WO2016159153A1 - 細胞培養基材、その製造方法、およびそれを用いた細胞培養方法 - Google Patents
細胞培養基材、その製造方法、およびそれを用いた細胞培養方法 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2016159153A1 WO2016159153A1 PCT/JP2016/060513 JP2016060513W WO2016159153A1 WO 2016159153 A1 WO2016159153 A1 WO 2016159153A1 JP 2016060513 W JP2016060513 W JP 2016060513W WO 2016159153 A1 WO2016159153 A1 WO 2016159153A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- group
- block
- cell culture
- polymer
- cells
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Ceased
Links
- 0 C*C(C)(*)C(N(*)*)=O Chemical compound C*C(C)(*)C(N(*)*)=O 0.000 description 4
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
- C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
- C12M23/20—Material Coatings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F297/00—Macromolecular compounds obtained by successively polymerising different monomer systems using a catalyst of the ionic or coordination type without deactivating the intermediate polymer
Definitions
- the present invention relates to a cell culture substrate that enables cell detachment in a short time, a production method thereof, and a cell culture method using the same. Furthermore, the present invention relates to a cell culture substrate that enables cells to be detached with a maximum diameter of 5 ⁇ m to 300 ⁇ m, a method for producing the same, and a cell culture method using the same.
- biopolymers such as collagen, fibronectin and laminin.
- many cells having adhesiveness in cell culture need to adhere to some kind of substrate when culturing.
- surface-treated glass or polymer has been used as a substrate.
- a substrate obtained by subjecting polystyrene to ⁇ -ray irradiation or silicone coating.
- a support on which a biopolymer such as collagen or fibronectin is coated on the surface is also used.
- proteolytic enzymes are responsible for decomposing proteins on the cell surface and breaking the bonds between cells and substrates and between cells.
- proteolytic enzymes have a great influence on the survival rate of cells, and a technique of separating cells from a substrate without using proteolytic enzymes is important as a method that does not damage cells.
- regenerative medicine there is a need to separate cells or organized cells from the base material and return them to the body without damaging cells cultured outside the body and further breaking the bonds between the cells. Therefore, there is a need for a method of separating from a substrate without using a proteolytic enzyme.
- a cell culture substrate in which a temperature-responsive polymer is coated on the substrate surface is disclosed.
- Patent Document 1 a cell culture substrate in which a temperature-responsive polymer is coated on the substrate surface.
- a base material According to such a base material, it is possible to weaken the adhesive force on the surface of the base material by the sol transition of the temperature-responsive polymer due to a temperature drop in the surrounding environment, detach the cells, and collect and recover the cells without causing damage. it can.
- cells need to be adhered and cultured at around body temperature, and after culturing, a substrate capable of peeling cells at body temperature or lower is required.
- the temperature-responsive polymer When using the above temperature-responsive polymer as a cell culture substrate, it is necessary to lower the temperature of the cell culture substrate below the critical lysis temperature, but at the same time, the temperature of the cell is lowered. Furthermore, the cells that peel off are in the form of a sheet. After that, in order to process the cells, it was necessary to disperse the cells by pipetting while maintaining a low temperature, and the cooling time was prolonged. . Since the lowering of the cell temperature decreases the cell activity, it is necessary to shorten the cooling time.
- An object of the present invention is to provide a cell culture substrate that enables cell detachment in a short time, a method for producing the same, and a cell culture method using the same. Furthermore, another object is to provide a cell culture substrate capable of exfoliating cells with a maximum diameter of 5 ⁇ m to 300 ⁇ m and omitting cell dispersion, a method for producing the same, and a cell culture method using the same. It is in.
- the present inventors have conducted extensive research, and as a result, coated a block copolymer obtained by block copolymerization of a temperature-responsive polymer with a hydrophilic polymer on a substrate. It was found that forming a membrane enables cell detachment in a short time, and that cells can be detached with a maximum diameter of 5 ⁇ m to 300 ⁇ m, and the present invention has been completed.
- a cell culture substrate whose surface is coated with a block copolymer containing the following blocks.
- a cell culture substrate whose surface is coated with a block copolymer containing the following blocks (A) and (B).
- B A hydrophilic polymer block having no LCST in the range of 0 ° C. to 50 ° C. and having an HLB value (Griffin method) in the range of 9-20.
- the block (B) is a carboxylic acid group, a carboxylic acid ester group, a carboxylic acid metal salt, a sulfonic acid group, a sulfonic acid ester group, a sulfonic acid metal salt, a hydroxy group, an alkoxy group, a phenoxy group, an amide group, amino Alkyl group, carbamoyl group, sulfonamido group, sulfamoyl group, carbamate group, phosphate group, metal salt of phosphate group, oxyphosphate group, metal salt of oxyphosphate group, phosphobetaine group, sulfobetaine group, carbobetaine group,
- the cell culture substrate according to [1] which is a polymer of a monomer having at least one hydrophilic group selected from a polyethylene glycol group and a pyrrolidone group.
- R 1 is a hydrogen atom or a methyl group
- R 2 and R 3 are each independently a hydrogen group, a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, a furfuryl group or a tetrahydrofurfuryl group; 2 and R 3 may be bonded to each other to form a pyrrolidine ring, piperidine ring or morpholine ring.
- the cell according to any one of [1] to [3], which is a block of a (co) polymer comprising at least one block unit (a) among the block units represented by Culture substrate. [5]
- the repeating unit of the block (A) is represented by the following general formula (2)
- R 6 represents a hydrogen atom or a methyl group
- R 7 represents a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms.
- the repeating unit of the block (B) is represented by the following general formula (4)
- R 8 is a hydrogen atom or a methyl group
- R 9 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or a (poly) oxyethylene group
- R 10 is a group having 1 to 10 carbon atoms
- 4 is a divalent hydrocarbon group
- R 11 , R 12 , and R 13 are each independently a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms
- a 1 is an ester bond, an amide
- This is a divalent bond selected from the group consisting of a bond, a urethane bond, and an ether bond.
- the cell according to any one of [1] to [6], which is a block of a (co) polymer comprising at least one type of block unit (b) among the block units represented by Culture substrate.
- R 14 represents a hydrogen atom or a methyl group
- R 15 represents — (CH 2 CH 2 O) b — (CH 2 CH (CH 3 ) O) c —R 16
- R 16 represents hydrogen An atom, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms
- b is an integer of 1 to 300
- c is an integer of 0 to 60
- R 17 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms
- a furfuryl group a tetrahydrofurfuryl group
- a hydrogen atom
- the repeating unit of the block (B) is represented by the following general formula (6)
- R 18 is a hydrogen atom or a methyl group
- R 19 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or a (poly) oxyethylene group
- R 20 is a group having 1 to 4 is a divalent hydrocarbon group
- R 21 and R 22 are each independently a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms
- a 2 is an ester bond, an amide bond, a urethane bond, And a divalent bond selected from the group consisting of ether bonds
- X is a sulfonate anion group, a carboxylate anion group, or a phosphate anion group.
- the cell according to any one of [1] to [6], which is a block of a (co) polymer comprising at least one type of block unit (b) among the block units represented by Culture substrate.
- the repeating unit of the block (B) is represented by the following general formula (7)
- R 23 is a hydrogen atom or a methyl group
- R 24 and R 25 are each independently a hydrogen atom or a methyl group.
- the repeating unit of the block (B) is represented by the following general formula (8)
- R 26 is a hydrogen atom or a methyl group.
- the repeating unit of the block (B) is represented by the following general formula (9)
- R 27 is a hydrogen atom or a methyl group
- R 28 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms
- R 29 and R 30 are each independently a hydrogen atom or a carbon number. 1 to 4 hydrocarbon groups
- a 3 is a divalent bond selected from the group consisting of an ester bond, an amide bond, a urethane bond, and an ether bond.
- the cell according to any one of [1] to [6], which is a block of a (co) polymer comprising at least one type of block unit (b) among the block units represented by Culture substrate.
- the ratio according to any one of [1] to [12], wherein the ratio of the block unit (a) to the total block unit [(a) + (b)] is 5 to 95 mol% Cell culture substrate.
- the following cell culture substrate is provided.
- a cell culture substrate whose surface is coated with a block copolymer containing the following blocks (A) and (B).
- B A block that satisfies the following requirements (i) to (iii).
- I No LCST in the range of 0 ° C to 50 ° C.
- R 1 is a hydrogen atom or a methyl group
- R 2 and R 3 are each independently a hydrogen group, a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, a furfuryl group or a tetrahydrofurfuryl group; 2 and R 3 may be bonded to each other to form a pyrrolidine ring, piperidine ring or morpholine ring.
- the repeating unit of the block (A) is represented by the following general formula (2)
- the repeating unit of the block (A) is represented by the following general formula (3)
- R 6 represents a hydrogen atom or a methyl group
- R 7 represents a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms.
- the repeating unit of the hydrophilic polymer of the block (B) is represented by the following general formula (4)
- R 8 is a hydrogen atom or a methyl group
- R 9 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or a (poly) oxyethylene group
- R 10 is a group having 1 to 10 carbon atoms
- 4 is a divalent hydrocarbon group
- R 11 , R 12 , and R 13 are each independently a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms
- a 1 is an ester bond, an amide
- This is a divalent bond selected from the group consisting of a bond, a urethane bond, and an ether bond.
- R 14 represents a hydrogen atom or a methyl group
- R 15 represents — (CH 2 CH 2 O) b — (CH 2 CH (CH 3 ) O) c —R 16
- R 16 represents hydrogen An atom, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms
- b is an integer of 1 to 300
- c is an integer of 0 to 60
- R 17 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms
- a furfuryl group a tetrahydrofurfuryl group
- a hydrogen atom
- R 18 is a hydrogen atom or a methyl group
- R 19 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or a (poly) oxyethylene group
- R 20 is a group having 1 to 4 is a divalent hydrocarbon group
- R 21 and R 22 are each independently a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms
- a 2 is an ester bond, an amide bond, a urethane bond, And a divalent bond selected from the group consisting of ether bonds
- X is a sulfonate anion group, a carboxylate anion group, or a phosphate anion group.
- the cell according to any one of [16] to [20], which is a block of a (co) polymer comprising at least one type of block unit (b) Culture substrate.
- the repeating unit of the hydrophilic polymer of the block (B) is represented by the following general formula (7)
- R 23 is a hydrogen atom or a methyl group
- R 24 and R 25 are each independently a hydrogen atom or a methyl group.
- the repeating unit of the hydrophilic polymer of the block (B) is represented by the following general formula (8)
- R 26 is a hydrogen atom or a methyl group.
- the repeating unit of the hydrophilic polymer of the block (B) is represented by the following general formula (9)
- R 27 is a hydrogen atom or a methyl group
- R 28 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms
- R 29 and R 30 are each independently a hydrogen atom or a carbon number. 1 to 4 hydrocarbon groups
- a 3 is a divalent bond selected from the group consisting of an ester bond, an amide bond, a urethane bond, and an ether bond.
- the ratio of the block unit (a) to the total block unit [(a) + (b)] is 5 to 95 mol%, according to any one of [16] to [26] Cell culture substrate.
- Mn number average molecular weight
- the following manufacturing methods are provided.
- a method for producing a cell culture substrate comprising dissolving a block copolymer containing the following blocks (A) and (B) in a solvent, applying the solution to a substrate, and drying the solution.
- B A hydrophilic polymer block having no LCST in the range of 0 ° C. to 50 ° C. and having an HLB value (Griffin method) in the range of 9-20.
- the block (B) is a carboxylic acid group, a carboxylic acid ester group, a carboxylic acid metal salt, a sulfonic acid group, a sulfonic acid ester group, a sulfonic acid metal salt, a hydroxy group, an alkoxy group, a phenoxy group, an amide group, amino Alkyl group, carbamoyl group, sulfonamido group, sulfamoyl group, carbamate group, phosphate group, metal salt of phosphate group, oxyphosphate group, metal salt of oxyphosphate group, phosphobetaine group, sulfobetaine group, carbobetaine group, [29]
- the production method according to [29] which is a polymer of a monomer having at least one hydrophilic group selected from a polyethylene glycol group and a pyrrolidone group.
- a method for producing a cell culture substrate comprising dissolving a block copolymer containing the following blocks (A) and (B) in a solvent, applying the solution to a substrate, and drying the solution.
- a method for producing a cell culture substrate comprising immobilizing a block copolymer containing the following blocks (A) and (B) to the substrate by chemical bonding.
- LCST lower critical solution temperature
- Block (B) is a carboxylic acid group, a carboxylic acid ester group, a carboxylic acid metal salt, a sulfonic acid group, a sulfonic acid ester group, a sulfonic acid metal salt, a hydroxy group, an alkoxy group, a phenoxy group, an amide group, amino Alkyl group, carbamoyl group, sulfonamido group, sulfamoyl group, carbamate group, phosphate group, metal salt of phosphate group, oxyphosphate group, metal salt of oxyphosphate group, phosphobetaine group, sulfobetaine group, carbobetaine group,
- the production method according to [32] which is a polymer of a monomer having at least one hydrophilic group selected from a polyethylene glycol group and a pyrrolidone group.
- a method for producing a cell culture substrate comprising immobilizing a block copolymer containing the following blocks (A) and (B) to the substrate by chemical bonding.
- B A block that satisfies the following requirements (i) to (iii).
- I No LCST in the range of 0 ° C to 50 ° C.
- the present invention also provides the following cell culture method.
- [35] Using the cell culture substrate according to any one of [1] to [28], cells are cultured at a temperature higher than the lower critical lysis temperature (LCST), and the temperature is lower than the LCST after cell growth. And then detaching the proliferating cells from the substrate.
- LCST lower critical lysis temperature
- the cell culture method according to [35] wherein the cultured cells are detached with a maximum diameter of 5 ⁇ m to 300 ⁇ m.
- the cell culture method according to [35] or [36] wherein the cultured cells are detached as single cells.
- a cell culture method comprising culturing cells using the cells detached by the cell culture method according to any one of [35] to [37].
- a cell culture substrate is coated with a membrane obtained from a block copolymer obtained by block copolymerization of a temperature-responsive polymer with a hydrophilic polymer, the hydrophilicity of the substrate surface due to temperature drop after cell culture. Acceleration is enabled and cell detachment in a short time becomes possible.
- separating cells with a maximum diameter of 5 ⁇ m to 300 ⁇ m, it is possible to simplify the cell dispersal operation that was necessary when separating cells. Specifically, by omitting the cell detachment step by enzymatic digestion, it is possible to reduce the time required for the work, the reduction of the step, and the error for each operator. This also provides a cell culture substrate that can be separated and collected in a short time without damaging the cells even after cooling treatment after the cell culture.
- the present embodiment a mode for carrying out the present invention (hereinafter simply referred to as “the present embodiment”) will be described in detail.
- the following embodiments are exemplifications for explaining the present invention, and are not intended to limit the present invention to the following contents.
- the present invention can be appropriately modified and implemented within the scope of the gist.
- the cell culture substrate of the present invention is a substrate having a surface coated with a block copolymer containing specific (A) and specific (B) blocks.
- One of the cell culture substrates of the present invention is the following (A) and (B) (A) A block of a temperature-responsive polymer having a lower critical solution temperature (LCST) in water in the range of 0 ° C to 50 ° C. (B) A hydrophilic polymer block having no LCST in the range of 0 ° C. to 50 ° C. and having an HLB value (Griffin method) in the range of 9-20.
- a cell culture substrate whose surface is coated with a block copolymer containing the above block.
- the lower critical solution temperature means that the polymer dissolves in water at a temperature lower than this temperature and becomes a transparent solution, but becomes insoluble at a temperature higher than this temperature. The temperature at which the solution becomes cloudy or precipitates and the phases are separated.
- the block (A) in the first invention is a block of a temperature-responsive polymer having an LCST in the range of 0 ° C. to 50 ° C.
- Block (A) for the purpose of separating and recovering cells without damaging them while imparting cell adhesion near the body temperature when the culture substrate of the present invention is used.
- the LCST is preferably in the range of 25 ° C. to 45 ° C., more preferably in the range of 28 ° C. to 40 ° C. If the LCST is less than 0 ° C., it becomes difficult to detach without damaging the cells, and if it exceeds 50 ° C., the cells cannot be adhered near the body temperature, and cell culture becomes difficult.
- the block (A) in the first invention is not particularly limited, but the following general formula (1)
- a (co) polymer block comprising at least one block unit (a) can be used.
- R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, and a hydrogen atom is used to bring the LCST into a range of 25 ° C. to 45 ° C.
- R 2 and R 3 are each independently a hydrogen group, a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, a furfuryl group or a tetrahydrofurfuryl group, and R 2 and R 3 are bonded to each other to form a pyrrolidine ring, a piperidine ring or A morpholine ring may be formed.
- hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms examples include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, cyclopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert.
- -Butyl group, n-hexyl group and isohexyl group can be exemplified, but n-propyl group and isopropyl group are preferably used in order to make LCST in the range of 25 ° C to 45 ° C.
- N N-diethylacrylamide, N-ethylacrylamide, Nn-propylacrylamide, Nn-propylmethacrylamide, N- Isopropylacrylamide, N-isopropylmethacrylamide, N-cyclopropylacrylamide, N-cyclopropylmethacrylamide, N-ethoxyethylacrylamide, N-ethoxyethylmethacrylamide, N-tetrahydrofurfurylacrylamide, N-tetrahydrofurfurylmethacrylamide, 1- (1-oxo-2-propenyl) pyrrolidine, 1- (1-oxo-2-methyl-2-propenyl) pyrrolidine, 1- (1-oxo-2-propenyl) piperidine, 1- (1-oxo-2 -Methyl-2- Examples include (co) polymers of at least one monomer selected from (lopenyl) piperidine, 4-
- the block (A) in the first invention is not particularly limited, but the following general formula (2)
- a (co) polymer block comprising at least one type of block unit (a) can be used.
- R 4 represents a hydrogen atom or a methyl group, to a range of 25 ° C. ⁇ 45 ° C.
- the LCST, hydrogen atom is used.
- R 5 is a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms is used in order to bring the LCST into a range of 25 ° C. to 45 ° C.
- hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms examples include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, cyclopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert.
- -Butyl group, n-hexyl group and isohexyl group can be exemplified, but a methyl group, an ethyl group and an n-propyl group are preferably used in order to bring the LCST into a range of 25 ° C to 45 ° C.
- A is an integer of 1 to 10, and an integer of 1 to 3 is used to make LCST in the range of 25 ° C to 45 ° C.
- the block (A) represented by the general formula (2) in the first invention is preferably a polymer of 2- (2-ethoxy) ethoxyethyl vinyl ether so that the LCST is in the range of 25 ° C. to 45 ° C. Can be used.
- the block (A) in the first invention is not particularly limited, but the following general formula (3)
- a (co) polymer block comprising at least one block unit (a) can be used.
- R 6 represents a hydrogen atom or a methyl group, and a hydrogen atom is used to make LCST in the range of 25 ° C. to 45 ° C.
- R 7 represents a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, cyclopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert.
- -Butyl group, n-hexyl group and isohexyl group can be exemplified, but a methyl group and an ethyl group are preferably used in order to bring the LCST into a range of 25 ° C to 45 ° C.
- a polymer of methyl vinyl ether can be preferably used so that the LCST is in the range of 25 ° C to 45 ° C.
- HLB Hydrophile-Lipophile Balance
- Griffin J. et al. Soc. Cosmetic Chemists, 1, 311 (1949).
- Atlas method Griffin method, Davis method, and Kawakami method as the method to be determined by calculation.
- the value calculated by the Griffin method is used, and the formula amount of the hydrophilic part in the block unit and the total of the block unit are used. It calculated
- the block (B) in the first invention is a hydrophilic polymer block having an HLB value in a specific range and having no LCST in the range of 0 ° C. to 50 ° C.
- carboxylic acid group carboxylic acid ester group, carboxylic acid metal salt, sulfonic acid group, sulfonic acid ester group, sulfonic acid metal salt, hydroxy group, alkoxy group, phenoxy group, amide Group, aminoalkyl group, carbamoyl group, sulfonamido group, sulfamoyl group, carbamate group, phosphate group, metal salt of phosphate group, oxyphosphate group, metal salt of oxyphosphate group, phosphobetaine group, sulfobetaine group, carbo
- Examples thereof include (co) polymers of monomers having at least one hydrophilic group selected from a betaine group, a polyethylene glycol group, and a pyrrolidone group.
- the block (B) in the first invention is preferably a block having no affinity for biopolymers such as proteins, peptides, glycoproteins or the like, in order to shorten the cooling time required for cell detachment.
- the HLB value in the first invention is in the range of 9 to 20, but is preferably in the range of 11 to 20, more preferably in the range of 13 to 20 for the purpose of shortening the cooling time required for cell detachment. It is in. When the HLB value is less than 9, the cooling time required for cell detachment becomes longer, leading to a decrease in cell activity.
- the block (B) in the first invention is preferably a block exhibiting solubility in water in order to shorten the cooling time required for cell detachment, and more preferably 0 in 100 mL of water at 20 ° C. A block that dissolves 5 g or more, more preferably a block that dissolves 1 g or more in 100 mL of water at 20 ° C.
- the block (B) in the first invention is not particularly limited, but the following general formula (4)
- a (co) polymer block comprising at least one type of block unit (b) can be used.
- R 8 represents a hydrogen atom or a methyl group, and a methyl group is used for the purpose of shortening the cooling time required for cell detachment.
- R 9 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or (poly) oxyethylene group: — (OCH 2 CH 2 ) n — (wherein n is suitable for the block copolymer of the present invention).
- the (poly) oxyethylene group is a group A 1 through —O—.
- a divalent alkylene group having 1 to 6 carbon atoms such as methylene, ethylene, propylene, butylene, pentylene, hexylene, etc., for the purpose of shortening the cooling time required for cell detachment. And more preferably ethylene.
- R 10 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and is preferably an alkylene group such as methylene, ethylene, propylene, butylene for the purpose of shortening the cooling time required for cell detachment. More preferably, it is ethylene.
- R 11 , R 12 , and R 13 are each independently a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and for the purpose of shortening the cooling time required for cell detachment, preferably R 11 11 , R 12 and R 13 are simultaneously a hydrogen atom or a methyl group, more preferably a methyl group.
- a 1 is a divalent bond selected from the group consisting of an ester bond, an amide bond, a urethane bond, and an ether bond, and for the purpose of shortening the cooling time required for cell detachment, preferably an ester bond, An amide bond, particularly preferably an ester bond.
- the block (B) represented by the general formula (4) in the first invention includes 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine, 2-acryloyloxyethyl phosphorylcholine, 3- (meth) acryloyloxypropyl phosphorylcholine, 4- (meth) Acryloyloxybutyl phosphorylcholine, 6- (meth) acryloyloxyhexyl phosphorylcholine, 10- (meth) acryloyloxydecylphosphorylcholine, ⁇ - (meth) acryloyl (poly) oxyethylene phosphorylcholine, 2-acrylamidoethylphosphorylcholine, 3-acrylamidopropylphosphorylcholine, 4-acrylamidobutylphosphorylcholine, 6-acrylamidehexylphosphorylcholine, 10-acrylamidedecylphosphorylcholine, ⁇ - ( (Meth) acrylamide (poly) oxyethylene phosphorylcholine, 2-methacryloyloxye
- a polymer can be exemplified, but 2-methacryloyloxyethylphosphine is preferable for the purpose of shortening the cooling time required for cell detachment. It can be used a polymer of Rirukorin.
- the block (B) in the first invention is not particularly limited, but the following general formula (5)
- a (co) polymer block comprising at least one type of block unit (b) can be used.
- R 14 represents a hydrogen atom or a methyl group, and a methyl group is used for the purpose of shortening the cooling time required for cell detachment.
- R 15 is — (CH 2 CH 2 O) b — (CH 2 CH (CH 3 ) O) c —R 16 (wherein R 16 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, and b is A polyoxyalkylene group represented by the formula: —CH 2 —O—R 17 (wherein R 17 is a hydrogen atom, a carbon number of 1 to 6 is a substituent represented by (6), a furfuryl group, a tetrahydrofurfuryl group, and a hydrogen atom.
- Examples of the alkyl group having 1 to 30 carbon atoms used for R 16 include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, cyclopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert.
- -Butyl group, n-hexyl group and isohexyl group can be exemplified, but methyl group, ethyl group, n-propyl group and isopropyl group are preferably used for the purpose of shortening the cooling time required for cell detachment.
- Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms used for R 17 include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, cyclopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert.
- -Butyl group, n-hexyl group and isohexyl group can be exemplified, but methyl group, ethyl group, n-propyl group and isopropyl group are preferably used for the purpose of shortening the cooling time required for cell detachment.
- the block (B) represented by the general formula (5) in the first invention includes polyethylene glycol methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, hydroxymethyl acrylate, hydroxymethyl methacrylate, 2-methoxyethyl acrylate.
- polyethylene glycol methacrylate preferably selected from polyethylene glycol methacrylate, 2-methoxyethyl acrylate or tetrahydrofurfuryl acrylate. It can be used at least one monomer (co) polymers to be.
- the block (B) in the first invention is not particularly limited, but the following general formula (6)
- a (co) polymer block comprising at least one type of block unit (b) can be used.
- R 18 represents a hydrogen atom or a methyl group, and a methyl group is used for the purpose of shortening the cooling time required for cell detachment.
- R 19 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a (poly) oxyethylene group: — (OCH 2 CH 2 ) n — (wherein n is suitable for the block copolymer of the present invention).
- the (poly) oxyethylene group is a group A 1 through —O—.
- a divalent alkylene group having 1 to 6 carbon atoms such as methylene, ethylene, propylene, butylene, pentylene, hexylene, etc., for the purpose of shortening the cooling time required for cell detachment. And more preferably ethylene.
- R 20 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and is preferably an alkylene group such as methylene, ethylene, propylene, butylene for the purpose of shortening the cooling time required for cell detachment. More preferably, it is ethylene.
- R 21 and R 22 are each independently a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and preferably R 21 and R 22 for the purpose of shortening the cooling time required for cell detachment. Are simultaneously a hydrogen atom or a methyl group, more preferably a methyl group.
- a 2 is an ester bond, an amide bond, a urethane bond, and a divalent bond selected from the group consisting of ether bond, for the purpose of shortening the cooling time required for cell detachment, preferably an ester bond, An amide bond, particularly preferably an ester bond.
- X is a sulfonate anion group, a carboxylic acid anion group, or a phosphate anion group.
- Examples of the block (B) represented by the general formula (6) in the first invention include dimethyl (2-methacryloyloxyethyl) (carboxylatomethyl) aminium, dimethyl (2-methacryloyloxyethyl) (2-carboxylatoethyl).
- One monomer (co) polymer can be used.
- the block (B) in the first invention is not particularly limited, but the following general formula (7)
- a (co) polymer block comprising at least one type of block unit (b) can be used.
- R 23 represents a hydrogen atom or a methyl group, and a methyl group is used for the purpose of shortening the cooling time required for cell detachment.
- R 24 and R 25 are each independently a hydrogen atom or a methyl group.
- a (co) polymer of at least one monomer selected from acrylamide or N, N-dimethylacrylamide can be used.
- the block (B) in the first invention is not particularly limited, but the following general formula (8)
- a (co) polymer block comprising at least one type of block unit (b) can be used.
- R 26 represents a hydrogen atom or a methyl group, and a methyl group is used for the purpose of shortening the cooling time required for cell detachment.
- a (co) polymer of N-vinylpyrrolidone can be used as the block (B) represented by the general formula (8) in the first invention.
- the block (B) in the first invention is not particularly limited, but the following general formula (9)
- a polymer block comprising at least one type of block unit (b) can be used.
- R 27 represents a hydrogen atom or a methyl group, a methyl group is used to shorten the cooling time required for the cell detachment.
- R 28 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and preferably has a carbon number of 1 such as methylene, ethylene, propylene, butylene, pentylene, hexylene, etc. in order to shorten the cooling time required for cell detachment. To 6 divalent alkylene groups, more preferably ethylene.
- R 29 and R 30 are each independently a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms. In order to shorten the cooling time required for cell detachment, it is preferable that R 29 and R 30 are simultaneously A hydrogen atom or a methyl group, more preferably a methyl group at the same time.
- a 3 is a divalent bond selected from the group consisting of an ester bond, an amide bond, a urethane bond, and an ether bond, and is preferably an ester bond or an amide bond in order to shorten the cooling time required for cell detachment. And particularly preferably an ester bond.
- the block (B) represented by the general formula (9) in the first invention includes aminomethyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminomethyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminomethyl (meth) acrylate Aminoethyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylate, 3-aminopropyl (meth) acrylate, 3- (N, N-dimethylamino) -Propyl (meth) acrylate, 3- (N, N-diethylamino) -propyl (meth) acrylate, (meth) acrylamide methylamine, dimethyl [(meth) acrylamidomethyl] amine, diethyl [(meth) acrylamidomethyl] amine, (Meth) acrylamidoethylamine, Me
- the block copolymer used for the cell culture substrate of the first invention is preferably used for the purpose of imparting cell adhesion and shortening the cooling time required for cell detachment when coated on the substrate.
- a block copolymer comprising a block (A) of a (co) polymer comprising the block unit (a) and a block (B) of the (co) polymer comprising the block unit (b) can be used. More preferably, a block copolymer containing a block (A) of a polymer of N-isopropylacrylamide and a block (B) of a polymer of 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine can be used.
- the ratio of (a) to all block units [(a) + (b)] is 1 to 95 mol%.
- cell adhesion is imparted and cooling time required for cell detachment is increased.
- the content is preferably 5 to 85 mol%. If it is less than 1 mol%, the cell adhesiveness is lowered, and if it exceeds 95 mol%, the cooling time required for cell detachment becomes longer.
- the block copolymer used in the first invention can contain monomer units other than the block unit (a) or (b) in the block (A) or (B).
- Monomers that generate monomer units other than the block unit (a) or (b) include aromatic vinyl compounds such as styrene, 1-vinylnaphthalene, 2-vinylnaphthalene, 9-vinylanthracene, 1-vinylpyrene and derivatives thereof, Nn-octyl (meth) acrylamide, Nn-decyl (meth) acrylamide, Nn-dodecyl (meth) acrylamide, Nn-hexadecyl (meth) acrylamide, Nn-octadecyl (meth) acrylamide, etc.
- N-vinylamide compounds such as (meth) acrylamide compounds, N-vinyl-n-octylamide, N-vinyl-n-decylamide, N-vinyl-n-dodecylamide, N-vinyl-n-hexadecylamide, N -N-acrylates such as cyclohexylmaleimide and N-phenylmaleimide Kill maleimide compound, fumarate -tert- butyl, fumaric acid diester compounds such as fumarate -n- butyl, vinyl chloride, vinyl acetate, can be exemplified (meth) acrylonitrile, N- vinylimidazole, N- vinylcarbazole.
- block copolymer used in the first invention can contain a polymer block other than the block (A) or (B).
- the number average molecular weight (Mn) of the block copolymer used in the first invention is in the range of 3,000 to 1,000,000, preferably 4,000 to 500,000, more preferably 5,000. More than 100,000. In the case of less than 3,000, even if the cell culture substrate is coated, it is eluted from the substrate into the medium during cell culture. On the other hand, when it exceeds 1,000,000, the solution viscosity becomes high and it becomes difficult to coat the cell culture substrate.
- the method for synthesizing the block copolymer used in the first invention is not particularly limited, but is published by NTS Corporation, “Radical Polymerization Handbook”, p. 161 to 225 (2010), and a copolymerization method can be used.
- the monomer producing the block unit (a) is (co) polymerized, and after further removing the unreacted monomer, the monomer producing the block unit (b) is ( (Co) polymerization method, (co) polymerization of the monomer that produces the block unit (a), after removing the unreacted monomer, (co) polymerization of the monomer that produces the block unit (b), After removing the monomer, a method of (co) polymerizing the monomer that generates the block unit (a), (co) polymerizing the monomer that generates the block unit (b), removing the unreacted monomer, a method of (co) polymerizing a monomer that generates a monomer unit other than a) or (b), further removing an unreacted monomer, and (co) polymerizing a monomer that generates a block unit (a), (Co) polymerization of the monomer that produces a), after removing the unreacted monomer
- Another cell culture substrate of the present invention includes the following (A) and (B) (A) A block of a temperature-responsive polymer having a lower critical solution temperature (LCST) in water in the range of 0 ° C to 50 ° C. (B) A block that satisfies the following requirements (i) to (iii). (I) No LCST in the range of 0 ° C to 50 ° C.
- LCST lower critical solution temperature
- the block (A) in the second invention is a block of a temperature-responsive polymer having an LCST in the range of 0 ° C. to 50 ° C.
- the LCST of the block (A) is used to impart cell adhesion at around body temperature, detach the cells when the temperature drops, and collect and collect the cells without damage. Is preferably in the range of 25 ° C to 45 ° C, more preferably in the range of 28 ° C to 40 ° C.
- the block (A) in the second invention is not particularly limited, but the following general formula (1)
- a polymer block comprising at least one type of block unit (a) can be used.
- R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, and a hydrogen atom is used to bring the LCST into a range of 25 ° C. to 45 ° C.
- R 2 and R 3 are each independently a hydrogen group, a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, a furfuryl group or a tetrahydrofurfuryl group, and R 2 and R 3 are bonded to each other to form a pyrrolidine ring, a piperidine ring or A morpholine ring may be formed.
- hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms examples include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, cyclopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert.
- -Butyl group, n-hexyl group and isohexyl group can be exemplified, but n-propyl group and isopropyl group are preferably used in order to make LCST in the range of 25 ° C to 45 ° C.
- the block (A) represented by the general formula (1) in the second invention includes N, N-diethylacrylamide, N-ethylacrylamide, Nn-propylacrylamide, Nn-propylmethacrylamide, N- Isopropylacrylamide, N-isopropylmethacrylamide, N-cyclopropylacrylamide, N-cyclopropylmethacrylamide, N-ethoxyethylacrylamide, N-ethoxyethylmethacrylamide, N-tetrahydrofurfurylacrylamide, N-tetrahydrofurfurylmethacrylamide, 1- (1-oxo-2-propenyl) pyrrolidine, 1- (1-oxo-2-methyl-2-propenyl) pyrrolidine, 1- (1-oxo-2-propenyl) piperidine, 1- (1-oxo-2 -Methyl-2- Examples include polymers of at least one monomer selected from (lopenyl) piperidine, 4- (1-o
- N, N-diethyl acrylamide, Nn-propyl acrylamide, N-isopropyl acrylamide, Nn-propyl methacrylamide, N-ethoxyethyl acrylamide, N-tetrahydroflur in order to be in the range of from 0 to 45 ° C.
- a polymer of N, N-diethylacrylamide or N-isopropylacrylamide is more preferably used in order to make the polymer of furylacrylamide and N-tetrahydrofurfurylmethacrylamide in the range of 28 to 40 ° C. LCST.
- the block (A) in the second invention is not particularly limited, but the following general formula (2)
- a polymer block comprising at least one type of block unit (a) can be used.
- R 4 represents a hydrogen atom or a methyl group, and a hydrogen atom is used to make LCST in the range of 25 ° C. to 45 ° C.
- R 5 is a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms is used in order to bring the LCST into a range of 25 ° C. to 45 ° C.
- hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms examples include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, cyclopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert.
- -Butyl group, n-hexyl group and isohexyl group can be exemplified, but a methyl group, an ethyl group and an n-propyl group are preferably used in order to bring the LCST into a range of 25 ° C to 45 ° C.
- a is an integer of 1 to 10
- an integer of 1 to 3 is used to make LCST in the range of 25 ° C to 45 ° C.
- the block (A) represented by the general formula (2) in the second invention is preferably a polymer of 2- (2-ethoxy) ethoxyethyl vinyl ether so that the LCST is in the range of 25 ° C. to 45 ° C. Is used.
- the block (A) in the second invention is not particularly limited, but the following general formula (3)
- a polymer block comprising at least one type of block unit (a) can be used.
- R 6 represents a hydrogen atom or a methyl group
- a hydrogen atom is used to make LCST in the range of 25 ° C. to 45 ° C.
- R 7 represents a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, cyclopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert.
- n-hexyl group and isohexyl group can be exemplified, but a methyl group and an ethyl group are preferably used in order to bring the LCST into a range of 25 ° C to 45 ° C.
- a polymer of methyl vinyl ether is preferably used so that the LCST is in the range of 25 ° C to 45 ° C.
- the block (B) in the second invention is the following (i) to (iii) (I) No LCST in the range of 0 ° C to 50 ° C.
- the block (B) in the second invention is preferably a block having no affinity for biopolymers such as proteins, peptides, glycoproteins or the like, in order to shorten the cooling time required for cell detachment.
- a polymer of a block and having at least one hydrophilic group selected from a phosphobetaine group, a sulfobetaine group, a carbobetaine group, a polyethylene glycol group, a methoxyethylene group, a furfuryl group, a dialkylaminoalkyl group, and a pyrrolidone group Is a block using a hydrophilic polymer.
- the block (B) in the second invention is preferably a block showing solubility in water in order to shorten the cooling time necessary for cell detachment, and more preferably 0 in 100 mL of water at 20 ° C.
- hydrophilic polymer of the block (B) in the second invention is not particularly limited, but the following general formula (4)
- a polymer block comprising at least one type of block unit (b) can be used.
- R 8 represents a hydrogen atom or a methyl group, and a methyl group is used to shorten the cooling time required for cell detachment.
- R 9 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or (poly) oxyethylene group: — (OCH 2 CH 2 ) n — (wherein n is suitable for the block copolymer of the present invention).
- the (poly) oxyethylene group is a group A 1 through —O—.
- a divalent alkylene group having 1 to 6 carbon atoms such as methylene, ethylene, propylene, butylene, pentylene, hexylene, etc., in order to shorten the cooling time required for cell detachment. More preferably, it is ethylene.
- R 10 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and is preferably an alkylene group such as methylene, ethylene, propylene, butylene, etc. in order to shorten the cooling time required for cell detachment, Ethylene is preferable.
- R 11 , R 12 and R 13 are each independently a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms. In order to shorten the cooling time required for cell detachment, preferably R 11 , R 12 and R 13 are simultaneously a hydrogen atom or a methyl group, more preferably a methyl group.
- a 1 is a divalent bond selected from the group consisting of an ester bond, an amide bond, a urethane bond, and an ether bond, and is preferably an ester bond or an amide bond in order to shorten the cooling time required for cell detachment. And particularly preferably an ester bond.
- hydrophilic polymer represented by the general formula (4) in the second invention examples include 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine, 2-acryloyloxyethyl phosphorylcholine, 3- (meth) acryloyloxypropyl phosphorylcholine, 4- (meth) Acryloyloxybutyl phosphorylcholine, 6- (meth) acryloyloxyhexyl phosphorylcholine, 10- (meth) acryloyloxydecylphosphorylcholine, ⁇ - (meth) acryloyl (poly) oxyethylene phosphorylcholine, 2-acrylamidoethylphosphorylcholine, 3-acrylamidopropylphosphorylcholine, 4-acrylamidobutylphosphorylcholine, 6-acrylamidehexylphosphorylcholine, 10-acrylamidedecylphosphorylcholine, ⁇ - (meta ) Acrylamide (poly) oxyethylene phosphorylcholine, 2-methacryloyl
- hydrophilic polymer of the block (B) in the second invention is not particularly limited, but the following general formula (5)
- a polymer block comprising at least one type of block unit (b) can be used.
- R 14 represents a hydrogen atom or a methyl group, and a methyl group is used to shorten the cooling time required for cell detachment.
- R 15 is — (CH 2 CH 2 O) b — (CH 2 CH (CH 3 ) O) c —R 16 (wherein R 16 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, and b is A polyoxyalkylene group represented by the formula: —CH 2 —O—R 17 (wherein R 17 is a hydrogen atom, a carbon number of 1 to 6 is a substituent represented by (6), a furfuryl group, a tetrahydrofurfuryl group, and a hydrogen atom.
- Examples of the alkyl group having 1 to 30 carbon atoms used for R 16 include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, cyclopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert.
- -Butyl group, n-hexyl group and isohexyl group can be exemplified, but methyl group, ethyl group, n-propyl group and isopropyl group are preferably used in order to shorten the cooling time required for cell detachment.
- Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms used for R 17 include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, cyclopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert.
- -Butyl group, n-hexyl group and isohexyl group can be exemplified, but methyl group, ethyl group, n-propyl group and isopropyl group are preferably used in order to shorten the cooling time required for cell detachment.
- hydrophilic polymer represented by the general formula (5) in the second invention examples include polyethylene glycol methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, hydroxymethyl acrylate, hydroxymethyl methacrylate, 2-methoxyethyl acrylate.
- hydrophilic polymer of the block (B) in the second invention is not particularly limited, but the following general formula (6)
- a polymer block comprising at least one type of block unit (b) can be used.
- R 18 represents a hydrogen atom or a methyl group, and a methyl group is used to shorten the cooling time required for cell detachment.
- R 19 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, or (poly) oxyethylene groups :-( OCH 2 CH 2) n - (wherein, n suitable for the block copolymer of the present invention
- n suitable for the block copolymer of the present invention
- the (poly) oxyethylene group is a group A 1 through —O—.
- R 20 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and is preferably an alkylene group such as methylene, ethylene, propylene, butylene, etc. in order to shorten the cooling time required for cell detachment, Ethylene is preferable.
- R 21 and R 22 are each independently a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms. In order to reduce the cooling time required for cell detachment, preferably R 21 and R 22 are simultaneously A hydrogen atom or a methyl group, more preferably a methyl group at the same time.
- a 2 is a divalent bond selected from the group consisting of an ester bond, an amide bond, a urethane bond, and an ether bond, and is preferably an ester bond or an amide bond in order to shorten the cooling time required for cell detachment. And particularly preferably an ester bond.
- X is a sulfonate anion group, a carboxylic acid anion group, or a phosphate anion group.
- hydrophilic polymer represented by the general formula (6) in the second invention examples include dimethyl (2-methacryloyloxyethyl) (carboxylatomethyl) aminium, dimethyl (2-methacryloyloxyethyl) (2-carboxylatoethyl).
- These polymers can be used.
- hydrophilic polymer of the block (B) in the second invention is not particularly limited, but the following general formula (7)
- a polymer block comprising at least one type of block unit (b) can be used.
- R 23 represents a hydrogen atom or a methyl group, and a methyl group is used to shorten the cooling time required for cell detachment.
- R 24 and R 25 are each independently a hydrogen atom or a methyl group.
- a polymer of at least one monomer selected from acrylamide or N, N-dimethylacrylamide can be used as the hydrophilic polymer represented by the general formula (7) in the first invention.
- hydrophilic polymer of the block (B) in the second invention is not particularly limited, but the following general formula (8)
- a polymer block comprising at least one type of block unit (b) can be used.
- R 26 represents a hydrogen atom or a methyl group, and a methyl group is used to shorten the cooling time required for cell detachment.
- hydrophilic polymer represented by the general formula (8) in the second invention a polymer of N-vinylpyrrolidone can be used.
- the hydrophilic polymer of the block (B) in the second invention is not particularly limited, but the following general formula (9)
- a polymer block comprising at least one type of block unit (b) can be used.
- R 27 represents a hydrogen atom or a methyl group, and a methyl group is used to shorten the cooling time required for cell detachment.
- R 28 is a divalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and preferably has a carbon number of 1 such as methylene, ethylene, propylene, butylene, pentylene, hexylene, etc. in order to shorten the cooling time required for cell detachment.
- methylene ethylene
- propylene propylene
- butylene pentylene
- hexylene etc.
- divalent alkylene groups more preferably ethylene.
- R 29 and R 30 are each independently a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms. In order to shorten the cooling time required for cell detachment, it is preferable that R 29 and R 30 are simultaneously A hydrogen atom or a methyl group, more preferably a methyl group at the same time.
- a 3 is a divalent bond selected from the group consisting of an ester bond, an amide bond, a urethane bond, and an ether bond, and is preferably an ester bond or an amide bond in order to shorten the cooling time required for cell detachment. And particularly preferably an ester bond.
- hydrophilic polymer represented by the general formula (9) in the second invention examples include aminomethyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminomethyl (meth) acrylate, and N, N-diethylaminomethyl (meth) acrylate.
- a polymer of at least one monomer selected from ethyl (meth) acrylate, dimethyl [(meth) acrylamidomethyl] amine, and dimethyl [(meth) acrylamidoethyl] amine can be used.
- the monomer unit further contained in the hydrophilic polymer includes aromatic vinyl compounds such as styrene, 1-vinylnaphthalene, 2-vinylnaphthalene, 9-vinylanthracene, 1-vinylpyrene and derivatives thereof.
- the ratio of (a) to the block unit [(a) + (b)] is 1 to 95 mol%.
- the content is preferably 5 to 85 mol%. If it is less than 1 mol%, the cell adhesiveness is lowered, and if it exceeds 95 mol%, the cooling time required for cell detachment becomes longer.
- the amount of the block unit (a) constituting the block A is 4 to 94 mol% with respect to the amount of all block units constituting the block copolymer, Is preferably 10 to 85 mol% in order to impart a low temperature and shorten the cooling time required for cell detachment. If it is less than 4 mol%, the cell adhesiveness is lowered, and if it exceeds 94 mol%, the cooling time required for cell detachment becomes longer.
- the number average molecular weight (Mn) of the block copolymer used in the second invention is in the range of 3,000 to 1,000,000, preferably 4,000 to 500,000, more preferably 5,000. More than 100,000. In the case of less than 3,000, even if the cell culture substrate is coated, it is eluted from the substrate into the medium during cell culture. On the other hand, when it exceeds 1,000,000, the solution viscosity becomes high and it becomes difficult to coat the cell culture substrate.
- the method for synthesizing the block copolymer used in the second invention is not particularly limited, but is published by NTS Corporation, “Radical Polymerization Handbook”, p. 161 to 225 (2010), and a copolymerization method can be used.
- the order of monomers to be polymerized in the second invention is as follows: 1) copolymerize a monomer having a hydrophilic group and an aromatic vinyl compound, remove the unreacted monomer, and then polymerize the monomer that forms the block unit (a). 2) A method of polymerizing a monomer that forms the block unit (a), removing an unreacted monomer, and then copolymerizing a monomer having a hydrophilic group and an aromatic vinyl compound, 3) having a hydrophilic group After copolymerizing the monomer and the aromatic vinyl compound, removing the unreacted monomer, polymerizing the monomer that forms the block unit (a), and further removing the unreacted monomer, the monomer having a hydrophilic group and the aromatic 4.
- a method of copolymerizing a monomer having a hydrophilic group and a (meth) acrylamide compound 8) producing a block unit (a)
- the monomer having a hydrophilic group and the (meth) acrylamide compound are copolymerized, and after further removing the unreacted monomer, the monomer that forms the block unit (a) is obtained.
- the cell culture substrate of the present invention can be produced by, for example, dissolving the block copolymer in various solvents, applying the solution to the substrate, and then drying.
- a solvent used for coating ethanol, a mixed solvent of water and ethanol, which has little influence on cultured cells even if it remains, is preferably used.
- the substrate is not particularly limited, but various hydrophobic polymer materials are preferably used.
- the hydrophobic polymer material include acrylic polymers such as polymethyl methacrylate, various silicone rubbers such as polydimethylsiloxane, polystyrene, polyethylene terephthalate, and polycarbonate.
- a metal substrate, a ceramic substrate, or a glass substrate that has been surface-treated with a silane coupling agent can also be used.
- the shape of the substrate is not particularly limited, and examples thereof include plate-like, bead-like, and fiber-like shapes, and holes, grooves, and protrusions provided in the plate-like substrate.
- various commonly known methods such as brush coating, dip coating, spin coating, bar coating, flow coating, spray coating, roll coating, air knife coating and blade coating are used. It is possible.
- the thickness of the block copolymer coated on the culture substrate of the present invention is 1 nm or more and 10 ⁇ m or less, preferably 10 nm or more and 5 ⁇ m or less, more preferably 30 nm or more and 500 nm or less, and further preferably 50 nm or more and 200 nm. It is as follows. When the thickness is less than 1 nm, the cooling time required for cell detachment becomes long when the cell culture substrate is coated. When the thickness exceeds 10 ⁇ m, the adhesion of cells decreases when the cell culture substrate is coated.
- the surface of the culture substrate of the present invention may have a microphase separation structure for the purpose of promoting hydrophilicity of the substrate surface due to a temperature drop after cell culture and shortening the cooling time required for cell detachment. preferable.
- the domain diameter and domain spacing of the microphase separation structure can be arbitrarily controlled by the ratio of each block unit, the molecular weight of the block copolymer, the coating method and the coating conditions. After cell culture, the domain diameter and the domain interval should be larger than the cell growth factor and smaller than the cell in order to promote the hydrophilicity of the substrate surface due to the temperature drop and shorten the cooling time required for cell detachment. Is preferred.
- the method for producing the cell culture substrate of the present invention is not particularly limited, but in addition to the method of coating / drying the block copolymer, a method of immobilizing the block copolymer with a chemical bond can be used. .
- the method of chemically fixing the block copolymer after synthesis is not particularly limited, but a monomer unit containing a specific functional group is introduced into the block copolymer in advance, and the specific functional group on the base material is introduced.
- a method of irradiating with ultraviolet rays after coating can be exemplified.
- a hydroxyl group and an amino group examples include mercapto group and maleimide group, mercapto group and mercapto group, carboxyl group and amino group, carboxyl group and hydroxyl group, and hydroxyl group and hydroxyl group.
- a surface initiated living radical polymerization technique can be used as a method of immobilizing the block copolymer simultaneously with the synthesis of the block copolymer.
- the block copolymer chain is obtained by chemically bonding a polymerization initiator to the surface of the base material from which the block copolymer chain starts, and by performing living radical polymerization using the polymerization initiator as a starting point.
- a method described in JP 2009-59659 A or JP 2010-218984 A can be applied.
- the base material used in the surface-initiated living radical polymerization is not particularly limited, but iron and iron alloys such as cast iron, steel, and stainless steel, non-ferrous and non-ferrous alloys such as aluminum and copper, and silicon wafer, glass, quartz
- a material capable of chemically bonding a polymerization initiator to its surface, which is necessary for producing the cell culture substrate of the present invention by surface-initiated living radical polymerization can be used.
- a silicon wafer, a cleaving mineral such as a mica peeling piece, or a planar substrate having a reactive substituent such as a hydroxyl group on the surface is preferably used.
- the polymerization initiator is not particularly limited, but a compound having a group capable of being chemically bonded to the substrate and a radical generating group is preferable.
- the polymerization initiator disclosed in JP 2010-218984 A, , TEMPO, ATRP, RAFT, and RTCP polymerization initiators can be used.
- TEMPO-based, RAFT-based, and RTCP-based polymerization initiators are more preferable.
- DEPN polymerization initiators are particularly preferable.
- Examples of groups that can be chemically bonded to the substrate include -SiCl 3 , -Si (CH 3 ) Cl 2 , -Si (CH 3 ) 2 Cl, and -Si (OR) 3 (in these formulas, R Represents methyl, ethyl, propyl or butyl).
- the method for chemically bonding the polymerization initiator to the surface of the substrate is not particularly limited, but a polymerization initiator solution is prepared by dissolving or dispersing the polymerization initiator in a solvent.
- the method of immersing a base material etc. are mentioned.
- a block copolymer chain can be formed on the surface of the base material by immersing the base material chemically bonded with the polymerization initiator in a polymerization reaction solution containing a monomer and heating as necessary.
- the polymerization reaction solution may contain various radical initiators and components necessary for the polymerization reaction such as a solvent.
- Cell culture using the cell culture substrate of the present invention is performed at a temperature higher than the LCST of the block copolymer coated on the surface of the culture substrate, but when human-derived cells are used, high culture efficiency is obtained.
- it is preferably carried out near body temperature, more preferably in the temperature range of 35 to 39 ° C, and further preferably in the temperature range of 36 to 38 ° C.
- the other culture conditions are not particularly limited, and the culture may be performed under conditions normally performed in this field.
- the medium may be a medium supplemented with serum such as fetal bovine serum or a serum-free medium.
- the ambient temperature a temperature lower than LCST, preferably 10 ° C. or lower than LCST. It can be used in or in other medium solutions, and can be selected according to the purpose.
- the cell culture substrate may be tapped or shaken, or the medium may be stirred using a pipette or the like.
- cultured cells can be detached with a maximum diameter of 5 ⁇ m to 300 ⁇ m only by cooling. More preferably, it can be detached in the form of a single cell only by cooling.
- the size and shape of exfoliated cells can be adjusted by selecting the composition and molecular weight of the block copolymer, the structure of the cell culture substrate, the cell culture substrate production method, the cell culture method, and the type of cells to be cultured. . For example, by increasing the ratio of the block (B) in the block copolymer, increasing the thickness of the block copolymer by the cell culture substrate production method, and increasing the unevenness of the culture substrate surface The size of the cell aggregate can be reduced, and the cells can be detached with a single cell.
- the cell cultured using the cell culture substrate of the present invention is not particularly limited as long as it can adhere to the surface before applying a stimulus due to a temperature drop.
- various cultured cell lines such as Chinese hamster ovary-derived CHO cells, mouse connective tissue L929 cells, human fetal kidney-derived cells HEK293 cells and human cervical cancer-derived HeLa cells, each tissue and organ in the living body is constituted.
- Epithelial cells and endothelial cells skeletal muscle cells that exhibit contractility, smooth muscle cells, cardiomyocytes, neuronal cells that make up the nervous system, glial cells, fibroblasts, liver parenchymal cells involved in the metabolism of the body, liver non-parenchymal cells
- stem cells adipocytes, and cells having differentiation ability, stem cells present in various tissues, and further cells induced to differentiate from them can be used.
- cells live cells contained in blood, lymph, spinal fluid, sputum, urine or stool, microorganisms, viruses, protozoa, etc. present in the body or environment can be exemplified.
- the thickness of the membrane was determined by observing a cross section of the cell culture substrate with a transmission electron microscope (TEM).
- Example 1 [Introduction of polymerization initiator to glass petri dish surface] A solution prepared by mixing 0.5 g of 3- (3- (triethoxysilyl) propylthio) propyl-2-bromo-2-methylpropanoate as an immobilization initiator, 50 g of ethanol, and 2.8 g of ammonia was made of 25 mm glass. The petri dish was immersed and allowed to stand for 24 hours. Then, the petri dish by which the polymerization initiator was introduce
- the glass petri dish having a polymerization initiator introduced on the surface produced above was immersed in the polymerization reaction solution prepared above, heated to 65 ° C., and stirred to start the reaction.
- the reaction time was 6 hours, and after completion of the reaction, washing with ethanol was performed to obtain a glass petri dish having the 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine polymer block (B) introduced on the surface.
- the obtained glass petri dish into which the 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine polymer block (B) was introduced was treated with sulfuric acid to isolate the 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine polymer block and dissolved in 100 mL of water at 20 ° C.
- the formula amount of the hydrophilic part in the block unit of the 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine polymer block (B) is a total of 8 carbons, 17 hydrogens, 1 nitrogen, 6 oxygens and 1 phosphorus (254.2). Yes, the total formula amount in block units was 295.3, and the HLB value (Griffin method) was 17.
- the glass petri dish having the 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine polymer block (B) introduced on the surface produced above is immersed in the polymerization reaction solution prepared above, heated to 65 ° C., and stirred. The reaction started. The reaction time was 6 hours, and after completion of the reaction, washing with ethanol was performed to obtain a cell culture substrate having a temperature-responsive membrane introduced on the surface. The thickness of the film was 450 nm.
- the obtained cell culture substrate was treated with sulfuric acid, the block copolymer was isolated, and the results of evaluating the polymer composition, Mw, Mn, and Mw / Mn are shown in Table 1.
- the detached cells were removed with an aspirator, and the number of cells was confirmed again with a 10 ⁇ 10 magnification microscope. By cooling for 15 minutes, the cells were detached 100% in the form of single cells having a maximum diameter of 20 ⁇ m.
- Reference example 1 Cell culture evaluation Except that a glass petri dish (base material) in which only the 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine polymer block (B) was introduced on the surface synthesized in Example 1 [Synthesis of polymer block (B)] was used. Cell culture evaluation similar to Example 1 [Cell culture evaluation and peeling evaluation] was carried out for 5 days, but the cells did not adhere to the substrate, and proliferation could not be confirmed.
- Example 2 [Synthesis of polymer block (B)] The synthesis was performed in the same manner as in Example 1 [Synthesis of polymer block (B)] except that the reaction time was 48 hours, and the 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine polymer block (B) was introduced on the surface. A glass petri dish was obtained. The obtained glass petri dish into which the 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine polymer block (B) was introduced was treated with sulfuric acid to isolate the 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine polymer block and dissolved in 100 mL of water at 20 ° C. As a result, 10 g could be dissolved without any insoluble part.
- the obtained cell culture substrate was treated with sulfuric acid, the block copolymer was isolated, and the results of evaluating the polymer composition, Mw, Mn, and Mw / Mn are shown in Table 1.
- Cell proliferation was confirmed by performing the same evaluation as in Example 1 [Evaluation of cell culture and exfoliation] except that a cell culture substrate having a temperature-responsive membrane introduced on the surface produced above was used. . Further, after culturing until the cultured cells covered 100% of the substrate, the substrate was cooled to 10 ° C., and the cells were detached 100% in the form of a single cell having a maximum diameter of 19 ⁇ m in 15 minutes.
- Example 3 Synthesis was performed in the same manner as in Example 1 [Synthesis of polymer block (B)] except that 2.0 g of 2-methoxyethyl acrylate was used instead of 2.0 g of 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine.
- a glass petri dish into which the 2-methoxyethyl acrylate polymer block (B) was introduced was obtained.
- the glass petri dish into which the obtained 2-methoxyethyl acrylate polymer block (B) was introduced was treated with sulfuric acid, and the 2-methoxyethyl acrylate polymer block was isolated and dissolved in 100 mL of water at 20 ° C.
- the formula amount of the hydrophilic part in the block unit of the 2-methoxyethyl acrylate polymer block (B) is the sum of 3 carbons, 4 hydrogens and 3 oxygens (88.1), and the total formula amount of the block units is It was 130.1, and the HLB value (Griffin method) was 14.
- Cell proliferation was confirmed by performing the same evaluation as in Example 1 [Evaluation of cell culture and exfoliation] except that a cell culture substrate having a temperature-responsive membrane introduced on the surface produced above was used. . Further, after culturing until the cultured cells covered 100% of the substrate, the substrate was cooled to 10 ° C., and in 15 minutes, the cells were detached by 85% in the form of a single cell having a maximum diameter of 20 ⁇ m.
- Example 3 Example 3 except that a glass petri dish (base material) in which only the 2-methoxyethyl acrylate polymer block (B) was introduced on the surface synthesized in Example 3 [Synthesis of polymer block (B)] was used. Cell culture evaluation similar to 1 [cell culture evaluation and peeling evaluation] was performed for 5 days, but the cells did not adhere to the substrate and proliferation could not be confirmed.
- Example 4 [Synthesis of polymer block (B)]
- Example 1 [Synthesis of polymer block (B)] except that 2.0 g of dimethyl (2-methacryloyloxyethyl) (carboxylatomethyl) aminium was used instead of 2.0 g of 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine.
- a glass petri dish having a dimethyl (2-methacryloyloxyethyl) (carboxylatomethyl) aminium polymer block (B) introduced on the surface was obtained.
- the resulting petri dish made of dimethyl (2-methacryloyloxyethyl) (carboxylatomethyl) aminium polymer block (B) was treated with sulfuric acid to give dimethyl (2-methacryloyloxyethyl) (carboxylatomethyl) aminium.
- the polymer block was isolated and dissolved in 100 mL of water at 20 ° C. As a result, 10 g could be dissolved without any insoluble part.
- the formula amount of the hydrophilic part in the block unit of 2-methoxyethyl acrylate dimethyl (2-methacryloyloxyethyl) (carboxylatomethyl) aminium polymer block (B) is 6 carbons, 10 hydrogens, 1 nitrogen, 4 oxygen
- the total formula amount in block units was 215.2, and the HLB value (Griffin method) was 15.
- Cell proliferation was confirmed by performing the same evaluation as in Example 1 [Evaluation of cell culture and exfoliation] except that a cell culture substrate having a temperature-responsive membrane introduced on the surface produced above was used. . Further, after culturing until the cultured cells covered 100% of the substrate, the substrate was cooled to 10 ° C., and the cells were peeled 90% in the form of a single cell having a maximum diameter of 20 ⁇ m in 15 minutes.
- Example 5 [Synthesis of polymer block (B)]
- Example 1 [Synthesis of polymer block (B)] except that 2.0 g of dimethyl (2-methacryloylaminopropyl) (3-sulfonatopropyl) aminium was used instead of 2.0 g of 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine
- a glass petri dish having a dimethyl (2-methacryloylaminopropyl) (3-sulfonatopropyl) aminium polymer block (B) introduced on the surface was obtained.
- the obtained glass petri dish into which the dimethyl (2-methacryloylaminopropyl) (3-sulfonatopropyl) aminium polymer block (B) was introduced was treated with sulfuric acid to obtain dimethyl (2-methacryloylaminopropyl) (3-sulfo
- 10 g could be dissolved without any insoluble portion.
- Formula amount of hydrophilic part in block unit of dimethyl (2-methacryloylaminopropyl) (3-sulfonatopropyl) aminium polymer block (B) is 5 carbons, 11 hydrogens, 1 nitrogen, 4 oxygens, sulfur The total was 1 (181.2), the total formula amount in block units was 278.4, and the HLB value (Griffin method) was 13.
- Cell proliferation was confirmed by performing the same evaluation as in Example 1 [Evaluation of cell culture and exfoliation] except that a cell culture substrate having a temperature-responsive membrane introduced on the surface produced above was used. . Further, after culturing until the cultured cells covered 100% of the substrate, the substrate was cooled to 10 ° C., and in 15 minutes, the cells were detached 80% in the form of a single cell having a maximum diameter of 21 ⁇ m.
- Example 5 [Cell culture evaluation]
- Example 5 [Synthesis of polymer block (B)] A glass petri dish (group) in which only the dimethyl (2-methacryloylaminopropyl) (3-sulfonatopropyl) aminium polymer block (B) was introduced on the surface synthesized in Example 5
- Example 6 Synthesis of polymer block (B)
- Example 1 Polymer Block (B
- the glass petri dish having a polyethylene glycol methacrylate polymer block (B) introduced on its surface was obtained.
- the obtained petri dish made of polyethylene glycol methacrylate polymer block (B) was treated with sulfuric acid to isolate the polyethylene glycol methacrylate polymer block and dissolved in 100 mL of water at 20 ° C. As a result, 10 g was insoluble. It was able to dissolve without.
- Formula amount of hydrophilic part in block unit of dimethyl (2-methacryloylaminopropyl) (3-sulfonatopropyl) aminium polyethylene glycol methacrylate polymer block (B) is 18 carbons, 34 hydrogens, 10.5 oxygens
- the total formula amount in block units was 474.6, and the HLB value (Griffin method) was 18.
- Example 1 [Cells, except that 1.2 g of Nn-propylmethacrylamide was used instead of 1.2 g of N-isopropylacrylamide, a glass petri dish into which the polyethylene glycol methacrylate polymer block (B) was introduced. Synthesis was performed in the same manner as in [Synthesis of culture substrate] to obtain a cell culture substrate having a temperature-responsive membrane introduced on the surface. The thickness of the film was 400 nm. The obtained cell culture substrate is treated with sulfuric acid, the block copolymer is isolated, and the results of evaluating the polymer composition, Mw, Mn, and Mw / Mn are shown in Table 1.
- Cell proliferation was confirmed by performing the same evaluation as in Example 1 [Evaluation of cell culture and exfoliation] except that a cell culture substrate having a temperature-responsive membrane introduced on the surface produced above was used. . Further, after culturing until the cultured cells covered 100% of the substrate, the substrate was cooled to 10 ° C., and the cells were detached 100% in the form of a single cell having a maximum diameter of 20 ⁇ m in 15 minutes.
- Example 6 Cell culture evaluation
- Example 1 Example 1 [Except that a glass petri dish (base material) in which only the polyethylene glycol methacrylate polymer block (B) was introduced on the surface synthesized in Example 6 [Synthesis of polymer block (B)] was used. Cell culture evaluation and peeling evaluation] were carried out for 5 days, but the cells did not adhere to the substrate and proliferation could not be confirmed.
- Example 7 Synthesis was performed in the same manner as in Example 1 [Synthesis of polymer block (B)] except that 2.0 g of 2-hydroxyethyl methacrylate was used instead of 2.0 g of 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine.
- a glass petri dish having 2-hydroxyethyl methacrylate polymer block (B) introduced on the surface was obtained.
- the glass petri dish into which the obtained 2-hydroxyethyl methacrylate polymer block (B) was introduced was treated with sulfuric acid to isolate the 2-hydroxyethyl methacrylate polymer block and dissolved in 100 mL of water at 20 ° C.
- the formula amount of the hydrophilic part in the block unit of the 2-hydroxyethyl methacrylate polymer block (B) is a total of 3 carbons, 5 hydrogens and 3 oxygens (89.1). The amount was 130.1 and the HLB value (Griffin method) was 14.
- Example 1 Example 1 except that 1.2 g of N, N-diethylacrylamide was used instead of 1.2 g of N-isopropylacrylamide, a glass petri dish into which the 2-hydroxyethyl methacrylate polymer block (B) was introduced. Synthesis was performed in the same manner as in 1 [Synthesis of cell culture substrate] to obtain a cell culture substrate having a temperature-responsive membrane introduced on its surface. The film thickness was 250 nm. The obtained cell culture substrate is treated with sulfuric acid, the block copolymer is isolated, and the results of evaluating the polymer composition, Mw, Mn, and Mw / Mn are shown in Table 1.
- Cell proliferation was confirmed by performing the same evaluation as in Example 1 [Evaluation of cell culture and exfoliation] except that a cell culture substrate having a temperature-responsive membrane introduced on the surface produced above was used. . Further, after culturing until the cultured cells covered 100% of the substrate, the substrate was cooled to 10 ° C., and the cells were peeled 90% in the form of a single cell having a maximum diameter of 20 ⁇ m in 15 minutes.
- Example 7 Cell culture evaluation Except that a glass petri dish (base material) having a 2-hydroxyethyl methacrylate polymer block (B) introduced on the surface synthesized in Example 7 [Synthesis of polymer block (B)] was used. Cell culture evaluation similar to Example 1 [Cell culture evaluation and peeling evaluation] was carried out for 5 days, but the cells did not adhere to the substrate, and proliferation could not be confirmed.
- Example 8 Synthesis was performed in the same manner as in Example 1 [Synthesis of polymer block (B)] except that 2.0 g of N, N-dimethylaminoethyl methacrylate was used instead of 2.0 g of 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine. A glass petri dish having an N, N-dimethylaminoethyl methacrylate polymer block (B) introduced on the surface was obtained.
- the obtained petri dish with N, N-dimethylaminoethyl methacrylate polymer block (B) was treated with sulfuric acid to isolate the N, N-dimethylaminoethyl methacrylate polymer block, and 100 mL of water at 20 ° C. As a result, 5 g could be dissolved without any insoluble part.
- the formula amount of the hydrophilic part in the block unit of the N, N-dimethylaminoethyl methacrylate polymer block (B) is the sum of 5 carbons, 10 hydrogens, 1 nitrogen and 2 oxygens (116.1). The total formula amount in block units was 157.2, and the HLB value (Griffin method) was 15.
- Example 8 Cell culture evaluation Except that a glass petri dish (base material) in which the N, N-dimethylaminoethyl methacrylate polymer block (B) was introduced on the surface synthesized in Example 7 [Synthesis of polymer block (B)] was used. Cell culture evaluation similar to that in Example 1 [Cell culture evaluation and peeling evaluation] was performed for 5 days, but the cells did not adhere to the substrate, and proliferation could not be confirmed.
- Example 9 [Except that only 2-hydroxyethyl methacrylate polymer block (B) was used instead of block copolymer on the surface synthesized in Example 9 [Synthesis of polymer block (B)]. A glass substrate was synthesized in the same manner as in [Synthesis of cell culture substrate].
- Cell culture evaluation A cell culture evaluation similar to that in Example 8 [Cell culture evaluation and peeling evaluation] was performed for 5 days except that the glass substrate described above was used, but the cells did not adhere to the substrate and proliferation could not be confirmed. .
- Table 1 shows the results of evaluating the polymer composition, Mw, Mn, and Mw / Mn of the obtained block copolymer.
- Cell proliferation was confirmed by performing the same evaluation as in Example 1 [Evaluation of cell culture and exfoliation] except that a cell culture substrate having a temperature-responsive membrane introduced on the surface produced above was used. . Further, after culturing until the cultured cells covered 100% of the base material, the base material was cooled to 10 ° C., so that the cells were detached 75% in the form of a single cell having a maximum diameter of 20 ⁇ m in 15 minutes.
- Example 10 Cell culture except that the random copolymer block (B) of N-vinylpyrrolidone and styrene synthesized in Example 10 [Synthesis of polymer block (B)] was used instead of the block copolymer. Synthesis was performed in the same manner as in [Synthesis of Substrate] to synthesize a cell culture substrate in which a random copolymer block of N-vinylpyrrolidone and styrene was introduced on the surface.
- Cell culture evaluation Cell culture similar to that in Example 1 [Evaluation of cell culture and exfoliation], except that the cell culture substrate in which a random copolymer block of N-vinylpyrrolidone and styrene was introduced on the surface produced above was used. Evaluation was conducted for 5 days, but the cells did not adhere to the substrate, and proliferation could not be confirmed.
- Example 11 A random copolymer block (B) of 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine and styrene synthesized in Example 11 [Synthesis of polymer block (B)] was used in place of the block copolymer in Example 11 [ Synthesis was performed in the same manner as in [Synthesis of cell culture substrate] to synthesize a cell culture substrate having a random copolymer block of 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine and styrene introduced on the surface.
- Cell culture evaluation The same as in Example 1 [Evaluation of cell culture and exfoliation], except that a cell culture substrate in which a random copolymer block of 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine and styrene was introduced on the surface prepared above was used. Cell culture evaluation was performed for 5 days, but the cells did not adhere to the substrate, and proliferation could not be confirmed.
