JPH1042857A - 細胞剥離装置及び剥離方法 - Google Patents

細胞剥離装置及び剥離方法

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JPH1042857A JP21496096A JP21496096A JPH1042857A JP H1042857 A JPH1042857 A JP H1042857A JP 21496096 A JP21496096 A JP 21496096A JP 21496096 A JP21496096 A JP 21496096A JP H1042857 A JPH1042857 A JP H1042857A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 接着させた細胞に損傷を与えることなく簡易
に剥離できる細胞剥離装置及び細胞剥離方法を提供す
る。 【解決手段】 細胞剥離装置は、導電板1と、陽極板2
と、銀/塩化銀電極3とを備え、これらを容器5に満た
された細胞浸漬液4に浸漬することにより形成される。
導電板1に細胞を接着させ、導電板1と陽極板2との間
に、導電板1を陰極として電圧を印加する細胞剥離方法
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、微生物や動物・植
物細胞を接着させ又は接着させ増殖させた後、該細胞を
剥離させる装置及び方法に係り、更に詳細には、細胞に
損傷を与えることなく剥離させることができ、細胞壁、
細胞膜や細胞内の有用物質を確実に採取できる細胞剥離
装置及び剥離方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ある種の材料に接着して増殖する細胞が
存在し、かかる付着性細胞のうち、動物由来のものは接
着した後でないと増殖しないことも知られている。この
ような細胞の壁、膜や内部に有用物質を産生させ、これ
を採取しようとする場合には、細胞を所定材料に接着又
は接着・増殖させた後、誘導を掛け又はそのまま細胞を
剥離しなければならないことがあるが、従来は、物理的
に剥がすか、酵素やEDTAのような薬品を用いて剥離
するのが一般的であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来法において、物理的な剥離方法では効率が悪
く、薬品による方法では細胞に損傷を与えることがあ
り、細胞を痛めない剥離装置や方法の開発が望まれてい
る。また、細胞がマイナスに帯電していることから、細
胞を接着させる材料をプラスに荷電することにより、細
胞の接着を促進したり、細胞内有用物質の産生を制御し
たりする方法も提案されているが、細胞を導電板に積極
的に接着させ、しかも簡易且つ穏やかに剥離できる技術
は見当たらない。本発明は、このような従来の課題に着
目してなされたものであり、その目的とするところは、
接着させた細胞に損傷を与えることなく簡易に剥離でき
る細胞剥離装置及び剥離方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、細胞自体がマイナ
スに荷電していることに注目し、細胞が接着又は接着及
び増殖した後、接着部をマイナスに荷電することによ
り、細胞が容易に剥離するのではないかと考え、これを
実施したところ、上記目的が達成されることを見出し、
本発明を完成するに至った。即ち、本発明の細胞剥離装
置は、細胞を接着させる導電材と、この導電材をマイナ
スに荷電させる荷電手段とを備えることを特徴とする。
また、本発明の細胞剥離方法は、細胞を接着させた導電
材を細胞浸漬液に浸漬し、この導電材をマイナスに荷電
させることを特徴とする。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明の細胞剥離装置及び
細胞剥離方法について詳細に説明する。この細胞剥離装
置は、上述のように、細胞を接着させる導電材と、荷電
手段とを備え、この荷電手段により導電材をマイナスに
荷電させる構成を採る。ここで、導電材としては、細胞
が接着できる材質で導電性を有するようなものであれば
十分であるが、具体的には、炭素、金属及び金属酸化物
のような導体並びに半導体又はこれらの任意の組み合わ
せを挙げることができる。
【0006】上記炭素としては、グラシーカーボン、活
性炭及びグラファイトを挙げることができる。また、金
属は、細胞に対し毒性の少ないものが好ましく、細胞と
の適合性を考慮して選択すればよいが、一般的には、ス
テンレス、チタン、金及び白金等が毒性もなく好まし
い。更に、金属酸化物としては、酸化チタンや酸化イン
ジウムを利用できる。
【0007】また、上記導電材は、上述の導体や半導体
のみから形成してもよいが、これに限定されるものでは
なく、少なくとも細胞が接着する表面が導電性を有すれ
ば十分であり、例えば、ガラス、セラミックス及びプラ
スチック等の不導体の表面を上述の導体や半導体で被覆
してもよい。
【0008】更に、上記導電材としては、接着している
