JP4862261B2 - Patterning substrate and cell culture substrate - Google Patents
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Description
本発明は、細胞を高精細なパターン状に接着させることが可能な細胞培養用パターニング基板や、その細胞培養用パターニング基板の形成に用いられるパターニング用基板、そのパターニング用基板を形成するために用いられるパターニング用基板用コーティング液、および細胞を高精細なパターン状に接着させた細胞培養基板に関するものである。 The present invention is used for forming a patterning substrate for cell culture capable of adhering cells in a high-definition pattern, a patterning substrate used for forming the patterning substrate for cell culture, and the patterning substrate. The present invention relates to a patterning substrate coating solution and a cell culture substrate in which cells are adhered in a high-definition pattern.
現在、いろいろな動物や植物の細胞培養が行われており、また、新たな細胞の培養法が開発されている。細胞培養の技術は、細胞の生化学的現象や性質の解明、有用な物質の生産などの目的で利用されている。さらに、培養細胞を用いて、人工的に合成された薬剤の生理活性や毒性を調べる試みがなされている。 Currently, various animal and plant cell cultures are being performed, and new cell culture methods have been developed. Cell culture techniques are used for the purpose of elucidating biochemical phenomena and properties of cells and producing useful substances. In addition, attempts have been made to examine the physiological activity and toxicity of artificially synthesized drugs using cultured cells.
一部の細胞、特に多くの動物細胞は、何かに接着して生育する接着依存性を有しており、生体外の浮遊状態では長期間生存することができない。このような接着依存性を有した細胞の培養には、細胞が接着するための担体が必要であり、一般的には、コラーゲンやフィブロネクチンなどの細胞接着性タンパク質を均一に塗布したプラスチック製の培養皿が用いられている。これらの細胞接着性タンパク質は、培養細胞に作用し、細胞の接着を容易にしたり、細胞の形態に影響を与えることが知られている。 Some cells, especially many animal cells, have an adhesion dependency that grows by adhering to something, and cannot survive for a long time in a floating state in vitro. In order to culture such cells having adhesion dependency, a carrier for cell adhesion is required, and generally, a plastic culture in which cell adhesion proteins such as collagen and fibronectin are uniformly applied. A dish is used. These cell adhesion proteins are known to act on cultured cells to facilitate cell adhesion and affect cell morphology.
一方、培養細胞を基材上の微小な部分にのみ接着させ、配列させる技術が報告されている。このような技術により、培養細胞を人工臓器やバイオセンサ、バイオリアクターなどに応用することが可能になる。培養細胞を配列させる方法としては、細胞に対して接着の容易さが異なるような表面がパターンをなしているような基材を用い、この表面で細胞を培養し、細胞が接着するように加工した表面だけに細胞を接着させることによって細胞を配列させる方法がとられている。 On the other hand, a technique for adhering and arranging cultured cells only on a minute part on a substrate has been reported. Such a technique makes it possible to apply cultured cells to artificial organs, biosensors, bioreactors and the like. As a method for arranging cultured cells, use a base material that has a pattern on the surface that has a different ease of adhesion to the cells, culture the cells on this surface, and process the cells to adhere A method has been adopted in which cells are arranged by adhering cells only to the surface.
例えば、特許文献1には、回路状に神経細胞を増殖させるなどの目的で、静電荷パターンを形成させた電荷保持媒体を細胞培養に応用している。また、特許文献2では、細胞接着阻害性あるいは細胞接着性の光感受性親水性高分子をフォトリソグラフィ法によりパターニングした表面上への培養細胞の配列を試みている。
For example, in
さらに、特許文献3では、細胞の接着率や形態に影響を与えるコラーゲンなどの物質がパターニングされた細胞培養用基材と、この基材をフォトリソグラフィ法によって作製する方法について開示している。このような基材の上で細胞を培養することによって、コラーゲンなどがパターニングされた表面により多くの細胞を接着させ、細胞のパターニングを実現している。
Furthermore,
しかしながら、このような細胞培養部位のパターニングは、用途によっては高精細であることが要求される場合がある。上述したような感光性材料を用いたフォトリソグラフィ法等によるパターニングを行う場合は、高精細なパターンを得ることはできるが、細胞接着性材料が感光性を有する必要があり、例えば生体高分子等にこのような感光性を付与するための化学的修飾を行うことが困難な場合が多く、細胞接着性材料の選択性の幅を極めて狭くするといった問題があった。また、フォトレジストを用いたフォトリソグラフィ法では、現像液等を用いる必要性があり、これらが細胞培養に際して悪影響を及ぼす場合があった。 However, such patterning of the cell culture site may be required to have high definition depending on the application. When patterning by a photolithography method using a photosensitive material as described above, a high-definition pattern can be obtained, but the cell adhesive material needs to have photosensitivity, for example, a biopolymer or the like In many cases, it is difficult to perform chemical modification for imparting such photosensitivity, and there is a problem that the range of selectivity of the cell adhesive material is extremely narrow. Further, in the photolithography method using a photoresist, it is necessary to use a developer or the like, which may have an adverse effect on cell culture.
さらに、高精細な細胞接着性材料のパターンの形成方法として、マイクロ・コンタクトプリンティング法が、ハーバード大学のジョージ M,ホワイトサイズ(George M. Whitesides)により提唱されている(例えば、特許文献4、特許文献5、特許文献6、特許文献7等)。しかしながら、この方法を用いて工業的に細胞接着性材料のパターンを有する細胞培養基材を製造することは難しいといった問題があった。
Furthermore, as a method for forming a pattern of a high-definition cell adhesive material, a micro contact printing method has been proposed by George M. Whitesides of Harvard University (for example, Patent Document 4, Patent) Document 5,
そこで、基材上に細胞を高精細なパターン状に接着し、培養させるために用いられる細胞培養用パターニング基板や、細胞を高精細なパターン状に接着させた細胞培養基板等の提供が望まれている。 Therefore, it is desired to provide a cell culture patterning substrate used for bonding and culturing cells on a substrate in a high-definition pattern, a cell culture substrate in which cells are bonded in a high-definition pattern, and the like. ing.
本発明は基材と、上記基材上に形成され、細胞と接着することを阻害する細胞接着阻害性を有しかつエネルギー照射に伴う光触媒の作用により変性される細胞接着阻害材料を含有する細胞接着阻害層とを有することを特徴とするパターニング用基板を提供する。 The present invention is a cell comprising a substrate and a cell adhesion inhibitor formed on the substrate and having a cell adhesion inhibitory property that inhibits adhesion to cells and denatured by the action of a photocatalyst associated with energy irradiation. There is provided a patterning substrate comprising an adhesion inhibiting layer.
本発明によれば、細胞接着阻害層が上記細胞接着阻害材料を含有することから、細胞接着阻害層の細胞との接着性を低いものとすることができる。また、この細胞接着阻害層に、例えば光触媒を含有する光触媒含有層等を用いてエネルギー照射した場合には、細胞接着阻害材料が変性され、細胞との接着性を有するものとすることができる。したがって、上記光触媒含有層等を用いてパターン状にエネルギー照射を行うことにより、細胞との接着性を有する領域と、細胞との接着性が低い領域とを容易に形成することが可能なパターニング用基板とすることができるのである。 According to the present invention, since the cell adhesion inhibition layer contains the cell adhesion inhibition material, the adhesion of the cell adhesion inhibition layer to the cells can be lowered. Further, when this cell adhesion inhibiting layer is irradiated with energy using, for example, a photocatalyst containing layer containing a photocatalyst, the cell adhesion inhibiting material is denatured and can have adhesiveness with cells. Therefore, by performing energy irradiation in a pattern using the photocatalyst-containing layer or the like, it is possible to easily form a region having adhesiveness with cells and a region having low adhesiveness with cells. It can be a substrate.
また、本発明は、基材と、上記基材上に形成され、細胞と接着することを阻害する細胞接着阻害性を有しかつエネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解または変性される細胞接着阻害材料、およびバインダを含有する細胞接着阻害層とを有することを特徴とするパターニング用基板を提供する。 The present invention also provides a substrate and a cell adhesion inhibitor that is formed on the substrate and has a cell adhesion inhibitory property that inhibits adhesion to cells and is decomposed or denatured by the action of a photocatalyst associated with energy irradiation. A patterning substrate having a material and a cell adhesion-inhibiting layer containing a binder is provided.
本発明によれば、細胞接着阻害層が上記細胞接着阻害材料を含有することから、細胞接着阻害層の細胞との接着性を低いものとすることができる。また、この細胞接着阻害層に、例えば光触媒を含有する光触媒含有層等を用いてエネルギー照射した場合には、細胞接着阻害材料が分解または変性され、細胞との接着性を有する、バインダが露出した領域や細胞接着阻害材料の分解物とバインダとを含有する領域等とすることができる。したがって、上記光触媒含有層等を用いてパターン状にエネルギー照射を行うことにより、細胞との接着性を有する領域と、細胞との接着性が低い領域とを容易に形成することが可能なパターニング用基板とすることができるのである。 According to the present invention, since the cell adhesion inhibition layer contains the cell adhesion inhibition material, the adhesion of the cell adhesion inhibition layer to the cells can be lowered. In addition, when the cell adhesion inhibition layer is irradiated with energy using, for example, a photocatalyst-containing layer containing a photocatalyst, the cell adhesion inhibition material is decomposed or denatured, and a binder having adhesiveness with cells is exposed. A region or a region containing a degradation product of a cell adhesion inhibiting material and a binder can be used. Therefore, by performing energy irradiation in a pattern using the photocatalyst-containing layer or the like, it is possible to easily form a region having adhesiveness with cells and a region having low adhesiveness with cells. It can be a substrate.
上記発明においては、上記細胞接着阻害層が、少なくともエネルギー照射された後に、細胞と接着性を有する細胞接着材料を含有することが好ましい。これにより、エネルギー照射された領域の細胞との接着性がより良好なパターニング用基板とすることができるからである。 In the said invention, it is preferable that the said cell adhesion inhibition layer contains the cell adhesion material which has adhesiveness with a cell at least after energy irradiation. This is because a patterning substrate with better adhesion to cells in the region irradiated with energy can be obtained.
また上記発明においては、上記基材上に遮光部が形成されていることが好ましい。これにより、例えば上記細胞接着阻害層と光触媒を含有する光触媒含有層等とを対向させて配置し、基材側から全面にエネルギーを照射することによって、遮光部が形成されていない領域のみの細胞接着阻害材料を分解または変性させることが可能なパターニング用基板とすることができるからである。 Moreover, in the said invention, it is preferable that the light shielding part is formed on the said base material. Thereby, for example, the cell adhesion inhibiting layer and the photocatalyst containing layer containing the photocatalyst are arranged to face each other, and by irradiating the entire surface from the base material side, cells only in the region where the light shielding part is not formed This is because a patterning substrate capable of decomposing or modifying the adhesion-inhibiting material can be obtained.
また、本発明は上記パターニング用基板の上記細胞接着阻害層が、パターン状に上記細胞接着阻害材料が分解または変性された細胞接着部と、上記細胞接着部以外の領域である細胞接着阻害部とを有することを特徴とする細胞培養用パターニング基板を提供する。 In the present invention, the cell adhesion inhibiting layer of the patterning substrate comprises a cell adhesion part in which the cell adhesion inhibiting material is decomposed or denatured in a pattern, and a cell adhesion inhibition part that is an area other than the cell adhesion part. There is provided a patterning substrate for cell culture characterized by comprising:
本発明によれば、上記細胞接着阻害材料が分解または変性されて細胞との接着性を有する細胞接着部と、上記細胞接着阻害材料が分解または変性されずに、細胞との接着性が低い細胞接着阻害部とを有することから、複雑な工程や、細胞に悪影響を及ぼすような処理液等を用いることなく、細胞接着部のみに高精細に細胞を接着させることが可能な細胞培養用パターニング基板とすることができる。 According to the present invention, the cell adhesion inhibitor having the adhesiveness to the cell as a result of the cell adhesion inhibiting material being decomposed or modified, and the cell having a low adhesiveness to the cell without being decomposed or modified. Since it has an adhesion-inhibiting part, the cell culture patterning substrate is capable of adhering cells with high precision only to the cell adhesion part without using complicated processes or treatment solutions that adversely affect the cells. It can be.
また、本発明は上記細胞培養用パターニング基板の、上記細胞接着部上に、細胞が接着していることを特徴とする細胞培養基板を提供する。 The present invention also provides a cell culture substrate, wherein cells are adhered on the cell adhesion part of the cell culture patterning substrate.
本発明によれば、上記細胞培養用パターニング用基板上には、細胞との接着性を有する細胞接着部と、細胞との接着性が低い細胞接着阻害部とが形成されていることから、容易に細胞接着部上にのみ細胞を接着することができ、高精細なパターン状に細胞が接着した細胞培養基板とすることができる。またこの際、細胞培養基板内に光触媒が含有されている必要がないことから、経時で光触媒が細胞に影響を及ぼす可能性もないものとすることができる、という利点も有する。 According to the present invention, the cell culture patterning substrate is formed with a cell adhesion portion having adhesion to cells and a cell adhesion inhibition portion having low adhesion to cells. In addition, cells can be adhered only on the cell adhesion part, and a cell culture substrate having cells adhered in a highly fine pattern can be obtained. At this time, since the photocatalyst does not need to be contained in the cell culture substrate, there is an advantage that the photocatalyst can have no possibility of affecting the cells over time.
また、本発明は、細胞と接着することを阻害する細胞接着阻害性を有し、かつエネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解または変性される細胞接着阻害材料と、少なくともエネルギー照射された後に、細胞と接着性を有する細胞接着材料とを含有することを特徴とするパターニング用基板用コーティング液を提供する。 The present invention also provides a cell adhesion inhibitory material that inhibits cell adhesion and that is decomposed or denatured by the action of a photocatalyst associated with energy irradiation, and at least the cell after energy irradiation. And a cell adhesion material having adhesiveness, and a coating liquid for a patterning substrate.
本発明によれば、上記パターニング用基板用コーティング液を、例えば基材上に塗布し、光触媒を含有する光触媒含有層等を用いてエネルギーを照射することによって、容易に細胞接着阻害材料を分解することができ、細胞との接着性を有するものとすることができる。またこのエネルギー照射された領域には、上記細胞接着材料が含有されていることから、細胞との接着性をより良好なものとすることができる。一方、エネルギーが照射されていない領域は、細胞接着阻害材料によって細胞と接着することが阻害されることから、細胞との接着性が低い領域とすることができる。したがって、容易に細胞との接着性が良好な領域と、細胞との接着性が低い領域とを形成することが可能なパターニング用基板用コーティング液とすることができる。 According to the present invention, the cell adhesion-inhibiting material is easily decomposed by applying the coating liquid for patterning substrate on, for example, a base material and irradiating energy using a photocatalyst-containing layer containing a photocatalyst. And can have adhesiveness to cells. In addition, since the cell-adhesive material is contained in the energy-irradiated region, the adhesiveness with the cells can be further improved. On the other hand, since the region not irradiated with energy is inhibited from adhering to cells by the cell adhesion inhibiting material, it can be a region having low adhesion to cells. Therefore, it can be set as the coating liquid for patterning substrates which can form easily the area | region with favorable adhesiveness with a cell, and the area | region with low adhesiveness with a cell.
また、本発明は、基材上に、細胞と接着することを阻害する細胞接着阻害性を有しかつエネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解または変性される細胞接着阻害材料を含有する細胞接着阻害層を形成する細胞接着阻害層形成工程と、
上記細胞接着阻害層と、光触媒を含有する光触媒含有層および基体を有する光触媒含有層側基板とを、上記細胞接着阻害層と上記光触媒含有層とが対向するように配置した後、所定の方向からエネルギー照射し、上記細胞接着阻害層中に含有される細胞接着阻害材料が分解または変性された細胞接着部と、上記細胞接着部以外の細胞接着阻害部とからなるパターンを形成するエネルギー照射工程と
を有することを特徴とする細胞培養用パターニング基板の製造方法を提供する。
The present invention also provides a cell adhesion inhibitor comprising a cell adhesion inhibitory material that has a cell adhesion inhibitory property that inhibits adhesion to cells and is decomposed or modified by the action of a photocatalyst associated with energy irradiation on a substrate. A cell adhesion inhibition layer forming step of forming a layer;
After arranging the cell adhesion inhibition layer, the photocatalyst containing layer containing the photocatalyst and the photocatalyst containing layer side substrate having the base so that the cell adhesion inhibition layer and the photocatalyst containing layer face each other, from a predetermined direction An energy irradiation step of forming a pattern including a cell adhesion portion in which the cell adhesion inhibition material contained in the cell adhesion inhibition layer is decomposed or denatured and a cell adhesion inhibition portion other than the cell adhesion portion, which is irradiated with energy; A method for producing a patterning substrate for cell culture, comprising:
本発明によれば、上記細胞接着阻害層形成工程により形成された細胞接着阻害層に細胞接着阻害材料が含有されていることから、上記エネルギー照射工程において、上記光触媒含有層側基板を用いてパターン状にエネルギーを照射することにより、細胞接着阻害材料が分解または変性されて細胞との接着性を有する細胞接着部と、エネルギーが照射されていない細胞との接着性が低い細胞接着阻害部とが容易に形成された細胞培養用パターニング基板とすることができるのである。また本発明によれば、上記光触媒含有層側基板を用いることから、細胞培養用パターニング基板中に光触媒が含有される必要がなく、例えば上記細胞接着部上に細胞が接着した場合であっても、経時で光触媒が細胞に影響を与えること等のない、高品質な細胞培養用パターニング基板とすることができるのである。 According to the present invention, since the cell adhesion-inhibiting material is contained in the cell adhesion-inhibiting layer formed in the cell adhesion-inhibiting layer forming step, in the energy irradiation step, a pattern is formed using the photocatalyst-containing layer side substrate. The cell adhesion inhibiting material is decomposed or denatured by irradiating energy in the form of a cell adhesion part having adhesiveness to cells, and the cell adhesion inhibiting part having low adhesion to cells not irradiated with energy. It can be an easily formed patterning substrate for cell culture. Further, according to the present invention, since the photocatalyst-containing layer side substrate is used, it is not necessary to contain a photocatalyst in the cell culture patterning substrate. For example, even when cells adhere to the cell adhesion portion, Thus, it is possible to obtain a high-quality cell culture patterning substrate in which the photocatalyst does not affect the cells over time.
また、本発明は、上記細胞培養用パターニング基板の製造方法により製造された細胞培養用パターニング基板の上記細胞接着部上に、細胞を接着させる細胞接着工程を有することを特徴とする細胞培養基板の製造方法を提供する。 Further, the present invention provides a cell culture substrate comprising a cell adhesion step for adhering cells on the cell adhesion portion of the cell culture patterning substrate produced by the method for producing a cell culture patterning substrate. A manufacturing method is provided.
本発明によれば、上記細胞培養用パターニング基板上には、細胞との接着性を有する細胞接着部と、細胞との接着性が低い細胞接着阻害部とが形成されていることから、細胞が容易に細胞接着部上にのみ高精細に接着された細胞培養基板を製造することができるのである。 According to the present invention, on the cell culture patterning substrate, a cell adhesion portion having adhesion to cells and a cell adhesion inhibition portion having low adhesion to cells are formed. It is possible to easily produce a cell culture substrate that is adhered only on the cell adhesion part with high definition.
