WO2010086976A1 - 細胞培養システム、細胞培養方法、細胞培養容器、及び細胞培養容器の製造方法 - Google Patents

細胞培養システム、細胞培養方法、細胞培養容器、及び細胞培養容器の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2010086976A1
WO2010086976A1 PCT/JP2009/051428 JP2009051428W WO2010086976A1 WO 2010086976 A1 WO2010086976 A1 WO 2010086976A1 JP 2009051428 W JP2009051428 W JP 2009051428W WO 2010086976 A1 WO2010086976 A1 WO 2010086976A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
activity
cell
cells
light
cell culture
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/051428
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
崇央 楠浦
Original Assignee
アイランド ジャイアント デベロップメント エルエルピー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アイランド ジャイアント デベロップメント エルエルピー filed Critical アイランド ジャイアント デベロップメント エルエルピー
Priority to US12/665,020 priority Critical patent/US9080138B2/en
Priority to PCT/JP2009/051428 priority patent/WO2010086976A1/ja
Priority to JP2009541659A priority patent/JP4571229B2/ja
Publication of WO2010086976A1 publication Critical patent/WO2010086976A1/ja

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/02—Photobioreactors
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/20—Material Coatings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/22—Transparent or translucent parts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M35/00—Means for application of stress for stimulating the growth of microorganisms or the generation of fermentation or metabolic products; Means for electroporation or cell fusion
    • C12M35/08—Chemical, biochemical or biological means, e.g. plasma jet, co-culture
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/06—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of illumination
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/46—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of cellular or enzymatic activity or functionality, e.g. cell viability

