WO2007032208A1 - 細胞培養基板 - Google Patents

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WO2007032208A1
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culture substrate
substrate
film
cell
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Yasunori Arima
Kazutomo Ikeuchi
Kenichi Nakama
Eiri Kobatake
Original Assignee
Nippon Sheet Glass Company, Limited
Tokyo Institute Of Technology
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    • C12N2533/12—Glass

Definitions

  • the present invention relates to a cell culture substrate, a method for producing the cell culture substrate, and a cell culture apparatus using the cell culture substrate, and in particular, a cell culture substrate having a substantially rod-shaped structure,
  • the present invention relates to a production method and a cell culture apparatus using the cell culture substrate.
  • the cells are inoculated into a strong culture substrate such as a polymer material such as polystyrene, and the cells are inoculated in a medium or in an incubator.
  • a method of holding and culturing is used.
  • a culture substrate a culture substrate having characteristics corresponding to a test method for cultured cells has been developed. For example, when conducting a test for applying a potential stimulus, a culture substrate having conductivity is used.
  • a conductive polymer that is an electropolymerizable polymer is suitable for detection of information activity generated by cells and the reception of information transmission materials. Often used as a surface film on a substrate.
  • cell adhesion and proliferation are influenced by the characteristics of the culture substrate, particularly the characteristics of the surface of the culture substrate.
  • a method such as hydrophilic treatment of the surface of polystyrene or the like with oxygen plasma or the like is used.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-335381 discloses that a conductive thin film such as a transparent conductive film, a metal, or a metal compound is coated on the surface of a substrate by an electropolymerization method, and further, the thin film As an electrode for electropolymerization Therefore, a method for forming a culture substrate by forming a polymer on a thin film is disclosed. According to the above method, the cells adhere stably on the substrate, and the growth and proliferation of the cells over a long period of time can be performed stably.
  • the polymer film is formed by generating an electric field between the counter electrodes for a certain period of time, but as the distance from the voltage application unit increases due to the internal resistance of the underlying inorganic conductive film.
  • the voltage dropped the film formation rate of the polymer film decreased, and the film thickness in the plane became non-uniform. This problem occurs particularly when a large area film is formed.
  • a method is used in which film formation is performed on a large area substrate, and then the film formation substrate is cut and mass production is performed. There was a problem that mass production was difficult.
  • the present inventors have formed various films on a substrate, and as a result, the cell culture substrate of the present invention, the method for producing the cell culture substrate, and the cell culture substrate.
  • the inventors have invented a cell culture apparatus using the above.
  • the cell culture substrate of the present invention is characterized by having a substrate and a substantially rod-shaped structure on the substrate surface.
  • the structure has an average roughness of 10 to 30 nm.
  • a preferred embodiment of the cell culture substrate of the present invention is characterized in that the length of the substantially rod-shaped structure is 50 to 600 nm.
  • a preferred embodiment of the cell culture substrate of the present invention is characterized in that it is composed of the substantially rod-shaped structural body and a conductive film.
  • the membrane is characterized in that it has a permeability to transmit light for cell observation.
  • the film is made of indium oxide, zinc oxide, or tin oxide.
  • a preferred embodiment of the cell culture substrate of the present invention is characterized in that the substrate is at least one selected from the group force of glass, ceramic, or plastic force.
  • the glass also has a soda-lime glass, quartz glass, aluminosilicate glass, or a polysilicate glass force.
  • Group force At least one selected It is characterized by being.
  • the structure is ionized by vapor deposition, sputtering, or evaporation of a film material, and the ionized film material is deposited on the substrate. It is characterized by forming by any one method.
  • a cell culture device of the present invention includes the above-described cell culture substrate of the present invention and a current injection mechanism.
  • the culture substrate surface has a substantially rod-like structure
  • cells can be entangled with the rod-like structure to stably adhere and fix the cells. Therefore, compared with the conventional method using the chemical adhesive effect of the polymer material, there is an advantage that applicable cell types are increased. Conventionally, sufficient adhesion could not be obtained unless serum was added to the medium. However, according to the present invention, sufficient adhesion can be obtained without serum. According to the present invention, since cells can be stably adhered onto a substrate, cell culture over a long period of time, for example, long-term culture of nerve cells is possible.
