JP4883666B2 - Cultivation container and culturing unit - Google Patents

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JP4883666B2 JP2005017355A JP2005017355A JP4883666B2 JP 4883666 B2 JP4883666 B2 JP 4883666B2 JP 2005017355 A JP2005017355 A JP 2005017355A JP 2005017355 A JP2005017355 A JP 2005017355A JP 4883666 B2 JP4883666 B2 JP 4883666B2
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    • C12M41/36Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of concentration of biomass, e.g. colony counters or by turbidity measurements

Description

本発明は、例えば細胞などの生体試料を培養する培養用容器及び培養用ユニットに関する。   The present invention relates to a culture container and a culture unit for culturing biological samples such as cells.

一般に、例えばガラスまたはプラスチックで構成されたシャーレを培養用容器として用い、細胞などの生体試料を培養する方法として、シャーレ内に生体試料を配置し、このシャーレを生体試料が増殖するために十分な培養環境中で保存、維持することによって目的となる生体試料を培養するものがある。ここで、圧力や温度をかけることによって、より生体試料を生体環境に近い模擬環境で増殖させる方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2001−238663号公報
In general, as a method for culturing a biological sample such as cells using a petri dish made of glass or plastic as a culture container, a biological sample is placed in the petri dish, and the petri dish is sufficient for the biological sample to grow. Some cultivate target biological samples by storing and maintaining them in a culture environment. Here, a method of proliferating a biological sample in a simulated environment closer to the biological environment by applying pressure or temperature has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
JP 2001-238663 A

しかしながら上記従来の培養用容器には、以下の問題がある。すなわち、上記従来の培養用容器では、生体試料を培養した後で培養した試料の観察を行ったり、また観察時に生体試料に対して刺激を与えたりすることが必要なときに、培養した生体試料を刺激を与える機能を有する他の容器に移し換えたり、外部から刺激を与えたりする必要がある。このとき、培養環境からの移動による剥離などを伴う物理的な強大な負荷が生体試料にかかり、生体試料が破壊される場合がある。また、移し変えることによって温度やPH環境、周囲のイオン状態なども培養環境と著しく変化することによっても負荷が加わることで、より自然な環境での迅速な観察が困難であるという問題がある。
また、例えば生体試料に対して物理的刺激を与えることで細胞分裂を促して生体試料の培養を促進させるときに、容器を介して外部から例えば振動刺激のような刺激を与えるか、または容器を収納した装置そのものを加振などすることによって行っている。しかしながらこれらの方法では、生体試料に与える振動刺激を独立して制御することができず、一括に多様化した培養の促進を行うことが不可能である。
However, the conventional culture vessel has the following problems. That is, in the conventional culture container, the cultured biological sample is used when it is necessary to observe the cultured sample after culturing the biological sample or to stimulate the biological sample during observation. It is necessary to transfer to another container having a function of giving a stimulus or to give a stimulus from the outside. At this time, the physical sample may be subjected to a physical and heavy load accompanied by separation due to movement from the culture environment, and the biological sample may be destroyed. Moreover, there is a problem that rapid observation in a more natural environment is difficult because a load is applied by changing the temperature, PH environment, surrounding ion state, and the like significantly from the culture environment.
In addition, for example, when stimulating cell division by accelerating cell division by giving a physical stimulus to the biological sample, a stimulus such as a vibration stimulus is given from the outside through the vessel, or the vessel is This is done by vibrating the stored device itself. However, these methods cannot independently control the vibrational stimulus applied to the biological sample, and it is impossible to promote the culture diversified at once.

本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、培養後に生体試料を移し換えることなく培養から観察までを行うことができると共に、容器内にある生体試料に振動刺激をそれぞれ独立して与えることができる培養用容器及び培養用ユニットを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and can perform culture to observation without transferring the biological sample after culturing, and separately gives vibration stimulation to the biological sample in the container. It is an object to provide a culture container and a culture unit that can be used.

本発明は、前記課題を解決するために、以下の構成を採用した。すなわち、本発明にかかる培養用容器は、上面に培養対象となる試料を載置する試料載置部を備える培養用容器において、前記試料載置部の複数箇所に前記試料を載置可能な凹部が形成され前記凹部ごとに前記試料に対して独立して振動刺激を与えることが可能な振動刺激印加部が設けられていることを特徴とする。 The present invention employs the following configuration in order to solve the above problems. That is, the culture container according to the present invention is a culture container provided with a sample mounting part for mounting a sample to be cultured on the upper surface, and a concave part in which the sample can be placed at a plurality of locations of the sample mounting part. And a vibration stimulus applying unit capable of independently applying a vibration stimulus to the sample is provided for each of the recesses .

