(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞培養が可能な細胞アッセイ用流路チップであって、当該細胞アッセイ用流路チップ本体の上面に溶液の注入口と排出口とを備え、前記注入口と前記排出口とを連通した流路中に、前記注入口から細胞を含む溶液を注入すると、溶液の流れは許容するが溶液内の細胞をせき止める作用をなす複数の微細連通路を備えているせき止め部を備え、当該せき止め部の上流側に培養室を備えると共に、前記せき止め部の下流側に、前記せき止め部を流れる溶液の流速を低速に抑制するために、細胞培養時には前記せき止め部よりも液面高さを高く保持する液溜室を備え、前記細胞アッセイ用流路チップ本体は、ベース本体と当該ベース本体に一体的に接合した上部プレートを備え、前記培養室及び前記液溜室は前記ベース本体に備え、前記注入口及び前記排出口は前記上部プレートに備えられており、前記せき止め部における堰部材は前記ベース本体又は前記上部プレートの適宜一方或は両方に備えていることを特徴とする細胞アッセイ用流路チップ。
【請求項２】
請求項１に記載の細胞アッセイ用流路チップを使用した検査装置であって、複数の前記細胞アッセイ用流路チップを並列して支持したチップホルダを出入自在のＣＯ２インキユベータと、当該ＣＯ２インキユベータの前側に備えられ、前記チップホルダの大きさに対応した開口部を備えると共に前記ＣＯ２インキユベータに対して出し入れされる前記チップホルダを支持するホルダ支持プレートと、当該ホルダ支持プレートの前記開口部に対応した位置に配置された前記チップホルダに支持されている全ての前記細胞アッセイ用流路チップを、前記開口部を介して下側から照明する光源と、前記開口部を介して下側から複数の前記細胞アッセイ用流路チップを同時に、細胞の生理活性の観察のための蛍光検出と吸光検出との少なくとも一方を行うための撮像手段と、を備えていることを特徴とする検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞培養が可能な細胞アッセイ用流路チップに係り、さらに詳細には、培養中の細胞に対するストレスの付与を抑制することの可能な細胞アッセイ用流路チップ、及び当該細胞アッセイ用流路チップを使用して細胞の生理活性を評価することが可能な検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、細胞の生理活性を測定するには、先ず、例えば細胞接着性のプラスチック製ウエル（数１００μＬ程度）内に細胞を植付け、次に細胞と反応させる試薬の存在下で細胞を培養し、最後に発色／発光染色処理をして、光学的検出をすることにより、行っている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３９５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前述したように、プラスチック製ウエル内に細胞を植付けてから細胞の生理活性を測定するまでの一連の工程において、培地の交換、試薬の注入、ウエル内の洗浄などの操作は、人の手によるピペット操作によって実施されている。したがって、操作工数が多く煩雑である。例えば、ピペット操作による溶液の交換時には、ウエル内の溶液を攪拌し、細胞を舞上げることがあり、培養中の細胞にストレスを付与することが多い、という問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、前述のごとき問題に鑑みてなされたもので、細胞培養が可能な細胞アッセイ用流路チップであって、当該細胞アッセイ用流路チップ本体の上面に溶液の注入口と排出口とを備え、前記注入口と前記排出口とを連通した流路中に、前記注入口から細胞を含む溶液を注入すると、溶液の流れは許容するが溶液内の細胞をせき止める作用をなす複数の微細連通路を備えているせき止め部を備え、当該せき止め部の上流側に培養室を備えると共に、前記せき止め部の下流側に、前記せき止め部を流れる溶液の流速を低速に抑制するために、細胞培養時には前記せき止め部よりも液面高さを高く保持する液溜室を備え、前記細胞アッセイ用流路チップ本体は、ベース本体と当該ベース本体に一体的に接合した上部プレートを備え、前記培養室及び前記液溜室は前記ベース本体に備え、前記注入口及び前記排出口は前記上部プレートに備えられており、前記せき止め部における堰部材は前記ベース本体又は前記上部プレートの適宜一方或は両方に備えていることを特徴とするものである。
【００１０】
また、前記細胞アッセイ用流路チップを使用した検査装置であって、複数の前記細胞アッセイ用流路チップを並列して支持したチップホルダを出入自在のＣＯ２インキユベータと、当該ＣＯ２インキユベータの前側に備えられ、前記チップホルダの大きさに対応した開口部を備えると共に前記ＣＯ２インキユベータに対して出し入れされる前記チップホルダを支持するホルダ支持プレートと、当該ホルダ支持プレートの前記開口部に対応した位置に配置された前記チップホルダに支持されている全ての前記細胞アッセイ用流路チップを、前記開口部を介して下側から照明する光源と、前記開口部を介して下側から複数の前記細胞アッセイ用流路チップを同時に、細胞の生理活性の観察のための蛍光検出と吸光検出との少なくとも一方を行うための撮像手段と、を備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、細胞アッセイ用流路チップにおける培養室内での溶液の流れは一方向の流れになると共に、急速な流れを抑制することができる。したがって、例えば、培養室内の細胞が舞上るようなことがなく、細胞にストレスを付与するようなことがないものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係る細胞アッセイ用流路チップの平面説明図である。