Definitions

  • the described technology relates to cell culture technology, and relates to a cell culture system, a cell culture method, a cell culture container, and a method for manufacturing a cell culture container.
  • each of the light source that emits light, the light intensity adjusting device that adjusts the light intensity of the light emitted from the light source, and the plurality of photocatalyst films having different compositions on the photocatalyst film irradiated with light A cell activity measuring device that measures the activity of the cells cultured above, an association device that associates the light intensity or the composition of each of the plurality of photocatalyst films with the cell activity, and cells on the photocatalyst film associated with the light intensity
  • An information storage device that stores information on the activity of the light source and an extraction device that extracts a light intensity value that maximizes the activity of the cell, and the light source uses the light having the light intensity of the extracted value as a photocatalytic film.
  • a cell culture system is provided in which a cell activity measurement apparatus measures the proliferation rate, growth rate, secretion amount, or gene expression level of a cell by irradiation.
  • the activity of a cell cultured on a photocatalyst film irradiated with light, a light intensity adjusting device that adjusts the light intensity of the light emitted from the light source, and the light emitted from the light source is measured.
  • a cell culture system including a cell activity measuring device and an association device for associating light intensity with cell activity.
  • the cell activity measuring device that measures the activity of cells cultured on each of a plurality of photocatalytic films having different compositions, the composition of each of the plurality of photocatalytic films, and the activity of the cells
  • measuring the activity of cells cultured on each of a plurality of photocatalyst films having different compositions, and associating the composition of each of the plurality of photocatalyst films with the cell activity And a cell culture method is provided.
  • a cell culture container including a substrate and a photocatalytic film disposed on the substrate.
  • measuring the activity of cells cultured on each of a plurality of photocatalyst films having different compositions and associating the composition of each of the plurality of photocatalyst films with the cell activity
  • a method for producing a cell culture vessel comprising: extracting from the composition of the plurality of photocatalytic films a composition that maximizes cell activity; and forming a photocatalytic film having the extracted composition on a substrate.
  • emitting light capable of adjusting the light intensity, measuring the activity of cells cultured on the photocatalyst film irradiated with light, the light intensity and the cell activity And a method for producing a cell is provided.
  • measuring the activity of cells cultured on each of a plurality of photocatalyst films having different compositions, and associating the composition of each of the plurality of photocatalyst films with the cell activity And a method for producing a cell is provided.
  • emitting light capable of adjusting the light intensity, measuring the activity of cells cultured on the photocatalyst film irradiated with light, the light intensity and the cell activity A cell produced by a method comprising the steps of:
  • measuring the activity of cells cultured on each of a plurality of photocatalyst films having different compositions, and associating the composition of each of the plurality of photocatalyst films with the cell activity And a cell produced by a method comprising:
  • FIG. 1 is a schematic diagram of the cell culture system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a table of growth rate data associated with the light intensity data according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the cell culture method according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a cell culture system according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a cell culture system according to the third embodiment.
  • FIG. 6 is a table of growth rate data associated with photocatalyst film composition data according to the third embodiment.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a cell culture method according to the third embodiment.
  • (First embodiment) 1 includes a light source 101 that emits light, a light intensity adjusting device 102 that adjusts the light intensity of light emitted from the light source 101, and a photocatalyst film 52 irradiated with light.
  • a cell activity measuring device 201 that measures the activity of the cells cultured above, and an associating device 103 that associates the light intensity with the cell activity are provided.
  • the light source 101 emits ultraviolet light or visible light.
  • a black light, a fluorescent discharge tube, a low-pressure mercury lamp, a xenon lamp capable of supporting a continuous spectrum from the ultraviolet region to the infrared region (185 nm to 2000 nm), a light emitting diode, a superluminescent diode, a semiconductor laser, etc. are used. Is possible.
  • the light intensity adjusting device 102 adjusts the light intensity of the light emitted from the light source 101 by adjusting the power supplied to the light source 101.
  • a cell culture vessel 51 such as a petri dish is disposed above the light source 101.
  • the cell culture vessel 51 is made of a transparent material such as acrylic resin or silicon oxide (SiO 2 ).
  • the photocatalytic film 52 is disposed on the transparent bottom surface of the cell culture vessel 51 and contains titanium oxide (TiO 2 ) or the like as a composition.
  • the film thickness of the photocatalyst film 52 is, for example, 30 nm to 500 nm.
  • a titanium salt solution such as titanium alkoxide, organic acid titanium, titanium peroxide, or titanium chloride, which is a precursor of titanium oxide
  • a method of applying heat treatment to the bottom surface of the container 51.
  • a dip coating method, a spin coating method, a roll coating method, a bar coating method, a spray coating method, a screen printing method, or the like can be used.
  • the temperature of the heat treatment is, for example, 100 ° C. to 700 ° C.
  • a solution obtained by mixing titanium oxide powder or a solution in which a titanium oxide powder is dispersed in a solvent and a binder component is used as a cell.
  • a method of applying to the bottom surface of the culture vessel 51 and drying or sintering Further, organic polymer beads are added to a solution containing a photocatalyst such as titanium oxide, the solution is applied to the bottom surface of the cell culture vessel 51, and then the solution is baked to form a photocatalytic film 52 on the bottom surface of the cell culture vessel 51. It may be formed.
  • the photocatalytic film 52 is prevented from being thermally contracted during firing.
  • the cell culture vessel 51 in which the photocatalyst film 52 is formed is filled with a culture solution, and the cells are cultured on the photocatalyst film 52.
  • the photocatalytic film 52 is irradiated with light emitted from the light source 101.
  • titanium (Ti) of titanium oxide (TiO 2 ) contained in the photocatalyst film 52 reacts with water (H 2 O) in the culture solution, and the surface of the photocatalyst film 52 A hydroxyl group (—OH) is formed in the film. Therefore, the surface of the photocatalytic film 52 becomes hydrophilic when irradiated with light from the light source 101. Further, the degree of hydrophilicity on the surface of the photocatalyst film 52 changes according to the light intensity of the light emitted from the light source 101.
  • the adhesion of cells to the surface of the photocatalyst film 52 is increased.
  • the surface of the photocatalyst film 52 is hydrophobic, the adhesion of cells to the surface of the photocatalyst film 52 is lowered. Therefore, by adjusting the light intensity of the light emitted from the light source 101 with the light intensity adjusting device 102, it becomes possible to control the adhesiveness of the cells to the surface of the photocatalyst film 52.
  • the cell activity measuring device 201 measures, for example, the growth rate of cells as an index of the activity of cells cultured on the surface of the photocatalytic film 52.
  • the cell activity measuring device 201 analyzes, for example, a phase contrast microscope disposed above the cell culture container 51 and an image of cells on the cell culture container 51 obtained through the phase contrast microscope, and measures the number of cells. An image analysis device is provided.
  • the cell activity measuring device 201 calculates the cell growth rate from the change over time of the measured number of cells.
  • the associating device 103 is electrically connected to the cell activity measuring device 201 and the light intensity adjusting device 102.
  • the associating device 103 acquires data on the measured cell growth rate from the cell activity measuring device 201.
  • the associating device 103 acquires the light intensity data of the light emitted from the light source 101 from the light intensity adjusting device 102 when the cells whose proliferation rate is measured by the cell activity measuring device 201 are cultured. Further, the associating device 103 associates cell growth rate data with light intensity data.
  • the cell culture system further includes an information storage device 104.
  • the associating device 103 stores, in the information storage device 104, cell growth rate data associated with the light intensity data.
  • the information storage device 104 for example, as shown in FIG. 2, the first growth rate A 1 of the cell when the photocatalyst film 52 is irradiated with first light intensity V 1, the first light intensity V 1 cells when irradiated with stronger second second growth rate a 2 cells when irradiated with light having light intensity V 2, stronger than the second light intensity V 2 third light intensity V 3 third proliferation rate a 3, etc. are stored in a table format.
  • the extraction device 105 shown in FIG. 1 extracts the value of the light intensity at which the fastest cell growth rate is obtained from the table shown in FIG. 2 stored in the information storage device 104.
  • the extraction device 105 shown in FIG. 1 is electrically connected to the light intensity adjustment device 102.
  • the light intensity adjusting device 102 receives from the extraction device 105 a light intensity value that provides the fastest cell growth rate. Further, the light intensity adjusting device 102 adjusts the light intensity of the light emitted from the light source 101 to the value extracted by the extracting device 105.
  • the cell culture system according to the first embodiment further includes an input device 312 and an output device 313.
  • an input device 312 for example, a keyboard and a pointing device such as a mouse can be used.
  • an image display device such as a liquid crystal display and a monitor, a printer, and the like can be used.
  • n is a natural number and the photocatalytic film 52 is irradiated using n types of light intensities will be described.
  • step S101 a cell culture vessel 51 including the photocatalytic film 52 shown in FIG. 1 is prepared.
  • the cell culture solution is placed in the cell culture vessel 51 and the cells are seeded on the photocatalyst film 52.
