JP6312613B2 - 温度応答性基材、その製造方法及びその評価方法 - Google Patents
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Description
従来、接着細胞の培養は、ガラス表面あるいは種々の処理を行なった合成樹脂表面の上に接着させることにより行われていた。例えば、ポリスチレンをグロー放電若しくはコロナ放電等により親水化処理したもの、又はポリスチレンをコラーゲン若しくはMPCポリマー等の生体親和性ポリマーによってコーティングしたもの等、様々な表面を有する培養容器が用いられている(特許文献1、非特許文献1)。
項1.
少なくとも一種のポリマーを含有する層を表面に有する温度応答性基材であって、
前記ポリマーの少なくとも一種のポリマーが温度応答性を示すものであり、かつ
前記ポリマーの少なくとも一種のポリマーが含フッ素モノマーに基づく構成単位を含有するものであることを特徴とする、温度応答性基材。
項2.
温度応答性を示す前記ポリマーの下限臨界溶解温度(LCST)が0〜15℃である、項1に記載の温度応答性基材。
項3.
温度応答性を示す前記ポリマーが、ポリマーの重量に対して2〜40重量%のフッ素を含有するものである、項1又は2に記載の温度応答性基材。
項4.
前記含フッ素モノマーが、フルオロアルキル基を有する含フッ素モノマーである、項1〜3のいずれか一項に記載の温度応答性基材。
項5.
含フッ素モノマーが、一般式(1):
CH2=C(−X)−C(=O)−Y−Z−Rf (1)
[式中、Xは、水素原子、炭素数1〜21の直鎖状又は分岐状のアルキル基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、CFX1X2基(但し、X1及びX2は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子である。)、シアノ基、炭素数1〜21の直鎖状若しくは分岐状のフルオロアルキル基、置換若しくは非置換のベンジル基又は置換若しくは非置換のフェニル基であり;
Yは、−O−又は−NH−であり;
Zは、炭素数1〜10の脂肪族基、炭素数6〜10の芳香族基若しくは環状脂肪族基、
−CH2CH2N(R1)SO2−基(但し、R1は炭素数1〜4のアルキル基である。)、−CH2CH(OZ)1)CH2−基(但し、Z1は水素原子又はアセチル基である。)、−(CH2)m−SO2−(CH2)n−基、−(CH2)m−S−(CH2)n−基(但し、mは1〜10、nは0〜10である。)又は−(CH2)m−COO−基(mは1〜10である。)であり;
Rfは、ヘテロ原子を有していてもよい、炭素数1〜20の直鎖状又は分岐状のフルオロアルキル基である。]で表される、項1〜4のいずれか一項に記載の温度応答性基材。
項6.
一般式(1)で表される含フッ素モノマーにおいて、Rfが炭素数1〜6の直鎖状又は分岐状の、ヘテロ原子を有していてもよいフルオロアルキル基である、項5に記載の温度応答性基材。
項7.
前記層が、
含フッ素モノマーに基づく構成単位を全モノマー構成単位中5mol%以上含有する、少なくとも一種のポリマー、及び
含フッ素モノマーに基づく構成単位の全モノマー構成単位に占める割合が5mol%未満である、少なくとも一種の温度応答性ポリマー
のブレンドポリマーを含有する、項1〜6のいずれか一項に記載の温度応答性基材。
項8.
含フッ素モノマーに基づく構成単位を全モノマー構成単位中5mol%以上含有する前記ポリマーの少なくとも一種が、温度応答性ポリマーである、項7に記載の温度応答性基材。
項9.
前記ブレンドポリマーを構成するモノマー構成単位の合計に対する前記含フッ素モノマーに基づく構成単位の割合が0.5mol%〜10mol%である、項7又は8に記載の温度応答性基材。
項10.
項1〜9のいずれか一項に記載の温度応答性基材を製造するために用いられる、含フッ素モノマーに基づく構成単位を含有するポリマー。
項11.
温度応答性ポリマーである、項10に記載のポリマー。
項12.
項1〜9のいずれか一項に記載の温度応答性基材を製造するために用いられる、(a)それを重合することにより得られるホモポリマーが温度応答性を示すモノマー、及び
(b)含フッ素モノマー
を含有する組成物。
項13.