- Example 12 [Cell culture evaluation and exfoliation evaluation] Normal human skin fibroblasts (NHDF cells) (114 cells / mm 2 ) were prepared using the cell culture substrate in which a temperature-responsive membrane was introduced on the surface produced in Example 11 [Synthesis of cell culture substrate]. The cells were cultured at 37 ° C. and a CO 2 concentration of 5%. As a culture solution, a CS-C medium kit (No. CS4Z0500R) manufactured by DS Pharma Biomedical Co., Ltd. was used. When cell proliferation was confirmed and cultured for 72 hours, the number of cells was confirmed with a 10 ⁇ 10 magnification microscope, and the cells grew to 425 cells / mm 2 .
- the detached cells were removed with an aspirator, and the number of cells was confirmed again with a 10 ⁇ 10 magnification microscope. By cooling for 15 minutes, the cells were detached 100% in the form of a single cell having a maximum diameter of 22 ⁇ m.
- Example 13 Cell culture evaluation and exfoliation evaluation
- Example 11 Synthesis of cell culture substrate
- the cell culture substrate in which a temperature-responsive membrane was introduced on the surface was used and derived from Chinese hamster ovary instead of mouse connective tissue L929 cells (100 cells / mm 2 ). Except for using CHO cells (100 cells / mm 2 ), the same evaluation as in Example 1 [Cell culture evaluation and peeling evaluation] was performed, and cell proliferation was confirmed. Further, after culturing until the cultured cells covered 100% of the substrate, the substrate was cooled to 10 ° C., and in 15 minutes, the cells were detached by 70% in the form of a single cell having a maximum diameter of 18 ⁇ m.
- Reference Example 12 Cell culture evaluation
- a cell culture substrate in which only a random copolymer block of 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine and styrene was introduced on the surface produced in Reference Example 11
- mouse connective tissue L929 cells 100 cells
- Chinese hamster ovary-derived CHO cells 100 / mm 2
- Example 14 [Synthesis of cell culture substrate] 0.04 g of the block copolymer synthesized in Example 11 [Synthesis of block copolymer] was dissolved in 20 g of ethanol to prepare a 0.2 wt% ethanol solution of the block copolymer. Furthermore, 20 mL of 0.2 wt% ethanol solution and 180 mL of ethanol were mixed to prepare a 0.02 wt% ethanol solution. After adding 180 mL of the above-mentioned block copolymer 0.02 wt% ethanol solution to a 300 mL glass flask, stirring the ethanol solution with a stirrer, adding 10 g of Corning (R) Extended Microcarriers (No.
- R Corning
- the cell culture substrate was dispersed in a phosphate buffered saline (PBS) solution, and autoclaved. Thereafter, 0.5 ⁇ L was added to the hemocytometer, and the bead concentration was calculated.
- a cell culture substrate was added to a cell seed HydroCell® 3.5 cm dish at 1 ⁇ 10 4 beads / mL and L929 cells were added at 100 cells / bead, and cultured at 37 ° C. After culturing for 72 hours, the culture solution was transferred to a tube, 2 mL of the culture solution was added, allowed to stand for 10 minutes, and then the supernatant was discarded to remove unattached floating cells and cell aggregates.
- PBS phosphate buffered saline
- Comparative Example 2 [Cell culture evaluation and exfoliation evaluation] Except for using CellCell Co., Ltd. UpCell (R) 35 mm ⁇ dish, the same evaluation as in Example 1 [Cell culture evaluation and exfoliation evaluation] was performed, and cell proliferation was confirmed.
- cell exfoliation evaluation after cell proliferation By cooling for 3 minutes, the cells were peeled off in a sheet form by 30%. Further, by cooling for 15 minutes, the cells were peeled off by 65% in the form of a sheet having a maximum diameter of 1 cm.
- Example 3 Cell proliferation was confirmed by the same evaluation as in Example 1 [Cell culture evaluation and exfoliation evaluation] except that a Corning cell culture surface treatment ⁇ 35 mm dish was used. In cell exfoliation evaluation after cell proliferation, The cells did not peel at all even after cooling for 15 minutes.
- the mixture of exfoliated cells and trypsin EDTA solution was transferred into a centrifuge tube, 1 mL of 10 vol% FBS / DMEM medium was added, and the mixture was centrifuged at 1000 rpm for 3 minutes. After removing the supernatant, 10 vol% FBS / DMEM medium was newly added to recover L929 cells detached by trypsin treatment.
- the recovered L929 cells (50 cells / mm 2 ) were cultured in the same manner as in Example 1 [Cultural evaluation of detached cells]. Cells increased to 80 cells / mm 2 after 24 hours and 480 cells / mm 2 after 72 hours, and the growth rate was slower than that of cells detached from the cell culture substrate of the present invention by cooling.
- Example 4 [Cell culture evaluation and exfoliation evaluation] Evaluation was conducted in the same manner as in Example 12 [Evaluation of cell culture and exfoliation] except that CellCell Co., Ltd. UpCell (R) 35 mm ⁇ dish was used, and cell growth was confirmed. until mm 2 it had grown. The substrate was cooled to 10 ° C. and cooled for 15 minutes, so that the cells were peeled 90% in a sheet form having a maximum diameter of 1.2 cm. [Culture evaluation of exfoliated cells] Evaluation was performed in the same manner as in Example 12 [Culture evaluation of detached cells] except that the cells obtained by the above cell culture evaluation were dispersed by pipetting and then used. Cells increased to 210 cells / mm 2 after 24 hours and to 880 cells / mm 2 after 72 hours.
- Example 5 Cell culture evaluation and exfoliation evaluation
- the cells were evaluated in the same manner as in Example 12 [Evaluation of cell culture and exfoliation] except that a Corning cell culture surface treatment ⁇ 35 mm dish was used. When cell growth was confirmed and cultured for 72 hours, 266 cells / mm 2 were used. Was growing. The substrate was cooled to 10 ° C. and cooled for 60 minutes, but the cells did not detach. [Evaluation of exfoliated and exfoliated cells by trypsin] After removing the medium components from the cells obtained in the above cell culture evaluation, 1.5 mL of 0.25% trypsin EDTA solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added, and the temperature was 37 ° C.
- Example 12 Physical evaluation of exfoliated cells
- the recovered NHDF cells 50 cells / mm 2
- Cells increased to 150 cells / mm 2 after 24 hours and to 690 cells / mm 2 after 72 hours.
- Example 6 Cell culture evaluation and exfoliation evaluation
- CellCell Co., Ltd. UpCell (R) 35 mm ⁇ dish was used and Chinese hamster ovary-derived CHO cells (100 cells / mm 2 ) were used instead of mouse connective tissue L929 cells (100 cells / mm 2 ).
- the same evaluation as in Example 1 [Cell culture evaluation and peeling evaluation] was performed, and cell growth was confirmed.
- the cells were peeled 15% in a sheet form by cooling for 3 minutes. Further, by cooling for 15 minutes, the cells were separated by 50% in the form of a sheet having a maximum diameter of 1.2 cm.
- the present invention it is possible to provide a cell culture substrate that enables cell detachment in a short time, a production method thereof, and a cell culture method using the same. Furthermore, it is possible to provide a cell culture substrate capable of exfoliating cells with a maximum diameter of 5 ⁇ m to 300 ⁇ m and omitting the cell dispersal operation, a production method thereof, and a cell culture method using the same.
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Immunology (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Clinical Laboratory Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
上記温度応答性ポリマーを細胞培養基材に用いる場合、臨海溶解以下に細胞培養 基材の温度を下げる必要があるが、同時に細胞を低温化してしまう。また、剥離してくる細胞はシート状であり、その後、細胞を加工するためには、低温を維持したまま、ピペッティング等で細胞を分散させる必要があり、さらに冷却時間が長くなってしまう。細胞の低温化は細胞の活性低下を及ぼすため、冷却時間の短縮が必要である。 解決手段:下記(A)および(B) (A)水に対する下限臨界溶解温度(LCST)が0℃~50℃の範囲にある温度応答性重合体のブロック。 (B)0℃~50℃の範囲にLCSTを持たない、HLB値(グリフィン法)が9~20の範囲にある親水性重合体のブロック。 のブロックを含むブロック共重合体で表面を被覆した細胞培養基材、ならびに下記(A)および(B) (A)水に対する下限臨界溶解温度(LCST)が0℃~50℃の範囲にある温度応答性重合体のブロック。 (B)下記(i)~(iii)の要件を満たすブロック。 (i)0℃~50℃の範囲にLCSTを持たない。 (ii)カルボン酸基、カルボン酸エステル基、カルボン酸金属塩、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、スルホン酸金属塩、ヒドロキシ基、アルコキシ基、フェノキシ基、アミド基、カルバモイル基、スルホンアミド基、スルファモイル基、カルバメート基、リン酸基、リン酸基の金属塩、オキシリン酸基、オキシリン酸基の金属塩、ホスホベタイン基、スルホベタイン基、カルボベタイン基、ポリエチレングリコール基、ピロリドン基から選ばれる少なくとも1種の親水性基を有するモノマーの親水性重合体である。 (iii)(ii)の重合体中に、芳香族ビニル化合物が生成するモノマー単位、(メタ)アクリルアミド化合物が生成するモノマー単位、フマル酸ジエステル化合物が生成するモノマー単位、塩化ビニルが生成するモノマー単位、酢酸ビニルが生成するモノマー単位、(メタ)アクリロニトリルが生成するモノマー単位、N-ビニルイミダゾールが生成するモノマー単位、N-ビニルカルバゾールが生成するモノマー単位から選ばれる少なくとも1種のモノマー単位を含有する。 のブロックを含むブロック共重合体で表面を被覆した細胞培養基材を提供することにより前記課題を解決する。
Description
本発明は、短時間での細胞剥離を可能にする細胞培養基材、その製造方法およびそれを用いた細胞培養方法に関する。さらに本発明は、細胞を最大直径5μm~300μmの大きさで剥離することを可能にする細胞培養基材、その製造方法およびそれを用いた細胞培養方法に関する。
細胞培養は生化学的な現象の理解や有用物質の産生などに用いられ、また近年、幹細胞の発見や培養技術の進歩により、再生医療を始めとする細胞を用いた治療に大きな注目が寄せられている。
細胞の多くは接着性を有しており、体内においてはコラーゲン、フィブロネクチン、ラミニンなどの生体高分子に接着し、増殖・分化することが知られている。同様に、細胞培養においても接着性を有する細胞の多くは、培養する際に何らかの基材に接着する必要がある。従来、基材としては表面処理したガラスあるいは高分子が用いられていた。例えば、ポリスチレンにγ線照射あるいはシリコーンコーティングを行なった基材がある。また、コラーゲンやフィブロネクチンのような生体高分子を表面に塗布した支持体も用いられる。
増殖する細胞は基材上で培養後、一般的に別の基材に植え継ぐ必要が有り、多くの場合にはタンパク質分解酵素が用いられている。タンパク質分解酵素は細胞表面にあるタンパク質を分解し、細胞と基材の間の結合および細胞間の結合を切る役目を担っている。一方、タンパク質分解酵素は細胞の生存率に大きな影響を与えることが知られており、タンパク質分解酵素を用いずに細胞を基材から分離する手法は細胞にダメージを与えない方法として重要である。再生医療においても同様に、体外で培養した細胞にダメージを与えずに、さらに細胞間の結合を切断しない方法で細胞又は組織化した細胞を基材から分離し、体内に戻すことが求められており、タンパク質分解酵素を用いずに基材から分離する方法が求められている。
上記問題を解決するために、温度応答性ポリマーを基材表面に被覆した細胞培養基材が開示されている。(特許文献1)。このような基材によれば、周囲環境の温度降下による温度応答性ポリマーのゾル転移で基材表面の接着力を弱めて、細胞を剥離させ、ダメージを与えることなく細胞を分別回収することができる。通常、細胞は体温付近で接着・培養する必要があり、培養後、体温以下で細胞を剥離できる基材が必要となる。
水中におけるゾル転移温度[臨界溶解温度(T)]が体温以下の範囲にある温度応答性ポリマーとして、ポリ-N-イソプロピルアクリルアミド(T=32℃)、ポリ-N-n-プロピルアクリルアミド(T=21℃)、ポリ-N-n-プロピルメタクリルアミド(T=32℃)、ポリ-N-エトキシエチルアクリルアミド(T=約35℃)、ポリ-N-テトラヒドロフルフリルアクリルアミド(T=約28℃)、ポリ-N-テトラヒドロフルフリルメタクリルアミド(T=約35℃)、及びポリ-N,N-ジエチルアクリルアミド
(T=32℃)等が記載されている(特許文献2、3)。
(T=32℃)等が記載されている(特許文献2、3)。
上記温度応答性ポリマーを細胞培養基材に用いる場合、臨界溶解温度以下に細胞培養基材の温度を下げる必要があるが、同時に細胞を低温化してしまう。さらに、剥離してくる細胞はシート状であり、その後、細胞を加工するためには、低温を維持したまま、ピペッティング等で細胞を分散させる必要があり、冷却時間が長くなってしまっていた。細胞の低温化は細胞の活性低下を及ぼすため、冷却時間の短縮が必要であった。
本発明の目的は、短時間での細胞剥離を可能にする細胞培養基材、その製造方法およびそれを用いた細胞培養方法を提供することにある。さらに、もう一つの目的は、細胞を最大直径5μm~300μmの大きさで剥離し、細胞の分散化作業を省略できる細胞培養基材、その製造方法およびそれを用いた細胞培養方法を提供することにある。
本発明者らは、以上の点を鑑み、鋭意研究を重ねた結果、温度応答性の重合体を、親水性の重合体でブロック共重合させたブロック共重合体を基材上に被覆し成膜することで、短時間での細胞剥離を可能にすること、細胞を最大直径5μm~300μmの大きさで剥離できることを見出し、本発明を完成した。
すなわち本発明によれば、以下のブロックを含むブロック共重合体で表面を被覆した細胞培養基材が提供される。
[1]下記(A)および(B)のブロックを含むブロック共重合体で表面を被覆した細胞培養基材。
(A)水に対する下限臨界溶解温度(LCST)が0℃~50℃の範囲にある温度応答性重合体のブロック。
(B)0℃~50℃の範囲にLCSTを持たない、HLB値(グリフィン法)が9~20の範囲にある親水性重合体のブロック。
[2]ブロック(B)が、カルボン酸基、カルボン酸エステル基、カルボン酸金属塩、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、スルホン酸金属塩、ヒドロキシ基、アルコキシ基、フェノキシ基、アミド基、アミノアルキル基、カルバモイル基、スルホンアミド基、スルファモイル基、カルバメート基、リン酸基、リン酸基の金属塩、オキシリン酸基、オキシリン酸基の金属塩、ホスホベタイン基、スルホベタイン基、カルボベタイン基、ポリエチレングリコール基、ピロリドン基から選ばれる少なくとも1種の親水性基を有するモノマーの重合体であることを特徴とする[1]に記載の細胞培養基材。
[1]下記(A)および(B)のブロックを含むブロック共重合体で表面を被覆した細胞培養基材。
(A)水に対する下限臨界溶解温度(LCST)が0℃~50℃の範囲にある温度応答性重合体のブロック。
(B)0℃~50℃の範囲にLCSTを持たない、HLB値(グリフィン法)が9~20の範囲にある親水性重合体のブロック。
[2]ブロック(B)が、カルボン酸基、カルボン酸エステル基、カルボン酸金属塩、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、スルホン酸金属塩、ヒドロキシ基、アルコキシ基、フェノキシ基、アミド基、アミノアルキル基、カルバモイル基、スルホンアミド基、スルファモイル基、カルバメート基、リン酸基、リン酸基の金属塩、オキシリン酸基、オキシリン酸基の金属塩、ホスホベタイン基、スルホベタイン基、カルボベタイン基、ポリエチレングリコール基、ピロリドン基から選ばれる少なくとも1種の親水性基を有するモノマーの重合体であることを特徴とする[1]に記載の細胞培養基材。
[3]ブロック(B)が水に対して溶解性を示すブロックであることを特徴とする[1]または[2]に記載の細胞培養基材。
[4]ブロック(A)の繰り返し単位が下記一般式(1)
[4]ブロック(A)の繰り返し単位が下記一般式(1)
(式中、R1は水素原子又はメチル基であり、R2およびR3は各々独立して、水素基、炭素数1~6の炭化水素基、フルフリル基またはテトラヒドロフルフリル基であり、R2とR3は互いに結合してピロリジン環、ピペリジン環もしくはモルホリン環を形成しても良い。)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(a)からなる(共)重合体のブロックであることを特徴とする[1]~[3]の何れか1項に記載の細胞培養基材。
[5]ブロック(A)の繰り返し単位が下記一般式(2)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(a)からなる(共)重合体のブロックであることを特徴とする[1]~[3]の何れか1項に記載の細胞培養基材。
[5]ブロック(A)の繰り返し単位が下記一般式(2)
(式中、R4は水素原子またはメチル基を表し、R5は、水素原子、炭素数1~6の炭化水素基であり、aは1~10の整数を表す。)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(a)からなる(共)重合体のブロックであることを特徴とする[1]~[3]の何れか1項に記載の細胞培養基材。
[6]ブロック(A)の繰り返し単位が下記一般式(3)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(a)からなる(共)重合体のブロックであることを特徴とする[1]~[3]の何れか1項に記載の細胞培養基材。
[6]ブロック(A)の繰り返し単位が下記一般式(3)
(式中、R6は水素原子またはメチル基を表し、R7は炭素数1~6の炭化水素基を表す。)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(a)からなる(共)重合体のブロックであることを特徴とする[1]~[3]の何れか1項に記載の細胞培養基材。
[7]ブロック(B)の繰り返し単位が下記一般式(4)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(a)からなる(共)重合体のブロックであることを特徴とする[1]~[3]の何れか1項に記載の細胞培養基材。
[7]ブロック(B)の繰り返し単位が下記一般式(4)
(式中、R8は水素原子又はメチル基であり、R9は、炭素数1~10の2価の炭化水素基、又は(ポリ)オキシエチレン基であり、R10は、炭素数1~4の2価の炭化水素基であり、R11、R12、及びR13は、互いに独立して、水素原子又は炭素数1~4の炭化水素基であり、A1は、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、及びエーテル結合からなる群から選択される2価の結合である。)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(b)からなる(共)重合体のブロックであることを特徴とする[1]~[6]の何れか1項に記載の細胞培養基材。
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(b)からなる(共)重合体のブロックであることを特徴とする[1]~[6]の何れか1項に記載の細胞培養基材。
[8]ブロック(B)の繰り返し単位が下記一般式(5)
[式中、R14は水素原子またはメチル基を表し、R15は-(CH2CH2O)b-(CH2CH(CH3)O)c-R16(式中、R16は水素原子、炭素数1~30のアルキル基であり、bは1~300の整数であり、cは0~60の整数である。)で表されるポリオキシアルキレン基、-CH2-O-R17(式中、R17は水素原子、炭素数1~5のアルキル基である。)で表される置換基、フルフリル基、テトラヒドロフルフリル基、水素原子を示す。]
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(b)からなる(共)重合体のブロックであることを特徴とする[1]~[6]の何れか1項に記載の細胞培養基材。
[9]ブロック(B)の繰り返し単位が下記一般式(6)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(b)からなる(共)重合体のブロックであることを特徴とする[1]~[6]の何れか1項に記載の細胞培養基材。
[9]ブロック(B)の繰り返し単位が下記一般式(6)
(式中、R18は水素原子又はメチル基であり、R19は、炭素数1~10の2価の炭化水素基、又は(ポリ)オキシエチレン基であり、R20は、炭素数1~4の2価の炭化水素基であり、R21、R22は各々独立して、水素原子又は炭素数1~4の炭化水素基であり、A2は、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、及びエーテル結合からなる群から選択される2価の結合であり、Xはスルホン酸アニオン基、カルボン酸アニオン基、リン酸アニオン基ある。)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(b)からなる(共)重合体のブロックであることを特徴とする[1]~[6]の何れか1項に記載の細胞培養基材。
[10]ブロック(B)の繰り返し単位が下記一般式(7)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(b)からなる(共)重合体のブロックであることを特徴とする[1]~[6]の何れか1項に記載の細胞培養基材。
[10]ブロック(B)の繰り返し単位が下記一般式(7)
(式中、R23は水素原子又はメチル基であり、R24、R25は各々独立して水素原子又はメチル基である。)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(b)からなる(共)重合体のブロックであることを特徴とする[1]~[6]の何れか1項に記載の細胞培養基材。
[11] ブロック(B)の繰り返し単位が下記一般式(8)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(b)からなる(共)重合体のブロックであることを特徴とする[1]~[6]の何れか1項に記載の細胞培養基材。
[11] ブロック(B)の繰り返し単位が下記一般式(8)
(式中、R26は水素原子又はメチル基である。)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(b)からなる(共)重合体のブロックであることを特徴とする[1]~[6]の何れか1項に記載の細胞培養基材。
[12] ブロック(B)の繰り返し単位が下記一般式(9)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(b)からなる(共)重合体のブロックであることを特徴とする[1]~[6]の何れか1項に記載の細胞培養基材。
[12] ブロック(B)の繰り返し単位が下記一般式(9)
(式中、R27は水素原子又はメチル基であり、R28は、炭素数1~10の2価の炭化水素基であり、R29、R30は各々独立して、水素原子又は炭素数1~4の炭化水素基であり、A3は、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、及びエーテル結合からなる群から選択される2価の結合である。)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(b)からなる(共)重合体のブロックであることを特徴とする[1]~[6]の何れか1項に記載の細胞培養基材。
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(b)からなる(共)重合体のブロックであることを特徴とする[1]~[6]の何れか1項に記載の細胞培養基材。
[13]全ブロック単位[(a)+(b)]に対するブロック単位(a)の比率が5~95mol%であることを特徴とする[1]~[12]の何れか1項に記載の細胞培養基材。
[14]ブロック共重合体の数平均分子量(Mn)が3,000以上1,000,000以下であることを特徴とする[1]~[13]の何れか1項に記載の細胞培養基材。
[15] 数平均分子量(Mn)が5,000以上100,000以下であることを特徴とする[1]~[13]の何れか1項に記載の細胞培養基材。
[14]ブロック共重合体の数平均分子量(Mn)が3,000以上1,000,000以下であることを特徴とする[1]~[13]の何れか1項に記載の細胞培養基材。
[15] 数平均分子量(Mn)が5,000以上100,000以下であることを特徴とする[1]~[13]の何れか1項に記載の細胞培養基材。
また、本発明によれば、以下の細胞培養基材が提供される。
[16]下記(A)および(B)のブロックを含むブロック共重合体で表面を被覆した細胞培養基材。
(A)水に対する下限臨界溶解温度(LCST)が0℃~50℃の範囲にある温度応答性重合体のブロック。
(B)下記(i)~(iii)の要件を満たすブロック。
(i)0℃~50℃の範囲にLCSTを持たない。
(ii)カルボン酸基、カルボン酸エステル基、カルボン酸金属塩、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、スルホン酸金属塩、ヒドロキシ基、アルコキシ基、フェノキシ基、アミド基、アミノアルキル基、カルバモイル基、スルホンアミド基、スルファモイル基、カルバメート基、リン酸基、リン酸基の金属塩、オキシリン酸基、オキシリン酸基の金属塩、ホスホベタイン基、スルホベタイン基、カルボベタイン基、ポリエチレングリコール基、ピロリドン基から選ばれる少なくとも1種の親水性基を有するモノマーの親水性重合体である。
(iii)(ii)の重合体中に、芳香族ビニル化合物が生成するモノマー単位、(メタ)アクリルアミド化合物が生成するモノマー単位、フマル酸ジエステル化合物が生成するモノマー単位、塩化ビニルが生成するモノマー単位、酢酸ビニルが生成するモノマー単位、(メタ)アクリロニトリルが生成するモノマー単位、N-ビニルイミダゾールが生成するモノマー単位、N-ビニルカルバゾールが生成するモノマー単位から選ばれる少なくとも1種のモノマー単位を含有する。
[17]ブロック(B)が水に対して溶解性を示すブロックであることを特徴とする[16]に記載の細胞培養基材。
[18]ブロック(A)の繰り返し単位が下記一般式(1)
[16]下記(A)および(B)のブロックを含むブロック共重合体で表面を被覆した細胞培養基材。
(A)水に対する下限臨界溶解温度(LCST)が0℃~50℃の範囲にある温度応答性重合体のブロック。
(B)下記(i)~(iii)の要件を満たすブロック。
(i)0℃~50℃の範囲にLCSTを持たない。
(ii)カルボン酸基、カルボン酸エステル基、カルボン酸金属塩、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、スルホン酸金属塩、ヒドロキシ基、アルコキシ基、フェノキシ基、アミド基、アミノアルキル基、カルバモイル基、スルホンアミド基、スルファモイル基、カルバメート基、リン酸基、リン酸基の金属塩、オキシリン酸基、オキシリン酸基の金属塩、ホスホベタイン基、スルホベタイン基、カルボベタイン基、ポリエチレングリコール基、ピロリドン基から選ばれる少なくとも1種の親水性基を有するモノマーの親水性重合体である。
(iii)(ii)の重合体中に、芳香族ビニル化合物が生成するモノマー単位、(メタ)アクリルアミド化合物が生成するモノマー単位、フマル酸ジエステル化合物が生成するモノマー単位、塩化ビニルが生成するモノマー単位、酢酸ビニルが生成するモノマー単位、(メタ)アクリロニトリルが生成するモノマー単位、N-ビニルイミダゾールが生成するモノマー単位、N-ビニルカルバゾールが生成するモノマー単位から選ばれる少なくとも1種のモノマー単位を含有する。
[17]ブロック(B)が水に対して溶解性を示すブロックであることを特徴とする[16]に記載の細胞培養基材。
[18]ブロック(A)の繰り返し単位が下記一般式(1)
(式中、R1は水素原子又はメチル基であり、R2およびR3は各々独立して、水素基、炭素数1~6の炭化水素基、フルフリル基またはテトラヒドロフルフリル基であり、R2とR3は互いに結合してピロリジン環、ピペリジン環もしくはモルホリン環を形成しても良い。)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(a)からなる(共)重合体のブロックであることを特徴とする[16]または[17]に記載の細胞培養基材。
[19]ブロック(A)の繰り返し単位が下記一般式(2)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(a)からなる(共)重合体のブロックであることを特徴とする[16]または[17]に記載の細胞培養基材。
[19]ブロック(A)の繰り返し単位が下記一般式(2)
(式中、R4は水素原子またはメチル基を表し、R5は、水素原子、炭素数1~6の炭化水素基であり、aは1~10の整数を表す。)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(a)からなる(共)重合体のブロックであることを特徴とする[16]または[17]に記載の細胞培養基材。
[20]ブロック(A)の繰り返し単位が下記一般式(3)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(a)からなる(共)重合体のブロックであることを特徴とする[16]または[17]に記載の細胞培養基材。
[20]ブロック(A)の繰り返し単位が下記一般式(3)
(式中、R6は水素原子またはメチル基を表し、R7は炭素数1~6の炭化水素基を表す。)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(a)からなる(共)重合体のブロックであることを特徴とする[16]または[17]に記載の細胞培養基材。
[21]ブロック(B)の親水性重合体の繰り返し単位が下記一般式(4)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(a)からなる(共)重合体のブロックであることを特徴とする[16]または[17]に記載の細胞培養基材。
[21]ブロック(B)の親水性重合体の繰り返し単位が下記一般式(4)
(式中、R8は水素原子又はメチル基であり、R9は、炭素数1~10の2価の炭化水素基、又は(ポリ)オキシエチレン基であり、R10は、炭素数1~4の2価の炭化水素基であり、R11、R12、及びR13は、互いに独立して、水素原子又は炭素数1~4の炭化水素基であり、A1は、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、及びエーテル結合からなる群から選択される2価の結合である。)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(b)からなる(共)重合体のブロックであることを特徴とする[16]~[20]の何れか1項に記載の細胞培養基材。
[22]ブロック(B)の親水性重合体の繰り返し単位が下記一般式(5)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(b)からなる(共)重合体のブロックであることを特徴とする[16]~[20]の何れか1項に記載の細胞培養基材。
[22]ブロック(B)の親水性重合体の繰り返し単位が下記一般式(5)
[式中、R14は水素原子またはメチル基を表し、R15は-(CH2CH2O)b-(CH2CH(CH3)O)c-R16(式中、R16は水素原子、炭素数1~30のアルキル基であり、bは1~300の整数であり、cは0~60の整数である。)で表されるポリオキシアルキレン基、-CH2-O-R17(式中、R17は水素原子、炭素数1~5のアルキル基である。)で表される置換基、フルフリル基、テトラヒドロフルフリル基、水素原子を示す。]
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(b)からなる(共)重合体のブロックであることを特徴とする[16]~[20]の何れか1項に記載の細胞培養基材。
[23]ブロック(B)の親水性重合体の繰り返し単位が下記一般式(6)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(b)からなる(共)重合体のブロックであることを特徴とする[16]~[20]の何れか1項に記載の細胞培養基材。
[23]ブロック(B)の親水性重合体の繰り返し単位が下記一般式(6)
(式中、R18は水素原子又はメチル基であり、R19は、炭素数1~10の2価の炭化水素基、又は(ポリ)オキシエチレン基であり、R20は、炭素数1~4の2価の炭化水素基であり、R21、R22は各々独立して、水素原子又は炭素数1~4の炭化水素基であり、A2は、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、及びエーテル結合からなる群から選択される2価の結合であり、Xはスルホン酸アニオン基、カルボン酸アニオン基、リン酸アニオン基ある。)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(b)からなる(共)重合体のブロックであることを特徴とする[16]~[20]の何れか1項に記載の細胞培養基材。
[24]ブロック(B)の親水性重合体の繰り返し単位が下記一般式(7)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(b)からなる(共)重合体のブロックであることを特徴とする[16]~[20]の何れか1項に記載の細胞培養基材。
[24]ブロック(B)の親水性重合体の繰り返し単位が下記一般式(7)
(式中、R23は水素原子又はメチル基であり、R24、R25は各々独立して水素原子又はメチル基である。)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(b)からなる(共)重合体のブロックであることを特徴とする[16]~[20]の何れか1項に記載の細胞培養基材。
[25] ブロック(B)の親水性重合体の繰り返し単位が下記一般式(8)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(b)からなる(共)重合体のブロックであることを特徴とする[16]~[20]の何れか1項に記載の細胞培養基材。