  • the cell culture container 51 in which the cells are seeded is placed above the light source 101 of the cell culture system.
  • step S102 the light intensity adjusting device 102 to emit light having a first optical intensity V 1, to adjust the power supplied to the light source 101.
  • step S102 while irradiating the photocatalyst film 52 with light having a first optical intensity V 1, the predetermined time period, culturing the cells on the photocatalytic film 52.
  • step S103 cell activity measuring device 201, as an indicator of the activity of cells cultured on the photocatalytic film 52 irradiated with light having a first optical intensity V 1, a first growth rate of the cells to measure the a 1.
  • step S104 association device 103, the light intensity adjusting unit 102 receives the first data of the light intensity V 1, receives a first data proliferation rate A 1 of the cell from the cell activity measuring device 201.
  • association device 103 associates the first data proliferation rate A 1 of the cell to the first data of the light intensity V 1.
  • the associating device 103 stores the data set of the associated first light intensity V 1 and the first growth rate A 1 of the cells in the information storage device 104.
  • step S105 the light intensity adjusting device 102 determines whether or not the switching of the light intensity of the light emitted from the light source 101 has been completed. If switching to the second to nth light intensities V 2 -V n is not completed, the light intensity adjusting device 102 supplies the light source 101 with light having the second light intensity V 2. The power is adjusted, and the process returns to step S102. Thereafter, steps S102 to S105 are repeated until the switching to the nth light intensity Vn is completed. As a result, as shown in FIG. 2, the information storage device 104 stores the data of the first to n-th light intensities V 1 -V n and the first to n-th growth rates A 1 -A n of the cells. Data is stored in association with each other.
  • step S106 the extraction device 105 shown in FIG. 1 performs the fastest growth rate A among the data of the first to nth growth rates A 1 -An of the cells stored in the information storage device 104.
  • the light intensity VM associated with M is extracted.
  • the extraction device 105 outputs the extracted light intensity V M to an output device 313.
  • step S107 the light intensity adjusting unit 102 receives the data of the extracted light intensity V M from the extractor 105.
  • the light intensity adjusting device 102 to emit light having the extracted light intensity V M, modulates the power supplied to the light source 101. Then, while irradiating with light having a light intensity V M photocatalytic film 52, the cells were cultured on the photocatalytic film 52, after a predetermined period of time, the culture is terminated.
  • the cell activity indicated by the cell growth rate depends on the adhesion of the cell to the cell culture vessel.
  • the cell to the photocatalyst film 52 provided in the cell culture vessel 51 according to the light intensity of the light irradiated to the photocatalyst film 52.
  • the adhesiveness can be changed. Further, the light intensity that gives the fastest growth rate is extracted, and then the cells are cultured on the photocatalyst film 52 while irradiating the photocatalyst film 52 with light having the extracted light intensity. Can be promoted.
  • the cell activity measuring apparatus 201 demonstrated the example containing a phase-contrast microscope etc.
  • 1st Embodiment is not limited to this.
  • the cell activity measuring device 201 may be a flow cytometer or the like. In this case, the number of cells grown can be measured by measuring the number of cells peeled from a certain area of the photocatalytic film 52 with a flow cytometer.
  • the cell culture system according to the second embodiment includes a plurality of light sources 101A, 101B, and 101C.
  • the light intensity adjusting device 102 supplies different power to each of the plurality of light sources 101A, 101B, and 101C.
  • the plurality of light sources 101A, 101B, and 101C emit light having different light intensities.
  • a plurality of cell culture vessels 51A, 51B, and 51C are disposed above the plurality of light sources 101A, 101B, and 101C, respectively.
  • the plurality of cell culture containers 51A, 51B, 51C are provided with photocatalytic films 52A, 52B, 52C, respectively.
  • the compositions of the photocatalytic films 52A, 52B, and 52C are the same. Cells of the same strain are seeded on each of the photocatalytic films 52A, 52B, and 52C.
  • Other components of the cell culture system according to the second embodiment are the same as those of the cell culture system according to the first embodiment.
  • the cell culture system it is possible to obtain in parallel data on the activity of cells on the photocatalytic films 52A, 52B, and 52C irradiated with light of different light intensities. . Therefore, it is possible to obtain the data of the cell activity associated with the light intensity at high speed.
  • cell culture vessels 251A, 251B, and 251C are arranged above the light source 121.
  • the cell culture containers 251A, 251B, and 251C are provided with photocatalytic films 252A, 252B, and 252C, respectively.
  • the compositions of the photocatalytic films 252A, 252B, and 252C are different.
  • the cell culture system according to the third embodiment includes a composition storage device 126.
  • the photocatalytic films 252A, 252B, 252C are irradiated with light of the same condition emitted from the light source 121.
  • the cell activity measuring device 201 measures, for example, the growth rate of cells as an index of the activity of cells cultured on the surfaces of the photocatalytic films 252A, 252B, and 252C having different compositions.
  • the associating device 123 is electrically connected to the cell activity measuring device 201 and the composition storage device 126.
  • the associating device 123 acquires the measured cell growth rate data from the cell activity measuring device 201. Further, the associating device 123 acquires, from the composition storage device 126, data on the composition of each of the photocatalytic films 252A, 252B, and 252C used when culturing the cells whose proliferation rate is measured by the cell activity measuring device 201. Further, the associating device 123 associates the cell growth rate data with the composition data of the photocatalytic films 252A, 252B, and 252C.
  • the associating device 123 stores, in the information storage device 124, cell growth rate data associated with the composition data of the photocatalytic films 252A, 252B, and 252C.
  • the information storage device 124 for example, as shown in FIG. 6, the photocatalyst film first proliferation rate A 1 of the cell to the composition C 1 in 252A, a second growth rate of the cells to the composition C 2 of the photocatalytic film 252B A 2 third proliferation rate a 3, etc. of a cell to a composition C 3 of the photocatalytic film 252C are stored in a table format.
  • the extraction device 125 shown in FIG. 5 extracts the composition of the photocatalytic film from which the fastest cell growth rate can be obtained from the table shown in FIG. 6 stored in the information storage device 124.
  • step S121 the cell culture vessel 251A comprising a photocatalytic film 252A having the composition C 1 as shown in FIG. 5, the cell culture vessel 251B comprises a photocatalytic film 252B having the composition C 2, and photocatalytic film 252C made of composition C 3
  • a cell culture vessel 251C is prepared.
  • the cell culture solution is placed in the cell culture vessels 251A, 251B, and 251C, and the cells are seeded on the photocatalyst films 252A, 252B, and 252C.
  • the cell culture containers 251A, 251B, and 251C seeded with the cells are placed above the light source 121 of the cell culture system.
  • step S122 the cells are cultured on the photocatalytic films 252A, 252B, and 252C for a predetermined period while irradiating the photocatalytic films 252A, 252B, and 252C with light.
  • step S123 the cell activity measuring device 201 uses a first growth rate A 1 of cells cultured on the photocatalytic film 252A, a second growth rate A 2 of cells cultured on the photocatalytic film 252B, A third growth rate A3 of the cells cultured on the photocatalytic film 252C is measured.
  • step S124 the associating device 123 reads the data of the compositions C 1 , C 2 , and C 3 of the photocatalytic films 252A, 252B, and 252C from the composition storage device 126, and the first to the first cell of the cell from the cell activity measuring device 201. 3 data of growth rates A 1 , A 2 and A 3 are received.
  • the associating device 123 associates the data of the first growth rate A 1 of the cell with the data of the composition C 1 , associates the data of the second growth rate A 2 of the cell with the data of the composition C 2 , and the third data associating the third data proliferation rate a 3 cells.
  • association device 123 as shown in FIG. 6, the data of the composition C 1, C 2, C 3, and data of the proliferation rate A 1 -A n of first through n of cells, each associated with The stored data set is stored in the information storage device 124 shown in FIG.
  • step S126 the extraction device 125 is associated with the fastest growth rate A M among the first to n-th growth rate data A 1 -A n of the cells stored in the information storage device 124.
  • the composition CM is extracted. Further, the extraction device 105 outputs the extracted composition CM to the output device 313. Thereafter, in step S127, the cells were cultured on a photocatalytic film having the composition C M, after a predetermined period of time, the culture is terminated.
  • the cell adhesiveness to each of the photocatalytic films 252A, 252B, and 252C varies depending on the composition of the photocatalytic films 252A, 252B, and 252C.
  • the composition that gives the fastest growth rate is extracted from the compositions of the prepared photocatalyst films 252A, 252B, and 252C.
  • By culturing the cells on the photocatalytic film having the composition it becomes possible to promote the proliferation of the cells with high efficiency.
  • by forming a photocatalytic film having the extracted composition on the substrate it is possible to produce a cell culture vessel capable of promoting cell growth with high efficiency.
  • the cell growth rate is described as the cell activity index, but the cell activity index is not limited to this.
  • the cell growth rate is measured by the cell activity measuring device 201 shown in FIG. May be.
  • a phase contrast microscope or the like can be used as the cell activity measuring device 201.
  • a device capable of performing the cell membrane capacitance method, the quinacrine fluorescence method, the reverse and reverse hemolysis spot method, the cell blot method, and the like can be used as the cell activity measuring device 201.
  • a device capable of performing a luciferase assay can be used as the cell activity measuring device 201.
  • the titanium oxide in the photocatalytic film 52 is doped with nitrogen (N) ions, sulfur (S) ions, carbon (C) ions, fluorine (F) ions, etc., thereby improving the reactivity to visible light. You may let them.
  • the cell culture system, cell culture method, cell culture container, and cell culture container manufacturing method according to the present disclosure can be used in the pharmaceutical industry, the cosmetics industry, the food industry, and the like.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

