JP5713494B2 - マイクロ流体チップ及び細胞の培養方法 - Google Patents
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Description
図1は本発明の第1の実施の形態にかかるマイクロ流体チップ10の斜視図を示す。本発明者らは、鋭意研究の結果、マイクロ流体チップ10において、図1に示すように、リザーバ5の内部を透過膜3により培養液室3aと薬液室5aに仕切り、培養液室3aの周囲を薬液室5aで取り囲む構造とし、薬液室5aに加温した炭酸水素ナトリウム(重曹)水溶液を導入することで、細胞培養に適したインキュベーンョンをコンパクトに行うことを着想した。そして、導入された重曹水溶液がPDMS製の透過膜3を介して培養液室3a中の培地が接触し、PDMS内を拡散した熱・CO2・水分子を受け取ることにより、培地の温度・pH・浸透圧が1系統で同時に調節されることを見出した。
図2は本発明の第1の実施形態にかかるマイクロ流体チップ10の組み立て図を示す。図3は本発明の第1の実施の形態にかかるマイクロ流体チップ10を下からみた図を示す。図2に示すように、マイクロ流体チップ10は、ループ状に設けられた第1の細溝111及び第1の細溝111の外周にループ状に設けられた第2の細溝112を表面に備える基板1と、第1の細溝111の一端111aと他端111bに対応する部分及び第2の細溝112の一端112aと他端112bに対応する部分にそれぞれ開口21a、21b、22a、22bを備えるシート状の薄膜2と、キャップ状の透過膜3と、底面に開口部を備える直方体状で内部が空洞であるリザーバ5とを有する。
上述のマイクロ流体チップ10を用いた細胞の培養方法について説明する。
以下、第2の実施形態について、第1の実施形態との相違点を中心に説明する。
上記のように、本発明は第1、第2の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
以下の手法に従い、図1〜図3に示すマイクロ流体チップ10を製法した。基板1は厚さ約3mm程度、薄膜2は厚さ約200μm程度、リザーバ5は高さ約10cm程度とした。
マイクロ流体チップ10の培養液室3aに外径1.5mmのポリプロピレン(PP)チューブフィッティングを挿入し、シリンジを用いてDMEM(Gibco 12800;3.7g/1重曹と10%ウシ胎児血清添加)を200μl注入した。
Ioff(λ)=I365+(I479−I355)/(479−365)×(λ―365)・・(式II)、
図6に、本インキュベーション系において、マイクロ流体チップ10の薬液室5aの導入口における重曹水の温度を室温付近から上昇させた場合の応答の測定結果を示す。インラインヒータにより加熱された重曹水は、リザーバ5に到達する以前にチューブを通る間に無視できない位冷却されるにもかかわらず、本実施例においては、ヒータヘの8W程度の断続的電力印加(時定数20分)により、チッブ内の重曹水温度を約15分以内に37℃付近(図中点線)に制御することができ、その後の温度変動も常に±0.2℃以内に収まった。
2…薄膜、
3…透過膜、
3a…培養液室、
5…リザーバ、
5a…薬液室、
11…培養流路、
111…第1の細溝、
12…薬液流路、
112…第2の細溝、
10…マイクロ流体チップ
Claims (10)
- ループ状に設けられた第1の細溝及び前記第1の細溝の外周にループ状に設けられた第2の細溝を表面に備える基板と、
前記第1の細溝の一端と他端に対応する部分及び前記第2の細溝の一端と他端に対応する部分にそれぞれ開口を備え、前記基板上に配置した際に前記第1の細溝に対応する部分に培養流路及び前記第2の細溝に対応する部分に薬液流路を形成するシート状の薄膜と、
透過膜により内部が培養液室と薬液室に仕切られ、前記薄膜を介して前記基板上に配置した際に、前記培養液室は前記薄膜の開口を介して前記培養流路の一端及び他端と連通して前記培養流路と閉鎖的な循環系を形成し、前記薬液室は前記薄膜の開口を介して前記薬液流路の一端及び他端と連通して前記薬液流路と閉鎖的な循環系を形成するリザーバ
とを有することを特徴とするマイクロ流体チップ。 - ループ状に設けられた第1の細溝を表面に備える基板と、