[25] ブロック(B)の親水性重合体の繰り返し単位が下記一般式(8)
(式中、R26は水素原子又はメチル基である。)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(b)からなる(共)重合体のブロックであることを特徴とする[16]~[20]の何れか1項に記載の細胞培養基材。
[26] ブロック(B)の親水性重合体の繰り返し単位が下記一般式(9)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(b)からなる(共)重合体のブロックであることを特徴とする[16]~[20]の何れか1項に記載の細胞培養基材。
[26] ブロック(B)の親水性重合体の繰り返し単位が下記一般式(9)
(式中、R27は水素原子又はメチル基であり、R28は、炭素数1~10の2価の炭化水素基であり、R29、R30は各々独立して、水素原子又は炭素数1~4の炭化水素基であり、A3は、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、及びエーテル結合からなる群から選択される2価の結合である。)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(b)からなる(共)重合体のブロックであることを特徴とする[16]~[20]の何れか1項に記載の細胞培養基材。
[27]全ブロック単位[(a)+(b)]に対するブロック単位(a)の比率が5~95mol%であることを特徴とする[16]~[26]の何れか1項に記載の細胞培養基材。
[28]ブロック共重合体の数平均分子量(Mn)が3,000以上1,000,000以下であることを特徴とする[16]~[27]の何れか1項に記載の細胞培養基材。
また、本発明によれば、以下の製造方法が提供される。
[29]下記(A)および(B)のブロックを含むブロック共重合体を、溶媒に溶解させ、基材に塗布後、乾燥することを特徴とする細胞培養基材の製造方法。
(A)水に対する下限臨界溶解温度(LCST)が0℃~50℃の範囲にある温度応答性重合体のブロック。
(B)0℃~50℃の範囲にLCSTを持たない、HLB値(グリフィン法)が9~20の範囲にある親水性重合体のブロック。
[30]ブロック(B)が、カルボン酸基、カルボン酸エステル基、カルボン酸金属塩、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、スルホン酸金属塩、ヒドロキシ基、アルコキシ基、フェノキシ基、アミド基、アミノアルキル基、カルバモイル基、スルホンアミド基、スルファモイル基、カルバメート基、リン酸基、リン酸基の金属塩、オキシリン酸基、オキシリン酸基の金属塩、ホスホベタイン基、スルホベタイン基、カルボベタイン基、ポリエチレングリコール基、ピロリドン基から選ばれる少なくとも1種の親水性基を有するモノマーの重合体であることを特徴とする[29]に記載の製造方法。
[31]下記(A)および(B)のブロックを含むブロック共重合体を、溶媒に溶解させ、基材に塗布後、乾燥することを特徴とする細胞培養基材の製造方法。
(A)水に対する下限臨界溶解温度(LCST)が0℃~50℃の範囲にある温度応答性重合体のブロック。
(B)下記(i)~(iii)の要件を満たすブロック。
(i)0℃~50℃の範囲にLCSTを持たない。
(ii)カルボン酸基、カルボン酸エステル基、カルボン酸金属塩、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、スルホン酸金属塩、ヒドロキシ基、アルコキシ基、フェノキシ基、アミド基、アミノアルキル基、カルバモイル基、スルホンアミド基、スルファモイル基、カルバメート基、リン酸基、リン酸基の金属塩、オキシリン酸基、オキシリン酸基の金属塩、ホスホベタイン基、スルホベタイン基、カルボベタイン基、ポリエチレングリコール基、ピロリドン基から選ばれる少なくとも1種の親水性基を有するモノマーの親水性重合体である。
(iii)(ii)の重合体中に、芳香族ビニル化合物が生成するモノマー単位、(メタ)アクリルアミド化合物が生成するモノマー単位、フマル酸ジエステル化合物が生成するモノマー単位、塩化ビニルが生成するモノマー単位、酢酸ビニルが生成するモノマー単位、(メタ)アクリロニトリルが生成するモノマー単位、N-ビニルイミダゾールが生成するモノマー単位、N-ビニルカルバゾールが生成するモノマー単位から選ばれる少なくとも1種のモノマー単位を含有する。
[32]下記(A)および(B)のブロックを含むブロック共重合体を、基材に化学結合で固定化することを特徴とする細胞培養基材の製造方法。
(A)水に対する下限臨界溶解温度(LCST)が0℃~50℃の範囲にある温度応答性重合体のブロック。
(B)0℃~50℃の範囲にLCSTを持たない、HLB値(グリフィン法)が9~20の範囲にある親水性重合体のブロック。
[33]ブロック(B)が、カルボン酸基、カルボン酸エステル基、カルボン酸金属塩、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、スルホン酸金属塩、ヒドロキシ基、アルコキシ基、フェノキシ基、アミド基、アミノアルキル基、カルバモイル基、スルホンアミド基、スルファモイル基、カルバメート基、リン酸基、リン酸基の金属塩、オキシリン酸基、オキシリン酸基の金属塩、ホスホベタイン基、スルホベタイン基、カルボベタイン基、ポリエチレングリコール基、ピロリドン基から選ばれる少なくとも1種の親水性基を有するモノマーの重合体であることを特徴とする[32]に記載の製造方法。
[34]下記(A)および(B)のブロックを含むブロック共重合体を、基材に化学結合で固定化することを特徴とする細胞培養基材の製造方法。
(A)水に対する下限臨界溶解温度(LCST)が0℃~50℃の範囲にある温度応答性重合体のブロック。
(B)下記(i)~(iii)の要件を満たすブロック。
(i)0℃~50℃の範囲にLCSTを持たない。
(ii)カルボン酸基、カルボン酸エステル基、カルボン酸金属塩、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、スルホン酸金属塩、ヒドロキシ基、アルコキシ基、フェノキシ基、アミド基、アミノアルキル基、カルバモイル基、スルホンアミド基、スルファモイル基、カルバメート基、リン酸基、リン酸基の金属塩、オキシリン酸基、オキシリン酸基の金属塩、ホスホベタイン基、スルホベタイン基、カルボベタイン基、ポリエチレングリコール基、ピロリドン基から選ばれる少なくとも1種の親水性基を有するモノマーの親水性重合体である。
(iii)(ii)の重合体中に、芳香族ビニル化合物が生成するモノマー単位、(メタ)アクリルアミド化合物が生成するモノマー単位、フマル酸ジエステル化合物が生成するモノマー単位、塩化ビニルが生成するモノマー単位、酢酸ビニルが生成するモノマー単位、(メタ)アクリロニトリルが生成するモノマー単位、N-ビニルイミダゾールが生成するモノマー単位、N-ビニルカルバゾールが生成するモノマー単位から選ばれる少なくとも1種のモノマー単位を含有する。
また、本発明によれば、以下の細胞培養方法が提供される。
[35][1]~[28]の何れか1項に記載の細胞培養基材を用いて、下限臨界溶解温度(LCST)より高い温度で細胞を培養し、細胞増殖後に温度をLCSTより低くして増殖細胞を基材から剥離することを特徴とする細胞培養方法。
[36]培養した細胞が最大直径5μm~300μmの大きさで剥離することを特徴とする[35]に記載の細胞培養方法。
[37]培養した細胞が単一細胞で剥離することを特徴とする[35]または[36]に記載の細胞培養方法。
[38][35]~[37]のいずれか1項に記載の細胞培養方法で剥離した細胞を用いて、細胞を培養することを特徴とする細胞培養方法。
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(b)からなる(共)重合体のブロックであることを特徴とする[16]~[20]の何れか1項に記載の細胞培養基材。
[27]全ブロック単位[(a)+(b)]に対するブロック単位(a)の比率が5~95mol%であることを特徴とする[16]~[26]の何れか1項に記載の細胞培養基材。
[28]ブロック共重合体の数平均分子量(Mn)が3,000以上1,000,000以下であることを特徴とする[16]~[27]の何れか1項に記載の細胞培養基材。
また、本発明によれば、以下の製造方法が提供される。
[29]下記(A)および(B)のブロックを含むブロック共重合体を、溶媒に溶解させ、基材に塗布後、乾燥することを特徴とする細胞培養基材の製造方法。
(A)水に対する下限臨界溶解温度(LCST)が0℃~50℃の範囲にある温度応答性重合体のブロック。
(B)0℃~50℃の範囲にLCSTを持たない、HLB値(グリフィン法)が9~20の範囲にある親水性重合体のブロック。
[30]ブロック(B)が、カルボン酸基、カルボン酸エステル基、カルボン酸金属塩、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、スルホン酸金属塩、ヒドロキシ基、アルコキシ基、フェノキシ基、アミド基、アミノアルキル基、カルバモイル基、スルホンアミド基、スルファモイル基、カルバメート基、リン酸基、リン酸基の金属塩、オキシリン酸基、オキシリン酸基の金属塩、ホスホベタイン基、スルホベタイン基、カルボベタイン基、ポリエチレングリコール基、ピロリドン基から選ばれる少なくとも1種の親水性基を有するモノマーの重合体であることを特徴とする[29]に記載の製造方法。
[31]下記(A)および(B)のブロックを含むブロック共重合体を、溶媒に溶解させ、基材に塗布後、乾燥することを特徴とする細胞培養基材の製造方法。
(A)水に対する下限臨界溶解温度(LCST)が0℃~50℃の範囲にある温度応答性重合体のブロック。
(B)下記(i)~(iii)の要件を満たすブロック。
(i)0℃~50℃の範囲にLCSTを持たない。
(ii)カルボン酸基、カルボン酸エステル基、カルボン酸金属塩、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、スルホン酸金属塩、ヒドロキシ基、アルコキシ基、フェノキシ基、アミド基、アミノアルキル基、カルバモイル基、スルホンアミド基、スルファモイル基、カルバメート基、リン酸基、リン酸基の金属塩、オキシリン酸基、オキシリン酸基の金属塩、ホスホベタイン基、スルホベタイン基、カルボベタイン基、ポリエチレングリコール基、ピロリドン基から選ばれる少なくとも1種の親水性基を有するモノマーの親水性重合体である。
(iii)(ii)の重合体中に、芳香族ビニル化合物が生成するモノマー単位、(メタ)アクリルアミド化合物が生成するモノマー単位、フマル酸ジエステル化合物が生成するモノマー単位、塩化ビニルが生成するモノマー単位、酢酸ビニルが生成するモノマー単位、(メタ)アクリロニトリルが生成するモノマー単位、N-ビニルイミダゾールが生成するモノマー単位、N-ビニルカルバゾールが生成するモノマー単位から選ばれる少なくとも1種のモノマー単位を含有する。
[32]下記(A)および(B)のブロックを含むブロック共重合体を、基材に化学結合で固定化することを特徴とする細胞培養基材の製造方法。
(A)水に対する下限臨界溶解温度(LCST)が0℃~50℃の範囲にある温度応答性重合体のブロック。
(B)0℃~50℃の範囲にLCSTを持たない、HLB値(グリフィン法)が9~20の範囲にある親水性重合体のブロック。
[33]ブロック(B)が、カルボン酸基、カルボン酸エステル基、カルボン酸金属塩、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、スルホン酸金属塩、ヒドロキシ基、アルコキシ基、フェノキシ基、アミド基、アミノアルキル基、カルバモイル基、スルホンアミド基、スルファモイル基、カルバメート基、リン酸基、リン酸基の金属塩、オキシリン酸基、オキシリン酸基の金属塩、ホスホベタイン基、スルホベタイン基、カルボベタイン基、ポリエチレングリコール基、ピロリドン基から選ばれる少なくとも1種の親水性基を有するモノマーの重合体であることを特徴とする[32]に記載の製造方法。
[34]下記(A)および(B)のブロックを含むブロック共重合体を、基材に化学結合で固定化することを特徴とする細胞培養基材の製造方法。
(A)水に対する下限臨界溶解温度(LCST)が0℃~50℃の範囲にある温度応答性重合体のブロック。
(B)下記(i)~(iii)の要件を満たすブロック。
(i)0℃~50℃の範囲にLCSTを持たない。
(ii)カルボン酸基、カルボン酸エステル基、カルボン酸金属塩、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、スルホン酸金属塩、ヒドロキシ基、アルコキシ基、フェノキシ基、アミド基、アミノアルキル基、カルバモイル基、スルホンアミド基、スルファモイル基、カルバメート基、リン酸基、リン酸基の金属塩、オキシリン酸基、オキシリン酸基の金属塩、ホスホベタイン基、スルホベタイン基、カルボベタイン基、ポリエチレングリコール基、ピロリドン基から選ばれる少なくとも1種の親水性基を有するモノマーの親水性重合体である。
(iii)(ii)の重合体中に、芳香族ビニル化合物が生成するモノマー単位、(メタ)アクリルアミド化合物が生成するモノマー単位、フマル酸ジエステル化合物が生成するモノマー単位、塩化ビニルが生成するモノマー単位、酢酸ビニルが生成するモノマー単位、(メタ)アクリロニトリルが生成するモノマー単位、N-ビニルイミダゾールが生成するモノマー単位、N-ビニルカルバゾールが生成するモノマー単位から選ばれる少なくとも1種のモノマー単位を含有する。
また、本発明によれば、以下の細胞培養方法が提供される。
[35][1]~[28]の何れか1項に記載の細胞培養基材を用いて、下限臨界溶解温度(LCST)より高い温度で細胞を培養し、細胞増殖後に温度をLCSTより低くして増殖細胞を基材から剥離することを特徴とする細胞培養方法。
[36]培養した細胞が最大直径5μm~300μmの大きさで剥離することを特徴とする[35]に記載の細胞培養方法。
[37]培養した細胞が単一細胞で剥離することを特徴とする[35]または[36]に記載の細胞培養方法。
[38][35]~[37]のいずれか1項に記載の細胞培養方法で剥離した細胞を用いて、細胞を培養することを特徴とする細胞培養方法。
温度応答性の重合体を、親水性の重合体でブロック共重合させた、ブロック共重合体から得られる膜を細胞培養基材に被覆すれば、細胞培養後、温度降下による基材表面の親水化が促進され短時間での細胞剥離が可能になる。また、細胞を最大直径5μm~300μmの大きさで剥離することによって、シート状で剥離する場合に必要であった細胞の分散化作業を簡素化できる。具体的には、酵素消化による細胞剥離の工程を省略することにより、作業に要する時間、工程の削減、操作者毎の誤差の軽減につなげることができる。またこれによって、細胞培養後、冷却処理を施しても、細胞にダメージを与えることなく、短時間で細胞を分別回収できる細胞培養基材が得られるようになる。
以下、本発明を実施するための形態(以下、単に「本実施の形態」という。)について詳細に説明する。以下の本実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明を以下の内容に限定する趣旨ではない。本発明は、その趣旨の範囲内で適宜に変形して実施できる。
本発明の細胞培養基材は、特定の(A)および特定の(B)のブロックを含むブロック共重合体が表面に被覆された基材である。
本発明の細胞培養基材の一つ(第一の発明)は、下記(A)および(B)
(A)水に対する下限臨界溶解温度(LCST)が0℃~50℃の範囲にある温度応答性重合体のブロック。
(B)0℃~50℃の範囲にLCSTを持たない、HLB値(グリフィン法)が9~20の範囲にある親水性重合体のブロック。
のブロックを含むブロック共重合体で表面を被覆した細胞培養基材である。
本発明の細胞培養基材の一つ(第一の発明)は、下記(A)および(B)
(A)水に対する下限臨界溶解温度(LCST)が0℃~50℃の範囲にある温度応答性重合体のブロック。
(B)0℃~50℃の範囲にLCSTを持たない、HLB値(グリフィン法)が9~20の範囲にある親水性重合体のブロック。
のブロックを含むブロック共重合体で表面を被覆した細胞培養基材である。
本明細書において、下限臨界溶解温度(LCST;Lower Critical Solution Temperature)とは、この温度よりも低い温度では高分子が水に溶解して透明の溶液になるが、この温度よりも高い温度では不溶化して白濁するか沈殿が生じ、相分離する温度である。
第一の発明におけるブロック(A)はLCSTが0℃~50℃の範囲にある温度応答性重合体のブロックである。本発明の培養基材を用いた場合に、体温付近で細胞接着性を付与すると共に、温度降下で細胞を剥離し、ダメージを与えることなく細胞を分別回収することを目的に、ブロック(A)のLCSTは25℃~45℃の範囲にあることが好ましく、28℃~40℃の範囲にあることがさらに好ましい。LCSTが0℃未満であれば細胞にダメージを与えることなく剥離することが困難となり、50℃を超えれば体温付近で細胞を接着できなくなり、細胞培養が困難となる。
第一の発明におけるブロック(A)は、特に限定は無いが、下記一般式(1)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(a)からなる(共)重合体のブロックを用いることができる。
R1は水素原子又はメチル基であり、LCSTを25℃~45℃の範囲にするために、水素原子が用いられる。
R2およびR3は各々独立して、水素基、炭素数1~6の炭化水素基、フルフリル基またはテトラヒドロフルフリル基であり、R2とR3は互いに結合してピロリジン環、ピペリジン環もしくはモルホリン環を形成しても良い。
炭素数1~6の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert.-ブチル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基を例示できるが、LCSTを25℃~45℃の範囲にするために、好ましくはn-プロピル基、イソプロピル基が用いられる。
第一の発明における一般式(1)で表されるブロック(A)としては、N,N-ジエチルアクリルアミド、N-エチルアクリルアミド、N-n-プロピルアクリルアミド、N-n-プロピルメタクリルアミド、N-イソプロピルアクリルアミド、N-イソプロピルメタクリルアミド、N-シクロプロピルアクリルアミド、N-シクロプロピルメタクリルアミド、N-エトキシエチルアクリルアミド、N-エトキシエチルメタクリルアミド、N-テトラヒドロフルフリルアクリルアミド、N-テトラヒドロフルフリルメタクリルアミド、1-(1-オキソ-2-プロペニル)ピロリジン、1-(1-オキソ-2-メチルー2-プロペニル)ピロリジン、1-(1-オキソ-2-プロペニル)ピペリジン、1-(1-オキソ-2-メチルー2-プロペニル)ピペリジン、4-(1-オキソ-2-プロペニル)モルホリン、4-(1-オキソ-2-メチルー2-プロペニル)モルホリンから選ばれる少なくとも1つのモノマーの(共)重合体を例示できるが、LCSTを25℃~45℃の範囲にするために、好ましくはN,N-ジエチルアクリルアミド、N-n-プロピルアクリルアミド、N-イソプロピルアクリルアミド、N-n-プロピルメタクリルアミド、N-エトキシエチルアクリルアミド、N-テトラヒドロフルフリルアクリルアミド、N-テトラヒドロフルフリルメタクリルアミドの重合体を、LCSTを28℃~40℃の範囲にするために、さらに好ましくはN,N-ジエチルアクリルアミド、N-イソプロピルアクリルアミドの重合体を用いることができる。
第一の発明におけるブロック(A)は、特に限定は無いが、下記一般式(2)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(a)からなる(共)重合体のブロックを用いることができる。
R4は水素原子またはメチル基を表し、LCSTを25℃~45℃の範囲にするために、水素原子が用いられる。
R5は、水素原子、炭素数1~6の炭化水素基であり、LCSTを25℃~45℃の範囲にするために、炭素数1~3のアルキル基が用いられる。
炭素数1~6の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert.-ブチル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基を例示できるが、LCSTを25℃~45℃の範囲にするために、好ましくはメチル基、エチル基、n-プロピル基が用いられる。
aは1~10の整数であり、LCSTを25℃~45℃の範囲にするために、1~3の整数が用いられる。
第一の発明における一般式(2)で表されるブロック(A)としては、LCSTを25℃~45℃の範囲にするために、好ましくは2-(2-エトキシ)エトキシエチルビニルエーテルの重合体を用いることができる。
第一の発明におけるブロック(A)は、特に限定は無いが、下記一般式(3)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(a)からなる(共)重合体のブロックを用いることができる。
R6は水素原子またはメチル基を表し、LCSTを25℃~45℃の範囲にするために、水素原子が用いられる。
R7は炭素数1~6の炭化水素基を表し、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert.-ブチル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基を例示できるが、LCSTを25℃~45℃の範囲にするために、好ましくはメチル基、エチル基が用いられる。
第一の発明における一般式(3)で表されるブロック(A)としては、LCSTを25℃~45℃の範囲にするために、好ましくはメチルビニルエーテルの重合体を用いることができる。
本明細書において、HLB値(HLB;Hydrophile-Lipophile Balance)とは、W.C.Griffin, J. Soc. Cosmetic Chemists, 1, 311(1949).に記載の、水と油への親和性の程度を表す値であり、0から20までの値を取り、0に近いほど親油性が高く、20に近いほど親水性が高くなる。計算によって決定する方法として、アトラス法、グリフィン法、デイビス法、川上法があるが、本発明においてはグリフィン法で計算した値を使用し、ブロック単位中の親水部の式量とブロック単位の総式量を元に、下記の計算式で求めた。
HLB値=20×(親水部の式量)÷(総式量)
第一の発明におけるブロック(B)は、0℃~50℃の範囲にLCSTを持たない、特定範囲のHLB値を有する親水性重合体のブロックである。
第一の発明におけるブロック(B)としては、カルボン酸基、カルボン酸エステル基、カルボン酸金属塩、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、スルホン酸金属塩、ヒドロキシ基、アルコキシ基、フェノキシ基、アミド基、アミノアルキル基、カルバモイル基、スルホンアミド基、スルファモイル基、カルバメート基、リン酸基、リン酸基の金属塩、オキシリン酸基、オキシリン酸基の金属塩、ホスホベタイン基、スルホベタイン基、カルボベタイン基、ポリエチレングリコール基、ピロリドン基から選ばれる少なくとも1種の親水性基を有するモノマーの(共)重合体を例示することができる。
HLB値=20×(親水部の式量)÷(総式量)
第一の発明におけるブロック(B)は、0℃~50℃の範囲にLCSTを持たない、特定範囲のHLB値を有する親水性重合体のブロックである。
第一の発明におけるブロック(B)としては、カルボン酸基、カルボン酸エステル基、カルボン酸金属塩、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、スルホン酸金属塩、ヒドロキシ基、アルコキシ基、フェノキシ基、アミド基、アミノアルキル基、カルバモイル基、スルホンアミド基、スルファモイル基、カルバメート基、リン酸基、リン酸基の金属塩、オキシリン酸基、オキシリン酸基の金属塩、ホスホベタイン基、スルホベタイン基、カルボベタイン基、ポリエチレングリコール基、ピロリドン基から選ばれる少なくとも1種の親水性基を有するモノマーの(共)重合体を例示することができる。
第一の発明におけるブロック(B)は、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮するために、好ましくはタンパク質、ペプチド、糖タンパク質等の生体高分子と親和性の無いブロックまたは細胞と親和性の無いブロックであり、ホスホベタイン基、スルホベタイン基、カルボベタイン基、ポリエチレングリコール基、メトキシエチレン基、フルフリル基、ジアルキルアミノアルキル基、ピロリドン基から選ばれる少なくとも1種の親水性基を有するモノマーの重合体である。
第一の発明におけるHLB値は9~20の範囲にあるが、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮することを目的に、好ましくは11~20の範囲にあり、さらに好ましくは13~20の範囲にある。HLB値が9未満である場合は、細胞剥離に必要な冷却時間が長くなり、細胞の活性低下を招く。
また、第一の発明におけるブロック(B)は、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮するために、好ましくは水に対して溶解性を示すブロックであり、より好ましくは20℃の水100mLに0.5g以上溶解するブロックであり、さらに好ましくは20℃の水100mLに1g以上溶解するブロックである。
また、第一の発明におけるブロック(B)は、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮するために、好ましくは水に対して溶解性を示すブロックであり、より好ましくは20℃の水100mLに0.5g以上溶解するブロックであり、さらに好ましくは20℃の水100mLに1g以上溶解するブロックである。
第一の発明におけるブロック(B)は、特に限定は無いが、下記一般式(4)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(b)からなる(共)重合体のブロックを用いることができる。
R8は水素原子またはメチル基を表し、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮することを目的にメチル基が用いられる。
R9は、炭素数1~10の2価の炭化水素基、又は(ポリ)オキシエチレン基:-(OCH2CH2)n-(式中、nは本発明のブロック共重合体に適切な親水性と生体適合性を付与するブロック(B)の機能を損なわない限り特に限定されず、例えば1~10である。なお、該(ポリ)オキシエチレン基は-O-を介して基A1と結合する。)であり、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮することを目的に、好ましくは、メチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、ヘキシレン等の炭素数1~6の2価のアルキレン基であり、更に好ましくはエチレンである。
R10は、炭素数1~4の2価の炭化水素基であり、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮することを目的に、好ましくは、メチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン等のアルキレン基であり、更に好ましくはエチレンである。
R11、R12、及びR13は、各々独立して、水素原子又は炭素数1~4の炭化水素基であり、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮することを目的に、好ましくは、R11、R12、及びR13が同時に水素原子またはメチル基であり、更に好ましくは同時にメチル基である。
A1は、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、及びエーテル結合からなる群から選択される2価の結合であり、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮することを目的に、好ましくはエステル結合、アミド結合であり、特に好ましくはエステル結合である。
第一の発明における一般式(4)で表されるブロック(B)としては、2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン、2-アクリロイルオキシエチルホスホリルコリン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルホスホリルコリン、4-(メタ)アクリロイルオキシブチルホスホリルコリン、6-(メタ)アクリロイルオキシヘキシルホスホリルコリン、10-(メタ)アクリロイルオキシデシルホスホリルコリン、ω-(メタ)アクリロイル(ポリ)オキシエチレンホスホリルコリン、2-アクリルアミドエチルホスホリルコリン、3-アクリルアミドプロピルホスホリルコリン、4-アクリルアミドブチルホスホリルコリン、6-アクリルアミドヘキシルホスホリルコリン、10-アクリルアミドデシルホスホリルコリン、ω-(メタ)アクリルアミド(ポリ)オキシエチレンホスホリルコリン、2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルエタノールアミン、2-アクリロイルオキシエチルホスホリルエタノールアミン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルホスホリルエタノールアミン、4-(メタ)アクリロイルオキシブチルホスホリルエタノールアミン、6-(メタ)アクリロイルオキシヘキシルホスホリルエタノールアミン、10-(メタ)アクリロイルオキシデシルホスホリルエタノールアミン、ω-(メタ)アクリロイル(ポリ)オキシエチレンホスホリルエタノールアミンから選ばれる少なくとも1つのモノマーの(共)重合体を例示できるが、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮することを目的に、好ましくは2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンの重合体を用いることができる。
第一の発明におけるブロック(B)は、特に限定は無いが、下記一般式(5)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(b)からなる(共)重合体のブロックを用いることができる。
R14は水素原子またはメチル基を表し、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮することを目的にメチル基が用いられる。
R15は-(CH2CH2O)b-(CH2CH(CH3)O)c-R16(式中、R16は水素原子、炭素数1~30のアルキル基であり、bは1~300の整数であり、cは0~60の整数である。)で表されるポリオキシアルキレン基、-CH2-O-R17(式中、R17は水素原子、炭素数1~6の炭化水素基である。)で表される置換基、フルフリル基、テトラヒドロフルフリル基、水素原子を示す。
R16に用いられる炭素数1~30のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert.-ブチル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基を例示できるが、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮することを目的に好ましくはメチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基が用いられる。
R17に用いられる炭素数1~6のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert.-ブチル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基を例示できるが、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮することを目的に好ましくはメチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基が用いられる。
第一の発明における一般式(5)で表されるブロック(B)としては、ポリエチレングリコールメタクリレート、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシメチルアクリレート、ヒドロキシメチルメタクリレート、2-メトキシエチルアクリレート、2-メトキシエチルメタクリレート、フルフリルアクリレート、フルフリルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレートまたはテトラヒドロフルフリルメタクリレートから選ばれる少なくとも1つのモノマーの(共)重合体を例示できるが、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮することを目的に、好ましくはポリエチレングリコールメタクリレート、2-メトキシエチルアクリレートまたはテトラヒドロフルフリルアクリレートから選ばれる少なくとも1つのモノマーの(共)重合体を用いることができる。
第一の発明におけるブロック(B)は、特に限定は無いが、下記一般式(6)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(b)からなる(共)重合体のブロックを用いることができる。
R18は水素原子またはメチル基を表し、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮することを目的にメチル基が用いられる。
R19は、炭素数1~10の2価の炭化水素基、又は(ポリ)オキシエチレン基:-(OCH2CH2)n-(式中、nは本発明のブロック共重合体に適切な親水性と生体適合性を付与するブロック(B)の機能を損なわない限り特に限定されず、例えば1~10である。なお、該(ポリ)オキシエチレン基は-O-を介して基A1と結合する。)であり、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮することを目的に、好ましくは、メチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、ヘキシレン等の炭素数1~6の2価のアルキレン基であり、更に好ましくはエチレンである。
R20は、炭素数1~4の2価の炭化水素基であり、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮することを目的に、好ましくは、メチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン等のアルキレン基であり、更に好ましくはエチレンである。
R21及びR22は、各々独立して、水素原子又は炭素数1~4の炭化水素基であり、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮することを目的に、好ましくは、R21及びR22が同時に水素原子またはメチル基であり、更に好ましくは同時にメチル基である。
A2は、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、及びエーテル結合からなる群から選択される2価の結合であり、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮することを目的に、好ましくはエステル結合、アミド結合であり、特に好ましくはエステル結合である。
Xはスルホン酸アニオン基、カルボン酸アニオン基、リン酸アニオン基ある。
第一の発明における一般式(6)で表されるブロック(B)としては、ジメチル(2-メタクリロイルオキシエチル)(カルボキシラトメチル)アミニウム、ジメチル(2-メタクリロイルオキシエチル)(2-カルボキシラトエチル)アミニウム、ジメチル(2-アクリロイルオキシエチル)(2-カルボキシラトエチル)アミニウム、ジメチル(2-メタクリロイルオキシエチル)(3-カルボキシラトプロピル)アミニウム、ジメチル(2-アクリロイルオキシエチル)(3-カルボキシラトプロピル)アミニウム、ジメチル(2-メタクリロイルアミノプロピル)(3-スルホナトプロピル)アミニウム、ジメチル(2-メタクリロイルアミノプロピル)(4-スルホナトブチル)アミニウム、ジメチル(2-メタクリロイルオキシエチル)(2-スルホナトエチル)アミニウム、ジメチル(2-アクリロイルオキシエチル)(2-スルホナトエチル)アミニウム、ジメチル(2-メタクリロイルオキシエチル)(3-スルホナトプロピル)アミニウム、ジメチル(2-アクリロイルオキシエチル)(3-スルホナトプロピル)アミニウム、ジメチル(2-メタクリロイルオキシエチル)(2-ホスホナトエチル)アミニウム、ジメチル(2-アクリロイルオキシエチル)(2-ホスホナトエチル)アミニウム、ジメチル(2-メタクリロイルオキシエチル)(3-ホスホナトプロピル)アミニウム、またはジメチル(2-アクリロイルオキシエチル)(3-ホスホナトプロピル)アミニウムから選ばれる少なくとも1つのモノマーの(共)重合体を例示できるが、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮することを目的に、好ましくはジメチル(2-メタクリロイルオキシエチル)(カルボキシラトメチル)アミニウム、ジメチル(2-メタクリロイルオキシエチル)(2-カルボキシラトエチル)アミニウム、ジメチル(2-メタクリロイルアミノプロピル)(3-スルホナトプロピル)アミニウム、ジメチル(2-メタクリロイルアミノプロピル)(4-スルホナトブチル)アミニウムまたはジメチル(2-メタクリロイルオキシエチル)(2-スルホナトエチル)アミニウムから選ばれる少なくとも1つのモノマーの(共)重合体を用いることができる。
第一の発明におけるブロック(B)は、特に限定は無いが、下記一般式(7)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(b)からなる(共)重合体のブロックを用いることができる。
R23は水素原子またはメチル基を表し、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮することを目的にメチル基が用いられる。
R24、R25は各々独立して水素原子又はメチル基である。
第一の発明における一般式(7)で表されるブロック(B)としては、アクリルアミドまたはN,N-ジメチルアクリルアミドから選ばれる少なくとも1つのモノマーの(共)重合体を用いることができる。
第一の発明におけるブロック(B)は、特に限定は無いが、下記一般式(8)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(b)からなる(共)重合体のブロックを用いることができる。
R26は水素原子またはメチル基を表し、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮することを目的にメチル基が用いられる。
第一の発明における一般式(8)で表されるブロック(B)としては、N-ビニルピロリドンの(共)重合体を用いることができる。
第一の発明におけるブロック(B)は、特に限定は無いが、下記一般式(9)
第一の発明におけるブロック(B)は、特に限定は無いが、下記一般式(9)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(b)からなる重合体のブロックを用いることができる。
R27は水素原子またはメチル基を表し、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮するためにメチル基が用いられる。
R28は炭素数1~10の2価の炭化水素基であり、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮するために、好ましくは、メチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、ヘキシレン等の炭素数1~6の2価のアルキレン基であり、更に好ましくはエチレンである。
R27は水素原子またはメチル基を表し、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮するためにメチル基が用いられる。
R28は炭素数1~10の2価の炭化水素基であり、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮するために、好ましくは、メチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、ヘキシレン等の炭素数1~6の2価のアルキレン基であり、更に好ましくはエチレンである。
R29及びR30は、各々独立して、水素原子又は炭素数1~4の炭化水素基であり、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮するために、好ましくは、R29及びR30が同時に水素原子またはメチル基であり、更に好ましくは同時にメチル基である。
A3は、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、及びエーテル結合からなる群から選択される2価の結合であり、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮するために、好ましくはエステル結合、アミド結合であり、特に好ましくはエステル結合である。
A3は、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、及びエーテル結合からなる群から選択される2価の結合であり、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮するために、好ましくはエステル結合、アミド結合であり、特に好ましくはエステル結合である。
第一の発明における一般式(9)で表されるブロック(B)としては、アミノメチル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノメチル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノメチル(メタ)アクリレート、アミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、3-アミノプロピル(メタ)アクリレート、3-(N,N-ジメチルアミノ)-プロピル(メタ)アクリレート、3-(N,N-ジエチルアミノ)-プロピル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミドメチルアミン、ジメチル[(メタ)アクリルアミドメチル]アミン、ジエチル[(メタ)アクリルアミドメチル]アミン、(メタ)アクリルアミドエチルアミン、ジメチル[(メタ)アクリルアミドエチル]アミン、ジエチル[(メタ)アクリルアミドエチル]アミン、3-(メタ)アクリルアミドプロピルアミン、ジメチル[3-(メタ)アクリルアミドプロピル]アミン、ジエチル[3-(メタ)アクリルアミドエチル]アミンから選ばれる少なくとも1つのモノマーの(共)重合体を例示できるが、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮するために、好ましくはN,N-ジメチルアミノメチル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチル[(メタ)アクリルアミドメチル]アミン、ジメチル[(メタ)アクリルアミドエチル]アミンから選ばれる少なくとも1つのモノマーの重合体である。
第一の発明の細胞培養基材に用いるブロック共重合体は、基材に被覆した場合に、細胞接着性を付与すると共に、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮することを目的に、好ましくはブロック単位(a)からなる(共)重合体のブロック(A)、およびブロック単位(b)からなる(共)重合体のブロック(B)を含むブロック共重合体を用いることができる。さらに好ましくは、N-イソプロピルアクリルアミドの重合体のブロック(A)と2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンの重合体のブロック(B)を含むブロック共重合体を用いることができる。