本発明によれば、光触媒を含有する光触媒含有層等を用いてパターン状にエネルギー照射を行うことにより、細胞との接着性を有する領域と、細胞との接着性が低い領域とを容易に形成することが可能なパターニング用基板とすることができる、という効果を奏するものである。 According to the present invention, by performing energy irradiation in a pattern using a photocatalyst-containing layer containing a photocatalyst, a region having adhesion to cells and a region having low adhesion to cells are easily formed. It is possible to obtain a patterning substrate that can be used.
本発明は、細胞を高精細なパターン状に接着させることが可能な細胞培養用パターニング基板や、その細胞培養用パターニング基板の形成に用いられるパターニング用基板、そのパターニング用基板を形成するために用いられるパターニング用基板用コーティング液、および細胞を高精細なパターン状に接着させた細胞培養基板等に関するものである。以下、それぞれについてわけて説明する。 The present invention is used for forming a patterning substrate for cell culture capable of adhering cells in a high-definition pattern, a patterning substrate used for forming the patterning substrate for cell culture, and the patterning substrate. The present invention relates to a patterning substrate coating solution, a cell culture substrate in which cells are adhered in a high-definition pattern, and the like. Each will be described separately below.
A.パターニング用基板用コーティング液
まず、本発明のパターニング用基板用コーティング液について説明する。本発明のパターニング用基板用コーティング液は、細胞と接着することを阻害する細胞接着阻害性を有し、かつエネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解または変性される細胞接着阻害材料と、少なくともエネルギー照射された後に、細胞と接着性を有する細胞接着材料とを含有するものである。
A. Patterning Substrate Coating Solution First, the patterning substrate coating solution of the present invention will be described. The patterning substrate coating solution of the present invention has a cell adhesion inhibitory property that inhibits adhesion to cells and is decomposed or denatured by the action of a photocatalyst associated with energy irradiation, and at least energy irradiation. After that, it contains cells and a cell adhesion material having adhesiveness.
本発明のパターニング用基板用コーティング液には、上記細胞接着阻害性を有する細胞接着阻害材料を含有していることから、上記パターニング用基板用コーティング液を、基材等の上に塗布した層を、細胞との接着性が低いものとすることができる。またこの層に、光触媒を含有する光触媒含有層等を用いてエネルギー照射することによって、上記細胞接着阻害材料が分解または変性されて細胞との接着性が阻害されなくなる。またさらに上記細胞接着材料が含有されていることから、細胞との接着性を良好なものとすることができる。したがって、細胞との接着性が良好な領域と細胞との接着性が低い領域とを、複雑な工程や、細胞に悪影響を及ぼす処理液等を用いることなく、容易に形成することができるのである。
以下、上記のようなパターニング用基板用コーティング液に用いられる各材料について説明する。
Since the patterning substrate coating liquid of the present invention contains the cell adhesion inhibitory material having the cell adhesion inhibitory property, a layer obtained by applying the patterning substrate coating liquid on a base material or the like is used. The adhesiveness with the cells can be low. Further, by irradiating this layer with energy using a photocatalyst-containing layer containing a photocatalyst or the like, the cell adhesion-inhibiting material is decomposed or denatured so that adhesion to cells is not inhibited. Furthermore, since the cell adhesion material is contained, the adhesion to cells can be improved. Therefore, it is possible to easily form a region having good adhesion to cells and a region having low adhesion to cells without using a complicated process or a treatment solution that adversely affects the cells. .
Hereinafter, each material used for the coating liquid for patterning substrates as described above will be described.
1.細胞接着阻害材料
まず、本発明のパターニング用基板用コーティング液に用いられる細胞接着阻害材料について説明する。本発明のパターニング用基板用コーティング液に用いられる細胞接着阻害材料は、細胞と接着することを阻害する細胞接着阻害性を有し、かつエネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解または変性されるものであれば、その種類等は特に限定されるものではない。
1. Cell Adhesion Inhibiting Material First, the cell adhesion inhibiting material used in the patterning substrate coating solution of the present invention will be described. The cell adhesion-inhibiting material used in the coating solution for a patterning substrate of the present invention has a cell adhesion-inhibiting property that inhibits adhesion to cells and is decomposed or modified by the action of a photocatalyst associated with energy irradiation. If there are, the kind etc. are not specifically limited.
ここで、上記細胞接着阻害性を有するとは、細胞が細胞接着阻害材料と接着することを阻害する性質を有することをいい、細胞との接着性が細胞の種類によって異なる場合等には、目的とする細胞との接着を阻害する性質を有することをいう。 Here, having the cell adhesion inhibitory property means having a property of inhibiting the cell from adhering to the cell adhesion-inhibiting material. If the adhesion with the cell differs depending on the cell type, It has the property of inhibiting adhesion to cells.
本発明に用いられる細胞接着阻害材料は、このような細胞接着阻害性を有しており、エネルギー照射に伴う光触媒の作用によって分解または変性されて、細胞接着阻害性を有しなくなるものや、細胞との接着性が良好となるものが用いられる。 The cell adhesion-inhibiting material used in the present invention has such cell adhesion-inhibiting properties, and is decomposed or denatured by the action of a photocatalyst accompanying energy irradiation, and has no cell-adhesion inhibiting properties, Those having good adhesive properties are used.
上記細胞接着阻害材料として、例えば水和能の高い材料を用いることができる。水和能の高い材料を用いた場合には、細胞接着阻害材料の周りに水分子が集まった水和層が形成される。通常、このような水和能の高い物質は水分子との接着性の方が細胞との接着性より高いことから、細胞は上記水和能の高い材料と接着することができず、細胞との接着性が低いものとなるのである。ここで、上記水和能とは、水分子と水和する性質をいい、水和能が高いとは、水分子と水和しやすいことをいうこととする。 As the cell adhesion inhibiting material, for example, a material having high hydration ability can be used. When a material with high hydration ability is used, a hydrated layer in which water molecules gather around the cell adhesion inhibiting material is formed. Usually, such a substance with high hydration ability has higher adhesion with water molecules than adhesion with cells, so that the cells cannot adhere to the material with high hydration ability. This results in low adhesion. Here, the hydration ability means the property of hydrating with water molecules, and the high hydration ability means that it easily hydrates with water molecules.
上記水和能が高く細胞接着阻害材料として用いられる材料としては、例えばポリエチレングリコールや、ベタイン構造等を有する両性イオン材料、リン脂質含有材料等が挙げられる。このような材料を上記細胞接着阻害材料として用い、エネルギーが照射された場合には、光触媒の作用によって、上記細胞接着阻害材料が分解または変質等され、表面の水和層が離れることにより、上記細胞接着阻害性を有しないものとすることができるのである。 Examples of the material having a high hydration ability and used as a cell adhesion inhibiting material include polyethylene glycol, zwitterionic materials having a betaine structure, and phospholipid-containing materials. When such a material is used as the cell adhesion-inhibiting material and irradiated with energy, the cell adhesion-inhibiting material is decomposed or altered by the action of a photocatalyst, and the hydration layer on the surface is separated. The cell adhesion inhibitory property can be eliminated.
また、光触媒の作用により分解されるような、撥水性または撥油性の有機置換基を有する界面活性剤も用いることができる。このような界面活性剤としては、例えば、日光ケミカルズ(株)製NIKKOL BL、BC、BO、BBの各シリーズ等の炭化水素系、デュポン社製ZONYL FSN、FSO、旭硝子(株)製サーフロンS−141、145、大日本インキ化学工業(株)製メガファックF−141、144、ネオス(株)製フタージェントF−200、F251、ダイキン工業(株)製ユニダインDS−401、402、スリーエム(株)製フロラードFC−170、176等のフッ素系あるいはシリコーン系の非イオン界面活性剤を挙げることができ、また、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性界面活性剤を用いることもできる。 A surfactant having a water-repellent or oil-repellent organic substituent that can be decomposed by the action of a photocatalyst can also be used. Examples of such surfactants include hydrocarbons such as NIKKOL BL, BC, BO, and BB series manufactured by Nikko Chemicals Co., Ltd., ZONYL FSN, FSO manufactured by DuPont, and Surflon S- manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. 141, 145, Mega Japan F-141, 144, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc., Neogents, F-200, F251, Daikin Industries, Ltd. Unidyne DS-401, 402, 3M, Inc. ) Fluoro- or silicone-based nonionic surfactants such as Fluorad FC-170 and 176 manufactured by the company, and cationic surfactants, anionic surfactants and amphoteric surfactants can also be used. .
このような材料を細胞接着阻害材料として用いた場合、パターニング用基板用コーティング液を塗布して層を形成した際に、表面に上記細胞接着阻害材料が偏在することとなる。これにより、細胞接着阻害層表面の撥水性や撥油性を高いものとすることができ、細胞との相互作用が小さく、細胞との接着性が低いものとすることができるのである。また、この層にエネルギーが照射された場合には、光触媒の作用によって、容易に分解されて上記光触媒が露出し、上記細胞接着阻害性を有しないものとすることができるのである。 When such a material is used as a cell adhesion inhibiting material, the cell adhesion inhibiting material is unevenly distributed on the surface when a layer is formed by applying the patterning substrate coating solution. As a result, the water repellency and oil repellency of the surface of the cell adhesion inhibiting layer can be increased, the interaction with the cells can be reduced, and the adhesion with the cells can be decreased. When this layer is irradiated with energy, it can be easily decomposed by the action of the photocatalyst to expose the photocatalyst and not have the cell adhesion inhibitory property.
ここで、本発明においては、上記細胞接着阻害材料として、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により細胞との接着性が良好となるものが用いられることが特に好ましい。このような細胞接着阻害材料として、特に撥油性や撥水性を有し、エネルギー照射に伴う光触媒の作用によって、表面が適度な親水性や親油性となることによって、細胞との接着性が良好となるものであることが好ましい。 Here, in the present invention, as the cell adhesion inhibiting material, it is particularly preferable to use a material that has good adhesion to cells by the action of a photocatalyst accompanying energy irradiation. As such cell adhesion inhibiting material, it has oil repellency and water repellency in particular, and due to the action of the photocatalyst accompanying energy irradiation, the surface becomes appropriate hydrophilicity and lipophilicity, so that the adhesion to cells is good. It is preferable that
細胞接着阻害材料として、上記撥水性または撥油性を有する材料を用いた場合には、細胞接着阻害材料の撥水性または撥油性によって、細胞と細胞接着阻害材料との間における、例えば疎水性相互作用等の相互作用が小さく、細胞との接着性を低いものとすることができ、表面が適度な親水性や親油性となることによって、細胞との相互作用を大きなものとすることができるからである。 When the material having the water repellency or oil repellency is used as the cell adhesion inhibiting material, for example, hydrophobic interaction between the cell and the cell adhesion inhibiting material due to the water repellency or oil repellency of the cell adhesion inhibiting material. Because the interaction with the cells can be made small, the adhesion with the cells can be made low, and the interaction with the cells can be made large by making the surface moderately hydrophilic and lipophilic. is there.
このような撥水性または撥油性を有する材料としては、例えば骨格が光触媒の作用により分解されないような高い結合エネルギーを有するものであって、光触媒の作用により分解されるような撥水性または撥油性の有機置換基を有するもの等を挙げることができる。 As such a material having water repellency or oil repellency, for example, it has a high binding energy such that the skeleton is not decomposed by the action of the photocatalyst, and the water repellency or oil repellency is decomposed by the action of the photocatalyst. Examples include those having an organic substituent.
骨格が光触媒の作用により分解されないような高い結合エネルギーを有するものであって、光触媒の作用により分解されるような撥水性または撥油性の有機置換基を有するものとしては、例えば、(1)ゾルゲル反応等によりクロロまたはアルコキシシラン等を加水分解、重縮合して大きな強度を発揮するオルガノポリシロキサン、(2)反応性シリコーンを架橋したオルガノポリシロキサン等を挙げることができる。 Examples of those having a high binding energy such that the skeleton is not decomposed by the action of the photocatalyst and having water-repellent or oil-repellent organic substituents that are decomposed by the action of the photocatalyst include (1) Sol gel Examples include organopolysiloxanes that exhibit high strength by hydrolysis and polycondensation of chloro or alkoxysilane by reaction or the like, and (2) organopolysiloxanes crosslinked with reactive silicones.
上記の(1)の場合、一般式:
YnSiX(4−n)
(ここで、Yはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基、またはこれらを含む有機基であり、Xはアルコキシル基、アセチル基またはハロゲンを示す。nは0〜3までの整数である。)
で示される珪素化合物の1種または2種以上の加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンであることが好ましい。なお、ここでYで示される基の炭素数は1〜20の範囲内であることが好ましく、また、Xで示されるアルコキシ基は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基であることが好ましい。
In the case of (1) above, the general formula:
Y n SiX (4-n)
(Where Y is an alkyl group, fluoroalkyl group, vinyl group, amino group, phenyl group or epoxy group, or an organic group containing these, X is an alkoxyl group, acetyl group or halogen. It is an integer up to 3.)
It is preferable that it is the organopolysiloxane which is a 1 type, or 2 or more types of hydrolysis condensate or cohydrolysis condensate of the silicon compound shown by these. Here, the number of carbon atoms of the group represented by Y is preferably in the range of 1 to 20, and the alkoxy group represented by X is a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, or a butoxy group. preferable.
また、上記有機基として、特にフルオロアルキル基を含有するポリシロキサンを好ましく用いることができ、具体的には、下記のフルオロアルキルシランの1種または2種以上の加水分解縮合物、共加水分解縮合物が挙げられ、一般にフッ素系シランカップリング剤として知られたものを使用することができる。
CF3(CF2)3CH2CH2Si(OCH3)3;
CF3(CF2)5CH2CH2Si(OCH3)3;
CF3(CF2)7CH2CH2Si(OCH3)3;
CF3(CF2)9CH2CH2Si(OCH3)3;
(CF3)2CF(CF2)4CH2CH2Si(OCH3)3;
(CF3)2CF(CF2)6CH2CH2Si(OCH3)3;
(CF3)2CF(CF2)8CH2CH2Si(OCH3)3;
CF3(C6H4)C2H4Si(OCH3)3;
CF3(CF2)3(C6H4)C2H4Si(OCH3)3;
CF3(CF2)5(C6H4)C2H4Si(OCH3)3;
CF3(CF2)7(C6H4)C2H4Si(OCH3)3;
CF3(CF2)3CH2CH2SiCH3(OCH3)2;
CF3(CF2)5CH2CH2SiCH3(OCH3)2;
CF3(CF2)7CH2CH2SiCH3(OCH3)2;
CF3(CF2)9CH2CH2SiCH3(OCH3)2;
(CF3)2CF(CF2)4CH2CH2SiCH3(OCH3)2;
(CF3)2CF(CF2)6CH2CH2Si CH3(OCH3)2;
(CF3)2CF(CF2)8CH2CH2Si CH3(OCH3)2;
CF3(C6H4)C2H4SiCH3(OCH3)2;
CF3(CF2)3(C6H4)C2H4SiCH3(OCH3)2;
CF3(CF2)5(C6H4)C2H4SiCH3(OCH3)2;
CF3(CF2)7(C6H4)C2H4SiCH3(OCH3)2;
CF3(CF2)3CH2CH2Si(OCH2CH3)3;
CF3(CF2)5CH2CH2Si(OCH2CH3)3;
CF3(CF2)7CH2CH2Si(OCH2CH3)3;
CF3(CF2)9CH2CH2Si(OCH2CH3)3;
CF3(CF2)7SO2N(C2H5)C2H4CH2Si(OCH3)3。
In addition, a polysiloxane containing a fluoroalkyl group can be particularly preferably used as the organic group. Specifically, one or more hydrolyzed condensates or cohydrolytic condensates of the following fluoroalkylsilanes can be used. In general, those known as fluorine-based silane coupling agents can be used.
CF 3 (CF 2) 3 CH 2
CF 3 (CF 2) 5 CH 2
CF 3 (CF 2) 7 CH 2
CF 3 (CF 2) 9 CH 2
(CF 3 ) 2 CF (CF 2 ) 4 CH 2 CH 2 Si (OCH 3 ) 3 ;
(CF 3) 2 CF (CF 2) 6
(CF 3) 2 CF (CF 2) 8
CF 3 (C 6 H 4) C 2 H 4 Si (OCH 3) 3;
CF 3 (CF 2) 3 ( C 6 H 4) C 2 H 4 Si (OCH 3) 3;
CF 3 (CF 2) 5 ( C 6 H 4) C 2 H 4 Si (OCH 3) 3;
CF 3 (CF 2) 7 ( C 6 H 4) C 2 H 4 Si (OCH 3) 3;
CF 3 (CF 2) 3 CH 2
CF 3 (CF 2) 5 CH 2
CF 3 (CF 2) 7 CH 2
CF 3 (CF 2) 9 CH 2
(CF 3) 2 CF (CF 2) 4
(CF 3) 2 CF (CF 2) 6
(CF 3) 2 CF (CF 2) 8
CF 3 (C 6 H 4) C 2 H 4 SiCH 3 (OCH 3) 2;
CF 3 (CF 2) 3 ( C 6 H 4) C 2 H 4 SiCH 3 (OCH 3) 2;
CF 3 (CF 2) 5 ( C 6 H 4) C 2 H 4 SiCH 3 (OCH 3) 2;
CF 3 (CF 2) 7 ( C 6 H 4) C 2 H 4 SiCH 3 (OCH 3) 2;
CF 3 (CF 2) 3 CH 2
CF 3 (CF 2) 5 CH 2
CF 3 (CF 2) 7 CH 2
CF 3 (CF 2) 9 CH 2
CF 3 (CF 2) 7 SO 2 N (C 2 H 5) C 2 H 4
上記のようなフルオロアルキル基を含有するポリシロキサンを細胞接着阻害材料として用いることにより、撥水性や撥油性を高いものとすることができ、細胞との相互作用が小さく、細胞との接着性が低いものとすることができる。また、上記のような材料にエネルギーが照射された場合には、容易にフッ素等を除去して表面にOH基等を導入することができ、細胞との相互作用を大きなものとできることから、細胞との接着性を良好なものとすることができるのである。 By using a polysiloxane containing a fluoroalkyl group as described above as a cell adhesion inhibiting material, water repellency and oil repellency can be increased, interaction with cells is small, and adhesion to cells is low. Can be low. In addition, when energy is irradiated to the material as described above, fluorine and the like can be easily removed to introduce OH groups and the like on the surface, and the interaction with the cells can be increased. It is possible to improve the adhesiveness.
また、上記の(2)の反応性シリコーンとしては、下記一般式で表される骨格をもつ化合物を挙げることができる。 Examples of the reactive silicone (2) include compounds having a skeleton represented by the following general formula.
ただし、nは2以上の整数であり、R1,R2はそれぞれ炭素数1〜20の置換もしくは非置換のアルキル、アルケニル、アリールあるいはシアノアルキル基であり、モル比で全体の40%以下がビニル、フェニル、ハロゲン化フェニルである。また、R1、R2がメチル基のものが表面エネルギーが最も小さくなるので好ましく、モル比でメチル基が60%以上であることが好ましい。また、鎖末端もしくは側鎖には、分子鎖中に少なくとも1個以上の水酸基等の反応性基を有する。 However, n is an integer of 2 or more, R 1, R 2 are each a substituted or unsubstituted alkyl having 1 to 20 carbon atoms, alkenyl, aryl or cyanoalkyl group, the total molar ratio of 40% or less Vinyl, phenyl and phenyl halide. Further, those in which R 1 and R 2 are methyl groups are preferable because the surface energy becomes the smallest, and the methyl groups are preferably 60% or more by molar ratio. In addition, the chain end or side chain has at least one reactive group such as a hydroxyl group in the molecular chain.