この発明によれば、試料を振動刺激印加部の上に載置することで、試料の底面に対して振動刺激印加部から振動刺激が与えられるので、試料の培養後に試料を他の容器に移し換えることなく観察を行うことができる。したがって、試料に対して物理的な負荷や環境変化による負荷を与えることなく自然な環境で培養後の観察を行うことが可能となる。また、各試料が同じ培液である同一環境内に載置された状態でも異なる振動刺激を与えることができ、振動刺激の強度のみによって各試料の培養状態が変化するので、誤差要因が小さくなり、より効率のよい培養試験を行うことができる。
ここで、培養対象となる複数の試料がそれぞれ異なる振動刺激印加部の上に載置されるように振動刺激印加部を形成すると、試料に対してそれぞれ独立して振動刺激を与えられるので、それぞれの試料に対して異なる強度の振動刺激を加えることや、複数の試料のうちの所望の試料のみに振動刺激を印加することができる。
また、試料が複数の振動刺激印加部の上に載置されるように振動刺激印加部を形成すると、例えば試料と接触している複数の振動刺激印加部のうちの一部から振動刺激を与えることによって、試料に対して部分的に振動刺激の印加を行うことができる。これにより、試料の培養促進のための局所的な振動刺激を与えることができる。また、複数の振動刺激印加部のそれぞれで所望の強度の振動刺激を試料に対して印加することで、試料に対して所望の強度分布を有する振動刺激を与えることができる。
According to this invention, since the vibration stimulus is applied from the vibration stimulus application unit to the bottom surface of the sample by placing the sample on the vibration stimulus application unit, the sample is transferred to another container after the sample is cultured. Observation can be performed without changing. Therefore, it is possible to perform observation after culturing in a natural environment without giving a physical load or a load due to environmental changes to the sample. In addition, different vibration stimuli can be applied even when each sample is placed in the same environment, which is the same medium, and the culture state of each sample changes only by the intensity of the vibration stimulus, so the error factor is reduced. A more efficient culture test can be performed.
Here, when the vibration stimulation application unit is formed so that a plurality of samples to be cultured are placed on different vibration stimulation application units, vibration stimulation can be applied to the samples independently. It is possible to apply vibration stimuli with different intensities to these samples, or to apply vibration stimuli only to a desired sample among a plurality of samples.
In addition, when the vibration stimulation application unit is formed so that the sample is placed on the plurality of vibration stimulation application units, for example, vibration stimulation is applied from a part of the plurality of vibration stimulation application units in contact with the sample. As a result, it is possible to partially apply a vibration stimulus to the sample. Thereby, the local vibration stimulation for the culture | cultivation promotion of a sample can be given. Further, by applying a vibration stimulus having a desired intensity to each of the plurality of vibration stimulus application units, a vibration stimulus having a desired intensity distribution can be applied to the sample.

また、本発明にかかる培養用容器は、底部と該底部の周縁部からほぼ垂直上方に向かって設けられた周壁部とを備え、前記底部の上面に前記試料載置部が一体的に形成されていることが好ましい。
この発明によれば、容器の外面に振動刺激印加部からの配線などを設け、培養用容器の外部から振動刺激印加部による刺激の強度を制御することができる。
Further, the culture container according to the present invention includes a bottom portion and a peripheral wall portion provided substantially vertically upward from a peripheral portion of the bottom portion, and the sample placement portion is integrally formed on the upper surface of the bottom portion. It is preferable.
According to the present invention, the wiring from the vibration stimulation application unit or the like is provided on the outer surface of the container, and the intensity of stimulation by the vibration stimulation application unit can be controlled from the outside of the culture container.

また、本発明にかかる培養用容器は、底部と、該底部の周縁部からほぼ垂直上方に向かって設けられた周壁部と、上面に前記試料載置部が設けられた試料載置部材とを備え、該試料載置部材が、前記底部に対して着脱自在に設けられていることが好ましい。
この発明によれば、振動刺激印加部が形成された試料載置部材を底部から着脱自在とすることで、培養用容器の適用範囲が広がる。
Further, the culture container according to the present invention includes a bottom, a peripheral wall provided substantially vertically upward from a peripheral edge of the bottom, and a sample placement member provided with the sample placement portion on an upper surface. It is preferable that the sample mounting member is provided detachably with respect to the bottom portion.
According to this invention, the application range of the culture vessel is expanded by making the sample mounting member on which the vibration stimulus applying unit is formed detachable from the bottom.

また、本発明にかかる培養用容器は前記振動刺激印加部が、前記試料載置部に互いが異なる2方向に等間隔で行列状となるように配置されているこが好ましい。
この発明によれば、複数の試料がそれぞれ異なる複数の振動刺激印加部の上に載置されるように振動刺激印加部を形成し、それぞれの試料に対して異なる強度の振動刺激を加えるときに、振動刺激を与えた箇所の特定が容易となる。以上より、試料に対して振動刺激を与える制御が容易となる。
In the culture container according to the present invention, it is preferable that the vibration stimulus applying unit is arranged on the sample mounting unit so as to form a matrix at equal intervals in two different directions.
According to the present invention, when the vibration stimulus application unit is formed so that the plurality of samples are placed on the plurality of different vibration stimulus application units, respectively, and vibration stimuli having different intensities are applied to the respective samples. This makes it easy to identify the location where vibration stimulation is applied. As described above, the control for applying the vibration stimulus to the sample becomes easy.

