(57)【要約】【課題】支持体の滅菌と細胞培養に必要な生体材料固定効率の向上を図ることのできる処理方法及び当該処理方法に用いられる処理装置を提供することを目的とする。【解決手段】細胞培養用の足場となる生体材料を固定させるための支持体の処理方法であって、前記支持体にプラズマを照射するプラズマ照射工程を、２回以上実施する、支持体の処理方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞培養用の足場となる生体材料を固定させるための支持体の処理方法であって、
前記支持体にプラズマを照射するプラズマ照射工程を、２回以上実施する、
支持体の処理方法。
【請求項２】
ｎ回目の前記プラズマ照射工程において、前記プラズマを発生させるために利用するガスが、ｍ回目の前記プラズマ照射工程において、前記プラズマを発生させるために利用するガスと異なり、
ｎは１以上の自然数であり、ｍはｎよりも大きい自然数である、請求項１に記載の支持体の処理方法。
【請求項３】
ｎ’回目の前記プラズマ照射工程において、前記支持体の洗浄及び滅菌を行い、
ｍ’回目の前記プラズマ照射工程において、前記支持体に所定の官能基を発生させ、
ｎ’は１以上の自然数であり、ｍ’はｎ’よりも大きい自然数である、
請求項２に記載の支持体の処理方法。
【請求項４】
ｎ’’回目の前記プラズマ照射工程において、前記支持体に官能基ｃを発生させ、
ｍ’’回目の前記プラズマ照射工程において、前記支持体に官能基ｄとは異なる官能基ｃを発生させ、
ｎ’’は１以上の自然数であり、ｍ’’はｎ’’よりも大きい自然数である、
請求項２に記載の支持体の処理方法。
【請求項５】
前記プラズマ照射工程を３回以上実施し、
３回以上の前記プラズマ照射工程のうち、少なくとも２回の前記プラズマ照射工程において、前記プラズマを発生させるために利用するガスが互いに異なる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の支持体の処理方法。
【請求項６】
前記プラズマ照射工程において、前記プラズマを発生させるためのプラズマ発生部が前記支持体に接触しない状態で、前記支持体にプラズマを照射する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の支持体の処理方法。
【請求項７】
少なくとも１回の前記プラズマ照射工程は、前記支持体に前記生体材料を固定させた後に実施される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の支持体の処理方法。
【請求項８】
細胞培養用の足場となる生体材料を固定させるための支持体を処理する処理装置であって、
前記支持体を収容する収容部と、
プラズマを発生させるためのガスを貯留するガス貯留部と、
該ガス貯留部から供給された前記ガスをプラズマ化させるプラズマ発生部、及び、プラズマ化した前記ガスを前記収容部内に収容された前記支持体に射出する射出口を備えるプラズマ照射機構と、
プラズマ照射を２回以上実施するよう前記プラズマ照射機構を制御する制御部と、を有する、
処理装置。
【請求項９】
前記ガス貯留部として、異なるガスを貯留する２以上の前記ガス貯留部を有する、請求項８に記載の処理装置。
【請求項１０】
前記ガス貯留部として、ガスＡを貯留する第１のガス貯留部と、前記ガスＡとは異なるガスＢを貯留する第２のガス貯留部と、を有し、
前記ガスＡのプラズマが、前記支持体を洗浄及び滅菌するものであり、
前記ガスＢのプラズマが、前記支持体に所定の官能基ｂを発生させるものである、請求項９に記載の処理装置。
【請求項１１】
前記ガス貯留部として、ガスＣを貯留する第３のガス貯留部と、ガスＤを貯留する第４のガス貯留部と、を有し、
前記ガスＣのプラズマが、前記支持体に官能基ｃを発生させるものであり、
前記ガスＤのプラズマが、前記支持体に前記官能基ｃとは異なる官能基ｄを発生させるものである、請求項９に記載の処理装置。
【請求項１２】
前記制御部は、プラズマ照射を３回以上実施するよう前記プラズマ照射機構を制御するものであり、かつ、
少なくとも２回のプラズマ照射において、異なる２種の前記ガスをプラズマ化させて、プラズマ化した前記ガスを前記収容部内に収容された前記支持体に照射するようプラズマ照射機構を制御するものである、請求項８〜１１のいずれか１項に記載の処理装置。
【請求項１３】
前記プラズマ発生部は、前記支持体に接触しないように配置される、請求項８〜１２のいずれか１項に記載の処理装置。
【請求項１４】
前記支持体が、細胞培養用の足場となる前記生体材料が固定されたものである、請求項８〜１３のいずれか１項に記載の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支持体の処理方法及び処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
支持体を利用して細胞を培養する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、このような支持体に生体材料（例えば、細胞培養制御用物質）を固定し、これを足場材料として細胞を培養する技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開２００８／１２３６１４号
【特許文献２】特許４１４８５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の細胞培養技術では、足場となる生体材料の種類によっては、支持体への固定が困難であったり、固定の効率が悪かったりする場合がある。また、生体材料を固定した後に支持体を紫外線によって滅菌処理すると、固定された生体材料への影響が強すぎるため、固定された生体材料の破壊や変性を招く恐れがある。
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、支持体の滅菌と細胞培養に必要な生体材料固定効率の向上を図ることのできる支持体の処理方法及び当該処理方法に用いられる処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した。その結果、所定の処理をすることにより上記課題を解決できることを見出して、本発明を完成させた。
【０００７】
すなわち、本発明は以下のとおりである。
〔１〕
細胞培養用の足場となる生体材料を固定させるための支持体の処理方法であって、
前記支持体にプラズマを照射するプラズマ照射工程を、２回以上実施する、
支持体の処理方法。
〔２〕
ｎ回目の前記プラズマ照射工程において、前記プラズマを発生させるために利用するガスが、ｍ回目の前記プラズマ照射工程において、前記プラズマを発生させるために利用するガスと異なり、
ｎは１以上の自然数であり、ｍはｎよりも大きい自然数である、前項〔１〕に記載の支持体の処理方法。
〔３〕
ｎ’回目の前記プラズマ照射工程において、前記支持体の洗浄及び滅菌を行い、
ｍ’回目の前記プラズマ照射工程において、前記支持体に所定の官能基を発生させ、
ｎ’は１以上の自然数であり、ｍ’はｎ’よりも大きい自然数である、
前項〔２〕に記載の支持体の処理方法。