また、上記のオルガノポリシロキサンとともに、ジメチルポリシロキサンのような架橋反応をしない安定なオルガノシリコン化合物を別途混合してもよい。 In addition to the above organopolysiloxane, a stable organosilicon compound that does not undergo a crosslinking reaction, such as dimethylpolysiloxane, may be mixed separately.
上記のような反応性シリコーンを用いることにより、撥水性や撥油性を高いものとすることができ、細胞との相互作用が小さく、細胞との接着性が低いものとすることができる。また、上記のような材料にエネルギーが照射された場合には、容易に置換基を除去して表面にOH基等を導入することができ、細胞との相互作用を大きなものとできることから、細胞との接着性を良好なものとすることができるのである。 By using the reactive silicone as described above, water repellency and oil repellency can be increased, interaction with cells can be reduced, and adhesion with cells can be decreased. In addition, when energy is irradiated to the above materials, substituents can be easily removed and OH groups and the like can be introduced on the surface, and the interaction with the cells can be increased. It is possible to improve the adhesiveness.
また、上記のようなオルガノポリシロキサンや反応性シリコーンを用いた場合には、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により変性されるが、骨格が分解されずに残るため、パターニング用基板用コーティング液が塗布された層のバインダとしての役割も果たすことが可能である、という利点も有する。 In addition, when organopolysiloxane or reactive silicone as described above is used, it is modified by the action of a photocatalyst accompanying energy irradiation, but the skeleton remains undecomposed, so a coating solution for a substrate for patterning is applied. It also has the advantage that it can also serve as a binder for the formed layer.
ここで、上記撥水性や撥油性を有する材料を細胞接着阻害材料として用いる場合、通常、水との接触角が80°以上、中でも100°〜130°の範囲内である材料を細胞接着阻害材料として用いることが好ましい。これにより、細胞との接着性を低いものとすることができるからである。なお、上記角度の上限は、平坦な基材上での細胞接着阻害材料の水との接触角の上限であり、例えば凹凸を有するような基材上での上記細胞接着阻害材料の水との接触角を測定した場合には、例えば資料ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス、パート2、32巻、L614〜L615、1993年 Ogawaら、に示されるように上限が160°程度となる場合もある。
Here, when the material having water repellency or oil repellency is used as a cell adhesion inhibiting material, a material having a contact angle with water of 80 ° or more, particularly within a range of 100 ° to 130 °, is usually selected. It is preferable to use as. This is because the adhesiveness with cells can be reduced. The upper limit of the angle is the upper limit of the contact angle with water of the cell adhesion inhibiting material on a flat substrate, for example, with the water of the cell adhesion inhibiting material on the substrate having irregularities. When the contact angle is measured, the upper limit may be about 160 ° as shown in, for example, Japanese Journal of Applied Physics,
また、この細胞接着阻害材料にエネルギーを照射し、細胞との接着性を有するものとする場合には、水との接触角が10°〜40°、中でも15°〜30°の範囲内とするようにエネルギーが照射されることが好ましい。これにより、細胞との接着性を高いものとすることができるからである。 In addition, when energy is applied to the cell adhesion-inhibiting material to have adhesiveness with cells, the contact angle with water is in the range of 10 ° to 40 °, particularly 15 ° to 30 °. Thus, it is preferable that energy is irradiated. This is because the adhesiveness with cells can be increased.
なお、ここでいう水との接触角は、水、もしくは同等の接触角を有する液体との接触角を接触角測定器(協和界面科学(株)製CA−Z型)を用いて測定(マイクロシリンジから液滴を滴下して30秒後)し、その結果から、もしくはその結果をグラフにして得たものである。 In addition, the contact angle with water here is measured using a contact angle measuring instrument (CA-Z type manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) with water or a liquid having an equivalent contact angle (micro type). 30 seconds after dropping a droplet from the syringe), and the result was obtained or a graph was obtained.
このような細胞接着阻害材料は、パターニング用基板用コーティング液中に0.001重量%〜60重量%、中でも0.01重量%〜40重量%、特に0.1重量%〜20重量%の範囲内含有されることが好ましい。これにより、細胞接着阻害材料を含有する領域を細胞との接着性が低い領域とすることができるからである。 Such cell adhesion inhibiting materials are in the range of 0.001% to 60% by weight, particularly 0.01% to 40% by weight, particularly 0.1% to 20% by weight in the coating liquid for patterning substrate. It is preferable to be contained within. This is because the region containing the cell adhesion-inhibiting material can be made a region having low adhesion to cells.
なお、エネルギーを照射して上記のような細胞接着阻害材料を分解または変性して、細胞との接着性が良好なものとして用いられる際には、目的とする細胞との接着性が良好となる程度にエネルギーが照射されて細胞接着阻害材料が分解または変性されればよく、完全に上記細胞接着阻害材料が分解または変性される必要はない。
また、上記細胞接着阻害材料は、界面活性を有するものであることが好ましい。パターニング用基板用コーティング液の塗布、乾燥過程において、塗膜表面に偏在する割合が高まり、結果として良好な細胞接着阻害性を得られるからである。
In addition, when the cell adhesion inhibiting material as described above is decomposed or denatured by irradiating energy and used as a material having good adhesion to cells, the adhesion to the target cells is improved. It suffices that the cell adhesion-inhibiting material is decomposed or denatured by being irradiated with energy to the extent, and the cell adhesion-inhibiting material need not be completely decomposed or denatured.
Moreover, it is preferable that the said cell adhesion inhibitory material is what has surface activity. This is because the ratio of uneven distribution on the surface of the coating film increases during the application and drying process of the coating liquid for the patterning substrate, and as a result, good cell adhesion inhibitory properties can be obtained.
2.細胞接着材料
次に、本発明のパターニング用基板用コーティング液に用いられる細胞接着材料について説明する。本発明に用いられる細胞接着材料は、少なくともエネルギー照射された後に、細胞と接着性を有するものであれば、特に限定されるものではなく、バインダとして用いられるものであってもよく、また上記バインダと別に、使用されるものであってもよい。また例えば、エネルギー照射される前から細胞と良好な接着性を有するものであってもよく、エネルギー照射に伴う光触媒の作用によって、細胞と良好な接着性を有するものとなるものであってもよい。ここで、上記細胞と接着性を有するとは、細胞と良好に接着することをいい、細胞との接着性が細胞の種類によって異なる場合等には、目的とする細胞と良好に接着することをいう。
2. Cell Adhesive Material Next, the cell adhesive material used for the patterning substrate coating solution of the present invention will be described. The cell adhesion material used in the present invention is not particularly limited as long as it has adhesiveness to cells after at least energy irradiation, and may be used as a binder. Alternatively, it may be used. Further, for example, it may have good adhesion to cells before being irradiated with energy, or may have good adhesion to cells by the action of a photocatalyst accompanying energy irradiation. . Here, having adhesiveness with the cell means that it adheres well to the cell, and if the adhesiveness with the cell differs depending on the type of cell, it means that it adheres well to the target cell. Say.
本発明においては、少なくともエネルギー照射された後に、上記細胞接着材料が細胞と良好な接着性を有するものであれば、細胞との接着が、例えば疎水性相互作用や、静電的相互作用、水素結合、ファンデルワールス力等の物理的相互作用により良好なものとされるものであってもよく、生物学的特性により、良好なものとされるものであってもよい。 In the present invention, at least after the energy irradiation, if the cell adhesion material has good adhesion to cells, adhesion to the cells is, for example, hydrophobic interaction, electrostatic interaction, hydrogen It may be made good by physical interaction such as bonding, van der Waals force, or may be made good by biological characteristics.
上記物理的相互作用により細胞と接着する材料として具体的には、親水化ポリスチレン、ポリ(N−イソプロピルアクリルアミド)等の感温性高分子、ポリリジン等の塩基性高分子、アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(2−アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン等の塩基性化合物およびそれらを含む縮合物等が挙げられる。 Specific examples of materials that adhere to cells by the above physical interaction include hydrophilic polymers such as hydrophilic polystyrene, poly (N-isopropylacrylamide), basic polymers such as polylysine, aminopropyltriethoxysilane, Examples include basic compounds such as N- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane and condensates containing them.
また、上記生物学的特性により細胞と接着する材料として具体的には、フィブロネクチン、ラミニン、テネイシン、ビトロネクチン、RGD(アルギニン−グリシン−アスパラギン酸)配列含有ペプチド、YIGSR(チロシン−イソロイシン−グリシン−セリン−アルギニン)配列含有ペプチド、コラーゲン、アテロコラーゲン、ゼラチン等が挙げられる。 Specific examples of materials that adhere to cells due to the above biological properties include fibronectin, laminin, tenascin, vitronectin, RGD (arginine-glycine-aspartic acid) sequence-containing peptide, YIGSR (tyrosine-isoleucine-glycine-serine- Arginine) sequence-containing peptides, collagen, atelocollagen, gelatin and the like.
本発明においては、このような細胞接着材料は、材料の細胞接着能により適宜最適化されるものであるが、パターニング用基板用コーティング液中に通常0.0001重量%〜30重量%、中でも0.001重量%〜10重量%の範囲内含有されることが好ましい。これにより、上記パターニング用基板用コーティング液を塗布して層を形成した際に、エネルギー照射された領域の細胞との接着性をより良好なものとすることができるからである。また、エネルギー照射される前から細胞と良好な接着性を有する材料を細胞接着材料として用いる場合には、パターニング用基板用コーティング液が塗布されて層が形成された後のエネルギーが照射されない領域において、上記細胞接着阻害材料の細胞接着阻害性を阻害しない程度含有されることが好ましい。 In the present invention, such a cell adhesion material is appropriately optimized depending on the cell adhesion ability of the material, but is usually 0.0001% to 30% by weight, especially 0% in the coating liquid for patterning substrate. It is preferably contained within a range of 0.001% by weight to 10% by weight. This is because, when the patterning substrate coating solution is applied to form a layer, the adhesiveness with the cells in the region irradiated with energy can be improved. In addition, in the case where a material having good adhesiveness with cells is used as a cell adhesion material before energy irradiation, in a region where energy is not irradiated after the coating liquid for patterning substrate is applied and a layer is formed. In addition, it is preferably contained to the extent that the cell adhesion inhibitory property of the cell adhesion inhibitory material is not inhibited.
3.パターニング用基板用コーティング液
次に、本発明のパターニング用基板用コーティング液について説明する。本発明のパターニング用基板用コーティング液は、上記細胞接着材料と、上記細胞接着阻害材料とを含有するものであれば、特に限定されるものではなく、必要に応じて適宜バインダ等の成分を含有しているものであってもよい。バインダを含有させることにより、パターニング用基板用コーティング液を、例えば基材等の上に塗布する際の塗工が容易なものとすることや、形成された層に強度や耐性を付与する等、様々な特性を付与することが可能となるからである。このようなバインダとしては、パターニング用基板用コーティング液が必要とされる目的に応じて適宜選択される。なお、本発明においては、このバインダとしての役割を、上記細胞接着阻害材料や細胞接着材料が果たすものとすることができる。
また、本発明のパターニング用基板用コーティング液には、光触媒が含有されていないことが好ましい。これにより、例えばパターニング用基板用コーティング液が塗布された層上に、細胞を接着した場合に、経時で光触媒が細胞に影響を及ぼす可能性のないものとすることが可能となるからである。
3. Next, the patterning substrate coating solution of the present invention will be described. The coating solution for a patterning substrate of the present invention is not particularly limited as long as it contains the cell adhesion material and the cell adhesion-inhibiting material, and appropriately contains components such as a binder as necessary. It may be what you are doing. By including a binder, the coating liquid for patterning substrate can be easily applied when applied onto, for example, a base material, or imparts strength and resistance to the formed layer, etc. This is because various characteristics can be imparted. Such a binder is appropriately selected according to the purpose for which the patterning substrate coating liquid is required. In the present invention, the cell adhesion-inhibiting material and the cell adhesion material can serve as the binder.
The patterning substrate coating liquid of the present invention preferably contains no photocatalyst. This is because, for example, when the cells are adhered onto the layer to which the patterning substrate coating solution is applied, it is possible that the photocatalyst has no possibility of affecting the cells over time.
B.パターニング用基板
次に、本発明のパターニング用基板について説明する。本発明のパターニング用基板には、細胞接着阻害層の構成によって二つの実施態様がある。いずれの実施態様においても、例えば図1に示すように、基材1と、その基材1上に形成され、細胞との接着阻害性を有し、かつエネルギー照射に伴う光触媒の作用により変性等される細胞接着阻害層2とを有するものである。以下、それぞれの実施態様ごとに詳しく説明する。
B. Next, the patterning substrate of the present invention will be described. The patterning substrate of the present invention has two embodiments depending on the structure of the cell adhesion inhibiting layer. In any of the embodiments, for example, as shown in FIG. 1, the
1.第1実施態様
まず、本発明のパターニング用基板の第1実施態様について説明する。本実施態様のパターニング用基板は、基材と、上記基材上に形成され、細胞と接着することを阻害する細胞接着阻害性を有しかつエネルギー照射に伴う光触媒の作用により変性される細胞接着阻害材料を含有する細胞接着阻害層とを有するものである。
1. First Embodiment First, a first embodiment of the patterning substrate of the present invention will be described. The patterning substrate of this embodiment is a substrate and a cell adhesion that is formed on the substrate and has a cell adhesion inhibitory property that inhibits adhesion to cells and is denatured by the action of a photocatalyst associated with energy irradiation. It has a cell adhesion inhibition layer containing an inhibitory material.
本実施態様においては、上記細胞接着阻害材料がエネルギー照射に伴う光触媒の作用により変性されるものであることから、例えば上記細胞接着阻害層に、光触媒を含有する光触媒含有層等を用いてエネルギーを照射することによって、細胞接着阻害材料が変性されて細胞接着阻害性が減少し、細胞との接着性を有する領域を形成することができるのである。一方、エネルギー照射されていない領域においては、細胞接着阻害材料の細胞接着阻害性により、細胞との接着性を低いものとすることができる。したがって、本実施態様によれば、例えば光触媒含有層を用いてエネルギー照射することによって、上記細胞接着阻害材料が変性されて細胞との接着性を有する領域と、細胞接着阻害材料が変化せず、細胞との接着性が悪い領域とを容易に形成することが可能なパターニング用基板とすることができる。 In this embodiment, since the cell adhesion-inhibiting material is denatured by the action of a photocatalyst accompanying energy irradiation, energy is applied to the cell adhesion-inhibiting layer using a photocatalyst-containing layer that contains a photocatalyst, for example. By irradiation, the cell adhesion inhibiting material is denatured, the cell adhesion inhibiting property is reduced, and a region having adhesiveness with cells can be formed. On the other hand, in a region where energy is not irradiated, the cell adhesion inhibitory property of the cell adhesion inhibitory material can reduce the adhesion to cells. Therefore, according to the present embodiment, for example, by irradiating energy using a photocatalyst-containing layer, the cell adhesion-inhibiting material is denatured and the cell adhesion-inhibiting material does not change, It can be set as the patterning board | substrate which can form easily the area | region with bad adhesiveness with a cell.
ここで、本実施態様のパターニング用基板は、例えば図2に示すように、基材1上に遮光部3が形成されており、その遮光部3上に細胞接着阻害層2が形成されているものであってもよい。これにより、上記光触媒含有層等と細胞接着阻害層とを対向させて配置した後、基材側からエネルギーを照射した場合、遮光部が形成された領域の光触媒含有層は光触媒が励起されず、遮光部が形成されていない領域のみの細胞接着阻害材料を変性させることができる。したがって、フォトマスク等の位置あわせ等が必要なく、高精細な細胞接着部を容易に形成することができる、という利点を有する。
以下、本実施態様のパターニング用基板の各構成について説明する。
Here, in the patterning substrate of this embodiment, for example, as shown in FIG. 2, the
Hereinafter, each configuration of the patterning substrate of this embodiment will be described.
(細胞接着阻害層)
まず、本実施態様に用いられる細胞接着阻害層について説明する。本実施態様に用いられる細胞接着阻害層は、後述する基材上に形成され、細胞と接着することを阻害する細胞接着阻害性を有し、かつエネルギー照射に伴う光触媒の作用により変性される細胞接着阻害材料を含有するものである。
(Cell adhesion inhibition layer)
First, the cell adhesion inhibition layer used in this embodiment will be described. The cell adhesion-inhibiting layer used in the present embodiment is a cell that is formed on a substrate to be described later, has cell adhesion-inhibiting properties that inhibit adhesion to cells, and is denatured by the action of a photocatalyst accompanying energy irradiation. It contains an adhesion inhibiting material.
本実施態様における細胞接着阻害層は、少なくとも上記細胞接着阻害材料を含有するものであれば、特に限定されるものではなく、例えば細胞接着阻害材料がバインダとしての役割も果たす場合等には、別途バインダ等を含有していなくてもよい。このような細胞接着阻害層に光触媒含有層等を用いてエネルギーが照射された場合、エネルギー照射された領域においては、細胞接着阻害材料が変性されることから、細胞との接着阻害性が減少し、細胞との接着性を有するものとなるのである。このような細胞接着阻害材料としては、「A.パターニング用基板用コーティング液」の項で説明した細胞接着阻害材料のうち、例えばオルガノポリシロキサンや反応性シリコーン等、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により変性されるものを用いることができる。 The cell adhesion-inhibiting layer in this embodiment is not particularly limited as long as it contains at least the cell adhesion-inhibiting material. For example, when the cell adhesion-inhibiting material also serves as a binder, It does not have to contain a binder or the like. When such a cell adhesion inhibiting layer is irradiated with energy using a photocatalyst-containing layer or the like, the cell adhesion inhibiting material is denatured in the energy-irradiated region, so that the adhesion inhibiting property with cells is reduced. In other words, it has adhesiveness with cells. As such a cell adhesion inhibiting material, among the cell adhesion inhibiting materials described in the section of “A. Patterning Substrate Coating Solution”, for example, organopolysiloxane, reactive silicone, etc., due to the action of a photocatalyst accompanying energy irradiation. What is denatured can be used.
ここで、本実施態様においては、特に細胞接着阻害層中に細胞接着材料が含有されていることが好ましい。これにより、細胞接着阻害層にエネルギーが照射された際に、エネルギーが照射された領域の細胞との接着性をより良好なものとすることができ、エネルギーが照射された領域のみに、より高精細なパターンで細胞を接着させることができるからである。 Here, in this embodiment, it is preferable that a cell adhesion material is contained in the cell adhesion inhibition layer. As a result, when the cell adhesion inhibition layer is irradiated with energy, the adhesiveness with the cells in the region irradiated with energy can be improved, and only the region irradiated with energy can be improved. This is because cells can be adhered in a fine pattern.
本実施態様において上記細胞接着阻害層は、例えば上記細胞接着阻害材料を含有するコーティング液等を塗布して層を形成することができるが、上述したように細胞接着材料を含有させる場合には、「A.パターニング用基板用コーティング液」の項で説明したような、上記細胞接着阻害材料の他に細胞接着材料を含有するパターニング用基板用コーティング液を用いることにより層を形成することができる。 In this embodiment, the cell adhesion-inhibiting layer can be formed by applying a coating solution containing the cell adhesion-inhibiting material, for example. A layer can be formed by using a patterning substrate coating solution containing a cell adhesion material in addition to the cell adhesion inhibiting material as described in the section “A. Patterning substrate coating solution”.