前記第1の細溝の一端と他端に対応する部分にそれぞれ開口を備え、前記基板上に配置した際に前記第1の細溝に対応する部分に培養流路を形成するシート状の薄膜と、
透過膜により内部が培養液室と薬液室に仕切られ、前記薄膜を介して前記基板上に配置した際に、前記培養液室は前記薄膜の開口を介して前記培養流路の一端及び他端と連通して前記培養流路と閉鎖的な循環系を形成し、前記薬液室は前記透過膜と前記薄膜により仕切られた空間を形成するリザーバ
とを有することを特徴とするマイクロ流体チップ。 - 前記透過膜は、ポリジメチルシロキサン(PDMS)からなることを特徴とする請求項1又は2に記載のマイクロ流体チップ。
- 前記透過膜の厚みは、10〜1000μmであることを特徴とする請求項3に記載のマイクロ流体チップ。
- 前記培養液室に培養液、前記薬液室に前記流路内のpH及び浸透圧調整用の薬液が充填されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のマイクロ流体チップ。
- 前記リザーバを避けるように、前記薄膜を介して前記第1の細溝上に配置された、点字デバイス流体駆動装置をさらに有することを特徴とする請求項1又は2に記載のマイクロ流体チップ。
- 前記基板は、ループ状に設けられた第3の細溝を表面にさらに備え、
前記薄膜は、前記第3の細溝の一端と他端に対応する部分にそれぞれ開口をさらに備え、前記基板上に配置した際に前記第3の細溝に対応する部分に第2の培養流路を形成することを特徴とする請求項2に記載のマイクロ流体チップ。 - ループ状に設けられた第1の細溝を表面に備える基板、前記第1の細溝の一端と他端に対応する部分にそれぞれ開口を備え、前記基板上に配置した際に前記第1の細溝に対応する部分に培養流路を形成するシート状の薄膜、透過膜により内部が培養液室と薬液室に仕切られ、前記薄膜を介して前記基板上に配置した際に、前記培養液室は前記薄膜の開口を介して前記培養流路の一端及び他端と連通して前記培養流路と閉鎖的な循環系を形成し、前記薬液室は前記透過膜と前記薄膜により仕切られた空間を形成するリザーバとを有するマイクロ流体チップを用意し、前記培養流路及び前記培養液室により形成された閉鎖的な循環系内に細胞及び培養液を収容する工程と、
前記培養流路と前記培養液室内で前記培養液を循環させる工程と、
前記薬液の温度を調整することにより透過膜を介して薬液室から培養液室に熱拡散により薬液を供給して培養流路内のpH及び温度を制御する工程と
を含むことを特徴とする細胞の培養方法。 - 前記基板の前記リザーバの反対側表面に熱源を配置し、前記マイクロ流体チップを加熱することにより、前記薬液の温度を調整することを特徴とする請求項8記載の細胞の培養方法。
- ループ状に設けられた第1の細溝及び前記第1の細溝の外周にループ状に設けられた第2の細溝を表面に備える基板、前記第1の細溝の一端と他端に対応する部分及び前記第2の細溝の一端と他端に対応する部分にそれぞれ開口を備え、前記基板上に配置した際に前記第1の細溝に対応する部分に培養流路及び前記第2の細溝に対応する部分に薬液流路を形成するシート状の薄膜、透過膜により内部が培養液室と薬液室に仕切られ、前記薄膜を介して前記基板上に配置した際に、前記培養液室は前記薄膜の開口を介して前記培養流路の一端及び他端と連通して前記培養流路と閉鎖的な循環系を形成し、前記薬液室は前記薄膜の開口を介して前記薬液流路の一端及び他端と連通して前記薬液流路と閉鎖的な循環系を形成するリザーバとを有するマイクロ流体チップを用意し、前記培養流路及び前記培養液室により形成された閉鎖的な循環系内に細胞及び培養液を収容し、前記薬液流路及び前記薬液室により形成された閉鎖的な循環系内に薬液を収容する工程と、
前記培養流路と前記培養液室内で前記培養液を循環させる工程と、
前記薬液室と前記薬液流路内で前記薬液を循環させる工程と、
前記薬液の温度を調整することにより透過膜を介して薬液室から培養液室に熱拡散により薬液を供給して培養流路内のpH及び温度を制御する工程と
を含むことを特徴とする細胞の培養方法。
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