〔４〕
ｎ’’回目の前記プラズマ照射工程において、前記支持体に官能基ｃを発生させ、
ｍ’’回目の前記プラズマ照射工程において、前記支持体に官能基ｄとは異なる官能基ｃを発生させ、
ｎ’’は１以上の自然数であり、ｍ’’はｎ’’よりも大きい自然数である、
前項〔２〕に記載の支持体の処理方法。
〔５〕
前記プラズマ照射工程を３回以上実施し、
３回以上の前記プラズマ照射工程のうち、少なくとも２回の前記プラズマ照射工程において、前記プラズマを発生させるために利用するガスが互いに異なる、前項〔１〕〜〔４〕のいずれか１項に記載の支持体の処理方法。
〔６〕
前記プラズマ照射工程において、前記プラズマを発生させるためのプラズマ発生部が前記支持体に接触しない状態で、前記支持体にプラズマを照射する、前項〔１〕〜〔５〕のいずれか１項に記載の支持体の処理方法。
〔７〕
少なくとも１回の前記プラズマ照射工程は、前記支持体に前記生体材料を固定させた後に実施される、前項〔１〕〜〔６〕のいずれか１項に記載の支持体の処理方法。
〔８〕
細胞培養用の足場となる生体材料を固定させるための支持体を処理する処理装置であって、
前記支持体を収容する収容部と、
プラズマを発生させるためのガスを貯留するガス貯留部と、
該ガス貯留部から供給された前記ガスをプラズマ化させるプラズマ発生部、及び、プラズマ化した前記ガスを前記収容部内に収容された前記支持体に射出する射出口を備えるプラズマ照射機構と、
プラズマ照射を２回以上実施するよう前記プラズマ照射機構を制御する制御部と、を有する、
処理装置。
〔９〕
前記ガス貯留部として、異なるガスを貯留する２以上の前記ガス貯留部を有する、前項〔８〕に記載の処理装置。
〔１０〕
前記ガス貯留部として、ガスＡを貯留する第１のガス貯留部と、前記ガスＡとは異なるガスＢを貯留する第２のガス貯留部と、を有し、
前記ガスＡのプラズマが、前記支持体を洗浄及び滅菌するものであり、
前記ガスＢのプラズマが、前記支持体に所定の官能基ｂを発生させるものである、前項〔９〕に記載の処理装置。
〔１１〕
前記ガス貯留部として、ガスＣを貯留する第３のガス貯留部と、ガスＤを貯留する第４のガス貯留部と、を有し、
前記ガスＣのプラズマが、前記支持体に官能基ｃを発生させるものであり、
前記ガスＤのプラズマが、前記支持体に前記官能基ｃとは異なる官能基ｄを発生させるものである、前項〔９〕に記載の処理装置。
〔１２〕
前記制御部は、プラズマ照射を３回以上実施するよう前記プラズマ照射機構を制御するものであり、かつ、
少なくとも２回のプラズマ照射において、異なる２種の前記ガスをプラズマ化させて、プラズマ化した前記ガスを前記収容部内に収容された前記支持体に照射するようプラズマ照射機構を制御するものである、前項〔８〕〜〔１１〕のいずれか１項に記載の処理装置。
〔１３〕
前記プラズマ発生部は、前記支持体に接触しないように配置される、前項〔８〕〜〔１２〕のいずれか１項に記載の処理装置。
〔１４〕
前記支持体が、細胞培養用の足場となる前記生体材料が固定されたものである、前項〔８〕〜〔１３〕のいずれか１項に記載の処理装置。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】支持体の表面を模式的に示す図である。
【図２】本実施形態の処理装置を模式的に示す図である。
【図３】本実施形態の処理装置に備えられるプラズマ照射機構の断面を模式的に示す図である。
【図４】本実施形態の支持体の処理方法による処理パターンの第１態様を示す図である。
【図５】本実施形態の支持体の処理方法による処理パターンの第２態様を示す図である。
【図６】本実施形態の支持体の処理方法による処理パターンの第３態様を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の実施の形態（以下、「本実施形態」という。）について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右などの位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
【００１０】
〔支持体の処理方法〕
本実施形態の支持体の処理方法は、細胞培養の際、細胞の足場となる生体材料を支持体に固定させるための支持体の処理方法であって、支持体にプラズマを照射するプラズマ照射工程を２回以上実施する。
【００１１】
〔プラズマ照射工程〕
プラズマ照射工程を２回以上実施することによって、支持体を洗浄及び滅菌することができ、かつ、支持体表面に特定の官能基を発生させることができる。この官能基によって生体材料と支持体との親和性を向上させ、支持体への生体材料への固定を容易にし、固定の効率も向上させることができる。なお、プラズマは、コロナ放電、グロー放電、及びアーク放電等により発生させることができるものを含む。
【００１２】
プラズマの照射により生じる作用としては、支持体の洗浄殺菌、プラズマが支持体表面へ付加することなどに由来する支持体への官能基の付与、及びプラズマが支持体表面の化学結合を切断することに由来する支持体への官能基の付与が挙げられるが、特に限定されない。
【００１３】
〔支持体〕
支持体は、後述する生体材料固定工程において、細胞培養用の足場となる生体材料を固定させるためのものである。支持体としては、細胞培養物を形成し得るものであれば特に限定されないが、例えば、種々の材質の容器が挙げられる。容器は、培養液などの液体を透過させない構造・材料が好ましい。かかる材料としては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、テフロン（登録商標）、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ナイロン６，６、ポリビニルアルコール、セルロース、シリコン、ポリスチレン、ガラス、ポリアクリルアミド、ポリジメチルアクリルアミド、及び金属（例えば、鉄、ステンレス、アルミニウム、銅、及び真鍮）等が挙げられる。また、容器は、その内部に固形もしくは半固形の表面を有してもよい。
【００１４】
図１に支持体表面の構造例を示す。支持体表面は、格子状（図１（ａ）及び（ｂ））、ハニカム状（ｃ）、剣山状（不図示）であってもよい。
【００１５】
支持体は、細胞培養用の足場となる生体材料が固定される前のものであっても、細胞培養用の足場となる生体材料が固定された後のものであってもよい。また、少なくとも１回のプラズマ照射工程を生体材料が固定される前の支持体に対して行い、少なくとも１回のプラズマ照射工程を生体材料が固定された後の支持体に対して行ってもよい。
【００１６】
生体材料が固定される前の支持体に対して、少なくとも１回のプラズマ照射工程を行うことにより、その後に付与される生体材料に適した官能基を支持体に付与することができる。また、支持体を洗浄及び滅菌することができ、微生物等によって細胞の培養が阻害されることを防ぐことができる。
【００１７】
また、生体材料が固定された後の支持体に対して、少なくとも１回のプラズマ照射工程を行うことにより、細胞培養前に、支持体を洗浄及び殺菌することができ、微生物等によって細胞の培養が阻害されることを防ぐことができる。
【００１８】
