JP5570418B2 - 細胞外代謝系を使用して生物学的試験系に対する気体媒質の影響を分析する方法と、その方法を実行するための機器 - Google Patents
細胞外代謝系を使用して生物学的試験系に対する気体媒質の影響を分析する方法と、その方法を実行するための機器 Download PDFInfo
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Description
本発明は例えば、以下の項目を提供する:
(項目1)
細胞外代謝系を使用して生物学的試験系(28)に対する気体媒質の影響を分析するための方法であって、
透過性キャリア(30)上で生物学的試験系(28)を培養するステップと、
該生物学的試験系(28)の上に暴露環境を形成するために、該生物学的試験系(28)の表面の上に該気体媒質を誘導するステップと、
該細胞外代謝系を保存媒質に添加するステップと、
該細胞外代謝系が該透過性キャリア(30)を介してのみ通過し、該生物学的試験系(28)が細胞外代謝系で溢れさせられないように、該透過性キャリア(30)の下の該細胞外代謝系を含む保存媒質を、該透過性キャリア(30)に接触させて配置するステップと
を含む、方法。
(項目2)
前記細胞外代謝系を含む保存媒質に作用する特定の圧力を規定することによって、該保存媒質に添加される該細胞外代謝系の前記透過性キャリア(30)を介する通過を調節する追加のステップを特徴とする、項目1に記載の方法。
(項目3)
前記細胞外代謝系を含む保存媒質に作用する前記圧力は、該細胞外代謝系が前記透過性キャリア(30)を通過するが、前記生物学的試験系(28)が、該胞外代謝系を含む保存媒質によって溢れさせられないように、選択されることを特徴とする、項目2に記載の方法。
(項目4)
前記生物学的試験系(28)のすぐ近くにおける特定の温度を規定することによって、および/または該生物学的試験系(28)の表面の上における前記気体媒質の蒸気の特定の流速を規定することによって、前記培養(28)の上の蒸発速度を調節する追加のステップを特徴とする、項目1から3のいずれかに記載の方法。
(項目5)
項目1から4のいずれか1つに記載の方法を実行するための暴露機器(10)であって、
その上で生物学的試験系(28)が培養される少なくとも1つの透過性キャリア(30)と、
該生物学的試験系(28)の上で暴露環境を形成するために、該生物学的試験系(28)の表面の上に気体媒質を送ることが可能である少なくとも1つの供給システム(52)と、
細胞外代謝系を含む保存媒質を収容し、かつ該細胞外代謝系を含む保存媒質が、該透過性キャリア(30)の下側に直接接触するように設計される送達システム(24、40)と
を備え、
該透過性キャリア(30)は、該透過性キャリア(30)が、該細胞外代謝系を含む保存媒質を、該暴露環境から物理的に分離するように、該暴露機器(10)の内部に設計および配置され、
該細胞外代謝系を含む保存媒質は、規定の圧力による規定の方式で、該透過性キャリア(30)を通ってのみ押し出されることが可能であり、具体的には、該細胞外代謝系を含む保存媒質が、該透過性キャリア(30)を通過するが、該生物学的試験系(28)が、該細胞外代謝系を含む保存媒質によって溢れさせられないように、押し出されることが可能である、
暴露機器(10)。
(項目6)
前記送達システム(24、40)は、前記供給システム(50、52)および暴露環境から密封され、前記細胞外代謝系を含む保存媒質は、規定の条件下において、前記透過性キャリア(30)を通ってのみ該暴露環境と接触可能であることを特徴とする、項目5に記載の暴露機器(10)。
(項目7)
前記規定の圧力は、静水学的に、または少なくとも1つのポンプまたはいくつかの他の圧力生成手段によって設定可能であることを特徴とする、項目5に記載の暴露機器(10)。
(項目8)
前記送達システム(24、40)は、そこに収容される前記細胞外代謝系を含む保存媒質が、分析時間中に、該送達システム(24、40)にとどまるように設計されることを特徴とする、項目5から7のいずれかに記載の暴露機器(10)。
(項目9)
前記透過性キャリア(30)は、一方では、前記生物学的試験系(28)を収容することが可能であり、他方では、気相、つまり前記暴露環境を、液相、つまり前記細胞外代謝系を含む保存媒質から分離することが可能であるように設計されることを特徴とする、項目5から8のいずれかに記載の暴露機器(10)。
(項目10)
排出システム(60)が提供され、それによって、前記暴露環境が、規定の時間の間、前記暴露機器(10)の中に存在した後に、該暴露機器(10)から除去可能であることを特徴とする、項目5から9のいずれかに記載の暴露機器(10)。
