣＯ_２含有量、液体の組成、生体分子又は他の物質の含有量が、供給部で調整できる、又は出口で測定できる。出口に、ｐＨ値、蛍光度、濃度、温度、代謝産物、細胞から生成された生体分子などを測定するセンサが取り付けられてよい。

例えば毛管の形態の１つ又は複数の供給路を通って、様々な液体、例えば栄養培地、緩衝溶液、試薬、着色剤を、第１の凹部に供与できる。これらの液体は、細胞を含んでよい。連続的な、間欠的な又は要求に応じて制御された交換を保証するために、１つ又は複数の出口を通って、液体を再び取り出せる。供給路は、液体が供給されるときに細胞に影響が及ぼされないように配置できる。供給路として毛管が用いられるとき、液体は、特に細胞を含まない第２の凹部を介して供給してよい。

例えば細胞の産物（タンパク質、抗体、代謝産物）を、時間間隔を置いて又は連続的に検出するために、添加される試薬の濃度を管理するために、又は特にタンパク質及び核酸の種類及び量を含む、細胞から生成されるエキソソーム又は細胞外小胞（ＥＶ）の分析のために、第１の凹部における液体から、サンプルを採取でき、これにより、生物学的及び物理学的特性（大きさ、種類及び量としての組成、密度、屈折率）においてＥＶの異質性などの特性値が特定される。

複数の入口が用いられるとき、そのうちの一部は、培地、水などの細胞を含まない液体を添加するために使用でき、別の一部は、細胞を含む液体の添加に使用できる。

第１の凹部又は第２の凹部に液体が供給されるとき、例えば、細胞を含む液体よりも低い密度を有する液体（好適には細胞を含む液体と混合できない）を、一時的な蒸発防止手段として用いてよい。第１の厚さ部分が十分に小さいとき、細胞は、第１の厚さ部分における液体を通じて第２の凹部に導入できる。細胞を含む液体の導入と並行して、第２の供給路を、蒸発を補償するために使用できる。任意選択的に、供与された液体は、その組成を連続的に変化してよく、これにより、細胞を包囲する培地を所定の期間にわたって交換できる。

キャリアは、様々な実施形態で、細胞を第２の凹部において培養できるように構成されている。付加的に、細胞を分析する方法を実行できる。特に、細胞は、着色剤によって着色してよい。細胞の周辺で液体の交換が保証されているので、着色剤は、これに続いて、細胞を取り出す又は他の形で細胞に影響が及ぼされることなく流せる。

細胞を培養する様々な方法を用いることができる。特に、第２の凹部における細胞に極めて少量の液体を付けて、続いて培地を供給できる。代替的に、最初に培地を供給し、これに続いて細胞を含む液体を供給してもよい。代替的に、細胞を含む培地を、１つのステップで供給してよい。細胞が第２の凹部に定着するのを保証するために、方法ステップの間で待機してよい。付加的に、細胞の定着は、遠心分離又は攪拌、特にキャリアの振動又は揺動によって補助できる。これにより、第２の凹部において付加的に気泡を除去できる。これに続いて、細胞を含む培地は、細胞が本質的に第２の凹部内にのみ存在するまで、取り出せる。

ここで、例に基づいて、図面を参照して本発明を詳説する。

本発明の一実施形態を示す。 キャリアの第２の表面から到来する供給路を有する本発明の一実施形態を示す。 キャリアの第２の表面から到来する供給路と出口を有する本発明の一実施形態を示す。 本発明の実施形態を平面図で示す。 供給路と出口とを有する本発明の一実施形態を示す。 供給路と出口を有する本発明の別の一実施形態を示す。 本発明の別の一実施形態を示す。 本発明の別の一実施形態を示す。 Ａは、一実施形態をキャリアの断面図で示し、Ｂは、一実施形態をキャリアの平面図で示し、Ｃは、第１の部分キャリアを平面図で示す。 本発明の別の一実施形態を示す。 Ａ及びＢは、本発明の別の一実施形態を示す。 別の実施形態を示す。

図１は、キャリア１を断面図で示す。キャリア１は、第１の部分キャリア２とこれに隣接する第２の部分キャリア３とからなり、この場合、第１の部分キャリア２には、第１の凹部４が形成されていて、第１の凹部４は、これに隣接する複数の第２の凹部６の断面開口部５を覆う。したがって、第２の凹部６の内容積は、その断面開口部５に沿って、第１の凹部４の内容積と接触し、接触によって、特に拡散によって、これらの凹部の間の物質交換が可能となる。第２の凹部６は、キャリア１の第２の厚さ部分８にわたって延在し、ここでは第２の部分キャリア３における第２の厚さ部分８にわたって延在する。第１の部分キャリア２では、第１の凹部４は、ここでは第１の部分キャリア２の厚さと等しい第１の厚さ部分７にわたって延在する。キャリア１は、ここでは第１の部分キャリア２と同一であるその第１の厚さ部分７に、出口９を有し、出口９を通って、液位が出口７の断面に達する液体Ｆが流出し得る。供給路１０が、出口９が延在する水平面の上方で所定の間隔を置いて開口する。供給路１０は、必然的にキャリアに結合されているのではなく、キャリアから独立して、例えば移動装置（図示されていない）を用いてガイドされてよい。

