(57)【要約】【課題】簡単な手段によって細胞をマイクロチップ中で特定の場所にトラップできるようにする。【解決手段】ガラス基板１の片面には、数１００μｍ以下の幅、深さを持つ液体試料用流路として用いる微小な流路溝６と試料導入及び排出のための穴３，４が形成されている。ガラス基板２には流路と同程度の深さで直径が１ｍｍ程度の円形凹部からなる細胞培養室５が形成されている。基板１の流路溝６が形成された面と基板２の細胞培養室５が形成された面を向かい合わせて密着させ、液密に接合する。導入穴３から細胞を含んだ溶液を流し込むと、溶液は流路溝６に沿って流れ、細胞は排出穴４の方向に流され、細胞培養室５でトラップされる。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体内部に形成され液体を流すことのできる流路と、
前記流路の両端部につながる液出入口と、
前記基体内部で前記流路の途中に設けられ、前記流路に対し段差をもち、液体の流通方向に直交する断面積が前記流路の断面積よりも大きくなった細胞培養室とを前記基体に一体的に備えていることを特徴とするセル。
【請求項２】
前記細胞培養室の段差の深さが前記流路の深さより大きい請求項１に記載のセル。
【請求項３】
前記基体は２枚の基板からなり、上側基板にはその表面に前記流路が底をもつ溝として形成され、下側基板にはその表面に前記細胞培養室が凹部として形成され、両基板が前記流路と前記細胞培養室が内側となるように接合されており、前記上側の基板に前記液出入口が設けられている請求項１又は２に記載のセル。
【請求項４】
前記基体は２枚の基板からなり、上側基板には前記液出入口が設けられ、下側基板には同一表面に、前記流路が底をもつ溝として形成され、かつ前記細胞培養室が前記流路よりも深い底をもつ凹部として形成され、両基板が前記流路と前記細胞培養室が内側となるように接合されている請求項１又は２に記載のセル。
【請求項５】
前記基体は２枚の基板からなり、上側基板には同一表面に、前記流路が底をもつ溝として形成され、かつ前記細胞培養室が前記流路よりも深い底をもつ凹部として形成され、下側基板は平坦な表面をもつ基板であり、前記流路、細胞培養室、及び前記下側基板の平坦面が内側となるように両基板が接合されおり、前記上側の基板に前記液出入口が設けられている請求項１又は２に記載のセル。
【請求項６】
前記細胞培養室の内面には細胞の付着力を高める化学修飾が施されている請求項３，４又は５に記載のセル。
【請求項７】
前記基体は３枚の基板からなり、最上層基板にはその表面に前記流路が底をもつ溝として形成され、中間基板には細胞培養室が貫通穴として形成され、最下層基板は平坦な表面をもつ基板であり、これらの３枚の基板が前記中間基板を間に挟み、前記最上層基板の流路形成面と前記最下層基板の平坦面が内側となるように接合されており、前記最上層基板に前記液出入口が設けられている請求項１又は２に記載のセル。
【請求項８】
前記基体は３枚の基板からなり、最上層基板には前記液出入口が設けられ、中間基板にはその表面に前記流路が底をもつ溝として形成され、細胞培養室が貫通穴として形成され、最下層基板は平坦な表面をもつ基板であり、これらの３枚の基板が前記中間基板を間に挟み、前記中間基板の流路形成面が最上層基板に対向し、前記最下層基板の平坦面が内側となるように接合されている請求項１又は２に記載のセル。
【請求項９】
前記基体は３枚の基板からなり、最上層基板は平坦な表面をもつ基板であり、中間基板にはその表面に前記流路が底をもつ溝として形成され、細胞培養室が貫通穴として形成され、最下層基板も平坦な表面をもつ基板であり、これらの３枚の基板が前記中間基板を間に挟み、前記中間基板の流路形成面が前記最下層基板の平坦面に対向し、前記最上層基板の平坦面が内側となって細胞培養室の貫通穴を塞ぐように接合されており、前記中間基板に前記液出入口が設けられている請求項１又は２に記載のセル。
