JPH11169166A - 培養プレートとその培養方法又は試験方法 - Google Patents

培養プレートとその培養方法又は試験方法

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JPH11169166A
JPH11169166A JP34167797A JP34167797A JPH11169166A JP H11169166 A JPH11169166 A JP H11169166A JP 34167797 A JP34167797 A JP 34167797A JP 34167797 A JP34167797 A JP 34167797A JP H11169166 A JPH11169166 A JP H11169166A
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    • C12M23/00Constructional details, e.g. recesses, hinges
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 培養細胞数を任意の比率で変化させながら、
細胞の培養環境が変わらない培養方法を提供する。 【解決手段】 含酸素官能基、含窒素官能基を導入した
プラズマ処理培養領域とフッ素を含有するプラズマ処理
非培養領域を任意の比率で変化させたた培養プレート、
これを用いる細胞培養方法及び測定方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、薬物などの効果判
定や、その毒性を試験する場合に、培養細胞を用いて行
うバイオアッセイ法に於いて用いる培養プレートに関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】組織から単離した細胞を試験、検査に用
いる手法は、ライフサイエンス関連分野では欠かせない
方法となっており、疾病、病態の診断、新薬の探索及び
薬効の判定、あるいはまた環境汚染物質の試験、などに
幅広く用いられている。単離した細胞は直ちに試験に用
いる場合もあるあるが、多くは細胞培養の方法により培
養皿や試験管のなかで培養が行われている。この培養系
のなかで種々の検査が行われる。
【0003】これらのアッセイは、通常、均一な培養系
を設定し、評価する薬物等の量、濃度などを変えてその
効果を見るものである。そのため培養に用いる培養器も
一定の均一に形成された物が用いられる。この培養器
は、培養皿というものが一般的に用いられる。また、多
くのサンプルを同時に評価するために、この培養皿が連
結して形成されている培養プレートと呼ばれる物がしば
しば用いられている。
【0004】評価に用いられる細胞は、その性質から、
培養器に接着しなければ生存維持ができなく、正常な機
能を発現できない接着依存性細胞と、接着がその機能維
持に与える影響が少ない浮遊性細胞がある。
【0005】評価系を組むためには、これらの細胞を培
養器のなかで一定密度で培養する。この際、その培養密
度はそれぞれの評価系により、種々の条件がとられてい
る。また、この条件は同じ細胞を用いても、それぞれの
実験系により、様々に異なってくる。しかし、生体外の
人工的な培養系では、細胞密度を変えることにより、特
に細胞数を少なくするために低密度の培養系にした場
合、細胞の機能が変化してきたり、あるいは、細胞の生
存さえも維持できなくなる場合がある。これは、この種
の培養系では細胞間相互作用が働くためである。この作
用は細胞が産生するサイトカインなどの効果によるとさ
れるが、接着依存性細胞では細胞同士が相互に接触して
いることも重要であり、このような細胞集団が局所的な
培養微小環境を構成している。つまり、細胞数を少なく
することは、このような培養微小環境の維持を困難にし
ている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、これ
までの細胞培養系では、一定の機能を発現させるために
は、細胞密度や細胞数を自在に変化させることができな
い。細胞数や培養密度を下げるとその機能も同時に低下
してくる。また、低密度で細胞を培養した場合には増殖
速度も低下も認められる、また増殖が停止し、アポトー
シス等により細胞死へ向かう場合もある。
【0007】細胞数を低下させて同じ細胞密度を維持す
るためには、培養皿の培養面積、すなわち形状を変化さ
せなければならない。すなわち、多条件で試験しなけれ
ばならない場合には、異なった形状の、培養面積の異な
る培養皿や培養プレートを多数用いなければならない。
このような方法は、サンプル数が少ない場合は適用でき
るが、多種類のサンプルを試験しようとする場合は全く
適切な方法とは言えない。
【0008】
【課題を解決するための手段】同一培養プレート内で培
養の状況をかえながら、かつ同一の培養環境を保つ方法
を種々検討した。この結果培養領域を変化させる事が良
好な結果を与えた。この検討の結果得られた培養器は、