また、本発明にかかる培養用容器は、前記振動刺激印加部が、上面に載置された前記試料の生体情報を取得する活性センサを備えることが好ましい。
この発明によれば、振動刺激印加部上に試料を載置したときに、試料の生体情報を取得し、試料の衰弱状態などを確認しながら試料に対して振動刺激を与えることができる。これにより、より効率よく試料の培養を行うことができる。
In the culture container according to the present invention, it is preferable that the vibration stimulation application unit includes an activity sensor that acquires biological information of the sample placed on an upper surface.
According to the present invention, when a sample is placed on the vibration stimulation application unit, biological information of the sample can be acquired, and vibration stimulation can be applied to the sample while confirming the weak state of the sample. Thereby, a sample can be cultured more efficiently.

また、本発明にかかる培養用ユニットは、上記記載の培養用容器と、前記振動刺激印加部を駆動させて前記試料に対して刺激を与える駆動手段とを備えることを特徴とする。
この発明によれば、駆動手段がそれぞれの振動刺激印加部を駆動させることで、振動刺激印加部の上に載置された試料に対して直接振動刺激が与えられる。ここで、駆動手段が各振動刺激印加部に対して振動刺激の強度を適宜設定することにより、与える振動刺激の強度分布を形成することができる。
In addition, a culture unit according to the present invention includes the culture container described above and drive means for driving the vibration stimulus applying unit to give a stimulus to the sample.
According to the present invention, the driving means drives the respective vibration stimulation application units, so that the vibration stimulation is directly applied to the sample placed on the vibration stimulation application unit. Here, the intensity distribution of the vibration stimulus to be applied can be formed by appropriately setting the intensity of the vibration stimulus for each vibration stimulus application unit by the driving means.

この発明にかかる培養用容器及び培養用ユニットによれば、試料に対して直接振動刺激を与えることができ、試料の培養後に試料を他の容器に移し換えることなく観察を行うことができる。したがって、物理的な負荷や環境変化による負荷を試料に与えずに自然な環境で培養後の観察を行うことができる。また、複数の試料がそれぞれ異なる振動刺激印加部の上に載置されるように構成することで、複数の試料のそれぞれに対して異なる強度の振動刺激を印加することや、複数の試料のうちの所望の試料のみに振動刺激を印加することができる。そして、試料が複数の振動刺激印加部の上に載置されるように構成することで、試料に対して局所的に振動刺激を与えることや、試料に対して所望の強度分布を有する振動刺激を与えることができる。   According to the culture container and the culture unit according to the present invention, vibration stimulation can be directly applied to the sample, and observation can be performed without transferring the sample to another container after the sample is cultured. Therefore, observation after culturing can be performed in a natural environment without giving a physical load or a load due to environmental changes to the sample. In addition, by configuring the plurality of samples to be placed on different vibration stimulation application units, it is possible to apply vibration stimulation of different strengths to each of the plurality of samples, The vibration stimulus can be applied only to the desired sample. Then, by configuring the sample so as to be placed on a plurality of vibration stimulation application units, it is possible to give vibration stimulation locally to the sample or vibration stimulation having a desired intensity distribution to the sample. Can be given.

以下、本発明にかかる培養用容器及び培養用ユニットの第1の実施形態について、図1及び図2を参照しながら説明する。なお、本実施形態において、シャーレ(培養用容器)1は、細胞などの生体試料を培養するために用いられる培養用容器である。   Hereinafter, a first embodiment of a culture container and a culture unit according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. In the present embodiment, the petri dish (culture container) 1 is a culture container used for culturing biological samples such as cells.

本実施形態によるシャーレ1は、図1及び図2に示すように、表面上に培養対象となる試料Sを載置可能な底部11と、底部11の周縁部からほぼ垂直上方に向かって設けられた周壁部12とを備えている。
底部11は、ガラスによって構成され、上面が観測対象である試料Sを載置する試料載置部15となっており、行方向及び列方向に等間隔でマトリックス状となるように凹部16が形成されている。この凹部16は、その上面の面積が試料Sとほぼ同等となるように形成されている。また、底部11は、試料載置部15の複数箇所に試料Sに対して振動刺激を与える振動子(振動刺激印加部)17と、この振動子17に対して電流を流す導電パターン18と、試料Sの生体情報を検出する活性センサ19とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the petri dish 1 according to the present embodiment is provided on the surface on which a sample S to be cultured can be placed, and from the peripheral edge of the bottom 11 toward substantially vertically upward. And a peripheral wall portion 12.
The bottom portion 11 is made of glass, and the upper surface is a sample placement portion 15 on which the sample S to be observed is placed, and the recess portions 16 are formed so as to form a matrix at equal intervals in the row direction and the column direction. Has been. The recess 16 is formed so that the area of the upper surface thereof is substantially equal to that of the sample S. The bottom portion 11 includes a vibrator (vibration stimulus application section) 17 that applies vibration stimulation to the sample S at a plurality of locations on the sample placement section 15, a conductive pattern 18 that causes a current to flow through the vibrator 17, and And an activity sensor 19 for detecting biological information of the sample S.

