(57)【要約】  光を発する光源と、光源が発する光の光強度を調節する光強度調節装置と、光を照射された光触媒膜上で培養された細胞の活性を計測する細胞活性計測装置と、光強度と細胞の活性とを関連付ける関連付け装置と、を含む、細胞培養システム。
2010086976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を発する光源と、
前記光源が発する前記光の光強度を調節する光強度調節装置と、
前記光を照射された光触媒膜上、又は組成が異なる複数の光触媒膜のそれぞれの上で培養された細胞の活性を計測する細胞活性計測装置と、
前記光強度又は前記複数の光触媒膜のそれぞれの組成と前記細胞の活性とを関連付ける関連付け装置と、
前記光強度に関連付けられた前記光触媒膜上の細胞の活性の情報を保存する情報記憶装置と、
前記細胞の活性が最大になる前記光強度の値を抽出する抽出装置と、
を含み、
前記光源が、前記抽出された値の光強度を有する光を前記光触媒膜に照射し、
前記細胞活性計測装置が、前記細胞の増殖速度、成長速度、分泌物の分泌量又は遺伝子の発現量を計測する、
細胞培養システム。
【請求項２】
光を発する光源と、
前記光源が発する前記光の光強度を調節する光強度調節装置と、
前記光を照射された光触媒膜上で培養された細胞の活性を計測する細胞活性計測装置と、
前記光強度と前記細胞の活性とを関連付ける関連付け装置と、
を含む、細胞培養システム。
【請求項３】
光強度を調節可能な光を発することと、
前記光を照射された光触媒膜上で培養された細胞の活性を計測することと、
前記光強度と前記細胞の活性とを関連付けることと、
を含む、細胞培養方法。
【請求項４】
前記細胞の活性が最大になる前記光強度の値を抽出することを更に含む、請求の範囲第３項に記載の細胞培養方法。
【請求項５】
前記抽出された値の光強度を有する光を前記光触媒膜に照射して、前記光触媒膜上で前記細胞を培養することを更に含む、請求の範囲第４項に記載の細胞培養方法。
【請求項６】
前記細胞の活性を計測することにおいて、前記細胞の増殖速度を計測する、請求の範囲第３項に記載の細胞培養方法。
【請求項７】
前記細胞の活性を計測することにおいて、前記細胞の成長速度を計測する、請求の範囲第３項に記載の細胞培養方法。
【請求項８】
前記細胞の活性を計測することにおいて、前記細胞の活性を示す分泌物の分泌量を計測する、請求の範囲第３項に記載の細胞培養方法。
【請求項９】
前記細胞の活性を計測することにおいて、前記細胞の活性を示す遺伝子の発現量を計測する、請求の範囲第３項に記載の細胞培養方法。
【請求項１０】
組成が異なる複数の光触媒膜のそれぞれの上で培養された細胞の活性を計測する細胞活性計測装置と、
前記複数の光触媒膜のそれぞれの組成と前記細胞の活性とを関連付ける関連付け装置と、
を備える、細胞培養システム。
【請求項１１】
組成が異なる複数の光触媒膜のそれぞれの上で培養された細胞の活性を計測することと、
前記複数の光触媒膜のそれぞれの組成と前記細胞の活性とを関連付けることと、
を含む、細胞培養方法。
【請求項１２】
前記複数の光触媒膜の組成から、前記細胞の活性が最大になる組成を抽出することを更に含む、請求の範囲第１１項に記載の細胞培養方法。
【請求項１３】
前記抽出された組成からなる光触媒膜上で、前記細胞を培養することを更に含む、請求の範囲第１２項に記載の細胞培養方法。
【請求項１４】
前記細胞の活性を計測することにおいて、前記細胞の増殖速度を計測する、請求の範囲第１１項に記載の細胞培養方法。
【請求項１５】
前記細胞の活性を計測することにおいて、前記細胞の成長速度を計測する、請求の範囲第１１項に記載の細胞培養方法。
【請求項１６】
前記細胞の活性を計測することにおいて、前記細胞の活性を示す分泌物の分泌量を計測する、請求の範囲第１１項に記載の細胞培養方法。
【請求項１７】
前記細胞の活性を計測することにおいて、前記細胞の活性を示す遺伝子の発現量を計測する、請求の範囲第１１項に記載の細胞培養方法。
【請求項１８】
基板と、
前記基板上に配置された光触媒膜と、
を備える、細胞培養容器。
【請求項１９】
組成が異なる複数の光触媒膜のそれぞれの上で培養された細胞の活性を計測することと、
前記複数の光触媒膜のそれぞれの組成と前記細胞の活性とを関連付けることと、
前記複数の光触媒膜の組成から、前記細胞の活性が最大になる組成を抽出することと、
前記抽出された組成からなる光触媒膜を基板上に形成することと、
を含む、細胞培養容器の製造方法。
【請求項２０】
光強度を調節可能な光を発することと、
前記光を照射された光触媒膜上で培養された細胞の活性を計測することと、
前記光強度と前記細胞の活性とを関連付けることと、
を含む、細胞を製造する方法。
【請求項２１】
組成が異なる複数の光触媒膜のそれぞれの上で培養された細胞の活性を計測することと、
前記複数の光触媒膜のそれぞれの組成と前記細胞の活性とを関連付けることと、