温度応答性ポリマーを含有する層を表面に有する温度応答性基材であって、
前照射法による放射線表面グラフト重合によって、前記層を基材の表面に形成することにより得られうるものであることを特徴とする、温度応答性基材。
項14.
細胞培養器材である、項1〜9及び13のいずれか一項に記載の温度応答性基材。
項15.
培養器材から細胞を剥離する方法であって、
項1〜9のいずれか一項に記載の温度応答性基材の表面で培養された細胞を、温度応答性を示す前記ポリマーのLCST未満の環境下で該表面から剥離する工程
を含む方法。
項16.
温度応答性を示す前記ポリマーのLCSTが0〜15℃である、項15に記載の方法。
項17.
温度応答性を示す前記ポリマーが、ポリマーの重量に対して2〜20重量%のフッ素を含有するものである、項16に記載の方法。
項18.
細胞シートの製造方法であって、
項1〜9のいずれか一項に記載の温度応答性基材の表面で培養されたシート状の細胞を、温度応答性を示す前記ポリマーのLCST未満の環境下で該表面から剥離する工程
を含む方法。
項19.
温度応答性を示す前記ポリマーのLCSTが0〜15℃である、項18に記載の方法。
項20.
温度応答性を示す前記ポリマーが、ポリマーの重量に対して2〜20重量%のフッ素を含有するものである、項19に記載の方法。
項21.
温度応答性ポリマーを含有する層を表面に有する温度応答性基材の製造方法であって、
前照射法による放射線表面グラフト重合によって、前記層を基材の表面に形成する工程を含むことを特徴とする、製造方法。
項22.
温度応答性ポリマーを含有する層を表面に有する温度応答性基材であって、
前記ポリマーが、
溶液重合により調製された場合に、5℃(前記ポリマーのLCSTが20℃未満の場合)又は20℃(前記ポリマーのLCSTが20℃以上37℃以下の場合)及び40℃における対水接触角の差△θが30°以上であり、かつ、
示差走査熱量分析法において中間水のピークを有する
ものであることを特徴とする、温度応答性基材。
項23.
温度応答性ポリマーを含有する層を表面に有する温度応答性基材の評価方法であって、
溶液重合により調製された前記ポリマーを試料として用い、
(a)前記試料の、温度応答前後における対水接触角の差△θ、及び
(b)前記試料の、示差走査熱量分析における中間水のピークの有無
に基づいて評価を行う、方法。
本発明の温度応答性基材は、温度応答性ポリマーを含有する層を表面に有する温度応答性基材である。
少なくとも一種のポリマーを含有する層(温度応答性ポリマー層ということがある。)を表面に有する温度応答性基材であって、
前記ポリマーの少なくとも一種のポリマーが温度応答性を示すものであり、かつ
前記ポリマーの少なくとも一種のポリマーが含フッ素モノマーに基づく構成単位を含有するものであることを特徴とする、温度応答性基材である。
上記温度応答性基材において、温度応答性を示す前記ポリマーのLCSTが0〜15℃であるものである。これにより、表面に付着した物体(例えば細胞)の剥離が、従来よりも低い温度領域でのみ起こるように制御でき、有利である。例えば、本発明の温度応答性基材を、細胞培養器材として用いる場合には、培養器材からの細胞の剥離が室温付近では起こらず、意図的により低温としたときに限って剥離が生じるように制御できる。従来は、室温環境下で作業する場合、意図しない剥離を避けるのが困難であったが、本態様によればこれを回避でき、取扱性により優れたものとすることができる。
温度応答性ポリマーを含有する層を表面に有する温度応答性基材であって、
前照射法による放射線表面グラフト重合によって、前記層を前記器材の表面に形成することにより得られうるものであることを特徴とする、温度応答性基材である。
温度応答性ポリマーを含有する層を表面に有する温度応答性基材であって、
前記ポリマーが、
溶液重合により調製された場合に、5℃(前記ポリマーのLCSTが20℃未満の場合)又は20℃(前記ポリマーのLCSTが20℃以上37℃以下の場合)及び40℃における対水接触角の差△θが30°以上であり、かつ、
示差走査熱量分析法において中間水のピークを有する
ものであることを特徴とする、温度応答性基材である。
