JP3343584B2 - Bioassay device using human cells - Google Patents

Bioassay device using human cells

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JP3343584B2
JP3343584B2 JP2000009115A JP2000009115A JP3343584B2 JP 3343584 B2 JP3343584 B2 JP 3343584B2 JP 2000009115 A JP2000009115 A JP 2000009115A JP 2000009115 A JP2000009115 A JP 2000009115A JP 3343584 B2 JP3343584 B2 JP 3343584B2
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carrier
chip
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cell
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康行 酒井
基之 鈴木
章義 迫田
良 庄司
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東京大学長
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ヒト細胞を用いた
バイオアッセイを行うための装置に関する。
The present invention relates to an apparatus for performing a bioassay using human cells.

【0002】本発明は、該装置に使用するためのヒト細
胞が固定化された担体にも関する。
[0002] The present invention also relates to a carrier on which human cells are immobilized for use in the device.

【0003】[0003]

【従来の技術】近年の水環境汚染の深刻化に伴い、環境
水の毒性(ヒト健康影響リスク)を評価することが必要
になっているが、現在用いられている水質基準は、水中
の汚染物質濃度を個別的に規定するにすぎず、人体への
総合的な影響を把握することは困難である。
2. Description of the Related Art In recent years, it has become necessary to evaluate the toxicity (environmental risk of human health) of environmental water with the aggravation of water environmental pollution. It merely specifies the substance concentration individually, and it is difficult to grasp the overall effect on the human body.

【0004】これに対し、被検水に対する生物の応答を
利用するバイオアッセイでは、煩雑な化学分析を行わな
くとも被検水の毒性を総合的に評価することができるの
で、環境水の毒性を評価する方法として極めて有用であ
り、現在までにバイオアッセイを利用した毒性評価装置
やキットが開発されている。
On the other hand, in a bioassay utilizing the response of an organism to a test water, the toxicity of the test water can be comprehensively evaluated without performing complicated chemical analysis. It is extremely useful as an evaluation method, and to date, toxicity evaluation devices and kits using bioassays have been developed.

【0005】このような装置の実例としては、固定化さ
れた硝化菌の呼吸活性を利用した装置、発光細菌を用い
た装置等が挙げられる。
[0005] Examples of such a device include a device utilizing the respiratory activity of immobilized nitrifying bacteria, and a device using luminescent bacteria.

【0006】しかしながら、これまでに開発された装置
は、生態系に対する影響を評価する目的で開発されたも
のであるため、人体への影響を的確に評価し得ないとい
う欠点を有している。
[0006] However, the devices developed so far have been developed for the purpose of evaluating the effects on the ecosystem, and therefore have the disadvantage that the effects on the human body cannot be accurately evaluated.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、ヒト細胞を
用いたバイオアッセイによって、所望の試料がヒト個体
に与える影響を正確に評価し得る装置を提供することを
課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an apparatus capable of accurately evaluating the influence of a desired sample on a human individual by a bioassay using human cells.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は、ヒト細胞を固定化した担体が収容された
容器を具備してなるバイオアッセイ装置を提供する。
Means for Solving the Problems To solve the above problems, the present invention provides a bioassay device comprising a container containing a carrier on which human cells are immobilized.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明は、環境から採取した水、
土壌を含む所望の試料がヒトに与える影響を試料採取現
場(on-site)で評価し得る装置を提供する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to water collected from the environment,
Provided is an apparatus capable of evaluating the influence of a desired sample including soil on a human at an on-site sampling site.

【0010】該装置には、担体に固定化されたヒト細胞
が収容されているので、該装置中に前記試料を導入し、
該試料がヒト細胞に与える影響を調べることにより、試
料がヒト個体に与える影響を簡便且つ正確に推定するこ
とができる。
[0010] Since the device contains human cells immobilized on a carrier, the sample is introduced into the device,
By examining the effect of the sample on human cells, the effect of the sample on a human individual can be easily and accurately estimated.

【0011】本発明は、該装置に使用するための前記担
体も提供する。該担体に高密度でヒト細胞を固定化する
と、nMオーダーの物質を検出することが可能となる。こ
のような担体を用いれば、短時間で検査を完了できるの
で、試料採取現場での検査が可能となる。
[0011] The present invention also provides said carrier for use in said device. When human cells are immobilized on the carrier at a high density, it becomes possible to detect substances on the order of nM. If such a carrier is used, the inspection can be completed in a short time, so that the inspection at the sample collection site can be performed.

