JP4251501B2 - 細胞応答解析装置 - Google Patents

Description

本発明は、試料に対する細胞の応答を測定するための細胞応答解析装置に関する。

味覚は、塩味、酸味、苦味、甘味、旨味（うまみ）に分類される。味覚は、味細胞が食品や飲料中の化学物質によって刺激を受けることによって生じる。
特開２００２−３１０８５８号公報 特開２００４−２５１６３０号公報 フルイドウェアテクノロジーズ株式会社製「マイクロ流体チップ用ポンプシステム」カタログ（２００４年４月）http://www.fluidware-technologies.com/app/pump%20system/Miu_pump.pdf

飲料や食品の味覚試験は、熟練した試験者によってなされるが、試験者の体調によって試験結果がばらつきうる。また、多数の工場を有する企業においては、その全ての工場の製品を一人の試験者が毎日試験することは難しく、結果として、複数の試験者が試験を行わざるを得ない。これも、試験結果にばらつきを生じさせうる。

また、飲料や食品の味覚試験を種々の工程で、種々の場所で、又は、種々の時刻に行おうとすると、試験者の負担が大きくなり過ぎる。

また、試料に対する細胞の応答の測定は、味覚試験のみならず、種々の細胞の特性測定に有用である。

本発明は、上記の課題認識を基礎としてなされたものであり、試料に対する細胞の応答を測定するための測定装置を提供することを目的とする。

本発明の細胞応答解析装置は、試料に対する細胞の応答を測定するための細胞応答解析装置として構成され、細胞が固定される流路と、試料及び緩衝液を一時的に貯留して前記流路に供給する貯留部と、前記貯留部に緩衝液を供給する緩衝液供給部と、前記貯留部の試料及び緩衝液を含む液体が所定の液面レベルを超えないように前記貯留部から液体を排出する排出部と、試料に対する前記細胞の応答を測定する測定器とを備え、前記緩衝液供給部から前記貯留部に対して前記流路を流れる緩衝液よりも多くの緩衝液を供給しつつ前記貯留部の液体が前記液面レベルを超えないように前記排出部により前記貯留部から液体を排出することによって、前記流路に途切れることなく緩衝液が供給されることを特徴とする。

本発明の好適な実施形態によれば、前記細胞応答解析装置は、前記貯留部に試料を供給する試料供給部と、前記緩衝液供給部による前記貯留部への緩衝液の供給及び前記試料供給部による前記貯留部への試料の供給を制御する制御部とを更に備え、前記制御部は、前記試料供給部による前記貯留部への試料の供給時に前記緩衝液供給部による前記貯留部への緩衝液の供給を停止させることが好ましい。

本発明の好適な実施形態によれば、前記流路は、プレートに形成されていて、前記細胞応答解析装置は、前記プレートを取り外し可能に支持する支持部を更に備えることが好ましい。

本発明の好適な実施形態によれば、前記貯留部は、供給口を有し、前記供給口を通して試料及び緩衝液を前記流路に供給するように構成され、前記流路は、前記貯留部の前記供給口を通して供給される試料及び緩衝液を受け入れる入口開口部を有し、前記入口開口部は、前記供給口の下方に位置決めされ、かつ、前記供給口よりも大きいことが好ましい。

本発明によれば、試料に対する細胞の応答を測定するための解析装置が提供される。

以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明する。

図１〜図３は、本発明の好適な実施形態の細胞応答解析装置の構成を模式的に示す図である。本発明の好適な実施形態の細胞応答解析装置１００は、細胞（細胞群）１４が固定される流路１２と、試料６０ａ及び緩衝液４０ａを一時的に貯留して流路１２に供給する貯留部２０と、試料６０ａに対する細胞１４の応答を測定する測定器３０とを備える。貯留部２０を設けることにより、試料６０ａ及び緩衝液４０ａの供給の変動に影響を受けにくくなり、安定的に試料６０ａ及び緩衝液４０ａを流路１２に供給することができる。

細胞１４は、例えば、ＨＥＫ２９３細胞を含みうる。ＨＥＫ２９３細胞は、遺伝的改変を施すことにより、旨味に応答して一過的に細胞内カルシウムイオン濃度を変動させる擬似味細胞として調整されうる。

ＨＥＫ２９３細胞は、例えば、次のようにして流路１２に固定されうる。まず、例えば、３７５μｍ幅の流路１２を有するガラス／ポリジメチルシロキサン製のマイクロ流体チップ１０を準備し、流路１２の内部を１０ｎｇ／ｍＬのポリＤリジンでコーティングする。次いで、１０％ウシ血清を含むＤＭＥＭ培地に１０^７個／ｍＬとなるよう懸濁させたＨＥＫ２９３細胞を導入して３７℃、５％ＣＯ_２下で６時間静置・定着させる。次いで、流路１２の内部に終濃度４μｇ／ｍＬのカルシウムインジケーター（Ｆｕｒａ２−ＡＭ（商品名））を導入し室温下で１時間静置する。