　光を発する光源と、光源が発する光の光強度を調節する光強度調節装置と、光を照射された光触媒膜上で培養された細胞の活性を計測する細胞活性計測装置と、光強度と細胞の活性とを関連付ける関連付け装置と、を含む、細胞培養システム。

Description

細胞培養システム、細胞培養方法、細胞培養容器、及び細胞培養容器の製造方法
　記載の技術は細胞培養技術に関し、細胞培養システム、細胞培養方法、細胞培養容器、及び細胞培養容器の製造方法に関する。
　ワクチン及びインターフェロン等の抗ウイルス剤、あるいはホルモン等の生物薬品を製造する上で、細胞の大量培養が必要になる場合がある。生物薬品の製造に用いられる生理活性物質の生産に用いられる細胞の多くは、足場材に対して接着性である。したがって、足場材に対して接着性の細胞を効率的かつ大規模に培養する方法の提案が望まれている。ここで、足場材に対する細胞の接着性は、成長速度等で示される細胞の活性に関係することが明らかになっている（特開昭６３－１９６２７３号公報、及び特開平１－１４１５８８号公報参照。）。
　しかし、従来、足場材に対する細胞の接着性を制御することによって、細胞の適切な培養条件を探索する手法はなかった。そこで、細胞の足場材に対する接着性を制御することにより、適切な培養条件を容易に探索可能な細胞培養システム、細胞培養方法、細胞培養容器、及び細胞培養容器の製造方法を提供することが望まれる。
　本開示の態様によれば、光を発する光源と、光源が発する光の光強度を調節する光強度調節装置と、光を照射された光触媒膜上、又は組成が異なる複数の光触媒膜のそれぞれの上で培養された細胞の活性を計測する細胞活性計測装置と、光強度又は複数の光触媒膜のそれぞれの組成と細胞の活性とを関連付ける関連付け装置と、光強度に関連付けられた光触媒膜上の細胞の活性の情報を保存する情報記憶装置と、細胞の活性が最大になる光強度の値を抽出する抽出装置と、を含み、光源が、抽出された値の光強度を有する光を光触媒膜に照射し、細胞活性計測装置が、細胞の増殖速度、成長速度、分泌物の分泌量又は遺伝子の発現量を計測する、細胞培養システムが提供される。
　また、本開示の態様によれば、光を発する光源と、光源が発する光の光強度を調節する光強度調節装置と、光を照射された光触媒膜上で培養された細胞の活性を計測する細胞活性計測装置と、光強度と細胞の活性とを関連付ける関連付け装置と、を含む、細胞培養システムが提供される。
　さらに、本開示の態様によれば、光強度を調節可能な光を発することと、光を照射された光触媒膜上で培養された細胞の活性を計測することと、光強度と細胞の活性とを関連付けることと、を含む、細胞培養方法が提供される。
　また、本開示の態様によれば、組成が異なる複数の光触媒膜のそれぞれの上で培養された細胞の活性を計測する細胞活性計測装置と、複数の光触媒膜のそれぞれの組成と細胞の活性とを関連付ける関連付け装置と、を備える、細胞培養システムが提供される。
　さらに、本開示の態様によれば、組成が異なる複数の光触媒膜のそれぞれの上で培養された細胞の活性を計測することと、複数の光触媒膜のそれぞれの組成と細胞の活性とを関連付けることと、を含む、細胞培養方法が提供される。
　また、本開示の態様によれば、基板と、基板上に配置された光触媒膜と、を備える、細胞培養容器が提供される。
　さらに、本開示の態様によれば、組成が異なる複数の光触媒膜のそれぞれの上で培養された細胞の活性を計測することと、複数の光触媒膜のそれぞれの組成と細胞の活性とを関連付けることと、複数の光触媒膜の組成から、細胞の活性が最大になる組成を抽出することと、抽出された組成からなる光触媒膜を基板上に形成することと、を含む、細胞培養容器の製造方法が提供される。
　また、本開示の態様によれば、光強度を調節可能な光を発することと、光を照射された光触媒膜上で培養された細胞の活性を計測することと、光強度と細胞の活性とを関連付けることと、を含む、細胞を製造する方法が提供される。
　さらに、本開示の態様によれば、組成が異なる複数の光触媒膜のそれぞれの上で培養された細胞の活性を計測することと、複数の光触媒膜のそれぞれの組成と細胞の活性とを関連付けることと、を含む、細胞を製造する方法が提供される。
　また、本開示の態様によれば、光強度を調節可能な光を発することと、光を照射された光触媒膜上で培養された細胞の活性を計測することと、光強度と細胞の活性とを関連付けることと、を含む方法により製造された、細胞が提供される。
　さらに、本開示の態様によれば、組成が異なる複数の光触媒膜のそれぞれの上で培養された細胞の活性を計測することと、複数の光触媒膜のそれぞれの組成と細胞の活性とを関連付けることと、を含む方法により製造された、細胞が提供される。
図１は、第１の実施の形態に係る細胞培養システムの模式図である。 図２は、第１の実施の形態に係る光強度のデータに関連付けられた増殖速度のデータのテーブルである。 図３は、第１の実施の形態に係る細胞培養方法を示すフローチャートである。 図４は、第２の実施の形態に係る細胞培養システムの模式図である。 図５は、第３の実施の形態に係る細胞培養システムの模式図である。 図６は、第３の実施の形態に係る光触媒膜の組成のデータに関連付けられた増殖速度のデータのテーブルである。 図７は、第３の実施の形態に係る細胞培養方法を示すフローチャートである。
　以下に本開示の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものである。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
　（第１の実施の形態）
　第１の実施の形態に係る図１に示す細胞培養システムは、光を発する光源１０１と、光源１０１が発する光の光強度を調節する光強度調節装置１０２と、光を照射された光触媒膜５２上で培養された細胞の活性を計測する細胞活性計測装置２０１と、光強度と細胞の活性とを関連付ける関連付け装置１０３と、を備える。
　光源１０１は、紫外光又は可視光を発する。光源１０１には、ブラックライト、蛍光放電管、低圧水銀灯、紫外域から赤外域（１８５ｎｍ～２０００ｎｍ）までの連続スペクトルに対応可能なキセノンランプ、発光ダイオード、スーパールミネッセントダイオード、半導体レーザ等が使用可能である。光強度調節装置１０２は、光源１０１に供給する電力を調節することにより、光源１０１が発する光の光強度を調節する。
　光源１０１の上方には、シャーレ等の細胞培養容器５１が配置される。細胞培養容器５１は、アクリル樹脂や酸化珪素（ＳｉＯ２）等の透明材料からなる。光触媒膜５２は、細胞培養容器５１の透明な底面上に配置されており、酸化チタン（ＴｉＯ２）等を組成として含む。光触媒膜５２の膜厚は、例えば、３０ｎｍ乃至５００ｎｍである。
　細胞培養容器５１の底面上に光触媒膜５２を形成する方法としては、例えば、酸化チタンの前駆体であるチタンアルコキシドや有機酸チタン、過酸化チタン、あるいは塩化チタン等のチタン塩の溶液を細胞培養容器５１の底面に塗布し、熱処理する方法がある。なお、溶液を塗布する際には、ディップコート法、スピンコート法、ロールコート法、バーコート法、スプレーコート法、及びスクリーン印刷法等が使用可能である。熱処理の温度は、例えば１００℃乃至７００℃である。
　また、細胞培養容器５１の底面上に光触媒膜５２を形成する他の方法としては、酸化チタンの粉末、又は酸化チタンの粉末を溶媒に分散化させたゾルとバインダ成分とを混合した溶液を細胞培養容器５１の底面に塗布し、乾燥又は焼結する方法もある。さらに、酸化チタン等の光触媒を含む溶液に有機ポリマービーズを添加し、溶液を細胞培養容器５１の底面に塗布した後、溶液を焼成することにより、細胞培養容器５１の底面上に光触媒膜５２を形成してもよい。有機ポリマービーズを添加することにより、焼成時に光触媒膜５２が熱収縮することが抑制される。