本発明において、特定の温度で疎水性であるが、温度変化に応じて親水性に変わる特性のことを、「温度応答性」といい、そのような特性を有するポリマーのことを、「温度応答性ポリマー」ということがある。本発明の温度応答性基材を温度応答性細胞培養器材として用いる場合には、ある態様においては、細胞培養温度(特に限定されないが、通常は、37℃程度である。)と室温(通常は20〜25℃)の間の温度で応答することができる。その場合、LCSTは28〜35℃が好ましい。また、詳しくは後述する別の態様(態様2)においては、より低温領域(0〜15℃)で応答することとすることができる。その場合、LCSTは6〜15℃が好ましい。
温度応答性モノマーとしては、特に限定されないが、例えば、(メタ)アクリルアミド化合物、N−(若しくはN,N−ジ)アルキル置換(メタ)アクリルアミド誘導体、環状基を有する(メタ)アクリルアミド誘導体及びビニルエーテル誘導体等が挙げられる。温度応答性ポリマーは、1種の温度応答性モノマーを重合することにより得られるホモポリマーであってもよいし、2種以上の温度応答性モノマーを重合することにより得られるコポリマーであってもよい。コポリマーは、グラフトコポリマー、ブロックコポリマー及びランダムコポリマーのいずれであってもよい。
CH2=C(−X)−C(=O)−Y−Z−Rf (1)
Yは、−O−又は−NH−であり;
Zは、炭素数1〜10の脂肪族基、炭素数6〜10の芳香族基若しくは環状脂肪族基、
−CH2CH2N(R1)SO2−基(但し、R1は炭素数1〜4のアルキル基である。)、−CH2CH(OZ)1)CH2−基(但し、Z1は水素原子又はアセチル基である。)、−(CH2)m−SO2−(CH2)n−基、−(CH2)m−S−(CH2)n−基(但し、mは1〜10、nは0〜10である。)又は−(CH2)m−COO−基(mは1〜10である。)であり;
Rfは、ヘテロ原子を有していてもよい、炭素数1〜20の直鎖状又は分岐状のフルオロアルキル基である。]で表されるアクリル酸エステル及びアクリルアミドを例示できる。
CH2=C(−H)−C(=O)−O−C6H4−Rf
CH2=C(−Cl)−C(=O)−O−(CH2)2−Rf
CH2=C(−H)−C(=O)−O−(CH2)2N(−CH3)SO2−Rf
CH2=C(−H)−C(=O)−O−(CH2)2N(−C2H5)SO2−Rf
CH2=C(−H)−C(=O)−O−CH2CH(−OH)CH2−Rf
CH2=C(−H)−C(=O)−O−CH2CH(−OCOCH3)CH2−Rf
CH2=C(−H)−C(=O)−O−(CH2)2−S−Rf
CH2=C(−H)−C(=O)−O−(CH2)2−S−(CH2)2−Rf
CH2=C(−H)−C(=O)−O−(CH2)3−SO2−Rf
CH2=C(−H)−C(=O)−O−(CH2)2−SO2−(CH2)2−Rf
CH2=C(−H)−C(=O)−NH−(CH2)2−Rf
CH2=C(−CH3)−C(=O)−O−(CH2)2−Rf
CH2=C(−CH3)−C(=O)−O−C6H4−Rf
CH2=C(−CH3)−C(=O)−O−(CH2)2N(−CH3)SO2−Rf
CH2=C(−CH3)−C(=O)−O−(CH2)2N(−C2H5)SO2−Rf
CH2=C(−CH3)−C(=O)−O−CH2CH(−OH)CH2−Rf
CH2=C(−CH3)−C(=O)−O−CH2CH(−OCOCH3)CH2−Rf
CH2=C(−CH3)−C(=O)−O−(CH2)2−S−(CH2)2−Rf
CH2=C(−CH3)−C(=O)−O−(CH2)3−SO2−Rf
CH2=C(−CH3)−C(=O)−O−(CH2)2−SO2−(CH2)2−Rf
CH2=C(−CH3)−C(=O)−NH−(CH2)2−Rf
CH2=C(−F)−C(=O)−O−(CH2)2−S−Rf
CH2=C(−F)−C(=O)−O−(CH2)2−S−(CH2)2−Rf
CH2=C(−F)−C(=O)−O−(CH2)2−SO2−Rf
CH2=C(−F)−C(=O)−O−(CH2)2−SO2−(CH2)2−Rf
CH2=C(−F)−C(=O)−NH−(CH2)2−Rf
CH2=C(−Cl)−C(=O)−O−(CH2)2−S−Rf