全ブロック単位[(a)+(b)]に対する(a)の比率は1~95mol%であり、基材に被覆した場合に、細胞接着性を付与すると共に、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮することを目的に、5~85mol%であることが好ましい。1mol%未満であれば細胞接着性が低下し、95mol%を超えれば細胞剥離に必要な冷却時間が長くなる。
第一の発明に用いるブロック共重合体は、ブロック(A)または(B)中に、ブロック単位(a)または(b)以外のモノマー単位を含有できる。
ブロック単位(a)または(b)以外のモノマー単位を生成するモノマーとしては、スチレン、1-ビニルナフタレン、2-ビニルナフタレン、9-ビニルアントラセン、1-ビニルピレンおよびその誘導体等の芳香族ビニル化合物、N-n-オクチル(メタ)アクリルアミド、N-n-デシル(メタ)アクリルアミド、N-n-ドデシル(メタ)アクリルアミド、N-n-ヘキサデシル(メタ)アクリルアミド、N-n-オクタデシル(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド化合物、N-ビニル-n-オクチルアミド、N-ビニル-n-デシルアミド、N-ビニル-n-ドデシルアミド、N-ビニル-n-ヘキサデシルアミド等のN-ビニルアミド化合物、N-シクロヘキシルマレイミド、N-フェニルマレイミド等のN-アルキルマレイミド化合物、フマル酸ジ-tert-ブチル、フマル酸ジ-n-ブチル等のフマル酸ジエステル化合物、塩化ビニル、酢酸ビニル、(メタ)アクリロニトリル、N-ビニルイミダゾール、N-ビニルカルバゾールを例示できる。
ブロック単位(a)または(b)以外のモノマー単位を生成するモノマーとしては、スチレン、1-ビニルナフタレン、2-ビニルナフタレン、9-ビニルアントラセン、1-ビニルピレンおよびその誘導体等の芳香族ビニル化合物、N-n-オクチル(メタ)アクリルアミド、N-n-デシル(メタ)アクリルアミド、N-n-ドデシル(メタ)アクリルアミド、N-n-ヘキサデシル(メタ)アクリルアミド、N-n-オクタデシル(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド化合物、N-ビニル-n-オクチルアミド、N-ビニル-n-デシルアミド、N-ビニル-n-ドデシルアミド、N-ビニル-n-ヘキサデシルアミド等のN-ビニルアミド化合物、N-シクロヘキシルマレイミド、N-フェニルマレイミド等のN-アルキルマレイミド化合物、フマル酸ジ-tert-ブチル、フマル酸ジ-n-ブチル等のフマル酸ジエステル化合物、塩化ビニル、酢酸ビニル、(メタ)アクリロニトリル、N-ビニルイミダゾール、N-ビニルカルバゾールを例示できる。
さらに、第一の発明に用いるブロック共重合体は、ブロック(A)または(B)以外の重合体ブロックを含むことができる。
ブロック(A)または(B)以外の重合体ブロックを生成するモノマーとしては、前記ブロック単位(a)または(b)以外のモノマー単位を生成するモノマーを例示できる。
第一の発明に用いるブロック共重合体の数平均分子量(Mn)は3,000以上1,000,000以下の範囲にあり、好ましくは4,000以上500,000以下、さらに好ましくは5,000以上100,000以下である。3,000未満の場合は細胞培養基材に被覆しても細胞培養中に基材から培地中に溶出してしまう。また、1,000,000を越える場合は溶液粘度が高くなり、細胞培養基材への被覆が困難になる。
第一の発明に用いるブロック共重合体の数平均分子量(Mn)は3,000以上1,000,000以下の範囲にあり、好ましくは4,000以上500,000以下、さらに好ましくは5,000以上100,000以下である。3,000未満の場合は細胞培養基材に被覆しても細胞培養中に基材から培地中に溶出してしまう。また、1,000,000を越える場合は溶液粘度が高くなり、細胞培養基材への被覆が困難になる。
第一の発明に用いるブロック共重合体の合成方法としては、特に限定はないが、株式会社エヌ・ティー・エス発行、“ラジカル重合ハンドブック”、p.161~225(2010)に記載のリビングラジカル重合技術を用いて、共重合する方法を用いることができる。
重合するモノマーの順番としては、ブロック単位(b)を生成するモノマーを(共)重合し、未反応モノマーを除いた後、ブロック単位(a)を生成するモノマーを(共)重合する方法、ブロック単位(a)を生成するモノマーを(共)重合し、未反応モノマーを除いた後、ブロック単位(b)を生成するモノマーを(共)重合する方法、ブロック単位(b)を生成するモノマーを(共)重合し、未反応モノマーを除いた後、ブロック単位(a)を生成するモノマーを(共)重合し、更に未反応モノマーを除いた後、ブロック単位(b)を生成するモノマーを(共)重合する方法、ブロック単位(a)を生成するモノマーを(共)重合し、未反応モノマーを除いた後、ブロック単位(b)を生成するモノマーを(共)重合し、更に未反応モノマーを除いた後、ブロック単位(a)を生成するモノマーを(共)重合する方法、ブロック単位(b)を生成するモノマーを(共)重合し、未反応モノマーを除いた後、ブロック単位(a)または(b)以外のモノマー単位を生成するモノマーを(共)重合し、更に未反応モノマーを除いた後、ブロック単位(a)を生成するモノマーを(共)重合する方法、ブロック単位(a)を生成するモノマーを(共)重合し、未反応モノマーを除いた後、ブロック単位(a)または(b)以外のモノマー単位を生成するモノマーを(共)重合し、更に未反応モノマーを除いた後、ブロック単位(b)を生成するモノマーを(共)重合する方法を例示することができる。
本発明のもう一つの細胞培養基材(第二の発明)は、下記(A)および(B)
(A)水に対する下限臨界溶解温度(LCST)が0℃~50℃の範囲にある温度応答性重合体のブロック。
(B)下記(i)~(iii)の要件を満たすブロック。
(i)0℃~50℃の範囲にLCSTを持たない。
(ii)カルボン酸基、カルボン酸エステル基、カルボン酸金属塩、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、スルホン酸金属塩、ヒドロキシ基、アルコキシ基、フェノキシ基、アミド基、アミノアルキル基、カルバモイル基、スルホンアミド基、スルファモイル基、カルバメート基、リン酸基、リン酸基の金属塩、オキシリン酸基、オキシリン酸基の金属塩、ホスホベタイン基、スルホベタイン基、カルボベタイン基、ポリエチレングリコール基、ピロリドン基から選ばれる少なくとも1種の親水性基を有するモノマーの親水性重合体である。
(iii)(ii)の重合体中に、芳香族ビニル化合物が生成するモノマー単位、(メタ)アクリルアミド化合物が生成するモノマー単位、フマル酸ジエステル化合物が生成するモノマー単位、塩化ビニルが生成するモノマー単位、酢酸ビニルが生成するモノマー単位、(メタ)アクリロニトリルが生成するモノマー単位、N-ビニルイミダゾールが生成するモノマー単位、N-ビニルカルバゾールが生成するモノマー単位から選ばれる少なくとも1種のモノマー単位を含有する。
のブロックを含むブロック共重合体で表面を被覆した細胞培養基材である。
第二の発明におけるブロック(A)はLCSTが0℃~50℃の範囲にある温度応答性重合体のブロックである。本発明の培養基材を用いた場合に、体温付近で細胞接着性を付与すると共に、温度降下で細胞を剥離し、ダメージを与えることなく細胞を分別回収するために、ブロック(A)のLCSTは25℃~45℃の範囲にあることが好ましく、28℃~40℃の範囲にあることがさらに好ましい。LCSTが0℃未満であれば細胞にダメージを与えることなく剥離することが困難となり、50℃を超えれば体温付近で細胞培養が困難となる。
第二の発明におけるブロック(A)は、特に限定は無いが、下記一般式(1)
(A)水に対する下限臨界溶解温度(LCST)が0℃~50℃の範囲にある温度応答性重合体のブロック。
(B)下記(i)~(iii)の要件を満たすブロック。
(i)0℃~50℃の範囲にLCSTを持たない。
(ii)カルボン酸基、カルボン酸エステル基、カルボン酸金属塩、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、スルホン酸金属塩、ヒドロキシ基、アルコキシ基、フェノキシ基、アミド基、アミノアルキル基、カルバモイル基、スルホンアミド基、スルファモイル基、カルバメート基、リン酸基、リン酸基の金属塩、オキシリン酸基、オキシリン酸基の金属塩、ホスホベタイン基、スルホベタイン基、カルボベタイン基、ポリエチレングリコール基、ピロリドン基から選ばれる少なくとも1種の親水性基を有するモノマーの親水性重合体である。
(iii)(ii)の重合体中に、芳香族ビニル化合物が生成するモノマー単位、(メタ)アクリルアミド化合物が生成するモノマー単位、フマル酸ジエステル化合物が生成するモノマー単位、塩化ビニルが生成するモノマー単位、酢酸ビニルが生成するモノマー単位、(メタ)アクリロニトリルが生成するモノマー単位、N-ビニルイミダゾールが生成するモノマー単位、N-ビニルカルバゾールが生成するモノマー単位から選ばれる少なくとも1種のモノマー単位を含有する。
のブロックを含むブロック共重合体で表面を被覆した細胞培養基材である。
第二の発明におけるブロック(A)はLCSTが0℃~50℃の範囲にある温度応答性重合体のブロックである。本発明の培養基材を用いた場合に、体温付近で細胞接着性を付与すると共に、温度降下で細胞を剥離し、ダメージを与えることなく細胞を分別回収するために、ブロック(A)のLCSTは25℃~45℃の範囲にあることが好ましく、28℃~40℃の範囲にあることがさらに好ましい。LCSTが0℃未満であれば細胞にダメージを与えることなく剥離することが困難となり、50℃を超えれば体温付近で細胞培養が困難となる。
第二の発明におけるブロック(A)は、特に限定は無いが、下記一般式(1)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(a)からなる重合体のブロックを用いることができる。
R1は水素原子又はメチル基であり、LCSTを25℃~45℃の範囲にするために、水素原子が用いられる。
R2およびR3は各々独立して、水素基、炭素数1~6の炭化水素基、フルフリル基またはテトラヒドロフルフリル基であり、R2とR3は互いに結合してピロリジン環、ピペリジン環もしくはモルホリン環を形成しても良い。
炭素数1~6の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert.-ブチル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基を例示できるが、LCSTを25℃~45℃の範囲にするために、好ましくはn-プロピル基、イソプロピル基が用いられる。
第二の発明における一般式(1)で表されるブロック(A)としては、N,N-ジエチルアクリルアミド、N-エチルアクリルアミド、N-n-プロピルアクリルアミド、N-n-プロピルメタクリルアミド、N-イソプロピルアクリルアミド、N-イソプロピルメタクリルアミド、N-シクロプロピルアクリルアミド、N-シクロプロピルメタクリルアミド、N-エトキシエチルアクリルアミド、N-エトキシエチルメタクリルアミド、N-テトラヒドロフルフリルアクリルアミド、N-テトラヒドロフルフリルメタクリルアミド、1-(1-オキソ-2-プロペニル)ピロリジン、1-(1-オキソ-2-メチルー2-プロペニル)ピロリジン、1-(1-オキソ-2-プロペニル)ピペリジン、1-(1-オキソ-2-メチルー2-プロペニル)ピペリジン、4-(1-オキソ-2-プロペニル)モルホリン、4-(1-オキソ-2-メチルー2-プロペニル)モルホリンから選ばれる少なくとも1つのモノマーの重合体を例示できるが、LCSTを25℃~45℃の範囲にするために、好ましくはN,N-ジエチルアクリルアミド、N-n-プロピルアクリルアミド、N-イソプロピルアクリルアミド、N-n-プロピルメタクリルアミド、N-エトキシエチルアクリルアミド、N-テトラヒドロフルフリルアクリルアミド、N-テトラヒドロフルフリルメタクリルアミドの重合体を、LCSTを28℃~40℃の範囲にするために、さらに好ましくはN,N-ジエチルアクリルアミド、N-イソプロピルアクリルアミドの重合体を用いる。
第二の発明におけるブロック(A)は、特に限定は無いが、下記一般式(2)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(a)からなる重合体のブロックを用いることができる。
R4は水素原子またはメチル基を表し、LCSTを25℃~45℃の範囲にするために、水素原子が用いられる。
R5は、水素原子、炭素数1~6の炭化水素基であり、LCSTを25℃~45℃の範囲にするために、炭素数1~3のアルキル基が用いられる。
炭素数1~6の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert.-ブチル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基を例示できるが、LCSTを25℃~45℃の範囲にするために、好ましくはメチル基、エチル基、n-プロピル基が用いられる。
aは1~10の整数であり、LCSTを25℃~45℃の範囲にするために、1~3の整数が用いられる。
R4は水素原子またはメチル基を表し、LCSTを25℃~45℃の範囲にするために、水素原子が用いられる。
R5は、水素原子、炭素数1~6の炭化水素基であり、LCSTを25℃~45℃の範囲にするために、炭素数1~3のアルキル基が用いられる。
炭素数1~6の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert.-ブチル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基を例示できるが、LCSTを25℃~45℃の範囲にするために、好ましくはメチル基、エチル基、n-プロピル基が用いられる。
aは1~10の整数であり、LCSTを25℃~45℃の範囲にするために、1~3の整数が用いられる。
第二の発明における一般式(2)で表されるブロック(A)としては、LCSTを25℃~45℃の範囲にするために、好ましくは2-(2-エトキシ)エトキシエチルビニルエーテルの重合体が用いられる。
第二の発明におけるブロック(A)は、特に限定は無いが、下記一般式(3)
第二の発明におけるブロック(A)は、特に限定は無いが、下記一般式(3)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(a)からなる重合体のブロックを用いることができる。
R6は水素原子またはメチル基を表し、LCSTを25℃~45℃の範囲にするために、水素原子が用いられる。
R7は炭素数1~6の炭化水素基を表し、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert.-ブチル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基を例示できるが、LCSTを25℃~45℃の範囲にするために、好ましくはメチル基、エチル基が用いられる。
第二の発明における一般式(3)で表されるブロック(A)としては、LCSTを25℃~45℃の範囲にするために、好ましくはメチルビニルエーテルの重合体が用いられる。
R6は水素原子またはメチル基を表し、LCSTを25℃~45℃の範囲にするために、水素原子が用いられる。
R7は炭素数1~6の炭化水素基を表し、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert.-ブチル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基を例示できるが、LCSTを25℃~45℃の範囲にするために、好ましくはメチル基、エチル基が用いられる。
第二の発明における一般式(3)で表されるブロック(A)としては、LCSTを25℃~45℃の範囲にするために、好ましくはメチルビニルエーテルの重合体が用いられる。
第二の発明におけるブロック(B)は、下記(i)~(iii)
(i)0℃~50℃の範囲にLCSTを持たない。
(ii)カルボン酸基、カルボン酸エステル基、カルボン酸金属塩、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、スルホン酸金属塩、ヒドロキシ基、アルコキシ基、フェノキシ基、アミド基、アミノアルキル基、カルバモイル基、スルホンアミド基、スルファモイル基、カルバメート基、リン酸基、リン酸基の金属塩、オキシリン酸基、オキシリン酸基の金属塩、ホスホベタイン基、スルホベタイン基、カルボベタイン基、ポリエチレングリコール基、ピロリドン基から選ばれる少なくとも1種の親水性基を有するモノマーの親水性重合体である。
(iii)(ii)の重合体中に、芳香族ビニル化合物モノマーが生成するモノマー単位、(メタ)アクリルアミド化合物が生成するモノマー単位、フマル酸ジエステル化合物が生成するモノマー単位、塩化ビニルが生成するモノマー単位、酢酸ビニルが生成するモノマー単位、(メタ)アクリロニトリルが生成するモノマー単位、N-ビニルイミダゾールが生成するモノマー単位、N-ビニルカルバゾールが生成するモノマー単位から選ばれる少なくとも1種のモノマー単位を含有する。
の要件を満たすブロックである。
(i)0℃~50℃の範囲にLCSTを持たない。
(ii)カルボン酸基、カルボン酸エステル基、カルボン酸金属塩、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、スルホン酸金属塩、ヒドロキシ基、アルコキシ基、フェノキシ基、アミド基、アミノアルキル基、カルバモイル基、スルホンアミド基、スルファモイル基、カルバメート基、リン酸基、リン酸基の金属塩、オキシリン酸基、オキシリン酸基の金属塩、ホスホベタイン基、スルホベタイン基、カルボベタイン基、ポリエチレングリコール基、ピロリドン基から選ばれる少なくとも1種の親水性基を有するモノマーの親水性重合体である。
(iii)(ii)の重合体中に、芳香族ビニル化合物モノマーが生成するモノマー単位、(メタ)アクリルアミド化合物が生成するモノマー単位、フマル酸ジエステル化合物が生成するモノマー単位、塩化ビニルが生成するモノマー単位、酢酸ビニルが生成するモノマー単位、(メタ)アクリロニトリルが生成するモノマー単位、N-ビニルイミダゾールが生成するモノマー単位、N-ビニルカルバゾールが生成するモノマー単位から選ばれる少なくとも1種のモノマー単位を含有する。
の要件を満たすブロックである。
第二の発明におけるブロック(B)は、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮するために、好ましくはタンパク質、ペプチド、糖タンパク質等の生体高分子と親和性の無いブロックまたは細胞と親和性の無いブロックであり、ホスホベタイン基、スルホベタイン基、カルボベタイン基、ポリエチレングリコール基、メトキシエチレン基、フルフリル基、ジアルキルアミノアルキル基、ピロリドン基から選ばれる少なくとも1種の親水性基を有するモノマーの重合体を親水性重合体に用いたブロックである。
また、第二の発明におけるブロック(B)は、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮するために、好ましくは水に対して溶解性を示すブロックであり、より好ましくは20℃の水100mLに0.5g以上溶解するブロックであり、さらに好ましくは20℃の水100mLに1g以上溶解するブロックである。
第二の発明におけるブロック(B)の親水性重合体は、特に限定は無いが、下記一般式(4)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(b)からなる重合体のブロックを用いることができる。
R8は水素原子またはメチル基を表し、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮するためにメチル基が用いられる。
R9は、炭素数1~10の2価の炭化水素基、又は(ポリ)オキシエチレン基:-(OCH2CH2)n-(式中、nは本発明のブロック共重合体に適切な親水性と生体適合性を付与するブロック(B)の機能を損なわない限り特に限定されず、例えば1~10である。なお、該(ポリ)オキシエチレン基は-O-を介して基A1と結合する。)であり、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮するために、好ましくは、メチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、ヘキシレン等の炭素数1~6の2価のアルキレン基であり、更に好ましくはエチレンである。
R10は、炭素数1~4の2価の炭化水素基であり、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮するために、好ましくは、メチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン等のアルキレン基であり、更に好ましくはエチレンである。
R11、R12、及びR13は、各々独立して、水素原子又は炭素数1~4の炭化水素基であり、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮するために、好ましくは、R11、R12、及びR13が同時に水素原子またはメチル基であり、更に好ましくは同時にメチル基である。
A1は、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、及びエーテル結合からなる群から選択される2価の結合であり、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮するために、好ましくはエステル結合、アミド結合であり、特に好ましくはエステル結合である。
第二の発明における一般式(4)で表される親水性重合体としては、2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン、2-アクリロイルオキシエチルホスホリルコリン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルホスホリルコリン、4-(メタ)アクリロイルオキシブチルホスホリルコリン、6-(メタ)アクリロイルオキシヘキシルホスホリルコリン、10-(メタ)アクリロイルオキシデシルホスホリルコリン、ω-(メタ)アクリロイル(ポリ)オキシエチレンホスホリルコリン、2-アクリルアミドエチルホスホリルコリン、3-アクリルアミドプロピルホスホリルコリン、4-アクリルアミドブチルホスホリルコリン、6-アクリルアミドヘキシルホスホリルコリン、10-アクリルアミドデシルホスホリルコリン、ω-(メタ)アクリルアミド(ポリ)オキシエチレンホスホリルコリン、2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルエタノールアミン、2-アクリロイルオキシエチルホスホリルエタノールアミン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルホスホリルエタノールアミン、4-(メタ)アクリロイルオキシブチルホスホリルエタノールアミン、6-(メタ)アクリロイルオキシヘキシルホスホリルエタノールアミン、10-(メタ)アクリロイルオキシデシルホスホリルエタノールアミン、ω-(メタ)アクリロイル(ポリ)オキシエチレンホスホリルエタノールアミンから選ばれる少なくとも1つのモノマーの重合体を例示できるが、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮するために、好ましくは2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンの重合体を用いることができる。
第二の発明における一般式(4)で表される親水性重合体としては、2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン、2-アクリロイルオキシエチルホスホリルコリン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルホスホリルコリン、4-(メタ)アクリロイルオキシブチルホスホリルコリン、6-(メタ)アクリロイルオキシヘキシルホスホリルコリン、10-(メタ)アクリロイルオキシデシルホスホリルコリン、ω-(メタ)アクリロイル(ポリ)オキシエチレンホスホリルコリン、2-アクリルアミドエチルホスホリルコリン、3-アクリルアミドプロピルホスホリルコリン、4-アクリルアミドブチルホスホリルコリン、6-アクリルアミドヘキシルホスホリルコリン、10-アクリルアミドデシルホスホリルコリン、ω-(メタ)アクリルアミド(ポリ)オキシエチレンホスホリルコリン、2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルエタノールアミン、2-アクリロイルオキシエチルホスホリルエタノールアミン、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルホスホリルエタノールアミン、4-(メタ)アクリロイルオキシブチルホスホリルエタノールアミン、6-(メタ)アクリロイルオキシヘキシルホスホリルエタノールアミン、10-(メタ)アクリロイルオキシデシルホスホリルエタノールアミン、ω-(メタ)アクリロイル(ポリ)オキシエチレンホスホリルエタノールアミンから選ばれる少なくとも1つのモノマーの重合体を例示できるが、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮するために、好ましくは2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンの重合体を用いることができる。
第二の発明におけるブロック(B)の親水性重合体は、特に限定は無いが、下記一般式(5)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(b)からなる重合体のブロックを用いることができる。
R14は水素原子またはメチル基を表し、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮するためにメチル基が用いられる。
R15は-(CH2CH2O)b-(CH2CH(CH3)O)c-R16(式中、R16は水素原子、炭素数1~30のアルキル基であり、bは1~300の整数であり、cは0~60の整数である。)で表されるポリオキシアルキレン基、-CH2-O-R17(式中、R17は水素原子、炭素数1~6の炭化水素基である。)で表される置換基、フルフリル基、テトラヒドロフルフリル基、水素原子を示す。
R16に用いられる炭素数1~30のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert.-ブチル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基を例示できるが、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮するために好ましくはメチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基が用いられる。
R17に用いられる炭素数1~6のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert.-ブチル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基を例示できるが、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮するために好ましくはメチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基が用いられる。
第二の発明における一般式(5)で表される親水性重合体としては、ポリエチレングリコールメタクリレート、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシメチルアクリレート、ヒドロキシメチルメタクリレート、2-メトキシエチルアクリレート、2-メトキシエチルメタクリレート、フルフリルアクリレート、フルフリルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレートまたはテトラヒドロフルフリルメタクリレートから選ばれる少なくとも1つのモノマーの重合体を例示できるが、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮するために、好ましくはポリエチレングリコールメタクリレート、2-メトキシエチルアクリレートまたはテトラヒドロフルフリルアクリレートから選ばれる少なくとも1つのモノマーの重合体を用いることができる。
第二の発明におけるブロック(B)の親水性重合体は、特に限定は無いが、下記一般式(6)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(b)からなる重合体のブロックを用いることができる。
R18は水素原子またはメチル基を表し、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮するためにメチル基が用いられる。
R19は、炭素数1~10の2価の炭化水素基、又は(ポリ)オキシエチレン基:-(OCH2CH2)n-(式中、nは本発明のブロック共重合体に適切な親水性と生体適合性を付与するブロック(B)の機能を損なわない限り特に限定されず、例えば1~10である。なお、該(ポリ)オキシエチレン基は-O-を介して基A1と結合する。)であり、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮するために、好ましくは、メチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、ヘキシレン等の炭素数1~6の2価のアルキレン基であり、更に好ましくはエチレンである。
R20は、炭素数1~4の2価の炭化水素基であり、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮するために、好ましくは、メチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン等のアルキレン基であり、更に好ましくはエチレンである。
R20は、炭素数1~4の2価の炭化水素基であり、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮するために、好ましくは、メチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン等のアルキレン基であり、更に好ましくはエチレンである。
R21及びR22は、各々独立して、水素原子又は炭素数1~4の炭化水素基であり、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮するために、好ましくは、R21及びR22が同時に水素原子またはメチル基であり、更に好ましくは同時にメチル基である。
A2は、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、及びエーテル結合からなる群から選択される2価の結合であり、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮するために、好ましくはエステル結合、アミド結合であり、特に好ましくはエステル結合である。
Xはスルホン酸アニオン基、カルボン酸アニオン基、リン酸アニオン基ある。
A2は、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、及びエーテル結合からなる群から選択される2価の結合であり、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮するために、好ましくはエステル結合、アミド結合であり、特に好ましくはエステル結合である。
Xはスルホン酸アニオン基、カルボン酸アニオン基、リン酸アニオン基ある。
第二の発明における一般式(6)で表される親水性重合体としては、ジメチル(2-メタクリロイルオキシエチル)(カルボキシラトメチル)アミニウム、ジメチル(2-メタクリロイルオキシエチル)(2-カルボキシラトエチル)アミニウム、ジメチル(2-アクリロイルオキシエチル)(2-カルボキシラトエチル)アミニウム、ジメチル(2-メタクリロイルオキシエチル)(3-カルボキシラトプロピル)アミニウム、ジメチル(2-アクリロイルオキシエチル)(3-カルボキシラトプロピル)アミニウム、ジメチル(2-メタクリロイルアミノプロピル)(3-スルホナトプロピル)アミニウム、ジメチル(2-メタクリロイルアミノプロピル)(4-スルホナトブチル)アミニウム、ジメチル(2-メタクリロイルオキシエチル)(2-スルホナトエチル)アミニウム、ジメチル(2-アクリロイルオキシエチル)(2-スルホナトエチル)アミニウム、ジメチル(2-メタクリロイルオキシエチル)(3-スルホナトプロピル)アミニウム、ジメチル(2-アクリロイルオキシエチル)(3-スルホナトプロピル)アミニウム、ジメチル(2-メタクリロイルオキシエチル)(2-ホスホナトエチル)アミニウム、ジメチル(2-アクリロイルオキシエチル)(2-ホスホナトエチル)アミニウム、ジメチル(2-メタクリロイルオキシエチル)(3-ホスホナトプロピル)アミニウム、またはジメチル(2-アクリロイルオキシエチル)(3-ホスホナトプロピル)アミニウムから選ばれる少なくとも1つのモノマーの重合体を例示できるが、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮することを目的に、好ましくはジメチル(2-メタクリロイルオキシエチル)(カルボキシラトメチル)アミニウム、ジメチル(2-メタクリロイルオキシエチル)(2-カルボキシラトエチル)アミニウム、ジメチル(2-メタクリロイルアミノプロピル)(3-スルホナトプロピル)アミニウム、ジメチル(2-メタクリロイルアミノプロピル)(4-スルホナトブチル)アミニウムまたはジメチル(2-メタクリロイルオキシエチル)(2-スルホナトエチル)アミニウムから選ばれる少なくとも1つのモノマーの重合体を用いることができる。
第二の発明におけるブロック(B)の親水性重合体は、特に限定は無いが、下記一般式(7)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(b)からなる重合体のブロックを用いることができる。
R23は水素原子またはメチル基を表し、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮するためにメチル基が用いられる。
R24、R25は各々独立して水素原子又はメチル基である。
第一の発明における一般式(7)で表される親水性重合体としては、アクリルアミドまたはN,N-ジメチルアクリルアミドから選ばれる少なくとも1つのモノマーの重合体を用いることができる。
第一の発明における一般式(7)で表される親水性重合体としては、アクリルアミドまたはN,N-ジメチルアクリルアミドから選ばれる少なくとも1つのモノマーの重合体を用いることができる。
第二の発明におけるブロック(B)の親水性重合体は、特に限定は無いが、下記一般式(8)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(b)からなる重合体のブロックを用いることができる。
R26は水素原子またはメチル基を表し、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮するためにメチル基が用いられる。
第二の発明における一般式(8)で表される親水性重合体としては、N-ビニルピロリドンの重合体を用いることができる。
第二の発明におけるブロック(B)の親水性重合体は、特に限定は無いが、下記一般式(9)
第二の発明におけるブロック(B)の親水性重合体は、特に限定は無いが、下記一般式(9)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(b)からなる重合体のブロックを用いることができる。
R27は水素原子またはメチル基を表し、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮するためにメチル基が用いられる。
R28は炭素数1~10の2価の炭化水素基であり、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮するために、好ましくは、メチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、ヘキシレン等の炭素数1~6の2価のアルキレン基であり、更に好ましくはエチレンである。
R29及びR30は、各々独立して、水素原子又は炭素数1~4の炭化水素基であり、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮するために、好ましくは、R29及びR30が同時に水素原子またはメチル基であり、更に好ましくは同時にメチル基である。
A3は、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、及びエーテル結合からなる群から選択される2価の結合であり、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮するために、好ましくはエステル結合、アミド結合であり、特に好ましくはエステル結合である。
第二の発明における一般式(9)で表される親水性重合体としては、アミノメチル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノメチル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノメチル(メタ)アクリレート、アミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、3-アミノプロピル(メタ)アクリレート、3-(N,N-ジメチルアミノ)-プロピル(メタ)アクリレート、3-(N,N-ジエチルアミノ)-プロピル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミドメチルアミン、ジメチル[(メタ)アクリルアミドメチル]アミン、ジエチル[(メタ)アクリルアミドメチル]アミン、(メタ)アクリルアミドエチルアミン、ジメチル[(メタ)アクリルアミドエチル]アミン、ジエチル[(メタ)アクリルアミドエチル]アミン、3-(メタ)アクリルアミドプロピルアミン、ジメチル[3-(メタ)アクリルアミドプロピル]アミン、ジエチル[3-(メタ)アクリルアミドエチル]アミンから選ばれる少なくとも1つのモノマーの重合体を例示できるが、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮するために、好ましくはN,N-ジメチルアミノメチル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチル[(メタ)アクリルアミドメチル]アミン、ジメチル[(メタ)アクリルアミドエチル]アミンから選ばれる少なくとも1つのモノマーの重合体を用いることができる。
第二の発明において上述の親水性重合体中に更に含有するモノマー単位としては、スチレン、1-ビニルナフタレン、2-ビニルナフタレン、9-ビニルアントラセン、1-ビニルピレンおよびその誘導体等の芳香族ビニル化合物が重合することによって生成するモノマー単位、N-n-オクチル(メタ)アクリルアミド、N-n-デシル(メタ)アクリルアミド、N-n-ドデシル(メタ)アクリルアミド、N-n-ヘキサデシル(メタ)アクリルアミド、N-n-オクタデシル(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド化合物が重合することによって生成するモノマー単位、N-ビニル-n-オクチルアミド、N-ビニル-n-デシルアミド、N-ビニル-n-ドデシルアミド、N-ビニル-n-ヘキサデシルアミド等のN-ビニルアミド化合物が重合することによって生成するモノマー単位、N-シクロヘキシルマレイミド、N-フェニルマレイミド等のN-アルキルマレイミド化合物が重合することによって生成するモノマー単位、フマル酸ジ-tert-ブチル、フマル酸ジ-n-ブチル等のフマル酸ジエステル化合物が重合することによって生成するモノマー単位、塩化ビニルが重合することによって生成するモノマー単位、酢酸ビニルが重合することによって生成するモノマー単位、(メタ)アクリロニトリルが重合することによって生成するモノマー単位、N-ビニルイミダゾールが重合することによって生成するモノマー単位、N-ビニルカルバゾールが重合することによって生成するモノマー単位を用いることができる。
第二の発明において、ブロック単位[(a)+(b)]に対する(a)の比率は1~95mol%であり、基材に被覆した場合に、細胞接着性を付与すると共に、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮するために、5~85mol%であることが好ましい。1mol%未満であれば細胞接着性が低下し、95mol%を超えれば細胞剥離に必要な冷却時間が長くなる。
第二の発明において、ブロック共重合体を構成する全ブロック単位の量に対するブロックAを構成するブロック単位(a)の量が4~94mol%であり、基材に被覆した場合に、細胞接着性を付与すると共に、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮するために、10~85mol%であることが好ましい。4mol%未満であれば細胞接着性が低下し、94mol%を超えれば細胞剥離に必要な冷却時間が長くなる。
第二の発明に用いるブロック共重合体の数平均分子量(Mn)は3,000以上1,000,000以下の範囲にあり、好ましくは4,000以上500,000以下、さらに好ましくは5,000以上100,000以下である。3,000未満の場合は細胞培養基材に被覆しても細胞培養中に基材から培地中に溶出してしまう。また、1,000,000を越える場合は溶液粘度が高くなり、細胞培養基材への被覆が困難になる。
第二の発明に用いるブロック共重合体の合成方法としては、特に限定はないが、株式会社エヌ・ティー・エス発行、“ラジカル重合ハンドブック”、p.161~225(2010)に記載のリビングラジカル重合技術を用いて、共重合する方法を用いることができる。