このような細胞接着阻害層を形成する方法としては、上記パターニング用基板用コーティン液等を一般的な塗布方法により塗布すること等によって形成することができ、塗布方法として具体的には、スピンコート法、スプレーコート法、ディップコート法、ロールコート法、ビードコート法等を用いることができる。また、吸着法、交互吸着法などの超薄膜を形成する方法も好適に用いることができる。 As a method for forming such a cell adhesion-inhibiting layer, it can be formed by applying the coating liquid for patterning substrate or the like by a general application method, and the specific application method is spin coating. Methods, spray coating methods, dip coating methods, roll coating methods, bead coating methods and the like can be used. In addition, a method of forming an ultrathin film such as an adsorption method or an alternate adsorption method can also be suitably used.
また、例えば後述する基材に凹部が形成されている場合には、上記基材の凹部にパターニング用基板用コーティング液等を滴下し、乾燥させて細胞接着阻害層とするキャスト法や、上記基材の凹部にパターニング用基板用コーティング液等を滴下し、所定時間後、洗浄する吸着法等も用いることができる。 Further, for example, when a concave portion is formed in the base material described later, a casting method for forming a cell adhesion inhibiting layer by dropping a coating solution for a patterning substrate into the concave portion of the base material and drying it, or the above base An adsorption method or the like in which a patterning substrate coating solution or the like is dropped into the concave portion of the material and washed after a predetermined time can also be used.
本実施態様における細胞接着阻害層に用いられる細胞接着阻害材料や細胞接着材料等については、上述した「A.パターニング用基板用コーティング液」の項で説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。 Since the cell adhesion inhibiting material and the cell adhesion material used for the cell adhesion inhibiting layer in the present embodiment are the same as those described in the above-mentioned section “A. Patterning substrate coating solution”, Description is omitted.
上記細胞接着阻害層の膜厚としては、パターニング用基板の種類等によって適宜選択されるものであるが、通常0.001〜1.0μm程度、中でも0.01〜0.3μm程度とすることができる。 The thickness of the cell adhesion-inhibiting layer is appropriately selected depending on the type of the substrate for patterning and the like, but is usually about 0.001 to 1.0 μm, particularly about 0.01 to 0.3 μm. it can.
なお、本実施態様における細胞接着阻害層中には、光触媒が含有されてないことが好ましい。これにより、例えば細胞接着阻害層上に細胞が接着等された場合に、経時で光触媒が細胞に影響を与えることを防ぐことができ、高品質なものとすることができるからである。また、このような細胞接着阻害層の上記細胞接着阻害材料を分解または変性させる方法としては、上述したように、光触媒を含有する光触媒含有層を対向させてエネルギーを照射すること等により、行うことができる。 In addition, it is preferable that the photocatalyst is not contained in the cell adhesion inhibition layer in this embodiment. This is because, for example, when cells are adhered on the cell adhesion-inhibiting layer, the photocatalyst can be prevented from affecting the cells over time, and the quality can be improved. In addition, as described above, the method for decomposing or denaturing the cell adhesion-inhibiting material of such a cell adhesion-inhibiting layer is performed by irradiating energy with the photocatalyst-containing layer facing the photocatalyst-containing layer as described above. Can do.
(基材)
次に、本実施態様に用いられる基材について説明する。本実施態様に用いられる基材は、上記細胞接着阻害層を形成可能な層であれば、特に限定されるものではなく、例えば金属、ガラス、シリコン等の無機材料、およびプラスチックで代表される有機材料等を用いることができる。
(Base material)
Next, the base material used in this embodiment will be described. The base material used in the present embodiment is not particularly limited as long as it is a layer capable of forming the cell adhesion inhibition layer. For example, inorganic materials such as metal, glass, silicon, and organic materials represented by plastics are used. Materials and the like can be used.
ここで、基材の可撓性等はパターニング用基板の種類や用途等によって適宜選択される。また、上記基材の透明性は、パターニング用基板の種類や、上記細胞接着阻害材料を分解または変性させるために照射されるエネルギーの照射方向等によって、適宜選択され、例えば基材が遮光部等を有しており、上記エネルギーの照射が、基材側から行われる場合等には、基材が透明性を有するものとされる。 Here, the flexibility and the like of the base material are appropriately selected depending on the type and use of the patterning substrate. The transparency of the base material is appropriately selected depending on the type of the patterning substrate, the irradiation direction of energy applied to decompose or denature the cell adhesion-inhibiting material, and the base material is, for example, a light-shielding portion. In the case where the energy irradiation is performed from the base material side, the base material has transparency.
なお、本実施態様においては、基材が平坦なものであってもよいが、基材に凹部が形成されていてもよい。このような基材としては、例えば図10(a)に示すように、1つの凹部が形成されているものであってもよく、また例えば図10(b)に示すように、複数の凹部が形成されているものであってもよい。 In this embodiment, the substrate may be flat, but a recess may be formed in the substrate. As such a base material, for example, as shown in FIG. 10 (a), one recess may be formed, and for example, as shown in FIG. It may be formed.
またこの際、上記凹部を有する基材の側壁に上記細胞接着阻害層が形成されないように処理が施されたものであってもよい。このような処理としては、例えばマスク等を用いてCVD法により上記側壁のみに撥液性を有する材料を付着させる方法や、上記凹部全面に撥液性を有する材料を付着させた後、筒状のマスク等を用いて紫外線処理やプラズマ処理等を行い、上記凹部の底面のみ、親液化させる方法等が挙げられる。 Further, at this time, a treatment may be performed so that the cell adhesion-inhibiting layer is not formed on the side wall of the substrate having the recess. As such a process, for example, a method of attaching a liquid-repellent material only to the side wall by a CVD method using a mask or the like, or a liquid-repellent material is attached to the entire surface of the recess, and then cylindrical For example, there may be mentioned a method in which only the bottom surface of the concave portion is made lyophilic by performing ultraviolet treatment, plasma treatment or the like using the above mask.
ここで、本実施態様において、上記基材は、アルカリ洗浄等の薬液洗浄されたものであってもよく、また酸素プラズマ処理や紫外線処理等のドライ洗浄が行われたものであってもよい。この場合、上記パターニング用基板用コーティング液等の濡れ性が向上する。またさらに表面に反応性の官能基が配置されることとなることから、細胞接着阻害層の密着性が向上する、という利点を有する。 Here, in the present embodiment, the substrate may be one that has been subjected to chemical cleaning such as alkali cleaning, or may be subjected to dry cleaning such as oxygen plasma treatment or ultraviolet treatment. In this case, the wettability of the patterning substrate coating liquid and the like is improved. Furthermore, since a reactive functional group is arranged on the surface, there is an advantage that the adhesion of the cell adhesion inhibiting layer is improved.
ここで、本実施態様に用いられる基材には、上述したように、遮光部が形成されていてもよい。本実施態様に用いることが可能な遮光部としては、パターニング用基板に照射されるエネルギーを遮断することが可能なものであれば、特に限定されるものではなく、例えばスパッタリング法、真空蒸着法等により厚み1000〜2000Å程度のクロム等の金属薄膜を形成し、この薄膜をパターニングすることにより形成されてもよい。このパターニングの方法としては、スパッタ等の通常のパターニング方法を用いることができる。 Here, as described above, the light shielding portion may be formed on the base material used in this embodiment. The light shielding portion that can be used in this embodiment is not particularly limited as long as it can block the energy applied to the patterning substrate. For example, a sputtering method, a vacuum evaporation method, or the like. May be formed by forming a metal thin film of chromium or the like having a thickness of about 1000 to 2000 mm and patterning the thin film. As this patterning method, a normal patterning method such as sputtering can be used.
また、樹脂バインダ中にカーボン微粒子、金属酸化物、無機顔料、有機顔料等の遮光性粒子を含有させた層をパターン状に形成する方法であってもよい。用いられる樹脂バインダとしては、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ゼラチン、カゼイン、セルロース等の樹脂を1種または2種以上混合したものや、感光性樹脂、さらにはO/Wエマルジョン型の樹脂組成物、例えば、反応性シリコーンをエマルジョン化したもの等を用いることができる。このような樹脂製遮光部の厚みとしては、0.5〜10μmの範囲内で設定することができる。このような樹脂製遮光部のパターニングの方法は、フォトリソ法、印刷法等一般的に用いられている方法を用いることができる。
なお、上記遮光部は、基材の上記細胞接着阻害層が形成される側の面に形成されるものであってもよく、また反対側の面に形成されるものであってもよい。
Alternatively, a method may be used in which a layer containing light-shielding particles such as carbon fine particles, metal oxides, inorganic pigments, and organic pigments in a resin binder is formed in a pattern. As the resin binder to be used, polyimide resin, acrylic resin, epoxy resin, polyacrylamide, polyvinyl alcohol, gelatin, casein, cellulose, or a mixture of one or more kinds, photosensitive resin, or O / A W emulsion type resin composition, for example, an emulsion of a reactive silicone can be used. The thickness of such a resin light-shielding portion can be set within a range of 0.5 to 10 μm. As a method for patterning such a resin light shielding portion, a generally used method such as a photolithography method or a printing method can be used.
In addition, the said light-shielding part may be formed in the surface by which the said cell adhesion inhibition layer of a base material is formed, and may be formed in the surface on the opposite side.
(パターニング用基板)
次に、本実施態様のパターニング用基板について説明する。本実施態様のパターニング用基板は、上述した基材上に細胞接着阻害層が形成されたものであれば、特に限定されるものではなく、例えば必要に応じて他の層が積層されたもの等であってもよい。
(Pattern for patterning)
Next, the patterning substrate of this embodiment will be described. The patterning substrate according to this embodiment is not particularly limited as long as the cell adhesion inhibition layer is formed on the above-described base material. For example, the other substrate may be laminated as necessary. It may be.
2.第2実施態様
次に、本発明のパターニング用基板における第2実施態様について説明する。本実施態様におけるパターニング用基板は、基材と、上記基材上に形成され、細胞と接着することを阻害する細胞接着阻害性を有しかつエネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解または変性される細胞接着阻害材料、およびバインダを含有する細胞接着阻害層とを有するものである。
2. Second Embodiment Next, a second embodiment of the patterning substrate of the present invention will be described. The patterning substrate in this embodiment is formed on the base material and has the cell adhesion inhibitory property that inhibits adhesion to cells, and is decomposed or modified by the action of a photocatalyst accompanying energy irradiation. It has a cell adhesion inhibiting material and a cell adhesion inhibiting layer containing a binder.
本実施態様によれば、上記細胞接着阻害材料がエネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解または変性されるものであることから、例えば上記細胞接着阻害層に、光触媒を含有する光触媒含有層等を用いてエネルギーを照射することによって、細胞接着阻害材料が分解または変性され、細胞接着阻害性が低下することによって細胞との接着性を有する領域を形成することができるのである。一方、エネルギー照射されていない領域においては、細胞接着阻害材料の細胞接着阻害性により、細胞との接着性を低いものとすることができる。したがって、本実施態様によれば、例えば光触媒含有層を用いてエネルギー照射することによって、上記細胞接着阻害材料が変性されて細胞との接着性を有する領域と、細胞接着阻害材料が変化せず、細胞との接着性が悪い領域とを容易に形成することが可能なパターニング用基板とすることができる。 According to this embodiment, since the cell adhesion-inhibiting material is decomposed or modified by the action of a photocatalyst accompanying energy irradiation, for example, a photocatalyst-containing layer containing a photocatalyst is used as the cell adhesion-inhibiting layer. By irradiating with energy, the cell adhesion-inhibiting material is decomposed or denatured, and the cell adhesion inhibitory ability is lowered, whereby a region having adhesiveness with cells can be formed. On the other hand, in a region where energy is not irradiated, the cell adhesion inhibitory property of the cell adhesion inhibitory material can reduce the adhesion to cells. Therefore, according to the present embodiment, for example, by irradiating energy using a photocatalyst-containing layer, the cell adhesion-inhibiting material is denatured and the cell adhesion-inhibiting material does not change, It can be set as the patterning board | substrate which can form easily the area | region with bad adhesiveness with a cell.
ここで、本実施態様のパターニング用基板においても、上述した第1実施態様と同様に、例えば基材上に遮光部が形成されており、その遮光部上に細胞接着阻害層が形成されているものであってもよい。なお、本実施態様に用いられる基材や遮光部等については、第1実施態様で用いられるものと同様であるので、ここでの説明は省略し、以下、本実施態様のパターニング用基板に用いられる細胞接着阻害層について説明する。 Here, also in the patterning substrate of this embodiment, as in the first embodiment described above, for example, a light shielding portion is formed on a base material, and a cell adhesion inhibition layer is formed on the light shielding portion. It may be a thing. In addition, since the base material, the light-shielding portion, and the like used in this embodiment are the same as those used in the first embodiment, description thereof is omitted, and the following description is used for the patterning substrate of this embodiment. The cell adhesion inhibiting layer to be described will be described.
(細胞接着阻害層)
本実施態様における細胞接着阻害層は、少なくとも上記細胞接着阻害材料およびバインダを含有するものであれば、特に限定されるものではない。なお、本実施態様に用いられる細胞接着阻害材料は、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解または変性されるものであることから、細胞接着阻害層に光触媒含有層等を用いてエネルギー照射が行われた場合、エネルギーが照射された領域においては、細胞接着阻害材料が変性または分解されて、細胞接着阻害性が低下し、細胞との接着性を有するものとなるのである。このようなエネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解または変性される細胞接着阻害材料として具体的には、「A.パターニング用基板用コーティング液」の細胞接着阻害材料の項で説明したもの等を用いることができる。
(Cell adhesion inhibition layer)
The cell adhesion inhibiting layer in the present embodiment is not particularly limited as long as it contains at least the cell adhesion inhibiting material and the binder. Since the cell adhesion inhibiting material used in this embodiment is decomposed or modified by the action of a photocatalyst accompanying energy irradiation, energy irradiation is performed using a photocatalyst-containing layer or the like as the cell adhesion inhibiting layer. In this case, in the region irradiated with energy, the cell adhesion-inhibiting material is denatured or decomposed, so that the cell adhesion inhibiting property is lowered and the cell has adhesiveness. Specifically, as the cell adhesion inhibiting material that is decomposed or modified by the action of the photocatalyst accompanying the irradiation of energy, those described in the section of the cell adhesion inhibiting material in “A. Patterning substrate coating solution” are used. be able to.
なお、本実施態様においては、細胞接着阻害層中にバインダが含有されていることから、例えば細胞接着阻害材料がエネルギー照射に伴う光触媒の作用によって完全に分解された場合であってもバインダが残存し、細胞接着阻害層が残存することとなるのである。このようなバインダとしては、細胞接着阻害性を有しないものであれば、特に限定されるものではなく、細胞培養基板の細胞培養層等に通常用いられるもの等を用いることができる。 In the present embodiment, since the binder is contained in the cell adhesion inhibiting layer, for example, the binder remains even when the cell adhesion inhibiting material is completely decomposed by the action of the photocatalyst accompanying the energy irradiation. As a result, the cell adhesion inhibition layer remains. Such a binder is not particularly limited as long as it does not have cell adhesion inhibitory properties, and those usually used for a cell culture layer of a cell culture substrate can be used.
ここで、本実施態様においても、上記細胞接着阻害層が細胞接着材料を含有することが好ましい。これにより、細胞接着阻害層にエネルギーが照射された際に、エネルギーが照射された領域の細胞との接着性をより良好なものとすることができ、エネルギーが照射された領域のみに、より高精細なパターンで細胞を接着させることができるからである。 Here, also in this embodiment, it is preferable that the cell adhesion-inhibiting layer contains a cell adhesion material. As a result, when the cell adhesion inhibition layer is irradiated with energy, the adhesiveness with the cells in the region irradiated with energy can be improved, and only the region irradiated with energy can be improved. This is because cells can be adhered in a fine pattern.
本実施態様において上記細胞接着阻害層は、上記細胞接着阻害材料およびバインダを含有するコーティング液を塗布すること等により形成することができるが、上述したように細胞接着材料を含有させる場合には、「A.パターニング用基板用コーティング液」の項で説明したような、細胞接着阻害材料の他に細胞接着材料を含有するパターニング用基板用コーティング液を用いることにより、層を形成することができる。 In this embodiment, the cell adhesion-inhibiting layer can be formed by applying a coating solution containing the cell adhesion-inhibiting material and a binder or the like. When the cell adhesion material is contained as described above, A layer can be formed by using a coating liquid for a patterning substrate containing a cell adhesion material in addition to a cell adhesion inhibiting material as described in the section of “A. Patterning substrate coating liquid”.
このような細胞接着阻害層を形成する方法や、細胞接着阻害層の膜厚等については、上述した第1実施態様と同様であるので、ここでの詳しい説明は省略する。また、上記細胞接着阻害層に用いられる細胞接着材料やバインダ、細胞接着阻害材料等については、上述した「A.パターニング用基板用コーティング液」の項で説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。 Since the method for forming such a cell adhesion inhibition layer, the thickness of the cell adhesion inhibition layer, and the like are the same as those in the first embodiment described above, detailed description thereof is omitted here. Further, since the cell adhesion material, binder, cell adhesion inhibition material and the like used for the cell adhesion inhibition layer are the same as those described in the above-mentioned section “A. Coating liquid for patterning substrate”, here. Description of is omitted.
なお、本実施態様における細胞接着阻害層中についても、光触媒が含有されてないことが好ましい。これにより、例えば細胞接着阻害層上に細胞が接着等された場合に、経時で光触媒が細胞に影響を与えることを防ぐことができ、高品質なものとすることができるからである。 In addition, it is preferable that the photocatalyst is not contained in the cell adhesion inhibiting layer in this embodiment. This is because, for example, when cells are adhered on the cell adhesion-inhibiting layer, the photocatalyst can be prevented from affecting the cells over time, and the quality can be improved.
(パターニング用基板)
次に、本実施態様のパターニング用基板について説明する。本実施態様のパターニング用基板においても、上記基材上に上述したような細胞接着阻害層が形成されたものであれば、特に限定されるものではなく、必要に応じて例えば遮光層等、他の層が積層されたもの等であってもよい。
(Pattern for patterning)
Next, the patterning substrate of this embodiment will be described. Also in the patterning substrate of this embodiment, there is no particular limitation as long as the cell adhesion inhibition layer as described above is formed on the base material. These layers may be laminated.
C.細胞培養用パターニング基板
次に、本発明の細胞培養用パターニング基板について説明する。本発明の細胞培養用パターニング基板は、上述したパターニング用基板の上記細胞接着阻害層が、パターン状に上記細胞接着阻害材料が分解または変性された細胞接着部と、上記細胞接着部以外の領域である細胞接着阻害部とを有するものである。
C. Next, the cell culture patterning substrate of the present invention will be described. In the cell culture patterning substrate of the present invention, the cell adhesion-inhibiting layer of the patterning substrate described above is formed in a cell adhesion part in which the cell adhesion-inhibiting material is decomposed or denatured in a pattern and in a region other than the cell adhesion part. It has a certain cell adhesion inhibition part.
本発明の細胞培養基板は、例えば図3に示すように、基材1と、その基材1上に形成された細胞接着阻害層2を有するものであり、その細胞接着阻害層2は、細胞接着阻害層2中に含有される細胞接着阻害材料が分解または変性して細胞との接着性を有する細胞接着部4と、その細胞接着部4以外の領域であり、細胞との細胞接着阻害性を有する細胞接着阻害部2´とを有するものである。
For example, as shown in FIG. 3, the cell culture substrate of the present invention has a
本発明の細胞培養用パターニング基板は、上記細胞接着部と上記細胞接着阻害部とを有することから、容易に細胞接着部上にのみ細胞を接着させることができ、例えば細胞接着阻害層の全面に細胞を塗布した場合であっても、細胞接着部上のみに、高精細に細胞を接着させることが可能となるのである。 Since the cell culture patterning substrate of the present invention has the cell adhesion part and the cell adhesion inhibition part, cells can be easily adhered only on the cell adhesion part, for example, on the entire surface of the cell adhesion inhibition layer. Even when the cells are applied, the cells can be adhered with high definition only on the cell adhesion portion.