第２の凹部６の高いアスペクト比によって、底部１４又は第２の凹部６の容積内にある細胞Ｚが第２の凹部から外へ流れることなく、第１の凹部４内での液体の運動が可能となり、又はその際、乱流による細胞への影響が最小限に抑えられる。

図２は、キャリア１を断面図で示し、このキャリア１は、図１に示されたキャリア１と同様に、第１の凹部４を有する第１の部分キャリア２と、第１の部分キャリア２に取り付けられた第２の部分キャリア３とからなり、第２の部分キャリア３において、第２の凹部６が、第１の凹部４に隣接して、第２の厚さ部分８にわたって延在する。出口９は、第１の部分キャリア２に形成されている。図１及び図２に示された出口９は、キャリア１の外側の端面１１に沿って延在する。供給路１０は、キャリア１又はキャリア１の第２の部分キャリア３の第２の表面１２から到来して第１の凹部４に延在する。好適には、供給路１０は、制御弁１３を有し、これにより、第１の凹部４への液体Ｆの供給が制御される。

図３は、キャリア１の一実施形態を示し、この場合、出口９を形成し、そして通流が逆向きのときには供給路１０を形成する接続路１５が、第１の凹部４からキャリア１の第２の表面１２へキャリア１を通って延在する。供給路１０と出口９との両方を形成するそのような接続路１５は、好適には制御弁１３を有し、この弁１３は、更に好適には接続された２つ以上の路を有し、接続された路のうち例えば１つが、培地用の貯蔵容器に接続されていて、別の１つは、第１の凹部４から導出される液体Ｆ用の捕集容器に接続されている。このような実施形態では、第１の凹部を覆うカバーが設けられてもよい。この場合、好適には、カバーは、弁を有し、弁によって、ガス雰囲気の組成を制御できる。

図４は、ワンピースのキャリア１における本発明の実施形態を、キャリア１の第１の表面２０とそれぞれ１つの第１の凹部４の断面開口部との平面図で示す。ここでは矩形の第１の凹部４は、これに隣接する第２の凹部６の断面開口部にわたって延在する。第２の凹部６は、第１の凹部４ごとに３×３の第２の凹部６の配列として構成されている。

図４の実施形態Ａでは、第１の凹部４は、キャリア１を通って延びる複数の接続路１５によって取り囲まれている。接続路１５は、出口９に接続されている又は出口９を形成する。接続路１５は、第１の凹部から、キャリア１を通って、キャリア１の、第１の凹部４の断面開口部とは反対側の第２の表面１２まで延在する。キャリア１を通って延びる接続路１５は、第１の凹部から流出する液体を、的確に、キャリア１の、反対側の第２の表面１２へガイドするので、液体は、そこで的確に取り出すことができ、同一のキャリア１に形成された別の第１の凹部４が汚染されることもない。

図４の実施形態Ｂでは、第１の凹部４は、溝の形態でキャリア１に形成された出口９に接続されていて、溝の断面は、キャリア１内に延びる。出口９は、キャリア１の周囲で１つの接続路１５に接続されている。接続路１５は、キャリア１の周囲の端壁に沿って、キャリア１の第２の表面へと延在する。

図４の実施形態Ｃでは、第１の凹部４ａは、路部分９ａを通って別の第１の凹部４ｂへの供給路を形成する周囲の出口９によって包囲されているので、液体Ｆは、出口９と、出口９の路部分９ａとを通って、第１の凹部４ａから別の第１の凹部４ｂに流入できる。この第１の凹部４ｂは、接続路１５によって包囲されていて、接続路１５を通って、この第１の凹部４ｂから流出する液体Ｆが、キャリア１の、反対側の第２の表面１２へ導かれる。この実施形態は、貯留凹部２１の例としての、供給路１０を介して別の第１の凹部４ｂに接続された第１の凹部４ａも示す。

図４の実施形態Ｃでは、第１の凹部４に割り当てられた第２の凹部６において、特定の生体分子、例えばサイトカイン、抗体、タンパク質を生成する細胞を培養できる。路部分９ａを通って、これらの分子は、別の第１の凹部４に移送され、そこで検出できる又は他の細胞に作用できる。