　光触媒膜５２が形成された細胞培養容器５１内は培養液で満たされ、光触媒膜５２上で細胞が培養される。また、光触媒膜５２は、光源１０１から発せられた光で照射される。光源１０１から光触媒膜５２に光が照射されると、光触媒膜５２に含まれる酸化チタン（ＴｉＯ２）のチタン（Ｔｉ）と培養液中の水（Ｈ２Ｏ）が反応し、光触媒膜５２表面に水酸基（－ＯＨ）が形成される。そのため、光源１０１から光を照射されることによって、光触媒膜５２の表面が親水性になる。また、光触媒膜５２表面の親水性の程度は、光源１０１から発せられる光の光強度に応じて変化する。
　光触媒膜５２表面が親水性である場合、光触媒膜５２表面に対する細胞の接着性は高くなる。これに対し、光触媒膜５２表面が疎水性である場合、光触媒膜５２表面に対する細胞の接着性は低くなる。したがって、光源１０１から発せられる光の光強度を光強度調節装置１０２で調節することにより、光触媒膜５２表面に対する細胞の接着性を制御することが可能となる。
　細胞活性計測装置２０１は、光触媒膜５２表面で培養された細胞の活性の指標として、例えば細胞の増殖速度を計測する。細胞活性計測装置２０１は、例えば、細胞培養容器５１の上方に配置された位相差顕微鏡と、位相差顕微鏡を介して得られた細胞培養容器５１上の細胞の画像を解析し、細胞数を計測する画像解析装置を備える。細胞活性計測装置２０１は、計測された細胞数の経時的な変化から、細胞の増殖速度を算出する。
　関連付け装置１０３は、細胞活性計測装置２０１及び光強度調節装置１０２に電気的に接続されている。関連付け装置１０３は、計測された細胞の増殖速度のデータを細胞活性計測装置２０１から取得する。また、関連付け装置１０３は、細胞活性計測装置２０１によって増殖速度が計測された細胞を培養した際、光源１０１から発せられた光の光強度のデータを、光強度調節装置１０２から取得する。さらに、関連付け装置１０３は、光強度のデータに細胞の増殖速度のデータを関連付ける。
　第１の実施の形態に係る細胞培養システムは、情報記憶装置１０４をさらに備える。関連付け装置１０３は、光強度のデータに関連付けられた細胞の増殖速度のデータを、情報記憶装置１０４に保存する。情報記憶装置１０４には、例えば図２に示すように、光触媒膜５２に第１の光強度Ｖ１の光を照射した場合の細胞の第１の増殖速度Ａ１、第１の光強度Ｖ１より強い第２の光強度Ｖ２の光を照射した場合の細胞の第２の増殖速度Ａ２、第２の光強度Ｖ２より強い第３の光強度Ｖ３の光を照射した場合の細胞の第３の増殖速度Ａ３等がテーブル形式で保存される。
　図１に示す抽出装置１０５は、情報記憶装置１０４に保存された図２に示すテーブルから、細胞の最も速い増殖速度が得られる光強度の値を抽出する。図１に示す抽出装置１０５は、光強度調節装置１０２に電気的に接続されている。光強度調節装置１０２は、抽出装置１０５から、細胞の最も速い増殖速度が得られる光強度の値を受信する。さらに、光強度調節装置１０２は、光源１０１から発せられる光の光強度を、抽出装置１０５が抽出した値に調節する。
　第１の実施の形態に係る細胞培養システムは、入力装置３１２、及び出力装置３１３をさらに備える。入力装置３１２としては、例えばキーボード、及びマウス等のポインティングデバイス等が使用可能である。出力装置３１３には液晶ディスプレイ、モニタ等の画像表示装置、及びプリンタ等が使用可能である。
　　次に、第１の実施の形態に係る細胞培養方法を、図３に示すフローチャートを用いて説明する。なお、ここでは、ｎを自然数として、ｎ種類の光強度を用いて光触媒膜５２を照射する例を説明する。
　（ａ）ステップＳ１０１で、図１に示す光触媒膜５２を備える細胞培養容器５１を準備する。次に、細胞培養容器５１内に細胞培養液を入れ、光触媒膜５２上に細胞を播く。その後、細胞を播かれた細胞培養容器５１を、細胞培養システムの光源１０１の上方に配置する。ステップＳ１０２で、光強度調節装置１０２は、第１の光強度Ｖ１を有する光を発するよう、光源１０１に供給する電力を調節する。その後、第１の光強度Ｖ１を有する光で光触媒膜５２を照射しながら、所定の期間、光触媒膜５２上で細胞を培養する。
　（ｂ）ステップＳ１０３で、細胞活性計測装置２０１は、第１の光強度Ｖ１を有する光で照射された光触媒膜５２上で培養された細胞の活性の指標として、細胞の第１の増殖速度Ａ１を計測する。ステップＳ１０４で、関連付け装置１０３は、光強度調節装置１０２から第１の光強度Ｖ１のデータを受信し、細胞活性計測装置２０１から細胞の第１の増殖速度Ａ１のデータを受信する。次に、関連付け装置１０３は、第１の光強度Ｖ１のデータに細胞の第１の増殖速度Ａ１のデータを関連付ける。その後、関連付け装置１０３は、関連付けられた第１の光強度Ｖ１と細胞の第１の増殖速度Ａ１のデータセットを、情報記憶装置１０４に保存する。
　（ｃ）ステップＳ１０５で、光強度調節装置１０２は、光源１０１から発せられる光の光強度の切り替えが完了したか否かを判定する。第２乃至第ｎの光強度Ｖ２－Ｖｎへの切り替えが完了していない場合は、光強度調節装置１０２は、第２の光強度Ｖ２を有する光を発するよう、光源１０１に供給する電力を調節し、ステップＳ１０２に戻る。以降、第ｎの光強度Ｖｎへの切り替えが完了するまで、ステップＳ１０２乃至ステップＳ１０５が繰り返される。これにより、情報記憶装置１０４には、図２に示すように、第１乃至第ｎの光強度Ｖ１－Ｖｎのデータと、細胞の第１乃至第ｎの増殖速度Ａ１－Ａｎのデータとが、各々関連付けられて保存される。
　（ｄ）ステップＳ１０６で、図１に示す抽出装置１０５は、情報記憶装置１０４に保存された細胞の第１乃至第ｎの増殖速度Ａ１－Ａｎのデータの中で、最も速い増殖速度ＡＭに関連付けられた光強度ＶＭを抽出する。また、抽出装置１０５は、抽出した光強度ＶＭを出力装置３１３に出力する。ステップＳ１０７で、光強度調節装置１０２は、抽出された光強度ＶＭのデータを抽出装置１０５から受信する。次に、光強度調節装置１０２は、抽出された光強度ＶＭを有する光を発するよう、光源１０１に供給する電力を調節する。その後、光強度ＶＭを有する光を光触媒膜５２に照射しながら、光触媒膜５２上で細胞を培養し、所定の期間経過後、培養を終了する。
　細胞の増殖速度等で示される細胞の活性は、細胞培養容器に対する細胞の接着性に依存する。以上説明した第１の実施の形態に係る細胞培養システム及び細胞培養方法によれば、光触媒膜５２に照射する光の光強度に応じて、細胞培養容器５１に設けられた光触媒膜５２に対する細胞の接着性を、変化させることが可能となる。さらに、最も速い増殖速度を与える光強度を抽出し、以後、抽出された光強度を有する光で光触媒膜５２を照射しながら、光触媒膜５２上で細胞を培養することにより、高い効率で、細胞の増殖を促進することが可能となる。
　なお、細胞活性計測装置２０１が、位相差顕微鏡等を含む例を説明したが、第１の実施の形態はこれに限定されない。例えば、細胞活性計測装置２０１は、フローサイトメータ等でもよい。この場合、光触媒膜５２の一定面積から剥がされた細胞の数をフローサイトメータで計測することにより、細胞の増殖数を計測することが可能である。
　（第２の実施の形態）
　図４に示すように、第２の実施の形態に係る細胞培養システムは、複数の光源１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃを備える。光強度調節装置１０２は、複数の光源１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃのそれぞれに、異なる電力を供給する。これにより、複数の光源１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃは、それぞれ異なる光強度を有する光を発する。