〔処理装置〕
次に、プラズマ照射工程を実施するための処理装置について説明する。本実施形態の処理装置は、細胞培養用の足場となる生体材料を固定させるための支持体を処理する処理装置であって、支持体を収容する収容部と、プラズマを発生させるためのガスを貯留するガス貯留部と、該ガス貯留部から供給されたガスをプラズマ化させるプラズマ発生部、及び、プラズマ化したガスを収容部内に収容された支持体に射出する射出口を備えるプラズマ照射機構と、プラズマ照射を２回以上実施するようプラズマ照射機構を制御する制御部と、を有する。
【００１９】
以下、本実施形態の処理装置を模式的に示す図２、本実施形態の処理装置に備えられるプラズマ照射機構の断面を模式的に示す図３を用いて、本実施形態の処理装置をより詳細に説明する。
【００２０】
〔収容部〕
収容部２は、支持体３を収容するチャンバである。収容部２には、プラズマ照射機構４が備えられており、そのほか、キャリアガスライン５、排ガスライン６などが備えられていてもよい。キャリアガスライン５は、プラズマガス以外の不活性ガスを収容部２に供給する配管であり、キャリアガス貯留部７に接続されている。キャリアガスライン５から収容部２へのキャリアガスの供給は制御部８により制御される。また、排ガスライン６は、プラズマガス及びキャリアガスを収容部２より排出するよう設けられている。キャリアガスライン５によりガスを供給したり、排ガスライン６によりガスを排出したりすることにより、収容部２内の内圧を制御することができる。
【００２１】
図２の例では、プラズマ照射機構４は、支持体３から所定の距離離間しているため支持体３に接触せず、照射口２５が支持体３に対向するように備えられている。射出口２５は、支持体３の幅方向の全域にプラズマを照射できるように、支持体３の幅方向に沿って複数配列されていてもよい。また、プラズマ照射量を増加させるという観点から、プラズマ照射機構４を複数設けたり、射出口２５を複数設けたりしてもよい。
【００２２】
〔ガス貯留部〕
ガス貯留部９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄは、プラズマを発生させるためのガスを貯留するタンクである。異なるガスを貯留するために、２以上のガス貯留部を有することが好ましい。具体的な態様としては、支持体３を洗浄及び滅菌するガスＡを貯留する第１のガス貯留部９ａと、ガスＡとは異なり、支持体３に所定の官能基ｂを発生させるガスＢを貯留する第２のガス貯留部９ｂと、を有することが好ましい。また、別の態様としては、支持体３に官能基ｃを発生させるガスＣを貯留する第３のガス貯留部９ｃと、支持体３に官能基ｃとは異なる官能基ｄを発生させるガスＤを貯留する第４のガス貯留部９ｄと、をさらに有することが好ましい。また、第１〜４のガス貯留部９ａ−９ｄをすべて有していてもよい。なお、ガス貯留部の数はこれに限定されない。
【００２３】
ガス貯留部９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄは、制御部８により制御されるバルブを介してプラズマ照射機構４に接続される。
【００２４】
〔プラズマ照射機構〕
図３に示すように、プラズマ照射機構４は、ガス貯留部９ａ−９ｄから供給されたガスをプラズマ化させるプラズマ発生部２１、及び、プラズマ化したガスを収容部内に収容された支持体に射出する射出口２５を備える。
【００２５】
プラズマ発生部２１は、ガス貯留部９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄと接続されたガス供給室２２と、ガス供給室２２の少なくとも一部に対向するように設けられた電極対２３と、電源２４と、射出口２５と、排気管２６と、を備える。
【００２６】
ガス供給室２２は、図示しないガス供給管によってガス貯留部９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄと接続されており、ガス貯留部９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄに貯留されたガスが流入可能な状態になっている。ガス供給室２２の任意の位置には、電極対２３が設けられている。電極対２３は、対向するように設置された電極２３ａ及び電極２３ｂを備える。電極２３ａ及び電極２３ｂには、電圧が印加できるように、電源２４が接続されている。
【００２７】
射出口２５は、ガス供給管（図示せず）とは異なる位置でガス供給室２２に設けられている。射出口２５から、電極２３ａ及び電極２３ｂの間を通過して発生したプラズマが照射される。射出口２５は、支持体と対向する位置に設けられている。
【００２８】
排気管２６は、余剰ガスを吸引、排気しながらプラズマ照射を行うことで、プラズマ照射ノズル２５から放射されるプラズマ照射範囲を適正化し、所望の範囲を局地的に処理するために設置される。排気管２６の設置位置は、特に限定されるものではないが、例えば図３の例では、２つの排気管２６ａ及び排気管２６ｂを備えており、ガス供給室２２に沿って設けられている。
【００２９】
電源２４によって電極２３ａ及び電極２３ｂに電圧が印加されると、電極２３ａと電極２３ｂとの間に放電が生じる。このように放電が生じている状態で、ガス供給室２２にガスを供給して、電極２３ａ及び電極２３ｂとの間にガスを通過させることで、ガスのプラズマが生じる（すなわち、ガスの少なくとも一部がプラズマ化する）。このようにして発生したプラズマは、射出口２５に送られて、射出口２５から支持体１の表面に向かって照射される。すなわち、プラズマ発生部２１で発生させたプラズマは、プラズマ発生部が支持体１に接触しない状態で支持体１の表面に照射される。
【００３０】
プラズマ照射機構４としては、ライン状のプラズマ射出口を備えたライン型と、スポット状のプラズマ照射口を備えたスポット型のいずれをも採用することが可能である。支持体３の上面に平行かつ互いに直交する２つの方向をＸ方向及びＹ方向とした場合、ライン型のプラズマ照射機構は、Ｘ方向またはＹ方向のうち、一方の方向に走査される。スポット型の場合は、Ｘ方向およびＹ方向に走査される。
【００３１】
プラズマ照射機構４は、大気圧下でプラズマを発生させて照射する大気圧プラズマ装置である。処理装置１は、真空などの減圧雰囲気下でプラズマを発生させて照射する減圧プラズマ装置であってもよい。しかし、減圧プラズマ装置は、一般的に、非常に大がかりで汎用性の低い装置である。減圧プラズマ装置に、プラズマ処理以外の工程を実施する他の機構を組み込んだり、減圧プラズマ装置によるプラズマ処理と、プラズマ処理以外の他の処理とをインラインで（連続で）実施したりすることは、非常に困難である。一方、本実施形態のように、大気圧プラズマ装置を採用すれば、装置の小型化が図れる。また、後述するように、処理装置１にインクジェット記録装置１０を組み込んだり、プラズマの照射とインクジェット記録装置１０による処理とをインラインで（連続で）行えたりするといった利点がある。
【００３２】
ガス供給室２２には、１種類のガスが供給されてもよいし、２種以上のガスを混合して得られる混合ガスが供給されてもよい。なお、ガス供給室２２に供給されるガスの流量は、ガス供給室２２の容量、ガスの種類、支持体の種類等に応じて適宜設定することができ、特に制限されるものではない。
