WO2019065714A1 - 微小容積を有する細胞培養容器 - Google Patents

微小容積を有する細胞培養容器 Download PDF

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WO2019065714A1
WO2019065714A1 PCT/JP2018/035641 JP2018035641W WO2019065714A1 WO 2019065714 A1 WO2019065714 A1 WO 2019065714A1 JP 2018035641 W JP2018035641 W JP 2018035641W WO 2019065714 A1 WO2019065714 A1 WO 2019065714A1
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WO
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group
cell culture
carbon atoms
formula
cells
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PCT/JP2018/035641
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English (en)
French (fr)
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佳臣 広井
康平 鈴木
菜月 安部
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日産化学株式会社
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS 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
    • C12M23/00Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/02Form or structure of the vessel
    • C12M23/12Well or multiwell plates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D185/00Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing atoms other than silicon, sulfur, nitrogen, oxygen, and carbon; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D185/02Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing atoms other than silicon, sulfur, nitrogen, oxygen, and carbon; Coating compositions based on derivatives of such polymers containing phosphorus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
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    • C12M23/22Transparent or translucent parts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/46Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of cellular or enzymatic activity or functionality, e.g. cell viability

Definitions

  • the present invention relates to a cell culture vessel, a method for producing the same, and a method for producing a cell aggregate (also referred to as sphere) using the same.
  • the present invention relates to a cell culture vessel and a method for producing the same, which is characterized in that the surface is coated with a copolymer having the ability to inhibit cell adhesion.
  • organ culture and tissue culture are techniques for growing, differentiating or maintaining isolated cells in vitro in a culture medium, and is essential for detailed analysis of the functions and structures of various organs, tissues, and cells in vivo. ing.
  • cells and / or tissues cultured by this technology can be evaluated for efficacy and toxicity of chemical substances and drugs, mass production of useful substances such as enzymes, cell growth factors and antibodies, and organs lost due to diseases or defects. It is used in various fields such as tissue and tissue regenerative medicine, plant breeding, and production of genetically modified crops.
  • animal-derived cells are roughly divided into floating cells and adherent cells.
  • Floating cells are cells that do not require a scaffold for growth and proliferation
  • adherent cells are cells that require a scaffold for growth and proliferation, but most of the cells that make up the organism are the latter adherent cells.
  • monolayer culture, dispersion culture, embedding culture, microcarrier culture, cell aggregate culture (sphere) culture and the like are known.
  • the present inventors focused attention on polymers having a phosphate ester group, which are expected as coating materials having the ability to inhibit adhesion of various biological substances, and repeated studies.
  • a cell culture vessel coated at least in part with a copolymer containing a specific anionic group and a cationic group suppresses adhesion of cells to the vessel surface (inner surface) and the coating Since it can be firmly fixed to the surface of the container, it has been reported that it is useful as a cell culture container in which the elution of the coating into the culture solution and the radiation resistance are improved (see, for example, Patent Document 4).
  • the cell culture vessel is one having a minute space (such as a cell culture dish having a large number of depressions)
  • a coating agent having general biological substance adhesion inhibiting ability can be used in film formation performed by coating or the like.
  • bubble biting in which air bubbles remain in the film. This adversely affects the stabilization of cell culture vessel quality (cell adhesion, protein adhesion, optical measurement, etc.).
  • an object of the present invention is to provide a cell culture vessel, a method for producing the same, and a method for producing a cell aggregate using the same.
  • the present invention is a cell culture vessel characterized in that the copolymer having the ability to inhibit cell adhesion is coated on the surface with a uniform film thickness without problems such as foaming and the like, a method for producing the same and It is an object of the present invention to provide a method for producing cell aggregates using
  • the present inventors coated at least a part of the surface with a copolymer containing a specific hydrophobic group in addition to a specific anionic group and a cationic group.
  • the cell culture vessel in addition to cells, suppresses adhesion of proteins to the vessel surface, the coating firmly adheres to the vessel surface, and even a cell incubator having a minute space,
  • the inventors have found that a cell culture vessel having a uniform film thickness without defects such as bubble bites and having a coating free from defects such as defects can be produced, and the present invention has been completed.
  • a cell culture vessel comprising a coating film comprising at least a part of the surface portion of the vessel constituting the micro space.
  • the above copolymer further has the following formula (c): [In the formula, R c represents a linear or branched alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a cyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 15 carbon atoms Or an aryloxyalkyl group having 7 to 15 carbon atoms (wherein the aryl moiety may be substituted with a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom) Represents)
  • the cell culture container as described in [1] which contains the repeating unit containing group represented by these.
  • a coating agent is brought into contact with the surface of a cell culture vessel having at least one open microspace having a volume of 20 ⁇ L or less, and at least a portion of the surface portion of the vessel constituting the microspace has a maximum film thickness and
  • a method for producing a cell culture vessel comprising the step of forming a coating film having a minimum film thickness difference of 1000 ⁇ or less,
  • a copolymer comprising the repeating unit containing a group represented by the following formula (a) and the repeating unit containing a group represented by the following formula (b):
  • U a1, U a2, U b1 , U b2 and U b3 each independently represent a linear or branched alkyl group having a hydrogen atom or a carbon atom number of 1 to 5,
  • An - is a halide ion
  • an inorganic acid Represents an anion selected from the group consisting of ions, hydroxide ions and isothiocyanate ions
  • the above copolymer further has the following formula (c): [In the formula, R c represents a linear or branched alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a cyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 15 carbon atoms Or an aryloxyalkyl group having 7 to 15 carbon atoms (wherein the aryl moiety may be substituted with a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom) Represents)
  • the manufacturing method of the cell culture container as described in [6] which contains the repeating unit containing group represented by these.
  • the cell culture vessel of the present invention is a copolymer comprising an anion represented by the formula (a), a cation represented by the formula (b), and a hydrophobic group represented by the formula (c).
  • an anion represented by the formula (a) By partially coating, adhesion of cells and proteins to the container surface can be suppressed. It is considered that the electrostatic balance of the cation and the anion keeps the surface of the container electrically neutral and can prevent the adhesion of cells and proteins.
  • the cation and the anion in the coating form an ionic bond (ion complex) to adhere to any type of the substrate of the container, such as glass, fiber, inorganic particles or resin (synthetic resin and natural resin).
  • the cell culture vessel of the present invention comprises a coating film containing a polymer having biological substance adhesion inhibiting ability, in particular a copolymer containing a specific anion structure and a specific cation structure, on at least a part of the surface thereof.
  • the difference between the thickness and the minimum film thickness is 1000 ⁇ or less, preferably 300 ⁇ or less.
  • the coating film has an excellent ability to inhibit adhesion of biological substances.
  • the coating film can be applied to various materials such as glass, metal-containing compound or metalloid-containing compound, activated carbon or resin by a simple operation. Further, in some cases, by introducing a hydrophobic group into the copolymer, it is possible to provide a coating film having good adhesion to a resin such as a plastic and more excellent durability to an aqueous solvent after fixing.
  • the cell culture vessel of the present invention is composed of at least two planes in contact with each other and the angle between the two planes intersect is 0 ⁇ ⁇ 180 °,
  • the coating agent is not accumulated on the edge portion or the bottom surface, and the thickness of the edge portion or the bottom surface is not significantly increased, and the uniform conformal coating film having a difference between the maximum film thickness and the minimum film thickness of 1000 ⁇ or less, preferably 300 ⁇ or less Can.
  • the microwell plate provided with a uniform conformal coating film having a difference between the maximum film thickness and the minimum film thickness of 1000 ⁇ or less, preferably 300 ⁇ or less is not only a point having sufficient biological material adhesion suppression ability, but also has a film thickness Since it is below the measurement wavelength (for example, 340 to 850 nm) of a common plate reader, it is also useful in that it does not affect the optical measurement.
  • halogen atom means a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom.
  • the "alkyl group” means a linear or branched, saturated aliphatic hydrocarbon monovalent group.
  • Examples of the “linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms” include, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, s-butyl group, t-butyl group Group, n-pentyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 3-methylbutyl group, 1,1-dimethylpropyl group, 1,2-dimethylpropyl group, 2,2-dimethylpropyl group or 1-ethylpropyl group Groups are mentioned.
  • linear or branched alkyl group having 1 to 18 carbon atoms examples include hexyl, heptyl, octyl, nonyl and decyl in addition to the examples of the linear or branched alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms.
  • a C1-C5 linear or branched alkyl group which may be substituted with a halogen atom means the above-mentioned C1-C5 linear or branched alkyl group, or The above-mentioned C1-C5 linear or branched alkyl group substituted by one or more of the above-mentioned halogen atoms is meant.
  • Examples of the "C1-C5 linear or branched alkyl group" are as described above.
  • a C1-C5 linear or branched alkyl group substituted with one or more halogen atoms is one or more arbitrary hydrogen atoms of the above-mentioned C1-C5 linear or branched alkyl group.
  • halogen atoms are substituted, for example, fluoromethyl group, difluoromethyl group, trifluoromethyl group, chloromethyl group, dichloromethyl group, trichloromethyl group, bromomethyl group, iodomethyl group, 2, Examples thereof include 2,2-trifluoroethyl group, 2,2,2-trichloroethyl group, perfluoroethyl group, perfluorobutyl group, and perfluoropentyl group.
  • ether bond means -O-.
  • a C1-C10 linear or branched alkylene group which may be substituted with a halogen atom is a C1-C10 linear or branched alkylene group or one or more halogen atoms It means a C1-C10 linear or branched alkylene group substituted by
  • the "alkylene group” means a divalent organic group corresponding to the above alkyl group.
  • linear or branched alkylene group having 1 to 10 carbon atoms examples include methylene, ethylene, propylene, trimethylene, tetramethylene, 1-methylpropylene, 2-methylpropylene, dimethylethylene Group, ethyl ethylene group, pentamethylene group, 1-methyl-tetramethylene group, 2-methyl-tetramethylene group, 1,1-dimethyl-trimethylene group, 1,2-dimethyl-trimethylene group, 2,2-dimethyl- Trimethylene group, 1-ethyl-trimethylene group, hexamethylene group, octamethylene group, decamethylene group etc.
  • ethylene group, propylene group, octamethylene group and decamethylene group are preferable, for example, ethylene group, Number of carbon atoms such as propylene, trimethylene and tetramethylene Or more preferably a linear or branched alkylene group of 5, in particular an ethylene group or a propylene group is preferable.
  • C1-C10 linear or branched alkylene group substituted by one or more halogen atoms means that one or more arbitrary hydrogen atoms of the above-mentioned alkylene group are replaced by halogen atoms; In particular, those in which part or all of hydrogen atoms of ethylene group or propylene group are replaced with halogen atoms are preferable.
  • the “alicyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms” is a monocyclic or polycyclic, saturated or partially unsaturated aliphatic hydrocarbon having 3 to 10 carbon atoms. It means a monovalent group. Among them, monocyclic or bicyclic, saturated aliphatic hydrocarbon monovalent groups having 3 to 10 carbon atoms are preferable, and examples thereof include 3 carbon atoms such as cyclopropyl group, cyclobutyl group and cyclohexyl group.
  • a cycloalkyl group having a carbon number of 4 to 10 such as a cycloalkyl group having a carbon number of 10 to 10 or a bicyclo [3.2.1] octyl group, a bornyl group, an isobornyl group, and the like.
  • an aryl group having 6 to 10 carbon atoms means a monocyclic or polycyclic monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms, and examples thereof include phenyl Groups, naphthyl groups, anthryl groups and the like.
  • the "C6-C10 aryl group” may be substituted by one or more of the above-mentioned "C1-C5 linear or branched alkyl group which may be substituted by a halogen atom".
  • an aralkyl group having 7 to 15 carbon atoms is a group -R-R '(wherein R represents the above-mentioned “alkylene group having 1 to 5 carbon atoms”, and R' represents the above It means "an aryl group having 6 to 10 carbon atoms", and examples thereof include a benzyl group, a phenethyl group, an ⁇ -methylbenzyl group and the like.
  • the aryl moiety of the “aralkyl group having 7 to 15 carbon atoms” may be substituted with one or more of the above-mentioned “linear or branched alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms which may be substituted with halogen atoms” Good.
  • an aryloxyalkyl group having 7 to 15 carbon atoms represents a group —R—O—R ′ (wherein R represents the above “alkylene group having 1 to 5 carbon atoms”), 'Means the above-mentioned "C6-C10 aryl group”, and examples thereof include phenoxymethyl group, phenoxyethyl group, and phenoxypropyl group.
  • the aryl part of the "C7-C15 aryloxyalkyl group” is substituted with one or more of the above-mentioned "C1-C5 linear or branched alkyl group optionally substituted with halogen atoms" May be
  • halide ion means fluoride ion, chloride ion, bromide ion or iodide ion.
  • inorganic acid ion means carbonate ion, sulfate ion, phosphate ion, hydrogen phosphate ion, dihydrogen phosphate ion, nitrate ion, perchlorate ion or borate ion.
  • An ⁇ are halide ion, sulfate ion, phosphate ion, hydroxide ion and isothiocyanate ion, and particularly preferred is halide ion.
  • a (meth) acrylate compound means both an acrylate compound and a methacrylate compound.
  • (meth) acrylic acid means acrylic acid and methacrylic acid.
  • the "anion” or “anionic group” means an anion or an anionic group, and also includes one that can be dissociated in water to become an anion or an anionic group.
  • “cation” or “cationic group” means a cation or cationic group, and also includes one that can be dissociated in water to become a cation or cationic group.
  • the ability to suppress adhesion of cells means, for example, relative absorbance (WST O. D. 450 nm) (%) (%) as compared to no coating by the cell counting reagent performed by the method described in the examples. It means that the absorbance (WST O. D. 450 nm) / the absorbance of the comparative example (WST O. D. 450 nm) x 100) is 50% or less, preferably 30% or less, more preferably 20% or less.
  • the mass (%) per relative unit area as compared to that without a coating film in the QCM-D measurement performed by the method described in the example is 50% or less, preferably 30% or less, more preferably means that 20% or less .
  • proteins fibrinogen, bovine serum albumin (BSA), human albumin, various globulins, ⁇ -lipoprotein, various antibodies (IgG, IgA, IgM), peroxidase, various complements, various lectins, fibronectin, lysozyme Von Willebrand factor (vWF), serum ⁇ -globulin, pepsin, ovalbumin, insulin, histone, ribonuclease, collagen, cytochrome c, etc., and in particular to proteins (albumin and globulin) contained in serum. It has high adhesion suppression ability.
  • a first aspect of the present invention is a container having at least one open microspace having a volume of 20 ⁇ L or less on the surface of a container, and a repeating unit containing a group represented by the following formula (a): Copolymers containing a repeating unit containing a group represented by): (In the formula, U a1, U a2, U b1 , U b2 and U b3 each independently represent a linear or branched alkyl group having a hydrogen atom or a carbon atom number of 1 to 5, An - is a halide ion, an inorganic acid Represents an anion selected from the group consisting of ions, hydroxide ions and isothiocyanate ions)
  • the present invention is a cell culture vessel comprising a coating film containing at least a part of the surface portion of the vessel constituting the micro space.
  • R c represents a linear or branched alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a cyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 15 carbon atoms Or an aryloxyalkyl group having 7 to 15 carbon atoms (wherein the aryl moiety may be substituted with a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom) Represents
  • the cell in the present invention is the most basic unit constituting an animal or a plant, and has as its elements the cytoplasm and various organelles inside the cell membrane. At this time, the nucleus that encapsulates the DNA may or may not be contained inside the cell.
  • cells derived from animals in the present invention include germ cells such as sperm and egg, somatic cells constituting living bodies, stem cells (pluripotent stem cells etc), precursor cells, cancer cells separated from living bodies, and living bodies isolated Cells that have been immortalized and stably maintained outside the body (cell lines), cells isolated from the organism and artificially modified genetically, cells isolated from the organism and artificially nuclear-exchanged Etc. are included.
  • somatic cells that constitute a living body include, but are not limited to, fibroblasts, bone marrow cells, B lymphocytes, T lymphocytes, neutrophils, red blood cells, platelets, macrophages, monocytes, bones Cells, bone marrow cells, pericytes, dendritic cells, keratinocytes, adipocytes, mesenchymal cells, epithelial cells, epidermal cells, endothelial cells, endothelial cells, hepatocytes, chondrocytes, cumulus cells, neural cells, Glial cells, neurons, oligodendrocytes, microglia, astrocytes, cardiac cells, esophageal cells, muscle cells (for example, smooth muscle cells or skeletal muscle cells), pancreatic beta cells, melanocytes, hematopoietic progenitor cells (for example, Cord blood-derived CD34 positive cells), mononuclear cells and the like are included.
  • the somatic cells are, for example, skin, kidney, spleen, adrenal gland, liver, lung, ovary, pancreas, uterus, stomach, colon, small intestine, large intestine, large intestine, bladder, prostate, testis, thymus, muscle, connective tissue, bone, cartilage, blood vessel It includes cells collected from any tissue such as tissue, blood (including cord blood), bone marrow, heart, eye, brain or nerve tissue.
  • a stem cell is a cell having both the ability to replicate itself and the ability to differentiate into cells of multiple other lineages, examples of which include, but are not limited to, embryonic stem cells (ES cells) , Embryonic tumor cells, embryonic germ stem cells, induced pluripotent stem cells (iPS cells), neural stem cells, hematopoietic stem cells, mesenchymal stem cells, hepatic stem cells, pancreatic stem cells, muscle stem cells, germ stem cells, intestinal stem cells, cancer stem cells, It includes hair follicle stem cells and the like.
  • Pluripotent stem cells include ES cells, embryonic germ stem cells, and iPS cells among the stem cells.
  • the precursor cells are cells in the process of differentiating from the stem cells to specific somatic cells or germ cells.
  • Cancer cells are cells derived from somatic cells and having acquired infinite proliferation ability.
  • a cell line is a cell which has acquired infinite proliferation ability by artificial manipulation in vitro.
  • cancer cell lines include, but are not limited to: human breast cancer cell lines HBC-4, BSY-1, BSY-2, MCF-7, MCF-7 / ADR RES, HS578T, MDA -MB-231, MDA-MB-435, MDA-N, BT-549, T47D, HeLa as a human cervical cancer cell line, A549 as a human lung cancer cell line, EKVX, HOP-62, HOP-92, NCI- H23, NCI-H226, NCI-H322M, NCI-H460, NCI-H522, DMS273, DMS114, human colon cancer cell line Caco-2, COLO-205, HCC-2998, HCT-15, HCT-116, HT -29, KM-12, SW-620, WiDr, DU-145 as a human prostate cancer cell line C-3, LNCaP, U251, SF-295, SF-539, SF-268, SNB-75, SNB-78, SNB
  • Examples of cell lines include, but are not limited to, HEK 293 (human fetal kidney cells), MDCK, MDBK, BHK, C-33A, AE-1, 3D9, Ns0 / 1, NIH3T3, PC12, S2 , Sf9, Sf21, High Five (registered trademark), Vero and the like.
  • Examples of hepatocyte cell lines include, but are not limited to, HepG2, Hep3B, HepaRG (registered trademark), JHH7, HLF, HLE, PLC / PRF / 5, WRL68, HB611, SK-HEP-1, HuH-4, HuH-7 etc. are mentioned.
  • the plant-derived cells in the present invention include cells isolated from each tissue of plants, and also include protoplasts obtained by artificially removing cell walls from the cells.
  • the container coated with the copolymer, which constitutes the cell culture container of the present invention may be any type of container that can be used in the art, for example, a petri commonly used for culturing cells.
  • the container of the present invention has one or more microspaces opened on its surface.
  • the micro space means, for example, wells (holes) or dimples (dents) of any shape provided on a plate, dish / dish, etc., and the volume thereof is 20 ⁇ L or less per micro space, and is preferable Is 0.1 to 20 ⁇ L, typically 5 to 20 ⁇ L.
  • it is used for manufacture of a cell aggregate.
  • 1536 well multiwell plate, dimple petri dish, commercially available cell mass culture plate which has a volume of 5 to 20 ⁇ L per well (one well) for mass production of cell aggregates It can be mentioned.