  • the culture substrate of the present invention can be composed of only an inorganic material without using an organic material, the manufacturing process can be simplified as compared with a conventional culture substrate, Cost can also be reduced.
  • inorganic materials are more durable than organic materials, the quality deteriorates when the surface is damaged during medium replacement or cleaning, which is unlikely to deteriorate due to long-term use! /, It's hard to happen! /
  • the film thickness varies during film formation.
  • a uniform film thickness can be obtained even when film formation is performed on a large-area substrate, and mass production is possible.
  • film formation by electrolytic polymerization is not possible to achieve uniformity, but by vacuum film formation (sputtering, vapor deposition), uniform film formation, especially large areas It is possible to form a uniform film at the same time.
  • the surface roughness is in a certain range, it is easy to stably adhere and fix cells, and no haze is generated on the surface. Even if this method is used, light scattering does not occur and good observation is possible.
  • a conductive film is provided on the substrate surface, it is possible to conduct tests such as applying potential stimulation to cells. Since the film can transmit specific light, observation by an optical observation means becomes easy.
  • the film material is any of indium oxide, zinc oxide, and tin oxide, processing such as etching with a low specific resistance value can be easily performed. By forming the film by vapor deposition, sputtering, or RF ion plating, it is possible to form a large area, achieve low sheet resistance, and prevent voltage drop during the test. .
  • the cell culture substrate of the present invention can be used repeatedly many times. In addition, long-term culture is possible.
  • FIG. 1 is an electron microscopic image of the surface and cross section of a cell culture substrate according to an example of the present invention.
  • FIG. 2 is an electron microscopic image of the surface and cross section of a cell culture substrate according to an example of the present invention.
  • FIG. 3 is an electron microscopic image of the surface and cross section of a cell culture substrate according to an example of the present invention.
  • FIG. 4 is an electron microscopic image of the surface and cross section of a cell culture substrate according to an example of the present invention.
  • FIG. 5 is an electron microscopic image of the surface and cross section of a cell culture substrate prepared by sputtering film formation.
  • FIG. 6 is a perspective view showing an example of a cell culture device.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of a cell culture device.
  • FIGS. 1-10 Examples of the surface structure and the cross-sectional structure of the cell culture substrate according to the present invention are shown in FIGS.
  • rod-like structures such as a whisker structure on the substrate surface.
  • the length of one rod-like structure is not particularly limited, but can be set to 50 to 600 nm from the viewpoint of cell fixation.
  • the average diameter of the structure is not particularly limited, but can be 10 to 300 nm from the viewpoint of cell fixation.
  • the optimal density of rod-shaped structures depends on the size of the cells to be cultured, but if one or more rod-shaped structures are in the area of one cell, it can be cultured.
  • the length of the rod-shaped structure refers to the length from one end of the rod-shaped structure to the other end
  • the average diameter refers to the average of the circular approximate cross-sectional diameters of one rod-shaped structure.
  • the surface roughness (Ra) of the structure is not particularly limited, but can be 10 to 30 nm from the viewpoint of cell fixation.
  • the surface roughness of the structure is more preferably 10 to 20 from the viewpoint of transparency in the visible region of the substrate.
  • Ra becomes large, haze is formed on the surface, and when optical observation means are used, problems such as scattering occur. If Ra is small, the cells cannot be sufficiently adhered and fixed, and good fixability cannot be obtained.
  • the material of the membrane may be appropriately selected depending on the purpose of the test! However, the material of acid resistance and alkali resistance is selected so as not to be corroded by the culture solution or the like.
  • an ITO film indium stannate film
  • An ITO film is preferred as a film because it is conductive and transparent to visible light. Even if the ITO film contains impurities such as silver or zinc oxide.
  • an acid zinc film or an ATO film antimony stannate film
  • the rod-shaped structure described above may be formed directly on the substrate or may be formed by film formation or the like.