【0012】以下、実施例によって、本発明を詳細に説
明するが、いかなる意味においても、請求の範囲に記載
した本発明の範囲を限定するものではない。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but is not intended to limit the scope of the present invention described in the claims in any way.

【0013】[実施例1]本実施例では、図1を参照し
ながら、環境中から採取した試料がヒトに与える影響を
簡易にアッセイできる細胞充填チップについて説明す
る。
Example 1 In this example, a cell-filled chip that can easily assay the effect of a sample collected from the environment on humans will be described with reference to FIG.

【0014】本実施例の細胞充填チップ1は、一般的な
マイクロピペット用チップと同じく、マイクロピペット
2に装着され、チップ1の先端部に設けられた試料吸入
口3から試料を吸入して使用する。
The cell-filled chip 1 of the present embodiment is used by sucking a sample from a sample suction port 3 provided at the tip of the chip 1, which is mounted on a micropipette 2, like a general micropipette chip. I do.

【0015】チップ1の内部には、フィルター4が充填
されており、チップ1の内部はフィルター4によって、
2つに仕切られている。
The inside of the chip 1 is filled with a filter 4, and the inside of the chip 1 is
It is divided into two.

【0016】試料吸入口3から吸入された試料は、フィ
ルター4を通過し、フィルター4とマイクロピペット2
の間に形成された区画中に分散して存在する担体5に達
する。
The sample sucked through the sample inlet 3 passes through the filter 4 and is connected to the filter 4 and the micropipette 2.
Reaches the carrier 5 which is dispersed in the compartment formed between them.

【0017】担体5には、ヒト細胞6が固定化されてい
る。従って、前記試料のヒト細胞6に対する影響を調べ
ることによって、試料がヒト個体に影響を与える影響を
推定し得る。
A human cell 6 is immobilized on the carrier 5. Therefore, by examining the effect of the sample on human cells 6, the effect of the sample on a human individual can be estimated.

【0018】本実施例の細胞充填チップは、フィルター
が充填された市販のフィルターチップの中に、ヒト細胞
を固定化した担体を収容することによって作成できる。
該フィルターは、マイクロピペットで圧力をかけた時の
みに、液体が透過する必要があるので、疎水性のフィル
ターである必要がある。
The cell-filled chip of this embodiment can be prepared by containing a carrier on which human cells are immobilized in a commercially available filter chip filled with a filter.
The filter needs to be a hydrophobic filter because the liquid only needs to be permeable when pressure is applied with a micropipette.

【0019】ヒト細胞を担体に固定化する方法は公知で
あり、担体結合法、包括法等を適用し得るが、細胞が死
ぬので架橋法は使用できない。具体的には、担体を含有
する培地にヒト細胞を加えた後、懸濁培養用のプレート
に播種し、5〜10日間旋回培養して担体内部で増殖させ
る方法を用いることができる。
A method for immobilizing human cells on a carrier is known, and a carrier binding method, an inclusive method, and the like can be applied. However, since the cells die, the cross-linking method cannot be used. Specifically, a method can be used in which human cells are added to a carrier-containing medium, and then seeded on a suspension culture plate, swirled for 5 to 10 days, and grown inside the carrier.

【0020】担体の形状は、球状、板状、紐状、中空の
格子状等任意の形状であり得る。
The shape of the carrier may be any shape such as a sphere, a plate, a string, and a hollow lattice.

【0021】担体に固定化させるべきヒト細胞は、バイ
オアッセイの種類、担体の種類、固定化の方法等に応じ
て任意に選択し得るが、増殖性と均一性が良好なヒトの
腫瘍細胞を用いることが好ましい。
The human cells to be immobilized on the carrier can be arbitrarily selected according to the type of the bioassay, the type of the carrier, the method of the immobilization, and the like. Preferably, it is used.

【0022】本発明の装置においては、nMオーダーの毒
性物質の存在を検出できる低密度リポタンパク質(LDL;l
ow-density lipoprotein)取り込みアッセイをバイオア
ッセイとして使用することが好ましいので、担体には、
LDL受容体が大量に発現されている肝細胞に由来する腫
瘍細胞を固定化することが好ましい。このような肝細胞
由来の腫瘍細胞としては、Hep G2細胞(日本癌研究バン
クから入手可能)をあげることができる。
In the apparatus of the present invention, low-density lipoprotein (LDL;
(ow-density lipoprotein) uptake assay is preferably used as a bioassay,
It is preferable to immobilize tumor cells derived from hepatocytes in which the LDL receptor is expressed in large amounts. Such hepatocyte-derived tumor cells include Hep G2 cells (available from Japan Cancer Research Bank).