  • the cell culture container of the present application is provided with a coating film having a uniform film thickness on at least a part of the surface of the container without occurrence of bubble formation of the coating film.
  • the container may be open at the top (typically, petri dishes, dishes etc.) or may be sealed (flask, bag), but the application of the coating agent of the present invention For convenience, it is suitable for cell culture vessels that are typically open at the top.
  • the shape of the micro space (well, dimple, etc.) of the cell culture vessel may be substantially hemispherical, substantially rectangular parallelepiped, substantially cylindrical or the like, and the bottom is a round bottom even if it is a flat bottom.
  • the shape of each well is a substantially rectangular parallelepiped or a substantially cylindrical shape
  • the "at least two planes in contact with each other” are the inner surface of the bottom of the well and the inner surface of the wall, and the "two planes intersect
  • the angle ⁇ ′ means an angle formed by the inner surface of the bottom of each well and the inner surface of the wall.
  • the “bottom inner surface” can be replaced with a tangent plane at the bottom of the round bottom.
  • each well is approximately hemispherical
  • the “at least two planes in contact with each other” are tangent planes at the bottom of the hemispherical well and tangents to the midpoint of the arc from the bottom to the end
  • the “angle ⁇ at which two planes intersect” means an angle formed by the two tangent planes.
  • the resin can typically be used as the material of the container. It is preferable to use a resin in terms of ease of processing, economy, and the like.
  • the resin may be either a natural resin or a synthetic resin, and examples of the natural resin include cellulose, cellulose triacetate (CTA), cellulose on which dextran sulfate is immobilized, and the like.
  • PAN Acrylonitrile
  • PET polyester polymer alloy
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PVA polyvinyl alcohol
  • PU polyurethane
  • EVAL ethylene vinyl alcohol
  • PE polyethylene
  • PP polypropylene
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • PES polyethersulfone
  • PC polycarbonate
  • PVC polyvinyl chloride
  • PTFE poly Trafluoroethylene
  • UHPE ultra high molecular weight polyethylene
  • PDMS polydimethylsiloxane
  • ABS Teflonitrile-butadiene-styrene resin
  • ABS Teflonitrile-butadiene-styrene resin
  • ABS Teflonitrile-butadiene-styrene resin
  • ABS Teflonitrile-butadiene-styrene resin
  • ABS Teflonitrile-butadiene-styrene resin
  • ABS Teflonitrile-
  • the copolymer when coating the copolymer so that it is present on at least a part of the surface of the vessel, processing at a high temperature is not required, so a resin having low heat resistance is also applied. It is possible.
  • a metal-containing compound or a metalloid-containing compound may be used as the material of the container of the present invention.
  • Metals are typical metals: (alkali metals: Li, Na, K, Rb, Cs; alkaline earth metals: Ca, Sr, Ba, Ra), magnesium group elements: Be, Mg, Zn, Cd, Hg; aluminum group Element: Al, Ga, In; Rare earth element: Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu; Tin group element: Ti, Zr, Sn, Hf, Pb, Th; Iron group element: Fe, Co, Ni Earth element: V, Nb, Ta, chromium group element: Cr, Mo, W, U; manganese group element: Mn, Re; noble metal: Cu, Ag, Au; platinum group element: Ru, Rh, Pd, Os , Ir, Pt and the like.
  • the metal-containing compound or the semimetal-containing compound is, for example, a ceramic whose basic component is a metal oxide and which is a sintered body sintered by heat treatment at high temperature, a semiconductor such as silicon, metal oxide or metalloid oxide (silicon Inorganic solid materials such as formed articles of inorganic compounds such as oxides, alumina, etc., metal carbides or metalloid carbides, metal nitrides or metalloid nitrides (silicon nitrides, etc), metal borides or metalloid borides, etc., aluminum , Nickel titanium, stainless steel (SUS304, SUS316, SUS316L, etc.).
  • a coating film having a difference between the maximum film thickness and the minimum film thickness of 1000 ⁇ or less, preferably 300 ⁇ or less, more preferably 100 ⁇ or less on at least part of the surface portion of the container constituting the micro space Equipped with
  • the cell culture vessel is composed of at least two planes in contact with each other, and the angle ⁇ at which the two planes intersect is 0 ⁇ ⁇ 180 °, preferably 30 ° ⁇ ⁇ 150 °, in particular 70 ° ⁇ ⁇ It may include a structural portion that is 110 °. Note that part or all of one or both of the planes may be curved.
  • the coating agent is accumulated on the edge portion and the bottom surface having the angle ⁇ , but the coating film is particularly preferably the above formula (a) And a repeating unit containing a group represented by the above formula (b), and a copolymer containing a repeating unit optionally containing a group represented by the above formula (c) By doing so, such drawbacks can be avoided.
  • the coating film of the present application may be applied to experimental instruments, analytical instruments, or medical instruments.
  • experimental instruments, analytical instruments, or medical instruments it may be a whole or at least a part of a structure of an instrument used in contact with in vivo tissue or blood.
  • experimental equipment include the cell culture vessels described above.
  • medical devices include whole or at least a part of a structure such as an implantable prosthesis or treatment instrument, extracorporeal circulation artificial organs, catheters, tubes, artificial valves, stents, artificial joints, etc. It can be mentioned.
  • the substrate for optical measurement is not particularly limited as long as it is a substrate (substrate) to be subjected to optical measurement.
  • the above-mentioned structural substrate is subjected to optical measurement (measurement wavelength is, for example, 340 to 850 nm)
  • a substrate (substrate) cell culture plate etc.
  • a plate for phase contrast microscope a plate for phase contrast microscope
  • a cell for UV measurement a transparent electrode (ITO electrode) and the like can be mentioned.
  • the cell culture vessel of the present invention desirably has a transmittance of 90% or more, preferably 92% or more, preferably 95% or more, and most preferably 98% or more in the visible light region in the microspace provided with the coating film. is there.
  • the cell culture vessel of the present invention has at least one open microspace having a volume of 20 ⁇ L or less on the surface of the vessel, and at least a part of the surface portion of the vessel constituting the microspace is a specific copolymer It is characterized in that it is coated with.
  • the copolymer according to the present invention is A copolymer containing a repeating unit containing a group represented by the following formula (a) and a repeating unit containing a group represented by the following formula (b):
  • U a1, U a2, U b1 , U b2 and U b3 each independently represent a linear or branched alkyl group having a hydrogen atom or a carbon atom number of 1 to 5,
  • An - is a halide ion
  • an inorganic acid Represents an anion selected from the group consisting of ions, hydroxide ions and isothiocyanate ions).
  • R c represents a linear or branched alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a cyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 15 carbon atoms Or an aryloxyalkyl group having 7 to 15 carbon atoms (wherein the aryl moiety may be substituted with a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom) Represents
  • the copolymer according to the present invention preferably comprises a repeating unit containing a group represented by the above formula (a) and a repeating unit containing a group represented by the above formula (b), preferably further comprising the above formula (c)
  • the copolymer is not particularly limited as long as it is a copolymer containing a repeating unit containing the group to be represented.
  • the repeating unit containing a group represented by the above formula (c) is a repeating unit containing a repeating unit including a group represented by the above formula (a) and the group represented by the above formula (b) It is different from the unit.
  • the copolymer includes a monomer containing a group represented by the above formula (a), a monomer containing a group represented by the above formula (b), and a monomer containing a group represented by the above formula (c) What is obtained by radical polymerization of is preferable, but those obtained by polycondensation and polyaddition reaction can also be used.
  • the copolymer include vinyl polymerized polymers in which an olefin is reacted, polyamides, polyesters, polycarbonates, polyurethanes, etc., among which vinyl polymerized polymers or (meth) acrylate compounds in which an olefin is reacted are particularly polymerized. (Meth) acrylic polymers are preferred.
  • the monomers containing the groups represented by the above formulas (a), (b) and (c) respectively have the following formulas (A), (B) and (C):
  • T a , T b , T c , U a1 , U a2 , U b1 , U b2 and U b3 each independently represent a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms
  • Q a and Q b each independently represent a single bond, an ester bond or an amide bond
  • Q c represents a single bond, an ether bond or an ester bond
  • Each of R a and R b independently represents a linear or branched alkylene group having 1 to 18 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom
  • R c is a linear chain having 1 to 18 carbon atoms Or branched alkyl group, alicyclic hydrocarbon group having 3 to 10 carbon atoms, aryl group
  • T a , T b and T c are preferably each independently a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group, and more preferably each is independently a hydrogen atom or a methyl group.
  • U a1 , U a2 , U b1 , U b2 and U b3 are preferably each independently a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group or a t-butyl group. More preferably, U a1 and U a2 are hydrogen atoms. More preferably, U b1 and U b2 (and U b3 ) are a methyl group or an ethyl group, and particularly preferably a methyl group.
  • R a and R b are preferably each independently a linear or branched alkylene group having 1 to 3 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom, and more preferably each independently is ethylene It is a group or a propylene group, or an ethylene or propylene group substituted by one chlorine atom, and particularly preferably an ethylene group or a propylene group.
  • R c is preferably a linear or branched alkyl group having 4 to 8 carbon atoms or an alicyclic hydrocarbon group having 3 to 8 carbon atoms, and more preferably a linear chain having 4 to 6 carbon atoms Or a branched alkyl group or a C 3 -C 6 alicyclic hydrocarbon group, particularly preferably a butyl group or a cyclohexyl group.
  • An ⁇ are halide ion, sulfate ion, phosphate ion, hydroxide ion and isothiocyanate ion, and particularly preferred is halide ion.
  • m is preferably an integer of 0 to 3, more preferably an integer of 1 or 2, and particularly preferably 1.
  • These compounds may contain a (meth) acrylate compound having two functional groups, as represented by the general formula (D) or (E) described later, at the time of synthesis.
  • formula (B) examples include dimethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminopropyl (meth) acrylate, 2- (t-butylamino) ethyl (meth) acrylate and methacroyl Choline chloride may, for example, be mentioned. Among them, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, methacroyl choline chloride or 2- (t-butylamino) ethyl (meth) acrylate is preferably used.
  • Cyclic alkyl esters of (meth) acrylic acid such as cyclohexyl (meth) acrylate and isobornyl (meth) acrylate; aralkyl esters of (meth) acrylic acid such as benzyl (meth) acrylate and phenethyl (meth) acrylate; styrene And styrene-based monomers such as methylstyrene and chloromethylstyrene; vinyl ether-based monomers such as methyl vinyl ether and butyl vinyl ether; and vinyl ester-based monomers such as vinyl acetate and vinyl propionate.
  • butyl (meth) acrylate or cyclohexyl (meth) acrylate is preferably used.
  • the proportion of the repeating unit containing a group represented by the formula (a) (or the repeating unit represented by the formula (a1)) contained in the copolymer according to the present invention is 3 mol% to 80 mol% Preferably, it is 3.5 mol% to 50 mol%, and more preferably 4 mol% to 40 mol%.
  • the copolymer concerning this invention may contain the repeating unit (or the repeating unit represented by Formula (a1)) containing group represented by 2 or more types of Formula (a).
  • the proportion of the repeating unit containing the group represented by the formula (b) (or the repeating unit represented by the formula (b1)) contained in the copolymer according to the present invention is 3 mol% to 80 mol% It is preferably 5 to 70 mol%, more preferably 8 to 65 mol%.
  • the copolymer according to the present invention may contain a repeating unit (or a repeating unit represented by the formula (b1)) containing two or more groups represented by the formula (b).
  • the ratio of the repeating unit containing the group represented by the formula (c) contained in the copolymer according to the present invention is the above formula (with respect to all the copolymers)
  • the remainder may be all of the remainder obtained by subtracting a) and formula (b), or the remainder obtained by subtracting the total proportion of the above-mentioned formulas (a) and (b) and the fourth component described below. It is 0 mole% to 90 mole%, preferably 3 mole% to 88 mole%, and more preferably 5 mole% to 87 mole%.
  • the copolymer concerning this invention may contain the repeating unit (or the repeating unit represented by Formula (c1)) containing group represented by 2 or more types of Formula (c).
  • Formula (a1) 3% by mole to 80% by mole
  • Formula (b1) 3% by mole to 80% by mole
  • Formula (c1) 0% by mole to 90% by mole
  • Formula (b1) 5 to 70 mol%
  • Formula (c1) 3 to 88 mol%
  • Formula (b1) 8 to 65 mol%
  • Formula (c1): 5 to 87 mol% It is.
  • any fourth component may be copolymerized.
  • a (meth) acrylate compound having two or more functional groups may be copolymerized as the fourth component, and a part of the polymer may be partially three-dimensionally crosslinked.
  • a fourth component for example, the following formula (D) or (E): [Wherein, T d , T e and U e each independently represent a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R d and R e each independently represent And n represents an integer of 1 to 6).
  • the bifunctional monomer is represented by the formula: [C 1 -C 10 linear or branched alkylene group which may be substituted by a halogen atom; That is, the copolymer according to the present invention preferably contains a crosslinked structure derived from such a difunctional monomer.
  • T d and T e are preferably each independently a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group, and more preferably each independently a hydrogen atom or a methyl group It is.
  • U e is preferably a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group, more preferably a hydrogen atom.
  • R d is preferably a linear or branched alkylene group having 1 to 3 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom, and more preferably each independently is an ethylene group or It is a propylene group, or an ethylene group or a propylene group substituted by one chlorine atom, and particularly preferably an ethylene group or a propylene group.
  • n is preferably an integer of 1 to 5, particularly preferably 1.
  • R e is preferably a linear or branched alkylene group having 1 to 3 carbon atoms which may be substituted with a halogen atom, and more preferably each independently is an ethylene group or It is a propylene group, or an ethylene group or a propylene group substituted by one chlorine atom, and particularly preferably an ethylene group or a propylene group.
  • n is preferably an integer of 1 to 5, and particularly preferably 1.
  • the bifunctional monomer represented by the formula (D) is preferably ethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, or the above formula (A-3)
  • the bifunctional monomer derived from etc. are mentioned.
  • the bifunctional monomer represented by the formula (E) is preferably bis (methacryloyloxymethyl) phosphate, bis [(2-methacryloyloxy) ethyl] phosphate, bis [3- (methacryloyloxy) propyl phosphate Or a bifunctional monomer derived from the above formula (A-3).
  • the optional fourth component may be a trifunctional monomer.
  • a trifunctional monomer as the fourth component include phosphinylidine tris triacrylate (oxy-2,1-ethanediyl).
  • ethylene glycol dimethacrylate dimethacrylate having a repeating unit of ethylene glycol and propylene glycol among bifunctional monomers derived from the above formulas (A-3) and (A-4), phosphorus Among the bis [2- (methacryloyloxy) ethyl acid] and the bifunctional monomers derived from the above formulas (A-3) and (A-4), repeating units of ethylene glycol and propylene glycol via a phosphate ester group
  • the dimethacrylate having is preferable, and the structural formulas thereof are respectively represented by the following formulas (D-1) to (D-3) and formulas (E-1) to (E-3).
  • the copolymer may contain one or more of these fourth components.
  • the proportion of the crosslinked structure derived from the fourth component in the copolymer is 0 mol% to 50 mol%.
  • the ratio of the compound represented by the formula (A) to the total amount of monomers forming the above-mentioned copolymer is 3 mol% to 80 mol%, preferably 3.5 mol% to 50 mol%, more preferably Is 4 to 40 mol%. Moreover, 2 or more types of compounds represented by Formula (A) may be sufficient.
  • the ratio of the compound represented by the formula (B) to the total amount of monomers forming the above copolymer is 3 mol% to 80 mol%, preferably 5 mol% to 70 mol%, more preferably 8 It is mole% to 65 mole%. Moreover, 2 or more types of compounds represented by Formula (B) may be sufficient.
  • the ratio of the compound represented by the formula (C) to the total monomers forming the above copolymer may be all the remainder obtained by subtracting the ratio of the above formulas (A) and (B), or the above formula (A) and It may be the remainder after subtracting the total proportion of (B) and the fourth component, but it is, for example, 0 mol% to 90 mol%, preferably 3 mol% to 88 mol%, and more preferably 5 It is mole% to 87 mole%. Moreover, 2 or more types of compounds represented by Formula (C) may be sufficient.
  • the copolymer according to the present invention may be copolymerized with an ethylenically unsaturated monomer, or a polysaccharide or a derivative thereof as an optional fifth component.
  • the ethylenically unsaturated monomers include (meth) acrylic acid and esters thereof; vinyl acetate; vinyl pyrrolidone; ethylene; vinyl alcohol; and one or two selected from the group consisting of hydrophilic functional derivatives thereof There may be mentioned species or more of ethylenically unsaturated monomers.
  • polysaccharides or derivatives thereof include cellulosic polymers such as hydroxyalkyl cellulose (eg, hydroxyethyl cellulose or hydroxypropyl cellulose), starch, dextran, curdlan.
  • the hydrophilic functional derivative refers to an ethylenically unsaturated monomer having a hydrophilic functional group or structure.
  • hydrophilic functional groups or structures include betaine structures; amide structures; alkylene glycol residues; amino groups; and sulfinyl groups and the like.
  • the betaine structure means a monovalent or divalent group of a compound having an amphoteric center of a quaternary ammonium type cationic structure and an acidic anionic structure, for example, a phosphorylcholine group: Can be mentioned.
  • a phosphorylcholine group for example, a phosphorylcholine group:
  • MPC 2-methacryloyloxyethyl phosphoryl choline
  • the amide structure has the following formula: [Here, R 16 , R 17 and R 18 are each independently a hydrogen atom or an organic group (eg, a methyl group, a hydroxymethyl group or a hydroxyethyl group, etc.)] Means a group represented by Examples of the ethylenically unsaturated monomer having such a structure include (meth) acrylamide, N- (hydroxymethyl) (meth) acrylamide and the like. Furthermore, monomers or polymers having such a structure are disclosed, for example, in JP-A-2010-169604.
  • the alkylene glycol residue is left after the hydroxyl group at one end or both ends of an alkylene glycol (HO-Alk-OH, wherein Alk is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms) is condensed with another compound. It means an alkyleneoxy group (-Alk-O-) and also includes a poly (alkyleneoxy) group in which alkyleneoxy units are repeated.
  • alkyleneoxy group -Alk-O-
  • Examples of ethylenically unsaturated monomers having such a structure include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate and the like.
  • monomers or polymers having such a structure are disclosed, for example, in JP-A-2008-533489.
  • the amino group is represented by the formula: —NH 2 , —NHR 19 or —NR 20 R 21 [wherein R 19 , R 20 and R 21 are each independently an organic group (for example, having 1 to 5 carbon atoms) A straight or branched alkyl group etc.)) means a group represented by
  • the amino group in the present invention includes a quaternized or chlorinated amino group.
  • Examples of the ethylenically unsaturated monomer having such a structure include dimethylaminoethyl (meth) acrylate, 2- (t-butylamino) ethyl (meth) acrylate, methacryloyl choline chloride and the like.
  • the sulfinyl group has the following formula: [Wherein, R 22 is an organic group (eg, an organic group having 1 to 10 carbon atoms, preferably, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms having one or more hydroxy groups, etc.)] Means a group represented by As a polymer having such a structure, copolymers disclosed in JP-A-2014-48278 and the like can be mentioned.
  • the copolymer according to the present invention can be synthesized by methods such as radical polymerization, anionic polymerization, cationic polymerization and the like which are synthesis methods of common acrylic polymers or methacrylic polymers.
  • methods such as radical polymerization, anionic polymerization, cationic polymerization and the like which are synthesis methods of common acrylic polymers or methacrylic polymers.
  • various methods such as solution polymerization, suspension polymerization, emulsion polymerization and bulk polymerization are possible.
  • the reaction solvent may be water, an alcohol such as phosphate buffer or ethanol, or a mixed solvent combining these, but it is desirable that water or ethanol be included. Furthermore, it is preferable to contain 10 mass% or more and 100 mass% or less of water or ethanol. Furthermore, it is preferable to contain 50 mass% or more and 100 mass% or less of water or ethanol. Furthermore, it is preferable to contain 80 mass% or more and 100 mass% or less of water or ethanol. Furthermore, it is preferable to contain 90 mass% or more and 100 mass% or less of water or ethanol. Preferably, the total of water and ethanol is 100% by mass.
  • the concentration in the reaction solvent with the monomer to be contained is preferably 0.01% by mass to 4% by mass. If the concentration is more than 4% by mass, for example, the copolymer may gel in the reaction solvent due to the strong associative property of the phosphate group represented by the formula (a). If the concentration is less than 0.01% by mass, the concentration of the obtained varnish is too low, which makes it difficult to form a coating film-forming composition for obtaining a coating film having a sufficient film thickness. More preferably, the concentration is 0.01% to 3% by weight, for example 3% by weight or 2% by weight.