【００３３】
〔制御部〕
制御部８は、プラズマ照射を２回以上実施するようプラズマ照射機構４を制御するコンピュータ装置である。制御部８により、ガス貯留部９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄからプラズマ照射機構４にガスを供給するラインの開閉を制御し、かつ、プラズマ照射機構４の電気量などのプラズマ照射工程に関する条件を制御することができる。また、制御部８は、キャリアガスの供給量や、排ガスライン８の開閉なども制御することができる。さらに、制御部８は、収容部２内におけるプラズマ照射機構４の位置を移動させることもでき、これにより、支持体２上の任意の部分のみに任意のプラズマを照射することができる。
【００３４】
また、制御部８は、プラズマ照射を３回以上実施するようプラズマ照射機構４を制御するものであり、かつ、少なくとも２回のプラズマ照射において、異なる２種のガスをプラズマ化させて、プラズマ化したガスを収容部２内に収容された支持体３に照射するようプラズマ照射機構４を制御するものであってもよい。
【００３５】
〔インクジェット記録装置〕
本実施形態の処理装置１は、さらに、インクジェット記録装置１０を備えている。インクジェット記録装置１０は、インクを吐出するためのヘッド１４を備えている。ヘッド１４は、カートリッジ１１ａ，１１ｂ，１１ｃに接続される。カートリッジ１１ａ，１１ｂ，１１ｃは、それぞれ、生体材料を含む溶液（以下、「インク液」ともいう。）を収容する。ヘッド１４は、インクジェット方式により、カートリッジ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，に収容されたインク液を吐出して、支持体３に付着させるインクジェットヘッドである。ヘッド１４は、Ｘ方向またはＹ方向のうち一方の方向に走査されるライン型でも、Ｘ方向およびＹ方向に走査されるシリアル型でも良い。本実施形態において、インクジェット記録装置１０は処理装置１と一体的に設けられており、ヘッド１４は制御部８によって制御される。インクジェット記録装置１０は、処理装置１とは別に設けても良い。その場合、記録装置１０は、記録装置１０独自の制御部１８によって制御される。
【００３６】
〔処理条件〕
次に、プラズマ照射工程の処理条件について説明する。プラズマ照射工程において用いるガスとしては、特に限定されないが、例えば、水素、ヘリウム、希ガス、酸素、窒素、ハロゲン、アンモニア、二酸化炭素、水蒸気、及び亜酸化窒素、並びにこれらの混合ガスが挙げられる。具体的な作用としては、特に限定されないが、例えば、酸素を用いると、支持体の洗浄殺菌、及び支持体へのヒドロキシル基（ＯＨ基）の付与ができる。希ガスを用いると、支持体の洗浄殺菌、及び支持体表面の化学結合の切断による、支持体へのＯＨ基、アミノ基（ＮＨ2）基等の付与ができる。窒素を用いると、支持体の洗浄殺菌、及び支持体へのＮＨ2基の付与ができる。アンモニアを用いると、支持体の洗浄殺菌、及び支持体へのＮＨ2基の付与ができる。二酸化炭素を用いると、支持体の洗浄殺菌、及び支持体へのカルボキシル基（ＣＯＯＨ基）の付与ができる。
【００３７】
本実施形態の処理方法においては、１回のプラズマ照射では不十分であり、プラズマ照射工程を２回以上実施する。１回目のプラズマ照射で発生したプラズマは、大部分が支持体の洗浄や滅菌に費やされる。よって、１回のプラズマ照射では、生体材料の固定に寄与する官能基を十分に発生させることができなかったり、官能基の発生位置に偏りが生じたりする可能性がある。また、１回のプラズマ照射で十分に官能基を発生させようとすると、処理に時間がかかってしまったり、支持体が長時間プラズマに晒されることによって支持体、又は固定された生体材料が損傷してしまったりする可能性がある。
【００３８】
プラズマ照射工程１回当たりにおける照射口から流出するガス流量は、好ましくは２．５〜５０Ｌ／ｍｉｎである。ガス流量が２．５Ｌ／ｍｉｎ以上であることにより、一定量以上のプラズマが安定的に発生し、特定官能基の支持体への付与効率がより向上する傾向にある。また、ガス流量が５０Ｌ／ｍｉｎ以下であることにより、過剰量のプラズマが発生することを抑制し、支持体表面や、支持体表面にあらかじめ修飾されている生体分子等への損傷を抑えることができる。
【００３９】
プラズマ照射工程においては、リモート方式でプラズマを照射しても、ダイレクト方式でプラズマを照射してもよい。このなかでも、リモート方式でプラズマを照射することが好ましい。リモート方式を用いることにより、支持体の損傷をより防止でき、また、支持体に生体材料が固定されている場合には、その生体材料の損傷をより防止できる傾向にある。ここで、「リモート方式」とはプラズマを発生させるためのプラズマ発生部を直接被照射物に接触させない状態で、被照射物の表面にプラズマを照射する方式をいい、「ダイレクト方式」とはプラズマを発生させるためのプラズマ発生部を直接被照射物の表面に接触させた状態で、被照射物の表面にプラズマを照射する方式をいう。
【００４０】
リモート方式において、照射ギャップ（射出口と支持体との距離）は、好ましくは１〜２０ｍｍであり、より好ましくは３〜７ｍｍである。照射ギャップが１ｍｍ以上であることにより、プラズマガスが支持体表面に局所的に照射され、支持体表面が損傷することを抑制できる。また、照射ギャップが２０ｍｍ以下であることにより、発生したプラズマガスの拡散を抑え支持体表面を効率よく処理できる。
【００４１】
プラズマ照射工程１回当たりにおける照射時間は、好ましくは１０〜６００秒である。照射時間が１０秒以上であることにより、特定官能基が支持体表面に安定的に導入される傾向にある。一方、照射時間が６００秒以下であることにより、支持体表面や、あらかじめ支持体に修飾された生体分子等を損傷せずに、特定官能基を付与することができる。また、支持体上に複数の官能基を付与する場合には、プラズマ照射工程の回を追っていく毎に、照射時間は短くすることが好ましい。これにより、プラズマ照射工程により付与される支持体上の官能基の割合を適切に制御することができる。
【００４２】
プラズマ照射工程１回当たりにおける、電極で消費される電力量は、供給したガスからプラズマを発生させることができる量であれば特に限定されるものではないが、例えば、２０Ｗｈ以上２００Ｗｈ以下とすることができる。
【００４３】
プラズマ照射工程１回当たりにおける、電源から供給される電流の周波数は、供給したガスからプラズマを発生させることができる量であれば特に限定されるものではないが、例えば、５０Ｈｚ以上３０ＭＨｚ以下とすることができる。
【００４４】
ガス流量、照射ギャップ、照射時間、電力量、及び周波数は、各プラズマ照射工程ごとに同一であっても異なっていてもよい。プラズマ照射工程は、スループットの観点から同一の処理装置内で行うことが好ましい。
【００４５】
〔処理態様〕