振動子17は、圧電材料であるPZT(チタン酸ジルコン酸鉛)によって構成されており、底部11に形成された凹部16に配置されている。また、各振動子17の上に試料がそれぞれ載置されており、振動子17が試料Sに対して例えば振動振幅が10μm〜20μm、振動周波数が10Hz〜10MHzである振動刺激を与えるように構成されている。なお、この振動子17は、パターニングによって底部11と一体的に形成されている。また、振動子17には、PZTに限らず、ZnO(酸化亜鉛)など他の圧電材料を用いてもよい。   The vibrator 17 is made of PZT (lead zirconate titanate), which is a piezoelectric material, and is disposed in a recess 16 formed in the bottom 11. Further, a sample is placed on each transducer 17, and the transducer 17 is configured to give a vibration stimulus having a vibration amplitude of 10 μm to 20 μm and a vibration frequency of 10 Hz to 10 MHz to the sample S, for example. Has been. The vibrator 17 is formed integrally with the bottom 11 by patterning. The vibrator 17 is not limited to PZT, and other piezoelectric materials such as ZnO (zinc oxide) may be used.

導電パターン18は、透明電極であるITO(Indium Tin Oxide:酸化インジウムスズ)によって構成されており、振動子17と同様にパターニングによって底部11と一体的に形成されている。そして、この導電パターン18の一端は、底部11の周縁部に設けられたコネクタ21と電気的に接続されている。このコネクタ21は、後述する駆動手段31のコネクタ33に接続されることで、導電されて振動子17が振動するように構成されている。なお、試料載置部15の表面には、振動子17と試料Sとを電気的に絶縁するための絶縁層22が形成されている。また、導電パターン18には、ITOに限らず、他の導電性材料を用いてもよい。   The conductive pattern 18 is made of ITO (Indium Tin Oxide), which is a transparent electrode, and is formed integrally with the bottom 11 by patterning in the same manner as the vibrator 17. One end of the conductive pattern 18 is electrically connected to a connector 21 provided on the peripheral edge of the bottom 11. The connector 21 is configured to be electrically conductive and vibrate the vibrator 17 by being connected to a connector 33 of a driving unit 31 described later. An insulating layer 22 for electrically insulating the vibrator 17 and the sample S is formed on the surface of the sample mounting portion 15. The conductive pattern 18 is not limited to ITO, and other conductive materials may be used.

活性センサ19は、試料Sと接触する電極によって形成されており、試料Sの活性状況を電気的な信号として検出するように構成されている。また、この活性センサ19は、信号伝達パターン23を介してコネクタ21と電気的に接続されており、試料Sから得られた電気信号をコネクタ18から出力するように構成されている。
信号伝達パターン23は、導電パターン18と同様にパターニングによって底部11と一体的に形成されている。
The activity sensor 19 is formed by an electrode in contact with the sample S, and is configured to detect the activity state of the sample S as an electrical signal. The activity sensor 19 is electrically connected to the connector 21 through the signal transmission pattern 23 and is configured to output an electrical signal obtained from the sample S from the connector 18.
The signal transmission pattern 23 is formed integrally with the bottom portion 11 by patterning in the same manner as the conductive pattern 18.

上記シャーレ1には、図1に示すように、振動子17を駆動する駆動手段31に接続される。そして、シャーレ1と駆動手段31とによって培養用ユニット32が構成される。
この駆動手段31は、コネクタ21に接続可能なコネクタ33と、導電パターン18に流す電流量を制御する制御手段34とを備えている。そして、このコネクタ33とコネクタ21とを接続することによって、導電パターン18に電流を流すように構成されており、導電パターン18に電流を流すことによって、振動子17が圧電変換により振動する。また、この駆動手段31は、各振動子17に対してそれぞれ独立して接続され、各振動子17で異なる強度の振動刺激を発生させることができるように構成されている。
As shown in FIG. 1, the petri dish 1 is connected to driving means 31 that drives the vibrator 17. The petri dish 1 and the drive means 31 constitute a culture unit 32.
The driving unit 31 includes a connector 33 that can be connected to the connector 21 and a control unit 34 that controls the amount of current flowing through the conductive pattern 18. By connecting the connector 33 and the connector 21, current is passed through the conductive pattern 18, and when current is passed through the conductive pattern 18, the vibrator 17 vibrates due to piezoelectric conversion. The driving means 31 is connected to each transducer 17 independently, and is configured to be able to generate vibration stimuli with different intensities in each transducer 17.