　複数の光源１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃの上方には、複数の細胞培養容器５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃがそれぞれ配置される。複数の細胞培養容器５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃは、光触媒膜５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃをそれぞれ備える。光触媒膜５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃのそれぞれの組成は、同じである。光触媒膜５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃのそれぞれの上には、同一株の細胞が播かれる。第２の実施の形態に係る細胞培養システムのその他の構成要素は、第１の実施の形態に係る細胞培養システムと同様である。
　第２の実施の形態に係る細胞培養システムによれば、それぞれ異なる光強度の光で照射された光触媒膜５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ上の細胞の活性のデータを、並行して得ることが可能となる。したがって、光強度に関連付けられた細胞の活性のデータを、高速に得ることが可能となる。
　（第３の実施の形態）
　第３の実施の形態に係る図５に示す細胞培養システムにおいては、光源１２１の上方に、細胞培養容器２５１Ａ，２５１Ｂ，２５１Ｃが配置される。細胞培養容器２５１Ａ，２５１Ｂ，２５１Ｃは、光触媒膜２５２Ａ，２５２Ｂ，２５２Ｃをそれぞれ備える。第３の実施の形態において、光触媒膜２５２Ａ，２５２Ｂ，２５２Ｃのそれぞれの組成は異なる。また、第３の実施の形態に係る細胞培養システムは、組成記憶装置１２６を備える。組成記憶装置１２６には、入力装置３１２を介して入力された光触媒膜２５２Ａの組成Ｃ１、光触媒膜２５２Ｂの組成Ｃ２、及び光触媒膜２５２Ｃの組成Ｃ３が、保存される。
　光触媒膜２５２Ａ，２５２Ｂ，２５２Ｃは、光源１２１から発せられた同一条件の光で照射される。細胞活性計測装置２０１は、組成が異なる光触媒膜２５２Ａ，２５２Ｂ，２５２Ｃのそれぞれの表面で培養された細胞の活性の指標として、例えば細胞の増殖速度を計測する。
　第３の実施の形態に係る関連付け装置１２３は、細胞活性計測装置２０１及び組成記憶装置１２６に電気的に接続されている。関連付け装置１２３は、計測された細胞の増殖速度のデータを細胞活性計測装置２０１から取得する。また、関連付け装置１２３は、細胞活性計測装置２０１によって増殖速度が計測された細胞を培養した際用いられた光触媒膜２５２Ａ，２５２Ｂ，２５２Ｃのそれぞれの組成のデータを、組成記憶装置１２６から取得する。さらに、関連付け装置１２３は、光触媒膜２５２Ａ，２５２Ｂ，２５２Ｃのそれぞれの組成のデータに細胞の増殖速度のデータを関連付ける。
　関連付け装置１２３は、光触媒膜２５２Ａ，２５２Ｂ，２５２Ｃのそれぞれの組成のデータに関連付けられた細胞の増殖速度のデータを、情報記憶装置１２４に保存する。情報記憶装置１２４には、例えば図６に示すように、光触媒膜２５２Ａの組成Ｃ１に対する細胞の第１の増殖速度Ａ１、光触媒膜２５２Ｂの組成Ｃ２に対する細胞の第２の増殖速度Ａ２、光触媒膜２５２Ｃの組成Ｃ3に対する細胞の第３の増殖速度Ａ３等がテーブル形式で保存される。図５に示す抽出装置１２５は、情報記憶装置１２４に保存された図６に示すテーブルから、細胞の最も速い増殖速度が得られる光触媒膜の組成を抽出する。
　　次に、第３の実施の形態に係る細胞培養方法を、図７に示すフローチャートを用いて説明する。
　（ａ）ステップＳ１２１で、図５に示す組成Ｃ１からなる光触媒膜２５２Ａを備える細胞培養容器２５１Ａ、組成Ｃ２からなる光触媒膜２５２Ｂを備える細胞培養容器２５１Ｂ、及び組成Ｃ３からなる光触媒膜２５２Ｃを備える細胞培養容器２５１Ｃを準備する。次に、細胞培養容器２５１Ａ，２５１Ｂ，２５１Ｃ内に細胞培養液を入れ、光触媒膜２５２Ａ，２５２Ｂ，２５２Ｃ上に細胞を播く。その後、細胞を播かれた細胞培養容器２５１Ａ，２５１Ｂ，２５１Ｃを、細胞培養システムの光源１２１の上方に配置する。ステップＳ１２２で、光触媒膜２５２Ａ，２５２Ｂ，２５２Ｃに光を照射しながら、所定の期間、光触媒膜２５２Ａ，２５２Ｂ，２５２Ｃ上で細胞を培養する。
　（ｂ）ステップＳ１２３で、細胞活性計測装置２０１は、光触媒膜２５２Ａ上で培養された細胞の第１の増殖速度Ａ１、光触媒膜２５２Ｂ上で培養された細胞の第２の増殖速度Ａ２、光触媒膜２５２Ｃ上で培養された細胞の第３の増殖速度Ａ３を計測する。ステップＳ１２４で、関連付け装置１２３は、組成記憶装置１２６から光触媒膜２５２Ａ，２５２Ｂ，２５２Ｃのそれぞれの組成Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３のデータを読み出し、細胞活性計測装置２０１から細胞の第１乃至第３の増殖速度Ａ１，Ａ２，Ａ３のデータを受信する。次に、関連付け装置１２３は、組成Ｃ１のデータに細胞の第１の増殖速度Ａ１のデータを関連付け、組成Ｃ２のデータに細胞の第２の増殖速度Ａ２のデータを関連付け、組成Ｃ３のデータに細胞の第３の増殖速度Ａ３のデータを関連付ける。その後、関連付け装置１２３は、図６に示すように、組成Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３のデータと、細胞の第１乃至第ｎの増殖速度Ａ１－Ａｎのデータとが、各々関連付けられたデータセットを、図５に示す情報記憶装置１２４に保存する。
　（ｃ）ステップＳ１２６で、抽出装置１２５は、情報記憶装置１２４に保存された細胞の第１乃至第ｎの増殖速度Ａ１－Ａｎのデータの中で、最も速い増殖速度ＡＭに関連付けられた組成ＣＭを抽出する。また、抽出装置１０５は、抽出した組成ＣＭを出力装置３１３に出力する。その後、ステップＳ１２７で、組成ＣＭからなる光触媒膜上で細胞を培養し、所定の期間経過後、培養を終了する。
　光触媒膜２５２Ａ，２５２Ｂ，２５２Ｃのそれぞれに対する細胞の接着性は、光触媒膜２５２Ａ，２５２Ｂ，２５２Ｃの組成に応じて異なる。第３の実施の形態に係る細胞培養システム及び細胞培養方法によれば、準備した光触媒膜２５２Ａ，２５２Ｂ，２５２Ｃの組成の中から、最も速い増殖速度を与える組成を抽出し、以後、抽出された組成からなる光触媒膜上で細胞を培養することにより、高い効率で、細胞の増殖を促進することが可能となる。また、抽出された組成からなる光触媒膜を基板上に形成することにより、高い効率で、細胞の増殖を促進可能な細胞培養容器を製造することが可能となる。
　（その他の実施の形態）
　第１乃至第３の実施の形態を説明したが、この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施の形態及び運用技術が明らかになるはずである。例えば、第１乃至第３の実施の形態では、細胞の活性の指標として、細胞の増殖速度を説明したが、細胞の活性の指標はこれに限定されない。細胞の活性の指標として、例えば、細胞の成長速度、細胞の活性を示す分泌物の分泌量、あるいは細胞の活性を示す遺伝子の発現量等を、図１に示す細胞活性計測装置２０１で計測してもよい。
　細胞の成長速度を計測する場合、細胞活性計測装置２０１には、位相差顕微鏡等が使用可能である。分泌物の分泌量を計測する場合、細胞膜電気容量法、キナクリン蛍光法、逆転逆転溶血斑法、及び細胞ブロット法等を実施可能な装置が、細胞活性計測装置２０１に使用可能である。遺伝子の発現量を計測する場合、ルシフェラーゼアッセイを実施可能な装置が、細胞活性計測装置２０１に使用可能である。
　また、光触媒膜５２中の酸化チタンに、窒素（Ｎ）イオン、硫黄（Ｓ）イオン、炭素（Ｃ）イオン、あるいはフッ素（Ｆ）イオン等をドープすることにより、可視光への反応性を向上させてもよい。
産業上の利用の可能性
　本開示に係る細胞培養システム、細胞培養方法、細胞培養容器、及び細胞培養容器の製造方法は、医薬品産業、美容品産業、及び食品産業等に利用可能である。