を含む、細胞を製造する方法。
【請求項２２】
光強度を調節可能な光を発することと、
前記光を照射された光触媒膜上で培養された細胞の活性を計測することと、
前記光強度と前記細胞の活性とを関連付けることと、
を含む方法により製造された、細胞。
【請求項２３】
組成が異なる複数の光触媒膜のそれぞれの上で培養された細胞の活性を計測することと、
前記複数の光触媒膜のそれぞれの組成と前記細胞の活性とを関連付けることと、
を含む方法により製造された、細胞。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
記載の技術は細胞培養技術に関し、細胞培養システム、細胞培養方法、細胞培養容器、及び細胞培養容器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワクチン及びインターフェロン等の抗ウイルス剤、あるいはホルモン等の生物薬品を製造する上で、細胞の大量培養が必要になる場合がある。生物薬品の製造に用いられる生理活性物質の生産に用いられる細胞の多くは、足場材に対して接着性である。したがって、足場材に対して接着性の細胞を効率的かつ大規模に培養する方法の提案が望まれている。ここで、足場材に対する細胞の接着性は、成長速度等で示される細胞の活性に関係することが明らかになっている（特開昭６３−１９６２７３号公報、及び特開平１−１４１５８８号公報参照。）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来、足場材に対する細胞の接着性を制御することによって、細胞の適切な培養条件を探索する手法はなかった。そこで、細胞の足場材に対する接着性を制御することにより、適切な培養条件を容易に探索可能な細胞培養システム、細胞培養方法、細胞培養容器、及び細胞培養容器の製造方法を提供することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本開示の態様によれば、光を発する光源と、光源が発する光の光強度を調節する光強度調節装置と、光を照射された光触媒膜上、又は組成が異なる複数の光触媒膜のそれぞれの上で培養された細胞の活性を計測する細胞活性計測装置と、光強度又は複数の光触媒膜のそれぞれの組成と細胞の活性とを関連付ける関連付け装置と、光強度に関連付けられた光触媒膜上の細胞の活性の情報を保存する情報記憶装置と、細胞の活性が最大になる光強度の値を抽出する抽出装置と、を含み、光源が、抽出された値の光強度を有する光を光触媒膜に照射し、細胞活性計測装置が、細胞の増殖速度、成長速度、分泌物の分泌量又は遺伝子の発現量を計測する、細胞培養システムが提供される。【０００５】
また、本開示の態様によれば、光を発する光源と、光源が発する光の光強度を調節する光強度調節装置と、光を照射された光触媒膜上で培養された細胞の活性を計測する細胞活性計測装置と、光強度と細胞の活性とを関連付ける関連付け装置と、を含む、細胞培養システムが提供される。【０００６】
さらに、本開示の態様によれば、光強度を調節可能な光を発することと、光を照射された光触媒膜上で培養された細胞の活性を計測することと、光強度と細胞の活性とを関連付けることと、を含む、細胞培養方法が提供される。【０００７】
また、本開示の態様によれば、組成が異なる複数の光触媒膜のそれぞれの上で培養された細胞の活性を計測する細胞活性計測装置と、複数の光触媒膜のそれぞれの組成と細胞の活性とを関連付ける関連付け装置と、を備える、細胞培養システムが提供される。【０００８】
さらに、本開示の態様によれば、組成が異なる複数の光触媒膜のそれぞれの上で培養された細胞の活性を計測することと、複数の光触媒膜のそれぞれの組成と細胞の活性とを関連付けることと、を含む、細胞培養方法が提供される。【０００９】
また、本開示の態様によれば、基板と、基板上に配置された光触媒膜と、を備える、細胞培養容器が提供される。【００１０】
さらに、本開示の態様によれば、組成が異なる複数の光触媒膜のそれぞれの上で培養された細胞の活性を計測することと、複数の光触媒膜のそれぞれの組成と細胞の活性とを関連付けることと、複数の光触媒膜の組成から、細胞の活性が最大になる組成を抽出することと、抽出された組成からなる光触媒膜を基板上に形成することと、を含む、細胞培養容器の製造方法が提供される。【００１１】
また、本開示の態様によれば、光強度を調節可能な光を発することと、光を照射された光触媒膜上で培養された細胞の活性を計測することと、光強度と細胞の活性とを関連付けることと、を含む、細胞を製造する方法が提供される。【００１２】
さらに、本開示の態様によれば、組成が異なる複数の光触媒膜のそれぞれの上で培養された細胞の活性を計測することと、複数の光触媒膜のそれぞれの組成と細胞の活性とを関連付けることと、を含む、細胞を製造する方法が提供される。【００１３】