図４の実施形態Ｄでは、実施形態Ｂも参照して説明するように、第１の凹部４は、溝の形態でキャリア１に形成された、その断面がキャリア１内に延びる出口９に接続されている。出口９は、キャリア１の周囲で、接続路１５に接続されている。接続路１５は、キャリア１の周囲の端壁１１に沿って、キャリア１の第２の表面１２へと延在する。第１の凹部４の、出口９とは反対側の壁に、キャリア１において、同様に溝の形態で供給路１０が成形されている。

キャリア１は、例えば図４のＡからＤの同一の又は異なる形態の１つ又は複数の第１の凹部４を有してよい。複数の第１の凹部４では、様々な第１の凹部４に、異なる液体又は異なる濃度の同一の液体又はその組み合わせが含まれてよい。異なる第１の凹部４に属する第２の凹部６に、異なる種類の細胞が含まれてよい。

図５は、一実施形態を示し、この実施形態では、第１の厚さ部分７にわたって延在し、第１の凹部４を有する又はこれを含む壁が、第１の部分キャリア２によって形成されてよく、第１の部分キャリア２は、第２の部分キャリア３に隣接し、第２の部分キャリア３内に第２の凹部６の配列が形成されている。第１の部分キャリア２に供給路１０が開口し、供給路１０は、好適には接続路１５に接続されていて、好適には、供給路１０とは反対側に出口９が形成されてよく、出口９は、好適には接続路１５に接続されている。ここに示された供給路１０と接続路１５とに、制御弁１３がそれぞれ設けられていて、弁１３は、第１の凹部４内への液体Ｆの供給と第１の凹部４からの液体Ｆの導出との制御を可能にする。

図６に示されているように、例えば、第１の部分キャリア２と第２の部分キャリア３とがその縁領域で摺動可能であるとともに液密に重畳することによって、第１の部分キャリアは、第２の部分キャリア３に対して摺動可能であってよい。第１の部分キャリア２と第２の部分キャリア３との間にシール１６が配置されてよい。シール１６は、例えばプラスチックからなる第１の部分キャリア２若しくは第２の部分キャリア３に設けられた突部又はゴムリングである。さらに、図６は、第１の部分キャリア２が第１の凹部４を覆えることを示す。第１の部分キャリア２の覆設部は、再利用可能なカバーとして構成されてよい。

図７は、キャリア１の凹部４、６に、別個に、細胞を含む液体を第１の調量装置１７を用いて導入する、かつそれ以前に、これに続いて又はこれと同時に細胞を含まない培地を第２の調量装置１８を用いて導入する方法を示す。

図７は、キャリア１を示し、キャリア１の凹部は、第２の凹部６の配列からなり、第２の凹部６を覆う、第１の厚さ部分７を形成する液体からなる層が、表面張力によって保持される。このために、好適には、第２の凹部６の配列の枠部が、疎水性である、例えば疎水性の被覆を有する。キャリア１は、出口９として、例えば親水性の領域を有し、この領域は、接続路１５に隣接し、接続路１５は、キャリア１の端面１１に沿って、凹部６の断面開口部とは反対側に位置する、キャリア１の第２の表面１２へと延在する。第２の凹部６を囲む疎水性の被覆は、好適には、キャリア上に所与された液滴が集まって連続する層を成し、そうなってから出口９で流出するように設定されている。代替的に、出口９は、キャリア１の表面の微細構造によって形成されてよい。

方法では、出口９を介する液体の流出は、キャリア１を傾けることによって、又は毛管作用を有する装置に液体を接触させることによって、制御できる。

図８は、キャリア１を示し、キャリア１の第１の部分キャリア２に任意選択的に出口９が取り付けられておらず、その代わりに、入口１０が、同時に調量装置１７兼出口９として用いられる。代替的に、入口及び出口は、２つの調量装置１７、１８として実現されてよい。第１の凹部は、好適には半透過性であるダイヤフラム１９によって、第１の凹部の断面開口部に対して垂直方向で分割されていて、これにより、第２の凹部６の上方で第１の凹部４の共通の液体体積が分割されている。ダイヤフラム１９は、同様に、他の実施形態と組み合わせてもよく、そこでは、第１の凹部４又は第１の厚さ部分７を分割する。