  • the monomer containing the group represented by the above formula (a) and the monomer containing the group represented by the above formula (b) are described, for example, in the formula (1)
  • a monomer containing a group represented by the above-mentioned formula (c) may be optionally added, followed by polymerization to prepare a copolymer.
  • the phosphoric acid group-containing monomer is a monomer that tends to associate, when dropped into the reaction system, it may be dropped little by little in the reaction solvent so that it can be dispersed rapidly. Furthermore, the reaction solvent may be heated (eg, 40 ° C. to 100 ° C.) to increase the solubility of the monomer and the polymer.
  • polymerization initiators include: 2,2'-azobis (isobutyronitrile), 2,2'-azobis (2-methylbutyronitrile), 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) (Wako Pure Chemical Industries, Ltd .; VA-065, 10 hour half-life temperature: 51 ° C.), 4,4′-azobis (4-cyanovaleric acid), 2,2′-azobis (4-methoxy- 2,4-Dimethylvaleronitrile), 1,1′-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), 1-[(1-cyano-1-methylethyl) azo] formamide, 2,2′-azobis [2- (2-Imidazolin-2-yl) propane], 2,2'-azobis (2-methylpropionamidine) dihydrochloride, 2,2'-azobis [2-methyl-N- (2-hydroxyethyl) propionamide
  • the addition amount of the polymerization initiator is 0.05% by mass to 10% by mass with respect to the total weight of the monomers used for the polymerization.
  • the reaction is carried out by heating the reaction vessel to 50 ° C. to 200 ° C. with an oil bath etc. and stirring for 1 hour to 48 hours, more preferably 80 ° C. to 150 ° C. for 5 hours to 30 hours.
  • the copolymer according to the invention is obtained.
  • the reaction atmosphere is preferably a nitrogen atmosphere.
  • polymerization may be carried out by heating to the above temperature, or all or a part of the mixture of the reaction substances in the preheated solvent. It may be dropped little by little.
  • the concentration of the compound represented by the above formula (A), formula (B) or formula (C) in the reaction solvent is, for example, 0.01% by mass to 10% by mass. It can be%. In this case, even if the concentration exceeds 4% by mass, the dropping phase and the reaction phase become a transparent uniform solution before the reaction, and the gelation of the copolymer after the reaction in the reaction solvent can be suppressed.
  • the molecular weight of the copolymer according to the present invention may be several thousands to several millions, preferably 5,000 to 5,000,000. More preferably, it is 10,000 to 2,000,000.
  • the copolymer may be any of a random copolymer, a block copolymer, and a graft copolymer, and the copolymerization reaction itself for producing the copolymer is not particularly limited, and radical polymerization, ionic polymerization or light may be used. It is possible to use a method synthesized in a known solution such as polymerization, polymerization utilizing emulsion polymerization and the like. Depending on the intended use, they may be used alone or in combination of a plurality of copolymers, and the ratio may be changed and used.
  • the various copolymers produced in this way which may be two-dimensional polymers or three-dimensional polymers, are dispersed in a solution containing water. That is, in the varnish containing these polymers, it is not preferable that uneven gelation or cloudiness precipitation can occur, and it is preferable that the varnish is a transparent varnish, a dispersed colloidal varnish, or a sol.
  • the cell culture vessel of the present invention is characterized in that the above-mentioned copolymer is coated on at least a part of the surface of the vessel, and is coated on the inner surface of the vessel which can be in contact with cells and culture fluid. Preferably, the entire surface of the container is coated.
  • the coating of the above-mentioned copolymer on the cell culture vessel can be formed by a known means, specifically, the item described below ⁇ Method for producing a cell culture vessel >> and the means described in the Examples.
  • the thickness of the coating of the cell culture vessel of the present invention is appropriately selected according to the shape and purpose of the vessel, but is preferably 10 to 1000 ⁇ , more preferably 10 to 500 ⁇ , and particularly preferably 10 to 300 ⁇ .
  • the cell culture vessel of the present invention has an excellent ability to suppress adhesion to cells and proteins by such a coating.
  • ⁇ Method for producing cell culture vessel At least a portion of the surface portion of the container constituting the microspace is brought into contact with a coating agent on the surface of a cell culture vessel having at least one open microspace with a volume of 20 ⁇ L or less.
  • a method for producing a cell culture vessel comprising the step of forming a coating film having a difference between the maximum film thickness and the minimum film thickness of 1000 ⁇ or less, wherein the coating agent is a group represented by the following formula Copolymer comprising a repeating unit containing, a repeating unit containing a group represented by the following formula (b), and preferably a repeating unit containing a group represented by the following formula (c): (Wherein, U a1 , U a2 , U b1 , U b2 and U b3 , R c and An ⁇ are as defined above) Manufacturing method.
  • the coating agent is a group represented by the following formula Copolymer comprising a repeating unit containing, a repeating unit containing a group represented by the following formula (b), and preferably a repeating unit containing a group represented by the following formula (c): (Wherein, U a1 , U a2 , U b1 , U b2 and U
  • the copolymer is coated on at least a part of the surface portion of the container, which constitutes a minute space having a volume of 20 ⁇ L or less opened on the surface of the container.
  • the container is a round bottom multiwell plate, only the wells of the wells may be coated, but the entire plate may be coated.
  • the container and the copolymer are as described in the above-mentioned ⁇ container> and ⁇ copolymer>, respectively.
  • the coating step is not particularly limited, and may be carried out by any coating means (for example, application, immersion, etc.) known to those skilled in the art that can bring the container and the coating agent containing the copolymer into contact with each other.
  • it can be carried out by applying a varnish containing a copolymer as a coating agent to a container, or immersing the container in a varnish containing a copolymer as a coating agent.
  • it is carried out by immersing the container in a varnish containing a copolymer.
  • the varnish containing the copolymer may be prepared by dissolving the copolymer obtained in the above-mentioned item ⁇ Method for producing copolymer> in a suitable solvent at a desired concentration, or such production method
  • the reaction solution containing the copolymer obtained in above may be used as a varnish as it is or after being diluted to a desired solid concentration.
  • the solvent contained in the varnish include water, phosphate buffer (PBS) and alcohol.
  • the concentration of the copolymer in the varnish is 0.01 to 4% by mass, more preferably 0.01 to 3% by mass, still more preferably 0.01 to 2% by mass, and still more preferably 0.01 to 1% by mass. %. If the concentration of the copolymer is less than 0.01% by mass, a coating having a sufficient film thickness can not be formed, and if it is more than 4% by mass, the storage stability of the varnish is deteriorated, and the precipitation of a dissolved substance or gel May occur.
  • the varnish containing the copolymer may be pH-adjusted in advance to adjust the ion balance of the copolymer in the varnish.
  • the pH adjustment may be carried out, for example, by adding a pH adjuster to a varnish containing a copolymer to adjust the pH of the varnish to 3.5 to 8.5, preferably 4.0 to 8.0. .
  • the type and amount of pH adjuster that can be used are appropriately selected according to the concentration of the copolymer in the varnish, the ratio of the anion to the cation in the copolymer, and the like.
  • pH adjusters examples include organic amines such as ammonia, diethanolamine, pyridine, N-methyl-D-glucamine and tris (hydroxymethyl) aminomethane; alkali metal hydroxides such as potassium hydroxide and sodium hydroxide; Alkali metal halides such as potassium and sodium chloride; inorganic acids such as sulfuric acid, phosphoric acid, hydrochloric acid and carbonic acid or alkali metal salts thereof; quaternary ammonium cations such as choline; or mixtures thereof (for example, phosphate buffered saline) Etc.) can be mentioned.
  • organic amines such as ammonia, diethanolamine, pyridine, N-methyl-D-glucamine and tris (hydroxymethyl) aminomethane
  • alkali metal hydroxides such as potassium hydroxide and sodium hydroxide
  • Alkali metal halides such as potassium and sodium chloride
  • inorganic acids such as sulfuric acid, phosphoric acid, hydrochloric acid and carbon
  • ammonia, diethanolamine, N-methyl-D-glucamine, tris (hydroxymethyl) aminomethane, sodium hydroxide and choline are preferable, and ammonia, diethanolamine, sodium hydroxide and choline are particularly preferable.
  • a varnish comprising such a copolymer is contacted with the container to form a coating on at least a portion of its surface.
  • the coating is preferably formed over the entire surface portion of the container constituting the microspace, and more preferably over the entire surface of the cell culture container.
  • the surface of the container may be washed by being subjected to known UV / ozone treatment.
  • the cleaning step can be carried out using a commercially available UV / ozone cleaner or the like.
  • the coated container is dried at a temperature of -200 ° C to 200 ° C.
  • the solvent in the composition for forming a coating film is removed, and the formula (a) and the formula (b) of the copolymer according to the present invention form an ionic bond to completely adhere to the substrate.
  • the thickness of the coating of the cell culture vessel of the present invention is preferably 10 to 1000 ⁇ , more preferably 10 to 500 ⁇ , and particularly preferably 10 to 300 ⁇ .
  • the inventors of the present invention have found that the method for producing a cell culture container of the present invention does not require treatment at high temperature, but treatment at low temperature results in the formation of a coating having desired properties on the surface of the container. It has been found that despite having a thin film thickness of about several hundred angstroms, it has excellent durability and has excellent adhesion-inhibiting ability to cells and proteins.
  • Drying can be performed, for example, at room temperature (10 ° C. to 35 ° C., for example, 25 ° C.), but may be performed, for example, at 40 ° C. to 50 ° C. to form a coating film more rapidly. Further, it may be carried out at a very low temperature to a low temperature (about -200 ° C. to -30 ° C.) by a freeze-drying method. Freeze-drying is called vacuum freeze-drying, and it is a method of cooling what is usually desired to be dried with a refrigerant and removing the solvent by sublimation under vacuum.
  • Typical refrigerants used in freeze-drying include a mixed medium of dry ice and methanol (-78 ° C), liquid nitrogen (-196 ° C), and the like.
  • a more preferable drying temperature is 10 ° C. to 180 ° C., and a further preferable drying temperature is 25 ° C. to 150 ° C.
  • the surface of the coated container may be washed with an alcohol having 1 to 5 carbon atoms such as ethanol and / or water.
  • the washing step may be carried out at a temperature of 0 ° C. to 60 ° C., preferably 25 ° C. (room temperature) to 40 ° C., for 30 minutes to 48 hours, preferably 1 to 24 hours.
  • the drying step it is selected from the group consisting of water and an aqueous solution containing an electrolyte in order to remove impurities remaining in the coating, unreacted monomers, etc. and further to adjust the ion balance of the copolymer in the membrane.
  • At least one solvent may be used for washing by running water washing, ultrasonic washing or the like.
  • the aqueous solution containing water or an electrolyte may be heated, for example, in the range of 40 ° C. to 95 ° C.
  • the aqueous solution containing the electrolyte is preferably PBS and saline (containing only sodium chloride), Dulbecco's phosphate buffered saline, Tris buffered saline, HEPES buffered saline and Veronal buffered saline, and PBS is particularly preferred. preferable.
  • the coating formed on the surface of the container remains firmly fixed to the substrate (that is, the container) without elution.
  • the formed coating has the ability to inhibit the adhesion of various biological substances including cells and proteins. Therefore, the cell culture vessel of the present invention is excellent in durability to solvents, in addition to the inhibition of adhesion of cells and proteins.
  • sterilization treatments such as radiation, electron beam, ethylene oxide, autoclave and the like may be applied.
  • the third aspect of the present invention is characterized by using the cell culture container of the present invention and the cell culture container obtained by the production method of the present invention (hereinafter, both are combined and referred to as "the cell culture container of the present invention"). It is a manufacturing method of a cell aggregate.
  • the cell culture vessel of the present invention is used, adhesion of cell clumps to the surface of the vessel is suppressed, and elution of the coating into the culture solution is suppressed, so cell clumps without stimulation from the vessel Can be cultured.
  • the cell aggregate is preferably cultured using a medium characterized by containing a polysaccharide (in particular, a deacylated gellan gum) having the effect of suspending cells or tissues in the cell culture vessel of the present invention.
  • a polysaccharide in particular, a deacylated gellan gum
  • the specific composition of such a culture medium and the culture method are disclosed, for example, in WO 2014/017513.
  • Contact angle evaluation As one aspect of the contact angle evaluation method, there are the following methods.
  • the various substrates on which the coating film is formed are evaluated using a fully automatic contact angle meter (Kyowa Interface Chemical Co., Ltd., DM-701).
  • the evaluation temperature is, for example, 25 ° C. (in air and water).
  • the static contact angle is evaluated in both the underwater contact angle in which various contact angles are measured by placing various substrates upside down in water in addition to the contact angle measurement of water droplets in the atmosphere.
  • the weight average molecular weight of the copolymer shown in the following synthesis example is the measurement result by Gel Filtration Chromatography (hereinafter abbreviated as GFC) or Gel Permination Chromatography (hereinafter abbreviated as GPC).
  • GFC Gel Filtration Chromatography
  • GPC Gel Permination Chromatography
  • RI ⁇ Injection concentration 0.05 to 0.5% by mass of polymer solid content
  • Injection volume 100 ⁇ L
  • Calibration curve cubic approximation curve
  • Standard sample polyethylene oxide (manufactured by Agilent) x 10 species
  • Preparation Example 1 In 5.00 g of the copolymer-containing varnish obtained in the above Synthesis Example 1, 56.39 g of pure water, 28.50 g of ethanol, 1 mol / L aqueous sodium hydroxide solution (1 N) (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) 0.85 g was thoroughly stirred to prepare a coating agent. The pH was 7.5. In the obtained coating agent, the following silicon wafer was spin-coated at 1500 rpm for 60 seconds, and dried in an oven at 50 ° C. for 24 hours. Thereafter, the film was sufficiently washed with PBS and pure water to obtain a silicon wafer on which a coating film was formed. It was 55 ⁇ when the film thickness of the coating film of the silicon wafer was confirmed by an optical interference film thickness meter.
  • Preparation Example 2 A coating agent was prepared by dissolving 1.2 g of poly (2-hydroxyethyl methacrylate) (manufactured by Sigma Aldrich Japan Co., Ltd.) in 29.98 g of ethanol and 2 g of pure water and thoroughly stirring. The obtained silicon wafer was spin-coated in the same manner as in Preparation Example 1 and dried in an oven at 50 ° C. for 24 hours. Thereafter, the film was sufficiently washed with pure water to obtain a coating film on a silicon wafer or plate. It was 1960 ⁇ when the film thickness of the coating film of the silicon wafer was confirmed by an ellipsometer.
  • Example 1 and Comparative Example 1 Preparation of Coating Plate (Polystyrene)> Corning 389 3893 (1536 wells, volume 12.5 ⁇ L / well, cell adhesion processing ⁇ gamma ray sterilization processed, material: polystyrene) and Greiner # 782180 (1536 wells, volume 12.6 ⁇ L / well, cell adhesion processing ⁇ gamma ray sterilization processed In the material: polystyrene), 3 ⁇ L of the coating agent of Preparation Example 1 was injected into separate wells. After leaving them to stand for 1 hour, they were removed and dried in an oven at 50 ° C. for 24 hours.
  • Example 1 Thereafter, the coated wells were washed three times each with 10 ⁇ L of pure water to obtain the coated plate of Example 1. Similarly, 3 ⁇ L each of the coating agent of Preparation Example 2 was injected into separate wells of Corning # 3893 and Greiner # 782180, and dried in an oven at 50 ° C. for 24 hours to obtain a coated plate of Comparative Example 1. These plates were used in Test Example 1 below. An uncoated well was used as a negative control.
  • Test Example 1 Cell Adhesion Inhibitory Effect (Preparation of cells)
  • the cells used were mouse embryo fibroblasts C3H10T1 / 2 (manufactured by DS Pharma Biomedical Co., Ltd.).
  • the medium used for culturing the cells was BME medium (manufactured by Thermo Fisher Scientific Co., Ltd.) containing 10% FBS (manufactured by HyClone) and L-glutamine-penicillin-streptomycin stabilization solution (manufactured by Sigma-Aldrich).
  • BME medium manufactured by Thermo Fisher Scientific Co., Ltd.
  • FBS manufactured by HyClone
  • L-glutamine-penicillin-streptomycin stabilization solution manufactured by Sigma-Aldrich
  • the cells were subjected to stationary culture for 2 days or more using a petri dish (10 mL of medium) with a diameter of 10 cm while maintaining a 5% carbon dioxide concentration in a 37 ° C./CO 2 incubator. Subsequently, the cells were washed with 5 mL of PBS, 1 mL of a trypsin-EDTA solution (manufactured by Invitrogen Corporation) was added to detach the cells, and suspended in 10 mL of the above medium. The suspension was centrifuged (Tomy Seiko Co., Ltd., Model LC-200, 1000 rpm / 3 minutes, room temperature), the supernatant was removed, and the above medium was added to prepare a cell suspension.
  • a trypsin-EDTA solution manufactured by Invitrogen Corporation
  • Cell adhesion experiment 5 ⁇ L of each cell suspension was added to each of the plates prepared in Example 1 and Comparative Example 1 above and to the plate not coated with the coating of the present invention as a negative control so that each cell suspension became 100 cells / well. . Then, it was left to stand in a CO 2 incubator at 37 ° C. for 4 days while maintaining the 5% carbon dioxide concentration.
  • PDMS Preparation of Coating Plate
  • a mold capable of transferring the shape of FIG. 7 is created. It mixes and stirs in the ratio of 10.00 g of main ingredients of SYLGARD 184 silicone elastomer (made by Dow Corning), and 1.00 g of hardening agents, and pours in the created mold. After defoaming with a vacuum pump, it is dried in an oven at 80 ° C. for 1 hour. After cooling to room temperature, the cured PDMS is removed from the mold. The cured product is immersed in pure water and autoclaved at 120 ° C. for 60 minutes.
  • Azol petri dish The bottom of ⁇ 40 ⁇ 13.5 mm (made by As One) is cut in a 20 mm square in alignment with the dimpled area of FIG. 8 and the PDMS cured product after washing with 70% ethanol is put in the petri dish and covered.
  • a PDMS coated plate having 203 dimples having a diameter of 1 mm (inter-dimple distance 0.3 mm), a depth of 0.5 mm, and a volume of about 0.3 ⁇ L per dimple (see FIG. 9).
  • Test Example 2 Cell Adhesion Inhibitory Effect (Preparation of cells)
  • the cells used were normal human neonatal foreskin skin fibroblasts NHDF (manufactured by Kurashiki Spinning Co., Ltd.).
  • a medium used for culturing the cells a D-MEM low glucose medium (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) containing 10% FBS (manufactured by Gibco) and a penicillin-streptomycin solution (manufactured by Gibco) was used.
  • the cells were subjected to stationary culture for 2 days or more using a petri dish (10 mL of medium) with a diameter of 10 cm while maintaining a 5% carbon dioxide concentration in a 37 ° C./CO 2 incubator. Subsequently, the cells were washed with 5 mL of PBS, 1 mL of a trypsin-EDTA solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to detach the cells, and suspended in 10 mL of the above-mentioned medium. The suspension was centrifuged (Tomy Seiko Co., Ltd., Model LC-200, 1270 rpm / 3 minutes, room temperature), the supernatant was removed, and the above medium was added to prepare a cell suspension.
  • a trypsin-EDTA solution manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • Cell adhesion experiment The cell suspension was adjusted to 30 ⁇ 10 4 cells / mL for each of the plates prepared in Example 2 and Comparative Example 2 and the plate not coated with the present invention as a negative control. Each 2 mL was added. Thereafter, while maintaining the 5% carbon dioxide concentration, it was allowed to stand in a CO 2 incubator at 37 ° C. for 3 days.
  • the cell adhesion suppression was described as ⁇ when the cells were attached or did not form spheroids x, and when they were not attached and formed spheroids close to a circle.
  • foaming after the medium was added to the wells, a case where no bubbles were observed was described as ⁇ , and a case where it was observed was indicated as x.
  • coatability the case where the image derived from the coated film confirmed in the observation area was confirmed other than the cells and bubbles was described as x, and the case where the same image as the negative object was maintained was described as ⁇ .
  • Example 2 In the negative control plate, cells adhered but no bubble was observed (see [FIG. 11]). In Example 2, good coatability was confirmed, no cell attachment was observed, good spheroids were confirmed, and no bubble bite was observed (see FIG. 12). Further, in Comparative Example 2, spheroids were formed in some of the wells, but bubble biting occurred in some of the wells, and further, the coatability of the wells was poor and peeling from the substrate was confirmed ([ Fig. 13] [Fig. 14]).
  • the cell culture vessel of the present invention is coated at least in part with a copolymer containing a specific group.
  • a coating suppresses adhesion of cells and proteins to the container surface, and since the coating can be firmly fixed to the container surface, the suppression of the elution of the coating into the culture solution is improved. Therefore, the cell culture vessel of the present invention is advantageous in that cell aggregates can be cultured without stimulation from the vessel.
  • a thin film coating can be formed uniformly without problems such as bubble biting, so that a cell culture vessel with stabilized quality can be manufactured.