CH2=C(−Cl)−C(=O)−O−(CH2)2−S−(CH2)2−Rf
CH2=C(−Cl)−C(=O)−O−(CH2)2−SO2−Rf
CH2=C(−Cl)−C(=O)−O−(CH2)2−SO2−(CH2)2−Rf
CH2=C(−CF3)−C(=O)−O−(CH2)2−S−Rf
CH2=C(−CF3)−C(=O)−O−(CH2)2−S−(CH2)2−Rf
CH2=C(−CF3)−C(=O)−O−(CH2)2−SO2−Rf
CH2=C(−CF3)−C(=O)−O−(CH2)2−SO2−(CH2)2−Rf
CH2=C(−CF3)−C(=O)−NH−(CH2)2−Rf
CH2=C(−CF2H)−C(=O)−O−(CH2)2−S−Rf
CH2=C(−CF2H)−C(=O)−O−(CH2)2−S−(CH2)2−Rf
CH2=C(−CF2H)−C(=O)−O−(CH2)2−SO2−Rf
CH2=C(−CF2H)−C(=O)−O−(CH2)2−SO2−(CH2)2−Rf
CH2=C(−CF2H)−C(=O)−NH−(CH2)2−Rf
CH2=C(−CN)−C(=O)−O−(CH2)2−S−(CH2)2−Rf
CH2=C(−CN)−C(=O)−O−(CH2)2−SO2−Rf
CH2=C(−CN)−C(=O)−O−(CH2)2−SO2−(CH2)2−Rf
CH2=C(−CN)−C(=O)−NH−(CH2)2−Rf
CH2=C(−CF2CF3)−C(=O)−O−(CH2)2−S−Rf
CH2=C(−CF2CF3)−C(=O)−O−(CH2)2−S−(CH2)2−Rf
CH2=C(−CF2CF3)−C(=O)−O−(CH2)2−SO2−Rf
CH2=C(−CF2CF3)−C(=O)−O−(CH2)2−SO2−(CH2)2−Rf
CH2=C(−CF2CF3)−C(=O)−NH−(CH2)2−Rf
CH2=C(−F)−C(=O)−O−(CH2)3−S−Rf
CH2=C(−F)−C(=O)−O−(CH2)3−S−(CH2)2−Rf
CH2=C(−F)−C(=O)−O−(CH2)3−SO2−Rf
CH2=C(−F)−C(=O)−O−(CH2)3−SO2−(CH2)2−Rf
CH2=C(−F)−C(=O)−NH−(CH2)3−Rf
CH2=C(−Cl)−C(=O)−O−(CH2)3−S−(CH2)2−Rf
CH2=C(−Cl)−C(=O)−O−(CH2)3−SO2−Rf
CH2=C(−Cl)−C(=O)−O−(CH2)3−SO2−(CH2)2−Rf
CH2=C(−CF3)−C(=O)−O−(CH2)3−S−Rf
CH2=C(−CF3)−C(=O)−O−(CH2)3−S−(CH2)2−Rf
CH2=C(−CF3)−C(=O)−O−(CH2)3−SO2−Rf
CH2=C(−CF3)−C(=O)−O−(CH2)3−SO2−(CH2)2−Rf
CH2=C(−CF2H)−C(=O)−O−(CH2)3−S−Rf
CH2=C(−CF2H)−C(=O)−O−(CH2)3−S−(CH2)2−Rf
CH2=C(−CF2H)−C(=O)−O−(CH2)3−SO2−Rf
CH2=C(−CF2H)−C(=O)−O−(CH2)3−SO2−(CH2)2−Rf
CH2=C(−CN)−C(=O)−O−(CH2)3−S−Rf
CH2=C(−CN)−C(=O)−O−(CH2)3−S−(CH2)2−Rf
CH2=C(−CN)−C(=O)−O−(CH2)3−SO2−Rf
CH2=C(−CN)−C(=O)−O−(CH2)3−SO2−(CH2)2−Rf
CH2=C(−CF2CF3)−C(=O)−O−(CH2)3−S−Rf
CH2=C(−CF2CF3)−C(=O)−O−(CH2)3−S−(CH2)2−Rf
CH2=C(−CF2CF3)−C(=O)−O−(CH2)3−SO2−Rf
CH2=C(−CF2CF3)−C(=O)−O−(CH2)2−SO2−(CH2)2−Rf
[上記式中、Rfは、炭素数1〜6、好ましくは、1〜3のフルオロアルキル基である。]
C3F7OCF(CF3)CF2O-CF(CF3)CH2-Ac
(CF3)2CH-Ac
C2F5CH2-MAc
C2F5CH2-Ac
[上記式中において、Acはアクリレート、MAcはメタクリレートを、それぞれ表す。]