【図２】図１におけるII−II線に沿った拡大断面説明図である。
【図３】細胞アッセイ用流路チップの主要部を示す拡大平面説明図である。
【図４】チップホルダに複数の細胞アッセイ用流路チップを収容した状態の説明図である。
【図５】検査装置の構成を概念的、概略的に示した斜視説明図である。
【図６】検査装置の構成を示す平面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を用いて本発明の実施形態に係る細胞アッセイ用流路チップについて説明するに、細胞アッセイ用流路チップ１は、図１に概念的、概略的に示すように、平面視したときに矩形状を呈する細胞アッセイ用流路チップ本体３を備えている。そして、この細胞アッセイ用流路チップ本体３の上面には複数の注入口５が備えられていると共に、各注入口５と対をなす複数の排出口７が備えられている。さらに、前記細胞アッセイ用流路チップ本体３には、前記各注入口５、排出口７のＸ，Ｙ軸方向の基準位置となる矩形状の切欠部９が適宜位置の角部に備えられている。
【００１４】
前記細胞アッセイ用流路チップ本体３に備えた前記注入口５と前記排出口７は、図２に示すように、流路１１を介して連通してある。より詳細には、前記細胞アッセイ用流路チップ本体３は、透明なベース本体（下部壁）１３の上面に透明な上部プレート（上部壁）１５を一体的に接合した構成であって、前記上部プレート１５に前記注入口５及び排出口７が形成してあり、かつ上部プレート１５の上面には、前記注入口５、排出口７に対応して溶液保持カップ１７がそれぞれ備えられている。
【００１５】
該ベース本体１３の素材は、光の透過性に優れた素材であれば特に限定はされないが、蛍光検出を行う場合は、例えば低自家蛍光ポリスチレン、紫外線透過ガラス、及びシクロオレフィン等の、自家蛍光が低い素材が好ましい。
【００１６】
前記ベース本体１３には、前記注入口５と前記排出口７とを連通した前記流路(接続路)１１が形成してあり、この接続路（流路）１１の途中には、前記注入口５から注入された溶液の流れは許容するが、溶液中の細胞１９をせき止めるためのせき止め部２１を構成する堰部２３が備えられている。すなわち、前記流路１１中に前記せき止め部２１を備えたことにより、前記流路１１は、前記注入口５に連通した上流側の培養室２５と前記排出口７に連通した下流側の液溜室２７とに区画してある。本実施例では、多くの細胞が培養可能なように、前記培養室２５の容積は前記液溜室２７の容積より大きく構成してある。
【００１７】
前記せき止め部２１における前記堰部２３の上面には、前記培養室２５と前記液溜室２７とを連通した複数の微細連通路２９を備えている。この微細連通路２９は、溶液の流れは許容するが、溶液内の前記細胞１９をせき止める作用をなすものであって、例えば深さは２０μｍ以下であり、幅は２００μｍ以下に形成してある。したがって、前記注入口５から細胞１９を含む溶液を注入すると、溶液中の細胞１９がせき止められて、前記培養室２５内に定着又は浮遊した状態となるものである。この際、前記培養室２５及び液溜室２７内の溶液の液面３１は前記せき止め部２１よりも常に高く保持されるものである。
【００１８】
換言すれば、前記せき止め部２１は常に溶液内に没入した状態に保持されるものであって、前記微細連通路２９の流出側（前記液溜室２７側の出口）が溶液の液面３１よりも高くなるようなことがなく、微細連通路２９の出口側には前記液溜室２７の液面３１が高いことに起因する液圧が、常に背圧として作用しているものである。よって、前記液溜室２７は一種の背圧付与室を構成するものである。
【００１９】
前記構成により、前記培養室２５に対する培地や試薬溶液などの溶液の注入は注入口５側から行われ、溶液の排出は排出口７側で行われるものである。細胞培養用の培地は、細胞アッセイに使用する細胞の生育に適した液体培地である限り、特に限定はされない。したがって、溶液の交換を行うときは、前記注入口５から新しい溶液を注入し、排出口７側において排出することにより容易に行い得るものである。この際、溶液の流れは注入口５側から排出口７側への一定方向の流れであり、かつ前記培養室２５及び液溜室２７の液面３１を前記せき止め部２１よりも高く保持して溶液の交換を行うことが可能である。
【００２０】
よって、前記せき止め部２１における前記微細連通路２９の出口側には、前記液溜室２７内の液圧が背圧として作用するので、前記微細連通路２９における溶液の流速が低速に保持されるものである。したがって、例えば、前記培養室２５内における溶液の交換による乱流等の発生が抑制されるため、前記培養室２５内で培養されている細胞１９に物理的なストレス等を付与することなく、溶液の交換を行い得るものである。