次に、プラズマ照射工程の処理態様について説明する。一態様として、ｎ回目のプラズマ照射工程において、プラズマを発生させるために利用するガスが、ｍ回目のプラズマ照射工程において、プラズマを発生させるために利用するガスと異なることが好ましい。なお、ｎは１以上の自然数であり、ｍはｎよりも大きい自然数である。このように異なるガスを用いることにより、プラズマ照射による処理内容や支持体に付与する官能基を変えることができる。また、同一のプラズマ処理装置で異なるガスを用いることにより、処理内容や必要な官能基ごとに、処理を行う場所や環境を変更するといった作業負担を容易に軽減でき、処理効率を上げることが可能となる。すなわち、用いるガスの種類を切り替えることで、処理内容の変更と、支持体に発生させる官能基の変更とを、一連の処理の流れのなかで達成することができる。「異なるガス」とは、ガスの種類が異なる場合だけでなく、２種以上ガスを混合した混合ガスの混合割合が異なる場合も含むものとする。
【００４６】
上記と同様の理由により、プラズマ照射工程を３回以上実施し、３回以上のプラズマ照射工程のうち、少なくとも２回のプラズマ照射工程において、プラズマを発生させるために利用するガスが互いに異なることが好ましい。例えば、ｓ，ｔ，ｕが、１≦ｓ＜ｔ＜ｕの関係を満たす自然数であるとしたとき、ｓ回目のプラズマ照射工程において、ガスＡを用いて支持体の洗浄及び滅菌を行い、ｔ回目のプラズマ照射工程において、ガスＡを用いて支持体に官能基ａを付与し、ｕ回目のプラズマ照射工程において、ガスＢを用いて支持体に官能基ａとは異なる官能基ｂを発生させる、といった処理が可能である。このとき、すべての工程においてガスを変更する必要はなく、例えば、ｓ回目の工程に利用するガスＡとｔ回目の工程に利用するガスＡは同じであってもよい。
【００４７】
また、ｓ回目のプラズマ照射工程において、ガスＡを用いて支持体に官能基ａを発生させ、ｔ回目の工程においてガスＢを用いて官能基ｂを発生させ、ｕ回目の工程においてガスＣを用いて官能基ｃを発生させる、といった処理も可能である。なお、ｓ回目のプラズマ照射工程と同じプラズマ照射工程を、複数回実施するようにしてもよい。ｔ回目及びｕ回目の工程についても同様である。
【００４８】
別の態様として、ｎ’回目のプラズマ照射工程において、支持体の洗浄及び滅菌を行い、ｍ’回目のプラズマ照射工程において、支持体に所定の官能基を発生させることが好ましい。なお、ｎ’は１以上の自然数であり、ｍ’はｎ’よりも大きい自然数である。このようなプラズマ照射工程ごとの処理内容の変更は、ガスを変更することによって可能である。例えば、１回目のプラズマ照射工程では、ガスＡを用いて支持体の洗浄や滅菌を行い、２回目のプラズマ照射工程では、ガスＢを用いて支持体に官能基ｂを付与させることができる。なお、ガスＡやガスＢによるプラズマ照射工程は、それぞれ複数回ずつ実施してもよい。このように、処理内容に応じてガスを変更すれば、処理内容や必要な官能基ごとに、処理を行う場所や環境を変更するといった作業負担を軽減でき、処理効率を上げることが可能となる。
【００４９】
また別の態様として、ｎ’’回目のプラズマ照射工程において、支持体に官能基ｃを発生させ、ｍ’’回目のプラズマ照射工程において、支持体に官能基ｄとは異なる官能基ｃを発生させることが好ましい。なお、ｎ’’は１以上の自然数であり、ｍ’’はｎ’’よりも大きい自然数である。このようなプラズマ照射工程ごとの処理内容の変更は、ガスを変更することによって可能である。例えば、３回目のプラズマ照射工程では、ガスＣを用いて支持体に官能基ｃを付与し、４回目のプラズマ照射工程では、ガスＤを用いて支持体に官能基ｄを付与させることができる。なお、ガスＣやガスＤによるプラズマ照射工程は、それぞれ複数回ずつ実施してもよい。このように、処理内容に応じてガスを変更することによって、生体材料の種類に応じて、複数の官能基を所定の割合で有する支持体を得ることが可能となる。
【００５０】
本実施形態の処理方法によれば、複数種類の生体材料を固定させる場合に、プラズマ処理工程、及び、支持体上に生体分子を固定させる固定工程を繰り返し行ってもよい。例えば、本実施形態の支持体の処理方法による処理パターンの第１態様を示す図４に表されるように、ガスＡによってプラズマ照射を行い、支持体表面に１種類目の生体材料ｘに適した官能基ａ（例えば、ＮＨ2）を付与する。その後、ＮＨ2基と親和性のある生体材料ｘを支持体表面に付与し、固定する。その次に、ガスＢによってプラズマ照射を行い、支持体表面に２種類目の生体材料ｙに適した官能基ｂ（例えば、ＣＯＯＨ）を付与する。その後、ＣＯＯＨ基と親和性のある生体材料ｙを支持体表面に付与し、固定する。このように、プラズマ処理から生体材料の固定までの単位で工程を繰り返す際に、リモート方式によってプラズマを照射することによって、前の工程で固定された生体材料ｘの破壊や変性を防ぐことが可能である。しかも、プラズマ処理から生体材料の固定までの単位で工程を繰り返すことによって、プラズマ照射によって発生させた官能基ａや官能基ｂが消滅しないうちに、生体材料ｘや生体材料ｙの付与及び固定を実施することができるため、生体材料をより確実に、効率よく固定することが可能となる。
【００５１】
また、プラズマ照射工程では、少なくとも生体分子を固定する領域又は、生体分子が固定された領域に、プラズマ照射を行なえばよく、支持体の表面の全域にプラズマ照射を行うものであってもよい。また、本実施形態の支持体の処理方法による処理パターンの第２態様を示す図５に表されるように支持体上の任意の箇所（例えば、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）に異なるガス種でプラズマを照射することで、支持体上に所定の官能基が密集した領域を分けて形成することもできる。これにより、支持体上に固定される生体材料ｘ，ｙ，ｚの位置を制御することが可能となる。
【００５２】
さらに、本実施形態の支持体の処理方法による処理パターンの第３態様を示す図６に表されるように、支持体上の同一の領域に異なるガスを用いてプラズマ照射をすることで、支持体上の同一の領域に複数の官能基を付与した領域を形成することもできる。これにより、支持体と固定される生体材料との静電相互作用をより高めることができる。
【００５３】
〔生体材料固定工程〕
生体材料固定工程は、支持体に対して生体材料を固定する工程である。「固定」とは、処理された支持体に対し、生体材料が、共有結合、静電相互作用、生物学的親和作用などを介して吸着していることをいう。具体的には、処理された支持体が有するＯＨ、ＮＨ2、ＣＯＯＨなどの官能基と、生体材料が有する官能基がエステル結合やアミド結合を形成する場合や、処理された支持体が有するＯＨ、ＮＨ2、ＣＯＯＨなどの官能基と、生体材料が有する官能基が多点で静電相互作用する場合が挙げられるが、特に限定されない。
【００５４】
〔固定方法〕
官能基が導入された支持体表面への生体材料の固定方法としては、特に限定されないが、例えば、処理後の支持体に対して、インクジェット方式により、生体材料を含む溶液（以下、「インク液」ともいう。）を付着させる方法、処理後の支持体を、生体材料を含む溶液に浸漬する方法が挙げられる。このなかでも、インクジェット方式を用いる方法が好ましい。インクジェット方式を用いることにより、支持体上の任意の箇所に任意の量の生体材料を付与することが可能となる。