【0023】Hep G2細胞を用いたLDL取り込みアッセイ
自体は公知であり、蛍光物質、放射性物質、又は発光物
質等で標識されたLDLが、Hep G2細胞中へ取り込まれた
量を測定するアッセイである。LDLは、酸素の次に代謝
速度の大きな物質であり、容易に種々の標識が可能であ
ることから、高感度迅速評価に適しているが、毒性評価
に用いた例は皆無である。
The LDL uptake assay using Hep G2 cells itself is known, and is an assay for measuring the amount of LDL labeled with a fluorescent substance, a radioactive substance, a luminescent substance, or the like, incorporated into Hep G2 cells. . LDL is a substance having the second highest metabolic rate after oxygen and can be easily labeled in various ways. Therefore, it is suitable for high-sensitivity rapid evaluation, but there is no example used for toxicity evaluation.

【0024】一般性・迅速性・高感度を全て兼ね備えた
バイオアッセイは、LDLと肝細胞の組み合わせ以外では
達成が困難であると思われる。従って、本発明において
は、LDLと肝細胞を用いることが極めて好ましい。
A bioassay having all of generality, rapidity and high sensitivity seems to be difficult to achieve except for the combination of LDL and hepatocytes. Therefore, in the present invention, it is extremely preferable to use LDL and hepatocytes.

【0025】担体に固定化される細胞の数は、測定感度
に影響を与えるので、本発明の測定装置の実用性は担体
上に固定化される細胞数に大きく依存する。従って、担
体に固定化する細胞数は、使用する細胞に最も適するよ
うに選択しなければならない。
Since the number of cells immobilized on the carrier affects the measurement sensitivity, the practicality of the measuring device of the present invention largely depends on the number of cells immobilized on the carrier. Therefore, the number of cells to be immobilized on the carrier must be selected so as to be most suitable for the cells used.

【0026】具体的には、細胞数を過度に増加させる
と、マイクロピペット用チップ等の容積の小さい閉鎖空
間中では細胞への酸素供給量が不足する。このため、酸
素供給の過度な不足を起こさずに、且つ十分な測定感度
が得られるような細胞数を選択する必要がある。
Specifically, when the number of cells is excessively increased, the amount of oxygen supplied to the cells becomes insufficient in a closed space having a small volume such as a micropipette tip. For this reason, it is necessary to select a cell number that does not cause an excessive shortage of oxygen supply and that provides sufficient measurement sensitivity.

【0027】図3に示すように、前記Hep G2細胞の場合
には、1.91×107細胞/mLの細胞密度では、細胞密度が高
すぎるため細胞数が減少する。一方、3.21×105及び3.5
4×106細胞/mLの密度では、とりわけ培養初期における
細胞数が少なく、細胞数も一定しない。これに対して、
1.13×107細胞/mLの密度では、細胞数が一定し、且つ十
分な細胞数が得られる。従って、Hep G2細胞を用いる場
合には、溶液中での細胞密度が1.0〜1.2×107細胞/mLに
なるように、より好ましくは1.10〜1.15×107細胞/mLの
細胞密度になるように、担体に細胞を固定化すべきであ
る。
As shown in FIG. 3, in the case of the Hep G2 cells, the cell density is 1.91 × 10 7 cells / mL, the cell density is too high and the cell number decreases. On the other hand, 3.21 × 10 5 and 3.5
At a density of 4 × 10 6 cells / mL, the number of cells is particularly small in the early stage of culture, and the number of cells is not constant. On the contrary,
At a density of 1.13 × 10 7 cells / mL, the number of cells is constant and a sufficient number of cells can be obtained. Therefore, when Hep G2 cells are used, the cell density in the solution is 1.0 to 1.2 × 10 7 cells / mL, more preferably 1.10 to 1.15 × 10 7 cells / mL. First, the cells should be immobilized on the carrier.

【0028】このように、ヒト細胞を用いた場合にも、
微少な閉鎖空間中で酸素供給量の過度な不足による細胞
活性の低下を引き起こさずに、十分な測定感度と安定性
を与え得る細胞密度が存在することは本発明者らによっ
て初めて見出された知見である。
Thus, when human cells are used,
It was first discovered by the present inventors that there is a cell density that can provide sufficient measurement sensitivity and stability without causing a decrease in cell activity due to excessive lack of oxygen supply in a small enclosed space. It is knowledge.