また、本開示の態様によれば、光強度を調節可能な光を発することと、光を照射された光触媒膜上で培養された細胞の活性を計測することと、光強度と細胞の活性とを関連付けることと、を含む方法により製造された、細胞が提供される。【００１４】
さらに、本開示の態様によれば、組成が異なる複数の光触媒膜のそれぞれの上で培養された細胞の活性を計測することと、複数の光触媒膜のそれぞれの組成と細胞の活性とを関連付けることと、を含む方法により製造された、細胞が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、第１の実施の形態に係る細胞培養システムの模式図である。
【図２】図２は、第１の実施の形態に係る光強度のデータに関連付けられた増殖速度のデータのテーブルである。
【図３】図３は、第１の実施の形態に係る細胞培養方法を示すフローチャートである。
【図４】図４は、第２の実施の形態に係る細胞培養システムの模式図である。
【図５】図５は、第３の実施の形態に係る細胞培養システムの模式図である。
【図６】図６は、第３の実施の形態に係る光触媒膜の組成のデータに関連付けられた増殖速度のデータのテーブルである。
【図７】図７は、第３の実施の形態に係る細胞培養方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に本開示の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものである。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。【００１７】
（第１の実施の形態）
第１の実施の形態に係る図１に示す細胞培養システムは、光を発する光源１０１と、光源１０１が発する光の光強度を調節する光強度調節装置１０２と、光を照射された光触媒膜５２上で培養された細胞の活性を計測する細胞活性計測装置２０１と、光強度と細胞の活性とを関連付ける関連付け装置１０３と、を備える。【００１８】
光源１０１は、紫外光又は可視光を発する。光源１０１には、ブラックライト、蛍光放電管、低圧水銀灯、紫外域から赤外域（１８５ｎｍ〜２０００ｎｍ）までの連続スペクトルに対応可能なキセノンランプ、発光ダイオード、スーパールミネッセントダイオード、半導体レーザ等が使用可能である。光強度調節装置１０２は、光源１０１に供給する電力を調節することにより、光源１０１が発する光の光強度を調節する。【００１９】
光源１０１の上方には、シャーレ等の細胞培養容器５１が配置される。細胞培養容器５１は、アクリル樹脂や酸化珪素（ＳｉＯ２）等の透明材料からなる。光触媒膜５２は、細胞培養容器５１の透明な底面上に配置されており、酸化チタン（ＴｉＯ２）等を組成として含む。光触媒膜５２の膜厚は、例えば、３０ｎｍ乃至５００ｎｍである。【００２０】
細胞培養容器５１の底面上に光触媒膜５２を形成する方法としては、例えば、酸化チタンの前駆体であるチタンアルコキシドや有機酸チタン、過酸化チタン、あるいは塩化チタン等のチタン塩の溶液を細胞培養容器５１の底面に塗布し、熱処理する方法がある。なお、溶液を塗布する際には、ディップコート法、スピンコート法、ロールコート法、バーコート法、スプレーコート法、及びスクリーン印刷法等が使用可能である。熱処理の温度は、例えば１００℃乃至７００℃である。【００２１】
また、細胞培養容器５１の底面上に光触媒膜５２を形成する他の方法としては、酸化チタンの粉末、又は酸化チタンの粉末を溶媒に分散化させたゾルとバインダ成分とを混合した溶液を細胞培養容器５１の底面に塗布し、乾燥又は焼結する方法もある。さらに、酸化チタン等の光触媒を含む溶液に有機ポリマービーズを添加し、溶液を細胞培養容器５１の底面に塗布した後、溶液を焼成することにより、細胞培養容器５１の底面上に光触媒膜５２を形成してもよい。有機ポリマービーズを添加することにより、焼成時に光触媒膜５２が熱収縮することが抑制される。【００２２】
光触媒膜５２が形成された細胞培養容器５１内は培養液で満たされ、光触媒膜５２上で細胞が培養される。また、光触媒膜５２は、光源１０１から発せられた光で照射される。光源１０１から光触媒膜５２に光が照射されると、光触媒膜５２に含まれる酸化チタン（ＴｉＯ２）のチタン（Ｔｉ）と培養液中の水（Ｈ２Ｏ）が反応し、光触媒膜５２表面に水酸基（−ＯＨ）が形成される。そのため、光源１０１から光を照射されることによって、光触媒膜５２の表面が親水性になる。また、光触媒膜５２表面の親水性の程度は、光源１０１から発せられる光の光強度に応じて変化する。【００２３】
光触媒膜５２表面が親水性である場合、光触媒膜５２表面に対する細胞の接着性は高くなる。これに対し、光触媒膜５２表面が疎水性である場合、光触媒膜５２表面に対する細胞の接着性は低くなる。したがって、光源１０１から発せられる光の光強度を光強度調節装置１０２で調節することにより、光触媒膜５２表面に対する細胞の接着性を制御することが可能となる。【００２４】