次に、このシャーレ1の製造方法について、図を参照しながら説明する。
まず、ガラス基板41(図3(a)参照)の上面に、圧電材料であって振動電極膜となるPZT膜42をスパッタ成膜する(図3(b)参照)。そして、PZT膜42の上面に、レジストを塗布してレジスト膜43を形成し(図3(c)参照)、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングする(図3(d)参照)。その後、このレジスト膜43をマスクとしてPZT膜42のエッチングを行い、パターニングすることで、図2に示す振動子17を形成する(図4(a)参照)。なお、レジスト膜43として用いられるレジストは、ポジでもネガでもよい。その後、マスクとしたレジスト膜43を除去する。
Next, the manufacturing method of this petri dish 1 is demonstrated, referring a figure.
First, a PZT film 42 that is a piezoelectric material and serves as a vibrating electrode film is formed by sputtering on the upper surface of a glass substrate 41 (see FIG. 3A) (see FIG. 3B). Then, a resist is applied to the upper surface of the PZT film 42 to form a resist film 43 (see FIG. 3C), and patterning is performed using a photolithography technique (see FIG. 3D). Thereafter, the PZT film 42 is etched and patterned using the resist film 43 as a mask, thereby forming the vibrator 17 shown in FIG. 2 (see FIG. 4A). The resist used as the resist film 43 may be positive or negative. Thereafter, the resist film 43 used as a mask is removed.

続いて、ガラス基板41及びPZT膜42の上面にレジストを塗布してレジスト膜44を形成し(図4(b)参照)、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングすることで、レジスト膜44にガラス基板41またはPZT膜42に至る貫通孔44aを形成する(図4(c)参照)。そして、貫通孔44aを充填するように、レジスト膜44の上面に、導電性材料であるITO膜45をスパッタ成膜する(図4(d)参照)。その後、リフトオフを行うことによって、レジスト膜44及びレジスト膜44の上面に形成されたITO膜45を除去し、図2に示す導電パターン18及び信号伝達パターン23と、図1に示すコネクタ21に電気的に接続される取り出し電極とを形成する(図5(a)参照)。なお、ITO膜45を、蒸着によって形成してもよい。また、レジスト膜44として用いられるレジストは、上述と同様に、ポジでもネガでもよい。   Subsequently, a resist is applied to the upper surfaces of the glass substrate 41 and the PZT film 42 to form a resist film 44 (see FIG. 4B), and patterning is performed using a photolithography technique, whereby the resist film 44 is formed on the glass substrate. A through hole 44a reaching 41 or the PZT film 42 is formed (see FIG. 4C). Then, an ITO film 45, which is a conductive material, is formed by sputtering on the upper surface of the resist film 44 so as to fill the through hole 44a (see FIG. 4D). Thereafter, by performing lift-off, the resist film 44 and the ITO film 45 formed on the upper surface of the resist film 44 are removed, and the conductive pattern 18 and the signal transmission pattern 23 shown in FIG. 2 and the connector 21 shown in FIG. And an extraction electrode connected to each other (see FIG. 5A). The ITO film 45 may be formed by vapor deposition. The resist used as the resist film 44 may be positive or negative as described above.

次に、ガラス基板41、PZT膜42及びITO膜45の上面に、絶縁材料である二酸化シリコン(SiO)膜46をスパッタ成膜する(図5(b)参照)。さらに、SiO膜46の上面にレジストを塗布してレジスト膜47を形成し(図5(c)参照)、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングする(図5(d)参照)。そして、このレジスト膜47マスクとしてSiO膜46のエッチングを行い、パターニングすることで、図2に示す絶縁層22を形成する(図6(a)参照)。なお、SiO膜46を、蒸着やCVD(Chemical Vapor Deposition:化学蒸着)法によって形成してもよい。また、レジスト膜47として用いられるレジストは、上述と同様に、ポジでもネガでもよい。その後、レジスト膜47を除去する(図6(b)参照)。 Next, a silicon dioxide (SiO 2 ) film 46, which is an insulating material, is formed by sputtering on the glass substrate 41, the PZT film 42, and the ITO film 45 (see FIG. 5B). Further, a resist is applied on the upper surface of the SiO 2 film 46 to form a resist film 47 (see FIG. 5C), and patterning is performed using a photolithography technique (see FIG. 5D). Then, the insulating layer 22 shown in FIG. 2 is formed by etching and patterning the SiO 2 film 46 as the resist film 47 mask (see FIG. 6A). The SiO 2 film 46 may be formed by vapor deposition or CVD (Chemical Vapor Deposition). The resist used as the resist film 47 may be positive or negative as described above. Thereafter, the resist film 47 is removed (see FIG. 6B).