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Abstract

細胞培養容器、その製造方法及びそれを用いた細胞凝集塊(スフェアともいう)の製造方法に関する。特に本発明は、細胞の付着抑制能を有する共重合体が表面にコーティングされていることを特徴とする、微小容積(20μL以下)を有する細胞培養容器及びその製造方法を提供する。 下記式(a)で表される基を含む繰り返し単位と、下記式(b)で表される基を含む繰り返し単位とを含む共重合体:(式中、 Ua1、Ua2、Ub1、Ub2及びUb3は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数1乃至5の直鎖若しくは分岐アルキル基を表し、Anは、ハロゲン化物イオン、無機酸イオン、水酸化物イオン及びイソチオシアネートイオンからなる群から選ばれる陰イオンを表す) を含むコーティング膜を、容器の表面の少なくとも一部に備える、細胞培養容器であって、該容器の容積が20μL以下である、細胞培養容器とする。

Description

微小容積を有する細胞培養容器
 本発明は、細胞培養容器、その製造方法及びそれを用いた細胞凝集塊(スフェアともいう)の製造方法に関する。特に本発明は、細胞の付着抑制能を有する共重合体が表面にコーティングされていることを特徴とする、細胞培養容器及びその製造方法に関するものである。
 近年、動物や植物体内で異なった役割を果たしている様々な器官、組織、及び細胞を生体外にて増殖又は維持させるための技術が発展してきている。これらの器官、組織を生体外にて増殖又は維持することは、それぞれ器官培養、組織培養と呼ばれており、器官、組織から分離された細胞を生体外にて増殖、分化又は維持することは細胞培養と呼ばれている。細胞培養は、分離した細胞を培地中で生体外にて増殖、分化又は維持する技術であり、生体内の各種器官、組織、細胞の機能及び構造を詳細に解析するために不可欠なものとなっている。また、当該技術により培養された細胞及び/又は組織は、化学物質、医薬品等の薬効及び毒性評価や、酵素、細胞増殖因子、抗体等の有用物質の大量生産、疾患や欠損により失われた器官、組織、細胞を補う再生医療、植物の品種改良、遺伝子組み換え作物の作成等の様々な分野で利用されている。
 動物由来の細胞は、その性状から浮遊細胞と接着細胞に大きく2分される。浮遊細胞は、生育・増殖に足場を必要としない細胞であり、接着細胞は、生育・増殖に足場を必要とする細胞であるが、生体を構成する大部分の細胞は後者の接着細胞である。接着細胞の培養方法としては、単層培養、分散培養、包埋培養、マイクロキャリア培養、及び細胞凝集塊(スフェア)培養等が知られている。
 特に近年では、再生医療分野の発展に伴い、より生体内に近い環境での培養方法としてスフェア培養が注目され、その培養に適した培地組成物や、培地添加剤が種々報告されている(例えば、特許文献1及び2参照)。またスフェア培養では、培養容器(基材)からの刺激が、培養の結果を左右する重要な要因であると考えられており、細胞(特に、細胞凝集塊)を培養容器からの刺激のない、三次元環境又は完全な浮遊状態にて培養することが求められている(例えば、特許文献3参照)。
 本発明者らは、様々な生体物質の付着抑制能を有するコーティング材料として期待されているリン酸エステル基を有するポリマーに注目し、検討を重ねた。その結果、特定のアニオン性基とカチオン性基を含む共重合体で表面の少なくとも一部がコーティングされた細胞培養容器が、細胞の容器表面(内部表面)への付着を抑制すると共に、コーティングが容器表面に強固に固着しうることから、コーティングの培養液への溶出や放射線耐性が改善された細胞培養容器として有用であることを報告した(例えば、特許文献4参照)。
国際公開第2014/017513号公報 国際公開第2013/144372号公報 特開2008-61609号公報 国際公開第2014/0196652号公報
 従来、細胞(特に、細胞凝集塊)を三次元環境又は完全な浮遊状態にて培養するために、細胞の容器表面への付着、及び細胞培養容器に付されたコーティングの培養液への溶出という問題があった。また、細胞培養により生産・分泌される/培地に含まれるタンパク質の容器表面への付着という問題もあった。親水性化合物によるコーティングが付された細胞培養容器は、容器表面への細胞付着を改善しうるが、細胞培養容器に付されたコーティングの培養液への溶出やタンパク質の容器表面への付着等の問題が依然としてあった。
 さらに、細胞培養容器が微小な空間を有するもの(多数のくぼみを有する細胞培養皿等)である場合、一般的な生体物質付着抑制能を有するコーティング剤は、塗布等にて行う膜形成の際、気泡が膜中に残存してしまう、いわゆる泡噛みの問題があった。これは、細胞培養容器の品質(細胞接着性、タンパク質付着性、光学測定等)の安定化に悪影響を及ぼしていた。
 したがって、本発明は、細胞培養容器、その製造方法及びそれを用いた細胞凝集塊の製造方法を提供することを目的とする。特に本発明は、細胞の付着抑制能を有する共重合体が表面に泡噛み等の不具合が無く、均一の膜厚でコーティングされていることを特徴とする、細胞培養容器、その製造方法及びそれを用いた細胞凝集塊の製造方法を提供することを目的とする。
 本発明者らは、上記の課題を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、特定のアニオン性基とカチオン性基に加え、特定の疎水性基を含む共重合体で表面の少なくとも一部がコーティングされた細胞培養容器が、細胞に加え、タンパク質の容器表面への付着を抑制すると共に、コーティングが容器表面に強固に固着し、さらには微小な空間を有する細胞培養器であっても、表面に泡噛み等の不具合無く均一の膜厚を有し、欠陥等の不具合が無いコーティングが形成された細胞培養容器を製造できることを見出し、本発明を完成させた。
 即ち、本発明は以下の通りである:
[1]容器の表面に容積が20μL以下の開口した微小空間を少なくとも1つ有し、かつ下記式(a)で表される基を含む繰り返し単位と、下記式(b)で表される基を含む繰り返し単位とを含む共重合体:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005

(式中、
a1、Ua2、Ub1、Ub2及びUb3は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数1乃至5の直鎖若しくは分岐アルキル基を表し、Anは、ハロゲン化物イオン、無機酸イオン、水酸化物イオン及びイソチオシアネートイオンからなる群から選ばれる陰イオンを表す)
を含むコーティング膜を、該微小空間を構成する容器の表面部分の少なくとも一部に備える、細胞培養容器。
[2]上記共重合体が、さらに下記式(c):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006

[式中、
は、炭素原子数1乃至18の直鎖若しくは分岐アルキル基、炭素原子数3乃至10の環式炭化水素基、炭素原子数6乃至10のアリール基、炭素原子数7乃至15のアラルキル基又は炭素原子数7乃至15のアリールオキシアルキル基(ここで、前記アリール部分は、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数1乃至5の直鎖若しくは分岐アルキル基で置換されていてもよい)を表す]
で表される基を含む繰り返し単位を含む、[1]に記載の細胞培養容器。
[3]上記コーティング膜の最大膜厚と最小膜厚の差が1000Å以下である、[1]又は[2]に記載の細胞培養容器。
[4]細胞凝集塊製造用である、[1]~[3]何れか1項に記載の細胞培養容器。
[5]上記コーティング膜表面の大気中での水接触角が0~120°、又は水中での気泡接触角が80~180°である、[1]~[4]何れか1項に記載の細胞培養容器。
[6]容積が20μL以下の開口した微小空間を少なくとも1つ有する細胞培養容器表面に、コーティング剤を接触させて、該微小空間を構成する容器の表面部分の少なくとも一部に、最大膜厚と最小膜厚の差が1000Å以下のコーティング膜を形成する工程を含む、細胞培養容器の製造方法であって、
上記コーティング剤が、下記式(a)で表される基を含む繰り返し単位と、下記式(b)で表される基を含む繰り返し単位とを含む共重合体:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007

(式中、
a1、Ua2、Ub1、Ub2及びUb3は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数1乃至5の直鎖若しくは分岐アルキル基を表し、Anは、ハロゲン化物イオン、無機酸イオン、水酸化物イオン及びイソチオシアネートイオンからなる群から選ばれる陰イオンを表す)
を含む、製造方法。
[7]上記共重合体が、さらに下記式(c):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008