細胞活性計測装置２０１は、光触媒膜５２表面で培養された細胞の活性の指標として、例えば細胞の増殖速度を計測する。細胞活性計測装置２０１は、例えば、細胞培養容器５１の上方に配置された位相差顕微鏡と、位相差顕微鏡を介して得られた細胞培養容器５１上の細胞の画像を解析し、細胞数を計測する画像解析装置を備える。細胞活性計測装置２０１は、計測された細胞数の経時的な変化から、細胞の増殖速度を算出する。【００２５】
関連付け装置１０３は、細胞活性計測装置２０１及び光強度調節装置１０２に電気的に接続されている。関連付け装置１０３は、計測された細胞の増殖速度のデータを細胞活性計測装置２０１から取得する。また、関連付け装置１０３は、細胞活性計測装置２０１によって増殖速度が計測された細胞を培養した際、光源１０１から発せられた光の光強度のデータを、光強度調節装置１０２から取得する。さらに、関連付け装置１０３は、光強度のデータに細胞の増殖速度のデータを関連付ける。【００２６】
第１の実施の形態に係る細胞培養システムは、情報記憶装置１０４をさらに備える。関連付け装置１０３は、光強度のデータに関連付けられた細胞の増殖速度のデータを、情報記憶装置１０４に保存する。情報記憶装置１０４には、例えば図２に示すように、光触媒膜５２に第１の光強度Ｖ１の光を照射した場合の細胞の第１の増殖速度Ａ１、第１の光強度Ｖ１より強い第２の光強度Ｖ２の光を照射した場合の細胞の第２の増殖速度Ａ２、第２の光強度Ｖ２より強い第３の光強度Ｖ３の光を照射した場合の細胞の第３の増殖速度Ａ３等がテーブル形式で保存される。【００２７】
図１に示す抽出装置１０５は、情報記憶装置１０４に保存された図２に示すテーブルから、細胞の最も速い増殖速度が得られる光強度の値を抽出する。図１に示す抽出装置１０５は、光強度調節装置１０２に電気的に接続されている。光強度調節装置１０２は、抽出装置１０５から、細胞の最も速い増殖速度が得られる光強度の値を受信する。さらに、光強度調節装置１０２は、光源１０１から発せられる光の光強度を、抽出装置１０５が抽出した値に調節する。【００２８】
第１の実施の形態に係る細胞培養システムは、入力装置３１２、及び出力装置３１３をさらに備える。入力装置３１２としては、例えばキーボード、及びマウス等のポインティングデバイス等が使用可能である。出力装置３１３には液晶ディスプレイ、モニタ等の画像表示装置、及びプリンタ等が使用可能である。【００２９】
次に、第１の実施の形態に係る細胞培養方法を、図３に示すフローチャートを用いて説明する。なお、ここでは、ｎを自然数として、ｎ種類の光強度を用いて光触媒膜５２を照射する例を説明する。【００３０】
（ａ）ステップＳ１０１で、図１に示す光触媒膜５２を備える細胞培養容器５１を準備する。次に、細胞培養容器５１内に細胞培養液を入れ、光触媒膜５２上に細胞を播く。その後、細胞を播かれた細胞培養容器５１を、細胞培養システムの光源１０１の上方に配置する。ステップＳ１０２で、光強度調節装置１０２は、第１の光強度Ｖ１を有する光を発するよう、光源１０１に供給する電力を調節する。その後、第１の光強度Ｖ１を有する光で光触媒膜５２を照射しながら、所定の期間、光触媒膜５２上で細胞を培養する。【００３１】
（ｂ）ステップＳ１０３で、細胞活性計測装置２０１は、第１の光強度Ｖ１を有する光で照射された光触媒膜５２上で培養された細胞の活性の指標として、細胞の第１の増殖速度Ａ１を計測する。ステップＳ１０４で、関連付け装置１０３は、光強度調節装置１０２から第１の光強度Ｖ１のデータを受信し、細胞活性計測装置２０１から細胞の第１の増殖速度Ａ１のデータを受信する。次に、関連付け装置１０３は、第１の光強度Ｖ１のデータに細胞の第１の増殖速度Ａ１のデータを関連付ける。その後、関連付け装置１０３は、関連付けられた第１の光強度Ｖ１と細胞の第１の増殖速度Ａ１のデータセットを、情報記憶装置１０４に保存する。【００３２】
（ｃ）ステップＳ１０５で、光強度調節装置１０２は、光源１０１から発せられる光の光強度の切り替えが完了したか否かを判定する。第２乃至第ｎの光強度Ｖ２−Ｖｎへの切り替えが完了していない場合は、光強度調節装置１０２は、第２の光強度Ｖ２を有する光を発するよう、光源１０１に供給する電力を調節し、ステップＳ１０２に戻る。以降、第ｎの光強度Ｖｎへの切り替えが完了するまで、ステップＳ１０２乃至ステップＳ１０５が繰り返される。これにより、情報記憶装置１０４には、図２に示すように、第１乃至第ｎの光強度Ｖ１−Ｖｎのデータと、細胞の第１乃至第ｎの増殖速度Ａ１−Ａｎのデータとが、各々関連付けられて保存される。【００３３】