細胞培養領域が任意の率で変化した培養皿が連続して形
成されている物である。すなわち、本発明は、多検体を
同時に処理できるプレート形状で、培養細胞数を変化さ
せながら、培養状態を一定に保つことができ、薬物のバ
イオアッセイ等に好適な培養プレートを提供する事にあ
る。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の培養プレートは培養皿が
連続して形成されている形状のものならば、どのような
ものも可能である。一般的に用いられているものには、
6ウェルプレート(6穴プレート、以下同)、12ウェ
ル、24ウェル、48ウェル、96ウェルの各プレート
がある。この1ウェルが1培養皿に相当するが、これら
はそのプレート全体の大きさをほぼ同じくし、各ウェル
形状を小さくしているものである。このほかには、全体
の形状の異なった物も使われている。また最近の微量化
への流れから、さらに小口径で、多数の培養皿からなる
プレート(384ウェル)も使われ始めている。
【0010】本発明は、この種のどのような形状のもの
でも可能である。培養皿が、連続して形成されていない
場合でも、可能であるが、上記に述べた点から、実用的
利便性が低い。細胞培養に用いるという点から、透明
な、細胞の状態を観察できる材料特性を持つものが適切
であるが、特に限定されるものではない。
【0011】培養プレートの材質は表面処理の効率か
ら、プラスチック素材が好適である。ただし、ガラス、
セラミック類には使用できないと限定されるものではな
い。培養細胞に対して毒性を持たず、表面処理可能なも
のならば、どのようなものでも使用可能である。
【0012】各培養皿の培養領域を任意の比率で変化さ
せるには培養領域と非培養領域を形成しなければならな
いが、このためには、種々の方法が適用できる。細胞培
養表面を形成する方法は、酸素官能基、含窒素官能基を
導入する方法が好適である。このためには低温プラズマ
処理、コロナ放電処理、紫外線照射などを用いることが
できるが、導入効率等から低温プラズマ処理法が好適で
ある。一部分を被覆しておき、これらの処理を施すこと
により限定された培養表面が形成できる。被覆面を任意
の比率で変化させることにより、培養表面を任意の比率
で変化させることができる。
【0013】しかし、単なる含酸素官能基、含窒素官能
基を導入する方法だけでは、細胞の培養領域を任意に変
化させた事にはならない。すなわち、このような処理で
すべての細胞について意図した結果が得られてくるわけ
でない。
【0014】またあらかじめ、細胞接着作用のある細胞
接着性蛋白質や塩基性ポリマーをコーテイングしてお
き、前記と同様の処理を施す方法がある。この方法で
は、プラズマ処理等がこの接着性蛋白質を失活化させる
作用として働き、残った部分(被覆した部分)が培養領
域になる。しかしこの方法も失活した部分が積極的な細
胞非接着作用を示すわけでなく、充分な結果が得られて
こない。
【0015】細胞接着性蛋白質としては、コラーゲン、
フィブロネクチン、ラミニン、ビトロネクチン、など
が、塩基性ポリマーとしては、ポリリジン、ポリオルニ
チン、オリアリルアミン、ポリアリルアミン塩酸塩など
がある。これらの混合物を用いる方法及びこれらを積層
するなどのコーティング方法も好適である。
【0016】細胞の非接着性部分を構成するためには、
フッ素元素を含むガス雰囲気下での低温プラズマ処理が
好適である。フッ素元素を含むガスとしては、テトラフ
ルオロメタン、ペンタフルオロエタン、テトラフルオロ
エチレンなどが好適である。このような表面処理を行わ
ず、テフロンのようなポリマーを成形、コーテイングす
る方法も可能であるが、いずれも精度の高いものは難し
く、また透明性にも問題がある。透明プラスチック、ガ
ラス、石英の成型品に表面処理を行う方が好適である。
【0017】細胞接着性蛋白質等を用いた場合もこの方
法が適用できる。この場合は、コーティング蛋白質を変
性させるだけでは、効果が充分ではなく、エッチング効
果、ないしはプラズマ重合により含フッ素表面を形成す
る必要がある。すなわち細胞接着性蛋白質をエッチング
効果により削り取り、その基材面にフッ素元素を導入す
る、あるいはプラズマ重合により含フッ素薄膜を形成し
細胞接着性蛋白質を覆うことにより、非接着面を形成す
る等である。
【0018】培養領域が連続して変化している培養皿と
は、たとえば、培養面積100%、75%、50%、2
5%、0%の培養皿が連続して形成されているものをい
う。この比率は、特に限定されるものではなく、50
%、30%、10%など任意の比率をとることができ
る。ただし、細胞培養という方法とる限り、これを1%
のような細かな間隔でとることはあまり好適とはいえな
い。細胞培養法を用いるバイオアッセイ法にはそれほど
の厳密な精度は期待できない。しかし、誤差を充分見込
んだ上での評価系を組むならば、かならずしも意味のな
いことではない。
【0019】低温プラズマ法等、培養表面、非培養表面
を区分して形成する方法として、表面を被覆して処理す