温度応答性ポリマーを含有する層(温度応答性ポリマー層)は、温度応答性ポリマーを必須成分として含有するが、必要に応じて、さらに温度応答性を示さないポリマー(「非温度応答性ポリマー」ということがある。)を含有していてもよい。
特に限定されないが、温度応答性ポリマーは、少なくとも一種の前記温度応答性モノマー、及び必要に応じて少なくとも一種の前記非温度応答性モノマーからなるモノマー成分を重合させることによって、得ることができる。
(1)上記モノマー成分を溶媒に溶解させる工程、及び
(2)前記工程(1)により得られた溶媒中のモノマー成分を重合させる工程 を含む方法により、温度応答性ポリマーを得ることができる。
これらの処理により、化学結合を介して各ポリマーが表面に固定される。
態様2は、上記温度応答性基材において、温度応答性を示すポリマーのLCSTが0〜15℃であるものである。これにより、表面に付着した物体(例えば細胞)の剥離が、従来よりも低い温度領域でのみ起こるように制御でき、有利である。
る。
特に限定されないが、LCSTが0〜15℃を示す温度応答性ポリマーの例としては、フッ素を含有しない温度応答性モノマーと、フッ素を含有する非温度応答性モノマーとの共重合体が挙げられる。この場合、ポリマーの重量に対するフッ素の割合は、フッ素を含有する非温度応答性モノマーに占めるフッ素含有割合、及び/又はモノマー全体に占める、フッ素を含有する非温度応答性モノマーの含有割合を調整することにより適宜調整できる。
本発明の温度応答性基材は、先述のとおり、基材の表面に温度応答性ポリマーを含有する層が設けられたものである。本発明において用いる基材は、通常用いられるものであればよく、例えば、基板、粉体、繊維及び膜等が挙げられ、特に限定されない。
本発明の温度応答性基材の評価方法は、
溶液重合により調製された前記ポリマーを試料として用い、
(a)前記試料の、温度応答前後における対水接触角の差△θ、及び
(b)前記試料の、示差走査熱量分析における中間水のピークの有無
に基づいて評価を行う、方法である。
本発明の温度応答性基材の評価方法は、溶液重合により調製された前記ポリマーを試料として用いる。
このようにして得られた試料の、温度応答前後における対水接触角の差△θを測定する。
上記2.1のようにして得られた試料の、示差走査熱量分析における中間水のピークの有無を調べる。
25℃ → −75℃ (液体窒素で冷却)
−75℃ (30分 保持)
−75℃ → 50℃ (2.5℃/分 昇温)
本発明の温度応答性基材は、表面に物体を付着させ、剥離する用途のために幅広く用いることができる。基材の種類は特に限定されないが、基板、粉体、繊維及び膜等である。
用途は特に限定されないが、例えば、細胞培養器材、カラムクロマトグラフィーの充填剤、薬物送達システム(ドラッグデリバリーシステム)、ハイドロゲル、イオン交換樹脂、膜分離システム、砂漠の緑化材料及び撥水撥油剤等として使用することができる。
本発明には、培養器材から細胞を剥離する方法であって、
本発明の温度応答性基材の表面で培養された細胞を、温度応答性を示すポリマーのLCST未満の環境下で該表面から剥離する工程
を含む方法が含まれる。
本発明には、細胞シートの製造方法であって、
本発明の温度応答性基材の表面で培養されたシート状の細胞を、温度応答性を示すポリマーのLCST未満の環境下で該表面から剥離する工程
を含む方法が含まれる。
1.1 材料
細胞培養器材(細胞培養ディッシュ)は、米国コーニングインターナショナル社(旧ベクトン・ディキンソン・ラブウェア社)製ファルコン(Falcon)(登録商標)3001ペトリディッシュ(直径3.5cm)を用いた。
ディッシュに100kGyの線量の電子線を照射した。次に、表1に記載のモノマーをイソプロピルアルコール(以下、IPAと省略)(比較例3及び4のみ、HCFC225を使用)を用いて40重量%または60重量%に希釈した溶液0.12mLをディッシュに注入し、室温で一晩放置して、表面グラフト重合させた。
ディッシュに表1に記載のモノマーをIPA(比較例3及び4のみ、HCFC225を使用)を用いて40重量%または60重量%に希釈した溶液を0.12mL注入した。次に100kGyの線量の電子線を照射した後、室温で一晩放置して、表面グラフト重合させた。