第二の発明において重合するモノマーの順番としては、1)親水性基を有するモノマーと芳香族ビニル化合物を共重合し、未反応モノマーを除いた後、ブロック単位(a)を生成するモノマーを重合する方法、2)ブロック単位(a)を生成するモノマーを重合し、未反応モノマーを除いた後、親水性基を有するモノマーと芳香族ビニル化合物を共重合する方法、3)親水性基を有するモノマーと芳香族ビニル化合物を共重合し、未反応モノマーを除いた後、ブロック単位(a)を生成するモノマーを重合し、更に未反応モノマーを除いた後、親水性基を有するモノマーと芳香族ビニル化合物を共重合する方法、4)ブロック単位(a)を生成するモノマーを重合し、未反応モノマーを除いた後、親水性基を有するモノマーと芳香族ビニル化合物を共重合し、更に未反応モノマーを除いた後、ブロック単位(a)を生成するモノマーを重合する方法、5)親水性基を有するモノマーと(メタ)アクリルアミド化合物を共重合し、未反応モノマーを除いた後、ブロック単位(a)を生成するモノマーを重合する方法、6)ブロック単位(a)を生成するモノマーを重合し、未反応モノマーを除いた後、親水性基を有するモノマーと(メタ)アクリルアミド化合物を共重合する方法、7)親水性基を有するモノマーと(メタ)アクリルアミド化合物を共重合し、未反応モノマーを除いた後、ブロック単位(a)を生成するモノマーを重合し、更に未反応モノマーを除いた後、親水性基を有するモノマーと(メタ)アクリルアミド化合物を共重合する方法、8)ブロック単位(a)を生成するモノマーを重合し、未反応モノマーを除いた後、親水性基を有するモノマーと(メタ)アクリルアミド化合物を共重合し、更に未反応モノマーを除いた後、ブロック単位(a)を生成するモノマーを重合する方法、9)親水性基を有するモノマーとフマル酸ジエステル化合物を共重合し、未反応モノマーを除いた後、ブロック単位(a)を生成するモノマーを重合する方法、10)ブロック単位(a)を生成するモノマーを重合し、未反応モノマーを除いた後、親水性基を有するモノマーとフマル酸ジエステル化合物を共重合する方法、11)親水性基を有するモノマーと塩化ビニルを共重合し、未反応モノマーを除いた後、ブロック単位(a)を生成するモノマーを重合する方法、12)ブロック単位(a)を生成するモノマーを重合し、未反応モノマーを除いた後、親水性基を有するモノマーと塩化ビニルを共重合する方法、13)親水性基を有するモノマーと酢酸ビニルを共重合し、未反応モノマーを除いた後、ブロック単位(a)を生成するモノマーを重合する方法、ブロック単位(a)を生成するモノマーを重合し、未反応モノマーを除いた後、親水性基を有するモノマーと酢酸ビニルを共重合する方法、14)親水性基を有するモノマーと(メタ)アクリロニトリルを共重合し、未反応モノマーを除いた後、ブロック単位(a)を生成するモノマーを重合する方法、15)ブロック単位(a)を生成するモノマーを重合し、未反応モノマーを除いた後、親水性基を有するモノマーと(メタ)アクリロニトリルを共重合する方法、16)親水性基を有するモノマーとN-ビニルイミダゾールを共重合し、未反応モノマーを除いた後、ブロック単位(a)を生成するモノマーを重合する方法、17)ブロック単位(a)を生成するモノマーを重合し、未反応モノマーを除いた後、親水性基を有するモノマーとN-ビニルイミダゾールを共重合する方法、18)親水性基を有するモノマーとN-ビニルカルバゾールを共重合し、未反応モノマーを除いた後、ブロック単位(a)を生成するモノマーを重合する方法、19)ブロック単位(a)を生成するモノマーを重合し、未反応モノマーを除いた後、親水性基を有するモノマーとN-ビニルカルバゾールを共重合する方法を例示することができる。
本発明の細胞培養基材は、上記ブロック共重合体を例えば、各種溶媒に溶解させ、基材に塗布後、乾燥することによって製造することができる。
塗布に用いる溶媒としては残留していても培養細胞に及ぼす影響が小さい、エタノール、水とエタノールの混合溶媒が好ましく用いられる。
塗布に用いる溶媒としては残留していても培養細胞に及ぼす影響が小さい、エタノール、水とエタノールの混合溶媒が好ましく用いられる。
基材としては、特に限定はないが、好ましくは各種疎水性ポリマー材料が用いられる。疎水性ポリマー材料としては、例えば、ポリメタクリル酸メチル等のアクリル系ポリマー、ポリジメチルシロキサン等の各種シリコーンゴム、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート等が挙げられる。また、金属基材、セラミックス基材あるいはガラス基材にシランカップリング剤で表面処理したものも用いることができる。
また、基材の形状は、特に限定はないが、例えば、板状、ビーズ状および繊維状の形状のほか、板状の基材に設けられた穴や溝や突起なども挙げられる。
基材に塗布する方法としては、例えば、はけ塗り、ディップコーティング、スピンコーティング、バーコーティング、流し塗り、スプレー塗装、ロール塗装、エアーナイフコーティング、ブレードコーティングなど通常知られている各種の方法を用いることが可能である。
本発明の培養基材に被覆されたブロック共重合体の厚さは1nm以上10μm以下であり、好ましくは10nm以上5μm以下であり、より好ましくは30nm以上500nm以下であり、さらに好ましくは50nm以上200nm以下である。1nm未満の場合は細胞培養基材に被覆した時に細胞剥離に必要な冷却時間が長くなってしまう。10μmを越える場合は細胞培養基材に被覆した時に細胞の接着性が低下する。
本発明の培養基材の表面は、細胞培養後、温度降下による基材表面の親水化を促進し、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮することを目的に、ミクロ相分離構造を有することが好ましい。
ミクロ相分離構造のドメイン径およびドメイン間隔は、各ブロック単位の比率、ブロック共重合体の分子量、塗布方法および塗布条件で任意に制御できる。細胞培養後、温度降下による基材表面の親水化を促進し、細胞剥離に必要な冷却時間を短縮することを目的に、ドメイン径およびドメイン間隔を細胞増殖因子よりも大きく、細胞よりも小さいことが好ましい。
本発明の細胞培養基材の製造方法としては、特に限定はないが、ブロック共重合体を前記塗布/乾燥する方法に加え、ブロック共重合体を化学結合で固定化する方法を用いることができる。
化学結合で固定化する方法としては、特に限定はないが、ブロック共重合体を合成後、化学固定する方法と、ブロック重合体の合成と同時に固定化する方法を用いることができる。
ブロック共重合体を合成後、化学固定する方法としては、特に限定はないが、ブロック共重合体中に予め特定の官能基を含有するモノマー単位を導入しておき、基材上の特定官能基と化学結合させる方法、ブロック共重合体を基材に塗布した後、電子線を照射して固定化する方法、ブロック共重合体の溶液中にラジカル発生剤(ベンゾフェノン等)を添加しておき、塗布した後、紫外線を照射する方法を例示することができる。
ブロック共重合体中の官能基と基材上の官能基との化学結合で固定化する場合に用いる官能基の組み合わせとしては、特に限定は無いが、水酸基とアミノ基、メルカプト基とアミノ基、メルカプト基とマレイミド基、メルカプト基とメルカプト基、カルボキシル基とアミノ基、カルボキシル基と水酸基、水酸基と水酸基を例示することができる。
ブロック共重合体中の官能基と基材上の官能基との反応において、特に限定はないが縮合試薬または架橋剤を添加することができる。
ブロック共重合体の合成と同時に基材に固定化する方法としては、表面開始リビングラジカル重合技術を用いることができる。
表面開始リビングラジカル重合は、ブロック共重合体鎖の起点となる基材表面に、重合開始剤を化学結合させ、該重合開始剤を始点として、リビングラジカル重合を行うことで、ブロック共重合体鎖を形成する手法であり、たとえば、特開2009-59659号公報や特開2010-218984号公報に記載された方法などを適用することができる。
表面開始リビングラジカル重合で用いる基材としては、特に限定はないが、鋳鉄、鋼、ステンレス鋼などの鉄や鉄合金、アルミニウム、銅などの非鉄及び非鉄合金、さらには、シリコンウエハ、ガラス、石英などの非金属などを用いることができるが、本発明の細胞培養基材を、表面開始リビングラジカル重合で製造するために必要となる、重合開始剤をその表面に化学結合可能な材料、具体的には、シリコンウエハ、雲母の剥離片などの劈開性の鉱物、表面上に水酸基などの反応性置換基が存在する平面基材などが好ましく用いられる。
重合開始剤としては、特に限定されないが、基材に化学結合可能な基と、ラジカル発生基とを有する化合物が好ましく、たとえば、特開2010-218984号公報に開示されている重合開始剤、すなわち、TEMPO系、ATRP系、RAFT系、RTCP系の重合開始剤を用いることができる。これらのなかでも、TEMPO系、RAFT系、RTCP系の重合開始剤がより好ましい。また、TEMPO系の重合開始剤の中では、特にDEPN系の重合開始剤が好ましい。なお、基材に化学結合可能な基としては、たとえば、-SiCl3、-Si(CH3)Cl2、-Si(CH3) 2Cl、-Si(OR)3(これらの式中、Rはメチル、エチル、プロピルまたはブチルを示す。)などが挙げられる。
基材表面に上記重合開始剤を化学結合させる方法としては、特に限定されないが、重合開始剤を溶剤に溶解あるいは分散することで、重合開始剤溶液を調製し、調製した重合開始剤溶液中に基材を浸漬する方法などが挙げられる。
重合開始剤を化学結合させた基材を、モノマーを含有する重合反応溶液に浸漬し、必要に応じて加熱することで、基材表面に、ブロック共重合体鎖を形成することができる。なお、重合反応溶液には、モノマーの他、各種ラジカル開始剤や、溶剤など重合反応に必要な成分を含有させることができる。
本発明の細胞培養基材による細胞培養は、培養基材の表面に被覆されたブロック共重合体のLCSTよりも高い温度で行われるが、ヒト由来細胞を用いる場合は、高い培養効率を得ることを目的に体温付近で行うことが好ましく、35~39℃の温度範囲で行うことがより好ましく、36~38℃の温度範囲で行うことがさらに好ましい。その他の培養条件は特に限定されず、当分野において通常行われる条件下で培養を行ってよい。例えば、培地としては、ウシ胎児血清等の血清が添加されているものでもよいし、無血清培地でもよい。
培養後、増殖細胞を細胞培養基材から剥離するには、周囲の温度をLCSTよりも低い温度、好ましくはLCSTより10℃低い温度以下に変化させるだけでよく、細胞を培養していた培養液中においても、その他の培地溶液中においても可能であり、目的に応じて選択することができる。その際、増殖細胞を効果的にかつ容易に剥離させるため、細胞培養基材を軽くたたいたり、揺らしたり、更にはピペット等を使用して培地を撹拌するなどしてもよい。
本発明の培養方法において、好ましくは培養した細胞が冷却のみで最大径5μm~300μmの大きさで剥離することができる。さらに好ましくは冷却のみで単一細胞の形状で剥離することができる。剥離細胞の大きさ、形状は、ブロック共重合体の組成および分子量、細胞培養基材の構造、細胞培養基材の製造方法、細胞培養方法、培養される細胞の種類を選択することによって調整できる。例えば、ブロック共重合体の中のブロック(B)の比率を上げること、細胞培養基材の製造方法によってブロック共重合体の厚さを増加させること、培養基材表面の凹凸を増加させることによって、細胞凝集塊の大きさを小さくでき、さらに単一細胞で剥離することができる。
本発明の細胞培養基材を用いて培養される細胞としては、温度降下による刺激付与前の表面に接着可能なものであれば特に限定されるものではない。例えばチャイニーズハムスター卵巣由来CHO細胞やマウス結合組織L929細胞、ヒト胎児腎臓由来細胞HEK293細胞やヒト子宮頸癌由来HeLa細胞等の種々の培養細胞株に加え、例えば生体内の各組織、臓器を構成する上皮細胞や内皮細胞、収縮性を示す骨格筋細胞、平滑筋細胞、心筋細胞、神経系を構成するニューロン細胞、グリア細胞、繊維芽細胞、生体の代謝に関与する肝実質細胞、肝非実質細胞や脂肪細胞、分化能を有する細胞として、種々の組織に存在する幹細胞、さらにはそれらから分化誘導した細胞等を用いることができる。これら以外でも、血液、リンパ液、髄液、喀痰、尿又は便に含まれる細胞(生細胞)や、体内あるいは環境中に存在する微生物、ウイルス、原虫等を例示できる。
以下に本発明の実施例を説明するが、本発明はこれら実施例によりなんら制限されるものではない。なお、断りのない限り、試薬は市販品を用いた。
<本ポリマーの組成>
核磁気共鳴測定装置(日本電子製、商品名JNM-GX270)を用いたプロトン核磁気共鳴分光(1H-NMR)スペクトル分析、およびフーリエ変換赤外分光光度計(FT-IR)(Perkin Elmer社製、商品名SPECTRUM ONE)より求めた。
核磁気共鳴測定装置(日本電子製、商品名JNM-GX270)を用いたプロトン核磁気共鳴分光(1H-NMR)スペクトル分析、およびフーリエ変換赤外分光光度計(FT-IR)(Perkin Elmer社製、商品名SPECTRUM ONE)より求めた。
<樹脂の物性>
重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)および重量平均分子量(Mw)と数平均分子量の比(Mw/Mn)は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)によって測定した。GPC装置としては東ソー(株)製 HLC-8120GPCを用い、カラムとしては、東ソー製 TSKgel α-Mを用い、カラム温度を40℃に設定し、溶離液として10mM-LiBr メタノール/水溶液(メタノール:水=70vol%:30vol%)を用いて測定した。測定試料は2.0mg/mLで調製し、0.1mL注入して測定した。分子量の検量線は、分子量既知のポリエチレンオキサイド試料を用いて校正した。なお、MnとMwはポリエチレンオキサイド換算の値として求めた。
重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)および重量平均分子量(Mw)と数平均分子量の比(Mw/Mn)は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)によって測定した。GPC装置としては東ソー(株)製 HLC-8120GPCを用い、カラムとしては、東ソー製 TSKgel α-Mを用い、カラム温度を40℃に設定し、溶離液として10mM-LiBr メタノール/水溶液(メタノール:水=70vol%:30vol%)を用いて測定した。測定試料は2.0mg/mLで調製し、0.1mL注入して測定した。分子量の検量線は、分子量既知のポリエチレンオキサイド試料を用いて校正した。なお、MnとMwはポリエチレンオキサイド換算の値として求めた。
<膜の物性>
膜の厚さは細胞培養基材断面の透過型電子顕微鏡(TEM)観察により求めた。
膜の厚さは細胞培養基材断面の透過型電子顕微鏡(TEM)観察により求めた。
実施例1
[ガラス製シャーレ表面への重合開始剤の導入]
固定化開始剤としての3-(3-(トリエトキシシリル)プロピルチオ)プロピル-2-ブロモ-2-メチルプロパネート0.5g、エタノール50g、およびアンモニア2.8gを混合した溶液に、φ25mmガラス製シャーレを浸漬し、24時間静置した。その後、エタノールで洗浄・乾燥を行うことで、表面に重合開始剤が導入されたシャーレを得た。
[ガラス製シャーレ表面への重合開始剤の導入]
固定化開始剤としての3-(3-(トリエトキシシリル)プロピルチオ)プロピル-2-ブロモ-2-メチルプロパネート0.5g、エタノール50g、およびアンモニア2.8gを混合した溶液に、φ25mmガラス製シャーレを浸漬し、24時間静置した。その後、エタノールで洗浄・乾燥を行うことで、表面に重合開始剤が導入されたシャーレを得た。
[重合体ブロック(B)の合成]
100mLの2口ナス型フラスコ中において、窒素ガス雰囲気下で、2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンを2.0g、塩化銅(I)18.5mg、塩化銅(II)2.8mg、およびビピリジル65mgを、エタノール10gに溶解することで、重合反応溶液を調製した。
100mLの2口ナス型フラスコ中において、窒素ガス雰囲気下で、2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンを2.0g、塩化銅(I)18.5mg、塩化銅(II)2.8mg、およびビピリジル65mgを、エタノール10gに溶解することで、重合反応溶液を調製した。
次いで、上記にて製造した表面に重合開始剤が導入されたガラス製シャーレを、上記にて調製した重合反応溶液に浸漬させ、65℃に加熱し、撹拌することで反応を開始した。反応時間は6時間とし、反応終了後エタノールにて洗浄を行うことで、表面に2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレを得た。得られた2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレを硫酸処理して、2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン重合体ブロックを単離し、20℃の水100mLに溶解させた結果、10gを不溶部無しに溶解できた。2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン重合体ブロック(B)のブロック単位中の親水部の式量は炭素8個、水素17個、窒素1個、酸素6個、リン1個の合計(254.2)であり、ブロック単位の総式量は295.3であり、HLB値(グリフィン法)は17であった。
[細胞培養基材の合成]
100mLの2口ナス型フラスコ中において、窒素ガス雰囲気下で、N-イソプロピルアクリルアミド1.2g、塩化銅(I)18.5mg、塩化銅(II)2.8mg、およびビピリジル65mgを、エタノール10gに溶解することで、重合反応溶液を調製した。
100mLの2口ナス型フラスコ中において、窒素ガス雰囲気下で、N-イソプロピルアクリルアミド1.2g、塩化銅(I)18.5mg、塩化銅(II)2.8mg、およびビピリジル65mgを、エタノール10gに溶解することで、重合反応溶液を調製した。
次いで、上記にて製造した表面に2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレを、上記にて調製した重合反応溶液に浸漬させ、65℃に加熱し、撹拌することで反応を開始した。反応時間は6時間とし、反応終了後エタノールにて洗浄を行うことで、表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を得た。膜の厚さは450nmであった。
得られた細胞培養基材を硫酸処理して、ブロック共重合体を単離し、ポリマー組成、Mw、Mn、およびMw/Mnを評価した結果を表1に示す。
[細胞培養評価および剥離評価]
上記にて製造した表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を用い、マウス結合組織L929細胞(100個/mm2)を、37℃、CO2濃度5%で培養した。培養液は10vol%ウシ胎児血清を含むダルベッコ・フォークト変法イーグル最小必須培地(10vol%FBS/DMEM)を用いた。細胞増殖が確認され、培養細胞が基材の100%を覆うまで培養したところで、10×10倍の顕微鏡で細胞数を確認した。基材を10℃に冷却後、アスピレーターで剥離した細胞を除去し、再度10×10倍の顕微鏡で細胞数を確認した。15分冷却することで細胞は最大直径20μmの単一細胞の形状で100%剥離した。
上記にて製造した表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を用い、マウス結合組織L929細胞(100個/mm2)を、37℃、CO2濃度5%で培養した。培養液は10vol%ウシ胎児血清を含むダルベッコ・フォークト変法イーグル最小必須培地(10vol%FBS/DMEM)を用いた。細胞増殖が確認され、培養細胞が基材の100%を覆うまで培養したところで、10×10倍の顕微鏡で細胞数を確認した。基材を10℃に冷却後、アスピレーターで剥離した細胞を除去し、再度10×10倍の顕微鏡で細胞数を確認した。15分冷却することで細胞は最大直径20μmの単一細胞の形状で100%剥離した。
[剥離細胞の培養評価]
上記細胞培養評価で基材の100%を覆うまで増殖した細胞から培地成分を除いた後、新たにDMEM培地を添加して、10℃に冷却した。15分間で細胞は最大直径20μmの単一細胞の形状で100%剥離した。コーニング製の細胞培養表面処理φ35mmディッシュを用いて、上述にて剥離したL929細胞(50個/mm2)を、37℃、CO2濃度5%で培養した。培養液は10vol%FBS/DMEMを用いた。細胞は24時間後に95個/mm2に、72時間後に660個/mm2まで増加した。
上記細胞培養評価で基材の100%を覆うまで増殖した細胞から培地成分を除いた後、新たにDMEM培地を添加して、10℃に冷却した。15分間で細胞は最大直径20μmの単一細胞の形状で100%剥離した。コーニング製の細胞培養表面処理φ35mmディッシュを用いて、上述にて剥離したL929細胞(50個/mm2)を、37℃、CO2濃度5%で培養した。培養液は10vol%FBS/DMEMを用いた。細胞は24時間後に95個/mm2に、72時間後に660個/mm2まで増加した。
参考例1
[細胞培養評価]
実施例1[重合体ブロック(B)の合成]で合成した表面に2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン重合体ブロック(B)のみが導入されたガラス製シャーレ(基材)を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の細胞培養評価を5日間行ったが、細胞は基材に接着せず、増殖は確認できなかった。
[細胞培養評価]
実施例1[重合体ブロック(B)の合成]で合成した表面に2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン重合体ブロック(B)のみが導入されたガラス製シャーレ(基材)を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の細胞培養評価を5日間行ったが、細胞は基材に接着せず、増殖は確認できなかった。
実施例2
[重合体ブロック(B)の合成]
反応時間を48時間としたこと以外は実施例1[重合体ブロック(B)の合成]と同様の方法で合成を行い、表面に2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレを得た。得られた2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレを硫酸処理して、2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン重合体ブロックを単離し、20℃の水100mLに溶解させた結果、10gを不溶部無しに溶解できた。
[重合体ブロック(B)の合成]
反応時間を48時間としたこと以外は実施例1[重合体ブロック(B)の合成]と同様の方法で合成を行い、表面に2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレを得た。得られた2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレを硫酸処理して、2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン重合体ブロックを単離し、20℃の水100mLに溶解させた結果、10gを不溶部無しに溶解できた。
[細胞培養基材の合成]
上記重合体ブロック(B)を用い、反応時間を48時間としたこと以外は実施例1[細胞培養基材の合成]と同様の方法で合成を行い、表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を得た。膜の厚さは500nmであった。
上記重合体ブロック(B)を用い、反応時間を48時間としたこと以外は実施例1[細胞培養基材の合成]と同様の方法で合成を行い、表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を得た。膜の厚さは500nmであった。
得られた細胞培養基材を硫酸処理して、ブロック共重合体を単離し、ポリマー組成、Mw、Mn、およびMw/Mnを評価した結果を表1に示す。
[細胞培養評価および剥離評価]
上記にて製造した表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の評価を行い、細胞増殖が確認された。また、培養細胞が基材の100%を覆うまで培養した後、基材を10℃に冷却することによって、15分で細胞は最大直径19μmの単一細胞の形状で100%剥離した。
上記にて製造した表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の評価を行い、細胞増殖が確認された。また、培養細胞が基材の100%を覆うまで培養した後、基材を10℃に冷却することによって、15分で細胞は最大直径19μmの単一細胞の形状で100%剥離した。
[剥離細胞の培養評価]
上記細胞培養評価で基材の100%を覆うまで増殖した細胞から培地成分を除いた後、新たにDMEM培地を添加して、10℃に冷却した。15分間で細胞は最大直径19μmの単一細胞の形状で100%剥離した。剥離したL929細胞(50個/mm2)を、実施例1[剥離細胞の培養評価]と同様の方法で培養した。細胞は24時間後に95個/mm2に、72時間後に700個/mm2まで増加した。
上記細胞培養評価で基材の100%を覆うまで増殖した細胞から培地成分を除いた後、新たにDMEM培地を添加して、10℃に冷却した。15分間で細胞は最大直径19μmの単一細胞の形状で100%剥離した。剥離したL929細胞(50個/mm2)を、実施例1[剥離細胞の培養評価]と同様の方法で培養した。細胞は24時間後に95個/mm2に、72時間後に700個/mm2まで増加した。
参考例2
[細胞培養評価]
実施例2[重合体ブロック(B)の合成]で合成した表面に2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン重合体ブロック(B)のみが導入されたガラス製シャーレ(基材)を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の細胞培養評価を5日間行ったが、細胞は基材に接着せず、増殖は確認できなかった。
[細胞培養評価]
実施例2[重合体ブロック(B)の合成]で合成した表面に2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン重合体ブロック(B)のみが導入されたガラス製シャーレ(基材)を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の細胞培養評価を5日間行ったが、細胞は基材に接着せず、増殖は確認できなかった。
実施例3
[重合体ブロック(B)の合成]
2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン2.0gの代わりに2-メトキシエチルアクリレート2.0gを用いたこと以外は実施例1[重合体ブロック(B)の合成]と同様の方法で合成を行い、表面に2-メトキシエチルアクリレート重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレを得た。得られた2-メトキシエチルアクリレート重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレを硫酸処理して、2-メトキシエチルアクリレート重合体ブロックを単離し、20℃の水100mLに溶解させた結果、1.5gを不溶部無しに溶解できた。2-メトキシエチルアクリレート重合体ブロック(B)のブロック単位中の親水部の式量は炭素3個、水素4個、酸素3個の合計(88.1)であり、ブロック単位の総式量は130.1であり、HLB値(グリフィン法)は14であった。
[重合体ブロック(B)の合成]
2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン2.0gの代わりに2-メトキシエチルアクリレート2.0gを用いたこと以外は実施例1[重合体ブロック(B)の合成]と同様の方法で合成を行い、表面に2-メトキシエチルアクリレート重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレを得た。得られた2-メトキシエチルアクリレート重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレを硫酸処理して、2-メトキシエチルアクリレート重合体ブロックを単離し、20℃の水100mLに溶解させた結果、1.5gを不溶部無しに溶解できた。2-メトキシエチルアクリレート重合体ブロック(B)のブロック単位中の親水部の式量は炭素3個、水素4個、酸素3個の合計(88.1)であり、ブロック単位の総式量は130.1であり、HLB値(グリフィン法)は14であった。
[細胞培養基材の合成]
上記2-メトキシエチルアクリレート重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレ、N-イソプロピルアクリルアミド1.2gの代わりに1-(1-オキソ-2-プロペニル)ピロリジン1.2gを用いたこと以外は、実施例1[細胞培養基材の合成]と同様の方法で合成を行い、表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を得た。膜の厚さは400nmであった。
得られた細胞培養基材を硫酸処理して、ブロック共重合体を単離し、ポリマー組成、Mw、Mn、およびMw/Mnを評価した結果を表1に示す。
上記2-メトキシエチルアクリレート重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレ、N-イソプロピルアクリルアミド1.2gの代わりに1-(1-オキソ-2-プロペニル)ピロリジン1.2gを用いたこと以外は、実施例1[細胞培養基材の合成]と同様の方法で合成を行い、表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を得た。膜の厚さは400nmであった。
得られた細胞培養基材を硫酸処理して、ブロック共重合体を単離し、ポリマー組成、Mw、Mn、およびMw/Mnを評価した結果を表1に示す。
[細胞培養評価および剥離評価]
上記にて製造した表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の評価を行い、細胞増殖が確認された。また、培養細胞が基材の100%を覆うまで培養した後、基材を10℃に冷却することによって、15分で細胞は最大直径20μmの単一細胞の形状で85%剥離した。
上記にて製造した表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の評価を行い、細胞増殖が確認された。また、培養細胞が基材の100%を覆うまで培養した後、基材を10℃に冷却することによって、15分で細胞は最大直径20μmの単一細胞の形状で85%剥離した。
参考例3
[細胞培養評価]
実施例3[重合体ブロック(B)の合成]で合成した表面に2-メトキシエチルアクリレート重合体ブロック(B)のみが導入されたガラス製シャーレ(基材)を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の細胞培養評価を5日間行ったが、細胞は基材に接着せず、増殖は確認できなかった。
[細胞培養評価]
実施例3[重合体ブロック(B)の合成]で合成した表面に2-メトキシエチルアクリレート重合体ブロック(B)のみが導入されたガラス製シャーレ(基材)を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の細胞培養評価を5日間行ったが、細胞は基材に接着せず、増殖は確認できなかった。
実施例4
[重合体ブロック(B)の合成]
2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン2.0gの代わりにジメチル(2-メタクリロイルオキシエチル)(カルボキシラトメチル)アミニウム2.0gを用いたこと以外は実施例1[重合体ブロック(B)の合成]と同様の方法で合成を行い、表面にジメチル(2-メタクリロイルオキシエチル)(カルボキシラトメチル)アミニウム重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレを得た。得られたジメチル(2-メタクリロイルオキシエチル)(カルボキシラトメチル)アミニウム重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレを硫酸処理して、ジメチル(2-メタクリロイルオキシエチル)(カルボキシラトメチル)アミニウム重合体ブロックを単離し、20℃の水100mLに溶解させた結果、10gを不溶部無しに溶解できた。2-メトキシエチルアクリレートジメチル(2-メタクリロイルオキシエチル)(カルボキシラトメチル)アミニウム重合体ブロック(B)のブロック単位中の親水部の式量は炭素6個、水素10個、窒素1個、酸素4個の合計(160.1)であり、ブロック単位の総式量は215.2であり、HLB値(グリフィン法)は15であった。
[重合体ブロック(B)の合成]
2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン2.0gの代わりにジメチル(2-メタクリロイルオキシエチル)(カルボキシラトメチル)アミニウム2.0gを用いたこと以外は実施例1[重合体ブロック(B)の合成]と同様の方法で合成を行い、表面にジメチル(2-メタクリロイルオキシエチル)(カルボキシラトメチル)アミニウム重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレを得た。得られたジメチル(2-メタクリロイルオキシエチル)(カルボキシラトメチル)アミニウム重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレを硫酸処理して、ジメチル(2-メタクリロイルオキシエチル)(カルボキシラトメチル)アミニウム重合体ブロックを単離し、20℃の水100mLに溶解させた結果、10gを不溶部無しに溶解できた。2-メトキシエチルアクリレートジメチル(2-メタクリロイルオキシエチル)(カルボキシラトメチル)アミニウム重合体ブロック(B)のブロック単位中の親水部の式量は炭素6個、水素10個、窒素1個、酸素4個の合計(160.1)であり、ブロック単位の総式量は215.2であり、HLB値(グリフィン法)は15であった。
[細胞培養基材の合成]
上記ジメチル(2-メタクリロイルオキシエチル)(カルボキシラトメチル)アミニウム重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレ、N-イソプロピルアクリルアミド1.2gの代わりに1-(1-オキソ-2-プロペニル)ピペリジン1.2gを用いたこと以外は、実施例1[細胞培養基材の合成]と同様の方法で合成を行い、表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を得た。膜の厚さは350nmであった。
得られた細胞培養基材を硫酸処理して、ブロック共重合体を単離し、ポリマー組成、Mw、Mn、およびMw/Mnを評価した結果を表1に示す。
上記ジメチル(2-メタクリロイルオキシエチル)(カルボキシラトメチル)アミニウム重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレ、N-イソプロピルアクリルアミド1.2gの代わりに1-(1-オキソ-2-プロペニル)ピペリジン1.2gを用いたこと以外は、実施例1[細胞培養基材の合成]と同様の方法で合成を行い、表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を得た。膜の厚さは350nmであった。
得られた細胞培養基材を硫酸処理して、ブロック共重合体を単離し、ポリマー組成、Mw、Mn、およびMw/Mnを評価した結果を表1に示す。
[細胞培養評価および剥離評価]
上記にて製造した表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の評価を行い、細胞増殖が確認された。また、培養細胞が基材の100%を覆うまで培養した後、基材を10℃に冷却することによって、15分で細胞は最大直径20μmの単一細胞の形状で90%剥離した。
上記にて製造した表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の評価を行い、細胞増殖が確認された。また、培養細胞が基材の100%を覆うまで培養した後、基材を10℃に冷却することによって、15分で細胞は最大直径20μmの単一細胞の形状で90%剥離した。
参考例4
[細胞培養評価]
実施例4[重合体ブロック(B)の合成]で合成した表面にジメチル(2-メタクリロイルオキシエチル)(カルボキシラトメチル)アミニウム重合体ブロック(B)のみが導入されたガラス製シャーレ(基材)を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の細胞培養評価を5日間行ったが、細胞は基材に接着せず、増殖は確認できなかった。
[細胞培養評価]
実施例4[重合体ブロック(B)の合成]で合成した表面にジメチル(2-メタクリロイルオキシエチル)(カルボキシラトメチル)アミニウム重合体ブロック(B)のみが導入されたガラス製シャーレ(基材)を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の細胞培養評価を5日間行ったが、細胞は基材に接着せず、増殖は確認できなかった。
実施例5
[重合体ブロック(B)の合成]
2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン2.0gの代わりにジメチル(2-メタクリロイルアミノプロピル)(3-スルホナトプロピル)アミニウム2.0gを用いたこと以外は実施例1[重合体ブロック(B)の合成]と同様の方法で合成を行い、表面にジメチル(2-メタクリロイルアミノプロピル)(3-スルホナトプロピル)アミニウム重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレを得た。得られたジメチル(2-メタクリロイルアミノプロピル)(3-スルホナトプロピル)アミニウム重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレを硫酸処理して、ジメチル(2-メタクリロイルアミノプロピル)(3-スルホナトプロピル)アミニウム重合体ブロックを単離し、20℃の水100mLに溶解させた結果、10gを不溶部無しに溶解できた。ジメチル(2-メタクリロイルアミノプロピル)(3-スルホナトプロピル)アミニウム重合体ブロック(B)のブロック単位中の親水部の式量は炭素5個、水素11個、窒素1個、酸素4個、硫黄1個の合計(181.2)であり、ブロック単位の総式量は278.4であり、HLB値(グリフィン法)は13であった。
[重合体ブロック(B)の合成]
2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン2.0gの代わりにジメチル(2-メタクリロイルアミノプロピル)(3-スルホナトプロピル)アミニウム2.0gを用いたこと以外は実施例1[重合体ブロック(B)の合成]と同様の方法で合成を行い、表面にジメチル(2-メタクリロイルアミノプロピル)(3-スルホナトプロピル)アミニウム重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレを得た。得られたジメチル(2-メタクリロイルアミノプロピル)(3-スルホナトプロピル)アミニウム重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレを硫酸処理して、ジメチル(2-メタクリロイルアミノプロピル)(3-スルホナトプロピル)アミニウム重合体ブロックを単離し、20℃の水100mLに溶解させた結果、10gを不溶部無しに溶解できた。ジメチル(2-メタクリロイルアミノプロピル)(3-スルホナトプロピル)アミニウム重合体ブロック(B)のブロック単位中の親水部の式量は炭素5個、水素11個、窒素1個、酸素4個、硫黄1個の合計(181.2)であり、ブロック単位の総式量は278.4であり、HLB値(グリフィン法)は13であった。
[細胞培養基材の合成]
上記ジメチル(2-メタクリロイルアミノプロピル)(3-スルホナトプロピル)アミニウム重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレ、N-イソプロピルアクリルアミド1.2gの代わりに4-(1-オキソ-2-プロペニル)モルホリン1.2gを用いたこと以外は、実施例1[細胞培養基材の合成]と同様の方法で合成を行い、表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を得た。膜の厚さは380nmであった。
得られた細胞培養基材を硫酸処理して、ブロック共重合体を単離し、ポリマー組成、Mw、Mn、およびMw/Mnを評価した結果を表1に示す。
上記ジメチル(2-メタクリロイルアミノプロピル)(3-スルホナトプロピル)アミニウム重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレ、N-イソプロピルアクリルアミド1.2gの代わりに4-(1-オキソ-2-プロペニル)モルホリン1.2gを用いたこと以外は、実施例1[細胞培養基材の合成]と同様の方法で合成を行い、表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を得た。膜の厚さは380nmであった。
得られた細胞培養基材を硫酸処理して、ブロック共重合体を単離し、ポリマー組成、Mw、Mn、およびMw/Mnを評価した結果を表1に示す。
[細胞培養評価および剥離評価]
上記にて製造した表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の評価を行い、細胞増殖が確認された。また、培養細胞が基材の100%を覆うまで培養した後、基材を10℃に冷却することによって、15分で細胞は最大直径21μmの単一細胞の形状で80%剥離した。
上記にて製造した表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の評価を行い、細胞増殖が確認された。また、培養細胞が基材の100%を覆うまで培養した後、基材を10℃に冷却することによって、15分で細胞は最大直径21μmの単一細胞の形状で80%剥離した。
[剥離細胞の培養評価]
上述の細胞培養評価で基材の100%を覆うまで増殖した細胞から培地成分を除いた後、新たにDMEM培地を添加して、10℃に冷却した。30分間で細胞は最大直径20μmの単一細胞の形状で100%剥離した。剥離したL929細胞(50個/mm2)を、実施例1[剥離細胞の培養評価]と同様の方法で培養した。細胞は24時間後に93個/mm2に、72時間後に640個/mm2まで増加した。
上述の細胞培養評価で基材の100%を覆うまで増殖した細胞から培地成分を除いた後、新たにDMEM培地を添加して、10℃に冷却した。30分間で細胞は最大直径20μmの単一細胞の形状で100%剥離した。剥離したL929細胞(50個/mm2)を、実施例1[剥離細胞の培養評価]と同様の方法で培養した。細胞は24時間後に93個/mm2に、72時間後に640個/mm2まで増加した。
参考例5
[細胞培養評価]
実施例5[重合体ブロック(B)の合成]で合成した表面にジメチル(2-メタクリロイルアミノプロピル)(3-スルホナトプロピル)アミニウム重合体ブロック(B)のみが導入されたガラス製シャーレ(基材)を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の細胞培養評価を5日間行ったが、細胞は基材に接着せず、増殖は確認できなかった。
[細胞培養評価]
実施例5[重合体ブロック(B)の合成]で合成した表面にジメチル(2-メタクリロイルアミノプロピル)(3-スルホナトプロピル)アミニウム重合体ブロック(B)のみが導入されたガラス製シャーレ(基材)を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の細胞培養評価を5日間行ったが、細胞は基材に接着せず、増殖は確認できなかった。
実施例6
[重合体ブロック(B)の合成]
2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン2.0gの代わりにポリエチレングリコールメタクリレート(b=8.5, c=0, R16=メチル基)2.0gを用いたこと以外は実施例1[重合体ブロック(B)の合成]と同様の方法で合成を行い、表面にポリエチレングリコールメタクリレート重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレを得た。得られたポリエチレングリコールメタクリレート重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレを硫酸処理して、ポリエチレングリコールメタクリレート重合体ブロックを単離し、20℃の水100mLに溶解させた結果、10gを不溶部無しに溶解できた。ジメチル(2-メタクリロイルアミノプロピル)(3-スルホナトプロピル)アミニウムポリエチレングリコールメタクリレート重合体ブロック(B)のブロック単位中の親水部の式量は炭素18個、水素34個、酸素10.5個の合計(418.5)であり、ブロック単位の総式量は474.6であり、HLB値(グリフィン法)は18であった。
[重合体ブロック(B)の合成]