【0029】本発明者らによって見出された知見に基け
ば、Hep G2細胞以外の細胞を使用する場合でも、最適な
細胞密度を選択することは可能であろう。
Based on the findings found by the present inventors, it will be possible to select an optimal cell density even when using cells other than Hep G2 cells.

【0030】ヒト細胞を固定化するための担体として
は、前記適切な細胞密度を達成し得るような微小担体を
用いることが好ましい。具体的には、孔径が10〜100μm
程度の多孔質担体を用いることが好ましいが、これに限
定されない。担体自体の粒径は100〜1000μmが一般的に
用いられるが、これに限定されない。また、担体として
は、コラーゲン、セルロース等を用いることができる
が、固定化する細胞の種類に応じて最も適切な担体を選
択しなければならない。
As a carrier for immobilizing human cells, it is preferable to use a microcarrier capable of achieving the above-mentioned appropriate cell density. Specifically, the pore size is 10 ~ 100μm
It is preferable, but not limited, to use a certain amount of porous carrier. The particle size of the carrier itself is generally 100 to 1000 μm, but is not limited thereto. As the carrier, collagen, cellulose and the like can be used, but the most appropriate carrier must be selected according to the type of cells to be immobilized.

【0031】図4に示されているように、担体の種類及
びサイズによって固定化される細胞数は著しく異なり、
Hep G2細胞を固定化する場合には、10〜40μm、より好
ましくは20〜40μmの孔径を有する球状の多孔質コラー
ゲンを担体として使用すべきである。
As shown in FIG. 4, the number of cells immobilized is significantly different depending on the type and size of the carrier.
When Hep G2 cells are immobilized, spherical porous collagen having a pore size of 10 to 40 μm, more preferably 20 to 40 μm should be used as a carrier.

【0032】細胞が固定化された担体を調製した後、担
体は適切な容量のフィルターチップに収容した状態で、
又は収容しない状態で、低温下、より好ましくは4℃以
下で保存する。固定化された細胞の組織化が進行した状
態であれば、凍結保存することも可能である。担体は、
適切な保存用培地中に保存することが好ましい。
After preparing the carrier on which the cells are immobilized, the carrier is stored in an appropriate volume of a filter chip,
Alternatively, it is stored at a low temperature, more preferably at 4 ° C. or lower, in a state where it is not contained. If the immobilized cells have been organized, they can be stored frozen. The carrier is
Preferably, it is stored in a suitable storage medium.

【0033】担体をフィルターチップ中に収容する場合
には、測定の精度を向上させるために、担体を均一に充
填することが好ましい。担体を均一に充填するために
は、担体の径よりも充分に大きな開口部を持つマイクロ
ピペット用チップを作製し、それを用いて充分なピペッ
ティングの後に充填することが好ましい。
When the carrier is accommodated in a filter chip, it is preferable to uniformly fill the carrier in order to improve the measurement accuracy. In order to uniformly fill the carrier, it is preferable to prepare a micropipette tip having an opening that is sufficiently larger than the diameter of the carrier, and to fill it after sufficient pipetting using the tip.

【0034】本実施例では、担体はフィルターチップに
収容する例を示したが、担体を収容するための容器は、
フィルターチップに限定されず、任意の大きさ、材質を
有する容器を使用し得る。例えば、マイクロタイターウ
ェル、プラスチックのサンプル管、ガラス製の実験器具
中に担体を収容してもよい。
In this embodiment, the carrier is accommodated in the filter chip, but the container for accommodating the carrier is:
The container is not limited to the filter chip, and a container having an arbitrary size and material can be used. For example, the carrier may be housed in microtiter wells, plastic sample tubes, or glass labware.

【0035】[実施例2]本実施例では、実施例1で説
明した細胞充填チップを用いた毒性物質の検出結果につ
いて説明する。
[Embodiment 2] In this embodiment, the result of detecting a toxic substance using the cell-filled chip described in Embodiment 1 will be described.

【0036】本実施例で測定した物質は、下表1に記載
された30種類の物質であり、まず、これらの物質群に
ついて、細胞充填チップを用いた毒性物質の検出結果と
従来法による検出結果とを比較した。
The substances measured in this example are the 30 kinds of substances listed in Table 1 below. First, for these substance groups, the results of detection of toxic substances using a cell-filled chip and the conventional method The results were compared.