【請求項１０】
前記基体は３枚の基板からなり、最上層基板は平坦な表面をもつ基板であり、中間基板には前記細胞培養室が貫通穴として形成され、最下層基板の表面には前記流路が底をもつ溝として形成され、これらの３枚の基板が前記中間基板を間に挟み、前記最下層基板の流路形成面が内側となり、前記最上層基板の平坦面が内側となって細胞培養室の貫通穴を塞ぐように接合されており、前記中間基板に前記液出入口が設けられている請求項１又は２に記載のセル。
【請求項１１】
前記流路が存在する面とは反対側の面において前記中間基板に接合される基板の面のうち前記細胞培養室の内面となる面に細胞付着力を高める化学修飾が施されている請求項７から１０のいずれかに記載のセル。
【請求項１２】
前記流路が存在する面とは反対側の面において前記中間基板に接合されて前記細胞培養室を構成する基板が前記中間基板よりも細胞付着力の高い材質からなる請求項７から１０のいずれかに記載のセル。
【請求項１３】
前記流路が存在する面とは反対側の面において前記中間基板に接合されて前記細胞培養室を構成する基板の厚さは、光学顕微鏡観察に適した厚さに設定されている請求項７から１２のいずれかに記載のセル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、細胞を取り扱う際に有効な手段であり、特にマイクロチップを用いたバイオテクノロジーの研究に関わる発明である。
【０００２】
【従来の技術】
創薬や食品、作物開発や遺伝子工学等の分野においては、幅広く、細胞を扱う研究が行われている。従来、細胞はシャーレなどに入れられた培養地等により培養され、様々な実験に用いられている。細胞の機能解明を行う場合には、多くの薬品や導入物質による反応を調べる必要がある。したがって、特定の反応を効率よく、一度に多種類、しかも少量の試料で結果が得られる方法が望まれている。
【０００３】
近年、分析化学の分野ではμＴＡＳ（Ｍｉｃｒｏ　Ｔｏｔａｌ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　Ｓｙｓｔｅｍｓ）の研究が盛んになりつつあり、マイクロチップを用いて分析の高速化、省サンプル化、省溶媒化を図ることが期待されている。マイクロチップ上の微小空間中の反応では、従来の化学操作を用いた反応よりも反応効率を向上できる可能性も示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、通常のマイクロ流路中では、溶液の流れがあるために細胞は流路壁面に接着せず、培養することが困難であるという問題があった。流路内面の化学的性質を改質する手法によって細胞の接着を促進する方法もあるが、この場合には流路内壁がすべて改質されるため、目的とする場所のみで細胞を培養することは困難であったり、あるいは複雑な機能を持たせたマイクロチップを製作する場合に適用するのが困難であったりするといった問題がある。
本発明は、簡単な手段によって細胞をマイクロチップ中で特定の場所にトラップし、この場所で細胞培養などを行うことができるようにしたセルを提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
マイクロチップ中の流路では、わずかな液面の差などによって常に溶液が流れている状態である。このため、流路中に導入された細胞は、流路内の様々な位置に分布し、また、うまく壁面に接着できないために細胞が活動しない。
本発明が対象にしているマイクロチップは、基体に流路その他の溶液の反応や処理に必要な部分が形成されているものを指しており、大きさに関しては特に制約はない。
【０００６】