図９のＡは、第１の部分キャリア２と第１の部分キャリア２に液密に取り付けられた第２のキャリア部３とからなるキャリア１のツーピースの実施形態を示す。ガラス又はシリコンからなる第１の部分キャリア２及び第２の部分キャリア３では、これらの部分キャリアは、例えばボンディングによって相互に結合できる。この実施形態では、第２の凹部６は、第１の凹部４から間隔を置いて位置し、移行路２３によって、第１の凹部４に接続されている。第１の凹部４は、第２の凹部６にかかわらず任意の直径を有してよい。この場合、移行路２３は、底凹部２４によって形成されていて、底凹部２４によって、第１の部分キャリア２と第２の部分キャリア３との間に部分的に間隔が形成される。第１の凹部４及び第２の凹部６は、第１の部分キャリア２において貫通孔として形成されていて、第１の凹部４及び第２の凹部６の底部は、それぞれ第２の部分キャリア３によって形成される。この場合、第１の厚さ部分７は、好適には第２の厚さ部分８と同一である。第２の部分キャリア３は、底凹部２４を有し、底凹部２４は、移行路２３の断面の高さだけ第２の部分キャリア内に延在する。第１の部分キャリア２は、第２の部分キャリア３の、底凹部２４から突出する領域に沿って、第２の部分キャリア３に結合されている。底凹部２４は、細胞を第２の凹部６内で保持するために、細胞の直径よりも小さい直径を有する接続路を形成する。底凹部２４を介して、液体の交換が行われ、これにより、細胞への影響が最小限に抑えられる。

この実施形態は、第２の凹部６の断面開口部５が直接に開いていて、かつアクセス可能であり、第２の凹部６も移行路２３を介して第１の凹部４に流体連通されている、という利点を有する。

図９のＢは、第２の凹部６の断面開口部５と第１の凹部４の断面開口部との平面図でキャリア１を示す。ここでハッチングして示された移行路２３は、第１の部分キャリア２によって覆われている。第１の部分キャリア２を通るＡ－Ａ線に沿った断面は、図９のＡにおいて、第１の部分キャリア２において示されている。

図９のＣは、第１の部分キャリア２の平面図を示し、第１の部分キャリア２において、第１の凹部４と第２の凹部６との両方が、離れて位置する貫通孔として構成されている。第２の部分キャリア３は、１つ又は複数の底凹部２４を有し、底凹部２４は、一定の深さで延在し、少なくとも１つの第１の凹部４及び少なくとも２つの第２の凹部６の断面によって覆われ、第１の凹部４と第２の凹部６とを接続する移行路２３を形成する。

図１０は、一実施形態を示し、そこでは、キャリア１が、好適にはプラスチックからなる第１の部分キャリア２と、好適にはガラスからなる第２の部分キャリア３とからなり、この場合、第１の部分キャリア２は、第２の部分キャリア３の周に沿って、第２の部分キャリア３に結合されている。第１の凹部４は、第２の部分キャリア３に形成された複数の第２の凹部６にわたって延在する。第１の部分キャリア２は、その第１の凹部４の領域に対して間隔を置いて、好適には第２の部分キャリア３によって覆われた領域に対して間隔を置いて、出口９を有する。供給路１０が、所定の間隔を置いて第１の凹部４の上方で開口し、これにより、第１の凹部４への液滴Ｆが調量される。第１の部分キャリア２は、好適には、第２の部分キャリア３とは反対側に、供給路１０が向けられた又は供給路１０が対向する断面開口部を有する。好適には、接続路１５が出口９に接続されている。

図１１のＡ及びＢは、複数の実施形態を示し、これらの実施形態では、第２の部分キャリア３が、少なくとも部分的に又は完全に、第１の部分キャリア２の第１の凹部４内に配置されていて、この場合、第１の凹部４の断面開口部と第２の凹部６の断面開口部とは、相互に平行に配置されていて、好適には共通の一平面内に位置する。第１の部分キャリア２及び第２の部分キャリア３の水平の配置では、第１の凹部４の断面開口部と第２の凹部６の断面開口部とは、水平であり、上向きに開いている。第２の凹部６は、その底部６ｂに、それぞれ少なくとも１つの貫通孔６ｃを有するので、第２の部分キャリア３が第１の凹部４の断面開口部及び／又は第１の凹部４内の液体Ｆの液位から突出しても、各第２の凹部６は、少なくとも１つの貫通孔６ｃを介して第１の凹部４に接続されている。第２の部分キャリア３に形成された第２の凹部６の底部６ｂは、第１の部分キャリア２から離れていて、好適には、スペーサ２５が、第２の部分キャリア６の底部６ｂと第１の部分キャリア２との間に配置されている。貫通孔６ｃは、好適には、それぞれ細胞Ｚよりも小さい断面を有する。貫通孔６ｃは、例えば疎水性に被覆されてよく、これにより、特定の液体の交換が阻止される又は補助される。

図１１のＢに示されているように、第１の部分キャリア２は、例えば第２の部分キャリア３の下方に配置された出口９を有してよい。出口９に、接続路１５が接続されてよい。任意選択的に、接続路１５は、供給路１０を形成してもよい。代替的に又は付加的に、供給路１０が、第１の部分キャリア２の上方に開口してよく、これにより、第１の凹部４への液体Ｆが調量される。