表面グラフト重合後のディッシュを市販の洗浄液を用いて洗浄し、室温にて乾燥させた。
重合溶剤は、NIPAM系の場合はIPAを、フッ素系モノマー単体の場合はHCFC225を用いた。モノマー濃度は20重量%とし、重合開始剤として1mol%(対モノマー)のアゾビスイソブチルニトリルを使用し、NIPAM系の場合は70℃、フッ素系モノマー単体の場合は50℃で重合した。
ESCA3400(島津製作所製)を用いて、放出角90°の条件にてN1s/C1s、F1s/C1sを測定することにより、基材表面にポリマーがグラフトしていることを確認した。
全自動接触角計DropMaster701(協和界面科学製)を用い、基材表面に水滴容量2μLを滴下して1秒後の静的接触角を、5℃、20℃と40℃で測定した。5℃における測定は5℃に温度調整した冷蔵室で、20℃における測定は、室温(20℃)で、40℃における測定は、試験片を40℃加温したホットプレート上に置き、試験片全体を覆う大きさのケースでフタをし、30分以上放置した後、温調ステージ(40℃)に移動させて測定した。
溶液重合で調製したポリマーを濃度が1重量%となるようにIPA(比較例3及び4のみ、HCFC225を使用)で希釈し、自然酸化膜付きシリコンウエハ[表面粗さRa(算術平均粗さ)0.5nm以下]上に2000rpmの条件でスピンコートした後、真空デシケータで2時間乾燥したものをサンプルとした。温度依存性接触角の測定は、基材表面に水滴滴下後、5℃と20℃は60秒後、40℃は5秒後の静的接触角を測定する以外は前述のディッシュと同様の方法で行った。
10mgのポリマー粉末をDSC822e[米国Mettler Toledo社製]により、温度範囲−50〜150℃、昇温速度10℃/minの条件で測定したときの2ndサイクル目のサーモグラムより、補外ガラス転移終了温度(JIS K7121-1987)を読み取った。
溶離液に10mMのLiBrを添加したN,N−ジメチルホルムアミドを使用し、ポリマー濃度を0.2重量%として、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により標準ポリエチレングリコール換算で求めた。
溶液重合で調製したポリマー0.1gを水50gに室温(20〜25℃)で一昼夜浸漬し、過剰の水分を濾紙で取り除いた後、5mgのポリマーをアルミパンに充填し、DSC822eにより、
室温 → −75℃ (液体窒素で冷却)
−75℃ (30分 保持)
−75℃ → 50℃ (2.5℃/分 昇温)
の温度条件で測定した。−75℃から50℃まで昇温したときに−50〜0℃の範囲で検出される低温結晶形成ピークが中間水である。
C2-SFMA:(パーフルオロエチル)メチルメタクリレート
C4-SFMA:(パーフルオロブチル)メチルメタクリレート
C6-SFMA:(パーフルオロヘキシル)エチルメタクリレート
C2-SFA:(パーフルオロエチル)メチルアクリレート
C6-SFA:(パーフルオロヘキシル)エチルアクリレート
また、
(CF3)2CH-Ac
C3F7OCF(CF3)CF2O-CF(CF3)CH2-Ac
C3F7OCF(CF3)CF2O-CF(CF3)CH2-MAc
のAcはCH=C(H)COO-を、MAcはCH=C(CH3)COO-を表す。
初代線維芽細胞を、公知の手順(Z.Yablonka-Reuveni, M.Nameroff. Skeletal muscle cell populations.Separation and partial characterization of fibroblast-like cellsfrom embryonic tissue using density centrifugation. Histochemistry. 1987;87:27-38)に従って調製する。要約すると、これは、8週齢のLewisラットの脚の筋肉由来の細胞懸濁物を、Percoll(登録商標)(AmershamBiosciencesSweden)密度遠心分離により、線維芽細胞と筋細胞とに分離するという手順である。