2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン2.0gの代わりにポリエチレングリコールメタクリレート(b=8.5, c=0, R16=メチル基)2.0gを用いたこと以外は実施例1[重合体ブロック(B)の合成]と同様の方法で合成を行い、表面にポリエチレングリコールメタクリレート重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレを得た。得られたポリエチレングリコールメタクリレート重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレを硫酸処理して、ポリエチレングリコールメタクリレート重合体ブロックを単離し、20℃の水100mLに溶解させた結果、10gを不溶部無しに溶解できた。ジメチル(2-メタクリロイルアミノプロピル)(3-スルホナトプロピル)アミニウムポリエチレングリコールメタクリレート重合体ブロック(B)のブロック単位中の親水部の式量は炭素18個、水素34個、酸素10.5個の合計(418.5)であり、ブロック単位の総式量は474.6であり、HLB値(グリフィン法)は18であった。
[細胞培養基材の合成]
上記ポリエチレングリコールメタクリレート重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレ、N-イソプロピルアクリルアミド1.2gの代わりにN-n-プロピルメタクリルアミド1.2gを用いたこと以外は、実施例1[細胞培養基材の合成]と同様の方法で合成を行い、表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を得た。膜の厚さは400nmであった。
得られた細胞培養基材を硫酸処理して、ブロック共重合体を単離し、ポリマー組成、Mw、Mn、およびMw/Mnを評価した結果を表1に示す。
上記ポリエチレングリコールメタクリレート重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレ、N-イソプロピルアクリルアミド1.2gの代わりにN-n-プロピルメタクリルアミド1.2gを用いたこと以外は、実施例1[細胞培養基材の合成]と同様の方法で合成を行い、表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を得た。膜の厚さは400nmであった。
得られた細胞培養基材を硫酸処理して、ブロック共重合体を単離し、ポリマー組成、Mw、Mn、およびMw/Mnを評価した結果を表1に示す。
[細胞培養評価および剥離評価]
上記にて製造した表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の評価を行い、細胞増殖が確認された。また、培養細胞が基材の100%を覆うまで培養した後、基材を10℃に冷却することによって、15分で細胞は最大直径20μmの単一細胞の形状で100%剥離した。
上記にて製造した表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の評価を行い、細胞増殖が確認された。また、培養細胞が基材の100%を覆うまで培養した後、基材を10℃に冷却することによって、15分で細胞は最大直径20μmの単一細胞の形状で100%剥離した。
参考例6
[細胞培養評価]
実施例6[重合体ブロック(B)の合成]で合成した表面にポリエチレングリコールメタクリレート重合体ブロック(B)のみが導入されたガラス製シャーレ(基材)を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の細胞培養評価を5日間行ったが、細胞は基材に接着せず、増殖は確認できなかった。
[細胞培養評価]
実施例6[重合体ブロック(B)の合成]で合成した表面にポリエチレングリコールメタクリレート重合体ブロック(B)のみが導入されたガラス製シャーレ(基材)を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の細胞培養評価を5日間行ったが、細胞は基材に接着せず、増殖は確認できなかった。
実施例7
[重合体ブロック(B)の合成]
2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン2.0gの代わりに2-ヒドロキシエチルメタクリエレート2.0gを用いたこと以外は実施例1[重合体ブロック(B)の合成]と同様の方法で合成を行い、表面に2-ヒドロキシエチルメタクリエレート重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレを得た。得られた2-ヒドロキシエチルメタクリエレート重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレを硫酸処理して、2-ヒドロキシエチルメタクリエレート重合体ブロックを単離し、20℃の水100mLに溶解させた結果、5gを不溶部無しに溶解できた。2-ヒドロキシエチルメタクリエレート重合体ブロック(B)のブロック単位中の親水部の式量は炭素3個、水素5個、酸素3個の合計(89.1)であり、ブロック単位の総式量は130.1であり、HLB値(グリフィン法)は14であった。
[重合体ブロック(B)の合成]
2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン2.0gの代わりに2-ヒドロキシエチルメタクリエレート2.0gを用いたこと以外は実施例1[重合体ブロック(B)の合成]と同様の方法で合成を行い、表面に2-ヒドロキシエチルメタクリエレート重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレを得た。得られた2-ヒドロキシエチルメタクリエレート重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレを硫酸処理して、2-ヒドロキシエチルメタクリエレート重合体ブロックを単離し、20℃の水100mLに溶解させた結果、5gを不溶部無しに溶解できた。2-ヒドロキシエチルメタクリエレート重合体ブロック(B)のブロック単位中の親水部の式量は炭素3個、水素5個、酸素3個の合計(89.1)であり、ブロック単位の総式量は130.1であり、HLB値(グリフィン法)は14であった。
[細胞培養基材の合成]
上記2-ヒドロキシエチルメタクリエレート重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレ、N-イソプロピルアクリルアミド1.2gの代わりにN,N-ジエチルアクリルアミド1.2gを用いたこと以外は、実施例1[細胞培養基材の合成]と同様の方法で合成を行い、表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を得た。膜の厚さは250nmであった。
得られた細胞培養基材を硫酸処理して、ブロック共重合体を単離し、ポリマー組成、Mw、Mn、およびMw/Mnを評価した結果を表1に示す。
上記2-ヒドロキシエチルメタクリエレート重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレ、N-イソプロピルアクリルアミド1.2gの代わりにN,N-ジエチルアクリルアミド1.2gを用いたこと以外は、実施例1[細胞培養基材の合成]と同様の方法で合成を行い、表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を得た。膜の厚さは250nmであった。
得られた細胞培養基材を硫酸処理して、ブロック共重合体を単離し、ポリマー組成、Mw、Mn、およびMw/Mnを評価した結果を表1に示す。
[細胞培養評価および剥離評価]
上記にて製造した表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の評価を行い、細胞増殖が確認された。また、培養細胞が基材の100%を覆うまで培養した後、基材を10℃に冷却することによって、15分で細胞は最大直径20μmの単一細胞の形状で90%剥離した。
上記にて製造した表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の評価を行い、細胞増殖が確認された。また、培養細胞が基材の100%を覆うまで培養した後、基材を10℃に冷却することによって、15分で細胞は最大直径20μmの単一細胞の形状で90%剥離した。
参考例7
[細胞培養評価]
実施例7[重合体ブロック(B)の合成]で合成した表面に2-ヒドロキシエチルメタクリエレート重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレ(基材)を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の細胞培養評価を5日間行ったが、細胞は基材に接着せず、増殖は確認できなかった。
[細胞培養評価]
実施例7[重合体ブロック(B)の合成]で合成した表面に2-ヒドロキシエチルメタクリエレート重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレ(基材)を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の細胞培養評価を5日間行ったが、細胞は基材に接着せず、増殖は確認できなかった。
実施例8
[重合体ブロック(B)の合成]
2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン2.0gの代わりにN,N-ジメチルアミノエチルメタクリレート2.0gを用いたこと以外は実施例1[重合体ブロック(B)の合成]と同様の方法で合成を行い、表面にN,N-ジメチルアミノエチルメタクリレート重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレを得た。得られたN,N-ジメチルアミノエチルメタクリレート重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレを硫酸処理して、N,N-ジメチルアミノエチルメタクリレート重合体ブロックを単離し、20℃の水100mLに溶解させた結果、5gを不溶部無しに溶解できた。N,N-ジメチルアミノエチルメタクリレート重合体ブロック(B)のブロック単位中の親水部の式量は炭素5個、水素10個、窒素1個、酸素2個の合計(116.1)であり、ブロック単位の総式量は157.2であり、HLB値(グリフィン法)は15であった。
[重合体ブロック(B)の合成]
2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン2.0gの代わりにN,N-ジメチルアミノエチルメタクリレート2.0gを用いたこと以外は実施例1[重合体ブロック(B)の合成]と同様の方法で合成を行い、表面にN,N-ジメチルアミノエチルメタクリレート重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレを得た。得られたN,N-ジメチルアミノエチルメタクリレート重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレを硫酸処理して、N,N-ジメチルアミノエチルメタクリレート重合体ブロックを単離し、20℃の水100mLに溶解させた結果、5gを不溶部無しに溶解できた。N,N-ジメチルアミノエチルメタクリレート重合体ブロック(B)のブロック単位中の親水部の式量は炭素5個、水素10個、窒素1個、酸素2個の合計(116.1)であり、ブロック単位の総式量は157.2であり、HLB値(グリフィン法)は15であった。
[細胞培養基材の合成]
上述のN,N-ジメチルアミノエチルメタクリレート重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレ、N-イソプロピルアクリルアミド1.2gの代わりにN,N-ジエチルアクリルアミド1.2gを用いたこと以外は、実施例1[細胞培養基材の合成]と同様の方法で合成を行い、表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を得た。膜の厚さは200nmであった。
得られた細胞培養基材を硫酸処理して、ブロック共重合体を単離し、ポリマー組成、Mw、Mn、およびMw/Mnを評価した結果を表1に示す。
上述のN,N-ジメチルアミノエチルメタクリレート重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレ、N-イソプロピルアクリルアミド1.2gの代わりにN,N-ジエチルアクリルアミド1.2gを用いたこと以外は、実施例1[細胞培養基材の合成]と同様の方法で合成を行い、表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を得た。膜の厚さは200nmであった。
得られた細胞培養基材を硫酸処理して、ブロック共重合体を単離し、ポリマー組成、Mw、Mn、およびMw/Mnを評価した結果を表1に示す。
[細胞培養評価および剥離評価]
上述にて製造した表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の評価を行い、細胞増殖が確認された。また、培養細胞が基材の100%を覆うまで培養した後、基材を10℃に冷却することによって、15分で細胞は最大直径20μmの単一細胞の形状で90%剥離した。
上述にて製造した表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の評価を行い、細胞増殖が確認された。また、培養細胞が基材の100%を覆うまで培養した後、基材を10℃に冷却することによって、15分で細胞は最大直径20μmの単一細胞の形状で90%剥離した。
参考例8
[細胞培養評価]
実施例7[重合体ブロック(B)の合成]で合成した表面にN,N-ジメチルアミノエチルメタクリレート重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレ(基材)を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の細胞培養評価を5日間行ったが、細胞は基材に接着せず、増殖は確認できなかった。
[細胞培養評価]
実施例7[重合体ブロック(B)の合成]で合成した表面にN,N-ジメチルアミノエチルメタクリレート重合体ブロック(B)が導入されたガラス製シャーレ(基材)を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の細胞培養評価を5日間行ったが、細胞は基材に接着せず、増殖は確認できなかった。
実施例9
[重合体ブロック(B)の合成]
100mLの2口ナス型フラスコに2-ヒドロキシエチルメタクリエレート2.0g、4-シアノ-4-[(ドデシルスルフォニルチオカルボニル)スルフォニル]ペンタノイックアシッド0.073g、アゾビスイソブチルニトリル0.004gを加え、1,4-ジオキサン/エタノール=1:1混合溶液10mLに溶解した。窒素バブリングを30分行った後、65℃で12時間反応させた。反応後ジエチルエーテルで再沈し、2-ヒドロキシエチルメタクリエレートの重合体ブロック(B)を得た。得られた2-ヒドロキシエチルメタクリエレート重合体ブロック(B)を20℃の水100mLに溶解させた結果、5gを不溶部無しに溶解できた。
[重合体ブロック(B)の合成]
100mLの2口ナス型フラスコに2-ヒドロキシエチルメタクリエレート2.0g、4-シアノ-4-[(ドデシルスルフォニルチオカルボニル)スルフォニル]ペンタノイックアシッド0.073g、アゾビスイソブチルニトリル0.004gを加え、1,4-ジオキサン/エタノール=1:1混合溶液10mLに溶解した。窒素バブリングを30分行った後、65℃で12時間反応させた。反応後ジエチルエーテルで再沈し、2-ヒドロキシエチルメタクリエレートの重合体ブロック(B)を得た。得られた2-ヒドロキシエチルメタクリエレート重合体ブロック(B)を20℃の水100mLに溶解させた結果、5gを不溶部無しに溶解できた。
[ブロック共重合体の合成]
100mLの2口ナス型フラスコに上記重合体ブロック(B)1.2g、N,N-ジエチルアクリルアミド1.2g、アゾビスイソブチルニトリル0.004gを加え、1,4-ジオキサン/エタノール=1:2混合溶液15mLに溶解した。窒素バブリングを30分行った後、65℃で12時間反応させた。反応後ヘキサンで再沈し、ブロック共重合体を得た。ポリマー組成、Mw、Mn、およびMw/Mnを評価した結果を表1に示す。
100mLの2口ナス型フラスコに上記重合体ブロック(B)1.2g、N,N-ジエチルアクリルアミド1.2g、アゾビスイソブチルニトリル0.004gを加え、1,4-ジオキサン/エタノール=1:2混合溶液15mLに溶解した。窒素バブリングを30分行った後、65℃で12時間反応させた。反応後ヘキサンで再沈し、ブロック共重合体を得た。ポリマー組成、Mw、Mn、およびMw/Mnを評価した結果を表1に示す。
[細胞培養基材の合成]
上記にて製造したブロック共重合体100重量部と、架橋剤としてヘキサメトキシメチルメラミン30重量部と。光酸発生剤としてトリフェニルスルホニウムトリフレート10重量部を、溶媒としてジアセトンアルコール250部に溶解し、塗布溶液とした。ガラス基板上に上記塗布溶液をスピンコーターの回転速度3000rpmでスピンコートした。塗布後80℃で5分間加熱処理して溶媒を揮発させ、膜厚1.8μmの塗膜を得た。高圧水銀ランプを用いて、塗膜への露光を行った。露光後、120℃で5分間加熱処理を行い、露光によって発生した酸による酸触媒反応によって架橋反応を進行させた。その後、水で洗浄し、120℃で30分間加熱乾燥した。膜の厚さは25nmであった。
上記にて製造したブロック共重合体100重量部と、架橋剤としてヘキサメトキシメチルメラミン30重量部と。光酸発生剤としてトリフェニルスルホニウムトリフレート10重量部を、溶媒としてジアセトンアルコール250部に溶解し、塗布溶液とした。ガラス基板上に上記塗布溶液をスピンコーターの回転速度3000rpmでスピンコートした。塗布後80℃で5分間加熱処理して溶媒を揮発させ、膜厚1.8μmの塗膜を得た。高圧水銀ランプを用いて、塗膜への露光を行った。露光後、120℃で5分間加熱処理を行い、露光によって発生した酸による酸触媒反応によって架橋反応を進行させた。その後、水で洗浄し、120℃で30分間加熱乾燥した。膜の厚さは25nmであった。
[細胞培養評価および剥離評価]
上記にて製造したガラス基板をガラス製シャーレに入れ、細胞培養基材として用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の評価を行い、細胞増殖が確認され、細胞増殖後の細胞剥離評価では、3分冷却することで細胞はシート状で24%剥離した。また15分冷却することで細胞は最大直径5mmのシート状で90%剥離した。
上記にて製造したガラス基板をガラス製シャーレに入れ、細胞培養基材として用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の評価を行い、細胞増殖が確認され、細胞増殖後の細胞剥離評価では、3分冷却することで細胞はシート状で24%剥離した。また15分冷却することで細胞は最大直径5mmのシート状で90%剥離した。
参考例9
[細胞培養基材の合成]
実施例9[重合体ブロック(B)の合成]で合成した表面に2-ヒドロキシエチルメタクリエレート重合体ブロック(B)のみをブロック共重合体の替わりに用いたこと以外は、実施例9[細胞培養基材の合成]と同様の方法でガラス基材を合成した。
[細胞培養基材の合成]
実施例9[重合体ブロック(B)の合成]で合成した表面に2-ヒドロキシエチルメタクリエレート重合体ブロック(B)のみをブロック共重合体の替わりに用いたこと以外は、実施例9[細胞培養基材の合成]と同様の方法でガラス基材を合成した。
[細胞培養評価]
上述のガラス基板を用いたこと以外は、実施例8[細胞培養評価および剥離評価]と同様の細胞培養評価を5日間行ったが、細胞は基材に接着せず、増殖は確認できなかった。
上述のガラス基板を用いたこと以外は、実施例8[細胞培養評価および剥離評価]と同様の細胞培養評価を5日間行ったが、細胞は基材に接着せず、増殖は確認できなかった。
実施例10
[重合体ブロック(B)の合成]
100mLの2口ナス型フラスコにN-ビニルピロリドンを1.0g、スチレン1.3g、RAFT剤として4-シアノ-4-[(ドデシルスルフォニルチオカルボニル)スルフォニル]ペンタノイックアシッド0.073g、アゾビスイソブチルニトリル0.004gを加え、1,4-ジオキサン/エタノール=1:1混合溶液10mLに溶解した。窒素バブリングを30分行った後、65℃で12時間反応させた。反応後ジエチルエーテルで再沈し、N-ビニルピロリドンとスチレンのランダム共重合体ブロック(B)を得た。得られたN-ビニルピロリドンとスチレンのランダム共重合体ブロック(B)を20℃の水100mLに溶解させた結果、0.5gを不溶部無しに溶解できた。
[重合体ブロック(B)の合成]
100mLの2口ナス型フラスコにN-ビニルピロリドンを1.0g、スチレン1.3g、RAFT剤として4-シアノ-4-[(ドデシルスルフォニルチオカルボニル)スルフォニル]ペンタノイックアシッド0.073g、アゾビスイソブチルニトリル0.004gを加え、1,4-ジオキサン/エタノール=1:1混合溶液10mLに溶解した。窒素バブリングを30分行った後、65℃で12時間反応させた。反応後ジエチルエーテルで再沈し、N-ビニルピロリドンとスチレンのランダム共重合体ブロック(B)を得た。得られたN-ビニルピロリドンとスチレンのランダム共重合体ブロック(B)を20℃の水100mLに溶解させた結果、0.5gを不溶部無しに溶解できた。
[ブロック共重合体の合成]
100mLの2口ナス型フラスコに上記ランダム共重合体ブロック(B)1.2g、N-エトキシエチルアクリルアミド1.2g、アゾビスイソブチルニトリル0.004gを加え、1,4-ジオキサン/エタノール=1:2混合溶液15mLに溶解した。窒素バブリングを30分行った後、65℃で12時間反応させた。反応後ヘキサンで再沈し、ブロック共重合体を得た。
100mLの2口ナス型フラスコに上記ランダム共重合体ブロック(B)1.2g、N-エトキシエチルアクリルアミド1.2g、アゾビスイソブチルニトリル0.004gを加え、1,4-ジオキサン/エタノール=1:2混合溶液15mLに溶解した。窒素バブリングを30分行った後、65℃で12時間反応させた。反応後ヘキサンで再沈し、ブロック共重合体を得た。
得られたブロック共重合体のポリマー組成、Mw、Mn、およびMw/Mnを評価した結果を表1に示す。
[細胞培養基材の合成]
上記にて製造したブロック共重合体0.10gをエタノール49.90gに溶解し、ブロック共重合体の0.2wt%エタノール溶液を作成した。φ25mmガラス製シャーレにブロック共重合体の0.2wt%エタノール溶液を2.5mL加え、30分間静置した。その後ブロック共重合体の0.2wt%エタノール溶液をピペットで抜き取り、デシケータで乾燥することで表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を合成した。膜の厚さは65nmであった。
[細胞培養評価および剥離評価]
上記にて製造した表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の評価を行い、細胞増殖が確認された。また、培養細胞が基材の100%を覆うまで培養した後、基材を10℃に冷却することによって、15分で細胞は最大直径20μmの単一細胞の形状で75%剥離した。
上記にて製造したブロック共重合体0.10gをエタノール49.90gに溶解し、ブロック共重合体の0.2wt%エタノール溶液を作成した。φ25mmガラス製シャーレにブロック共重合体の0.2wt%エタノール溶液を2.5mL加え、30分間静置した。その後ブロック共重合体の0.2wt%エタノール溶液をピペットで抜き取り、デシケータで乾燥することで表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を合成した。膜の厚さは65nmであった。
[細胞培養評価および剥離評価]
上記にて製造した表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の評価を行い、細胞増殖が確認された。また、培養細胞が基材の100%を覆うまで培養した後、基材を10℃に冷却することによって、15分で細胞は最大直径20μmの単一細胞の形状で75%剥離した。
参考例10
[細胞培養基材の合成]
実施例10[重合体ブロック(B)の合成]で合成したN-ビニルピロリドンとスチレンのランダム共重合体ブロック(B)をブロック共重合体の代わりに用いたこと以外は実施例10[細胞培養基材の合成]と同様の方法で合成を行い、表面にN-ビニルピロリドンとスチレンのランダム共重合体ブロックが導入された細胞培養基材を合成した。
[細胞培養基材の合成]
実施例10[重合体ブロック(B)の合成]で合成したN-ビニルピロリドンとスチレンのランダム共重合体ブロック(B)をブロック共重合体の代わりに用いたこと以外は実施例10[細胞培養基材の合成]と同様の方法で合成を行い、表面にN-ビニルピロリドンとスチレンのランダム共重合体ブロックが導入された細胞培養基材を合成した。
[細胞培養評価]
上述にて製造した表面にN-ビニルピロリドンとスチレンのランダム共重合体ブロックが導入された細胞培養基材を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の細胞培養評価を5日間行ったが、細胞は基材に接着せず、増殖は確認できなかった。
上述にて製造した表面にN-ビニルピロリドンとスチレンのランダム共重合体ブロックが導入された細胞培養基材を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の細胞培養評価を5日間行ったが、細胞は基材に接着せず、増殖は確認できなかった。
実施例11
[重合体ブロック(B)の合成]
100mLの2口ナス型フラスコに2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンを1.5g、スチレン1.3g、RAFT剤として4-シアノ-4-[(ドデシルスルフォニルチオカルボニル)スルフォニル]ペンタノイックアシッド6mg、アゾビスイソブチルニトリル1mgを加え、1,4-ジオキサン/エタノール=1:1混合溶液10mLに溶解した。窒素バブリングを30分行った後、65℃で72時間反応させた。反応後アセトンで再沈し、2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンとスチレンのランダム共重合体ブロック(B)を得た。得られた2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンとスチレンのランダム共重合体ブロック(B)を20℃の水100mLに溶解させた結果、1.0gを不溶部無しに溶解できた。
[重合体ブロック(B)の合成]
100mLの2口ナス型フラスコに2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンを1.5g、スチレン1.3g、RAFT剤として4-シアノ-4-[(ドデシルスルフォニルチオカルボニル)スルフォニル]ペンタノイックアシッド6mg、アゾビスイソブチルニトリル1mgを加え、1,4-ジオキサン/エタノール=1:1混合溶液10mLに溶解した。窒素バブリングを30分行った後、65℃で72時間反応させた。反応後アセトンで再沈し、2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンとスチレンのランダム共重合体ブロック(B)を得た。得られた2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンとスチレンのランダム共重合体ブロック(B)を20℃の水100mLに溶解させた結果、1.0gを不溶部無しに溶解できた。
[ブロック共重合体の合成]
100mLの2口ナス型フラスコに上記ランダム共重合体ブロック(B)0.8g、N-イソプロピルアクリルアミド0.9g、アゾビスイソブチルニトリル0.003gを加え、1,4-ジオキサン/エタノール=1:1混合溶液10mLに溶解した。窒素バブリングを30分行った後、65℃で24時間反応させた。反応後ヘキサンで再沈し、ブロック共重合体を得た。
得られたブロック共重合体のポリマー組成、Mw、Mn、およびMw/Mnを評価した結果を表1に示す。
100mLの2口ナス型フラスコに上記ランダム共重合体ブロック(B)0.8g、N-イソプロピルアクリルアミド0.9g、アゾビスイソブチルニトリル0.003gを加え、1,4-ジオキサン/エタノール=1:1混合溶液10mLに溶解した。窒素バブリングを30分行った後、65℃で24時間反応させた。反応後ヘキサンで再沈し、ブロック共重合体を得た。
得られたブロック共重合体のポリマー組成、Mw、Mn、およびMw/Mnを評価した結果を表1に示す。
[細胞培養基材の合成]
上述のブロック共重合体0.01gをエタノール4.99gに溶解し、ブロック共重合体の0.2wt%エタノール溶液を作製した。 さらに、0.2wt%エタノール溶液1mLとエタノール9mLを混合し、0.02wt%エタノール溶液を調製した。コーニング社製直径35mm細胞培養表面処理ディッシュ(No.430165)に0.02wt%エタノール溶液を0.44mL加え、室温で乾燥した。さらに、減圧乾燥を6時間行い、表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を合成した。膜の厚さは100nmであった。
上述のブロック共重合体0.01gをエタノール4.99gに溶解し、ブロック共重合体の0.2wt%エタノール溶液を作製した。 さらに、0.2wt%エタノール溶液1mLとエタノール9mLを混合し、0.02wt%エタノール溶液を調製した。コーニング社製直径35mm細胞培養表面処理ディッシュ(No.430165)に0.02wt%エタノール溶液を0.44mL加え、室温で乾燥した。さらに、減圧乾燥を6時間行い、表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を合成した。膜の厚さは100nmであった。
[細胞培養評価および剥離評価]
上述にて製造した表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の評価を行い、細胞増殖が確認された。また、培養細胞が基材の100%を覆うまで培養した後、基材を10℃に冷却することによって、15分で細胞は最大直径20μmの単一細胞の形状で90%剥離した。
上述にて製造した表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の評価を行い、細胞増殖が確認された。また、培養細胞が基材の100%を覆うまで培養した後、基材を10℃に冷却することによって、15分で細胞は最大直径20μmの単一細胞の形状で90%剥離した。
参考例11
[細胞培養基材の合成]
実施例11[重合体ブロック(B)の合成]で合成した2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンとスチレンのランダム共重合体ブロック(B)をブロック共重合体の代わりに用いたこと以外は実施例11[細胞培養基材の合成]と同様の方法で合成を行い、表面に2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンとスチレンのランダム共重合体ブロックが導入された細胞培養基材を合成した。
[細胞培養基材の合成]
実施例11[重合体ブロック(B)の合成]で合成した2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンとスチレンのランダム共重合体ブロック(B)をブロック共重合体の代わりに用いたこと以外は実施例11[細胞培養基材の合成]と同様の方法で合成を行い、表面に2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンとスチレンのランダム共重合体ブロックが導入された細胞培養基材を合成した。
[細胞培養評価]
上述にて製造した表面に2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンとスチレンのランダム共重合体ブロックが導入された細胞培養基材を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の細胞培養評価を5日間行ったが、細胞は基材に接着せず、増殖は確認できなかった。
上述にて製造した表面に2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンとスチレンのランダム共重合体ブロックが導入された細胞培養基材を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の細胞培養評価を5日間行ったが、細胞は基材に接着せず、増殖は確認できなかった。
実施例12
[細胞培養評価および剥離評価]
実施例11[細胞培養基材の合成]で製造した表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を用い、正常ヒト皮膚繊維芽細胞(NHDF細胞)(114個/mm2)を、37℃、CO2濃度5%で培養した。培養液はDSファーマバイオメディカル(株)製CS-C培地キット(No.CS4Z0500R)を用いた。細胞増殖が確認され、72時間培養したところで、10×10倍の顕微鏡で細胞数を確認し、425個/mm2まで増殖していた。基材を10℃に冷却後、アスピレーターで剥離した細胞を除去し、再度10×10倍の顕微鏡で細胞数を確認した。15分冷却することで細胞は最大直径22μmの単一細胞の形状で100%剥離した。
[細胞培養評価および剥離評価]
実施例11[細胞培養基材の合成]で製造した表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を用い、正常ヒト皮膚繊維芽細胞(NHDF細胞)(114個/mm2)を、37℃、CO2濃度5%で培養した。培養液はDSファーマバイオメディカル(株)製CS-C培地キット(No.CS4Z0500R)を用いた。細胞増殖が確認され、72時間培養したところで、10×10倍の顕微鏡で細胞数を確認し、425個/mm2まで増殖していた。基材を10℃に冷却後、アスピレーターで剥離した細胞を除去し、再度10×10倍の顕微鏡で細胞数を確認した。15分冷却することで細胞は最大直径22μmの単一細胞の形状で100%剥離した。
[剥離細胞の培養評価]
上述の細胞培養評価で72時間培養した細胞から培地成分を除いた後、新たにDSファーマバイオメディカル(株)製CS-C培地キット(No.CS4Z0500R)基礎培地を添加して、10℃に冷却した。15分間で細胞は最大直径22μmの単一細胞の形状で100%剥離した。コーニング社製直径35mm細胞培養表面処理ディッシュ(No.430165)を用いて、上記にて剥離したNHDF細胞(50個/mm2)を、37℃、CO2濃度5%で培養した。培養液はDSファーマバイオメディカル(株)製CS-C培地キット(No.CS4Z0500R)を用いた。細胞は24時間後に150個/mm2に、72時間後に460個/mm2まで増加した。
上述の細胞培養評価で72時間培養した細胞から培地成分を除いた後、新たにDSファーマバイオメディカル(株)製CS-C培地キット(No.CS4Z0500R)基礎培地を添加して、10℃に冷却した。15分間で細胞は最大直径22μmの単一細胞の形状で100%剥離した。コーニング社製直径35mm細胞培養表面処理ディッシュ(No.430165)を用いて、上記にて剥離したNHDF細胞(50個/mm2)を、37℃、CO2濃度5%で培養した。培養液はDSファーマバイオメディカル(株)製CS-C培地キット(No.CS4Z0500R)を用いた。細胞は24時間後に150個/mm2に、72時間後に460個/mm2まで増加した。
実施例13
[細胞培養評価および剥離評価]
実施例11[細胞培養基材の合成]で製造した表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を用い、マウス結合組織L929細胞(100個/mm2)の代わりにチャイニーズハムスター卵巣由来CHO細胞(100個/mm2)を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の評価を行い、細胞増殖が確認された。また、培養細胞が基材の100%を覆うまで培養した後、基材を10℃に冷却することによって、15分で細胞は最大直径18μmの単一細胞の形状で70%剥離した。
[細胞培養評価および剥離評価]
実施例11[細胞培養基材の合成]で製造した表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を用い、マウス結合組織L929細胞(100個/mm2)の代わりにチャイニーズハムスター卵巣由来CHO細胞(100個/mm2)を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の評価を行い、細胞増殖が確認された。また、培養細胞が基材の100%を覆うまで培養した後、基材を10℃に冷却することによって、15分で細胞は最大直径18μmの単一細胞の形状で70%剥離した。
参考例12
[細胞培養評価]
参考例11[細胞培養基材の合成]で製造した表面に2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンとスチレンのランダム共重合体ブロックのみが導入された細胞培養基材を用い、マウス結合組織L929細胞(100個/mm2)の代わりにチャイニーズハムスター卵巣由来CHO細胞(100個/mm2)を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の細胞培養評価を5日間行ったが、細胞は基材に接着せず、増殖は確認できなかった。
[細胞培養評価]
参考例11[細胞培養基材の合成]で製造した表面に2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンとスチレンのランダム共重合体ブロックのみが導入された細胞培養基材を用い、マウス結合組織L929細胞(100個/mm2)の代わりにチャイニーズハムスター卵巣由来CHO細胞(100個/mm2)を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の細胞培養評価を5日間行ったが、細胞は基材に接着せず、増殖は確認できなかった。
実施例14
[細胞培養基材の合成]
実施例11[ブロック共重合体の合成]で合成したブロック共重合体0.04gをエタノール20gに溶解し、ブロック共重合体の0.2wt%エタノール溶液を作製した。 さらに、0.2wt%エタノール溶液20mLとエタノール180mLを混合し、0.02wt%エタノール溶液を調製した。300mLガラス製フラスコに上述のブロック共重合体0.02wt%エタノール溶液を180mL添加した後、エタノール溶液をスターラーで撹拌しながら、Corning(R) Untreated Microcarriers(No.4625)10gを添加し、室温で30分間撹拌した。得られた培養基材懸濁液から、減圧下でエタノールを除去し、減圧下、室温で乾燥することによって、表面に2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンとスチレンのランダム共重合体ブロック(B)とN-イソプロピルアクリルアミド重合体ブロック(A)からなるブロック共重合体からなる温度応答性膜が導入された細胞培養基材を合成した。
[細胞培養基材の合成]
実施例11[ブロック共重合体の合成]で合成したブロック共重合体0.04gをエタノール20gに溶解し、ブロック共重合体の0.2wt%エタノール溶液を作製した。 さらに、0.2wt%エタノール溶液20mLとエタノール180mLを混合し、0.02wt%エタノール溶液を調製した。300mLガラス製フラスコに上述のブロック共重合体0.02wt%エタノール溶液を180mL添加した後、エタノール溶液をスターラーで撹拌しながら、Corning(R) Untreated Microcarriers(No.4625)10gを添加し、室温で30分間撹拌した。得られた培養基材懸濁液から、減圧下でエタノールを除去し、減圧下、室温で乾燥することによって、表面に2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンとスチレンのランダム共重合体ブロック(B)とN-イソプロピルアクリルアミド重合体ブロック(A)からなるブロック共重合体からなる温度応答性膜が導入された細胞培養基材を合成した。
[細胞培養評価および剥離評価]
上記細胞培養基材をリン酸緩衝整理食塩水(PBS)溶液に分散させ、オートクレーブ滅菌を行った。その後、血球計算盤上に0.5μLを添加し、ビーズ濃度を計算した。(株)セルシード製HydroCell(R)3.5cmディッシュに細胞培養基材を1×104ビーズ/mL、L929細胞を100cells/ビーズとなるように加え、37℃で培養を行った。72時間培養後、培養液をチューブにに移し、培養液を2mL加え、10分間静置した後、上澄みを捨てることで、未接着の浮遊細胞および細胞凝集塊を除いた。さらにセルストレーナー(メッシュサイズ40μm)で浮遊細胞をろ過し、ろ物を培地2mL中で再分散させた。その後、10℃のインキュベーターで15分間インキュベートし、細胞は最大直径20μmの単一細胞の形状で剥離した。セルストレーナー(メッシュサイズ40μm)で剥離した細胞をろ過し、血球計算盤を用いて細胞数を計算した。また、対照実験として、トリプシン-EDTA溶液中で処理を行った際の細胞剥離数を計測した。10℃への温度低下により剥離した細胞は4×105個で、トリプシン-EDTA溶液中での処理により剥離した細胞(4×105個)とほぼ同等であり、温度低下によってほぼ100%細胞を回収することができた。
上記細胞培養基材をリン酸緩衝整理食塩水(PBS)溶液に分散させ、オートクレーブ滅菌を行った。その後、血球計算盤上に0.5μLを添加し、ビーズ濃度を計算した。(株)セルシード製HydroCell(R)3.5cmディッシュに細胞培養基材を1×104ビーズ/mL、L929細胞を100cells/ビーズとなるように加え、37℃で培養を行った。72時間培養後、培養液をチューブにに移し、培養液を2mL加え、10分間静置した後、上澄みを捨てることで、未接着の浮遊細胞および細胞凝集塊を除いた。さらにセルストレーナー(メッシュサイズ40μm)で浮遊細胞をろ過し、ろ物を培地2mL中で再分散させた。その後、10℃のインキュベーターで15分間インキュベートし、細胞は最大直径20μmの単一細胞の形状で剥離した。セルストレーナー(メッシュサイズ40μm)で剥離した細胞をろ過し、血球計算盤を用いて細胞数を計算した。また、対照実験として、トリプシン-EDTA溶液中で処理を行った際の細胞剥離数を計測した。10℃への温度低下により剥離した細胞は4×105個で、トリプシン-EDTA溶液中での処理により剥離した細胞(4×105個)とほぼ同等であり、温度低下によってほぼ100%細胞を回収することができた。
比較例1
[重合体ブロック(A)の合成]
100mLの2口ナス型フラスコにn-ブチルメタクリレート2.240g、RAFT剤として4-シアノ-4-[(ドデシルスルフォニルチオカルボニル)スルフォニル]ペンタノイックアシッド0.073g、アゾビスイソブチルニトリル0.004gを加え、1,4-ジオキサン10mLに溶解した。窒素バブリングを30分行った後、65℃で12時間反応させた。反応後、メタノールで再沈し、n-ブチルメタクリレートの重合体を得た。得られたn-ブチルメタクリレート重合体ブロック0.5gを20℃の水100mLに添加した結果、不溶部が存在し完全に溶解できなかった。
[重合体ブロック(A)の合成]
100mLの2口ナス型フラスコにn-ブチルメタクリレート2.240g、RAFT剤として4-シアノ-4-[(ドデシルスルフォニルチオカルボニル)スルフォニル]ペンタノイックアシッド0.073g、アゾビスイソブチルニトリル0.004gを加え、1,4-ジオキサン10mLに溶解した。窒素バブリングを30分行った後、65℃で12時間反応させた。反応後、メタノールで再沈し、n-ブチルメタクリレートの重合体を得た。得られたn-ブチルメタクリレート重合体ブロック0.5gを20℃の水100mLに添加した結果、不溶部が存在し完全に溶解できなかった。