本発明は、流路中に段差を設けた細胞培養室を設け、その断面積を流路断面積に対して十分大きくする構造のセルとすることにより、細胞付近の実質的な溶液の流れを抑制して細胞培養室に細胞を捕捉しやすくして、マイクロチップ中で細胞培養などの処理をできるようにしたものである。
【０００７】
すなわち、本発明のセルは、基体内部に形成され液体を流すことのできる流路と、その流路の両端部につながる液出入口と、基体内部で前記流路の途中に設けられ、流路に対し段差をもち、液体の流通方向に直交する断面積が流路の断面積よりも大きくなった細胞培養室とを基体に一体的に備えたものである。
【０００８】
【作用】
細胞培養室は流路に対して大きな容量となるため、細胞培養室では溶液の流れが遅くなる。このため、細胞培養室に細胞をトラップすることが可能となる。
また、細胞培養室は流路に対し下方向又は上方向に窪んだ段差をもっているため、細胞培養室の底に沈んだ細胞や浮かんだ細胞の付近は静かな環境となり細胞が壁面に接着しやすい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
細胞培養室の容量を流路に対して大きくするためには、細胞培養室の段差の深さと下面又は上面の底面積を大きくすればよい。例えば、細胞培養室の段差の深さは流路の深さより大きくすることが好ましい。
【００１０】
基体の材質としては、合成石英基板やパイレックス（Ｃｏｒｎｉｎｇ　Ｇｌａｓｓ　Ｗｏｒｋｓ社（米国）の登録商標）ガラス基板などのガラス基板を初め、シリコン基板、耐対薬品性のあるプラスチックなどを用いることができる。
そのような基板に流路、細胞培養室及び貫通穴を形成するには、半導体製造技術を基盤とするマイクロマシニング技術を用いることができる。
【００１１】
細胞培養室に細胞を捕捉しやするするために、細胞培養室の内面には細胞の付着力を高める化学修飾が施されていることが好ましい。そのような化学修飾としては、従来から培養容器に施されていた方法を利用することができ、例えば、コラーゲンコート、ポリ−Ｌ−リジンコート、ゼラチンコートなどがある。
【００１２】
本発明のセルを製造する方法の一例は、接合面に流路等を形成した基板を張り合わせることである。
接合する２枚の基板の両方に加工をすることは可能であるので、例えばカバーとなる基板に流路を形成し、ベースとなる基板に細胞培養室を形成した上でこれらの基板を接合することによって本発明のセルを作製することができる。そのようにして作製したセルは、基体が２枚の基板からなり、上側の基板にはその表面に流路が底をもつ溝として形成され、下側の基板にはその表面に細胞培養室が凹部として形成され、両基板が流路と細胞培養室が内側となるように接合されており、上側の基板に液出入口が設けられているものである。この形態では細胞培養室の底面は流路よりも低い位置にくる。
【００１３】
この形態のセルでは、基板に流路溝と細胞培養室のための凹部を形成する加工工程において、一方の基板に流路溝、他方の基板に細胞培養室のための凹部を形成することになるので、それぞれの基板に深さの一定な溝や凹部を形成するだけですみ、加工が容易である。
【００１４】
また、接合する２枚の基板の一方に流路と細胞培養室をともに形成することもできる。流路と細胞培養室をともに下側の基板に形成して作製したセルは、上側の基板には前記液出入口が設けられ、下側の基板には同一表面に、流路が底をもつ溝として形成され、かつ細胞培養室が流路よりも深い底をもつ凹部として形成され、両基板が流路と細胞培養室が内側となるように接合されているものである。この形態でも細胞培養室の底面は流路よりも低い位置にくる。
【００１５】
流路と細胞培養室をともに上側の基板に形成して作製したセルは、上側基板には同一表面に、流路が底をもつ溝として形成され、かつ細胞培養室が流路よりも深い底をもつ凹部として形成され、下側基板は平坦な表面をもつ基板であり、流路、細胞培養室、及び下側基板の平坦面が内側となるように両基板が接合されおり、上側の基板に液出入口が設けられているものである。この形態では細胞培養室の底面は流路よりも高い位置にくる。