続いて、ガラス基板41、ITO膜45及びSiO膜46の上面に、レジストを塗布してレジスト膜48を形成し(図6(c)参照)、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングすることで、レジスト膜48にガラス基板41またはITO膜45に至る貫通孔48aを形成する(図6(d)参照)。そして、貫通孔48aを充填するように、レジスト膜48の上面に、導電性材料であるPt(プラチナ)膜49をスパッタ成膜し(図7(a)参照)、リフトオフを行うことによって、レジスト膜48及びレジスト膜48の上面に形成されたPt膜49を除去し、図2に示す活性センサ19と、図1に示すコネクタ21に電気的に接続される取り出し電極とを形成する(図7(b)参照)。なお、Pt膜49を、蒸着によって形成してもよい。また、レジスト膜48として用いられるレジストは、上述と同様に、ポジでもネガでもよい。 Subsequently, a resist is applied to the upper surfaces of the glass substrate 41, the ITO film 45, and the SiO 2 film 46 to form a resist film 48 (see FIG. 6C), and patterning is performed using a photolithography technique. A through hole 48a reaching the glass substrate 41 or the ITO film 45 is formed in the resist film 48 (see FIG. 6D). Then, a Pt (platinum) film 49, which is a conductive material, is formed by sputtering on the upper surface of the resist film 48 so as to fill the through hole 48a (see FIG. 7A), and lift-off is performed. The Pt film 49 formed on the upper surface of the film 48 and the resist film 48 is removed, and the active sensor 19 shown in FIG. 2 and the extraction electrode electrically connected to the connector 21 shown in FIG. 1 are formed (FIG. 7). (See (b)). Note that the Pt film 49 may be formed by vapor deposition. The resist used as the resist film 48 may be positive or negative as described above.

次に、ガラス基板41、SiO膜46及びPt膜49の上面に、ポリイミドなどのレジストを塗布することによって形成された保護層50を設け(図7(c)参照)、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングすることで、図1及び図2に示す凹部16を形成する(図7(d)参照)。以上のようにしてシャーレ1を製造する。 Next, a protective layer 50 formed by applying a resist such as polyimide is provided on the upper surface of the glass substrate 41, the SiO 2 film 46, and the Pt film 49 (see FIG. 7C), and a photolithography technique is used. Then, the recess 16 shown in FIGS. 1 and 2 is formed (see FIG. 7D). The petri dish 1 is manufactured as described above.

以上のように構成されたシャーレ1及び培養用ユニット32を用いた試料Sの培養方法について説明する。
まず、試料載置部15上に細胞を配置して培液中で活性状態を保つ。そして、コネクタ21を駆動手段31のコネクタ33に接続した状態で、制御手段34で振動子17に電流を流すことによって試料Sに対して所望の強度を有する振動刺激を与える。このとき、活性センサ19で試料Sの活性状況を確認しながら与える振動刺激の強度を調節したり、衰弱している試料Sに対する振動刺激の印加を中止したりする。
シャーレ1による培養後に培養した試料Sの観察を行うときには、シャーレ1を周知の光学顕微鏡のステージ上に載置して観察を行う。ここで、試料Sに対して振動刺激を与えながら光学顕微鏡による観察を行ってもよい。
A method for culturing the sample S using the petri dish 1 and the culture unit 32 configured as described above will be described.
First, cells are placed on the sample placement unit 15 and kept active in the culture medium. In a state where the connector 21 is connected to the connector 33 of the driving means 31, a vibration stimulus having a desired strength is applied to the sample S by causing the control means 34 to pass a current through the vibrator 17. At this time, the intensity of the vibration stimulus applied while checking the activity state of the sample S with the activity sensor 19 is adjusted, or the application of the vibration stimulus to the weakened sample S is stopped.
When observing the sample S cultured after culturing with the petri dish 1, the petri dish 1 is placed on a stage of a known optical microscope for observation. Here, observation with an optical microscope may be performed while applying vibration stimulation to the sample S.

以上のように構成されたシャーレ1及び培養用ユニット32によれば、試料Sの裏面から試料Sに対して直接振動刺激を与えることができ、試料Sの培養後に試料Sを他の容器に移し換えることなく観察を行うことができる。したがって、物理的な負荷や環境変化による負荷を試料Sに与えずに自然な環境で培養後の観察を行うことができる。   According to the petri dish 1 and the culture unit 32 configured as described above, vibration stimulation can be directly applied to the sample S from the back surface of the sample S, and the sample S is transferred to another container after the sample S is cultured. Observation can be performed without changing. Therefore, observation after culture can be performed in a natural environment without applying a physical load or a load due to environmental changes to the sample S.

また、複数の試料Sがそれぞれ異なる振動子17の上に載置されるので、各試料Sに対してそれぞれ異なる強度の振動刺激を印加することや、所望の試料Sのみに振動刺激を印加することができる。ここで、各試料Sが同じ培液である同一環境内に載置された状態で異なる振動刺激を与えることができるので、振動刺激の強度のみによって各試料Sの培養状態が変化するので、誤差要因が小さくなり、より効率のよい培養試験を行うことができる。   In addition, since the plurality of samples S are placed on different vibrators 17, vibration stimuli having different strengths are applied to the respective samples S, or vibration stimuli are applied only to the desired sample S. be able to. Here, since each sample S can be applied with different vibration stimuli while being placed in the same environment as the same culture solution, the culture state of each sample S changes only depending on the intensity of the vibration stimulus. Factors are reduced, and more efficient culture tests can be performed.