ここで、本発明においては、例えば図4に示すように、上記細胞接着阻害層2の細胞接着阻害部2´と同じパターン状に、基材1に遮光部3が形成されていてもよい。このような遮光部が形成されていることにより、例えば、上述した「B.パターニング用基板」で説明したパターニング用基板を形成し、光触媒を含有する光触媒含有層を細胞接着阻害層と対向させて配置し、基材側からエネルギーを照射することによって、遮光部が形成されていない領域上のみの細胞接着阻害材料を分解または変性させることができ、上記細胞接着部が容易に形成されたものとすることができるからである。
Here, in the present invention, for example, as shown in FIG. 4, the
ここで、上記細胞接着阻害部とは、少なくとも細胞と接着することを阻害する細胞接着阻害性を有しかつエネルギー照射に伴う光触媒の作用により変性または分解除去される細胞接着阻害材料を含有する領域であり、目的とする細胞との接着性が低い領域である。 Here, the cell adhesion inhibiting part is a region containing a cell adhesion inhibiting material that has a cell adhesion inhibiting property that inhibits at least adhesion to cells and is denatured or decomposed and removed by the action of a photocatalyst associated with energy irradiation. This is a region having low adhesion to the target cells.
一方、細胞接着部とは、上記細胞接着阻害材料が分解または変性されており、細胞との接着性を有する領域である。ここで、上記細胞接着阻害材料が分解または変性されているとは、上記細胞接着阻害材料が含有されていない、もしくは上記細胞接着阻害部に含有される細胞接着阻害材料の量と比較して、細胞接着阻害材料が少ない量含有されていることをいう。例えば上記細胞接着阻害材料がエネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解されるものである場合には、細胞接着部中にはその細胞接着阻害材料が含有されていない、または細胞接着阻害材料の分解物等が含有されていることとなる。ここで、上記細胞接着阻害材料が分解されるものである場合には、上述したように、通常細胞接着阻害層中にバインダ等が含有され、このバインダ等が露出すること等によって、細胞との接着性を有する細胞接着部とされることが好ましい。一方、上記細胞接着阻害材料がエネルギー照射に伴う光触媒の作用により変性されるものである場合には、細胞接着部中にはその変性物等が含有されていることとなる。この場合には、上記細胞接着阻害材料の変性物により細胞との接着性を有するものとすること等ができ、上記細胞接着阻害層中に細胞接着阻害材料以外のバインダ等が含有されている場合、もしくはバインダ等が含有されていない場合のいずれであってもよい。 On the other hand, the cell adhesion part is an area where the cell adhesion-inhibiting material is decomposed or denatured and has adhesion to cells. Here, the cell adhesion-inhibiting material is decomposed or denatured as compared with the amount of the cell adhesion-inhibiting material that does not contain the cell adhesion-inhibiting material or is contained in the cell adhesion-inhibiting part, It means that a small amount of cell adhesion inhibiting material is contained. For example, when the cell adhesion inhibiting material is decomposed by the action of a photocatalyst accompanying energy irradiation, the cell adhesion inhibiting material does not contain the cell adhesion inhibiting material, or a degradation product of the cell adhesion inhibiting material Etc. will be contained. Here, when the cell adhesion-inhibiting material is to be decomposed, as described above, a binder or the like is usually contained in the cell adhesion-inhibiting layer, and the binder is exposed, etc. It is preferable that the cell adhesion portion has adhesiveness. On the other hand, when the cell adhesion-inhibiting material is denatured by the action of a photocatalyst accompanying energy irradiation, the denatured product or the like is contained in the cell adhesion portion. In this case, the modified substance of the cell adhesion inhibiting material can have adhesiveness with cells, and the cell adhesion inhibiting layer contains a binder other than the cell adhesion inhibiting material. Or any of the cases where a binder etc. are not contained may be sufficient.
本発明においては、いずれの場合においても、上記「A.パターニング用基板用コーティング液」の項で説明したような、細胞との接着性が良好な細胞接着材料が含有されていることが特に好ましい。これにより、細胞接着部の細胞との接着性をより良好なものとすることができるからである。 In any case, in the present invention, it is particularly preferable that a cell adhesion material having good adhesion to cells as described in the above section “A. Patterning substrate coating solution” is contained. . This is because the adhesion of the cell adhesion part to the cells can be made better.
ここで、本発明の細胞培養用パターニング基板に用いられる基材、および細胞接着阻害層については、上述した「B.パターニング用基板」で説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略し、以下、上記細胞接着部および上記細胞接着阻害部を有する細胞接着阻害層の形成方法について説明する。 Here, the base material and the cell adhesion-inhibiting layer used in the cell culture patterning substrate of the present invention are the same as those described in the above-mentioned “B. Patterning substrate”, and thus description thereof is omitted here. Hereinafter, a method for forming a cell adhesion inhibiting layer having the cell adhesion part and the cell adhesion inhibition part will be described.
まず、上述した「A.パターニング用基板用コーティング液」で説明したパターニング用基板用コーティング液等を用いて、例えば図5に示すように、少なくとも細胞接着阻害材料を含有する細胞接着阻害層2を基材1上に形成する(図5(a))。次に、基体11と、その基体11上に形成された少なくとも光触媒を含有する光触媒含有層12を有する光触媒含有層側基板13を準備し、この光触媒含有層12と上記細胞接着阻害層2とを対向させて配置する(図5(b))。続いて、細胞接着部を形成するパターン状に、例えばフォトマスク5等を用いてエネルギー6を照射する(図5(b))。これにより、細胞接着阻害層2中に含有される細胞接着阻害材料が、光触媒含有層12中に含有される光触媒の作用により分解または変性されて、細胞との接着性を有する細胞接着部4と、エネルギーが照射されず、細胞接着阻害材料が分解されないことから細胞との接着性が低い細胞接着阻害部2´とが形成される(図5(c))。なお、上記細胞接着阻害層の形成方法等については、上記「B.パターニング用基板」で説明した方法と同様であるので、ここでの説明は省略し、このような細胞接着部の形成に用いられる光触媒含有層を有する光触媒含有層側基板、およびエネルギー等について、以下説明する。
First, using the patterning substrate coating solution described in “A. Patterning substrate coating solution” described above, for example, as shown in FIG. 5, the cell
(光触媒含有層側基板)
まず、光触媒を含有する光触媒含有層を有する光触媒含有層側基板について説明する。本発明に用いられる光触媒含有層側基板としては、通常、光触媒を含有する光触媒含有層を有するものであり、通常、基体と、その基体上に光触媒含有層が形成されているものである。この光触媒含有層側基板は、例えばパターン状に形成された光触媒含有層側遮光部やプライマー層等を有していてもよい。以下、本工程に用いられる光触媒含有層側基板の各構成について説明する。
(Photocatalyst containing layer side substrate)
First, a photocatalyst containing layer side substrate having a photocatalyst containing layer containing a photocatalyst will be described. The photocatalyst-containing layer side substrate used in the present invention usually has a photocatalyst-containing layer containing a photocatalyst, and usually a substrate and a photocatalyst-containing layer formed on the substrate. This photocatalyst containing layer side substrate may have a photocatalyst containing layer side light shielding part, a primer layer, etc. formed in the shape of a pattern, for example. Hereinafter, each structure of the photocatalyst containing layer side board | substrate used for this process is demonstrated.
a.光触媒含有層
まず、光触媒含有層側基板に用いられる光触媒含有層について説明する。本発明に用いられる光触媒含有層は、光触媒含有層中の光触媒が、近接する細胞接着阻害層中の細胞接着阻害材料を分解または変性させるような構成であれば、特に限定されるものではなく、光触媒とバインダとから構成されているものであってもよく、光触媒単体で製膜されたものであってもよい。また、その表面の特性は特に親液性であっても撥液性であってもよい。
a. Photocatalyst containing layer First, the photocatalyst containing layer used for a photocatalyst containing layer side board | substrate is demonstrated. The photocatalyst-containing layer used in the present invention is not particularly limited as long as the photocatalyst in the photocatalyst-containing layer is configured to decompose or denature the cell adhesion-inhibiting material in the adjacent cell adhesion-inhibiting layer, It may be composed of a photocatalyst and a binder, or may be a film formed of a single photocatalyst. Further, the surface characteristics may be particularly lyophilic or lyophobic.
本発明において用いられる光触媒含有層は、例えば図5(b)に示すように、基体11上に全面に形成されたものであってもよいが、例えば図6に示すように、基体11上に光触媒含有層12がパターン上に形成されたものであってもよい。
The photocatalyst-containing layer used in the present invention may be formed on the entire surface of the
このように光触媒含有層をパターン状に形成することにより、細胞接着部を形成するためにエネルギーを照射する際に、フォトマスク等を用いるパターン照射をする必要がなく、全面にエネルギーを照射することにより、細胞接着阻害層に含有される細胞接着阻害材料が分解または変性されたパターンを形成することができる。
この光触媒含有層のパターニング方法は、特に限定されるものではないが、例えばフォトリソグラフィー法等により行うことが可能である。
By forming the photocatalyst-containing layer in a pattern in this way, when irradiating energy to form a cell adhesion part, it is not necessary to irradiate the pattern using a photomask or the like, and the entire surface is irradiated with energy. Thus, a pattern in which the cell adhesion-inhibiting material contained in the cell adhesion-inhibiting layer is decomposed or denatured can be formed.
The method for patterning the photocatalyst-containing layer is not particularly limited, but can be performed by, for example, a photolithography method.
また、実際に光触媒含有層に面する細胞接着阻害層上の部分のみの、細胞接着阻害材料が分解または変性されるものであるので、エネルギーの照射方向は上記光触媒含有層と細胞接着阻害層とが面する部分にエネルギーが照射されるものであれば、いかなる方向から照射されてもよく、さらには、照射されるエネルギーも特に平行光等の平行なものに限定されないという利点を有するものとなる。 In addition, since the cell adhesion-inhibiting material is decomposed or denatured only in the part on the cell adhesion-inhibiting layer that actually faces the photocatalyst-containing layer, the direction of energy irradiation depends on the photocatalyst-containing layer, the cell adhesion-inhibiting layer, and the like. As long as energy is irradiated to the portion facing the surface, the irradiation may be performed from any direction. Further, the irradiated energy is not particularly limited to parallel light such as parallel light. .
本発明で使用する光触媒としては、光半導体として知られる例えば二酸化チタン(TiO2)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO2)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO3)、酸化タングステン(WO3)、酸化ビスマス(Bi2O3)、および酸化鉄(Fe2O3)を挙げることができ、これらから選択して1種または2種以上を混合して用いることができる。 Examples of the photocatalyst used in the present invention include titanium dioxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO 2 ), strontium titanate (SrTiO 3 ), tungsten oxide (WO 3 ), which are known as photo semiconductors. Bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) and iron oxide (Fe 2 O 3 ) can be mentioned, and one or a mixture of two or more selected from these can be used.
本発明においては、特に二酸化チタンが、バンドギャップエネルギーが高く、化学的に安定で毒性もなく、入手も容易であることから好適に使用される。二酸化チタンには、アナターゼ型とルチル型があり本発明ではいずれも使用することができるが、アナターゼ型の二酸化チタンが好ましい。アナターゼ型二酸化チタンは励起波長が380nm以下にある。 In the present invention, titanium dioxide is particularly preferably used because it has a high band gap energy, is chemically stable, has no toxicity, and is easily available. Titanium dioxide includes an anatase type and a rutile type, and both can be used in the present invention, but anatase type titanium dioxide is preferred. Anatase type titanium dioxide has an excitation wavelength of 380 nm or less.
このようなアナターゼ型二酸化チタンとしては、例えば、塩酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル(石原産業(株)製STS−02(平均粒径7nm)、石原産業(株)製ST−K01)、硝酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル(日産化学(株)製TA−15(平均粒径12nm))等を挙げることができる。
光触媒の粒径は小さいほど光触媒反応が効果的に起こるので好ましく、平均粒径が50nm以下であることが好ましく、20nm以下の光触媒を使用するのが特に好ましい。
Examples of such anatase type titanium dioxide include hydrochloric acid peptizer type anatase type titania sol (STS-02 manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd. (average particle size 7 nm), ST-K01 manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.), nitric acid solution An anatase type titania sol (TA-15 manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd. (
The smaller the particle size of the photocatalyst, the more effective the photocatalytic reaction occurs. The average particle size is preferably 50 nm or less, and the photocatalyst of 20 nm or less is particularly preferable.
本発明における光触媒含有層は、上述したように光触媒単独で形成されたものであってもよく、またバインダと混合して形成されたものであってもよい。 The photocatalyst-containing layer in the present invention may be formed by a photocatalyst alone as described above, or may be formed by mixing with a binder.
光触媒のみからなる光触媒含有層の場合は、細胞接着阻害層中の細胞接着阻害材料の分解または変性に対する効率が向上し、処理時間の短縮化等のコスト面で有利である。一方、光触媒とバインダとからなる光触媒含有層の場合は、光触媒含有層の形成が容易であるという利点を有する。 In the case of a photocatalyst-containing layer composed only of a photocatalyst, the efficiency of decomposition or denaturation of the cell adhesion-inhibiting material in the cell adhesion-inhibiting layer is improved, which is advantageous in terms of cost such as shortening of the processing time. On the other hand, in the case of a photocatalyst-containing layer comprising a photocatalyst and a binder, there is an advantage that the formation of the photocatalyst-containing layer is easy.
光触媒のみからなる光触媒含有層の形成方法としては、例えば、スパッタリング法、CVD法、真空蒸着法等の真空製膜法を用いる方法を挙げることができる。真空製膜法により光触媒含有層を形成することにより、均一な膜でかつ光触媒のみを含有する光触媒含有層とすることが可能であり、これにより細胞接着阻害層中の細胞接着阻害材料の分解または変性を均一に行うことが可能であり、かつ光触媒のみからなることから、バインダを用いる場合と比較して効率的に細胞接着阻害材料を分解または変性させることが可能となる。 Examples of a method for forming a photocatalyst-containing layer composed only of a photocatalyst include a method using a vacuum film forming method such as a sputtering method, a CVD method, or a vacuum deposition method. By forming the photocatalyst-containing layer by a vacuum film-forming method, it is possible to obtain a photocatalyst-containing layer that is a uniform film and contains only the photocatalyst, thereby decomposing the cell adhesion-inhibiting material in the cell adhesion-inhibiting layer or Since denaturation can be performed uniformly and it consists only of a photocatalyst, it becomes possible to decompose or denature the cell adhesion-inhibiting material more efficiently than when a binder is used.
また、光触媒のみからなる光触媒含有層の形成方法の他の例としては、例えば光触媒が二酸化チタンの場合は、基体上に無定形チタニアを形成し、次いで焼成により結晶性チタニアに相変化させる方法等が挙げられる。ここで用いられる無定形チタニアとしては、例えば四塩化チタン、硫酸チタン等のチタンの無機塩の加水分解、脱水縮合、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラ−n−プロポキシチタン、テトラブトキシチタン、テトラメトキシチタン等の有機チタン化合物を酸存在下において加水分解、脱水縮合によって得ることができる。次いで、400℃〜500℃における焼成によってアナターゼ型チタニアに変性し、600℃〜700℃の焼成によってルチル型チタニアに変性することができる。 In addition, as another example of a method for forming a photocatalyst-containing layer composed only of a photocatalyst, for example, when the photocatalyst is titanium dioxide, amorphous titania is formed on a substrate, and then the phase is changed to crystalline titania by firing. Is mentioned. As the amorphous titania used here, for example, hydrolysis, dehydration condensation, tetraethoxytitanium, tetraisopropoxytitanium, tetra-n-propoxytitanium, tetrabutoxytitanium, titanium inorganic salts such as titanium tetrachloride and titanium sulfate, An organic titanium compound such as tetramethoxytitanium can be obtained by hydrolysis and dehydration condensation in the presence of an acid. Next, it can be modified to anatase titania by baking at 400 ° C. to 500 ° C. and modified to rutile type titania by baking at 600 ° C. to 700 ° C.
また、バインダを用いる場合は、バインダの主骨格が上記の光触媒の光励起により分解されないような高い結合エネルギーを有するものが好ましく、例えばオルガノポリシロキサン等を挙げることができる。
このようにオルガノポリシロキサンをバインダとして用いた場合は、上記光触媒含有層は、光触媒とバインダであるオルガノポリシロキサンとを必要に応じて他の添加剤とともに溶剤中に分散して塗布液を調製し、この塗布液を基体上に塗布することにより形成することができる。使用する溶剤としては、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系の有機溶剤が好ましい。塗布はスピンコート、スプレーコート、ディッブコート、ロールコート、ビードコート等の公知の塗布方法により行うことができる。バインダとして紫外線硬化型の成分を含有している場合、紫外線を照射して硬化処理を行うことにより光触媒含有層を形成することができる。
Moreover, when using a binder, what has the high bond energy that the main frame | skeleton of a binder is not decomposed | disassembled by photoexcitation of said photocatalyst is preferable, for example, organopolysiloxane etc. can be mentioned.
When organopolysiloxane is used as a binder in this way, the photocatalyst-containing layer is prepared by dispersing the photocatalyst and the binder organopolysiloxane in a solvent together with other additives as necessary. The coating solution can be formed by coating on a substrate. As the solvent to be used, alcohol-based organic solvents such as ethanol and isopropanol are preferable. The coating can be performed by a known coating method such as spin coating, spray coating, dip coating, roll coating or bead coating. When an ultraviolet curable component is contained as a binder, the photocatalyst-containing layer can be formed by irradiating with ultraviolet rays and performing a curing treatment.
また、バインダとして無定形シリカ前駆体や界面活性剤等を用いることができる。このような材料は、特開2000−249821号公報に記載されているものと同様のものを用いることが可能である。 Moreover, an amorphous silica precursor, surfactant, etc. can be used as a binder. As such a material, the same materials as those described in JP 2000-249821 A can be used.
b.基体
次に、光触媒含有層側基板に用いられる基体について説明する。本発明においては、図5(b)に示すように、光触媒含有層側基板は、少なくとも基体11とこの基体11上に形成された光触媒含有層12とを有するものである。この際、用いられる基体を構成する材料は、後述するエネルギーの照射方向や、得られるパターン形成体が透明性を必要とするか等により適宜選択される。
また本発明に用いられる基体は、可撓性を有するもの、例えば樹脂製フィルム等であってもよいし、可撓性を有しないもの、例えばガラス基板等であってもよい。これは、エネルギー照射方法により適宜選択されるものである。
b. Substrate Next, the substrate used for the photocatalyst-containing layer side substrate will be described. In the present invention, as shown in FIG. 5 (b), the photocatalyst-containing layer side substrate has at least a base 11 and a photocatalyst-containing
The substrate used in the present invention may be a flexible substrate such as a resin film, or may be a non-flexible substrate such as a glass substrate. This is appropriately selected depending on the energy irradiation method.