【００１６】
これらの形態において、細胞培養室の底面又は上面は流路とは異なる高さに形成されるので、細胞培養室の底面又は上面にのみ細胞を捕捉しやするするためにの化学修飾を施こし、流路にはその化学修飾を施さないようにすることが好ましい。
【００１７】
本発明のセルは３枚の基板を張り合わせて作製することもできる。そのような本発明のセルの一形態は、最上層基板にはその表面に流路が底をもつ溝として形成され、中間基板には細胞培養室が貫通穴として形成され、最下層基板が平坦な表面をもつ基板であり、これらの３枚の基板が中間基板を間に挟み、最上層基板の流路形成面と最下層基板の平坦面が内側となるように接合されており、最上層基板に液出入口が設けられているものである。この形態では細胞培養室は流路よりも低い位置にくる。
【００１８】
３枚の基板を張り合わせて作製した他の形態のセルは、最上層基板には液出入口が設けられ、中間基板にはその表面に流路が底をもつ溝として形成され、細胞培養室が貫通穴として形成され、最下層基板が平坦な表面をもつ基板であり、これらの３枚の基板が中間基板を間に挟み、中間基板の流路形成面が最上層基板に対向し、最下層基板の平坦面が内側となるように接合されているものである。この形態でも細胞培養室は流路よりも低い位置にくる。
【００１９】
３枚の基板を張り合わせて作製したさらに他の形態のセルは、最上層基板が平坦な表面をもつ基板であり、中間基板にはその表面に流路が底をもつ溝として形成され、細胞培養室が貫通穴として形成され、最下層基板も平坦な表面をもつ基板であり、これらの３枚の基板が中間基板を間に挟み、中間基板の流路形成面が最下層基板の平坦面に対向し、最上層基板の平坦面が内側となって細胞培養室の貫通穴を塞ぐように接合されており、中間基板に前記液出入口が設けられているものである。この形態では細胞培養室は流路よりも高い位置にくる。
【００２０】
３枚の基板を張り合わせて作製したさらに他の形態のセルは、最上層基板が平坦な表面をもつ基板であり、中間基板には細胞培養室が貫通穴として形成され、最下層基板の表面には流路が底をもつ溝として形成され、これらの３枚の基板が中間基板を間に挟み、最下層基板の流路形成面が内側となり、最上層基板の平坦面が内側となって細胞培養室の貫通穴を塞ぐように接合されており、中間基板に液出入口が設けられているものである。この形態でも細胞培養室は流路よりも高い位置にくる。
【００２１】
３枚の基板を張り合わせて作製したこれらのセルにおいては、流路が存在する面とは反対側の面において中間基板に接合される基板の面のうち細胞培養室の内面となる面には上記に例示したような細胞付着力を高める化学修飾が施されているか、又は流路が存在する面とは反対側の面において中間基板に接合されて細胞培養室を構成する基板として中間基板よりも細胞付着力の高い材質からなるものを使用するのが好ましい。細胞付着力の高い材質からなる基板としては、例えばポリスチレンのようなプラスチック材料、表面状態を制御したガラス板などを用いることもできる。
【００２２】
また、３枚の基板を張り合わせて作製したこれらのセルにおいては、流路が存在する面とは反対側の面において前記中間基板に接合されて細胞培養室を構成する基板の厚さは、光学顕微鏡観察に適した厚さ、例えば、０．１５ｍｍ程度に設定されているのが好ましい。
【００２３】
基体が３枚の基板からなるこれらの形態のセルの場合には、細胞培養室の段差の深さは中間の基板の厚さにより規定されるため、その中間の基板の厚さを選択したり、細胞培養室部分の厚さを調整することにより細胞培養室の段差の深さを任意に設定することができる。