(項目11)
前記供給システム(50、52)および/または排出システム(60)は、前記気体媒質が、低圧力システムまたは過圧システムによって、制御された方式で前記暴露機器(10)を通り中継され得るように設計されることを特徴とする、項目5から10のいずれかに記載の暴露機器(10)。
(項目12)
除去システム(44)が提供され、それによって、前記細胞外代謝系を含む保存媒質は、規定の保持時間の間、前記暴露機器(10)に存在した後に該暴露機器(10)から除去され得ることを特徴とする、項目5から11のいずれかに記載の暴露機器(10)。
(項目13)
前記送達システム(24、40)および除去システム(44)は、そこに収容される前記細胞外代謝系を含む保存媒質が、連続流または脈動流で、送達システム(24、40)および除去システム(44)を通って送られるように設計され、この目的のために、好ましくは少なくとも1つのポンプが提供される、項目12に記載の暴露機器(10)。
(項目14)
少なくとも1つの加熱機器(20、48)が提供され、それによって、前記暴露機器(10)の温度は、全体的または部分的に制御可能であることを特徴とする、項目5から13のいずれかに記載の暴露機器(10)。
(項目15)
前記生物学的試験系(28)は、真核生物培養物、特に、細胞株、初代細胞分離株、組織切片、共培養物等の再構成組織、もしくは遺伝子組み換え細胞、または原核生物培養物であることを特徴とする、項目5から14のいずれかに記載の暴露機器(10)。
(項目16)
前記暴露機器(10)は、細胞ベースのセンサアレイと組み合わせられることを特徴とする、項目5から15のいずれかに記載の暴露機器(10)。
(項目17)
たばこ煙もしくはその同等物において、または排出ガスにおいて、好ましくは、自動車排気ガスもしくは産業排気ガスにおいて、少なくとも1つの生物学的試験系(28)を暴露するための、項目1から4のいずれかに記載の方法または項目5から16のいずれかに記載の暴露機器(10)の適用。
(項目18)
環境大気、作業大気、または室内大気を分析するための、項目1から4のいずれかに記載の方法または項目5から16のいずれかに記載の暴露機器(10)の適用。
(項目19)
製品安全性、消費者保護、医薬開発、生産監視、または医療技術の分野における生物学的試験系(28)に対する気体媒質の影響を分析するための、項目1から4のいずれかに記載の方法または項目5から16のいずれかに記載の暴露機器(10)の適用。
(項目20)
生物学的試験系(28)に対する気体媒質の影響を分析するととともに、規制ガイドライン、好ましくは、OECDガイドラインに準拠するための、項目1から4のいずれかに記載の方法または項目5から16のいずれかに記載の暴露機器(10)の適用。
(項目21)
生物学的試験系(28)に対する気体媒質の影響を分析するため、具体的には、毒物学的影響、免疫調節もしくは免疫毒性影響、または他の生物学的もしくは毒物学的に関連する細胞変化を分析するための、項目1から4のいずれかに記載の方法または項目5から16のいずれかに記載の暴露機器(10)の適用。
−透過性キャリア上で生物学的試験系を培養するステップと、
−生物学的試験系の上に暴露環境を形成するために、生物学的試験系の表面の上に気体媒質を誘導するステップと、
−細胞外代謝系を保存媒質に添加するステップと、
−細胞外代謝系が透過性キャリアを介してのみ通過し、生物学的試験系が細胞外代謝系で溢れさせられないように、透過性キャリアの下の細胞外代謝系を含む保存媒質を、透過性キャリアに接触にさせて配置するステップと、
を包含する。
a)暴露環境と生物学的試験系との間に直接的かつ非遮断的接触が確立される。
b)暴露環境と細胞外代謝系との間に接触が確立される。
c)暴露環境の細胞外代謝系との代謝反応の反応生成物が、生物学的試験系にアクセスできる。
d)保存媒質が、生物学的試験系にアクセスできる。
e)生物学的試験系の活力が保証される。
−細胞外代謝系を含む保存媒質に作用する特定の圧力を規定することによって、保存媒質に添加される細胞外代謝系の透過性キャリアを介する通過を調節する追加のステップ
を特徴とする。
−生物学的試験系のすぐ近くにおける特定の温度を規定することによって、および/または生物学的試験系の表面の上における気体媒質の蒸気の特定の流速を規定することによって、生物学的試験系の上の蒸発速度を調節する追加のステップ、
を特徴とする。
−その上で生物学的試験系が培養される少なくとも1つの透過性キャリアと、