次に、本発明にかかる測定用容器の第2の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、上記実施形態で説明した構成要素には同一符号を付し、その説明を省略する。
第2の実施形態と第1の実施形態との異なる点は、第1の実施形態では、試料載置部15が底部11に設けられているのに対して、第2の実施形態のシャーレ51では、試料載置部15が底部52に着脱自在に設けられた試料載置板(試料載置部材)53に設けられている点である。
Next, a second embodiment of the measurement container according to the present invention will be described. In the following description, the same reference numerals are given to the components described in the above embodiment, and the description thereof is omitted.
The difference between the second embodiment and the first embodiment is that, in the first embodiment, the sample mounting portion 15 is provided on the bottom portion 11, whereas the petri dish 51 of the second embodiment is different. Then, the sample mounting part 15 is provided in the sample mounting board (sample mounting member) 53 provided in the bottom part 52 so that attachment or detachment was possible.

すなわち、本実施形態のシャーレ51は、図8及び図9に示すように、底部52と周縁部からほぼ垂直上方に向かって設けられた周壁部54とを有するシャーレ本体55と、シャーレ本体55の内部に着脱自在に設けられた試料載置板53とを備えている。
試料載置板53には、上述した第1の実施形態と同様に、各振動子17と導電パターン18を介して接続される配線ケーブル56が外部に露出して設けられている。そして、この配線ケーブル56の先端は、上述したコネクタ33に接続可能となっている。
That is, as shown in FIGS. 8 and 9, the petri dish 51 of the present embodiment includes a petri dish body 55 having a bottom part 52 and a peripheral wall part 54 provided substantially vertically upward from the peripheral part. And a sample mounting plate 53 provided detachably inside.
Similar to the first embodiment described above, a wiring cable 56 connected to each transducer 17 via the conductive pattern 18 is provided on the sample mounting plate 53 so as to be exposed to the outside. The distal end of the wiring cable 56 can be connected to the connector 33 described above.

本実施形態のシャーレ51を用いて試料Sを培養する際には、まずシャーレ本体55に試料載置板53を沈降させる。その後、配線ケーブル56の先端を培養用ユニット32のコネクタ33に接続し、上述した第1の実施形態と同様にして試料Sの培養を行う。そして、培養後に観察を行うときも上述と同様にすることで行う。   When culturing the sample S using the petri dish 51 of the present embodiment, the sample mounting plate 53 is first settled in the petri dish body 55. Thereafter, the tip of the wiring cable 56 is connected to the connector 33 of the culture unit 32, and the sample S is cultured in the same manner as in the first embodiment described above. And also when observing after culture | cultivation, it carries out by carrying out similarly to the above-mentioned.

以上のように構成されたシャーレ51によれば、上述した第1の実施形態と同様の作用、効果を有するが、試料載置板53をシャーレ本体55に対して着脱自在とすることによってシャーレ本体55をディスポーザブルとすることができる。   The petri dish 51 configured as described above has the same operations and effects as those of the first embodiment described above, but the petri dish body is made detachable from the petri dish body 55. 55 can be made disposable.

なお、本発明の技術範囲は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態において、図10に示すように、振動子61の上面の面積が試料Sに対して小さくなるように形成されると共に複数の振動子61上に試料Sが載置されるように構成したシャーレ62であってもよい。このようにすると、例えば複数の振動子61のうちの一部から振動刺激を与えることによって、試料Sに対して部分的に振動刺激を印加することができる。これにより、試料Sの培養促進のための局所的な振動刺激を与えることができる。また、振動子61のそれぞれで所望の強度の振動刺激を試料Sに対して印加することで、試料Sに対して所望の強度分布を有する振動刺激を与えることができる。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above embodiment, as shown in FIG. 10, the area of the upper surface of the vibrator 61 is formed so as to be smaller than the sample S, and the sample S is placed on the plurality of vibrators 61. The petri dish 62 configured as described above may be used. In this way, for example, a vibration stimulus can be partially applied to the sample S by giving a vibration stimulus from a part of the plurality of vibrators 61. Thereby, the local vibration stimulation for culture | cultivation promotion of the sample S can be given. Moreover, by applying a vibration stimulus having a desired intensity to each of the vibrators 61 to the sample S, a vibration stimulus having a desired intensity distribution can be applied to the sample S.

また、試料載置部において所望の位置に試料を載置させるために、試料を載置させる所望の位置に例えば金薄膜による地台を設けてもよい。このようにすることで、試料と地台との間で金−チオール反応によって試料のSH基と地台との結合を促進させて地台を設けた所望位置に試料が載置されやすくなる。また、試料を載置させる所望の位置を除いて、試料と結合しにくい疎液膜を形成してもよい。このようにすることで、試料載置部の所望の位置以外に試料が載置されることを抑制する。   Further, in order to place the sample at a desired position in the sample placing portion, a base made of, for example, a gold thin film may be provided at a desired position where the sample is placed. By doing in this way, a coupling | bonding with the SH group of a sample and a base is promoted by gold-thiol reaction between a sample and a base, and it becomes easy to mount a sample in the desired position which provided the base. Further, a lyophobic film that is difficult to bond with the sample may be formed except for a desired position where the sample is placed. By doing in this way, it suppresses that a sample is mounted in places other than the desired position of a sample mounting part.