【0037】[0037]

【表1】 [Table 1]

【0038】細胞充填チップを用いた毒性物質の検出操
作は、以下のように行った。
The operation of detecting a toxic substance using a cell-filled chip was performed as follows.

【0039】まず、図1に示されているように、チップ
1(200μL)を200μL用のマイクロピペット2に装着す
る。マイクロピペット2の頭部7を押して、ヒト細胞6
(本実施例では、Hep G2細胞)を保存するためにチップ
1の中に添加されていた培地をチップ1から排出する。
First, as shown in FIG. 1, a tip 1 (200 μL) is mounted on a micropipette 2 for 200 μL. Press the head 7 of the micropipette 2 and press the human cell 6
The medium added in the chip 1 for preserving (in this example, Hep G2 cells) is discharged from the chip 1.

【0040】次に、測定すべき試料の中にチップ1の先
端部を浸して、頭部7を回転して目盛りを10μLに合わ
せて、試料吸入口3から濃縮培地を10μL吸入する。濃
縮培地は、保存用培地(例えば、DME培地)を濃縮した
ものであり得る。本実施例で用いた濃縮培地は、蛍光物
質フルオロセインイソチオシアネートで標識されたLDL
(以下FITC-LDL)を含有しているが、FITC-LDLを含有して
いない濃縮培地を用いるときには、試料を導入した後
に、チップ1の中にFITC-LDLを添加すればよい。
Next, the tip of the chip 1 is immersed in the sample to be measured, the head is rotated to adjust the scale to 10 μL, and 10 μL of the concentrated medium is sucked through the sample inlet 3. The concentrated medium may be a concentrated storage medium (eg, a DME medium). The concentrated medium used in this example was LDL labeled with the fluorescent substance fluorescein isothiocyanate.
When a concentrated medium containing (hereinafter, FITC-LDL) but not containing FITC-LDL is used, FITC-LDL may be added to the chip 1 after the sample is introduced.

【0041】続いて、頭部7を回転して目盛りを90μL
に合わせて試料吸入口3から試料を90μL吸入する。吸
入すべき試料の量は、チップ1の容量は、ヒト細胞6が
完全に浸漬される量の試料を吸入することが好ましく、
チップ容量の1/2に相当する試料を吸入すれば十分であ
る。
Subsequently, the head 7 is rotated to set the scale to 90 μL.
90 μL of the sample is sucked from the sample inlet 3 in accordance with the time. The volume of the sample to be inhaled is preferably such that the volume of the chip 1 is such that the human cell 6 is completely immersed in the sample.
It is sufficient to inhale a sample equivalent to half of the chip volume.

【0042】試料がチップ1の中に導入されると、試料
とヒト細胞6は接触する。本実施例で用いたHep G2細胞
の膜上には、LDL受容体が発現されているので、試料と
ヒト細胞が接触すると、保存用培地中のFITC-LDLは、ヒ
ト細胞6の中に取り込まれる。
When the sample is introduced into the chip 1, the sample and the human cells 6 come into contact. Since the LDL receptor is expressed on the membrane of the Hep G2 cells used in this example, when the sample comes into contact with human cells, the FITC-LDL in the storage medium is taken into the human cells 6. It is.

【0043】試料をチップ1に導入してから2時間後
に、チップ1から試料を捨て、洗浄溶液(例えばPBS)
をチップ1の中に100μL導入する。数回のピペッティ
ングの後、洗浄用PBSも捨てる。
Two hours after the sample is introduced into the chip 1, the sample is discarded from the chip 1 and a washing solution (eg, PBS)
Is introduced into the chip 1 by 100 μL. After several pipetting steps, discard the washing PBS.

【0044】1N-NaOH等のアルカリ溶液をチップ1の中
に100μL加える。数回のピペッティングの後、該溶液
をそのまま蛍光強度計のセルに入れる。蛍光強度計は、
一般的に市販されている携行可能な小型の蛍光強度計を
用いるのが好ましい。また、試料の容量が100μLで、
高感度な評価が求められる故に、小体積用のセル(約50
〜200μL)を使用すべきである。
100 μL of an alkaline solution such as 1N-NaOH is added to the chip 1. After pipetting several times, the solution is directly put into the cell of the fluorescence intensity meter. The fluorescence intensity meter
In general, it is preferable to use a portable small fluorescent intensity meter that is commercially available. In addition, when the sample volume is 100 μL,
Because high-sensitivity evaluation is required, cells for small volumes (about 50
200200 μL) should be used.