−生物学的試験系の上で暴露環境を形成するために、生物学的試験系の表面の上に気体媒質を送ることが可能である少なくとも1つの供給システムと、
−細胞外代謝系を含む保存媒質を収容し、かつ細胞外代謝系を含む保存媒質が、透過性キャリアの下側に直接接触するように設計される送達システムと
を備え、
−透過性キャリアは、透過性キャリアが、細胞外代謝系を含む保存媒質を、暴露環境から物理的に分離するように、暴露機器の内部に設計および配置され、
−細胞外代謝系を含む保存媒質は、規定の圧力による、規定の方式で、透過性キャリアを通ってのみ押し出されることが可能であり、具体的には、細胞外代謝系を含む保存媒質が、透過性キャリアを通過するが、生物学的試験系が、細胞外代謝系を含む保存媒質によって溢れさせられないように、押し出されることが可能である、
暴露機器にも関する。
(明細書の一部)
10暴露機器
12下部構造
13中心構造
16上部構造
18タブ
20加熱器
22板
24空洞
26穴
28生物学的試験媒質
30透過性キャリア
32培養フラスコ
34ビーカー開口部
36ビーカー床
38シーリング材
40入口開口部
42レベル
44出口開口部
46カバー
48加熱器
50穴
52流入管
54端部
56端部
58ガスケットリング
60出口開口部
62暴露機器
64暴露機器
66供給システム
68排出システム
70試験環境
72基準環境
Claims (21)
- 細胞外代謝系を使用して生物学的試験系(28)に対する気体媒質の影響を分析するための方法であって、
透過性キャリア(30)上で生物学的試験系(28)を培養するステップと、
暴露機器内に区画が形成されるような方式で該透過性キャリアを該生物学的試験系と共に暴露機器に配置するステップであって、該区画は、該透過性キャリアの片側には暴露環境が、そして、該透過性キャリアのもう一方の側には該細胞外代謝系を含む保存媒質が存在するように、該透過性キャリアによって互いに物理的に分離されている、ステップと、
該生物学的試験系(28)の上に暴露環境を形成するために、該生物学的試験系(28)の表面の上に該気体媒質を誘導するステップと、
該細胞外代謝系を保存媒質に添加するステップと、
該細胞外代謝系が該透過性キャリア(30)を介してのみ通過し、該生物学的試験系(28)が該細胞外代謝系で溢れさせられないように、該透過性キャリア(30)の下の該細胞外代謝系を含む保存媒質を、該透過性キャリア(30)に接触させて配置するステップであって、該細胞外代謝系を含む保存媒質は、入口開口部(40)を介して供給され、所定のレベル(42)を上回る細胞外代謝系を含む使用済みの該保存媒質は、出口開口部(44)を介して該暴露機器(10)から排出され、該所定のレベル(42)は、該透過性キャリア(30)を介して該細胞外代謝系を含む保存媒質を押圧するのに必要とされる必要な圧力を決定する、ステップと
を含む、方法。 - 前記細胞外代謝系を含む保存媒質に作用する特定の圧力を規定することによって、該保存媒質に添加される該細胞外代謝系の前記透過性キャリア(30)を介する通過を調節する追加のステップを含むことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 前記細胞外代謝系を含む保存媒質に作用する前記圧力は、該細胞外代謝系が前記透過性キャリア(30)を通過するが、前記生物学的試験系(28)が、該細胞外代謝系を含む保存媒質によって溢れさせられないように、選択されることを特徴とする、請求項2に記載の方法。
- 前記生物学的試験系(28)のすぐ近くにおける特定の温度を規定することによって、および/または該生物学的試験系(28)の表面の上における前記気体媒質の蒸気の特定の流速を規定することによって、前記培養物(28)の上の蒸発速度を調節する追加のステップを含むことを特徴とする、請求項1から3のいずれかに記載の方法。
- 請求項1から4のいずれかに記載の方法を実行するための暴露機器(10)であって、
その上で生物学的試験系(28)が培養される少なくとも1つの透過性キャリア(30)と、
該生物学的試験系(28)の上で暴露環境を形成するために、該生物学的試験系(28)の表面の上に気体媒質を送ることが可能である少なくとも1つの供給システム(52)と、
細胞外代謝系を含む保存媒質を収容し、かつ該細胞外代謝系を含む保存媒質が、該透過性キャリア(30)の下側に直接接触するように設計される送達システム(24、40)と
透過性キャリア(30)を介して該細胞外代謝系を含む保存媒質を押圧するのに必要とされる必要な圧力を決定する所定のレベル(42)
とを備え、
該透過性キャリア(30)は、該透過性キャリア(30)が、該細胞外代謝系を含む保存媒質を、該暴露環境から物理的に分離するように、該暴露機器(10)の内部に設計および配置され、