  • sol-gel press molding or film formation on a resin press molded substrate is possible.
  • Film formation can be performed by evaporating the film material, ionizing it, and depositing it on the substrate.
  • a rod-like structure can be formed on the substrate surface regardless of the type of substrate. It is preferable to use an RF ion plating vapor deposition method in which a film material is ionized by radio frequency (RF) because the film forming speed is increased and the adhesion strength of the film to the substrate is increased.
  • RF radio frequency
  • any substrate can be used as long as the target film-forming material can be formed.
  • a transparent conductive film is formed.
  • glass, ceramic, plastic, or the like can be used as the substrate.
  • it is particularly preferable to use glass For example, soda lime glass, quartz glass, aluminosilicate glass, and polysilicate glass can be used! it can.
  • a culture cell is prepared on the cell culture substrate thus obtained. If an example is shown about the preparation method of a culture cell, for example, NaOH solution etc. will be inject
  • the prepared medium is injected into the cell (or may be prepared in a cell), and cells are inoculated into the medium to constitute a cell culture system.
  • the culture cell can be formed, for example, by bonding a ring on a substrate using a resin adhesive or the like. From the viewpoint of heat resistance and chemical resistance, the ring is preferably made of glass, Teflon (registered trademark) (tetrafluoroethylene resin, perfluoroalkoxy resin, Ethylene propylene resin) and silicon.
  • a partition may be provided in the cell to fractionate the medium.
  • the shape of the cell may be selected according to the culture method.
  • the perfusion culture can be performed by forming the cell into a channel shape.
  • a cell culture device can be obtained by adding a current injection mechanism such as an electrode to the cell culture system (FIG. 6).
  • a current injection mechanism such as an electrode to the cell culture system (FIG. 6).
  • the electrodes for example, a microscope, an ammeter, a voltmeter, etc. as the measurement mechanism, an incubator, a humidifier, a heater, a cooler, etc. as the atmosphere control mechanism, and an automatic medium exchange mechanism, separation mechanism, stirring mechanism, etc. It can be a culture device.
  • ITO film was formed on a soda-lime silica substrate 10 cm wide and 10 cm long by RF ion plating vapor deposition to produce a cell culture substrate.
  • Indium containing 5% by mass of tin was used as a source.
  • RF power is 1500 W
  • the substrate heating temperature was set to 300 ° C
  • plasma gas with oxygen the oxygen flow rate was 8. 45 X 10 _3 Pa'm 3 / s (5sccm).
  • the obtained cell culture substrate was cut into 5 cm square, and a glass ring was placed on the substrate as shown in Fig. 6 and adhered with a silicone adhesive to form a glass cell on the substrate.
  • a 1N NaOH solution was poured into the glass cell and left for 24 hours to hydrophilize the ITO film surface and the glass cell surface. Thereafter, the NaOH solution was extracted, Dulbecco's modified Eagle medium (DMEM medium) containing serum was put into the cell, and 5 ⁇ 10 6 TGW-nu cells were inoculated and cultured.
  • DMEM medium Dulbecco's modified Eagle medium
  • Example 1 and Example 1 were used except that the medium was replaced with serum-free DMEM medium. As a result of culturing the cells in the same manner, it was possible to adhere and fix the cells on the cell culture substrate for 8 days.
  • the cells were cultured in the same manner as in Example 1. As a result, the cells could be adhered and fixed for 10 days.
  • Example 3 Using the cell culture substrate obtained in Example 3, cells were cultured in the same manner as in Example 1 except that the medium was replaced with a non-blood DMEM medium on the second day after cell inoculation. Cells were able to adhere and fix for days.
  • the cells were cultured in the same manner as in Example 1. As a result, it was not possible to perform force adhesion fixation for 2 days.
  • the cell culture substrate according to the present invention can be used for cell culture.
  • the cell culture substrate and apparatus according to the present invention are used for cell culture performed while measuring cell potential. be able to. In particular, it can be suitably used for culturing cells that need to be cultured for a long period of time.