【0045】このような操作に使用される、保存用培
地、濃縮培地、洗浄溶液及びアルカリ溶液は、チップ1
とともにキットとして提供してもよい。
The storage medium, the concentrated medium, the washing solution, and the alkaline solution used for such an operation are the same as the chip 1
It may be provided together with the kit.

【0046】蛍光強度は、取り込まれたLDLの量に比例
するので、蛍光強度(Ex=490nm, Em=520nm)を測定し、
コントロールと比較すれば、相対的なLDL取り込み活性
を計測できる。コントロールとしては、超純水を用いる
ことが好ましいが、蒸留水やイオン交換水を用いてもよ
い。水道水は、それ自体に毒性物質が微量ながら含まれ
ていることや、消毒用塩素の脱気が充分でないこともあ
り得るので、コントロールとしては好ましくない。
Since the fluorescence intensity is proportional to the amount of LDL taken in, the fluorescence intensity (Ex = 490 nm, Em = 520 nm) was measured.
Compared to control, relative LDL uptake activity can be measured. As a control, ultrapure water is preferably used, but distilled water or ion-exchanged water may be used. Tap water is not preferred as a control because it may itself contain a trace amount of toxic substances and may not be sufficiently degassed with chlorine for disinfection.

【0047】試料中に、ヒトの細胞に障害を与える毒性
物質が含まれていれば、ヒト細胞6によるLDLの取り込
み活性は、極めて迅速に毒性物質の影響を受ける。従っ
て、ヒト細胞6によるLDLの取り込み活性を計測すれ
ば、試料中の毒性物質のヒトへの障害性を推定すること
ができる。
If the sample contains a toxic substance that damages human cells, the activity of LDL uptake by human cells 6 is very quickly affected by the toxic substance. Therefore, if the activity of LDL uptake by the human cells 6 is measured, it is possible to estimate the toxicity of the toxic substance in the sample to humans.

【0048】細胞充填チップを用いた以上の検出法(本
検出法)を、以下に示す従来法(96穴プレート中の非
固定培養細胞を用いる): 48時間の細胞生存率試験 4時間のLDLアッセイ 48時間のLDLアッセイ と比較した。
The above detection method using a cell-filled chip (this detection method) is the following conventional method (using non-fixed cultured cells in a 96-well plate): 48-hour cell viability test 4-hour LDL Assay Compared to the 48 hour LDL assay.

【0049】図5に結果を示す。FIG. 5 shows the results.

【0050】図5の(a)、(b)、及び(c)は、それぞれ、
本検出法によって測定された各物質のED50(横軸)、上
記、、及びの従来法によって測定されたED50(縦
軸)とを比較した結果を表している。
FIGS. 5A, 5B, and 5C respectively show:
It shows the results of comparing the ED 50 (horizontal axis) of each substance measured by the present detection method with the ED 50 (vertical axis) measured by the above method and the conventional method.

【0051】ここで、「ED50」とは、コントロールを用
いた場合の細胞活性を50%減少させる物質濃度を意味す
る。
Here, “ED 50 ” means the concentration of a substance that reduces cell activity by 50% when a control is used.

【0052】また、図中、各点に付されている番号は、
表1に記載されている各物質に対応する。
In the drawing, the numbers assigned to the points are as follows:
It corresponds to each substance described in Table 1.

【0053】本検出法によって測定したED50は、上記
の方法で測定したED50とは、物質によっては1桁以上の
差がみられたが、上記の方法で測定したED50と最も高
い相関を示し(図5(b)参照)、4-ニトロキノリン-N-オ
キシド(20)とトリブチル塩化錫(27)を除けば、48時間の
細胞生存率試験(上記の方法)とも良好な相関を示し
た。
[0053] ED 50 measured by the detection method, and the ED 50 measured by the above method, but were differed in more than one order of magnitude depending on materials, the highest correlation with ED 50 measured by the above method (See FIG. 5 (b)). Except for 4-nitroquinoline-N-oxide (20) and tributyltin chloride (27), a good correlation with the 48-hour cell viability test (the method described above) was obtained. Indicated.

【0054】以上の結果から、本検出法は、2時間とい
う短時間で、従来法とほぼ同様に、毒性物質を検出でき
ることが明らかである。
From the above results, it is clear that the present detection method can detect a toxic substance in a short time of 2 hours, almost in the same manner as the conventional method.