該細胞外代謝系を含む保存媒質は、該細胞外代謝系を含む保存媒質が、該透過性キャリア(30)を通過するが、該生物学的試験系(28)が、該細胞外代謝系を含む保存媒質によって溢れさせられないように、押し出されることが可能である、
暴露機器(10)。 - 前記送達システム(24、40)は、前記供給システム(52)および暴露環境から密封され、前記細胞外代謝系を含む保存媒質は、規定の条件下において、前記透過性キャリア(30)を通ってのみ該暴露環境と接触可能であることを特徴とする、請求項5に記載の暴露機器(10)。
- 前記規定の圧力は、静水学的に、または少なくとも1つのポンプまたは他の圧力生成手段によって設定可能であることを特徴とする、請求項5に記載の暴露機器(10)。
- 前記送達システム(24、40)は、そこに収容される前記細胞外代謝系を含む保存媒質が、分析時間中に、該送達システム(24、40)にとどまるように設計されることを特徴とする、請求項5から7のいずれかに記載の暴露機器(10)。
- 前記透過性キャリア(30)は、一方では、前記生物学的試験系(28)を収容することが可能であり、他方では、気相、つまり前記暴露環境を、液相、つまり前記細胞外代謝系を含む保存媒質から分離することが可能であるように設計されることを特徴とする、請求項5から8のいずれかに記載の暴露機器(10)。
- 排出システム(60)が提供され、それによって、前記暴露環境が、規定の時間の間、前記暴露機器(10)の中に存在した後に、該暴露機器(10)から除去可能であることを特徴とする、請求項5から9のいずれかに記載の暴露機器(10)。
- 前記供給システム(52)および/または排出システム(60)は、前記気体媒質が、低圧力システムまたは過圧システムによって、制御された方式で前記暴露機器(10)を通り中継され得るように設計されることを特徴とする、請求項5から10のいずれかに記載の暴露機器(10)。
- 除去システム(44)が提供され、それによって、前記細胞外代謝系を含む保存媒質は、規定の保持時間の間、前記暴露機器(10)に存在した後に該暴露機器(10)から除去され得ることを特徴とする、請求項5から11のいずれかに記載の暴露機器(10)。
- 前記送達システム(24、40)および除去システム(44)は、そこに収容される前記細胞外代謝系を含む保存媒質が、連続流または脈動流で、送達システム(24、40)および除去システム(44)を通って送られるように設計され、この目的のために、少なくとも1つのポンプが提供される、請求項12に記載の暴露機器(10)。
- 少なくとも1つの加熱機器(20、48)が提供され、それによって、前記暴露機器(10)の温度は、全体的または部分的に制御可能であることを特徴とする、請求項5から13のいずれかに記載の暴露機器(10)。
- 前記生物学的試験系(28)は、細胞株、初代細胞分離株、組織切片、共培養物等の再構成組織、および遺伝子組み換え細胞からなる群から選択される真核生物培養物、または原核生物培養物であることを特徴とする、請求項5から14のいずれかに記載の暴露機器(10)。
- 前記暴露機器(10)は、細胞ベースのセンサアレイと組み合わせられることを特徴とする、請求項5から15のいずれかに記載の暴露機器(10)。
- たばこ煙もしくはその同等物において、または排出ガスにおいて、少なくとも1つの生物学的試験系(28)を暴露するための、請求項1から4のいずれかに記載の方法または請求項5から16のいずれかに記載の暴露機器(10)の適用。
- 環境大気、作業大気、または室内大気を分析するための、請求項1から4のいずれかに記載の方法または請求項5から16のいずれかに記載の暴露機器(10)の適用。
- 製品安全性、消費者保護、医薬開発、生産監視、または医療技術の分野における生物学的試験系(28)に対する気体媒質の影響を分析するための、請求項1から4のいずれかに記載の方法または請求項5から16のいずれかに記載の暴露機器(10)の適用。
- 生物学的試験系(28)に対する気体媒質の影響を分析するととともに、規制ガイドラインに準拠するための、請求項1から4のいずれかに記載の方法または請求項5から16のいずれかに記載の暴露機器(10)の適用。
- 生物学的試験系(28)に対する気体媒質の影響を分析するため、または他の生物学的もしくは毒物学的に関連する細胞変化を分析するための、請求項1から4のいずれかに記載の方法または請求項5から16のいずれかに記載の暴露機器(10)の適用。
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