【００２１】
なお、前記構成においては、前記せき止め部２１の堰部２３をベース本体１３に備えた場合について例示したが、前記堰部２３は上部プレート１５に備えた構成とすることも可能である。この場合、せき止め部２１における前記微細連通路２９は、堰部２３の下面に備えた構成となるものである。また、ベース本体１３及び上部プレート１５にそれぞれ中間高さの堰部２３を備え、この上下の堰部２３の間に微細通路２９を形成することも可能である。
【００２２】
前記細胞アッセイ用流路チップ１をＣＯ２インキユベータ内に収納して細胞１９の培養を行うために、細胞アッセイ用流路チップ１を保持するチップホルダ３３が備えられている。チップホルダ３３は、図４に示すように、複数の細胞アッセイ用流路チップ１を並列した状態に収容保持するための複数の収容部３５を備えている。上記各収容部３５は、収容した細胞アッセイ用流路チップ１を下側から観察可能に構成してあり、かつ各収容部３５には、細胞アッセイ用流路チップ１における前記切欠部９と係合して位置決めを行う位置決め突出部３７が備えられている。
【００２３】
したがって、前記チップホルダ３３における各収容部３５に細胞アッセイ用流路チップ１をそれぞれ収容すると、複数の細胞アッセイ用流路チップ１は、前記位置決め突出部３７に切欠部９を係合して位置決めされることになる。よって、各細胞アッセイ用流路チップ１の方向性は全て同一方向性に揃えられた状態にあるものである。
【００２４】
前記細胞アッセイ用流路チップ１を用いて培養した細胞１９の検査を行うための検査装置は、次のごとき構成である。すなわち、図５、図６に概念的、概略的に示すように、検査装置３９は箱状に構成してあって、前記チップホルダ３３を出入自在のＣＯ２インキユベータ４１を備えている。そして、前記ＣＯ２インキユベータ４１の前側には、前記チップホルダ３３を支持するホルダ支持プレート４３が備えられている。このホルダ支持プレート４３には、前記チップホルダ３３の大きさに対応した開口部４５が備えられている。そして、前記ホルダ支持プレート４３の下方位置には、前記開口部４５に対応して位置決めしたチップホルダ３３に支持されている全ての細胞アッセイ用流路チップ１の照明を行うための適数の光源４７が備えられていると共に、前記開口部４５を介して全ての細胞アッセイ用流路チップ１を下側から撮像するＣＣＤカメラなどの撮像手段４９が備えられている。
【００２５】
したがって、前記ＣＯ２インキユベータ４１において培養した後に、チップホルダ３３に保持されている全ての細胞アッセイ用流路チップ１を撮像手段４９によって撮像し、細胞の生理活性の観察のための光学的検出を行うことができるものである。なお、撮像手段４９によって細胞アッセイ用流路チップ１の撮像を行う際には、全ての細胞アッセイ用流路チップ１を同時に撮像することが望ましい。しかし、個別に又は連続的に撮像することも可能である。
【００２６】
該光学的検出の例としては、蛍光検出等の発光検出、吸光度検出などが挙げられる。
【００２７】
本発明において細胞は、付着性細胞等の任意の細胞でよい。細胞の具体的な例としては、癌細胞、神経細胞、肝細胞、繊維芽細胞、筋芽細胞、平滑筋細胞、心筋細胞、骨格筋細胞、幹細胞、中胚葉系幹細胞、胚性幹細胞、グリア細胞、胎性幹細胞、造血幹細胞、肥満細胞、脂肪細胞、神経幹細胞、及び血球細胞などが挙げられる。
【００２８】
また、細胞アッセイには、細胞の生理活性等、細胞の種々の特性の測定を包含する。細胞アッセイの具体的な例としては、エストロゲン応答アッセイ、アセチルコリンステラーゼアッセイ等の神経細胞分化アッセイ、乳酸デヒドロゲナーゼアッセイ、ＤＮＡ細分化アッセイ等のアポトーシスアッセイ、抗アレルギーアッセイ、ＨＳＰ４７細胞アッセイ等のストレス応答・回復アッセイ、神経細胞保護アッセイ等の抗アルツハイマー症アッセイ、α―グルコシダーゼ阻害アッセイ等の糖吸収抑制アッセイ、ＭＴＴアッセイ等の抗腫瘍アッセイ、ニュートラルレッドアッセイ等の細胞毒性アッセイ、ＰＣ１２細胞等を用いる神経細胞伸張アッセイ、アルカリフォスファターゼ活性化アッセイ、脂肪細胞分化アッセイ等の脂肪生成アッセイ、毛乳頭細胞成長アッセイ、及びメラニン生成抑制アッセイ等の皮膚美白アッセイなどが挙げられる。
【符号の説明】
【００２９】
１    細胞アッセイ用流路チップ
３    細胞アッセイ用流路チップ本体
５    注入口
７    排出口
９    切欠部
１１    流路
１３    ベース本体
１５    上部プレート
１７    溶液保持カップ
１９    細胞
２１    せき止め部
２３    堰部
２５    培養室
２７    液溜室
２９    微細連通路
３３    チップホルダ
３５    収容部
３９    検査装置
４３    ホルダ支持プレート
４５    開口部
４９    撮像手段
【図１】
0005872776.tif 000002
【図２】
0005872776.tif 000003
【図３】
0005872776.tif 000004
【図４】
0005872776.tif 000005
【図５】
0005872776.tif 000006
【図６】
0005872776.tif 000007