【００２４】
以下に図面を参照して本発明をより具体的に説明する。
図１は本発明で実現するセルの第１の実施例であり、２枚の基板を接合したものである。（Ａ１）は上側基板１の外側となる面の平面図、（Ａ２）は同基板１の内側となる面の平面図、（Ｂ１）は下側基板２の内側となる面の平面図、（Ｂ２）は同基板２の外側となる面の平面図、（Ｃ１）は完成したセルの平面図、（Ｃ２）は同セルのＸ−Ｘ線位置での断面図、（Ｃ３）は同セルのＹ−Ｙ線位置での断面図である。
【００２５】
本図において１，２はガラス基板、例えば合成石英基板である。ガラス基板１の片面には、数１００μｍ以下の幅、深さを持つ液体試料用流路として用いる微小な流路溝６と試料導入及び排出のための液出入口の穴３，４が形成されている。
【００２６】
一方、ガラス基板２には流路と同程度の深さで直径が１ｍｍ程度の円形凹部からなる細胞培養室５が形成されている。
基板１の流路溝６が形成された面と基板２の細胞培養室５が形成された面が向かい合わせて密着させられ液密に接合されて、内部に液体試料用の流路溝６及び細胞培養室５をもつチップ型セルが形成されている。
ガラス基板の接合は、後の製造方法で説明するように、例えばフッ酸溶液による接合などの手段を用いることができる。
【００２７】
貫通穴３，４の形状は実施例では上方になるほど広くなるようなテーパー形状に形成されているので、試料溶液の注入や排出の処理が容易になる。しかし、貫通穴３，４の形状はこのようなテーパー形状に限らず、垂直な壁面をもつ穴であってもよい。以下の実施例においても同様である。
【００２８】
このような構成のセルにおいて、基板１が上側、基板２が下側になるように配置し、導入穴３から細胞を含んだ溶液を流し込むと、溶液は流路溝６に沿って流れ、細胞は排出穴４の方向に流される。この際、細胞培養室５で著しく流速が減少し、かつ細胞培養室５は流路溝６より下方に配置されているために、細胞は細胞培養室５にトラップされる。細胞培養室５は、流路溝６の底面より下方に存在し、また、細胞培養室５では液体の流速が減少しているために、細胞培養室５の底に沈んだ細胞には液体の流れる力が加わりにくく、底面への接着が促進される。
【００２９】
この実施例のセルで、例えば流路６は幅が０．１ｍｍ、深さが０．０５ｍｍ、細胞培養室５は直径１ｍｍの円形、深さが０．０５ｍｍであったとすると、細胞培養室５は流路６に対してかなり大きな容量となるため、この部分では溶液の流れが非常に遅くなる。このため、この場所に細胞をトラップすることが可能となる。また、細胞培養室５の底に沈んだ細胞の付近は非常に静かな環境となり細胞が壁面に接着しやすい。この程度のサイズの細胞培養室５であれば、従来の系に比べて十分小さく、マイクロチップの特徴である微小空間を保つことができる。この実施例のように、流路６に対しては十分大きな容量であり、かつ微小空間の特徴を崩さない程度の細胞培養室５を形成することによって、微小空間に細胞をトラップし、かつ増殖させることが可能なマイクロチップを実現できる。
【００３０】
この条件でも細胞培養室５における細胞の接着が不十分な場合には、化学薬品を用いて流路６内面及び細胞培養室５内面の改質を行なうことにより、接着を促進することが可能である。
【００３１】
さらに、両基板１，２の接合前にこの細胞培養室５のみ内面の化学修飾を行い、細胞が接着しやすい条件を整えることも可能である。そのような化学修飾の例は、コラーゲンコート、ポリ−Ｌ−リジンコート、ゼラチンコートなどである。細胞培養室５の底面にそのような化学修飾を施せば、細胞培養室５に細胞が接着しやすくなって培養に好都合になる。
【００３２】
この実施例の製造方法を以下に簡単に説明する。他の実施例のセルも同様の方法により製造することができる。
ガラス基板を用いる場合を例にして、本発明セルの製造方法の一例を簡単に説明する。