【００５５】
〔生体材料〕
細胞培養用の足場となる生体材料としては、特に限定されないが、例えば、タンパク質、ペプチド、糖鎖、リガンド、ＤＮＡ、ＲＮＡ、抗原、抗体、及び脂質が挙げられる。「足場となる」とは、「細胞が生存し増殖・分化といった機能を発現するために適した環境を提供する」ことをいう。
【００５６】
タンパク質としては、特に限定されないが、例えば、コラーゲン、エラスチン、フィブロネクチン、ラミニン、及びサイトカインが挙げられる。サイトカインとしては、特に限定されないが、例えば、神経成長因子（ＮＧＦ）、上皮細胞成長因子（ＥＧＦ）、線維芽細胞成長因子のような細胞成長因子；及びインスリンやアドレナリンのようなホルモンが挙げられる。
【００５７】
生体材料は、全体として正又は負に帯電していたり、局所的には正又は負に帯電しているところが散在していたりする。そのため、プラズマ照射工程において、複数の官能基を所定の割合で支持体に付与することで、より強固に支持体上に生体材料を固定することが可能となる。複数の官能基が支持体上に存在する場合、それらの割合は、プラズマ照射工程毎の条件、例えば処理時間、ガス流量などを調整することにより制御することができる。支持体上の官能基の種類、個数、及び存在割合は、固定する生体材料に応じて適宜設定することが好ましい。
【００５８】
また、例えば、処理した支持体上に、他の生体分子と極めて親和性の高い生体分子、例えば（ストレプト）アビジンなどを固定し、その上にさらに、ビオチン化した生体分子を付与してもよい。アビジンとビオチンのように極めて親和性の高い生体分子の組み合わせを用いることで、支持体上に固定できる生体分子のバリエーションがより広がる。
【００５９】
なお、インク液の水素イオン指数（ｐＨ）が生体材料の等電点以下であると、生体分子は正に帯電し、ｐＨが等電点以上であると、生体分子は負に帯電する。生体分子の帯電を制御することにより支持体上の官能基との静電相互作用の強さなどを制御することができる。すなわち、固定に際し、インク溶液のｐＨを調整することにより固定効率を向上させることが可能である。
【００６０】
〔細胞培養工程〕
細胞培養工程は、生体材料が固定された支持体上に細胞を付与し、細胞を培養する工程である。
【００６１】
支持体上への細胞の付与方法としては、特に限定されないが、例えば、生体分子が固定された支持体に対して、インクジェット方式により、細胞を含む溶液を付着させる方法、生体分子が固定された支持体を、細胞を含む溶液に浸漬する方法が挙げられる。このなかでも、インクジェット方式を用いる方法が好ましい。インクジェット方式を用いることにより、支持体上の任意の箇所に任意の量の細胞を付与することが可能となる。
【００６２】
また、培養方法としては、特に限定されず、細胞の種類により適宜高知の方法を選択することができる。
【００６３】
〔細胞〕
培養される細胞としては、特に限定されないが、例えば、臓器由来の細胞、表皮細胞、膵実質細胞、膵管細胞、腎臓細胞、肝細胞、血液細胞、心筋細胞、骨格筋細胞、骨芽細胞、骨格筋芽細胞、神経細胞、血管内皮細胞、色素細胞、平滑筋細胞、脂肪細胞、骨細胞、軟骨細胞、赤血球、白血球；上皮組織、結合組織、筋肉組織、神経組織、皮膚組織、骨髄組織、角膜組織などの組織に存在する細胞；皮膚、血管、角膜、腎臓、心臓、肝臓、さい帯、腸、神経、肺、胎盤、膵臓、脳、四肢末梢、網膜などの器官に存在する細胞；並びに種々のタイプの細菌及び植物細胞、ｉＰＳ細胞やＥＳ細胞といった多能性幹細胞が挙げられる。
【実施例】
【００６４】
以下、本発明を実施例及び比較例を用いてより具体的に説明する。本発明は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
【００６５】
〔プラズマ照射工程の条件〕
実施例１〜５、及び比較例１におけるプラズマ照射工程の条件を、下記表１に示す。実施例１〜５、及び比較例１におけるプラズマ照射工程は、リモート方式で実施し、ヘッドと支持体（ガラス基板）との距離は５ｍｍ（リモート方式）とした。
【００６６】
【表１】
2015188420.tif 000003
【００６７】
〔実施例１〕
（Ｉ．インク液の調整）
ゼラチン０．５％（等電点５）、グリセリン４％となるようにイオン交換水で希釈し、生体分子を含むインク液を調製した。次に、７０％エタノール水溶液を用いて洗浄した３つのインクカートリッジすべてにこのインク液を充填し、図２で示される処理装置にセットした。
【００６８】
（ＩＩ．支持体の処理方法）
支持体であるガラス基板を図２で示される処理装置にセットした後、アルゴンガスをプラズマ源として発生させたプラズマガスをガラス基板全面に照射し、ガラス基板の滅菌／洗浄を行った。次に、アンモニアガスをプラズマ源として発生させたプラズマガスを、滅菌／洗浄を行ったガラス基板に照射することで、ガラス基板の処理を行った。この処理によりガラス基板上にアミノ基が付与された。
【００６９】
（ＩＩＩ．生体分子の固定方法）
その後、処理したガラス基板上に特定パターンを印刷することで、ガラス基板上にゼラチンの特定パターンを形成した。上記操作により、分子全体として負に帯電しているゼラチンと正に帯電するアミノ基との静電相互作用により、ゼラチンを特定パターンで固定した。
【００７０】
（ＩＶ．細胞培養）
ゼラチンを固定したガラス基板をガラスシャーレに静置し、塩基性線維芽細胞成長因子（ｂ−ＦＧＦ、等電点9）２０μｇ／ｍｌとＦＢＳ（Ｆｅｔａｌ  Ｂｏｖｉｎｅ  Ｓｅｒｕｍ）２％とを含むＤＭＥＭ（Ｄｕｌｂｅｃｃｏ’ｓ  Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  Ｅａｇｌｅ’ｓ  ｍｉｎｉｍｕｍ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌ  ｍｅｄｉｕｍ）培地をガラスシャーレに加え、マウス骨格筋細胞Ｃ２Ｃ１２を、５％ＣＯ2を含む湿潤空気中で３７℃、９６時間培養した。この際、培養液のｐＨを７．０に制御した。
【００７１】
培養後のガラス基板を顕微鏡で観察するとゼラチンをパターン吐出した領域では、パターンに沿って細胞が増殖している様子が観察された。
【００７２】
〔実施例２〕
（Ｉ．インク液の調整）
塩基性線維芽細胞成長因子（ｂ−ＦＧＦ、等電点９）、インスリン様成長因子（ＩＧＦ−Ｉ、等電点８．２）、骨形成タンパク質（ＢＭＰ−２、等電点９）の生体分子を、ｂ−ＦＧＦは生物食塩水、ＩＧＦ−Ｉは１０ｍＭ酢酸、ＢＭＰ−２は４ｍＭ塩酸でそれぞれ希釈し、生体分子２０μｇ／ｍｌとグリセリン４％を含む３種類のインク液を調製した。３つのカートリッジを、７０％エタノール水溶液を用いて洗浄した後、第１のカートリッジに第１のインク液を、第２のカートリッジに第２のインク液を、第３のカートリッジに第３のインク液を充填し、図２で示される処理装置にセットした。
【００７３】
（ＩＩ．支持体の処理方法）
支持体であるガラス基板を図２で示される処理装置にセットした後、二酸化炭素をプラズマ源として発生させたプラズマガスをガラス基板全面に照射し、ガラス基板の滅菌／洗浄を行った。次に、二酸化炭素をプラズマ源として発生させたプラズマガス、酸素ガスをプラズマ源として発生させたプラズマガス、アンモニアガスをプラズマ源として発生させたプラズマガスを順次、滅菌／洗浄を行ったガラス基板全面に照射することで、ガラス基板の処理を行った。この処理により、ガラス基板全面に、カルボキシル基、ヒドロキシル基、アミノ基が付与された。