[式中、
は、炭素原子数1乃至18の直鎖若しくは分岐アルキル基、炭素原子数3乃至10の環式炭化水素基、炭素原子数6乃至10のアリール基、炭素原子数7乃至15のアラルキル基又は炭素原子数7乃至15のアリールオキシアルキル基(ここで、前記アリール部分は、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数1乃至5の直鎖若しくは分岐アルキル基で置換されていてもよい)を表す]
で表される基を含む繰り返し単位を含む、[6]に記載の細胞培養容器の製造方法。
[8]可視光領域の透過率が90%以上である、[1]~[5]何れか1項に記載の細胞培養容器。
[9]材質が、ガラス、金属含有化合物、半金属含有化合物又は樹脂である、[1]~[5]何れか1項に記載の細胞培養容器。
 本発明の細胞培養容器は、式(a)で表されるアニオンと、式(b)で表されるカチオンと、式(c)で表される疎水性基を含む共重合体で表面の少なくとも一部がコーティングされることによって、容器表面への細胞やタンパク質の付着を抑制することができる。該カチオン及びアニオンの静電気的バランスにより、容器の表面が電気的に中性に保たれ、細胞やタンパク質の付着を防ぐことができると考えられる。一方、コーティング中の該カチオン及びアニオンがイオン結合(イオンコンプレックス)を形成することで、ガラス、繊維、無機粒子又は樹脂(合成樹脂及び天然樹脂)等、容器の基材の種類を選ばず固着することができ、さらに固着後は水系溶媒(水、リン酸緩衝液(PBS)、アルコール等)への耐久性に優れたコーティングとなる。さらには微小な空間を有する細胞培養器であっても、容器表面に泡噛み等の不具合無く均一にコーティング膜が形成された細胞培養容器を製造できる。
 本発明の細胞培養容器は、生体物質付着抑制能を有するポリマー、特に特定のアニオン構造と、特定のカチオン構造とを含む共重合体を含むコーティング膜を、その少なくとも一部の表面に、最大膜厚と最小膜厚の差が1000Å以下、好ましくは300Å以下で備える。コーティング膜は、優れた生体物質の付着抑制能を有する。また、ガラス、金属含有化合物もしくは半金属含有化合物、活性炭又は樹脂などの各種材料に簡便な操作でコーティング膜を付与することができる。また、場合により前記共重合体に疎水性基を導入することで、プラスチックなどの樹脂との密着性がよく、固着後の水系溶媒に対する耐久性がより優れたコーティング膜を付与することができる。
 さらに、本発明の細胞培養容器が、互いに接する少なくとも2つの平面から構成され、且つ2つの平面が交わる角度が0<θ<180°である構造部分を含むものであっても、かかる構造部分のエッジ部分や底面にコーティング剤が溜まり、エッジ部分や底面の厚みが著しく増えることが無く、最大膜厚と最小膜厚の差が1000Å以下、好ましくは300Å以下の均一なコンフォーマルコーティング膜を備えることができる。そして、最大膜厚と最小膜厚の差が1000Å以下、好ましくは300Å以下の均一なコンフォーマルコーティング膜を備えるマイクロウェルプレートは、十分な生体物質付着抑制能を有する点のみならず、膜厚が一般的なプレートリーダーの測定波長(例えば、340~850nm)以下であるため、光学測定に影響を及ぼさない点でも有用である。
(表1)の陰性対照(Corning ♯3893)の倒立型顕微鏡による観察結果の写真である。 (表1)の実施例1(Corning ♯3893)の倒立型顕微鏡による観察結果の写真である。 (表1)の比較例1(Corning ♯3893)の倒立型顕微鏡による観察結果の写真である。 (表1)の陰性対照(Greiner#782180)の倒立型顕微鏡による観察結果の写真である。 (表1)の実施例1(Greiner#782180)の倒立型顕微鏡による観察結果の写真である。 (表1)の比較例1(Greiner#782180)の倒立型顕微鏡による観察結果の写真である。 PDMSコーティングプレートの作製の説明図(1)である。 PDMSコーティングプレートの作製の説明図(2)である。 PDMSコーティングプレートの作製の説明図(3)である。 (表2)の陰性対照の倒立型顕微鏡による観察結果の写真である。 (表2)の実施例2の倒立型顕微鏡による観察結果の写真である。 (表2)の比較例2の倒立型顕微鏡による観察結果の写真である。 (表2)の比較例2の倒立型顕微鏡による観察結果の写真である。
1.用語の説明
 本発明において用いられる用語は、他に特に断りのない限り、以下の定義を有する。
 本発明において、「ハロゲン原子」は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を意味する。
 本発明において、「アルキル基」は、直鎖若しくは分岐の、飽和脂肪族炭化水素の1価の基を意味する。「炭素原子数1乃至5の直鎖若しくは分岐アルキル基」としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、1-メチルブチル基、2-メチルブチル基、3-メチルブチル基、1,1-ジメチルプロピル基、1,2-ジメチルプロピル基、2,2-ジメチルプロピル基又は1-エチルプロピル基が挙げられる。「炭素原子数1乃至18の直鎖若しくは分岐アルキル基」としては、上記炭素原子数1乃至5の直鎖若しくは分岐アルキル基の例に加え、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基又はオクタデシル基、あるいはそれらの異性体が挙げられる。
 本発明において、「ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数1乃至5の直鎖若しくは分岐アルキル基」は、上記炭素原子数1乃至5の直鎖若しくは分岐アルキル基を意味するか、あるいは1以上の上記ハロゲン原子で置換された上記炭素原子数1乃至5の直鎖若しくは分岐アルキル基を意味する。「炭素原子数1乃至5の直鎖若しくは分岐アルキル基」の例は、上記のとおりである。一方「1以上のハロゲン原子で置換された炭素原子数1乃至5の直鎖若しくは分岐アルキル基」は、上記炭素原子数1乃至5の直鎖若しくは分岐アルキル基の1以上の任意の水素原子が、ハロゲン原子で置き換えられているものを意味し、例としては、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、クロロメチル基、ジクロロメチル基、トリクロロメチル基、ブロモメチル基、ヨードメチル基、2,2,2-トリフルオロエチル基、2,2,2-トリクロロエチル基、ペルフルオロエチル基、ペルフルオロブチル基、又はペルフルオロペンチル基等が挙げられる。
 本発明において、「エステル結合」は、-C(=O)-O-若しくは-O-C(=O)-を意味し、「アミド結合」は、-NHC(=O)-若しくは-C(=O)NH-を意味し、「エーテル結合」は、-O-を意味する。
 本発明において、「ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数1乃至10の直鎖若しくは分岐アルキレン基」は、炭素原子数1乃至10の直鎖若しくは分岐アルキレン基、あるいは1以上のハロゲン原子で置換された炭素原子数1乃至10の直鎖若しくは分岐アルキレン基を意味する。ここで、「アルキレン基」は、上記アルキル基に対応する2価の有機基を意味する。「炭素原子数1乃至10の直鎖若しくは分岐アルキレン基」の例としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、1-メチルプロピレン基、2-メチルプロピレン基、ジメチルエチレン基、エチルエチレン基、ペンタメチレン基、1-メチル-テトラメチレン基、2-メチル-テトラメチレン基、1,1-ジメチル-トリメチレン基、1,2-ジメチル-トリメチレン基、2,2-ジメチル-トリメチレン基、1-エチル-トリメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基及びデカメチレン基等が挙げられ、これらの中で、エチレン基、プロピレン基、オクタメチレン基及びデカメチレン基が好ましく、例えば、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基等の炭素原子数1乃至5の直鎖若しくは分岐アルキレン基がより好ましく、特にエチレン基又はプロピレン基が好ましい。「1以上のハロゲン原子で置換された炭素原子数1乃至10の直鎖若しくは分岐アルキレン基」は、上記アルキレン基の1以上の任意の水素原子が、ハロゲン原子で置き換えられているものを意味し、特に、エチレン基又はプロピレン基の水素原子の一部又は全部がハロゲン原子で置き換えられているものが好ましい。
 本発明において、「炭素原子数3乃至10の脂環式炭化水素基」は、炭素原子数3乃至10の、単環式若しくは多環式の、飽和若しくは部分不飽和の、脂肪族炭化水素の1価の基を意味する。この中でも、炭素原子数3乃至10の、単環式若しくは二環式の、飽和脂肪族炭化水素の1価の基が好ましく、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基又はシクロヘキシル基等の炭素原子数3乃至10のシクロアルキル基、あるいはビシクロ[3.2.1]オクチル基、ボルニル基、イソボルニル基等の炭素原子数4乃至10のビシクロアルキル基が挙げられる。
 本発明において、「炭素原子数6乃至10のアリール基」は、炭素原子数6乃至10の、単環式若しくは多環式の、芳香族炭化水素の1価の基を意味し、例えば、フェニル基、ナフチル基又はアントリル基等が挙げられる。「炭素原子数6乃至10のアリール基」は、1以上の上記「ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数1乃至5の直鎖若しくは分岐アルキル基」で置換されていてもよい。
 本発明において、「炭素原子数7乃至15のアラルキル基」は、基-R-R’(ここで、Rは、上記「炭素原子数1乃至5のアルキレン基」を表し、R’は、上記「炭素原子数6乃至10のアリール基」を表す)を意味し、例えば、ベンジル基、フェネチル基、又はα-メチルベンジル基等が挙げられる。「炭素原子数7乃至15のアラルキル基」のアリール部分は、1以上の上記「ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数1乃至5の直鎖若しくは分岐アルキル基」で置換されていてもよい。
 本発明において、「炭素原子数7乃至15のアリールオキシアルキル基」は、基-R-O-R’(ここで、Rは、上記「炭素原子数1乃至5のアルキレン基」を表し、R’は、上記「炭素原子数6乃至10のアリール基」を表す)を意味し、例えば、フェノキシメチル基、フェノキシエチル基、又はフェノキシプロピル基等が挙げられる。「炭素原子数7乃至15のアリールオキシアルキル基」のアリール部分は、1以上の上記「ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数1乃至5の直鎖若しくは分岐アルキル基」で置換されていてもよい。
 本発明において、「ハロゲン化物イオン」とは、フッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン又はヨウ化物イオンを意味する。
 本発明において、「無機酸イオン」とは、炭酸イオン、硫酸イオン、リン酸イオン、リン酸水素イオン、リン酸二水素イオン、硝酸イオン、過塩素酸イオン又はホウ酸イオンを意味する。
 上記Anとして好ましいのは、ハロゲン化物イオン、硫酸イオン、リン酸イオン、水酸化物イオン及びイソチオシアネートイオンであり、特に好ましいのはハロゲン化物イオンである。
 本発明において、(メタ)アクリレート化合物とは、アクリレート化合物とメタクリレート化合物の両方を意味する。例えば(メタ)アクリル酸は、アクリル酸とメタクリル酸を意味する。
 また、本発明において、「アニオン」又は「アニオン性基」とは、陰イオン又は陰イオン性基を意味し、水中で解離して陰イオン又は陰イオン性基になり得るものも含む。同様に、本発明において、「カチオン」又は「カチオン性基」とは、陽イオン又は陽イオン性基を意味し、水中で解離して陽イオン又は陽イオン性基になり得るものも含む。
 細胞の付着抑制能を有するとは、例えば、実施例に記載した方法で行う細胞数測定試薬による、コーティング無しと比較した場合の相対吸光度(WST O.D.450nm)(%)(実施例の吸光度(WST O.D.450nm)/比較例の吸光度(WST O.D.450nm)×100)が50%以下、好ましくは30%以下、さらに好ましくは20%以下であることを意味する。
 タンパク質の付着抑制能を有するとは、例えば、実施例に記載した方法で行うQCM-D測定にて、コーティング膜無しと比較した場合の相対単位面積当たりの質量(%)(実施例の単位面積当たりの質量(ng/cm)/比較例の単位面積当たりの質量(ng/cm)×100)が50%以下、好ましくは30%以下、さらに好ましくは20%以下であることを意味する。
 本発明において、タンパク質としてはフィブリノゲン、牛血清アルブミン(BSA)、ヒトアルブミン、各種グロブリン、β-リポ蛋白質、各種抗体(IgG、IgA、IgM)、ペルオキシダーゼ、各種補体、各種レ クチン、フィブロネクチン、リゾチーム、フォン・ヴィレブランド因子(vWF)、血清γ-グロブリン、ペプシン、卵白アルブミン、インシュリン、ヒストン、リボヌクレアーゼ、コラーゲン、シトクロームc等が挙げられ、特に血清に含まれるタンパク質(アルブミン及びグロブリン)に対して特に高い付着抑制能を有する。
2.本発明の説明
≪細胞培養容器≫
 本発明の第一の態様は、容器の表面に容積が20μL以下の開口した微小空間を少なくとも1つ有し、かつ下記式(a)で表される基を含む繰り返し単位と、下記式(b)で表される基を含む繰り返し単位とを含む共重合体:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009

(式中、
a1、Ua2、Ub1、Ub2及びUb3は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数1乃至5の直鎖若しくは分岐アルキル基を表し、Anは、ハロゲン化物イオン、無機酸イオン、水酸化物イオン及びイソチオシアネートイオンからなる群から選ばれる陰イオンを表す)
を含むコーティング膜を、該微小空間を構成する容器の表面部分の少なくとも一部に備える、細胞培養容器である。
 上記共重合体が、さらに下記式(c):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010

[式中、
は、炭素原子数1乃至18の直鎖若しくは分岐アルキル基、炭素原子数3乃至10の環式炭化水素基、炭素原子数6乃至10のアリール基、炭素原子数7乃至15のアラルキル基又は炭素原子数7乃至15のアリールオキシアルキル基(ここで、前記アリール部分は、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数1乃至5の直鎖若しくは分岐アルキル基で置換されていてもよい)を表す]
で表される基を含む繰り返し単位を含む、細胞培養容器であることが好ましい。
<細胞>
 本発明における細胞とは、動物又は植物を構成する最も基本的な単位であり、その要素として細胞膜の内部に細胞質と各種の細胞小器官をもつものである。この際、DNAを内包する核は、細胞内部に含まれても含まれなくてもよい。例えば、本発明における動物由来の細胞には、精子や卵子などの生殖細胞、生体を構成する体細胞、幹細胞(多能性幹細胞等)、前駆細胞、生体から分離された癌細胞、生体から分離され不死化能を獲得して体外で安定して維持される細胞(細胞株)、生体から分離され人為的に遺伝子改変が成された細胞、生体から分離され人為的に核が交換された細胞等が含まれる。生体を構成する体細胞の例としては、以下に限定されるものではないが、線維芽細胞、骨髄細胞、Bリンパ球、Tリンパ球、好中球、赤血球、血小板、マクロファージ、単球、骨細胞、骨髄細胞、周皮細胞、樹状細胞、ケラチノサイト、脂肪細胞、間葉細胞、上皮細胞、表皮細胞、内皮細胞、血管内皮細胞、肝実質細胞、軟骨細胞、卵丘細胞、神経系細胞、グリア細胞、ニューロン、オリゴデンドロサイト、マイクログリア、星状膠細胞、心臓細胞、食道細胞、筋肉細胞(たとえば、平滑筋細胞又は骨格筋細胞)、膵臓ベータ細胞、メラニン細胞、造血前駆細胞(例えば、臍帯血由来のCD34陽性細胞)、及び単核細胞等が含まれる。当該体細胞は、例えば皮膚、腎臓、脾臓、副腎、肝臓、肺、卵巣、膵臓、子宮、胃、結腸、小腸、大腸、膀胱、前立腺、精巣、胸腺、筋肉、結合組織、骨、軟骨、血管組織、血液(臍帯血を含む)、骨髄、心臓、眼、脳又は神経組織などの任意の組織から採取される細胞が含まれる。幹細胞とは、自分自身を複製する能力と他の複数系統の細胞に分化する能力を兼ね備えた細胞であり、その例としては、以下に限定されるものではないが、胚性幹細胞(ES細胞)、胚性腫瘍細胞、胚性生殖幹細胞、人工多能性幹細胞(iPS細胞)、神経幹細胞、造血幹細胞、間葉系幹細胞、肝幹細胞、膵幹細胞、筋幹細胞、生殖幹細胞、腸幹細胞、癌幹細胞、毛包幹細胞などが含まれる。多能性幹細胞としては、前記幹細胞のうち、ES細胞、胚性生殖幹細胞、iPS細胞が挙げられる。前駆細胞とは、前記幹細胞から特定の体細胞や生殖細胞に分化する途中の段階にある細胞である。癌細胞とは、体細胞から派生して無限の増殖能を獲得した細胞である。細胞株とは、生体外での人為的な操作により無限の増殖能を獲得した細胞である。
 がん細胞株の例としては、以下に限定されるものではないが、ヒト乳がん細胞株としてHBC-4、BSY-1、BSY-2、MCF-7、MCF-7/ADR RES、HS578T、MDA-MB-231、MDA-MB-435、MDA-N、BT-549、T47D、ヒト子宮頸がん細胞株としてHeLa、ヒト肺がん細胞株としてA549、EKVX、HOP-62、HOP-92、NCI-H23、NCI-H226、NCI-H322M、NCI-H460、NCI-H522、DMS273、DMS114、ヒト大腸がん細胞株としてCaco-2、COLO-205、HCC-2998、HCT-15、HCT-116、HT-29、KM-12、SW-620、WiDr、ヒト前立腺がん細胞株としてDU-145、PC-3、LNCaP、ヒト中枢神経系がん細胞株としてU251、SF-295、SF-539、SF-268、SNB-75、SNB-78、SNB-19、ヒト卵巣がん細胞株としてOVCAR-3、OVCAR-4、OVCAR-5、OVCAR-8、SK-OV-3、IGROV-1、ヒト腎がん細胞株としてRXF-631L、ACHN、UO-31、SN-12C、A498、CAKI-1、RXF-393L、786-0、TK-10、ヒト胃がん細胞株としてMKN45、MKN28、St-4、MKN-1、MKN-7、MKN-74、皮膚がん細胞株としてLOX-IMVI、LOX、MALME-3M、SK-MEL-2、SK-MEL-5、SK-MEL-28、UACC-62、UACC-257、M14、白血病細胞株としてCCRF-CRM、K562、MOLT-4、HL-60TB、RPMI8226、SR、UT7/TPO、Jurkat等が挙げられる。細胞株の例としては、以下に限定されるものではないが、HEK293(ヒト胎児腎細胞)、MDCK、MDBK、BHK、C-33A、AE-1、3D9、Ns0/1、NIH3T3、PC12、S2、Sf9、Sf21、High Five(登録商標)、Vero等が含まれる。肝細胞株の例としては、以下に限定されるものではないが、HepG2、Hep3B、HepaRG(登録商標)、JHH7、HLF、HLE、PLC/PRF/5、WRL68、HB611、SK-HEP-1、HuH-4、HuH-7等が挙げられる。
 本発明における植物由来の細胞には、植物体の各組織から分離した細胞が含まれ、当該細胞から細胞壁を人為的に除いたプロトプラストも含まれる。
<容器>
 本発明の細胞培養容器を構成する、共重合体がコーティングされる容器は、当技術分野で使用され得る任意の形態の容器類であればよく、例えば、細胞の培養に一般的に用いられるペトリデッシュ、組織培養用ディッシュ、マルチディッシュ等のディッシュ/シャーレ類、細胞培養フラスコ、スピナーフラスコ等のフラスコ類、プラスチックバッグ、テフロン(登録商標)バッグ、培養バッグ等のバッグ類、マルチディッシュ/マルチプレート、マイクロプレート/マイクロウェルプレート、ディープウェルプレート等のマルチウェルプレート類、チャンバースライド等のスライドガラス及びその関連製品、培養チューブ、遠心チューブ、マイクロチューブ等のチューブ類、トレイ、ローラーボトル等が挙げられる。好ましくは、6~1536穴のマルチウェルプレート及びディッシュ/シャーレが挙げられる。
 本発明の容器は、その表面に開口した微小空間を1つ以上有する。該微小空間は、例えば、プレート、ディッシュ/シャーレ等に設けられた、任意の形状のウェル(穴)又はディンプル(くぼみ)を意味し、その容積は、微小空間1つ当たり20μL以下であり、好ましくは0.1~20μLであり、典型的には5~20μLである。用途としては、例えば細胞凝集塊の製造に用いられる。具体的には、細胞凝集塊を大量に製造するための、1ウェル(1穴)当たりの容積が5~20μLである、1536穴のマルチウェルプレート、ディンプルシャーレ、市販の細胞大量培養用プレートが挙げられる。
 例えば、上記のプレート(細胞培養器)は、細胞を培養する微小空間が連続的に並んで配置されており(例えば図7、図8参照)、通常の塗布型のコーティング膜では、泡噛みや、膜厚不均一等の問題が生じる。本願の細胞培養容器は、コーティング膜の泡噛みが起こらず、膜厚が均一なコーティング膜を容器表面の少なくとも一部に備える。
 容器は、上部が開放しているもの(典型的には、シャーレ、ディッシュ等)であってもよく、封鎖されているもの(フラスコ、バッグ)であってもよいが、本願のコーティング剤の塗布の都合から、典型的には上部が開放している細胞培養容器に好適である。
 ここで前記細胞培養容器が有する微小空間(ウェル、ディンプル等)の形状は、略半球状、略直方体状又は略円柱状等であってよく、その底面は、平底であっても丸底であってもよい。例えば、各ウェルの形状が略直方体状又は略円柱状である場合、前記「互いに接する少なくとも2つの平面」は、ウェルの底面の内部表面と壁面の内部表面であり、前記「2つの平面が交わる角度θ」は、各ウェルの底面の内部表面と壁面の内部表面とで構成される角度を意味する。なお底面が丸底である場合、前記「底面の内部表面」は、丸底の最底部における接平面に置き換えることができる。さらに各ウェルの形状が略半球状である場合、前記「互いに接する少なくとも2つの平面」は、半球状のウェルの最底部における接平面と、最底部から端部までの弧の中点における接平面に置き換えることができ、前記「2つの平面が交わる角度θ」は、前記2つの接平面で構成される角度を意味する。
 容器の素材としては、典型的には、ガラス又は樹脂を用いることができる。加工容易性や経済性等の点から、樹脂を用いるのが好ましい。樹脂は、天然樹脂又は合成樹脂いずれでもよく、天然樹脂としては、例えば、セルロース、三酢酸セルロース(CTA)、デキストラン硫酸を固定化したセルロース等を挙げることができ、合成樹脂としては、例えば、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリエステル系ポリマーアロイ(PEPA)、ポリスチレン(PS)、ポリスルホン(PSF)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリウレタン(PU)、エチレンビニルアルコール(EVAL)、ポリエチレン(PE)、ポリエステル、ポリプロピレン(PP)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリカーボネート(PC)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、超高分子量ポリエチレン(UHPE)、ポリジメチルシロキサン(PDMS)、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン樹脂(ABS)、テフロン(登録商標)、シクロオレフィンポリマー(COP)(例えば、ZEONOR(登録商標)、ZEONEX(登録商標)(日本ゼオン(株)製))又は各種イオン交換樹脂又は等を挙げることができる。本発明の細胞培養容器の製造では、共重合体を、該容器の表面の少なくとも一部に存在するようにコーティングする際に、高温での処理を要しないため、耐熱性が低い樹脂等も適用可能である。
 本発明の容器の素材として、金属含有化合物若しくは半金属含有化合物を使用してもよい。金属は、典型金属:(アルカリ金属:Li、Na、K、Rb、Cs;アルカリ土類金属:Ca、Sr、Ba、Ra)、マグネシウム族元素:Be、Mg、Zn、Cd、Hg;アルミニウム族元素:Al、Ga、In;希土類元素:Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu;スズ族元素:Ti、Zr、Sn、Hf、Pb、Th;鉄族元素:Fe、Co、Ni;土酸元素:V、Nb、Ta、クロム族元素:Cr、Mo、W、U;マンガン族元素:Mn、Re;貴金属:Cu、Ag、Au;白金族元素:Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt等が挙げられる。金属含有化合物若しくは半金属含有化合物は、例えば基本成分が金属酸化物で、高温での熱処理によって焼き固めた焼結体であるセラミックス、シリコンのような半導体、金属酸化物若しくは半金属酸化物(シリコン酸化物、アルミナ等)、金属炭化物若しくは半金属炭化物、金属窒化物若しくは半金属窒化物(シリコン窒化物等)、金属ホウ化物若しくは半金属ホウ化物などの無機化合物の成形体など無機固体材料、アルミニウム、ニッケルチタン、ステンレス(SUS304、SUS316、SUS316L等)が挙げられる。
 本発明の細胞培養容器は、その微小空間を構成する容器の表面部分の少なくとも一部に、最大膜厚と最小膜厚の差が1000Å以下、好ましくは300Å以下、より好ましくは100Å以下のコーティング膜を備える。
 上記細胞培養容器は、互いに接する少なくとも2つの平面から構成され、且つ2つの平面が交わる角度θが、0<θ<180°、好ましくは30°<θ<150°、特には70°<θ<110°である構造部分を含んでよい。なお、平面の一方又は双方の一部又は全部が曲面であってもよい。このような構造部分を有する細胞培養容器を従来技術によりコーティングする場合、上記角度θを有するエッジ部分や底面にコーティング剤の溜まりが生じるという欠点があるが、コーティング膜が、特に上記式(a)で表される基を含む繰り返し単位と、上記式(b)で表される基を含む繰り返し単位と、場合により上記式(c)で表される基を含む繰り返し単位を含む共重合体を含むことにより、そのような欠点を回避することができる。
 本願のコーティング膜は、実験機器類、分析機器類、又は医療機器類に適用されてもよい。特に、実験機器類、分析機器類、又は医療機器類において、生体内組織や血液と接して使用される機器の全体、又は少なくともその一部の構造物であってよい。実験機器類の例としては、上述の細胞培養容器が挙げられる。 医療機器類の例としては、体内埋め込み型の人工器官や治療器具、体外循環型の人工臓器類、カテーテル、チューブ、人工弁、ステント、人工関節等の全体、又は少なくともその一部の構造物が挙げられる。
 特に、光学測定用基体としては、光学測定に供されるための基体(基材)であれば特に限定されないが、例えば上記構造基体で光学測定(測定波長は、例えば340~850nm)に供されるものの他、例えばプレートリーダーに使用される基体(基材)(細胞培養プレート等)、位相差顕微鏡用のプレート、UV測定用セル、透明電極(ITO電極)等が挙げられる。
 本発明の細胞培養容器は、コーティング膜を備える微小空間における可視光領域の透過率が90%以上であることが望ましく、好ましくは92%以上、好ましくは95%以上、最も好ましくは98%以上である。
<共重合体>
 本発明の細胞培養容器は、容器の表面に容積が20μL以下の開口した微小空間を少なくとも1つ有し、かつ該微小空間を構成する容器の表面部分の少なくとも一部が、特定の共重合体でコーティングされていることを特徴とする。本発明に係る共重合体は、
 下記式(a)で表される基を含む繰り返し単位と、下記式(b)で表される基を含む繰り返し単位とを含む共重合体:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011