細胞応答解析装置１００は、貯留部２０に緩衝液４０ａを供給する緩衝液供給部４０と、貯留部２０の液体が所定の液面レベルを超えないように液体を排出する排出部５０とを備えうる。緩衝液４０ａとしては、例えば、Ｃａ、Ｍｇを含有するハンクス平衡塩溶液（商品名）を使用することが好ましい。

緩衝液供給部４０は、例えば、緩衝液４０ａを収容する緩衝液タンク４２と、緩衝液タンク４２から貯留部２０に緩衝液４０ａを送る供給管４６と、供給管４６に設けられたペリスタポンプ４４とを含んで構成されうる。

排出部５０は、例えば、貯留部２０に貯留されている液体（緩衝液４０ａ、試料６０ａ）が所定の液面レベルを超えないように、その液体を排出管５２、５６を通して排出タンク８０に排出する。このような構成において、緩衝液供給部４０から貯留部２０に対して流路１２を流れる緩衝液よりも多くの緩衝液を供給しつつ貯留部２０に貯留されている液体が所定の液面レベルを超えないように貯留部２０から液体を排出することによって、流路１２に途切れることなく緩衝液４０ａを供給することができる。

排出部５０は、例えば、貯留部２０に貯留されている液体のうち所定の液面レベルを超える分を排出するためのポンプ５４を含みうる。ここで、所定の液面レベルを超える液体の排出は、例えば、貯留部２０及び排出部５０をオーバーフロー槽構成とすることにより実現することもできる。

細胞応答解析装置１００は、流路１２を通過した液体（緩衝液４０ａ、試料６０ａ）を排出タンク８０に排出するための排出部７０を備えうる。排出部７０は、回収部７２、排出管７４、７８及びポンプ７６を備えうる。なお、ポンプ７６を備えることなく、緩衝液タンク４２、試料タンク６２と排出タンク８０との落差を利用して流路１２内の液体を排出してもよい。

細胞応答解析装置１００は、貯留部２０に試料６０ａを供給する試料供給部６０を更に備えることが好ましい。試料供給部６０は、例えば、試料６０ａを貯留する試料タンク６２と、試料タンク６２から貯留部２０に試料６０ａを送る供給管６６と、供給管６６に設けられたペリスタポンプ６４とを含んで構成されうる。

細胞応答解析装置１００は、緩衝液供給部４０による貯留部２０への緩衝液４０ａの供給、及び、試料供給部６０による貯留部２０への試料６０ａの供給を制御する制御部６０を更に備えることが好ましい。制御部６０は、更に、排出部５０による貯留部２０からの液体の排出、及び、排出部７０による流路１２を通った液体の排出をも制御しうる。

制御部６０は、図１に矢印Ａで例示的に示すように、流路１２に細胞１４が固定されている状態において試料供給部６０が貯留部２０に試料６０ａを供給しないときは、緩衝液供給部４０が貯留部２０に緩衝液４０ａを供給するように、ペリスタポンプ４４、６４を制御することが好ましい。これにより、流路１２への試料６０ａの供給の終了後（測定の終了後）における緩衝液４０ａによる試料６０ａの置換を速やかに行うことができ、連続的に試料の測定を行うことができる。

制御部６０はまた、図２に矢印Ｂで例示的に示すように、試料供給部６０が貯留部２０に試料６０ａを供給するときは、緩衝液供給部４０が貯留部２０に緩衝液４０ａを供給しないように、ペリスタポンプ４４、６４を制御することが好ましい。これにより、流路１２に固定された細胞１４に対して適正な濃度で試料６０ａを供給することが容易になる。

流路１２は、例えば、マイクロ流体チップを構成するプレート１０に形成されうる。プレート１０は、支持部９０によって取り外し可能に支持されることが好ましい。すなわち、マイクロ流体チップを構成するプレート１０は、細胞応答解析装置１００から取り外し可能であることが好ましい。図３は、プレート１０が取り外された細胞応答解析装置１００の一例を模式的に示している。プレート１０を交換する際には、回収部７０は、不図示の機構によって退避させられうる。

プレート１０は、例えば、位置決め部９０ｂに位置決めされた後に、固定機構９２によって固定されうる。このように流路１２を有するプレート１０（マイクロ流体チップ）を着脱可能にすることにより、細胞１４が固定された流路１２の調整作業、取り扱い、保管が容易になる。