図１１のＡ及びＢにおける実施形態は、細胞及び細胞生成物を相互に分離するのに特に適している。

方法では、第２の凹部６と第１の凹部４とは、特に培地である液体Ｆが充填されていて、貫通孔６ｃを介して相互に接触している。特に、供給路１０が第１の部分キャリア２内で第２の凹部６の下方に又は第２の部分キャリア３の下方に開口する実施形態では、液体Ｆに対して付加的に又は代替的には、気体、例えば不活性ガス又は空気、例えば細胞培養のための空気若しくは酸素、任意選択的には５％のＣＯ_２を含む空気若しくはＯ_２を、供給路１０を通して導入できる。気体の体積流量が十分に少ないことによって、気体は、気泡なく供給できる。代替的に、気泡の形成にとって十分な体積流量で気体を供給してよく、その際、液体Ｆは、第２の凹部内で移動し、任意選択的に、細胞Ｚが、気泡Ｇによって浮遊する。気泡は、代替的に、レーザ放射によって引き起こされるキャビテーションによって発生し得る。

圧力変化によって、細胞Ｚを、貫通孔６ｃから離反させることができ、これにより、液体の交換が促進される。

図１２は、一実施形態を略示し、この実施形態では、キャリア１が、第２の凹部６を有する第２の部分キャリア３からなり、第２の凹部６の断面開口部５と、断面開口部５同士の間のキャリア１、３の表面の領域とは、共通の一平面内に位置する。特に、断面開口部５同士の間のこれらの表面領域が、液体Ｆによる濡れを可能にしない又はほとんど可能にしない表面エネルギを有すると、例えばプラスチックからなる、又は機能化された、被覆された若しくは疎水構造化されたガラスからなる表面領域であると、例えば回転する滴Ｆｒの形態の、平面Ｅ上を動く液体Ｆは、第２の凹部６から使用された培地を吸収し、少なくとも部分的に置換できる。回転する滴Ｆｒは、例えば図２に示されているように、例えば第２の凹部６に開口する供給路１０を介して、平面Ｅ上に又は第２の凹部６内に、複数の滴の形態で液体Ｆを提供することによって導入できる。平面Ｅを越えて突出する、特に回転する滴Ｆｒの形態の液体Ｆは、水平に対してキャリア１を傾けることによって、キャリアを加速させる及び／又は振動させることによって、気体流を加えることによって動かせる。

概して、キャリアがその中に第２の凹部６を有する第２の部分キャリア３からなる実施形態では、第２の部分キャリアは、その中に凹部６を有するキャリア３と称されてよい。

１ キャリア
２ 第１の部分キャリア
３ 第２の部分キャリア
４、４ａ、４ｂ 第１の凹部
５ 第２の凹部の断面開口部
６ 第２の凹部
６ｂ 第２の凹部の底部
６ｃ 貫通孔
７ 第１の厚さ部分
８ 第２の厚さ部分
９ 出口
９ａ 出口の路部分
１０ 供給路
１１ 端壁、端面
１２ キャリアの第２の表面
１３ 制御弁
１４ 第２の凹部の底部
１５ 接続路
１６ シール
１７ 第１の調量装置
１８ 第２の調量装置
１９ ダイヤフラム
２０ キャリアの第１の表面
２１ 貯留凹部
２２ 培地
２３ 移行路
２４ 第２の部分キャリアの床凹部
２５ スペーサ
Ｅ 平面
Ｆ 液体
Ｆｒ 回転する滴
Ｚ 細胞
Ｇ 気泡