【0055】次に、表1の物質群から6つの物質(アセ
トアルデヒド(1)、パラコート(30)、ペンタクロロフェ
ノール(22)、フェノール(23)、トリブチル塩化錫(27)、
2,4,5-トリクロロフェノール(28)、ラウリル硫酸ナトリ
ウム(31))を選択し、本検出法と上記〜の方法を用
いて、用量応答曲線を作成した。
Next, six substances (acetaldehyde (1), paraquat (30), pentachlorophenol (22), phenol (23), tributyltin chloride (27),
2,4,5-trichlorophenol (28) and sodium lauryl sulfate (31)) were selected, and a dose-response curve was prepared using this detection method and the above-mentioned methods.

【0056】結果を図6に示す。FIG. 6 shows the results.

【0057】図6に示されているように、本検出法(2
時間チップ;白三角)の用量応答曲線は、上記の方法
(4時間LDL;黒三角)と最も一致したが、の方法(48
時間細胞生存率試験;黒四角)及びの方法(48時間LD
L;白四角)ともほぼ一致した。
As shown in FIG. 6, the present detection method (2
The time-response curve of the time chip; open triangle) was most consistent with the method described above (4 hour LDL; closed triangle), but was not
Time cell viability test; black square) and method (48 hour LD)
L; white square).

【0058】以上の結果から、実施例1に記載の細胞充
填チップを用いれば、環境から採取した試料中の多様な
物質の積分としての毒性を2時間で検出できることが明
らかとなった。なお、本実施例では、測定時間を2時間
としたが、より高感度な評価が必要な際には、図5で明
らかなように、適宜時間を延長すればよい。
From the above results, it has been clarified that the toxicity as an integral of various substances in a sample collected from the environment can be detected in 2 hours by using the cell-filled chip described in Example 1. In this example, the measurement time was set to 2 hours. However, when a more sensitive evaluation is required, the time may be extended as appropriate, as is clear from FIG.

【0059】表1に示された化合物群は、ホルモン、有
機物質、金属及びその塩、界面活性剤等の多様な物質か
らなるので、本発明のバイオアッセイ装置は、任意の物
質がヒト個体に与える影響を評価することができる。
Since the compounds shown in Table 1 are composed of various substances such as hormones, organic substances, metals and salts thereof, and surfactants, the bioassay device of the present invention can be used to convert any substance to human individuals. The impact can be evaluated.

【0060】[実施例3]本実施例では、実施例1に記
載の細胞充填チップを用いて河川から採取した被検水を
測定し、従来法(上記〜の方法)による測定と比較
した。
Example 3 In this example, the test water collected from a river was measured using the cell-filled chip described in Example 1, and compared with the measurement by the conventional method (the above-mentioned methods).

【0061】図7に結果を示す。FIG. 7 shows the results.

【0062】図7の(a)は、1999年1月26日の16:20〜1
月27日の14:30にわたって鶴見川の汐鶴橋で採取した被
検水の測定結果であり、図7の(b)は、1999年6月18日の
12:00〜6月19日の12:00にわたって浅川の新井橋で採取
した被検水の測定結果である。図7の各プロットには、
誤差範囲として標準偏差を記しているが、それは測定値
のほぼ±10%以内に収まっている。このことから、本チ
ップの測定は、安定性・再現性に優れているといえる。
FIG. 7 (a) shows 16: 20-1 on January 26, 1999.
Fig. 7 (b) shows the measurement results of the test water collected at Shiotsuru Bridge on the Tsurumi River over 14:30 on March 27.
This is a measurement result of the test water collected at Araibashi in Asakawa from 12:00 to 12:00 on June 19. In each plot of FIG.
The standard deviation is described as the error range, which is within approximately ± 10% of the measured value. From this, it can be said that the measurement of this chip is excellent in stability and reproducibility.

【0063】図7(a)と図7(b)から、本検出法(2時間
チップ;白三角)による測定結果は、上記の方法(4
時間LDL;黒三角)による結果と最も一致したが、の
方法(48時間細胞生存率試験;黒四角)及びの方法(48
時間LDL;白四角)による結果ともほぼ同様であった。
From FIGS. 7 (a) and 7 (b), the measurement results obtained by the present detection method (two-hour chip; open triangle) are obtained by the above method (4
Time LDL; closed triangle, the best agreement was obtained with the method (48 hour cell viability test; closed square) and the method (48
Time LDL; open squares).