【００３３】
ガラス基板１，２に流路６や細胞培養室５のための溝又は凹部を形成するには、洗浄したガラス基板１，２に薄膜形成装置（例えばスパッタ成膜装置）にてエッチング保護膜、例えばシリコン（Ｓｉ）薄膜を形成し、その上にそのエッチング保護膜をパターニングするためのフォトレジスト層を形成する。
【００３４】
次に、フォトマスクを用いてフォトレジストを露光し、続いて現像してフォトレジストをパターニングする。フォトレジストの露光は、一般に半導体装置の製造に用いられているアライナを用いて行なうことができる。
【００３５】
次に、フォトレジストのパターンをマスクとしてエッチング保護膜をパターニングする。エッチング保護膜がシリコンであれば、ＳＦ６ガス中での高周波プラズマを用いたドライエッチングなどを用いることができる。
【００３６】
次に、バターニングされたエッチング保護膜及びフォトレジストをマスクとして、ガラス基板１，２をエッチングして溝や凹部を形成する。ガラス基板１，２のエッチングには、例えば４６％フッ酸水溶液をエッチング液として使用することができる。
その後、フォトレジストを除去し、エッチング保護膜をエッチング除去する。
【００３７】
ガラス基板１に貫通穴３，４を開けるための加工は、例えばサンドブラスト等により行うことができる。
このようにして所定の加工が施されて準備されたガラス基板１，２を重ね合わせて接合する。接合方法の一例として、例えば１％のフッ酸水溶液をガラス基板の界面に介在させ、必要に応じて１ＭＰａ程度の荷重を印加しつつ、室温で２４時間程度放置する方法を挙げることができる。
【００３８】
図２は２枚の基板からなる第２の実施例を示す。（Ａ１）は上側基板１ａの外側となる面の平面図、（Ａ２）は同基板１ａの内側となる面の平面図、（Ｂ１）は下側基板２ａの内側となる面の平面図、（Ｂ２）は同基板２ａの外側となる面の平面図、（Ｃ１）は完成したセルの平面図、（Ｃ２）は同セルのＸ−Ｘ線位置での断面図、（Ｃ３）は同セルのＹ−Ｙ線位置での断面図である。
【００３９】
この実施例も図１の実施例と同様に２枚の基板１ａ，２ａを接合したものである。この実施例では、ガラス基板１ａには試料導入及び排出のための穴３，４のみが形成されている。一方、ガラス基板２ａには数１００μｍ以下の幅、深さを持つ流路溝６と、流路溝６と同程度又はそれよりもさらに深く、直径が１ｍｍ程度の円形凹部からなる細胞培養室５ａが同一面に形成されている。
【００４０】
そして、基板１ａの内側となる面と基板２ａの流路溝６及び細胞培養室５ａが形成された面を向かい合わせて密着させ、第１の実施例と同様に接合させられて、内部に液体試料用の流路溝６及び細胞培養室５ａをもつチップ型セルが形成されている。
【００４１】
図３は２枚の基板からなる第３の実施例を示す。
２枚の基板１ｂ，２ｂを接合したものである。この実施例では、ガラス基板１ｂには試料導入及び排出のための穴３，４が貫通穴として形成され、さらに数１００μｍ以下の幅、深さを持つ流路溝６と、流路溝６と同程度又はそれよりも深く、直径が１ｍｍ程度の円形凹部からなる細胞培養室５ｂが同一面に形成されている。一方、ガラス基板２ｂは平坦な基板である。基板１ａの流路溝６及び細胞培養室５ａが形成された面と基板２ｂの平坦面を向かい合わせて密着させ、第１の実施例と同様に接合させられて、内部に液体試料用の流路溝６及び細胞培養室５ｂをもつチップ型セルが形成されている。
この実施例では、細胞培養室５ｂは流路溝６よりも上側に形成されている。
【００４２】
細胞の種類によっては比較的深い細胞培養室を必要とする場合がある。このような場合には、図４の第４の実施例に示されるように、基板を３枚用いて細胞培養室の深さを任意に設定できるようにすることができる。図４において、（Ａ１）は最上層基板１の外側となる面の平面図、（Ａ２）は同基板１の内側となる面の平面図、（Ｂ）は間に挟み込まれる基板１０の平面図、（Ｃ）は最下層基板１２の平面図、（Ｄ１）は完成したセルの平面図、（Ｄ２）は同セルのＸ−Ｘ線位置での断面図、（Ｄ３）は同セルのＹ−Ｙ線位置での断面図である。