(1)細胞培養器材の調製
NIPAM/C2−SFA(=95/5mol)共重合体の1×10−4重量%IPA溶液を用意し、市販の細胞培養器材[Falcon3001ペトリディッシュ(3.5cm径)]の培養面に所定量塗布することで、NIPAM成分量として2.0μg/cm2となるように当該ポリマーを溶媒キャスト法により製膜した。
使用細胞:マウス線維芽細胞
使用培地:DMEM/10%FCS
細胞播種密度:1×105cells/ディッシュ(3.5cm径)
培養を1日行い、細胞の付着性を顕微鏡により観察した(図5)。このとき、細胞の培養面への接着が確認された。
培養を4日行い、細胞の付着性を顕微鏡により観察した(図8)。このとき、細胞がコンフルエントの状態で培養面へ接着していることが確認された。
実施例33のNIPAM/C2−SFA(=95/5mol)共重合体を、NIPAM/C2−SFA(=90/10mol)、NIPAM/C6−SFA(=98/2mol)、NIPAM/C6−SFA(=96/4mol)に変更したものを、それぞれ実施例34〜36とし、NIPAM/BMA(=95/5mol)、NIPAM/BMA(=90/10mol)、NIPAMホモポリマーに変更したものを、それぞれ比較例5〜7とした。いずれも処理ポリマーを変更した以外は、同じ方法で試験した。結果を表7に示す。
以下のようにして、NIPAM及びC2−SFAのAB型ジブロック共重合体[P(NIPAM−block−C2−SFA)]を調製した。
重合管を窒素雰囲気下にし、撹拌子、塩化銅(I)(以下、CuClと表記する。) 29.7 mg(0.300 mmol)、2,2’−ビピリジル(以下、bpyと表記する。) 93.7 mg(0.600 mmol)を入れ、窒素パージを行い、NIPAM 8.49 g(75.0 mmol)、IPA 21.5gを投入し、凍結脱気を行い、重合開始剤であるα−ブロモイソ酪酸エチル 58.5 mg(0.300 mmol)を投入し、凍結脱気を行い、窒素雰囲気下で25℃にて撹拌した。
重合管にCuCl19.8 mg(0.200 mmol)、bpy 62.4 mg(0.400 mmol)を入れ、窒素パージを行い、C2−SFA 8.16 g(40.0 mmol)、IPA 17.5 gを投入し、凍結脱気を行った。その後、上記にて調製したP(NIPAM) 4.46 g(0.200 mmol)を投入し、凍結脱気を行い、窒素雰囲気下で70℃にて撹拌した。
NIPAM/C2−SFA(=95/5mol)共重合体をP(NIPAM−block−C2−)SFA)に変更することと、電子線を照射しないこと以外は実施例33と同じ方法で試験した。結果を表7に示す。NIPAMとC2−SFAをブロック共重合することにより、電子線照射なしで、基材表面にポリマーを固定化できることが判った。
以下のようにして、NIPAM及びC2−SFAのABA型トリブロック共重合体[P(NIPAM−block−C2−SFA−block−NIPAM)]を調製した。
実施例37(1)と同様の方法にて重合を行い、数平均分子量24,300、重量平均分子量29,700、分子量分布1.22のP(NIPAM)を得た。
投入したP(NIPAM)の量を4.46 gから4.86 gに変更すること以外は実施例37(2)と同様の方法にて重合を行った。その結果、数平均分子量51,500、重量平均分子量80,400、分子量分布1.56のP(NIPAM−block−C2−SFA)を得た。
重合管にCuCl9.90 mg(0.100 mmol)、bpy 31.2 mg(0.200 mmol)を入れ、窒素パージを行い、NIPAM 3.39 g(30.0 mmol)、IPA21.5gを投入し、凍結脱気を行った。その後、上記実施例37(2)にて調製したP(NIPAM−block−C2−SFA) 5.15 g(0.100 mmol)を投入し、凍結脱気を行い、窒素雰囲気下で70℃にて撹拌した。
実施例33のNIPAM/C2−SFA(=95/5mol)共重合体をP(NIPAM−block−C2−SFA−block−NIPAM)に変更することと、電子線を照射しないこと以外は同じ方法で試験した。結果を表7に示す。NIPAMとC2−SFAをブロック共重合することにより、電子線照射なしで、基材表面にポリマーを固定化できることが判った。