本発明の第1の実施形態にかかる観測用ユニットを示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the unit for observation concerning the 1st Embodiment of this invention. 図1のシャーレを示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the petri dish of FIG. 図1のシャーレの製造工程を説明する概略断面図である。It is a schematic sectional drawing explaining the manufacturing process of the petri dish of FIG. 図3に続く、図1のシャーレの製造工程を説明する概略断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating a manufacturing process of the petri dish of FIG. 1 following FIG. 3. 図4に続く、図1のシャーレの製造工程を説明する概略断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating the manufacturing process of the petri dish of FIG. 1 following FIG. 4. 図5に続く、図1のシャーレの製造工程を説明する概略断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating the manufacturing process of the petri dish of FIG. 1 following FIG. 5. 図6に続く、図1のシャーレの製造工程を説明する概略断面図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating the manufacturing process of the petri dish of FIG. 1 following FIG. 6. 本発明の第2の実施形態にかかる観測用ユニットを示す概略平面図である。It is a schematic plan view which shows the unit for observation concerning the 2nd Embodiment of this invention. 図8のシャーレを示す概略部分断面図であるIt is a general | schematic fragmentary sectional view which shows the petri dish of FIG. 本発明の実施形態以外の、本発明を適用可能なシャーレを示す部分拡大平面図である。It is the elements on larger scale which show the petri dish which can apply this invention other than embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1、51、62 シャーレ(培養用容器)
11、52 底部
12、54 周壁部
15 試料載置部
17、61 振動子(刺激印加部)
19 活性センサ
31 駆動手段
32 培養用ユニット
53 試料載置板(試料載置部材)
S 試料
1, 51, 62 Petri dish (culture container)
11, 52 Bottom portion 12, 54 Peripheral wall portion 15 Sample placement portion 17, 61 Vibrator (stimulation application portion)
19 activity sensor 31 driving means 32 culture unit 53 sample mounting plate (sample mounting member)
S sample

Claims (6)

上面に培養対象となる試料を載置する試料載置部を備える培養用容器において、
前記試料載置部の複数箇所に前記試料を載置可能な凹部が形成され前記凹部ごとに前記試料に対して独立して振動刺激を与えることが可能な振動刺激印加部が設けられていることを特徴とする培養用容器。
In a culture vessel provided with a sample placement part for placing a sample to be cultured on the upper surface,
Concave portions in which the sample can be placed are formed at a plurality of locations on the sample placement portion, and a vibration stimulus applying unit capable of independently applying a vibration stimulus to the sample is provided for each of the recess portions . A culture vessel characterized by that.
底部と該底部の周縁部からほぼ垂直上方に向かって設けられた周壁部とを備え、
前記底部の上面に前記試料載置部が一体的に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の培養用容器。
A bottom portion and a peripheral wall portion provided substantially vertically upward from a peripheral portion of the bottom portion;
2. The culture container according to claim 1, wherein the sample mounting portion is integrally formed on the upper surface of the bottom portion.
底部と、該底部の周縁部からほぼ垂直上方に向かって設けられた周壁部と、上面に前記試料載置部が設けられた試料載置部材とを備え、
該試料載置部材が、前記底部に対して着脱自在に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の培養用容器。
A bottom portion, a peripheral wall portion provided substantially vertically upward from a peripheral portion of the bottom portion, and a sample placement member provided with the sample placement portion on an upper surface,
2. The culture container according to claim 1, wherein the sample mounting member is detachably provided on the bottom.
前記振動刺激印加部が、前記試料載置部に互いが異なる2方向に等間隔で行列状となるように配置されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の培養用容器。   The said vibration stimulation application part is arrange | positioned at the said sample mounting part so that it may become a matrix form at equal intervals in two mutually different directions. Culture container. 前記振動刺激印加部が、上面に載置された前記試料の生体情報を取得する活性センサを備えることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の培養用容器。   The culture vessel according to any one of claims 1 to 4, wherein the vibration stimulation application unit includes an activity sensor that acquires biological information of the sample placed on an upper surface. 請求項1から5のいずれか1項に記載の培養用容器と、前記振動刺激印加部を駆動させて前記試料に対して振動刺激を与える駆動手段とを備えることを特徴とする培養用ユニット。   A culture unit comprising: the culture container according to any one of claims 1 to 5; and a driving unit that drives the vibration stimulation application unit to apply vibration stimulation to the sample.
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JPH07184686A (en) * 1993-12-28 1995-07-25 Nec Corp Method for measuring cell activity
AU2002216206B2 (en) * 2000-12-22 2007-10-04 Keele University Culturing tissue using magnetically generated mechanical stresses
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