【0064】本実施例により、実施例1の細胞充填チッ
プを用いて、環境中の被検水がヒトに対して与える影響
を評価し得ることが明らかとなった。
According to this example, it was clarified that the effect of test water in the environment on humans can be evaluated using the cell-filled chip of Example 1.

【0065】本実施例では、試料として河川から採取し
た水を用いたが、試料は環境水に限定されず、土壌・噴
煙・食品・大気浮遊物・人工物質等を溶解させた溶液も
試料となり得る。
In the present embodiment, water collected from a river was used as a sample. However, the sample is not limited to environmental water, and a solution in which soil, plume, food, airborne substances, artificial substances, and the like are dissolved also serves as a sample. obtain.

【0066】[0066]

【発明の効果】本発明の装置を用いれば、環境中から採
取した試料水中に、ヒトに対する毒性物質が含まれてい
るか否かを、採取現場において、短時間で正確に検査す
ることができる。
According to the apparatus of the present invention, whether or not a toxic substance for humans is contained in a sample water collected from the environment can be accurately inspected at a sampling site in a short time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例1の細胞充填チップを示す図。FIG. 1 is a diagram showing a cell-filled chip of Example 1.

【図2】実施例1の細胞充填チップ中に収容されている
担体の拡大図。
FIG. 2 is an enlarged view of a carrier contained in the cell-filled chip of Example 1.

【図3】容器中の細胞密度と生存細胞数との関係を示す
図。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the cell density in a container and the number of viable cells.

【図4】担体の種類及びサイズと担体上に固定化された
生存細胞数との関係を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the type and size of a carrier and the number of viable cells immobilized on the carrier.

【図5】実施例1の細胞充填チップを用いた検出法と従
来の検出法とを比較する図。
FIG. 5 is a diagram comparing a detection method using the cell-filled chip of Example 1 with a conventional detection method.

【図6】実施例1の細胞充填チップを用いた検出法によ
る用量応答曲線と従来の検出法による用量応答曲線とを
比較した図。
FIG. 6 is a diagram comparing a dose response curve obtained by the detection method using the cell-filled chip of Example 1 with a dose response curve obtained by the conventional detection method.

【図7】実施例1の細胞充填チップを用いた検出法によ
る河川水の測定結果と従来の検出法による河川水の測定
結果とを比較した図。
FIG. 7 is a diagram comparing a measurement result of river water by a detection method using the cell-filled chip of Example 1 with a measurement result of river water by a conventional detection method.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−316428(JP,A) 特開 平9−191896(JP,A) 特開 平3−10685(JP,A) 生産研究 Vol.51,No.6 (1999) p.571−574 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 33/48 - 33/98 C12M 1/34 C12Q 1/00 G01N 33/18 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-9-316428 (JP, A) JP-A-9-191896 (JP, A) JP-A-3-10685 (JP, A) Production Research Vol. 51, No. 6 (1999) p. 571-574 (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01N 33/48-33/98 C12M 1/34 C12Q 1/00 G01N 33/18

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ピペット用のチップに、ヒト細胞が固定
化されたバイオアッセイ用の担体を具備してなるバイオ
アッセイ装置。
1. A bioassay device comprising a bioassay carrier having human cells immobilized on a pipette chip.
【請求項2】 前記バイオアッセイがLDL取り込みアッ
セイである請求項1に記載の装置。
2. The device of claim 1, wherein said bioassay is an LDL uptake assay.
【請求項3】 前記ヒト細胞がHep G2細胞であること請
求項1又は2の何れか1項に記載の装置。
3. The device according to claim 1, wherein the human cells are Hep G2 cells.
【請求項4】 前記ヒト細胞が、1.10〜1.15×107細胞/
mLの細胞密度で担体に固定化されていることを特徴とす
る請求項1〜3の何れか1項に記載の装置。
4. The method according to claim 1, wherein the human cells are 1.10 to 1.15 × 10 7 cells / cell.
The device according to any one of claims 1 to 3, wherein the device is immobilized on a carrier at a cell density of mL.
【請求項5】 請求項1〜4の何れか1項に記載の装置
と、保存用培地、濃縮培地、洗浄溶液及びアルカリ溶液
からなる群から選択される少なくとも1つの試薬とを備
えたバイオアッセイキット。
5. A bioassay comprising the device according to claim 1, and at least one reagent selected from the group consisting of a storage medium, a concentrated medium, a washing solution, and an alkaline solution. kit.
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