概して、キャリアがその中に第２の凹部６を有する第２の部分キャリア３からなる実施形態では、第２の部分キャリアは、その中に凹部６を有するキャリア３と称されてよい。
なお、本願は、特許請求の範囲に記載の発明に関するものであるが、他の態様として以下を含む。
１．
細胞（Ｚ）を培養するためのキャリア（１）であって、
キャリア（１）は、少なくとも１つの第１の凹部（４、４ａ、４ｂ）を備え、第１の凹部（４、４ａ、４ｂ）は、第１の厚さ部分（７）にわたって、キャリア（１）の第１の表面（２０）から第１の厚さ部分（７）に隣接する第２の厚さ部分（８）まで延在し、第２の厚さ部分（８）において、第１の凹部（４、４ａ、４ｂ）から複数の第２の凹部（６）の配列が延在する、キャリア（１）において、
第２の凹部（６）は、最小１：１の直径に対する深さのアスペクト比と、最大１ｍｍの直径とを有し、キャリア（１）は、出口（９）を有し、出口（９）の断面は、第１の厚さ部分（７）内に開口する又は第１の厚さ部分（７）に隣接して開口することを特徴とする、キャリア（１）。
２．
出口（９）は、キャリア（１）の第１の表面（２０）の平面へ向けて開く、キャリア（１）内に突出する断面を有することを特徴とする、上記１のキャリア（１）。
３．
接続路（１５）が設けられていて、接続路（１５）は、出口（９）に接続されていて、キャリア（１）の第１の表面（２０）とは反対側の第２の表面（１２）まで延在することを特徴とする、上記１又は２のキャリア（１）。
４．
接続路（１５）は、キャリア（１）の端壁（１１）に沿って、又はキャリア（１）を通って延在することを特徴とする、上記１から３のいずれか一つのキャリア（１）。
５．
出口（９）と、出口（９）に接続する接続路（１５）とは、親水性の表面を有し、キャリア（１）の第１の表面（２０）の領域及び／又は第２の表面（１２）の領域は、疎水性であることを特徴とする、上記１から４のいずれか一つのキャリア（１）。
６．
キャリア（１）は、ワンピースでガラスからなることを特徴とする、上記１から５のいずれか一つのキャリア（１）。
７．
キャリア（１）は、第２の厚さ部分（８）にわたって延在する第２の部分キャリア（３）と、第１の厚さ部分（７）にわたって延在する第１の部分キャリア（２）とからなり、第１の部分キャリア（２）と第２の部分キャリア（３）とは、相互に液密に配置されていることを特徴とする、上記１から６のいずれか一つのキャリア（１）。
８．
キャリア（１）は、第２の厚さ部分（８）にわたって延在する第２の部分キャリア（３）と、第１の厚さ部分（７）にわたって延在する第１の部分キャリア（２）とからなり、第１の部分キャリア（２）と第２の部分キャリア（３）とは、相互に液密にかつ相互に摺動可能に配置されていることを特徴とする、上記１から７のいずれか一つのキャリア（１）。
９．
第１の部分キャリア（２）は、ガラス、プラスチック及び／又はシリコンからなることを特徴とする、上記１から８のいずれか一つのキャリア（１）。
１０．
第２の部分キャリア（３）は、ガラス及び／又はシリコンからなることを特徴とする、上記１から９のいずれか一つのキャリア（１）。
１１．
キャリア（１）の第１の表面（２０）又は第１の厚さ部分（７）に、供給路（１０）が形成されていて、供給路（１０）は、第１の凹部（４、４ａ、４ｂ）に開口することを特徴とする、上記１から１０のいずれか一つのキャリア（１）。
１２．
キャリア（１）に、少なくとも２つの第１の凹部（４、４ａ、４ｂ）が形成されていて、これらの第１の凹部（４、４ａ、４ｂ）の各々が、周囲に配置された、キャリア（１）を通って延在する接続路（１５）によって取り囲まれていることを特徴とする、上記１から１１のいずれか一つのキャリア（１）。
１３．