(式中、
a1、Ua2、Ub1、Ub2及びUb3は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数1乃至5の直鎖若しくは分岐アルキル基を表し、Anは、ハロゲン化物イオン、無機酸イオン、水酸化物イオン及びイソチオシアネートイオンからなる群から選ばれる陰イオンを表す)である。
 上記共重合体が、さらに下記式(c):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012

[式中、
は、炭素原子数1乃至18の直鎖若しくは分岐アルキル基、炭素原子数3乃至10の環式炭化水素基、炭素原子数6乃至10のアリール基、炭素原子数7乃至15のアラルキル基又は炭素原子数7乃至15のアリールオキシアルキル基(ここで、前記アリール部分は、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数1乃至5の直鎖若しくは分岐アルキル基で置換されていてもよい)を表す]
で表される基を含む繰り返し単位を含んでもよい。
 本発明に係る共重合体は、上記式(a)で表される基を含む繰り返し単位と、上記式(b)で表される基を含む繰り返し単位と、好ましくはさらに上記式(c)で表される基を含む繰り返し単位とを含む共重合体であれば、特に制限は無い。なお、本発明において、上記式(c)で表される基を含む繰り返し単位は、上記式(a)で表される基を含む繰り返し単位及び上記式(b)で表される基を含む繰り返し単位とは異なる。該共重合体は、上記式(a)で表される基を含むモノマーと、上記式(b)で表される基を含むモノマーと、上記式(c)で表される基を含むモノマーとをラジカル重合して得られたものが望ましいが、重縮合、重付加反応させたものも使用できる。共重合体の例としては、オレフィンが反応したビニル重合ポリマー、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタン等が挙げられるが、これらの中でも特にオレフィンが反応したビニル重合ポリマー又は(メタ)アクリレート化合物を重合させた(メタ)アクリルポリマーが望ましい。
 好ましくは、上記式(a)、(b)及び(c)で表される基を含むモノマーは、それぞれ、下記式(A)、(B)及び(C):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013

[式中、
、T、T、Ua1、Ua2、Ub1、Ub2及びUb3は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数1乃至5の直鎖若しくは分岐アルキル基を表し;
及びQは、それぞれ独立して、単結合、エステル結合又はアミド結合を表し、Qは、単結合、エーテル結合又はエステル結合を表し;
及びRは、それぞれ独立して、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数1乃至18の直鎖又は分岐アルキレン基を表し、Rは、炭素原子数1乃至18の直鎖若しくは分岐アルキル基、炭素原子数3乃至10の脂環式炭化水素基、炭素原子数6乃至10のアリール基、炭素原子数7乃至15のアラルキル基又は炭素原子数7乃至15のアリールオキシアルキル基(ここで、前記アリール部分は、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数1乃至5の直鎖若しくは分岐アルキル基で置換されていてもよい)を表し;Anは、ハロゲン化物イオン、無機酸イオン、水酸化物イオン及びイソチオシアネートイオンからなる群から選ばれる陰イオンを表し;
mは、0乃至6の整数を表す]で表されるモノマーである。したがって、式(A)、(B)及び(C)で表されるモノマーから誘導される繰り返し単位は、それぞれ、下記式(a1)、(b1)及び(c1):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014

(式中、T、T、T、Ua1、Ua2、Ub1、Ub2及びUb3、Q、Q及びQ、R、R及びR、An並びにmは、上記と同義である)で表される。
 T、T及びTは、好ましくは、それぞれ独立して、水素原子、メチル基又はエチル基であり、より好ましくは、それぞれ独立して、水素原子又はメチル基である。
 Ua1、Ua2、Ub1、Ub2及びUb3は、好ましくは、それぞれ独立して、水素原子、メチル基、エチル基又はt-ブチル基である。Ua1及びUa2は、より好ましくは、水素原子である。Ub1、Ub2(及びUb3)は、より好ましくは、メチル基又はエチル基であり、特に好ましくはメチル基である。
 Q及びQは、好ましくは、それぞれ独立して、エステル結合(-C(=O)-O-若しくは-O-C(=O)-)又はアミド結合(-NHC(=O)-若しくは-C(=O)NH-)であり、より好ましくは、それぞれ独立して、-C(=O)-O-又は-C(=O)NH-であり、特に好ましくは、-C(=O)-O-である。Qは、好ましくは、エーテル結合又はエステル結合(-C(=O)-O-若しくは-O-C(=O)-)であり、より好ましくは、-O-又は-C(=O)-O-であり、特に好ましくは、-C(=O)-O-である。
 R及びRは、好ましくは、それぞれ独立して、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数1乃至3の直鎖又は分岐アルキレン基であり、より好ましくは、それぞれ独立して、エチレン基若しくはプロピレン基であるか、あるいは1つの塩素原子で置換されたエチレン基若しくはプロピレン基であり、特に好ましくは、エチレン基若しくはプロピレン基である。Rは、好ましくは、炭素原子数4乃至8の直鎖若しくは分岐アルキル基又は炭素原子数3乃至8の脂環式炭化水素基であり、より好ましくは、炭素原子数4乃至6の直鎖若しくは分岐アルキル基又は炭素原子数3乃至6の脂環式炭化水素基であり、特に好ましくは、ブチル基又はシクロヘキシル基である。
 上記Anとして好ましいのは、ハロゲン化物イオン、硫酸イオン、リン酸イオン、水酸化物イオン及びイソチオシアネートイオンであり、特に好ましいのはハロゲン化物イオンである。
 式(A)及び(B)において、mは、好ましくは0乃至3の整数を表し、より好ましくは1又は2の整数を表し、特に好ましくは1である。
 上記式(A)の具体例としては、ビニルホスホン酸、アシッドホスホオキシエチル(メタ)アクリレート、3-クロロ-2-アシッドホスホオキシプロピル(メタ)アクリレート、アシッドホスホオキシプロピル(メタ)アクリレート、アシッドホスホオキシメチル(メタ)アクリレート、アシッドホスホオキシポリオキシエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、アシッドホスホオキシポリオキシプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート等が挙げられるが、この中でもビニルホスホン酸、アシッドホスホオキシエチルメタクリレート(=リン酸2-(メタクリロイルオキシ)エチル)が好ましく用いられる。
 ビニルホスホン酸、アシッドホスホオキシエチルメタクリレート(=リン酸2-(メタクリロイルオキシ)エチル)、アシッドホスホオキシポリオキシエチレングリコールモノメタクリレート及びアシッドホスホオキシポリオキシプロピレングリコールモノメタクリレートの構造式は、それぞれ下記式(A-1)~式(A-4)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015

 これらの化合物は、合成時において、後述する一般式(D)又は(E)で表されるような、2つの官能基を有する(メタ)アクリレート化合物を含む場合がある。
 上記式(B)の具体例としては、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、2-(t-ブチルアミノ)エチル(メタ)アクリレート、メタクロイルコリンクロリド等が挙げられるが、この中でもジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、メタクロイルコリンクロリド又は2-(t-ブチルアミノ)エチル(メタ)アクリレートが好ましく用いられる。
 ジメチルアミノエチルアクリレート(=アクリル酸2-(ジメチルアミノ)エチル)、ジエチルアミノエチルメタクリレート(=メタクリル酸2-(ジエチルアミノ)エチル)、ジメチルアミノエチルメタクリレート(=メタクリル酸2-(ジメチルアミノ)エチル)、メタクロイルコリンクロリド及び2-(t-ブチルアミノ)エチルメタクリレート(=メタクリル酸2-(t-ブチルアミノ)エチル)の構造式は、それぞれ下記式(B-1)~式(B-5)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016

 上記式(C)の具体例としては、ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸の直鎖若しくは分岐アルキルエステル類;シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸の環状アルキルエステル類;ベンジル(メタ)アクリレート、フェネチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル酸のアラルキルエステル類;スチレン、メチルスチレン、クロロメチルスチレン等のスチレン系モノマー;メチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル等のビニルエーテル系モノマー;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル系モノマーが挙げられる。この中でもブチル(メタ)アクリレート又はシクロヘキシル(メタ)アクリレートが好ましく用いられる。
 ブチルメタクリレート(=メタクリル酸ブチル)及びシクロヘキシルメタクリレート(=メタクリル酸シクロヘキシル)の構造式は、それぞれ下記式(C-1)及び式(C-2)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017

 本発明に係る共重合体中に含まれる式(a)で表される基を含む繰り返し単位(又は式(a1)で表される繰り返し単位)の割合は、3モル%乃至80モル%であり、好ましくは3.5モル%乃至50モル%であり、さらに好ましくは4モル%乃至40モル%である。なお、本発明に係る共重合体は、2種以上の式(a)で表される基を含む繰り返し単位(又は式(a1)で表される繰り返し単位)を含んでいてもよい。
 本発明に係る共重合体に含まれる式(b)で表される基を含む繰り返し単位(又は式(b1)で表される繰り返し単位)の割合は、3モル%乃至80モル%であり、好ましくは5モル%乃至70モル%であり、さらに好ましくは8モル%乃至65モル%である。なお、本発明に係る共重合体は、2種以上の式(b)で表される基を含む繰り返し単位(又は式(b1)で表される繰り返し単位)を含んでいてもよい。
 本発明に係る共重合体に含まれる式(c)で表される基を含む繰り返し単位(又は式(c1)で表される繰り返し単位)の割合は、全共重合体に対して上記式(a)及び式(b)を差し引いた残部全てでも良いし、上記式(a)及び式(b)と下記に記述する第4成分との合計割合を差し引いた残部であってもよいが、例えば0モル%乃至90モル%であり、好ましくは3モル%乃至88モル%であり、さらに好ましくは5モル%乃至87モル%である。なお、本発明に係る共重合体は、2種以上の式(c)で表される基を含む繰り返し単位(又は式(c1)で表される繰り返し単位)を含んでいてもよい。
 本発明に係る共重合体中における上記式(a1)、式(b1)及び式(c1)で表され繰り返し単位の割合の組み合わせは、
好ましくは、
式(a1):3モル%乃至80モル%、式(b1):3モル%乃至80モル%、式(c1):0モル%乃至90モル%、
より好ましくは、
式(a1):3.5モル%乃至50モル%、式(b1):5モル%乃至70モル%、式(c1):3モル%乃至88モル%、
さらに好ましくは、
式(a1):4モル%乃至40モル%、式(b1):8モル%乃至65モル%、式(c1):5モル%乃至87モル%、
である。
 さらに本発明に係る共重合体は、任意の第4成分が共重合していてもよい。例えば、第4成分として2以上の官能基を有する(メタ)アクリレート化合物が共重合しており、ポリマーの一部が部分的に3次元架橋していてもよい。そのような第4成分として、例えば、下記式(D)又は(E):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018

[式中、T、T及びUは、それぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数1乃至5の直鎖若しくは分岐アルキル基を表し、R及びRは、それぞれ独立して、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数1乃至10の直鎖若しくは分岐アルキレン基を表し;nは、1乃至6の整数を表す]で表される2官能性モノマーが挙げられる。すなわち本発明に係る共重合体は、好ましくは、このような2官能性モノマーから誘導される架橋構造を含むものである。
 式(D)及び(E)において、T及びTは、好ましくは、それぞれ独立して、水素原子、メチル基又はエチル基であり、より好ましくは、それぞれ独立して、水素原子又はメチル基である。
 式(E)において、Uは、好ましくは、水素原子、メチル基又はエチル基であり、より好ましくは、水素原子である。
 式(D)において、Rは、好ましくは、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数1乃至3の直鎖若しくは分岐アルキレン基であり、より好ましくは、それぞれ独立して、エチレン基若しくはプロピレン基であるか、あるいは1つの塩素原子で置換されたエチレン基若しくはプロピレン基であり、特に好ましくは、エチレン基若しくはプロピレン基である。また式(D)において、nは、好ましくは、1乃至5の整数を表し、特に好ましくは1である。
 式(E)において、Rは、好ましくは、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数1乃至3の直鎖若しくは分岐アルキレン基であり、より好ましくは、それぞれ独立して、エチレン基若しくはプロピレン基であるか、あるいは1つの塩素原子で置換されたエチレン基若しくはプロピレン基であり、特に好ましくは、エチレン基若しくはプロピレン基である。また式(E)において、nは、好ましくは、1乃至5の整数を表し、特に好ましくは1である。
 式(D)で表される2官能性モノマーは、好ましくは、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、又は上記式(A-3)由来の2官能性モノマー等が挙げられる。
 式(E)で表される2官能性モノマーは、好ましくは、リン酸ビス(メタクリロイルオキシメチル)、リン酸ビス[(2-メタクリロイルオキシ)エチル]、リン酸ビス[3-(メタクリロイルオキシ)プロピル]、又は上記式(A-3)由来の2官能性モノマーが挙げられる。
 任意の第4成分は、3官能性モノマーであってもよい。そのような第4成分としての3官能性モノマーとしては、例えば、トリアクリル酸ホスフィニリジントリス(オキシ-2,1-エタンジイル)が挙げられる。
 これら第4成分の中でも、特に、エチレングリコールジメタクリレート、上記式(A-3)及び(A-4)由来の2官能性モノマーのうち、エチレングリコール及びプロピレングリコールの繰り返し単位を有するジメタクリレート、リン酸ビス[2-(メタクリロイルオキシ)エチル]並びに上記式(A-3)及び(A-4)由来の2官能性モノマーのうち、リン酸エステル基を介してエチレングリコール及びプロピレングリコールの繰り返し単位を有するジメタクリレートが好ましく、その構造式は、それぞれ、下記式(D-1)~(D-3)及び式(E-1)~(E-3)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019