（ｄ）ステップＳ１０６で、図１に示す抽出装置１０５は、情報記憶装置１０４に保存された細胞の第１乃至第ｎの増殖速度Ａ１−Ａｎのデータの中で、最も速い増殖速度ＡＭに関連付けられた光強度ＶＭを抽出する。また、抽出装置１０５は、抽出した光強度ＶＭを出力装置３１３に出力する。ステップＳ１０７で、光強度調節装置１０２は、抽出された光強度ＶＭのデータを抽出装置１０５から受信する。次に、光強度調節装置１０２は、抽出された光強度ＶＭを有する光を発するよう、光源１０１に供給する電力を調節する。その後、光強度ＶＭを有する光を光触媒膜５２に照射しながら、光触媒膜５２上で細胞を培養し、所定の期間経過後、培養を終了する。【００３４】
細胞の増殖速度等で示される細胞の活性は、細胞培養容器に対する細胞の接着性に依存する。以上説明した第１の実施の形態に係る細胞培養システム及び細胞培養方法によれば、光触媒膜５２に照射する光の光強度に応じて、細胞培養容器５１に設けられた光触媒膜５２に対する細胞の接着性を、変化させることが可能となる。さらに、最も速い増殖速度を与える光強度を抽出し、以後、抽出された光強度を有する光で光触媒膜５２を照射しながら、光触媒膜５２上で細胞を培養することにより、高い効率で、細胞の増殖を促進することが可能となる。【００３５】
なお、細胞活性計測装置２０１が、位相差顕微鏡等を含む例を説明したが、第１の実施の形態はこれに限定されない。例えば、細胞活性計測装置２０１は、フローサイトメータ等でもよい。この場合、光触媒膜５２の一定面積から剥がされた細胞の数をフローサイトメータで計測することにより、細胞の増殖数を計測することが可能である。【００３６】
（第２の実施の形態）
図４に示すように、第２の実施の形態に係る細胞培養システムは、複数の光源１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃを備える。光強度調節装置１０２は、複数の光源１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃのそれぞれに、異なる電力を供給する。これにより、複数の光源１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃは、それぞれ異なる光強度を有する光を発する。【００３７】
複数の光源１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃの上方には、複数の細胞培養容器５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃがそれぞれ配置される。複数の細胞培養容器５１Ａ，５１Ｂ，５１Ｃは、光触媒膜５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃをそれぞれ備える。光触媒膜５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃのそれぞれの組成は、同じである。光触媒膜５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃのそれぞれの上には、同一株の細胞が播かれる。第２の実施の形態に係る細胞培養システムのその他の構成要素は、第１の実施の形態に係る細胞培養システムと同様である。【００３８】
第２の実施の形態に係る細胞培養システムによれば、それぞれ異なる光強度の光で照射された光触媒膜５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ上の細胞の活性のデータを、並行して得ることが可能となる。したがって、光強度に関連付けられた細胞の活性のデータを、高速に得ることが可能となる。【００３９】
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態に係る図５に示す細胞培養システムにおいては、光源１２１の上方に、細胞培養容器２５１Ａ，２５１Ｂ，２５１Ｃが配置される。細胞培養容器２５１Ａ，２５１Ｂ，２５１Ｃは、光触媒膜２５２Ａ，２５２Ｂ，２５２Ｃをそれぞれ備える。第３の実施の形態において、光触媒膜２５２Ａ，２５２Ｂ，２５２Ｃのそれぞれの組成は異なる。また、第３の実施の形態に係る細胞培養システムは、組成記憶装置１２６を備える。組成記憶装置１２６には、入力装置３１２を介して入力された光触媒膜２５２Ａの組成Ｃ１、光触媒膜２５２Ｂの組成Ｃ２、及び光触媒膜２５２Ｃの組成Ｃ３が、保存される。【００４０】
光触媒膜２５２Ａ，２５２Ｂ，２５２Ｃは、光源１２１から発せられた同一条件の光で照射される。細胞活性計測装置２０１は、組成が異なる光触媒膜２５２Ａ，２５２Ｂ，２５２Ｃのそれぞれの表面で培養された細胞の活性の指標として、例えば細胞の増殖速度を計測する。【００４１】
第３の実施の形態に係る関連付け装置１２３は、細胞活性計測装置２０１及び組成記憶装置１２６に電気的に接続されている。関連付け装置１２３は、計測された細胞の増殖速度のデータを細胞活性計測装置２０１から取得する。また、関連付け装置１２３は、細胞活性計測装置２０１によって増殖速度が計測された細胞を培養した際用いられた光触媒膜２５２Ａ，２５２Ｂ，２５２Ｃのそれぞれの組成のデータを、組成記憶装置１２６から取得する。さらに、関連付け装置１２３は、光触媒膜２５２Ａ，２５２Ｂ，２５２Ｃのそれぞれの組成のデータに細胞の増殖速度のデータを関連付ける。【００４２】