る方法の他に、プラズマが発生している空間に処理面を
さらす方法をとることもできる。また、紫外線、レーザ
ーなどは、ビーム状にして照射領域を絞ることは容易で
ある。フォトレジストなどを用いれば、より精細な領域
を形成できるが、通常のバイオアッセイでは、上記した
ように、それほどの精度は必要としない。
【0020】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説
明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものでは
ない。 (実施例) (培養プレートの調製)培養面積比100%、80%、
60%、40%、20%、0%を1系列としりプレート
の調製。ポリスチレンで成形された24ウェルプレート
(住友ベークライト製、成形後ガンマ線滅菌、ウェル内
径16mm)を横1列、6ウェル(6培養皿)を1系列
とし1プレート内4系列とした。まづ、直径16mm、
厚み1mmのシリコーン片をエタノール、純水で超音波
洗浄を行い、十分に乾燥させた。次に、左端の縦列には
この切片をそのまま、次の列には内角72度の扇形部分
を切除した物、次の列からは144度、216度、28
8度の扇形部分を切除した切片を入れ、低温プラズマ装
置にセットした。減圧化テトラフルオロメタンを導入。
0.1Torrで100Wの電力を印加、5分間処理し
た。装置から取り出したプレートから、シリコン切片を
とりだした後、プラズマ処理された部分を新たなシリコ
ン切片で覆い、再びプラズマ装置にセットした。同様に
減圧下窒素ガスを導入。0.06Torr、50Wで3
分間処理した。プラズマ処理が終了した後、切片を除
き、プレートの蓋を装着しガンマ線滅菌を行った(線量
10kGy)。
【0021】(比較用培養プレートの調製)上記と同様
の24ウェルプレートを用いて、シリコン切片を用いる
ことなく、同様の条件で窒素ガス雰囲気下プラズマ処理
し、ガンマ線滅菌を行った。
【0022】(調製した培養プレートを用いた細胞の培
養)株化グリア細胞であるC6細胞を牛胎児血清を10
%量加えたDMEM培養液で2.0×104c/mlに
調製。0.5ml/ウェルで細胞液を加え30分静置し
た。その後培養液を新しい培養液に交換し、3日間培養
した。
【0023】(比較用培養プレートを用いた細胞培養)
同様にC6細胞を、上記プレートの1系列の比率と合わ
せるため2.0×104c/ml(100%)、1.6
×104c/ml(80%)、1.2×104c/ml
(60%)、0.8×104c/ml(40%)、0.
4×104c/ml(20%)、 培養液のみ(0
%)、の細胞液を調製した。0.5ml/ウェルの各細
胞液を加え3日間培養した。
【0024】(培養後の細胞比)3日後、細胞数を測定
するため細胞増殖アッセイキット(同仁化学研究所製)
により、生成するWST−1ホルマザンを測定した。試
薬を50μl/ウェル加え2時間、37℃で、インキュ
ベートした。150μl/ウェルで96ウェルプレート
に移し変え、測定波長450nmで吸光度を測定した。
X軸とY軸を、吸光度と培養面積でとりプロットしたと
ころ、本発明のプレートでは良好な直線性を示し、培養
面積と細胞数の良好な比例関係を認めた。同様に、比較
プレートで、吸光度と初期細胞数でプロットしたところ
直線性を示めさず、低い細胞濃度のところでは、比例関
係が認められなかった。
【0025】
【発明の効果】本発明の培養プレートを用いることによ
り、培養環境を変えることなく、培養細胞の細胞数を任
意にコントロールできる。これにより、様々な条件での
バイオアッセイに使用する事が可能で、薬理試験や毒性
試験の適用範囲が広がり、高い利便性を与える。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 接着性細胞を培養する領域が0から10
    0%まで任意の比率で変化している培養皿が連続して形
    成されていることを特徴とする培養プレート。
  2. 【請求項2】 培養する領域が、含酸素官能基あるいは
    含窒素官能基またはこれらの混合した官能基を導入する
    ことができるガス雰囲気下で低温プラズマ処理されたこ
    とにより形成されている請求項1記載の培養プレート。
  3. 【請求項3】 培養する領域が細胞接着性蛋白質ないし
    は塩基性ポリマーに被覆されている請求項1記載の培養
    プレート。
  4. 【請求項4】 非培養領域が、フッ素を含有するガス雰
    囲気下で低温プラズマ処理されたことにより形成されて
    いる請求項1、2又は3記載の培養プレート。
  5. 【請求項5】 接着依存性細胞を請求項1、2、3又は
    4記載の培養プレートで培養することを特徴とする培養
    方法。
  6. 【請求項6】 請求項1、2、3又は4記載の培養プレ
    ートで培養した細胞をバイオアッセイに用いる試験方
    法。
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