細胞の顕微鏡観察を容易にするために透明性を有するの
が好ましく、かかる見地からは、導電性透明プラスチッ
クや、透明ガラス又は透明プラスチック等の透明基材に
光学的透明電極を被覆したものを好ましく使用できる。
このような光学的透明電極としては、白金及び金等の金
属や、酸化チタン及び酸化インジウム等の金属酸化物を
500nm以下の薄層に蒸着したものを用いることがで
きるが、錫又はニッケルをドープした酸化インジウムは
透明性に優れ、電気抵抗も低いため、かかる酸化インジ
ウム薄膜で透明基材を被覆したものを特に望ましく使用
できる。また、細胞の接着も容易に行うことができる。
【0009】また、上記導電材の形状は、特に限定され
るものではなく、種々の形状を採ることができ、例え
ば、板状、棒状、粉末状及び粒子状とすることができ
る。なお、導電材が粉末状又は粒子状の場合には、例え
ば、板状又は棒状の集電体を付加すればよく、このよう
な集電体と細胞を接着させた粉末状又は粒子状の導電材
とを接触させ、該集電体をマイナスに荷電すればよい。
更に、かかる集電体を細胞浸漬液を充填する容器とする
ことも可能である。
【0010】上述のように、導電材の表面は導電性を有
する必要があるが、適切な導電性を損なわない限り、こ
の表面に他の材料を被覆することも可能であり、例え
ば、対象とする細胞が接着しにくい場合などには、コラ
ーゲンや蛋白を表面に被覆する細胞接着処理を施し、細
胞の接着性を向上させることもできる。
【0011】次に、上記荷電手段について説明する。こ
の荷電手段の代表例としては、上述の導電材をマイナス
に荷電する必要性から、導電材(陰極)に対する陽極を
備え、両者の間に電圧を印加できる装置を挙げることが
できる。かかる陽極としては、白金や金等の酸化を受け
にくい金属、金属酸化物及び炭素等の導体又は半導体を
挙げることができる。また、細胞浸漬液を充填する容器
自体を上記導体又は半導体で形成し、これを陽極として
もよい。
【0012】次に、本発明の細胞剥離方法について詳細
に説明する。この細胞剥離方法は、上述の如く、細胞を
接着させた導電材を細胞浸漬液に浸漬し、この導電材を
マイナスに荷電させるものであり、微生物や植物由来の
細胞にも有効であるが、特に動物細胞のように細胞壁が
なく物理的にも化学的にも弱い細胞に有効である。ここ
で、細胞浸漬液としては、種々の培地、生理食塩水、P
BS並びにPBSにEDTA及び/又は界面活性剤を添
加した溶液などを用いることができるが、これらのうち
でも、PBS及びPBSにEDTAや界面活性剤を添加
した溶液を用いると細胞の剥離性が向上するので、これ
らを用いるのが好ましい。
【0013】また、導電材をマイナスに荷電するのは、
上述のように、導電材(陰極)に対する陽極を設け、両
極間に電圧を印加すればよい。なお、この印加の際、銀
/塩化銀電極のような比較電極を設け、細胞の接着した
導電材の電位を測定し、該電位が一定になるように調整
すると再現性が得られ易いが、必ずしも導電材の電位を
計測する必要はなく、予備実験などから求めた適切な電
圧を導電材と陽極との間に印加すればよい。
【0014】細胞剥離に適用する電圧、即ち、導電材と
陽極との電位差は、導電材の材質、細胞の接着度合や細
胞浸漬液の種類などにより異なるので、適宜変更するこ
とができ、例えば、銀/塩化銀電極に対して0.0V付
近でも剥離する場合もあるが、1.2Vを超えると、ガ
ス発生や陽イオン物質の電着等の目的以外の電気化学反
応が生じ、また細胞に損傷を与えることがあるので好ま
しくない。
【0015】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
する。 (実施例1)図1は、本発明の細胞剥離装置の一実施例
を示す側面図である。同図において、この細胞剥離装置
は、導電材の一例である導電板1と、陽極板2と、比較
電極の一例である銀/塩化銀電極3とを備え、これら部
材を容器5に満たされた細胞浸漬液4に浸漬することに
より構成されている。
【0016】図1に示した細胞剥離装置を用いて、下記
の細胞剥離試験を行った。即ち、ガラス板の片面に錫を
ドープした酸化インジウムを蒸着した透明板を作成し、
この透明板の蒸着面を上にしてシャーレに配置し、CH
O−Kl株を培養して蒸着面に接着させた。培養後、こ
の透明板を導電板1とし、陽極板であるカーボン板2と
離間させた状態で、ともに細胞浸漬液であるPBS4に
浸漬し、両板の間にカーボン板2をプラスとして電圧を
印加した。この際、細胞が接着した透明板1の電位は銀
/塩化銀電極3によって計測した。
【0017】この結果、透明板の電位が銀/塩化銀電極
に対し−50mVでは10分経っても細胞は剥離する様
子はないが、−200mVにすると目視でも細胞が剥離
してくることが観察できた。更に電圧を上げると剥離は
早く確実になったが、−1.2Vを超えると電着反応に
より透明板表面が汚れてくることがわかった。また、P
BSにEDTA及び界面活性剤(旭化成(株)製:商品
名プロロニックF68)を加えると剥離は加速された。
なお、本例ではPBS中で荷電したが、培地中で−20