関連付け装置１２３は、光触媒膜２５２Ａ，２５２Ｂ，２５２Ｃのそれぞれの組成のデータに関連付けられた細胞の増殖速度のデータを、情報記憶装置１２４に保存する。情報記憶装置１２４には、例えば図６に示すように、光触媒膜２５２Ａの組成Ｃ１に対する細胞の第１の増殖速度Ａ１、光触媒膜２５２Ｂの組成Ｃ２に対する細胞の第２の増殖速度Ａ２、光触媒膜２５２Ｃの組成Ｃ3に対する細胞の第３の増殖速度Ａ３等がテーブル形式で保存される。図５に示す抽出装置１２５は、情報記憶装置１２４に保存された図６に示すテーブルから、細胞の最も速い増殖速度が得られる光触媒膜の組成を抽出する。【００４３】
次に、第３の実施の形態に係る細胞培養方法を、図７に示すフローチャートを用いて説明する。【００４４】
（ａ）ステップＳ１２１で、図５に示す組成Ｃ１からなる光触媒膜２５２Ａを備える細胞培養容器２５１Ａ、組成Ｃ２からなる光触媒膜２５２Ｂを備える細胞培養容器２５１Ｂ、及び組成Ｃ３からなる光触媒膜２５２Ｃを備える細胞培養容器２５１Ｃを準備する。次に、細胞培養容器２５１Ａ，２５１Ｂ，２５１Ｃ内に細胞培養液を入れ、光触媒膜２５２Ａ，２５２Ｂ，２５２Ｃ上に細胞を播く。その後、細胞を播かれた細胞培養容器２５１Ａ，２５１Ｂ，２５１Ｃを、細胞培養システムの光源１２１の上方に配置する。ステップＳ１２２で、光触媒膜２５２Ａ，２５２Ｂ，２５２Ｃに光を照射しながら、所定の期間、光触媒膜２５２Ａ，２５２Ｂ，２５２Ｃ上で細胞を培養する。【００４５】
（ｂ）ステップＳ１２３で、細胞活性計測装置２０１は、光触媒膜２５２Ａ上で培養された細胞の第１の増殖速度Ａ１、光触媒膜２５２Ｂ上で培養された細胞の第２の増殖速度Ａ２、光触媒膜２５２Ｃ上で培養された細胞の第３の増殖速度Ａ３を計測する。ステップＳ１２４で、関連付け装置１２３は、組成記憶装置１２６から光触媒膜２５２Ａ，２５２Ｂ，２５２Ｃのそれぞれの組成Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３のデータを読み出し、細胞活性計測装置２０１から細胞の第１乃至第３の増殖速度Ａ１，Ａ２，Ａ３のデータを受信する。次に、関連付け装置１２３は、組成Ｃ１のデータに細胞の第１の増殖速度Ａ１のデータを関連付け、組成Ｃ２のデータに細胞の第２の増殖速度Ａ２のデータを関連付け、組成Ｃ３のデータに細胞の第３の増殖速度Ａ３のデータを関連付ける。その後、関連付け装置１２３は、図６に示すように、組成Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３のデータと、細胞の第１乃至第ｎの増殖速度Ａ１−Ａｎのデータとが、各々関連付けられたデータセットを、図５に示す情報記憶装置１２４に保存する。【００４６】
（ｃ）ステップＳ１２６で、抽出装置１２５は、情報記憶装置１２４に保存された細胞の第１乃至第ｎの増殖速度Ａ１−Ａｎのデータの中で、最も速い増殖速度ＡＭに関連付けられた組成ＣＭを抽出する。また、抽出装置１０５は、抽出した組成ＣＭを出力装置３１３に出力する。その後、ステップＳ１２７で、組成ＣＭからなる光触媒膜上で細胞を培養し、所定の期間経過後、培養を終了する。【００４７】
光触媒膜２５２Ａ，２５２Ｂ，２５２Ｃのそれぞれに対する細胞の接着性は、光触媒膜２５２Ａ，２５２Ｂ，２５２Ｃの組成に応じて異なる。第３の実施の形態に係る細胞培養システム及び細胞培養方法によれば、準備した光触媒膜２５２Ａ，２５２Ｂ，２５２Ｃの組成の中から、最も速い増殖速度を与える組成を抽出し、以後、抽出された組成からなる光触媒膜上で細胞を培養することにより、高い効率で、細胞の増殖を促進することが可能となる。また、抽出された組成からなる光触媒膜を基板上に形成することにより、高い効率で、細胞の増殖を促進可能な細胞培養容器を製造することが可能となる。【００４８】
（その他の実施の形態）
第１乃至第３の実施の形態を説明したが、この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施の形態及び運用技術が明らかになるはずである。例えば、第１乃至第３の実施の形態では、細胞の活性の指標として、細胞の増殖速度を説明したが、細胞の活性の指標はこれに限定されない。細胞の活性の指標として、例えば、細胞の成長速度、細胞の活性を示す分泌物の分泌量、あるいは細胞の活性を示す遺伝子の発現量等を、図１に示す細胞活性計測装置２０１で計測してもよい。【００４９】
細胞の成長速度を計測する場合、細胞活性計測装置２０１には、位相差顕微鏡等が使用可能である。分泌物の分泌量を計測する場合、細胞膜電気容量法、キナクリン蛍光法、逆転逆転溶血斑法、及び細胞ブロット法等を実施可能な装置が、細胞活性計測装置２０１に使用可能である。遺伝子の発現量を計測する場合、ルシフェラーゼアッセイを実施可能な装置が、細胞活性計測装置２０１に使用可能である。【００５０】