貯留部２０は、底部等の適所に供給口２０ａを有し、供給口２０ａを通して試料及び緩衝液を流路１２に供給するように構成されている。流路１２は、貯留部２０の供給口２０ａを通して供給される試料及び緩衝液を受け入れる入口開口部１２ａを有する。入口開口部１２ａは、供給口２０ａの下方に位置決めされ、かつ、供給口２０ａよりも大きいことが好ましい。

プレート１０には、複数の流路１２が並列に形成されうる。この場合、例えば、貯留部２０や回収部７２は、流路１２の本数だけ設けられてもよいし、複数の流路１２に対して共通に設けられてもよい。更に、試料供給部６０、及び／又は、緩衝液供給部４０も、流路１２の本数だけ設けられてもよいし、複数の流路１２に対して共通に設けられてもよい。

細胞応答解析装置１００は、流路１２に固定された細胞１４に試料供給部６０によって試料が供給されている状態で測定する測定器３０を備えている。支持部９０は、流路１２に固定された細胞１４を測定器３０が観察することができるように、測定器３０の視野部分に開口部９０ａを有しうる。

測定器３０は、例えば、旨味に応答する味細胞であるＨＥＫ２９３細胞１４の旨味応答を測定する場合には、３４０ｎｍ、３８０ｎｍでそれぞれの波長における吸収強度を記録する。この際に、旨味物質存在下で一過的な細胞内カルシウムイオン濃度変動を生じるよう調製されたＨＥＫ２９３細胞１４は、試料中の旨味物質および同増強物質による刺激に依存して、励起波長シフトを起こし、それが測定器３０によって記録される。この場合、ＨＥＫ２９３細胞１４で励起波長シフトが起こることは、細胞内のカルシウムイオン濃度が変動したこと、すなわち、試料中に細胞のカルシウムシグナル経路を惹起するような旨味成分や同増強成分が含まれていることを意味する。また、ＨＥＫ２９３細胞１４における３４０ｎｍ、３８０ｎｍの吸収強度比は、カルシウムイオンの相対量を意味する。

本発明の好適な実施形態の細胞応答解析装置の構成を模式的に示す図である。 本発明の好適な実施形態の細胞応答解析装置の構成を模式的に示す図である。 本発明の好適な実施形態の細胞応答解析装置の構成を模式的に示す図である。

符号の説明

１０ プレート（マイクロ流体チップ）
１２ 流路
１４ 細胞（細胞群）
２０ 貯留部
２０ａ 供給口
３０ 測定器
４０ 緩衝液供給部
４０ａ 緩衝液
４２ 緩衝液タンク
４４ ペリスタポンプ
４６ 供給管
５０ 排出部
５２ 排出管
５４ ポンプ
５６ 排出管
６０ 試料供給部
６２ 試料タンク
６４ ペリスタポンプ
６６ 供給管
７０ 排出部
７２ 回収部
７４ 排出管
７６ ポンプ
７８ 排出管
８０ 排出タンク
９０ 支持部
９０ａ ９０ａ
９０ｂ 位置決め部
１００ 細胞応答解析装置

Claims (4)

1. 試料に対する細胞の応答を測定するための細胞応答解析装置であって、
   細胞が固定される流路と、
   試料及び緩衝液を一時的に貯留して前記流路に供給する貯留部と、
   前記貯留部に緩衝液を供給する緩衝液供給部と、
   前記貯留部の試料及び緩衝液を含む液体が所定の液面レベルを超えないように前記貯留部から液体を排出する排出部と、
   試料に対する前記細胞の応答を測定する測定器と、
   を備え、前記緩衝液供給部から前記貯留部に対して前記流路を流れる緩衝液よりも多くの緩衝液を供給しつつ前記貯留部の液体が前記液面レベルを超えないように前記排出部により前記貯留部から液体を排出することによって、前記流路に途切れることなく緩衝液が供給される、
   ことを特徴とする細胞応答解析装置。
2. 前記貯留部に試料を供給する試料供給部と、
   前記緩衝液供給部による前記貯留部への緩衝液の供給及び前記試料供給部による前記貯留部への試料の供給を制御する制御部と、
   を更に備え、前記制御部は、前記試料供給部による前記貯留部への試料の供給時に前記緩衝液供給部による前記貯留部への緩衝液の供給を停止させる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の細胞応答解析装置。
3. 前記流路は、プレートに形成されていて、
   前記細胞応答解析装置は、前記プレートを取り外し可能に支持する支持部を更に備えることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の細胞応答解析装置。
4. 前記貯留部は、供給口を有し、前記供給口を通して試料及び緩衝液を前記流路に供給するように構成され、
   前記流路は、前記貯留部の前記供給口を通して供給される試料及び緩衝液を受け入れる入口開口部を有し、
   前記入口開口部は、前記供給口の下方に位置決めされ、かつ、前記供給口よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載の細胞応答解析装置。

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