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Abstract

　本発明により、培養中に膜が剥離しない、導電性膜を有する細胞培養基板が提供される。細胞培養基板表面の平均粗さが１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下であり、基板表面に略棒状の構造体を有する。蒸着法、スパッタ法、ＲＦイオンプレーティング法により基板上に導電性の膜を形成する。膜材料は、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズのいずれかである。基板表面に棒状の構造体を有するため、棒状構造体に細胞を絡めることができ、安定的に細胞を接着固定することが可能となる。表面粗さが均一であるため、光学的な観察に適する。

Description

細胞培養基板
技術分野
[0001] 本発明は、細胞培養基板、当該細胞培養基板の製造方法、及び当該細胞培養基 板を用いた細胞培養装置に関し、特に、略棒状の構造体を有する細胞培養基板、 当該細胞培養基板の製造方法、及び当該細胞培養基板を用いた細胞培養装置に 関する。
背景技術
[0002] 従来、動植物の細胞を種々の条件下において培養する研究においては、細胞をポ リスチレンなどの高分子物質など力 なる培養基板に細胞を接種し、これを培地中ま たはインキュベーター中に保持して培養する方法などが用いられて ヽる。培養基板と して、培養細胞の試験方法に応じた特性を有する培養基板が開発されている。例え ば、電位刺激を与える試験を行う場合は、導電性を有する培養基板が用いられる。
[0003] 培養基板上に接着した細胞に様々な刺激が与えられると、電気的な応答がなされ るため、例えば、形態変化や物質の分泌、受容体などの発現、細胞分化、細胞増殖 などの現象を電気的性質の変化として捉えることができる。電解重合可能な高分子 である導電性高分子は、細胞の出した情報伝達物質や、情報伝達物質の受容など に伴う電気的活動の検出に適しているため、このような導電性高分子が基板上の表 面膜として良く用いられる。
[0004] 培養基板を用いた培養にお!、ては、細胞の接着性や増殖性は、培養基板の特性 、特に培養基板表面の特性の影響を受けるため、培養基板の特性を安定化させて 細胞の接着性や増殖性のばらつきを抑えるために、ポリスチレンなどの表面を酸素 プラズマ等で親水化処理するなどの方法が用いられて 、る。
[0005] しかし、前記処理では経時的に親水性が劣化し、し力も劣化は不均一に起こるため 、安定した品質を得ることができない。このような劣化を防ぐために、特開平 6— 3353 81号公報には、透明導電膜、金属、または金属化合物などの導電性の薄膜を、電 解重合法で基板表面にコーティングし、更に前記薄膜を電極として、電解重合法に よって薄膜上にポリマーを成膜して培養基板とする方法が開示されている。前記方 法によれば、細胞が安定的に基板上に接着し、長期にわたっての細胞の成育 '増殖 を安定的に行うことができる。
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] し力しながら、特開平 6— 335381号に記載されているように、培養基板表面に高 分子材料を用いる場合、培養基板表面は軟らかいため、実験中の取扱いによって剥 がれたり損傷しやすいという問題がある。例えば、培養基板の洗浄や培地交換などを 行う際に、高分子膜が容易に剥離してしまい、同じ基板を用いて繰り返し培養するこ とが困難である。また、ドライプロセスにて導電性の無機膜を成膜した後に、ウエットプ ロセスにて高分子膜を成膜する必要があるため、工程が複雑となり、条件の制御が困 難となるため、導電性膜の性能にばらつきが生じるという問題があった。