キャリア（１）に、少なくとも２つの第１の凹部（４、４ａ、４ｂ）が形成されていて、これらの第１の凹部（４、４ａ、４ｂ）のうちの少なくとも１つが、別の１つの第１の凹部（４、４ａ、４ｂ）に開口する溝の形態の出口（９）によって包囲されていて、別の１つの第１の凹部（４、４ａ、４ｂ）は、周囲に配置された、キャリア（１）を通って延在する接続路（１５）によって取り囲まれていることを特徴とする、上記１から１２のいずれか一つのキャリア（１）。
１４．
出口（９）に、接続路（１５）に、及び／又は供給路（１０）に、制御弁（１３）がそれぞれ配置されていることを特徴とする、上記１から１３のいずれか一つのキャリア（１）。
１５．
第２の部分キャリア（３）は、少なくとも部分的に、第１の部分キャリア（２）の第１の凹部（４）内に配置されていて、第２の凹部（６）は、底部（６ｂ）に、少なくとも１つの貫通孔（６ｃ）をそれぞれ有し、その結果、各々の第２の凹部（６）は、少なくとも１つの貫通孔（６ｃ）を介して第１の凹部（４）に接続されている、上記１から１４のいずれか一つのキャリア（１）。
１６．
第１の凹部（４）と第２の凹部（６）とが、相互に離れて位置する貫通孔として、第１の部分キャリア（２）に形成されていて、かつ底凹部（２４）によって形成された移行路（２３）を介して相互に接続されていて、底凹部（２４）は、第１の部分キャリア（２）と第２の部分キャリア（３）との間の部分的な間隔として形成されていることを特徴とする、上記１から１５のいずれか一つのキャリア（１）。
１７．
第１の厚さ部分（７）は、好適には第２の厚さ部分（８）と同一であり、第２の部分キャリア（３）は、底凹部（２４）を有し、底凹部（２４）は、移行路（２３）の断面の高さの分だけ第２の部分キャリア（３）内に延在し、第１の部分キャリア（２）は、第２の部分キャリア（３）の、底凹部（２４）から突出する領域に沿って、第２の部分キャリア（３）に接続されていることを特徴とする、上記１６のキャリア（１）。
１８．
細胞を培養する方法において、
細胞（Ｚ）が分散された液体（Ｆ）を、上記１から１７のいずれか一つのキャリア（１）の第２の凹部（６）に導入し、これに続いて、出口（９）及び接続路（１５）に沿って第１の厚さ部分（４、４ａ、４ｂ）からから液体を導出することを特徴とする、細胞を培養する方法。
１９．
第２の部分キャリア（３）の表面を介して第２の凹部（６）同士が間隔を置いて位置し、第１のキャリア（２）を、専ら第２の部分キャリア（３）の表面によって形成し、第２の凹部（６）の配列に隣接する第１の凹部（４、４ａ、４ｂ）を、専ら、表面張力によって生じる液層によって形成することを特徴とする、上記１８の方法。
２０．
第２の部分キャリア（３）の表面を介して第２の凹部（６）同士が間隔を置いて位置し、第２の部分キャリア（３）の表面は、疎水性の表面であることを特徴とする、上記１８又は１９の方法。
２１．
キャリア（１）は、第２の凹部（６）のみを有し、培地が、第２の凹部（６）の断面開口部の平面を越えて突出する層を形成し、層は、第１の凹部の容積を形成することを特徴とする、上記１８から２０のいずれか一つの方法。
２２．
キャリア（１、３）は、凹部（６）を有し、凹部（６）の断面開口部（５）は、キャリア（１、３）の表面領域によって相互に間隔を置いて位置し、前記表面領域と凹部（６）の断面開口部（５）とは、共通の一平面（Ｅ）内に位置し、液体（Ｆ）を、前記平面（Ｅ）上に供給し、水平に対してキャリア（１、３）を傾けること、キャリア（１、３）を振動させること及び／又は前記平面（Ｅ）に圧縮ガスを加えることによって、キャリア（１、３）に沿って液体（Ｆ）を動かすことを特徴とする、上記１８から２１のいずれか一つの方法。
２３．
液体（Ｆ）を、凹部（６）の底部（６ｃ）に開口する供給路（１０）を介して、前記平面（Ｅ）上に供給することを特徴とする、上記１８から２２のいずれか一つの方法。