Claims (23)

  1. 　光を発する光源と、
    　前記光源が発する前記光の光強度を調節する光強度調節装置と、
    　前記光を照射された光触媒膜上、又は組成が異なる複数の光触媒膜のそれぞれの上で培養された細胞の活性を計測する細胞活性計測装置と、
    　前記光強度又は前記複数の光触媒膜のそれぞれの組成と前記細胞の活性とを関連付ける関連付け装置と、
    　前記光強度に関連付けられた前記光触媒膜上の細胞の活性の情報を保存する情報記憶装置と、
    　前記細胞の活性が最大になる前記光強度の値を抽出する抽出装置と、
    を含み、
    　前記光源が、前記抽出された値の光強度を有する光を前記光触媒膜に照射し、
    　前記細胞活性計測装置が、前記細胞の増殖速度、成長速度、分泌物の分泌量又は遺伝子の発現量を計測する、
    　細胞培養システム。
  2. 　光を発する光源と、
    　前記光源が発する前記光の光強度を調節する光強度調節装置と、
    　前記光を照射された光触媒膜上で培養された細胞の活性を計測する細胞活性計測装置と、
    　前記光強度と前記細胞の活性とを関連付ける関連付け装置と、
    　を含む、細胞培養システム。
  3. 　光強度を調節可能な光を発することと、
    　前記光を照射された光触媒膜上で培養された細胞の活性を計測することと、
    　前記光強度と前記細胞の活性とを関連付けることと、
    　を含む、細胞培養方法。
  4. 　前記細胞の活性が最大になる前記光強度の値を抽出することを更に含む、請求の範囲第３項に記載の細胞培養方法。
  5. 　前記抽出された値の光強度を有する光を前記光触媒膜に照射して、前記光触媒膜上で前記細胞を培養することを更に含む、請求の範囲第４項に記載の細胞培養方法。
  6. 　前記細胞の活性を計測することにおいて、前記細胞の増殖速度を計測する、請求の範囲第３項に記載の細胞培養方法。
  7. 　前記細胞の活性を計測することにおいて、前記細胞の成長速度を計測する、請求の範囲第３項に記載の細胞培養方法。
  8. 　前記細胞の活性を計測することにおいて、前記細胞の活性を示す分泌物の分泌量を計測する、請求の範囲第３項に記載の細胞培養方法。
  9. 　前記細胞の活性を計測することにおいて、前記細胞の活性を示す遺伝子の発現量を計測する、請求の範囲第３項に記載の細胞培養方法。
  10. 　組成が異なる複数の光触媒膜のそれぞれの上で培養された細胞の活性を計測する細胞活性計測装置と、
    　前記複数の光触媒膜のそれぞれの組成と前記細胞の活性とを関連付ける関連付け装置と、
    　を備える、細胞培養システム。
  11. 　組成が異なる複数の光触媒膜のそれぞれの上で培養された細胞の活性を計測することと、
    　前記複数の光触媒膜のそれぞれの組成と前記細胞の活性とを関連付けることと、
    　を含む、細胞培養方法。
  12. 　前記複数の光触媒膜の組成から、前記細胞の活性が最大になる組成を抽出することを更に含む、請求の範囲第１１項に記載の細胞培養方法。
  13. 　前記抽出された組成からなる光触媒膜上で、前記細胞を培養することを更に含む、請求の範囲第１２項に記載の細胞培養方法。
  14. 　前記細胞の活性を計測することにおいて、前記細胞の増殖速度を計測する、請求の範囲第１１項に記載の細胞培養方法。
  15. 　前記細胞の活性を計測することにおいて、前記細胞の成長速度を計測する、請求の範囲第１１項に記載の細胞培養方法。
  16. 　前記細胞の活性を計測することにおいて、前記細胞の活性を示す分泌物の分泌量を計測する、請求の範囲第１１項に記載の細胞培養方法。
  17. 　前記細胞の活性を計測することにおいて、前記細胞の活性を示す遺伝子の発現量を計測する、請求の範囲第１１項に記載の細胞培養方法。
  18. 　基板と、
    　前記基板上に配置された光触媒膜と、
    　を備える、細胞培養容器。
  19. 　組成が異なる複数の光触媒膜のそれぞれの上で培養された細胞の活性を計測することと、
    　前記複数の光触媒膜のそれぞれの組成と前記細胞の活性とを関連付けることと、
    　前記複数の光触媒膜の組成から、前記細胞の活性が最大になる組成を抽出することと、
    　前記抽出された組成からなる光触媒膜を基板上に形成することと、
    　を含む、細胞培養容器の製造方法。
  20. 　光強度を調節可能な光を発することと、
    　前記光を照射された光触媒膜上で培養された細胞の活性を計測することと、
    　前記光強度と前記細胞の活性とを関連付けることと、
    　を含む、細胞を製造する方法。
  21. 　組成が異なる複数の光触媒膜のそれぞれの上で培養された細胞の活性を計測することと、
    　前記複数の光触媒膜のそれぞれの組成と前記細胞の活性とを関連付けることと、
    　を含む、細胞を製造する方法。
  22. 　光強度を調節可能な光を発することと、
    　前記光を照射された光触媒膜上で培養された細胞の活性を計測することと、
    　前記光強度と前記細胞の活性とを関連付けることと、
    　を含む方法により製造された、細胞。
  23. 　組成が異なる複数の光触媒膜のそれぞれの上で培養された細胞の活性を計測することと、
    　前記複数の光触媒膜のそれぞれの組成と前記細胞の活性とを関連付けることと、
    　を含む方法により製造された、細胞。
PCT/JP2009/051428 2009-01-29 2009-01-29 細胞培養システム、細胞培養方法、細胞培養容器、及び細胞培養容器の製造方法 WO2010086976A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/665,020 US9080138B2 (en) 2009-01-29 2009-01-29 Cell culture system, cell culture method, cell culture vessel and method for manufacturing cell culture vessel
PCT/JP2009/051428 WO2010086976A1 (ja) 2009-01-29 2009-01-29 細胞培養システム、細胞培養方法、細胞培養容器、及び細胞培養容器の製造方法
JP2009541659A JP4571229B2 (ja) 2009-01-29 2009-01-29 細胞培養システム、細胞培養方法、細胞培養容器、及び細胞培養容器の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2009/051428 WO2010086976A1 (ja) 2009-01-29 2009-01-29 細胞培養システム、細胞培養方法、細胞培養容器、及び細胞培養容器の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010086976A1 true WO2010086976A1 (ja) 2010-08-05