[0007] 更に、高分子膜の形成は、一定時間の間、対向電極間に電界を発生させることに よって行うが、下地である無機導電膜の内部抵抗により、電圧印加部から離れるに従 つて電圧が降下し、高分子膜の成膜レートが下がり、面内での膜厚が不均一になると いう問題があった。この問題は、特に大面積の成膜を行う場合に顕著に発生するた め、例えば、大面積の基板に成膜を行い、後で成膜基板を切断して大量生産を行う という方法を用いることができず、量産が困難であるという問題があった。
[0008] 電圧降下を防ぐ方法としては、下地である無機導電膜の厚みを大きくして、シート 抵抗を下げる方法があるが、膜厚を厚くすると成膜時間とコストがかかるため、量産に 向かな!/ヽと!ヽぅ問題があった。
[0009] 上記課題を解決するために、本発明者等は、基板上に種々の膜形成を行ったとこ ろ、本発明の細胞培養基板、当該細胞培養基板の製造方法、及び当該細胞培養基 板を用いた細胞培養装置を発明するに至った。
[0010] すなわち、本発明の細胞培養基板は、基板と、前記基板表面上の略棒状の構造体 とを有することを特徴とする。
[0011] また、本発明の細胞培養基板の好ましい実施態様において、前記構造体の平均粗 さが 10〜30nmであることを特徴とする。 [0012] また、本発明の細胞培養基板の好ま 、実施態様にぉ 、て、前記略棒状の構造体 の長さが、 50〜600nmであることを特徴とする。
[0013] また、本発明の細胞培養基板の好ま 、実施態様にぉ 、て、前記略棒状の構造体 力 導電性を有する膜で構成されていることを特徴とする。
[0014] また、本発明の細胞培養基板の好ま 、実施態様にぉ ヽて、前記膜が、細胞観察 用の光を透過する透過性を有することを特徴とする。
[0015] また、本発明の細胞培養基板の好ましい実施態様において、前記膜が、酸化イン ジゥム、酸化亜鉛、又は酸化スズからなることを特徴とする。
[0016] また、本発明の細胞培養基板の好ま 、実施態様にぉ 、て、前記基板が、ガラス、 セラミック、又はプラスチック力 なる群力 選択される少なくとも 1種であることを特徴 とする。
[0017] また、本発明の細胞培養基板の好ま 、実施態様にぉ 、て、前記ガラスが、ソーダ ライムガラス、石英ガラス、アルミノシリケートガラス、又はポロシリケートガラス力もなる 群力 選択される少なくとも 1種であることを特徴とする。
[0018] 次に、本発明の細胞培養基板の製造方法は、前記構造体を、蒸着法、スパッタ法 、又は膜材料を蒸発させてイオン化させ、イオン化した前記膜材料を前記基板上に 堆積させる方法のいずれか 1つの方法により形成することを特徴とする。
[0019] また、本発明の細胞培養装置は、上述の本発明の細胞培養基板と、電流注入機構 とを備えることを特徴とする。
[0020] 本発明によれば、培養基板表面に略棒状構造を有するため、棒状構造体に細胞 を絡めて、安定的に細胞を接着固定することが可能である。そのため、高分子材料 の化学的な粘着効果を利用した従来の方法に比べて、適用できる細胞種が増えると いう利点を有する。従来は、培地に血清を加えないと十分な接着力が得られなかつ たが、本発明によれば、無血清で十分な接着力を得ることができる。本発明によれば 、安定して細胞を基板上に接着することができるため、長期間にわたる細胞の培養、 例えば神経細胞の長期培養が可能である。
[0021] また、本発明の培養基板は、有機材料を用いずに無機材料のみによって構成する ことが可能であるため、従来の培養基板に比べて製造工程を簡略ィ匕することができ、 コストも低減することができる。また、無機材料は、有機材料に比べて耐久性が高い ため、長期間の使用による品質の低下が起こりにくぐ培地を取り替える際や洗浄の 際に表面が損傷して品質が低下すると!/、うことが起こりにく!/、。高分子材料の場合は 成膜時に膜厚ばらつきが生じるが、本発明によれば、大面積の基板に成膜を行う場 合でも均一な膜厚を得ることができ、量産が可能である。有機材料を使用した場合に は、電解重合法 (メツキ)での成膜であり均一性を得ることができないが、真空成膜法（ スパッタ、蒸着）によれば、均一成膜、特に大面積での均一成膜が可能となる。