なお、基体表面と光触媒含有層との密着性を向上させるために、基体上にアンカー層を形成するようにしてもよい。このようなアンカー層としては、例えば、シラン系、チタン系のカップリング剤等を挙げることができる。 In order to improve the adhesion between the substrate surface and the photocatalyst containing layer, an anchor layer may be formed on the substrate. Examples of such an anchor layer include silane-based and titanium-based coupling agents.
c.光触媒含有層側遮光部
本発明に用いられる光触媒含有層側基板には、パターン状に形成された光触媒含有層側遮光部が形成されたものを用いても良い。このように光触媒含有層側遮光部を有する光触媒含有層側基板を用いることにより、エネルギー照射に際して、フォトマスクを用いたり、レーザ光による描画照射を行う必要がない。したがって、光触媒含有層側基板とフォトマスクとの位置合わせが不要であることから、簡便な工程とすることが可能であり、また描画照射に必要な高価な装置も不必要であることから、コスト的に有利となるという利点を有する。
c. Photocatalyst containing layer side light-shielding part As the photocatalyst containing layer side light shielding part used for this invention, you may use what the photocatalyst containing layer side light shielding part formed in pattern shape was formed. Thus, by using the photocatalyst containing layer side substrate having the photocatalyst containing layer side light-shielding portion, it is not necessary to use a photomask or perform drawing irradiation with laser light when irradiating energy. Therefore, since alignment between the photocatalyst-containing layer side substrate and the photomask is not necessary, it is possible to use a simple process, and an expensive apparatus necessary for drawing irradiation is also unnecessary, so that the cost is reduced. Has the advantage of being advantageous.
このような光触媒含有層側遮光部を有する光触媒含有層側基板は、光触媒含有層側遮光部の形成位置により、下記の二つの態様とすることができる。 The photocatalyst-containing layer side substrate having such a photocatalyst-containing layer side light-shielding part can have the following two modes depending on the formation position of the photocatalyst-containing layer side light-shielding part.
一つが、例えば図7に示すように、基体11上に光触媒含有層側遮光部14を形成し、この光触媒含有層側遮光部14上に光触媒含有層12を形成して、光触媒含有層側基板とする態様である。もう一つは、例えば図8に示すように、基体11上に光触媒含有層12を形成し、その上に光触媒含有層側遮光部14を形成して光触媒含有層側基板とする態様である。
For example, as shown in FIG. 7, for example, a photocatalyst containing layer side
いずれの態様においても、フォトマスクを用いる場合と比較すると、光触媒含有層側遮光部が、上記光触媒含有層と細胞接着阻害層との配置部分の近傍に配置されることになるので、基体内等におけるエネルギーの散乱の影響を少なくすることができることから、エネルギーのパターン照射を極めて正確に行うことが可能となる。
ここで、本発明においては、図8に示すような光触媒含有層12上に光触媒含有層側遮光部14を形成する態様である場合には、光触媒含有層と細胞接着阻害層とを所定の位置に配置する際に、この光触媒含有層側遮光部の膜厚をこの間隙の幅と一致させておくことにより、上記光触媒含有層側遮光部を上記間隙を一定のものとするためのスペーサとしても用いることができるという利点を有する。
In any aspect, the photocatalyst-containing layer-side light-shielding portion is disposed in the vicinity of the arrangement portion of the photocatalyst-containing layer and the cell adhesion-inhibiting layer as compared with the case where a photomask is used. Since it is possible to reduce the influence of energy scattering, the energy pattern irradiation can be performed very accurately.
Here, in the present invention, when the photocatalyst containing layer side
すなわち、所定の間隙をおいて上記光触媒含有層と細胞接着阻害層とを対向させた状態で配置する際に、上記光触媒含有層側遮光部と細胞接着阻害層とを密着させた状態で配置することにより、上記所定の間隙を正確とすることが可能となり、そしてこの状態でエネルギーを照射することにより、細胞接着阻害層と遮光部とが接触している部分の細胞接着阻害層は、細胞接着阻害材料が分解または変性されないことから、細胞接着部を精度良く形成することが可能となるのである。 That is, when the photocatalyst-containing layer and the cell adhesion-inhibiting layer are arranged facing each other with a predetermined gap, the photocatalyst-containing layer side light-shielding portion and the cell adhesion-inhibiting layer are arranged in close contact with each other. Thus, the predetermined gap can be made accurate, and by irradiating energy in this state, the cell adhesion inhibiting layer in the part where the cell adhesion inhibiting layer and the light shielding part are in contact with each other Since the inhibitory material is not decomposed or denatured, the cell adhesion part can be formed with high accuracy.
このような光触媒含有層側遮光部の形成方法は、特に限定されるものではなく、光触媒含有層側遮光部の形成面の特性や、必要とするエネルギーに対する遮蔽性等に応じて適宜選択されて用いられ、「B.パターニング用基板」で説明した基材上に設けられる遮光部と同様のものとすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。
なお、上記説明においては、光触媒含有層側遮光部の形成位置として、基体と光触媒含有層との間、および光触媒含有層表面の二つの場合について説明したが、その他、基体の光触媒含有層が形成されていない側の表面に光触媒含有層側遮光部を形成する態様も採ることが可能である。この態様においては、例えばフォトマスクをこの表面に着脱可能な程度に密着させる場合等が考えられ、細胞接着部のパターンを小ロットで変更するような場合に好適に用いることができる。
The method for forming such a photocatalyst-containing layer side light-shielding part is not particularly limited, and is appropriately selected according to the characteristics of the formation surface of the photocatalyst-containing layer side light-shielding part, the shielding property against the required energy, and the like. Since it can be the same as the light-shielding portion provided on the base material described in “B. Patterning Substrate”, detailed description thereof is omitted here.
In the above description, the two positions of the photocatalyst containing layer side light shielding portion between the substrate and the photocatalyst containing layer and the surface of the photocatalyst containing layer have been described as the formation position of the photocatalyst containing layer side. It is also possible to adopt a mode in which the photocatalyst-containing layer side light shielding portion is formed on the surface that is not provided. In this aspect, for example, a case where a photomask is attached to the surface to such an extent that it can be attached and detached is conceivable, and it can be suitably used when the pattern of the cell adhesion portion is changed in a small lot.
d.プライマー層
次に、本発明の光触媒含有層側基板に用いられるプライマー層について説明する。本発明において、上述したように基体上に光触媒含有層側遮光部をパターン状に形成して、その上に光触媒含有層を形成して光触媒含有層側基板とする場合においては、上記光触媒含有層側遮光部と光触媒含有層との間にプライマー層を形成してもよい。
d. Next, the primer layer used for the photocatalyst containing layer side substrate of the present invention will be described. In the present invention, when the photocatalyst-containing layer side light-shielding portion is formed in a pattern on the substrate as described above, and the photocatalyst-containing layer is formed on the photocatalyst-containing layer side substrate, the photocatalyst-containing layer side substrate is used. A primer layer may be formed between the side light shielding part and the photocatalyst containing layer.
このプライマー層の作用・機能は必ずしも明確なものではないが、光触媒含有層側遮光部と光触媒含有層との間にプライマー層を形成することにより、プライマー層は光触媒の作用による細胞接着阻害材料の分解または変性を阻害する要因となる光触媒含有層側遮光部および光触媒含有層側遮光部間に存在する開口部からの不純物、特に、光触媒含有層側遮光部をパターニングする際に生じる残渣や、金属、金属イオン等の不純物の拡散を防止する機能を示すものと考えられる。したがって、プライマー層を形成することにより、高感度で細胞接着阻害材料の分解または変性の処理が進行し、その結果、高精細に形成された細胞接着部を得ることが可能となるのである。 The action and function of this primer layer are not necessarily clear, but by forming a primer layer between the photocatalyst containing layer side light-shielding part and the photocatalyst containing layer, the primer layer can be used as a cell adhesion inhibiting material due to the action of the photocatalyst. Impurities from the openings existing between the photocatalyst containing layer side light shielding part and the photocatalyst containing layer side light shielding part, which are factors that inhibit decomposition or modification, in particular, residues generated when patterning the photocatalyst containing layer side light shielding part, or metal It is considered that it exhibits a function of preventing diffusion of impurities such as metal ions. Therefore, by forming the primer layer, the cell adhesion inhibiting material is decomposed or denatured with high sensitivity, and as a result, a cell adhesion portion formed with high definition can be obtained.
なお、本発明においてプライマー層は、光触媒含有層側遮光部のみならず光触媒含有層側遮光部間に形成された開口部に存在する不純物が光触媒の作用に影響することを防止するものであるので、プライマー層は開口部を含めた光触媒含有層側遮光部全面にわたって形成されていることが好ましい。
本発明におけるプライマー層は、光触媒含有層側基板の光触媒含有層側遮光部と光触媒含有層とが接触しないようにプライマー層が形成された構造であれば特に限定されるものではない。
In the present invention, the primer layer prevents impurities existing in not only the photocatalyst containing layer side light shielding part but also the opening formed between the photocatalyst containing layer side light shielding parts from affecting the action of the photocatalyst. The primer layer is preferably formed over the entire surface of the photocatalyst containing layer side light shielding portion including the opening.
The primer layer in the present invention is not particularly limited as long as the primer layer is formed so that the photocatalyst containing layer side light-shielding portion of the photocatalyst containing layer side substrate is not in contact with the photocatalyst containing layer.
このプライマー層を構成する材料としては、特に限定されるものではないが、光触媒の作用により分解されにくい無機材料が好ましい。具体的には無定形シリカを挙げることができる。このような無定形シリカを用いる場合には、この無定形シリカの前駆体は、一般式SiX4で示され、Xはハロゲン、メトキシ基、エトキシ基、またはアセチル基等であるケイ素化合物であり、それらの加水分解物であるシラノール、または平均分子量3000以下のポリシロキサンが好ましい。
また、プライマー層の膜厚は、0.001μmから1μmの範囲内であることが好ましく、特に0.001μmから0.1μmの範囲内であることが好ましい。
The material constituting the primer layer is not particularly limited, but an inorganic material that is not easily decomposed by the action of the photocatalyst is preferable. Specific examples include amorphous silica. When such amorphous silica is used, the precursor of the amorphous silica is represented by the general formula SiX 4 and X is a silicon compound such as halogen, methoxy group, ethoxy group, or acetyl group, Silanol which is a hydrolyzate thereof or polysiloxane having an average molecular weight of 3000 or less is preferable.
The thickness of the primer layer is preferably in the range of 0.001 μm to 1 μm, particularly preferably in the range of 0.001 μm to 0.1 μm.
(エネルギー照射)
次に、上記細胞接着部を形成する際のエネルギー照射について説明する。エネルギー照射は、上記細胞接着阻害層と、上記光触媒含有層側基板における光触媒含有層とを、所定の間隙をおいて配置し、所定の方向からエネルギーを照射することにより行うことができる。
(Energy irradiation)
Next, energy irradiation at the time of forming the cell adhesion part will be described. Energy irradiation can be performed by arranging the cell adhesion inhibition layer and the photocatalyst containing layer in the photocatalyst containing layer side substrate with a predetermined gap and irradiating energy from a predetermined direction.
上記の配置とは、実質的に光触媒の作用が細胞接着阻害層表面に及ぶような状態で配置された状態をいうこととし、実際に物理的に接触している状態の他、所定の間隔を隔てて上記光触媒含有層と細胞接着阻害層とが配置された状態とする。この間隙は、200μm以下であることが好ましい。 The above arrangement means a state in which the photocatalyst acts substantially on the surface of the cell adhesion inhibiting layer. In addition to a state in which the photocatalyst actually touches, a predetermined interval is set. The photocatalyst-containing layer and the cell adhesion-inhibiting layer are arranged so as to be spaced apart. This gap is preferably 200 μm or less.
本発明において上記間隙は、パターン精度が極めて良好であり、光触媒の感度も高く、したがって細胞接着阻害層の細胞接着阻害材料の分解または変性の効率が良好である点を考慮すると特に0.2μm〜10μmの範囲内、好ましくは1μm〜5μmの範囲内とすることが好ましい。このような間隙の範囲は、特に間隙を高い精度で制御することが可能である小面積の細胞接着阻害層に対して特に有効である。 In the present invention, the gap has a very good pattern accuracy and a high photocatalyst sensitivity. Therefore, considering the point that the efficiency of the decomposition or denaturation of the cell adhesion-inhibiting material of the cell adhesion-inhibiting layer is particularly good, the gap is 0.2 μm to It is preferable to be within the range of 10 μm, preferably within the range of 1 μm to 5 μm. Such a gap range is particularly effective for a cell adhesion inhibition layer having a small area that can control the gap with high accuracy.
一方、例えば300mm×300mm以上といった大面積の細胞接着阻害層に対して処理を行う場合は、接触することなく、かつ上述したような微細な間隙を光触媒含有層側基板と細胞接着阻害層との間に形成することは極めて困難である。したがって、細胞接着阻害層が比較的大面積である場合は、上記間隙は、10〜100μmの範囲内、特に50〜75μmの範囲内とすることが好ましい。間隙をこのような範囲内とすることにより、パターンがぼやける等のパターン精度の低下の問題や、光触媒の感度が悪化して細胞接着阻害材料を分解または変性させる効率が悪化する等の問題が生じることなく、さらに細胞接着阻害材料の分解または変性にムラが発生しないといった効果を有するからである。 On the other hand, when the treatment is performed on a cell adhesion inhibition layer having a large area of, for example, 300 mm × 300 mm or more, the fine gap as described above is formed between the photocatalyst-containing layer side substrate and the cell adhesion inhibition layer without contact. Forming in between is extremely difficult. Therefore, when the cell adhesion inhibition layer has a relatively large area, the gap is preferably in the range of 10 to 100 μm, particularly in the range of 50 to 75 μm. By setting the gap within such a range, there are problems such as a decrease in pattern accuracy such as a blurred pattern and a problem that the sensitivity of the photocatalyst deteriorates and the efficiency of decomposing or denaturing the cell adhesion inhibiting material deteriorates. This is because there is an effect that unevenness does not occur in the decomposition or denaturation of the cell adhesion inhibiting material.
このように比較的大面積の細胞接着阻害層をエネルギー照射する際には、エネルギー照射装置内の光触媒含有層側基板と細胞接着阻害層との位置決め装置における間隙の設定を、10μm〜200μmの範囲内、特に25μm〜75μmの範囲内に設定することが好ましい。設定値をこのような範囲内とすることにより、パターン精度の大幅な低下や光触媒の感度の大幅な悪化を招くことなく、かつ光触媒含有層側基板と細胞接着阻害層とが接触することなく配置することが可能となるからである。 Thus, when irradiating energy to a cell adhesion inhibition layer having a relatively large area, the setting of the gap in the positioning device between the photocatalyst containing layer side substrate and the cell adhesion inhibition layer in the energy irradiation device is in the range of 10 μm to 200 μm. Especially, it is preferable to set in the range of 25 micrometers-75 micrometers. By making the set value within such a range, the pattern accuracy is not significantly reduced and the sensitivity of the photocatalyst is not greatly deteriorated, and the photocatalyst-containing layer side substrate and the cell adhesion inhibiting layer are not in contact with each other. Because it becomes possible to do.
このように光触媒含有層と細胞接着阻害層表面とを所定の間隔で離して配置することにより、酸素と水および光触媒作用により生じた活性酸素種が脱着しやすくなる。すなわち、上記範囲より光触媒含有層と細胞接着阻害層との間隔を狭くした場合は、上記活性酸素種の脱着がしにくくなり、結果的に細胞接着阻害材料を分解または変性させる速度を遅くしてしまう可能性があることから好ましくない。また、上記範囲より間隔を離して配置した場合は、生じた活性酸素種が細胞接着阻害層に届き難くなり、この場合も細胞接着阻害材料の分解または変性の速度を遅くしてしまう可能性があることから好ましくない。 Thus, by disposing the photocatalyst-containing layer and the cell adhesion inhibition layer surface at a predetermined interval, oxygen, water, and active oxygen species generated by the photocatalytic action are easily desorbed. That is, when the interval between the photocatalyst-containing layer and the cell adhesion-inhibiting layer is narrower than the above range, it becomes difficult to desorb the active oxygen species, and as a result, the rate at which the cell adhesion-inhibiting material is decomposed or denatured is decreased. It is not preferable because there is a possibility that the In addition, when arranged at a distance from the above range, the generated active oxygen species are difficult to reach the cell adhesion-inhibiting layer, and in this case, the rate of decomposition or denaturation of the cell adhesion-inhibiting material may be slowed. This is not preferable.
このような極めて狭い間隙を均一に形成して光触媒含有層と細胞接着阻害層とを配置する方法としては、例えばスペーサを用いる方法を挙げることができる。そして、このようにスペーサを用いることにより、均一な間隙を形成することができると共に、このスペーサが接触する部分は、光触媒の作用が細胞接着阻害層表面に及ばないことから、このスペーサを上述した細胞接着阻害部と同様のパターンを有するものとすることにより、スペーサの形成されていない部分のみの細胞接着阻害材料を分解または変性させることができ、高精細に細胞接着部を形成することができるのである。また、このようなスペーサを用いることにより、光触媒の作用により生じた活性酸素種が拡散することなく、高濃度で細胞接着阻害層表面に到達することから、効率よく高精細な細胞接着部を形成することができる。
本発明においては、このような光触媒含有層側基板の配置状態は、少なくともエネルギー照射の間だけ維持されればよい。
As a method of arranging such a very narrow gap uniformly and arranging the photocatalyst containing layer and the cell adhesion inhibiting layer, for example, a method using a spacer can be mentioned. By using the spacer in this way, a uniform gap can be formed, and the portion in contact with the spacer does not reach the surface of the cell adhesion inhibiting layer at the portion where the spacer contacts. By having the same pattern as that of the cell adhesion inhibiting part, the cell adhesion inhibiting material can be decomposed or denatured only in the part where the spacer is not formed, and the cell adhesion part can be formed with high definition. It is. In addition, by using such a spacer, the active oxygen species generated by the action of the photocatalyst can reach the cell adhesion inhibition layer surface at a high concentration without diffusing, thereby efficiently forming a high-definition cell adhesion part. can do.
In the present invention, such an arrangement state of the photocatalyst-containing layer side substrate only needs to be maintained at least during the energy irradiation.
ここで、本発明でいうエネルギー照射(露光)とは、エネルギー照射に伴う光触媒の作用によって、細胞接着阻害材料を分解または変性させることが可能ないかなるエネルギー線の照射をも含む概念であり、光の照射に限定されるものではない。
通常このようなエネルギー照射に用いる光の波長は、400nm以下の範囲、好ましくは380nm以下の範囲から設定される。これは、上述したように光触媒として用いられる好ましい光触媒が二酸化チタンであり、この二酸化チタンにより光触媒作用を活性化させるエネルギーとして、上述した波長の光が好ましいからである。
このようなエネルギー照射に用いることができる光源としては、水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマランプ、その他種々の光源を挙げることができる。
Here, the energy irradiation (exposure) as used in the present invention is a concept including irradiation of any energy ray capable of decomposing or modifying the cell adhesion-inhibiting material by the action of a photocatalyst accompanying energy irradiation, However, the present invention is not limited to this irradiation.
Usually, the wavelength of light used for such energy irradiation is set in the range of 400 nm or less, preferably in the range of 380 nm or less. This is because, as described above, the preferred photocatalyst used as the photocatalyst is titanium dioxide, and as the energy for activating the photocatalytic action by the titanium dioxide, light having the above-described wavelength is preferable.
Examples of light sources that can be used for such energy irradiation include mercury lamps, metal halide lamps, xenon lamps, excimer lamps, and various other light sources.