【００７４】
（ＩＩＩ．生体分子の固定方法）
その後、処理したガラス基板上に特定パターンを印刷することで、ガラス基板上に各生体分子の特定パターンをそれぞれ形成した。３種類の生体分子は、分子全体で正に帯電しており、これをカルボキシル基との静電相互作用により固定した。また、アミノ基とヒドロキシル基を基板上に混在させることで、生体分子中に部分的に存在する負電荷をもつ官能基とアミノ基とヒドロキシル基との静電相互作用を達成した。これにより、カルボキシル基のみが存在する支持体と比較して、より強固に生体分子を固定することができる。
【００７５】
（ＩＶ．細胞培養）
各生体分子をパターン吐出したガラス基板をガラスシャーレに静置し、ＦＢＳ（Ｆｅｔａｌ  Ｂｏｖｉｎｅ  Ｓｅｒｕｍ）を２％含むＤＭＥＭ（Ｄｕｌｂｅｃｃｏ’ｓ  Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  Ｅａｇｌｅ’ｓ  ｍｉｎｉｍｕｍ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌ  ｍｅｄｉｕｍ）培地をガラスシャーレに加え、マウス骨格筋細胞Ｃ２Ｃ１２を、５％ＣＯ2を含む湿潤空気中で３７℃、９６時間培養した。この際、培養液のｐＨを７．０に制御した。
【００７６】
培養後のガラス基板を顕微鏡で観察するとｂ−ＦＧＦをパターン吐出した領域ではパターンに沿って、細胞が増殖し、ＩＧＦ−Ｉをパターン吐出した領域では、パターンに沿って筋分化が促進され、ＢＭＰ−２をパターン吐出した領域ではパターンに沿って骨分化が促進されている様子が観察された。
【００７７】
〔実施例３〕
（Ｉ．インク液の調整）
（１）  塩基性線維芽細胞成長因子ｂ−ＦＧＦ（等電点９：ヒドロキシル基が付与された領域に固定される：水素結合により固定）、骨形成タンパク質ＢＭＰ−２（等電点９：カルボキシル基が付与された領域に固定される：静電相互作用により固定）を含むインク液の調製方法
ｂ−ＦＧＦは生物食塩水、ＢＭＰ−２は４ｍＭ塩酸でそれぞれ希釈し、生体分子２０μｇ／ｍｌとグリセリン４％を含む２種類のインク液を調製した。２つのカートリッジを、７０％エタノール水溶液を用いて洗浄した後、第１のカートリッジに第１のインク液を、第２のカートリッジに第２のインク液を充填し、図２に示す処理装置にセットした。
（２）インスリン（基板上のアミノ基と共有結合で反応し固定される）を含むインク液の調製方法
脱イオン水中に溶解した６０ｍｍｏｌのＮ−ヒドロキシスクシンイミド基中に、脱イオン水中に溶解した１−エチル−３−（３−（ジメチルアミノ）プロピル）カルボジイミド（ＷＳＣ）を滴下し、４℃で２４時間撹拌した。続いて、リン酸等張緩衝液中に溶解した６０ｍｍｏｌのインスリン中に反応液を滴下し、４℃で２４時間撹拌し、反応生成物をリン酸等張緩衝液により透析して未反応物を除去し、Ｎ−ヒドロキシスクシンイミド基を導入したインスリン溶液を得た。
【００７８】
次に、上記で調製した透析後のインスリン溶液を５０％エタノール水溶液で希釈し５０μｇ／ｍｌとし、グリセリン４％を含む第３のインク液を調製した。第３のインクカートリッジをリン酸等張緩衝液で十分洗浄した後、第３のインク液を充填し、処理装置にセットした。
【００７９】
（ＩＩ．支持体の処理方法）
支持体であるガラス基板を図２で示される処理装置にセットした後、二酸化炭素をプラズマ源として発生させたプラズマガスをガラス基板全面に照射し、ガラス基板の滅菌／洗浄を行った。次に、二酸化炭素をプラズマ源として発生させたプラズマガス、酸素ガスをプラズマ源として発生させたプラズマガス、アンモニアガスをプラズマ源として発生させたプラズマガスを、滅菌／洗浄を行ったガラス基板上の特定領域Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３に、順次、照射することで、ガラス基板の処理を行った。この処理により、ガラス基板のＳ１領域にはカルボキシル基、Ｓ２領域にはヒドロキシル基、Ｓ３領域にはアミノ基が付与された（図５参照）。
【００８０】
（ＩＩＩ．生体分子の固定方法）
その後、Ｓ１領域にＢＭＰ−２を含むインクを、Ｓ２領域にｂ−ＦＧＦを含むインクを、Ｓ３領域にインスリンを含むインクを特定パターンでそれぞれ吐出し、Ｓ１領域にＢＭＰ−２のパターン、Ｓ２領域にｂ−ＦＧＦのパターン、Ｓ３領域にインスリンのパターンをそれぞれ形成した。
【００８１】
（ＩＩＩ．細胞培養）
各生体分子をパターン吐出したガラス基板をガラスシャーレに静置し、ＦＢＳ（Ｆｅｔａｌ  Ｂｏｖｉｎｅ  Ｓｅｒｕｍ）を２％含むＤＭＥＭ（Ｄｕｌｂｅｃｃｏ’ｓ  Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  Ｅａｇｌｅ’ｓ  ｍｉｎｉｍｕｍ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌ  ｍｅｄｉｕｍ）培地をガラスシャーレに加え、マウス骨格筋細胞Ｃ２Ｃ１２を、５％ＣＯ2を含む湿潤空気中で３７℃、９６時間培養した。この際、培養液のｐＨを７．０に制御した。
【００８２】
培養後のガラス基板を顕微鏡で観察すると、ＢＭＰ−２をパターン吐出した領域ではパターンに沿って骨分化が促進され、ｂ−ＦＧＦをパターン吐出した領域ではパターンに沿って細胞が増殖し、インスリンをパターン吐出した領域ではパターンに沿って筋分化が促進されている様子が観察された。
【００８３】
〔実施例４〕
（Ｉ．インク液の調整）
インスリンを含むインク液、及び、塩基性線維芽細胞成長因子ｂ−ＦＧＦ、骨形成タンパク質ＢＭＰ−２を含む３種類のインク液を実施例３と同様に調製した。実施例３と同様の手順で、調製した各インク液を、洗浄した３つのカートリッジにそれぞれ充填し、図２で示される処理装置にセットした。
【００８４】
（ＩＩ．支持体の処理方法、及び、生体分子の固定方法）
支持体であるポリオレフィンシート（ＮＯＶＩＸ−ＩＩ（Ｒ）ＡＳＡＨＩ  ＴＥＣＨＮＯ  ＧＬＡＳＳ製）を図２で示される処理装置にセットした後、二酸化炭素をプラズマ源として発生させたプラズマガスをポリオレフィンシート全面に照射し、ポリオレフィンシートの滅菌／洗浄を行った。次に、二酸化炭素をプラズマ源として発生させたプラズマガスを、ポリオレフィンシートの特定領域Ｓ１に照射した。この操作により特定領域Ｓ１上にはカルボキシル基が付与された。次に、Ｓ１領域にＢＭＰ−２を含むインクを特定パターンで吐出し、ＢＭＰ−２をＳ１領域に固定しＢＭＰ−２のパターンを形成した。これにより、ＢＭＰ−２の官能基とカルボキシル基間の静電相互作用により、ＢＭＰ−２を固定した。
【００８５】
次に、ポリオレフィンシートの特定領域Ｓ２に、酸素ガスをプラズマ源として発生させたプラズマガスを照射した。この操作により特定領域Ｓ２上にはヒドロキシル基が付与された。その後、Ｓ２領域にｂ−ＦＧＦを含むインクを特定パターンで吐出し、ｂ−ＦＧＦをＳ２領域に固定しｂ−ＦＧＦのパターンを形成した。これにより、ｂ−ＦＧＦの官能基とヒドロキシル基間の水素結合により、ｂ−ＦＧＦを固定した。