[0022] 更に、本発明によれば、表面粗さが一定範囲であるため、細胞を安定して接着固 定することが容易にできる上に、表面にヘイズが生じないため、光学的な観察手段を 用いても、光の散乱などが起こらず、良好な観察が可能である。また、基板表面に導 電性を有する膜が設けられているため、細胞に電位刺激を与えるなどの試験も可能 となる。前記膜は、特定の光を透過することができるため、光学的な観察手段による 観察が容易となる。更に膜材料を酸化インジウム、酸化亜鉛、または酸化スズのいず れかにすると、比抵抗値が低ぐエッチング等の加工を容易に行うことができる。膜形 成を蒸着法、スパッタ法、 RFイオンプレーティング法で行うことにより、大面積の成膜 が可能となり、低シート抵抗を実現することができ、試験中の電圧降下を防止すること ができる。
[0023] 本発明の細胞培養基板は、一の基板を繰り返し何度も使用することができる。また 、長期間の培養が可能となる。
図面の簡単な説明
[0024] [図 1]本発明の一実施例に係る細胞培養基板の表面および断面の電子顕微鏡像で ある。
[図 2]本発明の一実施例に係る細胞培養基板の表面および断面の電子顕微鏡像で ある。
[図 3]本発明の一実施例に係る細胞培養基板の表面および断面の電子顕微鏡像で ある。
[図 4]本発明の一実施例に係る細胞培養基板の表面および断面の電子顕微鏡像で ある。 [図 5]スパッタ成膜により作製した細胞培養基板の表面および断面の電子顕微鏡像 である。
[図 6]細胞培養装置の一例を示す斜視図である。
[図 7]細胞培養装置の一例を示す断面図である。
符号の説明
[0025] 1 細胞培養基板
2 ガラス基板
3 ITO膜
4 培養セル
5 培養液 (培地）
6 電源
発明を実施するための最良の形態
[0026] 以下、本発明の実施形態の一例について説明する。
[0027] 本発明による細胞培養基板の表面構造および断面構造の一例を図 1〜4に示す。
図 1〜4に示すように基板表面にゥイスカー構造のような棒状構造体が多数存在する 。 1つの棒状構造体の長さは、特に限定されないが、細胞の定着性という観点から、 5 0〜600nmとすることができる。
また、構造体の平均直径についても、特に限定されないが、細胞の定着性という観 点から、 10〜300nmとすることができる。棒状構造体の最適な密度は培養する細胞 の大きさによるが、細胞 1個の面積内に棒状構造体が 1本以上あれば、培養可能で ある。ここで、棒状構造体の長さとは、棒状構造体の一端から他端までの長さをいい 、平均直径とは、 1本の棒状構造体の円近似断面径の平均をいう。
[0028] また、構造体の表面粗さ（Ra)についても特に限定されるものではないが、細胞の 定着性という観点から、 10〜30nmとすることができる。当該構造体の表面粗さは、 基板の可視域での透明性という観点から、より好ましくは、 10〜20應とする。 Raが大 きくなると表面にヘイズができるため、光学的な観察手段を用いる場合には散乱など の問題が発生する。 Raが小さいと細胞を十分に接着固定することができず、良好な 定着性が得られない。 [0029] 膜の材料は、試験目的によって適宜選択すればよ!、が、培養液等によって腐食し ないよう、耐酸性、耐アルカリ性のものを選択する。培養細胞に電位刺激を与える場 合は導電性を有する材料を用い、培養細胞を光学的に観察する場合には、観察に 用いる光を透過する材料を用いればょ 、。
例えば光学顕微鏡で観察を行う場合には、可視光を透過する材料を用いることが できる。 ITO膜 (インジウム錫酸ィ匕膜)は、導電性を有し、可視光に対して透明である ので膜として好ま ヽ。 ITO膜には不純物として銀や酸ィ匕亜鉛などが含まれて ヽても 、。 ITO膜の他に酸ィ匕亜鉛膜や ATO膜 (アンチモン錫酸ィ匕膜)を用いてもよ!、。