Family

ID=42395246

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2009/051428 WO2010086976A1 (ja) 2009-01-29 2009-01-29 細胞培養システム、細胞培養方法、細胞培養容器、及び細胞培養容器の製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9080138B2 (ja)
JP (1) JP4571229B2 (ja)
WO (1) WO2010086976A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018078816A (ja) * 2016-11-15 2018-05-24 国立大学法人 熊本大学 培養細胞の動態制御方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005038011A1 (ja) * 2003-10-17 2005-04-28 Dai Nippon Printing Co., Ltd. 人工細胞組織の作成方法、及びそのための基材

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63196273A (ja) 1987-02-10 1988-08-15 Sumitomo Electric Ind Ltd 細胞培養用基材
JPH01141588A (ja) 1987-11-26 1989-06-02 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 生体細胞成長用基板
JP3550659B2 (ja) * 2001-02-28 2004-08-04 独立行政法人産業技術総合研究所 細胞接着性基材
WO2003058946A2 (en) 2001-12-24 2003-07-17 Silicon Image, Inc. Method and system for video and auxiliary data transmission over a serial link
US7088398B1 (en) * 2001-12-24 2006-08-08 Silicon Image, Inc. Method and apparatus for regenerating a clock for auxiliary data transmitted over a serial link with video data
DK1722834T3 (da) * 2003-12-22 2012-10-22 Regentis Biomaterials Ltd Matrix, som omfatter naturligt forekommende tværbundet proteinskelet
JP4797396B2 (ja) 2004-02-19 2011-10-19 大日本印刷株式会社 細胞培養基板の製造方法
US7919305B2 (en) * 2004-02-19 2011-04-05 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Method for manufacturing cell culture substrate
JP4456393B2 (ja) * 2004-03-26 2010-04-28 大日本印刷株式会社 細胞培養基板の製造方法および細胞培養基板製造装置
JP5157139B2 (ja) 2006-11-28 2013-03-06 大日本印刷株式会社 細胞移植用部材

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005038011A1 (ja) * 2003-10-17 2005-04-28 Dai Nippon Printing Co., Ltd. 人工細胞組織の作成方法、及びそのための基材

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LIU, C.-J. ET AL.: "The interferon-inducible p204 protein acts as a transcriptional coactivator of Cbfal and enhances osteoblast differentiation", J. BIOL. CHEM., vol. 280, no. 4, 2005, pages 2788 - 2796 *
SAWASE, T. ET AL.: "Enhancement of cell atachment and proliferation on photo-induced hydrophilic anodized titanium", JOURNAL OF JAPANESE SOCIETY OF ORAL IMPLANTOLOGY, vol. 20, no. 1, 2007, pages 81 - 82 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018078816A (ja) * 2016-11-15 2018-05-24 国立大学法人 熊本大学 培養細胞の動態制御方法
WO2018092757A1 (ja) * 2016-11-15 2018-05-24 国立大学法人 熊本大学 培養細胞の動態制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP4571229B2 (ja) 2010-10-27
US20110104729A1 (en) 2011-05-05
JPWO2010086976A1 (ja) 2012-07-26
US9080138B2 (en) 2015-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102636898B (zh) 一种柔性显示装置的制备方法
Kankala et al. 3D-printing of microfibrous porous scaffolds based on hybrid approaches for bone tissue engineering
Koch et al. Laser printing of skin cells and human stem cells
Barron et al. Biological laser printing of three dimensional cellular structures
Liu et al. A floating self-assembly route to colloidal crystal templates for 3D cell scaffolds
Wang et al. A novel, well‐resolved direct laser bioprinting system for rapid cell encapsulation and microwell fabrication
Wang et al. Modulation of human mesenchymal stem cell behavior on ordered tantalum nanotopographies fabricated using colloidal lithography and glancing angle deposition
CN103180430B (zh) 粘附细胞用培养容器以及粘附细胞用培养容器的制造方法
Beke et al. Towards excimer-laser-based stereolithography: a rapid process to fabricate rigid biodegradable photopolymer scaffolds
Lishchynskyi et al. Fabrication and impact of fouling-reducing temperature-responsive POEGMA coatings with embedded CaCO3 nanoparticles on different cell lines
Macgregor et al. The role of controlled surface topography and chemistry on mouse embryonic stem cell attachment, growth and self-renewal
WO2016158039A1 (ja) 医療器具、フッ素含有環状オレフィンポリマー、フッ素含有環状オレフィンポリマー組成物、および細胞培養方法
Dumitrescu et al. Induced hydrophilicity and in vitro preliminary osteoblast response of polyvinylidene fluoride (PVDF) coatings obtained via maple deposition and subsequent thermal treatment
JP4571229B2 (ja) 細胞培養システム、細胞培養方法、細胞培養容器、及び細胞培養容器の製造方法
Rougerie et al. Molecular mechanisms of topography sensing by osteoblasts: an update
JP2008173018A (ja) 細胞培養方法及び細胞培養用基板
Leon-Ramos et al. Influence of titanium oxide pillar array nanometric structures and ultraviolet irradiation on the properties of the surface of dental implants—A pilot study
JP4423150B2 (ja) 液滴サイズの制御装置ならびに制御方法
Guo et al. Time dependency of non-thermal oxygen plasma and ultraviolet irradiation on cellular attachment and mRNA expression of growth factors in osteoblasts on titanium and zirconia surfaces
Yamamoto et al. In situ modification of cell-culture scaffolds by photocatalytic decomposition of organosilane monolayers
JPWO2019151114A1 (ja) 細胞培養容器
CN104225660B (zh) 生物活性玻璃纤维-聚己内酯复合膜及其制备方法与应用
Sarkar et al. A protocol for fabrication and on-chip cell culture to recreate PAH-afflicted pulmonary artery on a microfluidic device
Mesa-Restrepo et al. Synergistic effect of rhBMP-2 protein and nanotextured titanium alloy surface to improve osteogenic implant properties
JP6720964B2 (ja) ガスバリア性フィルム

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2009541659

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12665020

Country of ref document: US

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09839168

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC, DATED 07.11.2011

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09839168

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1