 共重合体には、これらの第4成分の1種又は2種以上が含まれていてもよい。
 上記共重合体中における第4成分、例えば、上記式(D)又は(E)で表される2官能性モノマーから誘導される架橋構造の割合は、0モル%乃至50モル%である。
 式(A)で表される化合物の、上記共重合体を形成するモノマー全体に対する割合は、3モル%乃至80モル%であり、好ましくは3.5モル%乃至50モル%であり、さらに好ましくは4モル%乃至40モル%である。また、式(A)で表される化合物は、2種以上であってもよい。
 式(B)で表される化合物の、上記共重合体を形成するモノマー全体に対する割合は、3モル%乃至80モル%であり、好ましくは5モル%乃至70モル%であり、さらに好ましくは8モル%乃至65モル%である。また、式(B)で表される化合物は、2種以上であってもよい。
 式(C)で表される化合物の、上記共重合体を形成するモノマー全体に対する割合は、上記式(A)及び(B)の割合を差し引いた残部全てでも良いし、上記式(A)及び(B)と上記第4成分との合計割合を差し引いた残部であってもよいが、例えば0モル%乃至90モル%であり、好ましくは3モル%乃至88モル%であり、さらに好ましくは5モル%乃至87モル%である。また、式(C)で表される化合物は、2種以上であってもよい。
 本発明に係る共重合体は、さらに任意の第5成分として、エチレン性不飽和モノマー、又は多糖類若しくはその誘導体が共重合していてもよい。エチレン性不飽和モノマーの例としては、(メタ)アクリル酸及びそのエステル;酢酸ビニル;ビニルピロリドン;エチレン;ビニルアルコール;並びにそれらの親水性の官能性誘導体からなる群より選択される1種又は2種以上のエチレン性不飽和モノマーを挙げることができる。多糖類又はその誘導体の例としては、ヒドロキシアルキルセルロース(例えば、ヒドロキシエチルセルロース又はヒドロキシプロピルセルロース)等のセルロース系高分子、デンプン、デキストラン、カードランを挙げることができる。
 親水性の官能性誘導体とは、親水性の官能基又は構造を有するエチレン性不飽和モノマーを指す。親水性の官能性基又は構造の例としては、ベタイン構造;アミド構造;アルキレングリコール残基;アミノ基;並びにスルフィニル基等が挙げられる。
 ベタイン構造は、第4級アンモニウム型の陽イオン構造と、酸性の陰イオン構造との両性中心を持つ化合物の一価又は二価の基を意味し、例えば、ホスホリルコリン基:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020

を挙げることができる。そのような構造を有するエチレン性不飽和モノマーの例としては、2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン(MPC)等を挙げることができる。
 アミド構造は、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021

[ここで、R16、R17及びR18は、互いに独立して、水素原子又は有機基(例えば、メチル基、ヒドロキシメチル基又はヒドロキシエチル基等)である]
で表される基を意味する。そのような構造を有するエチレン性不飽和モノマーの例としては、(メタ)アクリルアミド、N-(ヒドロキシメチル)(メタ)アクリルアミド等を挙げることができる。さらに、そのような構造を有するモノマー又はポリマーは、例えば、特開2010-169604号公報等に開示されている。
 アルキレングリコール残基は、アルキレングリコール(HO-Alk-OH;ここでAlkは、炭素原子数1乃至10のアルキレン基である)の片側端末又は両端末の水酸基が他の化合物と縮合反応した後に残るアルキレンオキシ基(-Alk-O-)を意味し、アルキレンオキシ単位が繰り返されるポリ(アルキレンオキシ)基も包含する。そのような構造を有するエチレン性不飽和モノマーの例としては、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等を挙げることができる。さらに、そのような構造を有するモノマー又はポリマーは、例えば、特開2008-533489号公報等に開示されている。
 アミノ基は、式:-NH、-NHR19又は-NR2021[ここで、R19、R20及びR21は、互いに独立して、有機基(例えば、炭素原子数1乃至5の直鎖若しくは分岐アルキル基等)である]で表される基を意味する。本発明におけるアミノ基には、4級化又は塩化されたアミノ基を包含する。そのような構造を有するエチレン性不飽和モノマーの例としては、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、2-(t-ブチルアミノ)エチル(メタ)アクリレート、メタクリロイルコリンクロリド等を挙げることができる。
 スルフィニル基は、下記式:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022

[ここで、R22は、有機基(例えば、炭素原子数1乃至10の有機基、好ましくは、1個以上のヒドロキシ基を有する炭素原子数1乃至10のアルキル基等)である]
で表される基を意味する。そのような構造を有するポリマーとして、特開2014-48278号公報等に開示された共重合体を挙げることができる。
<共重合体の製造方法>
 本発明に係る共重合体は、一般的なアクリルポリマー又はメタクリルポリマー等の合成方法であるラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合などの方法により合成することができる。その形態は溶液重合、懸濁重合、乳化重合、塊状重合など種々の方法が可能である。
 反応用溶媒としては、水、リン酸緩衝液又はエタノール等のアルコール又はこれらを組み合わせた混合溶媒でもよいが、水又はエタノールを含むことが望ましい。さらには水又はエタノールを10質量%以上100質量%以下含むことが好ましい。さらには水又はエタノールを50質量%以上100質量%以下含むことが好ましい。さらには水又はエタノールを80質量%以上100質量%以下含むことが好ましい。さらには水又はエタノールを90質量%以上100質量%以下含むことが好ましい。好ましくは水とエタノールの合計が100質量%である。
 反応濃度としては、例えば、上記式(a)で表される基を含むモノマーと、上記式(b)で表される基を含むモノマーと、場合により上記式(c)で表される基を含むモノマーとの反応溶媒中の濃度を、0.01質量%乃至4質量%とすることが好ましい。濃度が4質量%超であると、例えば式(a)で表されるリン酸基の有する強い会合性により共重合体が反応溶媒中でゲル化してしまう場合がある。濃度0.01質量%未満では、得られたワニスの濃度が低すぎるため、十分な膜厚のコーティング膜を得るためのコーティング膜形成用組成物の作成が困難である。濃度が、0.01質量%乃至3質量%、例えば3質量%又は2質量%であることがより好ましい。
 本発明に係る共重合体の合成においては、上記式(a)で表される基を含むモノマーと、上記式(b)で表される基を含むモノマーとを、例えば式(1)に記載の塩とした後、場合により上記式(c)で表される基を含むモノマーを加え、重合して共重合体を作製してもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023

 リン酸基含有モノマーは会合し易いモノマーのため、反応系中に滴下されたとき、速やかに分散できるように反応溶媒中に少量ずつ滴下してもよい。さらに、反応溶媒はモノマー及びポリマーの溶解性を上げるために加温(例えば40℃乃至100℃)してもよい。
 重合反応を効率的に進めるためには、重合開始剤を使用することが望ましい。重合開始剤の例としては、2,2′-アゾビス(イソブチロニトリル)、2,2′-アゾビス(2-メチルブチロニトリル)、2,2′-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)(和光純薬工業(株)製;VA-065、10時間半減期温度;51℃)、4,4′-アゾビス(4-シアノ吉草酸)、2,2′-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)、1,1′-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)、1-[(1-シアノ-1-メチルエチル)アゾ]ホルムアミド、2,2′-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]、2,2′-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩、2,2′-アゾビス[2-メチル-N-(2-ヒドロキシエチル)プロピオンアミド](和光純薬工業(株)製:VA-086、10時間半減期温度;86℃)、過酸化ベンゾイル(BPO)、2,2′-アゾビス[N-(2-カルボキシエチル)-2-メチルプロピオンアミジン]n-水和物(和光純薬工業(株)製:VA-057、10時間半減期温度;57℃)、4,4′-アゾビス(4-シアノペンタン酸)(和光純薬工業(株)製:V-501)、2,2′-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]二塩酸塩(和光純薬工業(株)製:VA-044、10時間半減期温度;44℃)、2,2′-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]二硫酸塩二水和物(和光純薬工業(株)製:VA-046B、10時間半減期温度;46℃)、2,2′-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン](和光純薬工業(株)製:VA-061、10時間半減期温度;61℃)、2,2′-アゾビス(2-アミジノプロパン)二塩酸塩(和光純薬工業(株)製:V-50、10時間半減期温度;56℃)、ペルオキソ二硫酸又はt-ブチルヒドロペルオキシド等が用いられるが、この中でもイオンバランス、水への溶解性を考慮して2,2′-アゾビス[2-メチル-N-(2-ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]、2,2′-アゾビス[N-(2-カルボキシエチル)-2-メチルプロピオンアミジン]n-水和物、4,4′-アゾビス(4-シアノペンタン酸)、2,2′-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]二塩酸塩、2,2′-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]二硫酸塩二水和物、2,2′-アゾビス[2-(2-イミダゾリン-2-イル)プロパン]、2,2′-アゾビス(2-アミジノプロパン)二塩酸塩又はペルオキソ二硫酸の何れかを用いることが望ましい。
 重合開始剤の添加量としては、重合に用いられるモノマーの合計重量に対し、0.05質量%~10質量%である。
 反応条件は反応容器をオイルバス等で50℃乃至200℃に加熱し、1時間乃至48時間、より好ましくは80℃乃至150℃、5時間乃至30時間攪拌を行うことで、重合反応が進み本発明に係る共重合体が得られる。反応雰囲気は窒素雰囲気が好ましい。反応手順としては、全反応物質を室温の反応溶媒に全て入れてから、上記温度に加熱して重合させてもよいし、あらかじめ加温した溶媒中に、反応物質の混合物の全部又は一部を少々ずつ滴下してもよい。
 例えば、後者の反応手順としては、上記式(A)、(B)及び(C)で表される化合物、溶媒及び重合開始剤を含む混合物を、該重合開始剤の10時間半減期温度より高い温度に保持した溶媒中に滴下し、反応(重合)させる。かかる反応手順と温度条件を採用することにより、上記式(A)、式(B)又は式(C)で表される化合物の反応溶媒中の濃度を、例えば、0.01質量%乃至10質量%とすることができる。この場合、濃度が4質量%を超えても、反応前に滴下相及び反応相が透明均一な溶液となり、反応後の共重合体の反応溶媒中でのゲル化を抑制することができる。
 本発明に係る共重合体の分子量は、数千から数百万程度であれば良く、好ましくは5,000乃至5,000,000である。さらに好ましくは、10,000乃至2,000,000である。また、ランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体のいずれでも良く、該共重合体を製造するための共重合反応それ自体には特別の制限はなく、ラジカル重合やイオン重合や光重合、乳化重合を利用した重合等の公知の溶液中で合成される方法を使用できる。これらは目的の用途によって、本発明の共重合体のうちいずれかを単独使用することもできるし、複数の共重合体を混合し、且つその比率は変えて使用することもできる。
 このようにして製造される種々の共重合体は、2次元ポリマーでも3次元ポリマーであってもよく、水を含有する溶液に分散した状態である。つまり、これらのポリマーを含むワニスでは、不均一なゲル化や白濁沈殿が出来ることは好ましくはなく、透明なワニス、分散コロイド状のワニス、又はゾルであるのが好ましい。
 本発明の細胞培養容器は、上記共重合体が、容器の表面の少なくとも一部にコーティングされていることを特徴とし、細胞及び培養液と接触しうる容器の内部表面にコーティングされていることが好ましく、容器の表面全体にするコーティングされていることがより好ましい。細胞培養容器への上記共重合体のコーティングは、公知の手段により、具体的には、後述の項目≪細胞培養容器の製造方法≫及び実施例で述べる手段により、形成できる。本発明の細胞培養容器のコーティングの厚さは、容器の形状や目的に応じて適宜選択されるが、10~1000Åが好ましく、10~500Åがより好ましくはであり、10~300Åが特に好ましい。本発明の細胞培養容器は、そのようなコーティングにより、細胞やタンパク質に対する優れた付着抑制能を有する。
≪細胞培養容器の製造方法≫
 本発明の第二の態様は、容積が20μL以下の開口した微小空間を少なくとも1つ有する細胞培養容器表面に、コーティング剤を接触させて、該微小空間を構成する容器の表面部分の少なくとも一部に、最大膜厚と最小膜厚の差が1000Å以下のコーティング膜を形成する工程を含む、細胞培養容器の製造方法であって、該コーティング剤が、下記式(a)で表される基を含む繰り返し単位と、下記式(b)で表される基を含む繰り返し単位と、好ましくは下記式(c)で表される基を含む繰り返し単位とを含む共重合体:
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024

Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025

(式中、Ua1、Ua2、Ub1、Ub2及びUb3、R並びにAnは、上記と同義である)
を含む、製造方法である。
<コーティング工程>
 本発明の細胞培養容器の製造方法のコーティング工程では、共重合体を、容器の表面に開口した容積が20μL以下の微小空間を構成する、容器の表面部分の少なくとも一部にコーティングする。例えば、容器が丸底のマルチウェルプレートである場合、ウェルのくぼみの部分のみをコーティングしてもよいが、プレート全体をコーティングしてもよい。ここで、容器及び共重合体は、それぞれ前述の項目<容器>及び<共重合体>で述べた通りである。
 コーティング工程は、特に限定はなく、容器と共重合体を含むコーティング剤を接触させることができる、当業者に公知の何れかのコーティング手段(例えば、塗布、浸漬等)により実施すればよい。例えば、コーティング剤として共重合体を含むワニスを容器に塗布することにより、あるいはコーティング剤として共重合体を含むワニスに容器を浸漬することにより実施することができる。好ましくは、共重合体を含むワニスに容器を浸漬することにより実施する。
 共重合体を含むワニスは、前述の項目<共重合体の製造方法>で得られた共重合体を、適切な溶媒に所望の濃度で溶解することにより調製してもよく、あるいはかかる製造方法で得られた共重合体を含む反応溶液を、そのまま又は所望の固形分濃度に希釈した後、ワニスとして使用してもよい。ワニスに含まれる溶媒としては、水、リン酸緩衝液(PBS)、アルコールが挙げられる。アルコールとしては、炭素数2乃至6のアルコール、例えば、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール、イソブタノール、t-ブタノール、1-ペンタノール、2-ペンタノール、3-ペンタノール、1-ヘプタノール、2-ヘプタノール、2,2-ジメチル-1-プロパノール(=ネオペンチルアルコール)、2-メチル-1-プロパノール、2-メチル-1-ブタノール、2-メチル-2-ブタノール(=t-アミルアルコール)、3-メチル-1-ブタノール、3-メチル-3-ペンタノール、シクロペンタノール、1-ヘキサノール、2-ヘキサノール、3-ヘキサノール、2,3-ジメチル-2-ブタノール、3,3-ジメチル-1-ブタノール、3,3-ジメチル-2-ブタノール、2-エチル-1-ブタノール、2-メチル-1-ペンタノール、2-メチル-2-ペンタノール、2-メチル-3-ペンタノール、3-メチル-1-ペンタノール、3-メチル-2-ペンタノール、3-メチル-3-ペンタノール、4-メチル-1-ペンタノール、4-メチル-2-ペンタノール、4-メチル-3-ペンタノール及びシクロヘキサノールが挙げられ、単独又はそれらの組み合わせの混合溶媒を用いてもよいが、水、PBS及びエタノールから選ばれるのが好ましい。共重合体の溶解のため、水を必ず含む。
 ワニス中の共重合体の濃度としては、0.01乃至4質量%、さらに望ましくは0.01乃至3質量%、さらに望ましくは0.01乃至2質量%、さらに望ましくは0.01乃至1質量%である。共重合体の濃度が0.01質量%未満であると、十分な膜厚のコーティングが形成できず、4質量%超であると、ワニスの保存安定性が悪くなり、溶解物の析出やゲル化が起こる可能性がある。
 なおワニスには、上記共重合体と溶媒の他に、必要に応じて得られるコーティングの性能を損ねない範囲で他の物質を添加することもできる。他の物質としては、防腐剤、界面活性剤、基材(容器)との密着性を高めるプライマー、防かび剤及び糖類等が挙げられる。
 ワニス中の共重合体のイオンバランスを調節するために、共重合体を含むワニスは、予めpH調整されていてもよい。pH調整は、例えば、共重合体を含むワニスにpH調整剤を添加し、ワニスのpHを3.5~8.5、好ましくは4.0~8.0とすることにより実施してもよい。使用しうるpH調整剤の種類及びその量は、ワニス中の共重合体の濃度や、共重合体のアニオンとカチオンの存在比等に応じて適宜選択される。pH調整剤の例としては、アンモニア、ジエタノールアミン、ピリジン、N-メチル-D-グルカミン、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン等の有機アミン;水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等のアルカリ金属水酸化物;塩化カリウム、塩化ナトリウム等のアルカリ金属ハロゲン化物;硫酸、リン酸、塩酸、炭酸等の無機酸又はそのアルカリ金属塩;コリン等の4級アンモニウムカチオン;あるいはこれらの混合物(例えば、リン酸緩衝生理食塩水等の緩衝液)を挙げることができる。これらの中でも、アンモニア、ジエタノールアミン、N-メチル-D-グルカミン、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン、水酸化ナトリウム及びコリンが好ましく、特にアンモニア、ジエタノールアミン、水酸化ナトリウム及びコリンが好ましい。
 そのような共重合体を含むワニスを、容器に接触させて、その表面の少なくとも一部にコーティングを形成する。コーティングは、微小空間を構成する容器の表面部分の全体にわたって形成されるのが好ましく、細胞培養容器の表面全体にわたって形成されるのがより好ましい。
 なお、コーティング工程の前に、容器の表面を、公知のUV/オゾン処理に付して洗浄してもよい。かかる洗浄工程は、市販のUV/オゾンクリーナー等を用いて実施することができる。
<乾燥・洗浄・滅菌工程>
 コーティング工程後、好ましくはコーティングされた容器を-200℃乃至200℃の温度にて乾燥させる。乾燥により、上記コーティング膜形成用組成物中の溶媒を取り除くと共に、本発明に係る共重合体の式(a)及び式(b)同士がイオン結合を形成して基体へ完全に固着する。本発明の細胞培養容器のコーティングの膜厚は、10~1000Åが好ましく、10~500Åがより好ましく、10~300Åが特に好ましい。本発明者らは、本発明の細胞培養容器の製造方法では、高温での処理を要さず、低温での処理により、所望の特性を有するコーティングが容器の表面に形成され、しかも数十乃至数百Å程度の薄い膜厚にも係らず、耐久性に優れると共に、細胞やタンパク質に対する優れた付着抑制能を有することを見出した。
 乾燥は、例えば、室温(10℃乃至35℃、例えば25℃)で実施することができるが、より迅速にコーティング膜を形成させるために、例えば40℃乃至50℃にて実施してもよい。またフリーズドライ法による極低温~低温(-200℃乃至-30℃前後)で実施してもよい。フリーズドライは真空凍結乾燥と呼ばれ、通常乾燥させたいものを冷媒で冷却し、真空状態にて溶媒を昇華により除く方法である。フリーズドライで用いられる一般的な冷媒は、ドライアイスとメタノールを混合媒体(-78℃)、液体窒素(-196℃)等が挙げられる。より好ましい乾燥温度は10℃乃至180℃、さらに好ましい乾燥温度は25℃乃至150℃である。
 なお、乾燥工程の前及び/又は後に、コーティングされた容器の表面を、エタノール等の炭素原子数1乃至5のアルコール及び/又は水で洗浄してもよい。かかる洗浄工程は、0℃乃至60℃、好ましくは25℃(室温)乃至40℃の温度で、30分乃至48時間、好ましくは1乃至24時間実施することができる。
 さらに乾燥工程後、該コーティングに残存する不純物、未反応モノマー等を除去するため、さらには膜中の共重合体のイオンバランスを調節するために、水及び電解質を含む水溶液からなる群より選ばれる少なくとも1種の溶媒を用い、流水洗浄又は超音波洗浄等で洗浄してもよい。ここで水又は電解質を含む水溶液は例えば40℃乃至95℃の範囲で加温されたものでもよい。電解質を含む水溶液は、PBS及び生理食塩水(塩化ナトリウムのみ含むもの)、ダルベッコリン酸緩衝生理食塩水、トリス緩衝生理食塩水、HEPES緩衝生理食塩水及びベロナール緩衝生理食塩水が好ましく、PBSが特に好ましい。
 アルコール、水、及びPBS等で洗浄しても、容器の表面に形成されたコーティングは、溶出せずに基材(すなわち、容器)に強固に固着したままである。形成されたコーティングは、細胞やタンパク質を含む様々な生体物質の付着抑制能を有する。したがって、本発明の細胞培養容器は、細胞やタンパク質の付着抑制に加え、溶媒への耐久性にも優れたものである。
 必要に応じて、コーティングされた容器を滅菌するために、放射線、電子線、エチレンオキサイド、オートクレーブ等の公知の滅菌処理を施してもよい。
≪細胞凝集塊の製造方法≫
 本発明の第三の態様は、本発明の細胞培養容器及び本発明の製造方法により得られた細胞培養容器(以下、両者を合わせて「本発明の細胞培養容器」という)を用いることを特徴とする、細胞凝集塊の製造方法である。本発明の細胞培養容器を用いると、細胞凝集塊の容器の表面への付着が抑制され、かつコーティングの培養液への溶出が抑制されることから、容器からの刺激のない状態で細胞凝集塊を培養することができる。細胞凝集塊は、好ましくは、本発明の細胞培養容器中で細胞又は組織を浮遊させる効果を有する多糖類(特に、脱アシル化ジェランガム)を含むことを特徴とする培地を用いて培養される。そのような培地の具体的な組成や、培養方法は、例えば、国際公開第2014/017513号公報に開示されている。
(接触角評価)
 接触角の評価法の一態様としては以下の方法がある。
[静的接触角計の評価]
 コーティング膜が形成された各種基板を、全自動接触角計(協和界面化学(株)、DM-701)を用いて評価する。評価温度は例えば25℃である(大気中及び水中)。静的接触角は大気中で水滴の接触角測定に加え、各種基板を水中に逆さに設置して、気泡の接触角測定を行う水中接触角の両方で評価を行う。
 以下、合成例、実施例、試験例等に基づいて、本発明をさらに詳細に説明するが本発明はこれらに限定されない。
 下記合成例に示す共重合体の重量平均分子量はGel Filtration Chromatography(以下、GFCと略称する)、もしくはGel Permination Chromatography(以下、GPCと略称する)による測定結果である。測定条件等は次のとおりである。
 (GFC測定条件)
 ・装置:Prominence(島津製作所製)
 ・GFCカラム:TSKgel GMPWXL(7.8mmI.D.×30cm)×2~3本
 ・流速:1.0mL/min
 ・溶離液:イオン性物質含有水溶液、もしくは、EtOHの混合溶液
 ・カラム温度:40℃
 ・検出器:RI
 ・注入濃度:ポリマー固形分0.05~0.5質量%
 ・注入量:100μL
 ・検量線:三次近似曲線
 ・標準試料:ポリエチレンオキサイド(Agilent社製)×10種
<合成例1>
 アシッドホスホオキシエチルメタアクリレート(製品名;ホスマーM、ユニケミカル(株)製、乾固法100℃・1時間における不揮発分:91.8%、アシッドホスホオキシエチルメタクリレート(44.2質量%)、リン酸ビス[2-(メタクリロイルオキシ)エチル](28.6質量%)、その他の物質(27.2質量%)の混合物)5.00gをエタノール7.97gと純水23.92gに加え撹拌して溶解し、20℃以下に保ちながらメタクリル酸2-(ジメチルアミノ)エチル(東京化成工業(株)製)3.82g、2,2’-アゾビス(N-(2-カルボキシエチル)-2-メチルプロピオンアミジン)n-水和物(製品名;VA-057、和光純薬工業(株)製)0.04gを、20℃以下に保ちながら順に加えた。十分に攪拌して均一となった上記全てのものが入った混合液を、滴下ロートに導入した。一方で、別途純水47.84gを冷却管付きの3つ口フラスコに入れ、これを窒素フローし、撹拌しながらリフラックス温度まで昇温した。この状態を維持しつつ、上記混合液を導入した滴下ロートを3つ口フラスコにセットし、1時間かけて混合液を沸騰液内に滴下した。滴下後、24時間上記環境を維持した状態で加熱撹拌することで固形分約9.70質量%の共重合体含有ワニス88.60gを得た。得られた透明液体のGFCにおける重量平均分子量は約280,000であった。
<調製例1>
 上記合成例1で得られた共重合体含有ワニス5.00gに、純水56.39g、エタノール28.50g、1mol/L水酸化ナトリウム水溶液(1N)(関東化学(株)製)0.85gを加えて十分に攪拌し、コーティング剤を調製した。pHは7.5であった。得られたコーティング剤中に、下記シリコンウェハに1500rpmで60秒でスピンコートし、オーブンにて50℃、24時間乾燥させた。その後、PBSと純水で十分に洗浄を行って、コーティング膜が形成されたシリコンウェハを得た。光学式干渉膜厚計でシリコンウェハのコーティング膜の膜厚を確認したところ55Åであった。
<調製例2>
 ポリ(2-ヒドロキシエチルメタクリラート)(シグマ アルドリッチ ジャパン(株)製)1.2gをエタノール29.98gと純水2gに溶解させ十分に攪拌し、コーティング剤を調製した。得られたコーティング剤中に、調製例1と同様のシリコンウェハスピンコートし、オーブンにて50℃、24時間乾燥させた。その後、純水で十分に洗浄を行って、シリコンウェハ又はプレート上にコーティング膜を得た。エリプソメーターでシリコンウェハのコーティング膜の膜厚を確認したところ1960Åであった。
<実施例1及び比較例1:コーティングプレート(ポリスチレン)の調製>
 Corning ♯3893(1536ウェル、容積12.5μL/ウェル、細胞接着処理・ガンマ線滅菌処理済み、材質:ポリスチレン)とGreiner#782180(1536ウェル、容積12.6μL/ウェル、細胞接着処理・ガンマ線滅菌処理済み、材質:ポリスチレン)に、調製例1のコーティング剤を3μLずつ別々のウェルに注入した。それらを1時間静置させた後に、除去し、オーブンにて50℃、24時間乾燥させた。その後、コーティングしたウェルを10μLの純水で各3回ずつ洗浄を行い、実施例1のコーティングプレートを得た。同様に、Corning ♯3893とGreiner#782180に、調製例2のコーティング剤を3μLずつ別々のウェルに注入し、オーブンにて50℃、24時間乾燥させ、比較例1のコーティングプレートを得た。これらのプレートを、以下の試験例1に使用した。陰性対照としては、コーティングを施していないウェルを用いた。
<試験例1:細胞付着抑制効果>
(細胞の調製)
 細胞は、マウス胚線維芽細胞C3H10T1/2(DSファーマバイオメディカル(株)製)を用いた。細胞の培養に用いた培地は、10%FBS(HyClone社製)とL-グルタミン-ペニシリン-ストレプトマイシン安定化溶液(Sigma-Aldrich社製)を含むBME培地(サーモフィッシャーサイエンティフィック(株)製)を用いた。細胞は、37℃/COインキュベーター内にて5%二酸化炭素濃度を保った状態で、直径10cmのシャーレ(培地10mL)を用いて2日間以上静置培養した。引き続き、本細胞をPBS5mLで洗浄した後、トリプシン-EDTA溶液(インビトロジェン社製)1mLを添加して細胞を剥がし、上記の培地10mLにてそれぞれ懸濁した。本懸濁液を遠心分離((株)トミー精工製、型番LC-200、1000rpm/3分、室温)後、上清を除き、上記の培地を添加して細胞懸濁液を調製した。
(細胞付着実験)
 上記実施例1及び比較例1にて調製した各プレート、並びに陰性対照として本発明のコーティングを施していないプレートに対して、それぞれの細胞懸濁液を100cells/ウェルとなるように各5μL加えた。その後、5%二酸化炭素濃度を保った状態で、37℃で4日間COインキュベーター内にて静置した。
(細胞付着の観察とプレート塗布性)
 培養1日間後、実施例1のプレート、比較例1のプレート、及び陰性対照のプレートに対する細胞の付着を倒立型顕微鏡(オリンパス(株)製、CKX31)による観察(倍率:4倍)に基づき比較した。各プレートの結果(培養1日間後)を図1~図6に示す。膜の塗布性と細胞付着、培地添加後の気泡の有無について、結果を表1に示す。
 細胞付着抑制については、細胞が付着していた場合を×、付着していなかった場合を○として記載した。泡噛みについては、培地をウェルに添加した後、気泡が見られなかった場合を○、見られた場合を×として記載した。塗布性については細胞や気泡以外で観察領域に確認される塗膜物由来のイメージが確認される場合を塗布不良として×、陰性対象と同じイメージを維持する場合は○として記載した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000026

 陰性対照のプレートでは細胞が付着したが泡噛みは見られなかった。比較例1のプレートでは細胞の付着は見られなかったが、泡噛みと塗布不良が見られた。実施例1でのみ良好な塗布性が確認でき、細胞の付着と泡噛みのいずれも見られなかった。
<実施例2及び比較例2:コーティングプレート(PDMS)の調製>
(PDMSコーティングプレートの作製)
 図7の形状を転写できるような金型を作成する。SYLGARD 184シリコーン・エラストマー(ダウコーニング社製)の主剤10.00gと硬化剤1.00gの比率で混合・撹拌し、作成した金型に流し込む。減圧ポンプで泡抜きをおこなったあと80℃で1時間オーブンにて乾燥する。室温まで冷却してから金型からPDMSの硬化物を取り出す。純水の中に硬化物を浸漬させ、120℃で60分間オートクレーブ滅菌処理を行う。アズノールシャーレ:φ40×13.5mm(アズワン製)の底を図8のディンプル領域に合わせて20mm角でカットして、70%エタノールで洗浄後したPDMS硬化物をシャーレに入れてフタをする。直径1mm(ディンプル間距離0.3mm)、深さ0.5mm、ディンプル1つあたりの容積約0.3μL、のディンプル数203個有するPDMSコーティングプレートとする(図9参照)。
(PDMSコーティングプレートの調製)
 上記で作成したPDMSコーティングプレートに調製例1のコーティング剤を2mLずつ別々のプレートに注入した。それらを1時間静置させた後に、除去し、オーブンにて50℃、24時間乾燥させた。その後、コーティングしたプレートを2mLの純水で各3回ずつ洗浄を行い、実施例2のコーティングプレートを得た。同様に、上記で作成したPDMSコーティングプレートに調製例2のコーティング剤を2mLずつ別々のプレートに注入し、オーブンにて50℃、24時間乾燥させ、比較例1のコーティングプレートを得た。 これらのプレートを、以下の試験例2に使用した。陰性対照としては、コーティングを施していないプレートを用いた。
<試験例2:細胞付着抑制効果>
(細胞の調製)
 細胞は、正常ヒト新生児包皮皮膚線維芽細胞NHDF(倉敷紡績(株)製)を用いた。細胞の培養に用いた培地は、10%FBS(Gibco社製)とペニシリン-ストレプトマイシン溶液(Gibco社製)を含むD-MEM低グルコース培地(和光純薬工業(株)製)を用いた。
 細胞は、37℃/COインキュベーター内にて5%二酸化炭素濃度を保った状態で、直径10cmのシャーレ(培地10mL)を用いて2日間以上静置培養した。引き続き、本細胞をPBS5mLで洗浄した後、トリプシン-EDTA溶液(和光純薬工業(株)製)1mLを添加して細胞を剥がし、上記の培地10mLにてそれぞれ懸濁した。本懸濁液を遠心分離((株)トミー精工製、型番LC-200、1270rpm/3分、室温)後、上清を除き、上記の培地を添加して細胞懸濁液を調製した。
(細胞付着実験)
 上記実施例2及び比較例2にて調製した各プレート、並びに陰性対照として本発明のコーティングを施していないプレートに対して、それぞれの細胞懸濁液を30×10cell/mLとなるように各2mL加えた。その後、5%二酸化炭素濃度を保った状態で、37℃で3日間COインキュベーター内にて静置した。
(細胞付着の観察とプレート塗布性)
 培養1日間後、実施例2のプレート、比較例2のプレート及び陰性対照のプレートに対する細胞の付着を倒立型顕微鏡((株)ニコン製、ECLIPSE TS100)による観察(倍率:4倍、10倍)に基づき比較した。各プレートの結果(培養1日間後)を図10~図13に示す。膜の塗布性と細胞付着、培地添加後の気泡の有無について、結果を表2に示す。
 細胞付着抑制については、細胞が付着していた場合もしくはスフェロイドを形成していない場合×、付着せず円形に近いスフェロイドを形成した場合を○として記載した。泡噛みについては、培地をウェルに添加した後、気泡が見られなかった場合を○、見られた場合を×として記載した。塗布性については細胞や気泡以外で観察領域に確認される塗膜物由来のイメージが確認される場合を×、陰性対象と同じイメージを維持する場合は○として記載した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000027

 陰性対照のプレートでは細胞が付着したが泡噛みは見られなかった([図11]参照)。実施例2では良好な塗布性が確認でき、細胞の付着がなく良好なスフェロイドが確認され、泡噛みも見られなかった([図12]参照)。また、比較例2では一部のウェルではスフェロイドを形成しているが、一部のウェルでは泡噛みが発生しており、更に、ウェルに塗布性が悪く基板からの剥がれが確認された([図13][図14]参照)。
 本発明の細胞培養容器は、特定の基を含む共重合体で表面の少なくとも一部がコーティングされている。かかるコーティングは、細胞やタンパク質の容器表面への付着を抑制すると共に、コーティングが容器表面に強固に固着しうることから、コーティングの培養液への溶出の抑制が改善されている。したがって、本発明の細胞培養容器は、容器からの刺激のない状態で細胞凝集塊を培養することができる点で有利である。
 さらには、微小な空間を有する細胞培養容器であっても、泡噛み等の不具合無く均一に薄膜コーティングを形成できることから、品質が安定化した細胞培養容器が製造できる。

Claims (9)

  1.  容器の表面に容積が20μL以下の開口した微小空間を少なくとも1つ有し、かつ下記式(a)で表される基を含む繰り返し単位と、下記式(b)で表される基を含む繰り返し単位とを含む共重合体:
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001

    (式中、
    a1、Ua2、Ub1、Ub2及びUb3は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数1乃至5の直鎖若しくは分岐アルキル基を表し、Anは、ハロゲン化物イオン、無機酸イオン、水酸化物イオン及びイソチオシアネートイオンからなる群から選ばれる陰イオンを表す)
    を含むコーティング膜を、該微小空間を構成する容器の表面部分の少なくとも一部に備える、細胞培養容器。
  2.  上記共重合体が、さらに下記式(c):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002

    [式中、
    は、炭素原子数1乃至18の直鎖若しくは分岐アルキル基、炭素原子数3乃至10の環式炭化水素基、炭素原子数6乃至10のアリール基、炭素原子数7乃至15のアラルキル基又は炭素原子数7乃至15のアリールオキシアルキル基(ここで、前記アリール部分は、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数1乃至5の直鎖若しくは分岐アルキル基で置換されていてもよい)を表す]
    で表される基を含む繰り返し単位を含む、請求項1に記載の細胞培養容器。
  3.  上記コーティング膜の最大膜厚と最小膜厚の差が1000Å以下である、請求項1又は2に記載の細胞培養容器。
  4.  細胞凝集塊製造用である、請求項1~3何れか1項に記載の細胞培養容器。
  5.  上記コーティング膜表面の大気中での水接触角が0~120°、又は水中での気泡接触角が80~180°である、請求項1~4何れか1項に記載の細胞培養容器。
  6.  容積が20μL以下の開口した微小空間を少なくとも1つ有する細胞培養容器表面に、コーティング剤を接触させて、該微小空間を構成する容器の表面部分の少なくとも一部に、最大膜厚と最小膜厚の差が1000Å以下のコーティング膜を形成する工程を含む、細胞培養容器の製造方法であって、
    上記コーティング剤が、下記式(a)で表される基を含む繰り返し単位と、下記式(b)で表される基を含む繰り返し単位とを含む共重合体:
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003

    (式中、
    a1、Ua2、Ub1、Ub2及びUb3は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数1乃至5の直鎖若しくは分岐アルキル基を表し、Anは、ハロゲン化物イオン、無機酸イオン、水酸化物イオン及びイソチオシアネートイオンからなる群から選ばれる陰イオンを表す)
    を含む、製造方法。
  7.  上記共重合体が、さらに下記式(c):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004

    [式中、
    は、炭素原子数1乃至18の直鎖若しくは分岐アルキル基、炭素原子数3乃至10の環式炭化水素基、炭素原子数6乃至10のアリール基、炭素原子数7乃至15のアラルキル基又は炭素原子数7乃至15のアリールオキシアルキル基(ここで、前記アリール部分は、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭素原子数1乃至5の直鎖若しくは分岐アルキル基で置換されていてもよい)を表す]
    で表される基を含む繰り返し単位を含む、請求項6に記載の細胞培養容器の製造方法。
  8.  可視光領域の透過率が90%以上である、請求項1~5何れか1項に記載の細胞培養容器。
  9.  材質が、ガラス、金属含有化合物、半金属含有化合物又は樹脂である、請求項1~5何れか1項に記載の細胞培養容器。
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