[0030] 上記の棒状構造は、基板に直接成形してもよいし、成膜などにより成形してもよい。
例えば、ゾルゲルプレス成型ゃ榭脂プレス成型基板上への成膜なども可能である。
[0031] 成膜は、膜材料を蒸発させた後、イオン化させ、基板上に堆積させることによって行 うことができる。このような方法を用いることによって、基板の種類に依らず基板表面 に棒状構造を形成することができる。膜材料を高周波 (RF)によりイオン化させる RF イオンプレーティング蒸着法を用いると、成膜速度が大きぐまた基板に対する膜の 付着強度が大きくなるため好ましい。
[0032] 成膜により棒状構造を成形する場合は、目的とする成膜材料を成膜することが可能 な基板であれば 、かなる基板を用いてもょ 、が、例えば透明導電膜を成膜する場合 は、基板として、ガラス、セラミック、プラスチックなどを用いることができる。耐熱性、対 薬品性、耐久性、量産性という観点から、特にガラスを用いることが好ましぐ例えば、 ソーダライムガラス、石英ガラス、アルミノシリケートガラス、ポロシリケートガラスなどを 用!/、ることができる。
[0033] このようにして得られた細胞培養基板上に培養セルを作製する。培養セルの作製 方法について一例を示せば、例えば、セル内に NaOH溶液などを注入して基板表 面およびセル表面の親水化処理を行う。調製した培地をセル内に注入し (またはセ ル内で調製してもよい）、培地に細胞を接種して細胞培養系を構成する。培養セルは 、例えば基板上にリングを榭脂製接着剤などを用いて接着することによって形成する ことができる。リングは、耐熱性、耐薬品性という観点から、好ましくはガラス製、テフ口 ン (登録商標)製 (テトラフロロエチレン榭脂製、パーフロロアルコキシ榭脂製、フツイ匕 エチレンプロピレン榭脂製）、シリコン製とする。
[0034] セル内に隔壁を設けて培地の分画を行うこともできる。セルの形状は培養方法に応 じて選択すればよぐ例えばセルを流路のような形状に成形して灌流培養を行うこと もできる。前記細胞培養系に、電極など電流注入機構を加えて、細胞培養装置とす ることができる（図 6)。電極の他に、例えば測定機構として顕微鏡、電流計、電圧計 など、雰囲気制御機構としてインキュベーター、加湿器、ヒーター、クーラーなど、ま た、自動培地交換機構、分離機構、撹拌機構などを加えて細胞培養装置とすること ができる。
[0035] 以下、実施例によりさらに具体的に説明する。
実施例
[0036] (実施例 1)
横 10cm、縦 10cmのソーダライムシリカ基板上に、 RFイオンプレーティング蒸着法 により、 ITO膜を成膜し、細胞培養基板を作製した。ソースとして錫を 5質量％含有し たインジウムを用いた。 RFパワーは 1500W、基板加熱温度は 300°Cとし、プラズマ ガスは酸素を用い、酸素流量は 8. 45 X 10_3Pa'm3/s (5sccm)とした。作製した 細胞培養基板を走査型電子顕微鏡 (SEM)で観察した結果を図 2に示す。図 2に示 すように表面にはヘイズが殆どなぐゥイスカー構造を有する粗い凹凸構造が形成さ れた。この膜の表面を AFM (原子間力顕微鏡)で評価した結果、 Ra = 25. 2nmであ つた o
[0037] 得られた細胞培養基板を 5cm角に切断し、図 6に示すようにガラスリングを基板上 に載置し、シリコーン接着剤で接着して、基板上にガラスセルを形成した。ガラスセル 内に 1Nの NaOH溶液を注入し、 24時間放置して、 ITO膜表面およびガラスセル表 面の親水化処理を行った。その後、 NaOH溶液を抜き取り、血清をカ卩えたダルベッコ 変法イーグル培地（DMEM培地）をセル内に投入し、 5 X 106個の TGW—nu細胞 を接種して培養を行った。細胞の基板への付着力を評価したところ、 10日間、細胞 培養基板上に接着固定することができた。
[0038] (実施例 2)