0mVに荷電しても細胞は剥離しなかった。また、透明
板の電位を銀/塩化銀電極で計測したが、必ずしもこの
必要はなくPBS中の両極間に−300mVの電圧を印
加しても同様の結果が得られた。
【0018】(実施例2)ガラス板に代えてグラシ−カ
ーボンを細胞接触板として用いた以外は、実施例1と同
様の操作を繰り返した。本例の場合、対銀/塩化銀電極
で−30mVと更に低い電圧で剥離した。なお、実施例
1及び2において、剥離した細胞の一部を採取し、再び
培養すると増殖したので、剥離細胞が死滅していないこ
とが実証できた。
【0019】(実施例3)グラシ−カーボン製の直径
0.5mmの粒子をシャーレに入れて培養し、グラシ−
カーボン粒子上に細胞を接着させた。得られた粒子をP
BSを注入したステンレス製シャーレ中に移し、緩やか
に撹拌しながら、該ステンレス製シャーレを陰極にし、
上記粒子と接しないように配置したカーボン板を陽極に
して両極間に電圧を印加すると、上記同様に剥離した。
また、この際、両極間電圧を−100mV以上にすると
短時間で剥離できた。
【0020】以上、本発明を若干の実施例により詳細に
説明したが、本発明はこれら実施例に限定されるもので
はなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施
が可能である。例えば、上記実施例では動物細胞を対象
としたが、微生物や苔に代表される植物細胞でも同様に
剥離することができる。但し、一般的には、動物細胞よ
り印加電圧を高くしたり、電圧を印加しておく時間を長
くする必要がある。
【0021】また、導電材や陽極としては、電圧を印加
できるものであれば形状を問われない。更に、導電材は
細胞が接着でき、且つ導電性を有するものであればよ
い。導電材に細胞が直接接着しない場合は、この表面を
細胞が接着するように、コラーゲン、セルロース及びゼ
ラチン等のような細胞が接着しやすい材料でコートして
も同様な効果が得られる。
【0022】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明よれ
ば、細胞が接着又は接着及び増殖した後、接着部をマイ
ナスに荷電することとしたため、接着させた細胞に損傷
を与えることなく簡易に剥離できる細胞剥離装置及び剥
離方法を提供することができる。また、本発明は、細胞
を傷つけることなく接着面から剥離することができるこ
とから、細胞壁や細胞内部の生理活性物質を採取するの
に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の細胞剥離装置の一実施例を示す側面図
である。
【符号の説明】
1 導電板 2 陽極板 3 銀/塩化銀電極 4 PBS 5 容器

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 細胞を接着させる導電材と、この導電材
    をマイナスに荷電させる荷電手段とを備えることを特徴
    とする細胞剥離装置。
  2. 【請求項2】 銀/塩化銀電極から成る比較電極を付加
    して成り、この比較電極と上記導電材との電位差が1.
    2V以下であることを特徴とする請求項1記載の細胞剥
    離装置。
  3. 【請求項3】 上記導電材に細胞接着処理が施されてい
    ることを特徴とする請求項1又は2記載の細胞剥離装
    置。
  4. 【請求項4】 上記導電材が、炭素、金属及び金属酸化
    物から成る群より選ばれた1又は2種以上のものから成
    ることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つの項に
    記載の細胞剥離装置。
  5. 【請求項5】 上記導電材が、光学的透明電極を透明基
    材に被覆して成ることを特徴とする請求項1〜3のいず
    れか1つの項に記載の細胞剥離装置。
  6. 【請求項6】 上記光学的透明電極が、錫又はニッケル
    をドープした酸化インジウムであることを特徴とする請
    求項5記載の細胞剥離装置。
  7. 【請求項7】 上記細胞が動物細胞であることを特徴と
    する請求項1〜6のいずれか1つの項に記載の細胞剥離
    装置。
  8. 【請求項8】 細胞を接着させた導電材を細胞浸漬液に
    浸漬し、この導電材をマイナスに荷電させることを特徴
    とする細胞剥離方法。
  9. 【請求項9】 上記導電材を、銀/塩化銀電極から成る
    比較電極に対し−1.2V以下に荷電することを特徴と
    する請求項8記載の細胞剥離方法。
  10. 【請求項10】 上記細胞浸漬液が、培地、生理食塩
    水、PBS又はPBSにEDTA及び/若しくは界面活
    性剤を添加したものであることを特徴とする請求項8又
    は9記載の細胞剥離方法。
  11. 【請求項11】 上記細胞が動物細胞であることを特徴
    とする請求項8〜10のいずれか1つの項に記載の細胞
    剥離方法。
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