Claims (8)
- 含フッ素モノマーに基づく構成単位を全モノマー構成単位中5mol%以上含有する、少なくとも一種のポリマー、及び
含フッ素モノマーに基づく構成単位の全モノマー構成単位に占める割合が0mol%〜1mol%である、少なくとも一種の温度応答性ポリマー
のブレンドポリマーを含有する層を表面に有する温度応答性基材であって、
含フッ素モノマーが、一般式(1):
CH 2 =C(−X)−C(=O)−Y−Z−Rf (1)
[式中、Xは、水素原子、炭素数1〜21の直鎖状又は分岐状のアルキル基、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、CFX 1 X 2 基(但し、X 1 及びX 2 は、水素原子、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子である。)、シアノ基、炭素数1〜21の直鎖状若しくは分岐状のフルオロアルキル基、置換若しくは非置換のベンジル基又は置換若しくは非置換のフェニル基であり;
Yは、−O−又は−NH−であり;
Zは、炭素数1〜10の脂肪族基、炭素数6〜10の芳香族基若しくは環状脂肪族基、−CH 2 CH 2 N(R 1 )SO 2 −基(但し、R 1 は炭素数1〜4のアルキル基である。)、−CH 2 CH(OZ) 1 )CH 2 −基(但し、Z 1 は水素原子又はアセチル基である。)、−(CH 2 ) m −SO 2 −(CH 2 ) n −基、−(CH 2 ) m −S−(CH 2 ) n −基(但し、mは1〜10、nは0〜10である。)又は−(CH 2 ) m −COO−基(mは1〜10である。)であり;
Rfは、ヘテロ原子を有していてもよい、炭素数1〜20の直鎖状又は分岐状のフルオロアルキル基である。]で表されることを特徴とする、温度応答性接着細胞培養器材。 - 温度応答性を示す前記ポリマーが、ポリマーの重量に対して2〜40重量%のフッ素を含有するものである、請求項1に記載の温度応答性接着細胞培養器材。
- 一般式(1)で表される含フッ素モノマーにおいて、Rfが炭素数1〜6の直鎖状又は分岐状の、ヘテロ原子を有していてもよいフルオロアルキル基である、請求項1又は2に記載の温度応答性接着細胞培養器材。
- 含フッ素モノマーに基づく構成単位を全モノマー構成単位中5mol%以上含有する前記ポリマーの少なくとも一種が、温度応答性ポリマーである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の温度応答性接着細胞培養器材。
- 前記ブレンドポリマーを構成するモノマー構成単位の合計に対する前記含フッ素モノマーに基づく構成単位の割合が0.5mol%〜10mol%である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の温度応答性接着細胞培養器材。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載の温度応答性接着細胞培養器材を製造するために用いられる、
含フッ素モノマーに基づく構成単位を全モノマー構成単位中5mol%以上含有する、少なくとも一種のポリマー、及び
含フッ素モノマーに基づく構成単位の全モノマー構成単位に占める割合が5mol%未満である、少なくとも一種の温度応答性ポリマー
のブレンドポリマー。 - 培養器材から接着細胞を剥離する方法であって、
請求項1〜5のいずれか一項に記載の温度応答性接着細胞培養器材の表面で培養された接着細胞を、温度応答性を示す前記温度応答性ポリマーのLCST未満の環境下で該表面から剥離する工程
を含む方法。 - 接着細胞シートの製造方法であって、
請求項1〜5のいずれか一項に記載の温度応答性接着細胞培養器材の表面で培養されたシート状の接着細胞を、前記温度応答性ポリマーのLCST未満の環境下で該表面から剥離する工程
を含む方法。
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