【００８６】
上記操作の後、ポリオレフィンシートの特定領域Ｓ３に、アンモニアガスをプラズマ源として発生させたプラズマガスを照射した。この操作により特定領域Ｓ３上にはアミノ基が付与された。その後、Ｓ３領域にインスリンを含むインクを特定パターンで吐出し、インスリンをＳ３領域に固定しインスリンのパターンを形成した。これにより、インスリンの官能基とアミノ基が共有結合で結合させ、インスリンを固定した。
【００８７】
（ＩＩＩ．細胞培養）
各生体分子をパターン吐出したポリオレフィンシートをガラスシャーレに静置し、ＦＢＳ（Ｆｅｔａｌ  Ｂｏｖｉｎｅ  Ｓｅｒｕｍ）を２％含むＤＭＥＭ（Ｄｕｌｂｅｃｃｏ’ｓ  Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  Ｅａｇｌｅ’ｓ  ｍｉｎｉｍｕｍ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌ  ｍｅｄｉｕｍ）培地をガラスシャーレに加え、マウス骨格筋細胞Ｃ２Ｃ１２を、５％ＣＯ2を含む湿潤空気中で３７℃、９６時間培養した。この際、培養液のｐＨを７．０に制御した。
【００８８】
培養後のポリオレフィンシートを顕微鏡で観察するとＢＭＰ−２をパターン吐出した領域ではパターンに沿って骨分化が促進され、ｂ−ＦＧＦをパターン吐出した領域ではパターンに沿って細胞が増殖し、インスリンをパターン吐出した領域では、パターンに沿って筋分化が促進されている様子が観察された。
【００８９】
〔実施例５〕
（Ｉ．インク液の調整）
塩基性線維芽細胞成長因子（ｂ−ＦＧＦ、等電点９）、インスリン様成長因子（ＩＧＦ−Ｉ、等電点８．２）、骨形成タンパク質（ＢＭＰ−２、等電点９）の３種類の生体分子を含む３種類のインク液を実施例２と同様に調製した。実施例３と同様の手順で、調整した各インク液を、洗浄した３つのカートリッジにそれぞれ充填し、図２で示される処理装置にセットした。
【００９０】
（ＩＩ．支持体の処理方法、及び、生体分子の固定方法）
ポリオレフィンシート（ＮＯＶＩＸ−ＩＩ（Ｒ）ＡＳＡＨＩ  ＴＥＣＨＮＯ  ＧＬＡＳＳ製）を処理装置にセットした後、二酸化炭素をプラズマ源として発生させたプラズマガスをポリオレフィンシート全面に照射し、ポリオレフィンシートの滅菌／洗浄を行った。次に、二酸化炭素をプラズマ源として発生させたプラズマガスを、ポリオレフィンシート全面に照射した。この操作によりポリオレフィンシート上にはカルボキシル基が付与された。次に、ＩＧＦ−Ｉを含むインクを特定パターンで吐出し、ＩＧＦ−Ｉを固定しＩＧＦ−Ｉのパターンを形成した。
【００９１】
次に、ＩＧＦ−Ｉを固定したポリオレフィンシート全面に、酸素ガスをプラズマ源として発生させたプラズマガスを照射した。この操作によりポリオレフィンシート上にはヒドロキシル基が付与された。その後ｂ−ＦＧＦを含むインクを特定パターンで吐出し、ｂ−ＦＧＦを固定しｂ−ＦＧＦのパターンを形成した。
【００９２】
上記操作の後、ＩＧＦ−Ｉ、ｂ−ＦＧＦを固定したポリオレフィンシート全面に、アンモニアガスをプラズマ源として発生させたプラズマガスを照射した。この操作によりポリオレフィンシート上にはアミノ基が付与された。その後、ＢＭＰ−２を含むインクを特定パターンで吐出し、ＢＭＰ−２を固定しＢＭＰ−２のパターンを形成した。
【００９３】
（ＩＩＩ．細胞培養）
各生体分子をパターン吐出したポリオレフィンシートをガラスシャーレに静置し、ＦＢＳ（Ｆｅｔａｌ  Ｂｏｖｉｎｅ  Ｓｅｒｕｍ）を２％含むＤＭＥＭ（Ｄｕｌｂｅｃｃｏ’ｓ  Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  Ｅａｇｌｅ’ｓ  ｍｉｎｉｍｕｍ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌ  ｍｅｄｉｕｍ）培地をガラスシャーレに加え、マウス骨格筋細胞Ｃ２Ｃ１２を、５％ＣＯ2を含む湿潤空気中で３７℃、９６時間培養した。この際、培養液のｐＨを７．０に制御した。
【００９４】
培養後のポリオレフィンシートを顕微鏡で観察するとｂ−ＦＧＦをパターン吐出した領域ではパターンに沿って、細胞が増殖し、ＩＧＦ−Ｉをパターン吐出した領域では、パターンに沿って筋分化が促進され、ＢＭＰ−２をパターン吐出した領域ではパターンに沿って骨分化が促進されている様子が観察された。
【００９５】
〔比較例１〕
（Ｉ．インク液の調整）
ゼラチンを含むインク液を、実施例１と同様に調整した。実施例１と同様の手順で、調整したインク液を、洗浄した３つのカートリッジに充填し、図２で示される処理装置にセットした。
【００９６】
（ＩＩ．支持体の処理方法）
支持体であるガラス基板を図２で示される処理装置にセットした後、アルゴンガスをプラズマ源として発生させたプラズマガスをガラス基板全面に照射し、ガラス基板の滅菌／洗浄を行った。
【００９７】
（ＩＩＩ．生体分子の固定方法）
その後、処理したガラス基板上に特定パターンを印刷することで、ガラス基板上にゼラチンの特定パターンを形成した。
【００９８】
（ＩＶ．細胞培養）
ゼラチンを固定したガラス基板をガラスシャーレに静置し、塩基性線維芽細胞成長因子（ｂ−ＦＧＦ）２０μｇ／ｍｌとＦＢＳ（Ｆｅｔａｌ  Ｂｏｖｉｎｅ  Ｓｅｒｕｍ）２％とを含むＤＭＥＭ（Ｄｕｌｂｅｃｃｏ’ｓ  Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  Ｅａｇｌｅ’ｓ  ｍｉｎｉｍｕｍ  ｅｓｓｅｎｔｉａｌ  ｍｅｄｉｕｍ）培地をガラスシャーレに加え、マウス骨格筋細胞Ｃ２Ｃ１２を、５％ＣＯ2を含む湿潤空気中で３７℃、９６時間培養した。この際、培養液のｐＨを７．０に制御した。
【００９９】
培養後のガラス基板を顕微鏡で観察すると、パターンに沿って細胞が増殖している様子は観察されなかった。
【０１００】
以上のように、細胞の分化、増殖が確認されたことから、本発明の処理方法によれば、支持体の滅菌と細胞培養に必要な生体材料固定効率の向上が図れることが分かった。
【符号の説明】
【０１０１】
１…処理装置、２…収容部、３…支持体、４…プラズマ照射機構、５…キャリアガスライン、６…排ガスライン、７…キャリアガス貯留部、８…制御部、９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ…ガス貯留部、１０…インクジェット記録装置、１１ａ,１１ｂ，１１ｃ…カートリッジ、１４…ヘッド、１８…制御部、２０…プラズマ照射手段、２１…プラズマ発生部、２２…ガス供給室、２３…電極対、２３ａ，２３ｂ…電極、２４…電源、２５…プラズマ照射ノズル、２６（２６ａ，２６ｂ）…排気管、２９…ガス貯留部
【図１】
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【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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