また、光触媒膜５２中の酸化チタンに、窒素（Ｎ）イオン、硫黄（Ｓ）イオン、炭素（Ｃ）イオン、あるいはフッ素（Ｆ）イオン等をドープすることにより、可視光への反応性を向上させてもよい。
【産業上の利用の可能性】
【００５１】
本開示に係る細胞培養システム、細胞培養方法、細胞培養容器、及び細胞培養容器の製造方法は、医薬品産業、美容品産業、及び食品産業等に利用可能である。
【図１】
2010086976.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年2月18日(2010.2.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を発する光源と、
前記光源が発する前記光の光強度を調節する光強度調節装置と、
前記光強度に応じて親水性の程度が変化する光触媒からなる光触媒膜の表面、又は組成が異なり前記光強度に応じて親水性の程度が変化する光触媒からなる複数の光触媒膜のそれぞれの表面で培養された細胞の活性を計測する細胞活性計測装置と、
前記光強度又は前記複数の光触媒膜のそれぞれの組成と前記細胞の活性とを関連付ける関連付け装置と、
前記光強度に関連付けられた前記光触媒膜上の細胞の活性の情報を保存する情報記憶装置と、
前記細胞の活性が最大になる前記光強度の値を抽出する抽出装置と、
を含み、
前記光源が、前記抽出された値の光強度を有する光を前記光触媒膜に照射し、
前記細胞活性計測装置が、前記細胞の増殖速度、成長速度、分泌物の分泌量又は遺伝子の発現量を計測する、
細胞培養システム。
【請求項２】
光を発する光源と、
前記光源が発する前記光の光強度を調節する光強度調節装置と、
前記光強度に応じて親水性の程度が変化する光触媒からなる光触媒膜の表面で培養された細胞の活性を計測する細胞活性計測装置と、
前記光強度と前記細胞の活性とを関連付ける関連付け装置と、
を含む、細胞培養システム。
【請求項３】
光強度を調節可能な光を発することと、
前記光強度に応じて親水性の程度が変化する光触媒からなる光触媒膜の表面で細胞を培養することと、
前記光を照射された光触媒膜の表面で培養された細胞の活性を計測することと、
前記光強度と前記細胞の活性とを関連付けることと、
を含む、細胞培養方法。
【請求項４】
前記細胞の活性が最大になる前記光強度の値を抽出することを更に含む、請求の範囲第３項に記載の細胞培養方法。
【請求項５】
前記抽出された値の光強度を有する光を前記光触媒膜に照射して、前記光触媒膜の表面で前記細胞を培養することを更に含む、請求の範囲第４項に記載の細胞培養方法。
【請求項６】
前記細胞の活性を計測することにおいて、前記細胞の増殖速度を計測する、請求の範囲第３項に記載の細胞培養方法。
【請求項７】
前記細胞の活性を計測することにおいて、前記細胞の成長速度を計測する、請求の範囲第３項に記載の細胞培養方法。
【請求項８】
前記細胞の活性を計測することにおいて、前記細胞の活性を示す分泌物の分泌量を計測する、請求の範囲第３項に記載の細胞培養方法。
【請求項９】
前記細胞の活性を計測することにおいて、前記細胞の活性を示す遺伝子の発現量を計測する、請求の範囲第３項に記載の細胞培養方法。
【請求項１０】
組成が異なり、光強度に応じて親水性の程度が変化する光触媒からなる複数の光触媒膜のそれぞれの表面で培養された細胞の活性を計測する細胞活性計測装置と、
前記複数の光触媒膜のそれぞれの組成と前記細胞の活性とを関連付ける関連付け装置と、
を備える、細胞培養システム。
【請求項１１】
組成が異なり、光強度に応じて親水性の程度が変化する光触媒からなる複数の光触媒膜のそれぞれの表面で培養された細胞の活性を計測することと、
前記複数の光触媒膜のそれぞれの組成と前記細胞の活性とを関連付けることと、
を含む、細胞培養方法。
【請求項１２】
前記複数の光触媒膜の組成から、前記細胞の活性が最大になる組成を抽出することを更に含む、請求の範囲第１１項に記載の細胞培養方法。
【請求項１３】
前記抽出された組成からなる光触媒膜の表面で、前記細胞を培養することを更に含む、請求の範囲第１２項に記載の細胞培養方法。
【請求項１４】
前記細胞の活性を計測することにおいて、前記細胞の増殖速度を計測する、請求の範囲第１１項に記載の細胞培養方法。
【請求項１５】
前記細胞の活性を計測することにおいて、前記細胞の成長速度を計測する、請求の範囲第１１項に記載の細胞培養方法。
【請求項１６】
前記細胞の活性を計測することにおいて、前記細胞の活性を示す分泌物の分泌量を計測する、請求の範囲第１１項に記載の細胞培養方法。
【請求項１７】
前記細胞の活性を計測することにおいて、前記細胞の活性を示す遺伝子の発現量を計測する、請求の範囲第１１項に記載の細胞培養方法。
【請求項１８】
基板と、