細胞接種から 2日目に、培地を無血清の DMEM培地に交換した以外は実施例 1と 同様にして細胞を培養した結果、 8日間、細胞培養基板上に細胞を接着固定するこ とができた。
[0039] (実施例 3)
酸素流量を 1. 52 X 10_2Pa'm3Zsec (9sccm)とした以外は実施例 1と同様にし て得られた細胞培養基板の表面を SEMで観察した結果を図 3に示す。図 3に示すよ うに、表面にはヘイズが殆どなぐゥイスカー構造を有する粗い凹凸構造が形成され た。 AFMで評価した結果、 Ra= 15. 9nmであった。
得られた細胞培養基板を用いて、実施例 1と同様の方法で細胞の培養を行った結 果、 10日間、細胞を接着固定することができた。
[0040] (実施例 4)
実施例 3で得られた細胞培養基板を用いて、細胞接種から 2日目に、培地を無血 清の DMEM培地に交換した以外は実施例 1と同様にして細胞の培養を行った結果 、 8日間、細胞を接着固定することができた。
[0041] (実施例 5)
基板を石英基板とし、酸素流量を 1. 52 X 10_2Pa'm3Zsec (9sccm)とした以外 は実施例 1と同様にして得られた細胞培養基板の表面を SEMで観察した結果を図 4 に示す。図 4に示すように、表面にはヘイズが殆どなぐゥイスカー構造を有する粗い 凹凸構造が形成された。得られた細胞培養基板を用いて、実施例 1と同様の方法で 細胞の培養を行った結果、 10日間、細胞を接着固定することができた。
[0042] (比較例）
スパッタ成膜法によって成膜をした以外は実施例 1と同様にして得られた細胞培養 基板の表面を SEMで観察した結果を図 5に示す。図 5に示すように、凹凸が殆どな い平坦な表面が得られた。 AFMで評価した結果、 Ra = 5. 3nmであった。
得られた細胞培養基板を用いて、実施例 1と同様の方法で細胞の培養を行った結 果、 2日し力接着固定を行うことができな力つた。
産業上の利用可能性
[0043] 本発明に係る細胞培養基板は、細胞の培養に利用することができる。本発明に係 る細胞培養基板および装置は、細胞の電位を測定しながら行う細胞培養に利用する ことができる。特に長期間培養することが必要な細胞の培養に好適に利用することが できる。

Claims

請求の範囲
[1] 基板と、前記基板表面上の略棒状の構造体とを有することを特徴とする細胞培養 基板。
[2] 前記構造体の平均粗さが 10〜30nmであることを特徴とする請求項 1に記載の細 胞培養基板。
[3] 前記略棒状の構造体の長さが、 50〜600nmである請求項 1又は 2項に記載の細 胞培養基板。
[4] 前記略棒状の構造体が、導電性を有する膜で構成されて!ヽる請求項 1〜3項の ヽ ずれか 1項に記載の細胞培養基板。
[5] 前記膜が、細胞観察用の光を透過する透過性を有する請求項 4記載の細胞培養 基板。
[6] 前記膜が、酸化インジウム、酸化亜鉛、又は酸化スズからなることを特徴とする請求 項 4又は 5項に記載の細胞培養基板。
[7] 前記基板が、ガラス、セラミック、又はプラスチックからなる群力 選択される少なくと も 1種である請求項 1〜6項のいずれ力 1項に記載の細胞培養基板。
[8] 前記ガラスが、ソーダライムガラス、石英ガラス、アルミノシリケートガラス、又はポロ シリケートガラス力 なる群力 選択される少なくとも 1種である請求項 7項記載の細胞 培養基板。
[9] 請求項 1〜8項のいずれか 1項に記載の細胞培養基板の製造方法であって、前記 構造体を、蒸着法、スパッタ法、又は膜材料を蒸発させてイオン化させ、イオンィ匕した 前記膜材料を前記基板上に堆積させる方法のいずれか 1つの方法により形成するこ とを特徴とする細胞培養基板の製造方法。
[10] 請求項 1〜8項のいずれか 1項に記載の細胞培養基板と、電流注入機構とを備える ことを特徴とする細胞培養装置。
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