さらに100mLの2口ナス型フラスコにn-ブチルメタクリレート重合体1.200g、N-イソプロピルアクリルアミド1.210g、アゾビスイソブチルニトリル0.004gを加え、1,4-ジオキサン/エタノール=1:2混合溶液15mLに溶解した。窒素バブリングを30分行った後、65℃で12時間反応させた。反応後、純水で再沈し、n-ブチルメタクリレートとN-イソプロピルアクリルアミドがブロック共重合したポリマーを得た。
[細胞培養基材の合成]
上記にて製造した重合体を用いたこと以外は、実施例10[細胞培養基材の合成]と同様の方法で合成を行い、表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を得た。膜の厚さは100nmであった。
上記にて製造した重合体を用いたこと以外は、実施例10[細胞培養基材の合成]と同様の方法で合成を行い、表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を得た。膜の厚さは100nmであった。
[細胞培養評価および剥離評価]
上記にて製造した表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の評価を行い、細胞増殖が確認され、細胞増殖後の細胞剥離評価では、3分冷却することで細胞はシート状で24%剥離した。また15分冷却することで細胞は最大直径8mmのシート状で60%剥離した。
上記にて製造した表面に温度応答性膜が導入された細胞培養基材を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の評価を行い、細胞増殖が確認され、細胞増殖後の細胞剥離評価では、3分冷却することで細胞はシート状で24%剥離した。また15分冷却することで細胞は最大直径8mmのシート状で60%剥離した。
比較例2
[細胞培養評価および剥離評価]
セルシード(株)製UpCell(R)35mmφディッシュを用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の評価を行い、細胞増殖が確認され、細胞増殖後の細胞剥離評価では、3分冷却することで細胞はシート状で30%剥離した。また15分冷却することで細胞は最大直径1cmのシート状で65%剥離した。
[細胞培養評価および剥離評価]
セルシード(株)製UpCell(R)35mmφディッシュを用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の評価を行い、細胞増殖が確認され、細胞増殖後の細胞剥離評価では、3分冷却することで細胞はシート状で30%剥離した。また15分冷却することで細胞は最大直径1cmのシート状で65%剥離した。
[剥離細胞の培養評価]
上述の細胞培養評価で基材の100%を覆うまで増殖した細胞から培地成分を除いた後、新たにDMEM培地を添加して、10℃に冷却した。1時間で細胞は最大直径1cmのシート状で100%剥離した。剥離したL929細胞をピペェッティングで分散化させた後、50個/mm2の細胞密度で播種し、実施例1[剥離細胞の培養評価]と同様の方法で培養した。細胞は24時間後に80個/mm2に、72時間後に450個/mm2まで増加し、本発明の細胞培養基材から剥離した細胞よりも増殖速度が遅かった。
上述の細胞培養評価で基材の100%を覆うまで増殖した細胞から培地成分を除いた後、新たにDMEM培地を添加して、10℃に冷却した。1時間で細胞は最大直径1cmのシート状で100%剥離した。剥離したL929細胞をピペェッティングで分散化させた後、50個/mm2の細胞密度で播種し、実施例1[剥離細胞の培養評価]と同様の方法で培養した。細胞は24時間後に80個/mm2に、72時間後に450個/mm2まで増加し、本発明の細胞培養基材から剥離した細胞よりも増殖速度が遅かった。
比較例3
[細胞培養評価および剥離評価]
コーニング製の細胞培養表面処理φ35mmディッシュを用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の評価を行い、細胞増殖が確認されたが、細胞増殖後の細胞剥離評価では、15分冷却しても細胞は全く剥離しなかった。
[トリプシンによる剥離および剥離細胞の評価]
上述の細胞培養評価で基材の100%を覆うまで増殖した細胞から培地成分を除いた後、トリプシンEDTA溶液(和光純薬工業(株)製)1mLを添加し、37℃、CO2濃度5%で10分間放置し、細胞を剥離した。剥離した細胞とトリプシンEDTA溶液の混合物を遠心管中に移送し、10vol%FBS/DMEM培地1mLを追加し、1000rpmで3分間遠心分離した。上澄みを除去した後、新たに10vol%FBS/DMEM培地を添加して、トリプシン処理で剥離したL929細胞を回収した。回収したL929細胞(50個/mm2)を、実施例1[剥離細胞の培養評価]と同様の方法で培養した。細胞は24時間後に80個/mm2に、72時間後に480個/mm2まで増加し、本発明の細胞培養基材から冷却により剥離した細胞よりも増殖速度が遅かった。
[細胞培養評価および剥離評価]
コーニング製の細胞培養表面処理φ35mmディッシュを用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の評価を行い、細胞増殖が確認されたが、細胞増殖後の細胞剥離評価では、15分冷却しても細胞は全く剥離しなかった。
[トリプシンによる剥離および剥離細胞の評価]
上述の細胞培養評価で基材の100%を覆うまで増殖した細胞から培地成分を除いた後、トリプシンEDTA溶液(和光純薬工業(株)製)1mLを添加し、37℃、CO2濃度5%で10分間放置し、細胞を剥離した。剥離した細胞とトリプシンEDTA溶液の混合物を遠心管中に移送し、10vol%FBS/DMEM培地1mLを追加し、1000rpmで3分間遠心分離した。上澄みを除去した後、新たに10vol%FBS/DMEM培地を添加して、トリプシン処理で剥離したL929細胞を回収した。回収したL929細胞(50個/mm2)を、実施例1[剥離細胞の培養評価]と同様の方法で培養した。細胞は24時間後に80個/mm2に、72時間後に480個/mm2まで増加し、本発明の細胞培養基材から冷却により剥離した細胞よりも増殖速度が遅かった。
比較例4
[細胞培養評価および剥離評価]
セルシード(株)製UpCell(R)35mmφディッシュを用いたこと以外は、実施例12 [細胞培養評価および剥離評価]と同様に評価を行い、細胞増殖が確認され、72時間培養したところで384個/mm2まで増殖していた。基材を10℃に冷却し、15分冷却することで細胞は最大直径1.2cmのシート状で90%剥離した。
[剥離細胞の培養評価]
上述の細胞培養評価で得られた細胞をピペッティングで分散化させた後、用いたたこと以外は、実施例12[剥離細胞の培養評価]と同様の方法で評価を行った。細胞は24時間後に210個/mm2に、72時間後に880個/mm2まで増加した。
[細胞培養評価および剥離評価]
セルシード(株)製UpCell(R)35mmφディッシュを用いたこと以外は、実施例12 [細胞培養評価および剥離評価]と同様に評価を行い、細胞増殖が確認され、72時間培養したところで384個/mm2まで増殖していた。基材を10℃に冷却し、15分冷却することで細胞は最大直径1.2cmのシート状で90%剥離した。
[剥離細胞の培養評価]
上述の細胞培養評価で得られた細胞をピペッティングで分散化させた後、用いたたこと以外は、実施例12[剥離細胞の培養評価]と同様の方法で評価を行った。細胞は24時間後に210個/mm2に、72時間後に880個/mm2まで増加した。
比較例5
[細胞培養評価および剥離評価]
コーニング製の細胞培養表面処理φ35mmディッシュを用いたこと以外は、実施例12 [細胞培養評価および剥離評価]と同様に評価を行い、細胞増殖が確認され、72時間培養したところで266個/mm2まで増殖していた。基材を10℃に冷却し、60分冷却したが細胞は剥離しなかった。
[トリプシンによる剥離および剥離細胞の評価]
上述の細胞培養評価で得られた細胞から培地成分を除いた後、0.25%トリプシンEDTA溶液(和光純薬工業(株)製)1.5mLを添加し、37℃、CO2濃度5%で2分間放置し、細胞を剥離した。剥離した細胞とトリプシンEDTA溶液の混合物を遠心管中に移送し、DSファーマバイオメディカル(株)製CS-C培地キット(No.CS4Z0500R)基礎培地2mLを追加し、1000rpmで3分間遠心分離した。上澄みを除去した後、新たに、DSファーマバイオメディカル(株)製CS-C培地キット(No.CS4Z0500R)基礎培地を添加して、トリプシン処理で剥離したNHDF細胞を回収した。回収したNHDF細胞(50個/mm2)を用いたたこと以外は、実施例12[剥離細胞の培養評価]と同様の方法で評価を行った。細胞は24時間後に150個/mm2に、72時間後に690個/mm2まで増加した。
[細胞培養評価および剥離評価]
コーニング製の細胞培養表面処理φ35mmディッシュを用いたこと以外は、実施例12 [細胞培養評価および剥離評価]と同様に評価を行い、細胞増殖が確認され、72時間培養したところで266個/mm2まで増殖していた。基材を10℃に冷却し、60分冷却したが細胞は剥離しなかった。
[トリプシンによる剥離および剥離細胞の評価]
上述の細胞培養評価で得られた細胞から培地成分を除いた後、0.25%トリプシンEDTA溶液(和光純薬工業(株)製)1.5mLを添加し、37℃、CO2濃度5%で2分間放置し、細胞を剥離した。剥離した細胞とトリプシンEDTA溶液の混合物を遠心管中に移送し、DSファーマバイオメディカル(株)製CS-C培地キット(No.CS4Z0500R)基礎培地2mLを追加し、1000rpmで3分間遠心分離した。上澄みを除去した後、新たに、DSファーマバイオメディカル(株)製CS-C培地キット(No.CS4Z0500R)基礎培地を添加して、トリプシン処理で剥離したNHDF細胞を回収した。回収したNHDF細胞(50個/mm2)を用いたたこと以外は、実施例12[剥離細胞の培養評価]と同様の方法で評価を行った。細胞は24時間後に150個/mm2に、72時間後に690個/mm2まで増加した。
比較例6
[細胞培養評価および剥離評価]
セルシード(株)製UpCell(R)35mmφディッシュを用い、マウス結合組織L929細胞(100個/mm2)の代わりにチャイニーズハムスター卵巣由来CHO細胞(100個/mm2)を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の評価を行い、細胞増殖が確認され、細胞増殖後の細胞剥離評価では、3分冷却することで細胞はシート状で15%剥離した。また15分冷却することで細胞は最大直径1.2cmのシート状で50%剥離した。
[細胞培養評価および剥離評価]
セルシード(株)製UpCell(R)35mmφディッシュを用い、マウス結合組織L929細胞(100個/mm2)の代わりにチャイニーズハムスター卵巣由来CHO細胞(100個/mm2)を用いたこと以外は、実施例1[細胞培養評価および剥離評価]と同様の評価を行い、細胞増殖が確認され、細胞増殖後の細胞剥離評価では、3分冷却することで細胞はシート状で15%剥離した。また15分冷却することで細胞は最大直径1.2cmのシート状で50%剥離した。
なお、2015年3月31日に出願された日本特許出願2015-072908の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
本発明によれば、短時間での細胞剥離を可能にする細胞培養基材、その製造方法およびそれを用いた細胞培養方法を提供することができる。さらに、細胞を最大直径5μm~300μmの大きさで剥離し、細胞の分散化作業を省略できる細胞培養基材、その製造方法およびそれを用いた細胞培養方法を提供することができる。
Claims (38)
- 下記(A)および(B)のブロックを含むブロック共重合体で表面を被覆した細胞培養基材。
(A)水に対する下限臨界溶解温度(LCST)が0℃~50℃の範囲にある温度応答性重合体のブロック。
(B)0℃~50℃の範囲にLCSTを持たない、HLB値(グリフィン法)が9~20の範囲にある親水性重合体のブロック。 - ブロック(B)が、カルボン酸基、カルボン酸エステル基、カルボン酸金属塩、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、スルホン酸金属塩、ヒドロキシ基、アルコキシ基、フェノキシ基、アミド基、アミノアルキル基、カルバモイル基、スルホンアミド基、スルファモイル基、カルバメート基、リン酸基、リン酸基の金属塩、オキシリン酸基、オキシリン酸基の金属塩、ホスホベタイン基、スルホベタイン基、カルボベタイン基、ポリエチレングリコール基、ピロリドン基から選ばれる少なくとも1種の親水性基を有するモノマーの重合体であることを特徴とする請求項1に記載の細胞培養基材。
- ブロック(B)が水に対して溶解性を示すブロックであることを特徴とする請求項1または2に記載の細胞培養基材。
- ブロック(B)の繰り返し単位が下記一般式(5)
[式中、R14は水素原子またはメチル基を表し、R15は-(CH2CH2O)b-(CH2CH(CH3)O)c-R16(式中、R16は水素原子、炭素数1~30のアルキル基であり、bは1~300の整数であり、cは0~60の整数である。)で表されるポリオキシアルキレン基、-CH2-O-R17(式中、R17は水素原子、炭素数1~5のアルキル基である。)で表される置換基、フルフリル基、テトラヒドロフルフリル基、水素原子を示す。]
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(b)からなる(共)重合体のブロックであることを特徴とする請求項1~6の何れか1項に記載の細胞培養基材。 - ブロック(B)の繰り返し単位が下記一般式(6)
(式中、R18は水素原子又はメチル基であり、R19は、炭素数1~10の2価の炭化水素基、又は(ポリ)オキシエチレン基であり、R20は、炭素数1~4の2価の炭化水素基であり、R21、R22は各々独立して、水素原子又は炭素数1~4の炭化水素基であり、A2は、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、及びエーテル結合からなる群から選択される2価の結合であり、Xはスルホン酸アニオン基、カルボン酸アニオン基、リン酸アニオン基ある。)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(b)からなる(共)重合体のブロックであることを特徴とする請求項1~6の何れか1項に記載の細胞培養基材。 - 全ブロック単位[(a)+(b)]に対するブロック単位(a)の比率が5~95mol%であることを特徴とする請求項1~12の何れか1項に記載の細胞培養基材。
- ブロック共重合体の数平均分子量(Mn)が3,000以上1,000,000以下であることを特徴とする請求項1~13の何れか1項に記載の細胞培養基材。
- 数平均分子量(Mn)が5,000以上100,000以下であることを特徴とする請求項1~13の何れか1項に記載の細胞培養基材。
- 下記(A)および(B)のブロックを含むブロック共重合体で表面を被覆した細胞培養基材。
(A)水に対する下限臨界溶解温度(LCST)が0℃~50℃の範囲にある温度応答性重合体のブロック。
(B)下記(i)~(iii)の要件を満たすブロック。
(i)0℃~50℃の範囲にLCSTを持たない。
(ii)カルボン酸基、カルボン酸エステル基、カルボン酸金属塩、スルホン酸基、スルホン酸、エステル基、スルホン酸金属塩、ヒドロキシ基、アルコキシ基、フェノキシ基、アミド基、アミノアルキル基、カルバモイル基、スルホンアミド基、スルファモイル基、カルバメート基、リン酸基、リン酸基の金属塩、オキシリン酸基、オキシリン酸基の金属塩、ホスホベタイン基、スルホベタイン基、カルボベタイン基、ポリエチレングリコール基、ピロリドン基から選ばれる少なくとも1種の親水性基を有するモノマーの親水性重合体である。
(iii)(ii)の重合体中に、芳香族ビニル化合物が生成するモノマー単位、(メタ)アクリルアミド化合物が生成するモノマー単位、フマル酸ジエステル化合物が生成するモノマー単位、塩化ビニルが生成するモノマー単位、酢酸ビニルが生成するモノマー単位、(メタ)アクリロニトリルが生成するモノマー単位、N-ビニルイミダゾールが生成するモノマー単位、N-ビニルカルバゾールが生成するモノマー単位から選ばれる少なくとも1種のモノマー単位を含有する。 - ブロック(B)が水に対して溶解性を示すブロックであることを特徴とする請求項16に記載の細胞培養基材。
- ブロック(B)の親水性重合体の繰り返し単位が下記一般式(5)
[式中、R14は水素原子またはメチル基を表し、R15は-(CH2CH2O)b-(CH2CH(CH3)O)c-R16(式中、R16は水素原子、炭素数1~30のアルキル基であり、bは1~300の整数であり、cは0~60の整数である。)で表されるポリオキシアルキレン基、-CH2-O-R17(式中、R17は水素原子、炭素数1~5のアルキル基である。)で表される置換基、フルフリル基、テトラヒドロフルフリル基、水素原子を示す。]
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(b)からなる(共)重合体のブロックであることを特徴とする請求項16~20の何れか1項に記載の細胞培養基材。 - ブロック(B)の親水性重合体の繰り返し単位が下記一般式(6)
(式中、R18は水素原子又はメチル基であり、R19は、炭素数1~10の2価の炭化水素基、又は(ポリ)オキシエチレン基であり、R20は、炭素数1~4の2価の炭化水素基であり、R21、R22は各々独立して、水素原子又は炭素数1~4の炭化水素基であり、A2は、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、及びエーテル結合からなる群から選択される2価の結合であり、Xはスルホン酸アニオン基、カルボン酸アニオン基、リン酸アニオン基ある。)
で表されるブロック単位の内、少なくとも1種類のブロック単位(b)からなる(共)重合体のブロックであることを特徴とする請求項16~20の何れか1項に記載の細胞培養基材。 - 全ブロック単位[(a)+(b)]に対するブロック単位(a)の比率が5~95mol%であることを特徴とする請求項16~26の何れか1項に記載の細胞培養基材。
- ブロック共重合体の数平均分子量(Mn)が3,000以上1,000,000以下であることを特徴とする請求項16~27の何れか1項に記載の細胞培養基材。
- 下記(A)および(B)のブロックを含むブロック共重合体を、溶媒に溶解させ、基材に塗布後、乾燥することを特徴とする細胞培養基材の製造方法。
(A)水に対する下限臨界溶解温度(LCST)が0℃~50℃の範囲にある温度応答性重合体のブロック。
(B)0℃~50℃の範囲にLCSTを持たない、HLB値(グリフィン法)が9~20の範囲にある親水性重合体のブロック。 - ブロック(B)が、カルボン酸基、カルボン酸エステル基、カルボン酸金属塩、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、スルホン酸金属塩、ヒドロキシ基、アルコキシ基、フェノキシ基、アミド基、アミノアルキル基、カルバモイル基、スルホンアミド基、スルファモイル基、カルバメート基、リン酸基、リン酸基の金属塩、オキシリン酸基、オキシリン酸基の金属塩、ホスホベタイン基、スルホベタイン基、カルボベタイン基、ポリエチレングリコール基、ピロリドン基から選ばれる少なくとも1種の親水性基を有するモノマーの重合体であることを特徴とする請求項29に記載の製造方法。
- 下記(A)および(B)のブロックを含むブロック共重合体を、溶媒に溶解させ、基材に塗布後、乾燥することを特徴とする細胞培養基材の製造方法。
(A)水に対する下限臨界溶解温度(LCST)が0℃~50℃の範囲にある温度応答性重合体のブロック。
(B)下記(i)~(iii)の要件を満たすブロック。
(i)0℃~50℃の範囲にLCSTを持たない。
(ii)カルボン酸基、カルボン酸エステル基、カルボン酸金属塩、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、スルホン酸金属塩、ヒドロキシ基、アルコキシ基、フェノキシ基、アミド基、カルバモイル基、スルホンアミド基、スルファモイル基、カルバメート基、リン酸基、リン酸基の金属塩、オキシリン酸基、オキシリン酸基の金属塩、ホスホベタイン基、スルホベタイン基、カルボベタイン基、ポリエチレングリコール基、ピロリドン基から選ばれる少なくとも1種の親水性基を有するモノマーの親水性重合体である。
(iii)(ii)の重合体中に、芳香族ビニル化合物が生成するモノマー単位、(メタ)アクリルアミド化合物が生成するモノマー単位、フマル酸ジエステル化合物が生成するモノマー単位、塩化ビニルが生成するモノマー単位、酢酸ビニルが生成するモノマー単位、(メタ)アクリロニトリルが生成するモノマー単位、N-ビニルイミダゾールが生成するモノマー単位、N-ビニルカルバゾールが生成するモノマー単位から選ばれる少なくとも1種のモノマー単位を含有する。 - 下記(A)および(B)のブロックを含むブロック共重合体を、基材に化学結合で固定化することを特徴とする細胞培養基材の製造方法。
(A)水に対する下限臨界溶解温度(LCST)が0℃~50℃の範囲にある温度応答性重合体のブロック。
(B)0℃~50℃の範囲にLCSTを持たない、HLB値(グリフィン法)が9~20の範囲にある親水性重合体のブロック。 - ブロック(B)が、カルボン酸基、カルボン酸エステル基、カルボン酸金属塩、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、スルホン酸金属塩、ヒドロキシ基、アルコキシ基、フェノキシ基、アミド基、アミノアルキル基、カルバモイル基、スルホンアミド基、スルファモイル基、カルバメート基、リン酸基、リン酸基の金属塩、オキシリン酸基、オキシリン酸基の金属塩、ホスホベタイン基、スルホベタイン基、カルボベタイン基、ポリエチレングリコール基、ピロリドン基から選ばれる少なくとも1種の親水性基を有するモノマーの重合体であることを特徴とする請求項32に記載の製造方法。
- 下記(A)および(B)のブロックを含むブロック共重合体を、基材に化学結合で固定化することを特徴とする細胞培養基材の製造方法。
(A)水に対する下限臨界溶解温度(LCST)が0℃~50℃の範囲にある温度応答性重合体のブロック。
(B)下記(i)~(iii)の要件を満たすブロック。
(i)0℃~50℃の範囲にLCSTを持たない。
(ii)カルボン酸基、カルボン酸エステル基、カルボン酸金属塩、スルホン酸基、スルホン酸エステル基、スルホン酸金属塩、ヒドロキシ基、アルコキシ基、フェノキシ基、アミド基、アミノアルキル基、カルバモイル基、スルホンアミド基、スルファモイル基、カルバメート基、リン酸基、リン酸基の金属塩、オキシリン酸基、オキシリン酸基の金属塩、ホスホベタイン基、スルホベタイン基、カルボベタイン基、ポリエチレングリコール基、ピロリドン基から選ばれる少なくとも1種の親水性基を有するモノマーの親水性重合体である。
(iii)(ii)の重合体中に、芳香族ビニル化合物が生成するモノマー単位、(メタ)アクリルアミド化合物が生成するモノマー単位、フマル酸ジエステル化合物が生成するモノマー単位、塩化ビニルが生成するモノマー単位、酢酸ビニルが生成するモノマー単位、(メタ)アクリロニトリルが生成するモノマー単位、N-ビニルイミダゾールが生成するモノマー単位、N-ビニルカルバゾールが生成するモノマー単位から選ばれる少なくとも1種のモノマー単位を含有する。 - 請求項1~28のいずれか1項に記載の細胞培養基材を用いて、下限臨界溶解温度(LCST)より高い温度で細胞を培養し、細胞増殖後に温度をLCSTより低くして増殖細胞を基材から剥離することを特徴とする細胞培養方法。
- 培養した細胞が最大直径5μm~300μmの大きさで剥離することを特徴とする請求項35に記載の細胞培養方法。
- 培養した細胞が単一細胞で剥離することを特徴とする請求項35または36に記載の細胞培養方法。
- 請求項35~37のいずれか1項に記載の細胞培養方法で剥離した細胞を用いて、細胞を培養することを特徴とする細胞培養方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2015-072908 | 2015-03-31 | ||
| JP2015072908 | 2015-03-31 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2016159153A1 true WO2016159153A1 (ja) | 2016-10-06 |
Family
ID=57006032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2016/060513 Ceased WO2016159153A1 (ja) | 2015-03-31 | 2016-03-30 | 細胞培養基材、その製造方法、およびそれを用いた細胞培養方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2016192957A (ja) |
| WO (1) | WO2016159153A1 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019102823A1 (ja) * | 2017-11-22 | 2019-05-31 | 花王株式会社 | 親水化処理剤 |
| JP2019094433A (ja) * | 2017-11-22 | 2019-06-20 | 花王株式会社 | 親水化処理剤 |
| JP2019094434A (ja) * | 2017-11-22 | 2019-06-20 | 花王株式会社 | 親水化処理剤組成物 |
| WO2020130033A1 (en) * | 2018-12-20 | 2020-06-25 | Terumo Kabushiki Kaisha | Cell culture substrate |
| WO2020130032A1 (en) * | 2018-12-20 | 2020-06-25 | Terumo Kabushiki Kaisha | Cell culture substrate |
| US20210155728A1 (en) * | 2019-11-25 | 2021-05-27 | Qingdao Ama Co., Ltd | Method of preparing block copolymer and thermo-sensitive cell culture substrate having the block copolymer |
| JP2021161208A (ja) * | 2020-03-31 | 2021-10-11 | 株式会社朝日Fr研究所 | 親水性改質基材 |
| JP2021158968A (ja) * | 2020-03-31 | 2021-10-11 | 株式会社朝日Fr研究所 | 細胞接着性の親水性改質細胞培養基材 |
| EP3868863A4 (en) * | 2018-10-16 | 2022-07-20 | Tosoh Corporation | CELL CULTURE SUBSTRATE, METHOD FOR PREPARING A CELL CULTURE SUBSTRATE, AND METHOD FOR PREPARING SPHEROIDS |
| EP4166645A4 (en) * | 2020-06-12 | 2024-01-10 | Nissan Chemical Corporation | BIOCOMPATIBLE COATING FILM CONTAINING A BLOCK COPOLYMER |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6755010B2 (ja) * | 2015-06-26 | 2020-09-16 | 国立研究開発法人国立循環器病研究センター | 細胞培養器の製造方法 |
| JP6638706B2 (ja) * | 2016-08-03 | 2020-01-29 | 東ソー株式会社 | ブロック共重合体およびそれを用いた表面処理剤 |
| JP7127330B2 (ja) * | 2017-04-12 | 2022-08-30 | 東ソー株式会社 | ブロック共重合体およびそれを用いた表面処理剤 |
| JP2019000005A (ja) * | 2017-06-12 | 2019-01-10 | 大日本印刷株式会社 | 細胞培養容器、細胞培養容器の製造方法、並びに細胞シートの製造方法 |
| WO2019035436A1 (ja) * | 2017-08-16 | 2019-02-21 | 東ソー株式会社 | 多能性幹細胞の培養基材及び多能性幹細胞の製造方法 |
| JP7271870B2 (ja) * | 2017-08-16 | 2023-05-12 | 東ソー株式会社 | 多能性幹細胞の培養基材及び多能性幹細胞の製造方法 |
| JP6954047B2 (ja) * | 2017-11-22 | 2021-10-27 | 東ソー株式会社 | ブロック共重合体コートビーズおよびその製造方法 |
| JP7315653B2 (ja) * | 2018-08-16 | 2023-07-26 | テルモ株式会社 | 細胞培養基材 |
| WO2020036096A1 (ja) * | 2018-08-17 | 2020-02-20 | 東ソー株式会社 | 細胞懸濁液の製造方法 |
| EP3842519A4 (en) * | 2018-08-24 | 2022-05-04 | Nissan Chemical Corporation | PROCESS FOR PREPARING A POLYMER FOR CELL CULTURE BASE FILM AND CELL CULTURE VESSEL |
| JP2020171891A (ja) * | 2019-04-11 | 2020-10-22 | 東ソー株式会社 | 温度応答性ブロック共重合体膜の製造方法 |
| US20230392037A1 (en) * | 2020-10-23 | 2023-12-07 | Nissan Chemical Corporation | Biological substance low adhesion material comprising copolymer |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02211865A (ja) * | 1989-02-10 | 1990-08-23 | Kao Corp | 細胞培養支持体材料 |
| JPH06343451A (ja) * | 1993-06-08 | 1994-12-20 | Yamato Kubota | 固定化用器具、これを用いた生物組織の固定化法および培養法 |
| JP2008194363A (ja) * | 2007-02-15 | 2008-08-28 | National Cardiovascular Center | 抗血栓コーティング剤及び医療用具 |
| JP2010035528A (ja) * | 2008-08-08 | 2010-02-18 | National Cardiovascular Center | 培養基材及び遺伝子導入方法 |
| WO2012029882A1 (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-08 | 学校法人東京女子医科大学 | 細胞培養用温度応答性基材及びその製造方法 |
| JP2013013368A (ja) * | 2011-07-04 | 2013-01-24 | Dainippon Printing Co Ltd | 治療用細胞フラグメント回収用基材およびそれを用いた治療用細胞フラグメントの製造方法、ならびに、継代用細胞フラグメント回収用基材およびそれを用いた継代用細胞フラグメントの製造方法 |
| WO2014022581A1 (en) * | 2012-07-31 | 2014-02-06 | The Regents Of The University Of California | Selective capture and stimulated release of circulating cells on nanostructured devices |
| JP2014062798A (ja) * | 2012-09-21 | 2014-04-10 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 分析用担体、その製造方法および使用方法 |
| JP2014100123A (ja) * | 2012-11-22 | 2014-06-05 | Dainippon Printing Co Ltd | 温度応答性を有する細胞培養基材の製造方法 |
| JP2014180255A (ja) * | 2013-03-21 | 2014-09-29 | Kinki Univ | 細胞処理用基板 |
-
2016
- 2016-03-22 JP JP2016057384A patent/JP2016192957A/ja active Pending
- 2016-03-30 WO PCT/JP2016/060513 patent/WO2016159153A1/ja not_active Ceased
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02211865A (ja) * | 1989-02-10 | 1990-08-23 | Kao Corp | 細胞培養支持体材料 |
| JPH06343451A (ja) * | 1993-06-08 | 1994-12-20 | Yamato Kubota | 固定化用器具、これを用いた生物組織の固定化法および培養法 |
| JP2008194363A (ja) * | 2007-02-15 | 2008-08-28 | National Cardiovascular Center | 抗血栓コーティング剤及び医療用具 |
| JP2010035528A (ja) * | 2008-08-08 | 2010-02-18 | National Cardiovascular Center | 培養基材及び遺伝子導入方法 |
| WO2012029882A1 (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-08 | 学校法人東京女子医科大学 | 細胞培養用温度応答性基材及びその製造方法 |
| JP2013013368A (ja) * | 2011-07-04 | 2013-01-24 | Dainippon Printing Co Ltd | 治療用細胞フラグメント回収用基材およびそれを用いた治療用細胞フラグメントの製造方法、ならびに、継代用細胞フラグメント回収用基材およびそれを用いた継代用細胞フラグメントの製造方法 |
| WO2014022581A1 (en) * | 2012-07-31 | 2014-02-06 | The Regents Of The University Of California | Selective capture and stimulated release of circulating cells on nanostructured devices |
| JP2014062798A (ja) * | 2012-09-21 | 2014-04-10 | Sumitomo Bakelite Co Ltd | 分析用担体、その製造方法および使用方法 |
| JP2014100123A (ja) * | 2012-11-22 | 2014-06-05 | Dainippon Printing Co Ltd | 温度応答性を有する細胞培養基材の製造方法 |
| JP2014180255A (ja) * | 2013-03-21 | 2014-09-29 | Kinki Univ | 細胞処理用基板 |
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019102823A1 (ja) * | 2017-11-22 | 2019-05-31 | 花王株式会社 | 親水化処理剤 |
| JP2019094433A (ja) * | 2017-11-22 | 2019-06-20 | 花王株式会社 | 親水化処理剤 |
| JP2019094434A (ja) * | 2017-11-22 | 2019-06-20 | 花王株式会社 | 親水化処理剤組成物 |
| CN111356750A (zh) * | 2017-11-22 | 2020-06-30 | 花王株式会社 | 亲水化处理剂 |
| JP7042063B2 (ja) | 2017-11-22 | 2022-03-25 | 花王株式会社 | 親水化処理剤 |
| EP3868863A4 (en) * | 2018-10-16 | 2022-07-20 | Tosoh Corporation | CELL CULTURE SUBSTRATE, METHOD FOR PREPARING A CELL CULTURE SUBSTRATE, AND METHOD FOR PREPARING SPHEROIDS |
| WO2020130033A1 (en) * | 2018-12-20 | 2020-06-25 | Terumo Kabushiki Kaisha | Cell culture substrate |
| WO2020130032A1 (en) * | 2018-12-20 | 2020-06-25 | Terumo Kabushiki Kaisha | Cell culture substrate |
| US12404485B2 (en) | 2018-12-20 | 2025-09-02 | Terumo Kabushiki Kaisha | Cell culture substrate |
| US12195708B2 (en) | 2018-12-20 | 2025-01-14 | Terumo Kabushiki Kaisha | Cell culture substrate |
| JP7348280B2 (ja) | 2018-12-20 | 2023-09-20 | テルモ株式会社 | 細胞培養基材 |
| JP2022510778A (ja) * | 2018-12-20 | 2022-01-28 | テルモ株式会社 | 細胞培養基材 |
| US11505633B2 (en) * | 2019-11-25 | 2022-11-22 | Qingdao Ama Co., Ltd | Thermo-sensitive cell culture substrate having block copolymer |
| US20210155728A1 (en) * | 2019-11-25 | 2021-05-27 | Qingdao Ama Co., Ltd | Method of preparing block copolymer and thermo-sensitive cell culture substrate having the block copolymer |
| JP7305190B2 (ja) | 2020-03-31 | 2023-07-10 | 株式会社朝日Fr研究所 | 親水性改質基材 |
| JP7323182B2 (ja) | 2020-03-31 | 2023-08-08 | 株式会社朝日Fr研究所 | 細胞接着性の親水性改質細胞培養基材 |
| JP2021158968A (ja) * | 2020-03-31 | 2021-10-11 | 株式会社朝日Fr研究所 | 細胞接着性の親水性改質細胞培養基材 |
| JP2021161208A (ja) * | 2020-03-31 | 2021-10-11 | 株式会社朝日Fr研究所 | 親水性改質基材 |
| EP4166645A4 (en) * | 2020-06-12 | 2024-01-10 | Nissan Chemical Corporation | BIOCOMPATIBLE COATING FILM CONTAINING A BLOCK COPOLYMER |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2016192957A (ja) | 2016-11-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2016159153A1 (ja) | 細胞培養基材、その製造方法、およびそれを用いた細胞培養方法 | |
| JP6638706B2 (ja) | ブロック共重合体およびそれを用いた表面処理剤 | |
| JP7127330B2 (ja) | ブロック共重合体およびそれを用いた表面処理剤 | |
| JP6497677B2 (ja) | ブロック共重合体、表面処理剤、その膜、およびそれを被覆した細胞培養基材 | |
| JP2016194054A (ja) | ブロック共重合体 | |
| JP2018154752A (ja) | 共重合体およびその製造方法 | |
| WO1993003139A1 (fr) | Support pour la culture de cellules, production de ce support et production d'un amas de cellules au moyen de ce support | |
| CN112840016B (zh) | 细胞培养基材、细胞培养基材的制造方法、及球状体的制造方法 | |
| WO2019035436A1 (ja) | 多能性幹細胞の培養基材及び多能性幹細胞の製造方法 | |
| JP2018012811A (ja) | ブロック共重合体 | |
| JP2025090847A (ja) | 細胞培養基材及びその製造方法、多能性幹細胞の分化誘導方法、並びに細胞培養キット | |
| JP2020110140A (ja) | 細胞培養方法 | |
| JP5349728B2 (ja) | 細胞培養基材及び細胞培養方法 | |
| JP7293683B2 (ja) | ブロック共重合体及び培養基材、幹細胞の製造方法 | |
| JP7250248B2 (ja) | ブロック共重合体、それを含む表面処理剤及び膜、並びに、それを用いた細胞培養用器材及び細胞培養方法 | |
| JP7271870B2 (ja) | 多能性幹細胞の培養基材及び多能性幹細胞の製造方法 | |
| KR20230049009A (ko) | 줄기세포의 비효소적 장기 계대배양을 위한 고분자코팅 조성물 및 이의 용도 | |
| Kuno et al. | Application of the water-insoluble, temperature-responsive block polymer poly (butyl methacrylate-block-N-isopropylacrylamide) for pluripotent stem cell culture and cell-selective detachment | |
| JP6954047B2 (ja) | ブロック共重合体コートビーズおよびその製造方法 | |
| JP2020014453A (ja) | 幹細胞の培養基材及び幹細胞の製造方法 | |
| JP7018175B2 (ja) | 共重合体、基材用表面処理剤および細胞培養基材 | |
| EP3935149B1 (en) | Method for separating cells using a temperature-responsive polymer | |
| JP2006271252A (ja) | 細胞培養基材及び細胞培養方法 | |
| JP2021151210A (ja) | マイクロキャリアおよびそれを用いた細胞の培養方法 | |
| JP7183612B2 (ja) | 多能性幹細胞の培養基材及び多能性幹細胞の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 16773034 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 16773034 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |






















