前記基板上に配置された光触媒からなる光触媒膜であって、照射される光の光強度に応じて親水性の程度が変化する光触媒膜と、
を備える、細胞培養容器。
【請求項１９】
組成が異なり、光強度に応じて親水性の程度が変化する光触媒からなる複数の光触媒膜のそれぞれの表面で培養された細胞の活性を計測することと、
前記複数の光触媒膜のそれぞれの組成と前記細胞の活性とを関連付けることと、
前記複数の光触媒膜の組成から、前記細胞の活性が最大になる組成を抽出することと、
前記抽出された組成からなる光触媒膜を基板上に形成することと、
を含む、細胞培養容器の製造方法。
【請求項２０】
光強度を調節可能な光を発することと、
前記光強度に応じて親水性の程度が変化する光触媒からなる光触媒膜の表面で細胞を培養することと、
前記光を照射された光触媒膜の表面で培養された細胞の活性を計測することと、
前記光強度と前記細胞の活性とを関連付けることと、
を含む、細胞を製造する方法。
【請求項２１】
組成が異なり、光強度に応じて親水性の程度が変化する光触媒からなる複数の光触媒膜のそれぞれの表面で培養された細胞の活性を計測することと、
前記複数の光触媒膜のそれぞれの組成と前記細胞の活性とを関連付けることと、
を含む、細胞を製造する方法。
【手続補正書】
【提出日】平成22年7月7日(2010.7.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を発する光源と、
前記光源が発する前記光の光強度を調節する光強度調節装置と、
酸化チタンからなる光触媒膜を備え、培養液が注入される細胞培養器であって、照射される光によって前記酸化チタンのチタンと前記培養液中の水とが反応して前記光触媒膜の表面に水酸基が形成され、かつ前記照射される光の光強度に応じて前記光触媒膜の親水性の程度が変化する細胞培養器と、
前記光強度に応じて親水性の程度が変化する酸化チタンからなる光触媒膜の表面で培養された細胞の活性を計測する細胞活性計測装置と、
前記光強度と前記細胞の活性とを関連付ける関連付け装置と、
前記光強度に関連付けられた前記光触媒膜上の細胞の活性の情報を保存する情報記憶装置と、
前記細胞の活性が最大になる前記光強度の値を抽出する抽出装置と、
を含み、
前記光源が、前記抽出された値の光強度を有する光を前記光触媒膜に照射し、
前記細胞活性計測装置が、前記細胞の増殖速度、成長速度、分泌物の分泌量又は遺伝子の発現量を計測する、
細胞培養システム。
【請求項２】
光を発する光源と、
前記光源が発する前記光の光強度を調節する光強度調節装置と、
酸化チタンからなる光触媒膜を備え、培養液が注入される細胞培養器であって、照射される光によって前記酸化チタンのチタンと前記培養液中の水とが反応して前記光触媒膜の表面に水酸基が形成され、かつ前記照射される光の光強度に応じて前記光触媒膜の親水性の程度が変化する細胞培養器と、
前記光強度に応じて親水性の程度が変化する酸化チタンからなる光触媒膜の表面で培養された細胞の活性を計測する細胞活性計測装置と、
前記光強度と前記細胞の活性とを関連付ける関連付け装置と、
を含む、細胞培養システム。
【請求項３】
光強度を調節可能な光を発することと、
酸化チタンからなる光触媒膜を備え、培養液が注入される細胞培養器であって、照射される光によって前記酸化チタンのチタンと前記培養液中の水とが反応して前記光触媒膜の表面に水酸基が形成され、かつ前記照射される光の光強度に応じて前記光触媒膜の親水性の程度が変化する細胞培養器を用意することと、
前記光強度に応じて親水性の程度が変化する酸化チタンからなる光触媒膜の表面で細胞を培養することと、
前記光を照射された光触媒膜の表面で培養された細胞の活性を計測することと、
前記光強度と前記細胞の活性とを関連付けることと、
を含む、細胞培養方法。
【請求項４】
前記細胞の活性が最大になる前記光強度の値を抽出することを更に含む、請求項３に記載の細胞培養方法。
【請求項５】
前記抽出された値の光強度を有する光を前記光触媒膜に照射して、前記光触媒膜の表面で前記細胞を培養することを更に含む、請求項４に記載の細胞培養方法。
【請求項６】
前記細胞の活性を計測することにおいて、前記細胞の増殖速度を計測する、請求項３に記載の細胞培養方法。
【請求項７】
前記細胞の活性を計測することにおいて、前記細胞の成長速度を計測する、請求項３に記載の細胞培養方法。
【請求項８】
前記細胞の活性を計測することにおいて、前記細胞の活性を示す分泌物の分泌量を計測する、請求項３に記載の細胞培養方法。
【請求項９】
前記細胞の活性を計測することにおいて、前記細胞の活性を示す遺伝子の発現量を計測する、請求項３に記載の細胞培養方法。
【国際調査報告】
2010086976.tif 000010
2010086976.tif 000011
2010086976.tif 000012
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