上述したような光源を用い、フォトマスクを介したパターン照射により行う方法の他、エキシマ、YAG等のレーザを用いてパターン状に描画照射する方法を用いることも可能である。また、上述したように、基材が細胞接着阻害部と同じパターン状に遮光部を有する場合には、基材側からエネルギーを全面に照射することにより、行うことができる。また、光触媒含有層上に、細胞接着阻害部と同じパターン状に遮光部を有する場合には、どの方向からでもエネルギーを全面に照射することにより、行うことができる。これらの場合、フォトマスク等が必要なく、位置あわせ等の工程が必要ない、という利点を有する。 In addition to the method of performing pattern irradiation through a photomask using the light source as described above, it is also possible to use a method of drawing and irradiating in a pattern using a laser such as excimer or YAG. Further, as described above, when the substrate has the light shielding portion in the same pattern as the cell adhesion inhibiting portion, it can be performed by irradiating the entire surface with energy from the substrate side. Moreover, when it has a light-shielding part on the photocatalyst containing layer in the same pattern as the cell adhesion inhibiting part, it can be performed by irradiating the entire surface with energy from any direction. In these cases, there is an advantage that a photomask or the like is not necessary and a step such as alignment is not necessary.
ここで、上述したように、上記基材が凹部を有しており、上記凹部内に上記細胞接着阻害層が形成されている場合、上述した方法により全面にエネルギー照射を行ってもよい。また、例えば上記凹部が複数形成されている場合には、例えば各凹部ごとにそれぞれ異なるパターン状に露光を行ってもよい。このように各凹部ごとにそれぞれ露光を行う方法としては、例えば1つ1つの凹部に異なるマスクを配置し、上記光触媒含有層側基板を用いてエネルギー照射する方法や、例えば光ファイバの先に、クロムマスクやステンシルマスク等と上記光触媒含有層側基板とを配置し、エネルギー照射する方法等が挙げられる。
なお、上記凹部の側壁にエネルギーが照射されないように、例えば筒状のマスク等を用い、上記凹部の底面のみ露光を行う方法を用いてもよい。
Here, as described above, when the substrate has a recess and the cell adhesion inhibition layer is formed in the recess, the entire surface may be irradiated with energy by the method described above. For example, when a plurality of the concave portions are formed, for example, the exposure may be performed in different patterns for each concave portion. In this way, as a method of performing exposure for each concave portion, for example, a different mask is arranged in each concave portion, and a method of irradiating energy using the photocatalyst-containing layer side substrate, for example, the tip of an optical fiber, Examples include a method in which a chromium mask, a stencil mask, and the like and the photocatalyst-containing layer side substrate are arranged and energy is irradiated.
Note that, for example, a cylindrical mask or the like may be used to expose only the bottom surface of the recess so that the sidewalls of the recess are not irradiated with energy.
また、エネルギー照射に際してのエネルギーの照射量は、光触媒の作用によって細胞接着阻害材料が分解または変性されるのに必要な照射量とする。
この際、光触媒含有層を加熱しながらエネルギー照射することにより、感度を上昇させることが可能となり、効率的に細胞接着阻害材料を分解または変性させることができる点で好ましい。具体的には30℃〜80℃の範囲内で加熱することが好ましい。
In addition, the energy irradiation amount at the time of energy irradiation is an irradiation amount necessary for the cell adhesion inhibiting material to be decomposed or denatured by the action of the photocatalyst.
In this case, it is preferable in that the sensitivity can be increased by irradiating the photocatalyst-containing layer with energy while heating, and the cell adhesion-inhibiting material can be efficiently decomposed or denatured. Specifically, it is preferable to heat within a range of 30 ° C to 80 ° C.
また本発明におけるフォトマスクを介して行うエネルギー照射の方向は、上述した基材が透明である場合は、基材側および光触媒含有層側基板のいずれの方向からエネルギー照射を行っても良い。一方、基材が不透明な場合は、光触媒含有層側基板側からエネルギー照射を行う必要がある。 Moreover, as for the direction of energy irradiation performed through the photomask in the present invention, when the above-described base material is transparent, energy irradiation may be performed from any direction of the base material side and the photocatalyst containing layer side substrate. On the other hand, when the substrate is opaque, it is necessary to irradiate energy from the photocatalyst containing layer side substrate side.
(細胞培養用パターニング基板)
次に、本発明の細胞培養用パターニング基板について説明する。本発明の細胞培養用パターニング基板は、上記基材上に、上記細胞接着部および細胞接着阻害部を有する細胞接着阻害層が形成されているものであれば、特に限定されるものではなく、必要に応じて適宜他の層が形成されているもの等であってもよい。
また本発明においては、上記細胞接着部を形成した後、上記細胞培養用パターニング基板の一部を切り取り、この細胞培養用パターニング基板の一部を凹状の基材の底部等に貼り付けたもの等を細胞培養用パターニング基板としてもよい。
(Pattern for cell culture)
Next, the cell culture patterning substrate of the present invention will be described. The cell culture patterning substrate of the present invention is not particularly limited as long as the cell adhesion inhibition layer having the cell adhesion part and the cell adhesion inhibition part is formed on the base material. Depending on the case, other layers may be appropriately formed.
Further, in the present invention, after forming the cell adhesion part, a part of the cell culture patterning substrate is cut off, and a part of the cell culture patterning substrate is attached to the bottom of a concave base material, etc. May be used as a cell culture patterning substrate.
D.細胞培養基板
次に、本発明の細胞培養基板について説明する。本発明の細胞培養基板は、上述した細胞培養用パターニング基板における細胞接着部上に、細胞が接着したものである。
D. Cell Culture Substrate Next, the cell culture substrate of the present invention will be described. The cell culture substrate of the present invention is obtained by adhering cells on the cell adhesion portion in the above-described cell culture patterning substrate.
本発明の細胞培養基板は、例えば図9に示すように、上記細胞接着阻害層2の細胞接着部4上にのみ細胞7が接着し、細胞接着阻害部2´上には、細胞7が接着していないものである。
In the cell culture substrate of the present invention, for example, as shown in FIG. 9, the cells 7 adhere only on the cell adhesion part 4 of the cell
本発明によれば、上記細胞培養用パターニング基板上には、細胞と接着性を有する細胞接着部と、細胞と接着性を有しない細胞接着阻害部とが形成されていることから、例えば細胞を細胞培養用パターニング基板の全面に塗布した場合であっても、細胞接着部のみに細胞を接着させて、細胞接着阻害部上の細胞を容易に除去することができる。これにより、複雑な工程や細胞に悪影響を及ぼす処理液等を用いることなく、容易に形成されたものとすることができるのである。また、上記細胞培養用パターニング基板中には、光触媒が含有されている必要がないことから、経時で光触媒が細胞に影響を及ぼす可能性のないものとすることもでき、高品質な細胞培養基板とすることができるのである。
以下、本発明の細胞培養基板に用いられる細胞について説明する。ここで、細胞培養用パターニング基板については、上記「C.細胞培養用パターニング基板」で説明したものであるので、ここでの説明は省略する。
According to the present invention, on the cell culture patterning substrate, a cell adhesion part having adhesion to cells and a cell adhesion inhibition part having no adhesion to cells are formed. Even when applied to the entire surface of the cell culture patterning substrate, the cells on the cell adhesion-inhibiting part can be easily removed by attaching the cells only to the cell adhesion part. Thereby, it can be easily formed without using a complicated process or a treatment solution that adversely affects cells. In addition, since it is not necessary for the cell culture patterning substrate to contain a photocatalyst, it is possible that the photocatalyst has no possibility of affecting the cells over time, and a high-quality cell culture substrate can be obtained. It can be.
Hereinafter, the cells used for the cell culture substrate of the present invention will be described. Here, the cell culture patterning substrate is the same as that described in “C. Patterning substrate for cell culture”, and a description thereof will be omitted.
(細胞)
本発明の細胞培養基板に用いられる細胞としては、上記細胞培養用パターニング基板の細胞接着部上に接着するものであり、細胞接着阻害部上には接着しないものであれば特に限定されるものではない。
(cell)
The cells used for the cell culture substrate of the present invention are not particularly limited as long as they adhere to the cell adhesion part of the cell culture patterning substrate and do not adhere to the cell adhesion inhibition part. Absent.
本発明に用いられる細胞としては例えば、神経組織、肝臓、腎臓、膵臓、血管、脳、軟骨等、血球系等の非接着性細胞以外なら、生体に存在するあらゆる組織とそれに由来する細胞とすることができる。また一般的に非接着性の細胞についても、近年、接着固定を行う為に細胞膜を修飾する技術が考案されており、必要に応じてこのような技術を用いる事で本発明に用いることが可能である。 Examples of cells used in the present invention include any tissue existing in a living body and cells derived from it other than non-adherent cells such as nerve tissue, liver, kidney, pancreas, blood vessel, brain, cartilage, and blood cells. be able to. In general, for non-adherent cells, in recent years, a technique for modifying a cell membrane has been devised for adhesion fixation, and it can be used in the present invention by using such a technique as necessary. It is.
ここで、上述したような各組織は種々の機能をもつ細胞により形成されていることから、所望する細胞を選択し、使用する必要がある。例えば肝臓の場合、肝実質細胞以外にも上皮細胞、内皮細胞、クッパー細胞、繊維芽細胞、脂肪摂取細胞等から形成されることとなる。なおこの場合、細胞の種類により細胞接着阻害材料に対する接着阻害性が異なる為、細胞種に応じて、上記細胞接着阻害部に用いられる細胞接着阻害材料やその組成比の選択が必要となる。 Here, since each tissue as described above is formed by cells having various functions, it is necessary to select and use desired cells. For example, in the case of the liver, it is formed from epithelial cells, endothelial cells, Kupffer cells, fibroblasts, fat intake cells and the like in addition to liver parenchymal cells. In this case, since the adhesion inhibition property to the cell adhesion inhibiting material differs depending on the cell type, it is necessary to select the cell adhesion inhibiting material used in the cell adhesion inhibiting part and the composition ratio thereof depending on the cell type.
また、細胞を細胞接着部に接着させる方法としては、上記細胞接着部と細胞接着阻害部とを有する上記細胞培養用パターニング基板の上記細胞接着部のみに細胞を接着させることが可能な方法であれば特に限定されるものではない。例えばインクジェットプリンタやマニピュレータ等で細胞を接着させる方法等であってもよいが、細胞懸濁液を播種して上記細胞接着部に細胞を接着させた後、不要となった細胞接着阻害部上の細胞をリン酸バッファで洗浄し、細胞を除去する方法が一般的に用いられる。このような方法としては、例えば参考文献“Spatial distribution of mammalian cells dicated by material surface chemistry”,Kevin E.Healy 他,Biotech.Bioeng.(1994) p.792等に記載されている方法を用いること等ができる。 In addition, as a method for adhering cells to the cell adhesion part, it is possible to adhere cells only to the cell adhesion part of the cell culture patterning substrate having the cell adhesion part and the cell adhesion inhibition part. There is no particular limitation. For example, a method of adhering cells with an ink jet printer or a manipulator may be used, but after seeding the cell suspension and adhering the cells to the cell adhesion part, the cell adhesion inhibition part no longer needed A method of washing cells with a phosphate buffer and removing the cells is generally used. Such methods include, for example, the reference “Spatial distribution of mammalian cells dedicated by material surface chemistry”, Kevin E. Healy et al., Biotech. Bioeng. (1994) The method described in p.792 etc. can be used.
E.細胞培養用パターニング基板の製造方法
次に、本発明の細胞培養用パターニング基板の製造方法について説明する。本発明の細胞培養用パターニング基板の製造方法は、基材上に、細胞と接着することを阻害する細胞接着阻害性を有しかつエネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解または変性される細胞接着阻害材料を含有する細胞接着阻害層を形成する細胞接着阻害層形成工程と、
上記細胞接着阻害層と、光触媒を含有する光触媒含有層および基体を有する光触媒含有層側基板とを、上記細胞接着阻害層と上記光触媒含有層とが対向するように配置した後、所定の方向からエネルギー照射し、上記細胞接着阻害層中に含有される細胞接着阻害材料が分解または変性された細胞接着部と、上記細胞接着部以外の細胞接着阻害部とからなるパターンを形成するエネルギー照射工程と
を有するものである。
E. Next, the manufacturing method of the cell culture patterning substrate of the present invention will be described. The method for producing a patterning substrate for cell culture according to the present invention comprises a cell adhesion inhibitor that inhibits adhesion to cells on a substrate and is decomposed or denatured by the action of a photocatalyst associated with energy irradiation. A cell adhesion inhibition layer forming step of forming a cell adhesion inhibition layer containing a material;
After arranging the cell adhesion inhibition layer, the photocatalyst containing layer containing the photocatalyst and the photocatalyst containing layer side substrate having the base so that the cell adhesion inhibition layer and the photocatalyst containing layer face each other, from a predetermined direction An energy irradiation step of forming a pattern including a cell adhesion portion in which the cell adhesion inhibition material contained in the cell adhesion inhibition layer is decomposed or denatured and a cell adhesion inhibition portion other than the cell adhesion portion, which is irradiated with energy; It is what has.
本発明の細胞培養用パターニング基板の製造方法は、例えば図5に示すように、基材1上に少なくとも細胞接着阻害材料を含有する細胞接着阻害層を形成する細胞接着阻害層2を形成する細胞接着阻害層形成工程(図5(a))と、基体11および光触媒を含有する光触媒含有層12とを有する光触媒含有層側基板13を準備し、この細胞接着阻害層2および光触媒含有層12を対向させて配置し、例えばフォトマスク5等を用いてエネルギー6を照射し(図5(b))、エネルギーが照射された領域の細胞接着阻害層2中に含有される細胞接着阻害材料を分解または変性さた細胞接着部4と、エネルギー照射されておらず、細胞との接着性が低い細胞接着阻害部2´とを形成するエネルギー照射工程(図5(c))とを有するものである。
In the method for producing a patterning substrate for cell culture according to the present invention, for example, as shown in FIG. 5, cells that form a cell
本発明によれば、上記光触媒含有層側基板を用いてエネルギー照射することにより、容易に上記細胞接着阻害層中に含有される細胞接着阻害材料を分解または変性させることができ、高精細なパターン状に細胞接着部および細胞接着阻害部を形成することが可能となるのである。また、上記細胞接着阻害層中に光触媒が含有される必要がないことから、経時で光触媒が影響を及ぼすことのない、高品質な細胞培養用パターニング基板とすることができる。
以下、本発明の各工程について説明する。
According to the present invention, by irradiating energy using the photocatalyst-containing layer side substrate, the cell adhesion-inhibiting material contained in the cell adhesion-inhibiting layer can be easily decomposed or denatured, and a high-definition pattern It is possible to form the cell adhesion part and the cell adhesion inhibition part in a shape. Moreover, since it is not necessary to contain a photocatalyst in the cell adhesion-inhibiting layer, a high-quality patterning substrate for cell culture that does not affect the photocatalyst over time can be obtained.
Hereinafter, each process of the present invention will be described.
1.細胞接着阻害層形成工程
まず、本発明の細胞接着阻害層形成工程について説明する。本発明の細胞接着阻害層形成工程は、基材上に、細胞と接着することを阻害する細胞接着阻害性を有しかつエネルギー照射に伴う光触媒の作用により分解または変性される細胞接着阻害材料を含有する細胞接着阻害層を形成する工程である。本発明においては、少なくとも上記細胞接着阻害材料を含有する塗工液等を用いて、基材上に塗布することにより行うことができ、その塗布方法やその材料等については、特に限定されるものではないが、少なくともエネルギー照射された後に、細胞と接着性が良好な細胞接着性を有する細胞接着材料が含有されていることが好ましい。これにより、後述するエネルギー照射工程において、エネルギー照射された領域である細胞接着部の細胞との接着性を高いものとすることができ、高精細なパターン状に細胞を接着することが可能な細胞培養用パターニング基板とすることができるからである。
なお、本工程に用いられる細胞接着阻害材料、細胞接着材料、および基材や、細胞接着阻害層の形成方法については、上述した「B.パターニング用基板」の項で説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
1. Cell Adhesion Inhibition Layer Formation Step First, the cell adhesion inhibition layer formation step of the present invention will be described. The cell adhesion-inhibiting layer forming step of the present invention comprises a cell adhesion-inhibiting material having a cell adhesion-inhibiting property that inhibits adhesion to cells and decomposed or modified by the action of a photocatalyst accompanying energy irradiation on a substrate. It is a process of forming the cell adhesion inhibition layer to contain. In the present invention, it can be carried out by coating on a substrate using at least a coating solution containing the cell adhesion-inhibiting material, and the coating method and the material thereof are particularly limited. However, it is preferable that a cell adhesion material having cell adhesion with good adhesion to cells is contained at least after energy irradiation. Thereby, in the energy irradiation process to be described later, cells that can adhere to the cells of the cell adhesion part, which is the region irradiated with energy, can adhere to the cells in a high-definition pattern. It is because it can be set as the patterning board | substrate for culture | cultivation.
Note that the cell adhesion inhibiting material, cell adhesion material, and base material used in this step, and the method for forming the cell adhesion inhibiting layer are the same as those described in the above section “B. Patterning substrate”. Therefore, explanation here is omitted.
2.エネルギー照射工程
次に、本発明におけるエネルギー照射工程について説明する。本発明におけるエネルギー照射工程においては、上記細胞接着阻害層と、光触媒を含有する光触媒含有層および基体を有する光触媒含有層側基板とを、上記細胞接着阻害層と上記光触媒含有層とが対向するように配置した後、所定の方向からエネルギー照射し、上記細胞接着阻害層中に含有される細胞接着阻害材料が分解または変性された細胞接着阻害部と、上記細胞接着阻害部以外の細胞接着部とからなるパターンを形成する工程である。
2. Energy Irradiation Step Next, the energy irradiation step in the present invention will be described. In the energy irradiation step of the present invention, the cell adhesion-inhibiting layer, the photocatalyst-containing layer containing the photocatalyst, and the photocatalyst-containing layer-side substrate having the substrate are arranged so that the cell adhesion-inhibiting layer and the photocatalyst-containing layer face each other. The cell adhesion inhibiting part in which the cell adhesion inhibiting material contained in the cell adhesion inhibiting layer is decomposed or denatured, and cell adhesion parts other than the cell adhesion inhibiting part, Forming a pattern comprising:
本工程は、上述した細胞接着阻害層形成工程により形成された細胞接着阻害層と、上記光触媒含有層側基板の光触媒含有層とを対向させてエネルギーをパターン状に照射し、細胞接着阻害層中の細胞接着材料が分解または変性されて細胞との接着性を有する細胞接着部が形成されるものであれば、その方法等は特に限定されるものではない。
ここで、本工程に用いられる光触媒含有層側基板や、エネルギー照射の方法については、上述した「C.細胞培養用パターニング基板」の項で説明したようなものを用いることが可能であるので、ここでの詳しい説明は省略する。
In this step, the cell adhesion inhibition layer formed in the cell adhesion inhibition layer formation step described above and the photocatalyst containing layer of the photocatalyst containing layer side substrate are opposed to each other to irradiate energy in a pattern, As long as the cell adhesion material is decomposed or denatured to form a cell adhesion part having adhesion to cells, the method and the like are not particularly limited.
Here, as the photocatalyst-containing layer side substrate used in this step and the energy irradiation method, those described in the above-mentioned section “C. Patterning substrate for cell culture” can be used. Detailed explanation here is omitted.
F.細胞培養基板の製造方法
次に、本発明の細胞培養基板の製造方法について説明する。本発明の細胞培養基板の製造方法は、上記細胞培養用パターニング基板の製造方法により製造された細胞培養用パターニング基板の細胞接着部上に、細胞を接着させる細胞接着工程を有するものである。
F. Next, a method for producing a cell culture substrate of the present invention will be described. The method for producing a cell culture substrate of the present invention comprises a cell adhesion step for adhering cells on the cell adhesion part of the cell culture patterning substrate produced by the method for producing a cell culture patterning substrate.