Claims (23)

1. 細胞（Ｚ）を培養するためのキャリア（１）であって、
   キャリア（１）は、少なくとも１つの第１の凹部（４、４ａ、４ｂ）を備え、第１の凹部（４、４ａ、４ｂ）は、第１の厚さ部分（７）にわたって、キャリア（１）の第１の表面（２０）から第１の厚さ部分（７）に隣接する第２の厚さ部分（８）まで延在し、第２の厚さ部分（８）において、第１の凹部（４、４ａ、４ｂ）から複数の第２の凹部（６）の配列が延在する、キャリア（１）において、
   第２の凹部（６）は、最小１：１の直径に対する深さのアスペクト比と、最大１ｍｍの直径とを有し、キャリア（１）は、出口（９）を有し、出口（９）の断面は、第１の厚さ部分（７）内に開口する又は第１の厚さ部分（７）に隣接して開口することを特徴とする、キャリア（１）。
2. 出口（９）は、キャリア（１）の第１の表面（２０）の平面へ向けて開く、キャリア（１）内に突出する断面を有することを特徴とする、請求項１に記載のキャリア（１）。
3. 接続路（１５）が設けられていて、接続路（１５）は、出口（９）に接続されていて、キャリア（１）の第１の表面（２０）とは反対側の第２の表面（１２）まで延在することを特徴とする、請求項１又は２に記載のキャリア（１）。
4. 接続路（１５）は、キャリア（１）の端壁（１１）に沿って、又はキャリア（１）を通って延在することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のキャリア（１）。
5. 出口（９）と、出口（９）に接続する接続路（１５）とは、親水性の表面を有し、キャリア（１）の第１の表面（２０）の領域及び／又は第２の表面（１２）の領域は、疎水性であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のキャリア（１）。
6. キャリア（１）は、ワンピースでガラスからなることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のキャリア（１）。
7. キャリア（１）は、第２の厚さ部分（８）にわたって延在する第２の部分キャリア（３）と、第１の厚さ部分（７）にわたって延在する第１の部分キャリア（２）とからなり、第１の部分キャリア（２）と第２の部分キャリア（３）とは、相互に液密に配置されていることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のキャリア（１）。
8. キャリア（１）は、第２の厚さ部分（８）にわたって延在する第２の部分キャリア（３）と、第１の厚さ部分（７）にわたって延在する第１の部分キャリア（２）とからなり、第１の部分キャリア（２）と第２の部分キャリア（３）とは、相互に液密にかつ相互に摺動可能に配置されていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のキャリア（１）。
9. 第１の部分キャリア（２）は、ガラス、プラスチック及び／又はシリコンからなることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のキャリア（１）。
10. 第２の部分キャリア（３）は、ガラス及び／又はシリコンからなることを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載のキャリア（１）。
11. キャリア（１）の第１の表面（２０）又は第１の厚さ部分（７）に、供給路（１０）が形成されていて、供給路（１０）は、第１の凹部（４、４ａ、４ｂ）に開口することを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載のキャリア（１）。
12. キャリア（１）に、少なくとも２つの第１の凹部（４、４ａ、４ｂ）が形成されていて、これらの第１の凹部（４、４ａ、４ｂ）の各々が、周囲に配置された、キャリア（１）を通って延在する接続路（１５）によって取り囲まれていることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載のキャリア（１）。
13. キャリア（１）に、少なくとも２つの第１の凹部（４、４ａ、４ｂ）が形成されていて、これらの第１の凹部（４、４ａ、４ｂ）のうちの少なくとも１つが、別の１つの第１の凹部（４、４ａ、４ｂ）に開口する溝の形態の出口（９）によって包囲されていて、別の１つの第１の凹部（４、４ａ、４ｂ）は、周囲に配置された、キャリア（１）を通って延在する接続路（１５）によって取り囲まれていることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載のキャリア（１）。
14. 出口（９）に、接続路（１５）に、及び／又は供給路（１０）に、制御弁（１３）がそれぞれ配置されていることを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載のキャリア（１）。
15. 第２の部分キャリア（３）は、少なくとも部分的に、第１の部分キャリア（２）の第１の凹部（４）内に配置されていて、第２の凹部（６）は、底部（６ｂ）に、少なくとも１つの貫通孔（６ｃ）をそれぞれ有し、その結果、各々の第２の凹部（６）は、少なくとも１つの貫通孔（６ｃ）を介して第１の凹部（４）に接続されている、請求項１から１４のいずれか一項に記載のキャリア（１）。
16. 第１の凹部（４）と第２の凹部（６）とが、相互に離れて位置する貫通孔として、第１の部分キャリア（２）に形成されていて、かつ底凹部（２４）によって形成された移行路（２３）を介して相互に接続されていて、底凹部（２４）は、第１の部分キャリア（２）と第２の部分キャリア（３）との間の部分的な間隔として形成されていることを特徴とする、請求項１から１５のいずれか一項に記載のキャリア（１）。
17. 第１の厚さ部分（７）は、好適には第２の厚さ部分（８）と同一であり、第２の部分キャリア（３）は、底凹部（２４）を有し、底凹部（２４）は、移行路（２３）の断面の高さの分だけ第２の部分キャリア（３）内に延在し、第１の部分キャリア（２）は、第２の部分キャリア（３）の、底凹部（２４）から突出する領域に沿って、第２の部分キャリア（３）に接続されていることを特徴とする、請求項１６に記載のキャリア（１）。
18. 細胞を培養する方法において、
    細胞（Ｚ）が分散された液体（Ｆ）を、請求項１から１７のいずれか一項に記載のキャリア（１）の第２の凹部（６）に導入し、これに続いて、出口（９）及び接続路（１５）に沿って第１の厚さ部分（４、４ａ、４ｂ）からから液体を導出することを特徴とする、細胞を培養する方法。
19. 第２の部分キャリア（３）の表面を介して第２の凹部（６）同士が間隔を置いて位置し、第１のキャリア（２）を、専ら第２の部分キャリア（３）の表面によって形成し、第２の凹部（６）の配列に隣接する第１の凹部（４、４ａ、４ｂ）を、専ら、表面張力によって生じる液層によって形成することを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
20. 第２の部分キャリア（３）の表面を介して第２の凹部（６）同士が間隔を置いて位置し、第２の部分キャリア（３）の表面は、疎水性の表面であることを特徴とする、請求項１８又は１９に記載の方法。
21. キャリア（１）は、第２の凹部（６）のみを有し、培地が、第２の凹部（６）の断面開口部の平面を越えて突出する層を形成し、層は、第１の凹部の容積を形成することを特徴とする、請求項１８から２０のいずれか一項に記載の方法。
22. キャリア（１、３）は、凹部（６）を有し、凹部（６）の断面開口部（５）は、キャリア（１、３）の表面領域によって相互に間隔を置いて位置し、前記表面領域と凹部（６）の断面開口部（５）とは、共通の一平面（Ｅ）内に位置し、液体（Ｆ）を、前記平面（Ｅ）上に供給し、水平に対してキャリア（１、３）を傾けること、キャリア（１、３）を振動させること及び／又は前記平面（Ｅ）に圧縮ガスを加えることによって、キャリア（１、３）に沿って液体（Ｆ）を動かすことを特徴とする、請求項１８から２１のいずれか一項に記載の方法。
23. 液体（Ｆ）を、凹部（６）の底部（６ｃ）に開口する供給路（１０）を介して、前記平面（Ｅ）上に供給することを特徴とする、請求項１８から２２のいずれか一項に記載の方法。
    

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