本発明によれば、上記細胞培養用パターニング基板には、細胞接着阻害層上に細胞との接着性を有する細胞接着部と、細胞との接着性を有しない細胞接着阻害部とが形成されていることから、この細胞接着阻害層上に、細胞を塗布等することにより、容易に細胞接着部上にのみ細胞が接着した細胞培養基板を製造することができるのである。また、上記細胞培養用パターニング基板中に、光触媒が含有されている必要がないことから、経時で光触媒が細胞に影響を及ぼす可能性のないものとすることができ、高品質な細胞培養基板とすることができるのである。 According to the present invention, on the cell culture patterning substrate, a cell adhesion portion having adhesion to cells and a cell adhesion inhibition portion having no adhesion to cells are formed on the cell adhesion inhibition layer. Therefore, by applying cells or the like on the cell adhesion-inhibiting layer, a cell culture substrate having cells adhered only on the cell adhesion portion can be easily produced. In addition, since the photocatalyst does not need to be contained in the cell culture patterning substrate, the photocatalyst can be prevented from affecting the cells over time, and a high-quality cell culture substrate and It can be done.
ここで、本発明における細胞接着工程は、上記細胞接着部上に細胞を付着させることが可能な方法であれば、特に限定されるものではなく、上述した「D.細胞培養基板」の項で説明したような方法とすることができるので、ここでの詳しい説明は省略する。 Here, the cell adhesion step in the present invention is not particularly limited as long as it is a method capable of adhering cells on the cell adhesion part, and in the above-mentioned section “D. Cell culture substrate”. Since the method described above can be used, detailed description thereof is omitted here.
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。 The following examples illustrate the present invention more specifically.
[実施例1]
(細胞接着阻害層の形成)
イソプロピルアルコール3g、オルガノシランTSL8114(GE東芝シリコーン)0.4g、およびフルオロアルキルシランXC95-A9715(GE東芝シリコーン)0.1gを混合し、攪拌しながら20分間、100℃で加温した。この溶液をスピンコーティング法により予めアルカリ処理を施した厚さ0.7mmのガラス基板に塗布し、その基板を150℃の温度で10分間乾燥することにより、加水分解、重縮合反応を進行させ、膜厚が約40nmの、フルオロアルキル基を含むオルガノポリシロキサン層からなる細胞接着阻害層を基板上に形成し、パターニング用基板を形成した。
[Example 1]
(Formation of cell adhesion inhibition layer)
3 g of isopropyl alcohol, 0.4 g of organosilane TSL8114 (GE Toshiba Silicone), and 0.1 g of fluoroalkylsilane XC95-A9715 (GE Toshiba Silicone) were mixed and heated at 100 ° C. for 20 minutes with stirring. This solution is applied to a 0.7 mm thick glass substrate that has been previously alkali-treated by spin coating, and the substrate is dried at a temperature of 150 ° C. for 10 minutes to allow hydrolysis and polycondensation reactions to proceed. A cell adhesion inhibiting layer made of an organopolysiloxane layer containing a fluoroalkyl group and having a thickness of about 40 nm was formed on the substrate to form a patterning substrate.
(パターニング用基板のパターニング)
光触媒層が形成されたフォトマスクを、光触媒層と上記パターニング用基板の細胞接着阻害層が対向するように静置し、フォトマスク越しに水銀ランプにより6J/cm2(測定波長254nm)の紫外線照射を行い、未露光部が細胞接着阻害性で露光部が細胞接着性にパターン化された細胞接着性表面を有する細胞培養用パターニング基板を得た。
(Patterning of patterning substrate)
The photomask on which the photocatalyst layer is formed is allowed to stand so that the photocatalyst layer and the cell adhesion-inhibiting layer on the patterning substrate face each other, and 6 J / cm 2 (measurement wavelength 254 nm) is irradiated with ultraviolet rays through the photomask with a mercury lamp. Thus, a cell culture patterning substrate having a cell adhesive surface in which the unexposed part was patterned to inhibit cell adhesion and the exposed part was patterned to be cell adhesive was obtained.
(細胞接着工程)
各種組織に由来する細胞の培養実験手順については、例えば“組織培養の技術 第三版 基礎編”, 日本組織培養学会編,朝倉書店等にその詳細が述べられている。
本出願においては、ラット肝実質細胞を用いて基板を評価した。
まず、ラットより摘出した肝臓をシャーレに移してメスで5mm大に細分し、20mlのDMEM培地を加えてピペットで軽く懸濁した後、細胞濾過器で濾過した。得られた粗分散細胞浮遊液を500〜600rpmで90秒間遠心処理し、上清を吸引して除去した。残留した細胞に新たにDMEM培地を加えて再び遠心処理した。この操作を3回繰り返すことにより、ほぼ均一な肝実質細胞を得た。得られた肝実質細胞に、DMEM培地20mlを加えて懸濁し、肝実質細胞懸濁液を調製した。
次にWaymouth MB752/1培地(L-グルタミン含有、NaHCO3非含有) (ギブコ) 14.12gに蒸留水900mlを添加した。これにNaHCO3 2.24g、アンホテリシンB液(ICN)10ml、ペニシリンストレプトマイシン液(ギブコ)10mlを加えて攪拌した。これをpH7.4に調整した後、全量を1000mlとし、0.22μmのメンブレンフィルターで濾過滅菌したものをWaymouth MB752/1培地液とした。
先に作成した肝実質細胞懸濁液を、同じく作成したWaymouth MB752/1培地液に懸濁した上で、細胞接着部と細胞接着阻害部を有する、上述した細胞培養用パターニング基板上に播種した。この基板を37℃,5%CO2付与したインキュベータ内に24時間静置し、基板上全面に肝実質細胞を接着させた。この基板をPBSで2回洗浄することで非接着細胞や死細胞を除去した後、新しい培地液と交換した。培地液を交換しながら48時間まで細胞の培養を続け光学顕微鏡で細胞を観察したところ、細胞が細胞培養用パターニング基板上の細胞接着部に沿いながら接着している事を確認した。
(Cell adhesion process)
The details of the experimental procedure for culturing cells derived from various tissues are described in, for example, “Tissue Culture Technology 3rd Edition Basics”, Japanese Tissue Culture Society, Asakura Shoten, etc.
In this application, the substrate was evaluated using rat hepatocytes.
First, the liver extracted from the rat was transferred to a petri dish and subdivided into 5 mm pieces with a scalpel, 20 ml of DMEM medium was added, and the mixture was lightly suspended with a pipette and then filtered with a cell filter. The obtained coarsely dispersed cell suspension was centrifuged at 500 to 600 rpm for 90 seconds, and the supernatant was aspirated and removed. DMEM medium was newly added to the remaining cells and centrifuged again. By repeating this operation three times, almost uniform hepatocytes were obtained. To the obtained hepatocytes, 20 ml of DMEM medium was added and suspended to prepare a hepatocyte suspension.
Next, 900 ml of distilled water was added to 14.12 g of Waymouth MB752 / 1 medium (containing L-glutamine, not containing NaHCO 3 ) (Gibco). To this, 2.24 g of NaHCO 3 , 10 ml of amphotericin B solution (ICN) and 10 ml of penicillin streptomycin solution (Gibco) were added and stirred. After adjusting this to pH 7.4, the total volume was 1000 ml, and sterilized by filtration through a 0.22 μm membrane filter was used as the Waymouth MB752 / 1 medium solution.
The previously prepared liver parenchymal cell suspension was suspended in the same prepared Waymouth MB752 / 1 medium solution and then seeded on the above-mentioned cell culture patterning substrate having a cell adhesion part and a cell adhesion inhibition part. . The substrate was allowed to stand for 24 hours in an incubator with 37 ° C. and 5% CO 2, and hepatocytes were adhered to the entire surface of the substrate. The substrate was washed twice with PBS to remove non-adherent cells and dead cells, and then replaced with fresh medium. Cell culture was continued for 48 hours while exchanging the medium solution, and the cells were observed with an optical microscope. As a result, it was confirmed that the cells were adhered along the cell adhesion part on the cell culture patterning substrate.
[実施例2]
(細胞接着阻害層の形成)
イソプロピルアルコール6g、トルエン2g、オルガノシランTSL8114(GE東芝シリコーン)0.4g、およびポリ(2−メトキシエチル)アクリレート0.1gを混合し、攪拌しながら20分間、100℃で加温した。この溶液をスピンコーティング法により予めアルカリ処理を施した厚さ0.7mmのガラス基板に塗布し、その基板を150℃の温度で10分間乾燥することにより、加水分解、重縮合反応を進行させ、膜厚が約60nmの、フルオロアルキル基を含むオルガノポリシロキサン層を基板上に形成し、細胞接着阻害層を有するパターニング用基板とした。
[Example 2]
(Formation of cell adhesion inhibition layer)
6 g of isopropyl alcohol, 2 g of toluene, 0.4 g of organosilane TSL8114 (GE Toshiba Silicone) and 0.1 g of poly (2-methoxyethyl) acrylate were mixed and heated at 100 ° C. for 20 minutes with stirring. This solution is applied to a 0.7 mm thick glass substrate that has been previously alkali-treated by spin coating, and the substrate is dried at a temperature of 150 ° C. for 10 minutes to allow hydrolysis and polycondensation reactions to proceed. An organopolysiloxane layer containing a fluoroalkyl group having a film thickness of about 60 nm was formed on the substrate to obtain a patterning substrate having a cell adhesion inhibiting layer.
(パターニング用基板のパターニング)
光触媒層が形成されたフォトマスクを、光触媒層と上記パターニング用基板の細胞接着阻害層が相対するように静置し、フォトマスク越しに水銀ランプにより5J/cm2(測定波長254nm)の紫外線照射を行い、未露光部が細胞接着阻害性で露光部が細胞接着性にパターン化された細胞接着性表面を有する細胞培養用パターニング基板を得た。
(細胞接着工程)
実施例1と同様の手順で実験を行い、細胞が細胞培養用パターニング基板上の細胞接着部に沿いながら接着している事を確認した。
(Patterning of patterning substrate)
The photomask photocatalyst layer is formed, the photocatalyst layer and the cell adhesion layer of the patterned substrate is allowed to stand so as to face, ultraviolet irradiation of 5 J /
(Cell adhesion process)
Experiments were performed in the same procedure as in Example 1, and it was confirmed that the cells were adhered along the cell adhesion part on the cell culture patterning substrate.
[実施例3]
市販の直径35mmのプラスチックディッシュ(コーニング社製)の底面の中央部に、直径14mmの穴をあけた。続いて、厚さ約0.1mmのガラス基板を用いて上記実施例1と同様に、細胞培養用パターニング基板を形成し、この細胞培養用パターニング基板を21mm角に切断した。その後、切断された細胞培養用パターニング基板のガラス基板を、上記プラスチックディッシュに、接着剤KE45T(信越シリコーン社製)を用いて貼りつけた。
(細胞の接着)
上記プラスチックディッシュを、70%エタノールで滅菌し、PBSで洗浄した後、DMEM培地で洗浄した。その後、実施例1と同様に、細胞を培養したところ、細胞がプラスチックディッシュ内の細胞接着部に沿いながら接着している事を確認した。
[Example 3]
A hole with a diameter of 14 mm was made in the center of the bottom surface of a commercially available 35-mm diameter plastic dish (Corning). Subsequently, a cell culture patterning substrate was formed using a glass substrate having a thickness of about 0.1 mm in the same manner as in Example 1, and the cell culture patterning substrate was cut into 21 mm squares. Thereafter, the cut glass substrate of the cell culture patterning substrate was attached to the plastic dish using an adhesive KE45T (manufactured by Shin-Etsu Silicone).
(Cell adhesion)
The plastic dish was sterilized with 70% ethanol, washed with PBS, and then washed with DMEM medium. Then, when cells were cultured in the same manner as in Example 1, it was confirmed that the cells were adhered along the cell adhesion portion in the plastic dish.
[実施例4]
厚さ約0.1mmのガラス基板を用いて実施例2と同様に、細胞接着阻害層を有する細胞培養用パターニング基板を形成し、この細胞培養用パターニング基板を21mm角に切断した。その後、実施例3と同様の手順により、切断された細胞培養用パターニング基板のガラス基板を、上記プラスチックディッシュに貼りつけた。
(細胞の培養)
実施例3と同様の方法により、プラスチックディッシュ内で細胞を培養したところ、細胞がプラスチックディッシュ内の細胞接着部に沿いながら接着している事を確認した。
[Example 4]
A cell culture patterning substrate having a cell adhesion inhibition layer was formed in the same manner as in Example 2 using a glass substrate having a thickness of about 0.1 mm, and the cell culture patterning substrate was cut into 21 mm squares. Thereafter, the cut glass substrate of the cell culture patterning substrate was attached to the plastic dish by the same procedure as in Example 3.
(Cell culture)
When cells were cultured in a plastic dish by the same method as in Example 3, it was confirmed that the cells were adhered along the cell adhesion part in the plastic dish.
[実施例5]
(パターニング用基板の形成)
イソプロピルアルコール3g、オルガノシランTSL8114(GE東芝シリコーン)0.2g、およびPEG−シラン(Methoxypolyethylene glycol 5,000 trimethylsilyl ether、Fluka)0.2gを混合し、攪拌しながら20分間100℃で加温した。この溶液をスピンコーティング法により、洗浄済みガラス基板(厚さ0.7mm)上に塗布し、続いて上記基板を150℃で10分間加熱処理を行った。これにより、膜厚が160nmの、ポリエチレングリコールを含むオルガノポリシロキサン層からなる細胞接着阻害層が基板上に形成されたパターニング用基板を得た。
(パターニング用基板のパターニング、および細胞の接着)
実施例1と同様に、パターニング用基板のパターニングを行って、細胞培養用パターニング基板を形成した。その後、上記細胞培養用パターニング基板上に、実施例1と同様に細胞を接着させたところ、本実施例においても細胞が細胞培養用パターニング基板上の細胞接着部に沿って接着していることを確認した。
[Example 5]
(Formation of patterning substrate)
3 g of isopropyl alcohol, 0.2 g of organosilane TSL8114 (GE Toshiba Silicone), and 0.2 g of PEG-silane (Methoxypolyethylene glycol 5,000 trimethylsilyl ether, Fluka) were mixed and heated at 100 ° C. for 20 minutes with stirring. This solution was applied onto a cleaned glass substrate (thickness 0.7 mm) by spin coating, and then the substrate was subjected to heat treatment at 150 ° C. for 10 minutes. This obtained the patterning board | substrate with which the cell adhesion inhibition layer which consists of an organopolysiloxane layer containing polyethyleneglycol with a film thickness of 160 nm was formed on the board | substrate.
(Patterning of patterning substrate and cell adhesion)
In the same manner as in Example 1, the patterning substrate was patterned to form a cell culture patterning substrate. Thereafter, cells were adhered onto the cell culture patterning substrate in the same manner as in Example 1. As a result, it was confirmed that cells were adhered along the cell adhesion part on the cell culture patterning substrate in this example. confirmed.
[実施例6]
厚さ約0.1mmのガラス基板を用いて実施例5と同様に、細胞接着阻害層を有する細胞培養用パターニング基板を形成し、この細胞培養用パターニング基板を21mm角に切断した。その後、実施例3と同様の手順により、切断された細胞培養用パターニング基板のガラス基板を、上記プラスチックディッシュに貼りつけた。
(細胞の培養)
実施例3と同様の方法により、プラスチックディッシュ内で細胞を培養したところ、細胞がプラスチックディッシュ内の細胞接着部に沿いながら接着している事を確認した。
[Example 6]
A cell culture patterning substrate having a cell adhesion-inhibiting layer was formed in the same manner as in Example 5 using a glass substrate having a thickness of about 0.1 mm, and this cell culture patterning substrate was cut into 21 mm squares. Thereafter, the cut glass substrate of the cell culture patterning substrate was attached to the plastic dish by the same procedure as in Example 3.
(Cell culture)
When cells were cultured in a plastic dish by the same method as in Example 3, it was confirmed that the cells were adhered along the cell adhesion part in the plastic dish.
1 … 基板
2 … 細胞接着阻害層
2´… 細胞接着阻害部
3 … 遮光部
4 … 細胞接着部
5 … フォトマスク
6 … エネルギー
11… 基体
12… 光触媒含有層
13… 光触媒含有層側基板
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記基材上に遮光部が形成され、
前記細胞接着阻害層が、エネルギー照射される前から細胞と良好な接着性を有し、かつ、エネルギー照射された後にも、細胞と接着性を有する細胞接着材料を含有することを特徴とするパターニング用基板。 Cell adhesion-inhibiting layer comprising a substrate and a cell adhesion-inhibiting material which is formed on the substrate and has a cell adhesion-inhibiting property which inhibits adhesion to cells and which is denatured by the action of a photocatalyst associated with energy irradiation And
Shielding portion is formed on the substrate,
Patterning characterized in that the cell adhesion-inhibiting layer contains a cell adhesion material having good adhesion to cells before being irradiated with energy and having adhesion to cells even after being irradiated with energy. Substrate.
前記バインダが、主骨格が光触媒の光励起により分解されないような高い結合エネルギーを有するものであり、
前記基材上に遮光部が形成され、
前記細胞接着阻害層が、エネルギー照射される前から細胞と良好な接着性を有し、かつ、エネルギー照射された後にも、細胞と接着性を有する細胞接着材料を含有することを特徴とするパターニング用基板。 Contains a base material, a cell adhesion inhibitory material that is formed on the base material and has a cell adhesion inhibitory property that inhibits adhesion to cells and that is decomposed or modified by the action of a photocatalyst associated with energy irradiation, and a binder Cell adhesion inhibition layer
The binder has a high binding energy such that the main skeleton is not decomposed by photoexcitation of the photocatalyst,
Shielding portion is formed on the substrate,
Patterning characterized in that the cell adhesion-inhibiting layer contains a cell adhesion material having good adhesion to cells before being irradiated with energy and having adhesion to cells even after being irradiated with energy. Substrate.
前記細胞接着阻害層と、光触媒を含有する光触媒含有層および基体を有する光触媒含有層側基板とを、前記細胞接着阻害層と前記光触媒含有層とが対向するように配置した後、所定の方向からエネルギー照射し、前記細胞接着阻害層中に含有される細胞接着阻害材料が分解または変性された細胞接着部と、前記細胞接着部以外の細胞接着阻害部とからなるパターンを形成するエネルギー照射工程と
を有し、
前記基材上に遮光部が形成され、
前記細胞接着阻害層が、エネルギー照射される前から細胞と良好な接着性を有し、かつ、エネルギー照射された後にも、細胞と接着性を有する細胞接着材料を含有することを特徴とする細胞培養用パターニング基板の製造方法。 A cell adhesion inhibiting layer comprising a cell adhesion inhibiting layer containing a cell adhesion inhibiting material having a cell adhesion inhibiting property that inhibits adhesion to cells and denatured by the action of a photocatalyst associated with energy irradiation on a substrate. Forming process;
After arranging the cell adhesion inhibition layer, the photocatalyst containing layer containing the photocatalyst, and the photocatalyst containing layer side substrate having the base so that the cell adhesion inhibition layer and the photocatalyst containing layer face each other, from a predetermined direction An energy irradiation step of forming a pattern consisting of a cell adhesion portion in which the cell adhesion inhibition material contained in the cell adhesion inhibition layer is decomposed or denatured and a cell adhesion inhibition portion other than the cell adhesion portion; Have
Shielding portion is formed on the substrate,
A cell characterized in that the cell adhesion-inhibiting layer contains a cell adhesion material that has good adhesiveness with cells before being irradiated with energy and has adhesiveness with cells even after being irradiated with energy. A method for producing a patterning substrate for culture.
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