【００４３】
最上層になる１枚目のガラス基板１には図１の実施例と同様に流路溝６とその両端の貫通穴３，４が形成されている。間に挟み込まれる２枚目のガラス基板１０には細胞培養室７となる貫通穴が形成されている。最下層となる３枚目のガラス基板１２は内側となる接合面が平坦なガラス基板である。
【００４４】
基板１の流路溝６が内側になるように３枚の基板１，１０，１２を密着させて接合され、２枚目の基板１０の厚みで深さが規定される細胞培養室７をもつセルが形成されている。
【００４５】
また、図４の実施例のセルでは、１，２枚目の基板１，１０を用いてマイクロバルブ等の部品を作り込んだ複雑な構造を形成した後に、化学修飾を必要な場所にのみ行なった３枚目基板１２を接合することが可能となり、複雑な構造を持ち、かつ必要な場所のみが化学修飾されているセルを容易に得ることができる。
【００４６】
図５は３枚の基板からなる第５の実施例を示したものである。
（Ａ１）は最上層基板１ａの外側となる面の平面図、（Ａ２）は同基板１の内側となる面の平面図、（Ｂ）は間に挟み込まれる基板１０ａの平面図、（Ｃ）は最下層基板１２の平面図、（Ｄ１）は完成したセルの平面図、（Ｄ２）は同セルのＸ−Ｘ線位置での断面図、（Ｄ３）は同セルのＹ−Ｙ線位置での断面図である。
【００４７】
最上層になる１枚目の基板１ａには液出入口となる貫通穴３，４が形成されている。挟み込まれる２枚目の基板１０ａには流路溝６とその両端の間に細胞培養室７となる貫通穴が形成されている。最下層となる３枚目の基板１２は内側となる接合面が平坦な基板である。基板１０ａの流路溝６が基板１ａ側を向くように３枚の基板１ａ，１０ａ，１２を密着させて接合され、細胞培養室７をもつセルが形成されている。
【００４８】
この実施例においては、流路溝６と細胞培養室７は２枚目の基板１０ａに形成されている。２枚目の基板１０ａとして、例えばリソグラフィーとエッチングにより微細加工が容易なシリコン基板を用いる。シリコン基板の加工は半導体製造技術で確立されており、現在ではサブミクロン（１μｍ以下）の領域の微細加工も容易に行なうことができる。そして、１枚目の基板１ａには流路形成のような加工は不要になるので、流路や細胞培養室の設計と関係なく、バルブ等を設計することができる。１枚目の基板１ａとしては、例えばＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）を用いる。また、３枚目の基板１２は単に平坦な基板であればよいので、材質の面でも厚さの面でも選択の幅が広く、例えばパイレックス（登録商標）ガラスで、厚さが０．１５ｍｍ程度のものを使用する。
【００４９】
このような材質の組み合わせのセルは、顕微鏡観察に適したものとなる。また、パイレックス（登録商標）ガラスはシリコンよりも細胞が接着しやすい性質をもっており、流路がシリコン、細胞培養室の底面がパイレックス（登録商標）ガラスとなって細胞培養に適したものとなる。
【００５０】
さらに１枚目の基板１ａはあとから接合することができるので、まず２枚目の基板１０ａと３枚目の基板１２とを接合し、細胞培養室の底面に細胞がより接着しやすくなるようにコラーゲン溶液などを滴下して化学修飾を施した後、２枚目の基板１０ａに１枚目の基板１ａを接合することにより、化学修飾が容易になるという利点もある。
【００５１】
図６は３枚の基板からなる第６の実施例を示したものである。この実施例では２枚目の基板１０ｂとして全体の厚さが厚いものを使用し、細胞培養室が形成される部分のみ厚さを薄くすることにより、全体の機械的強度を高めたものである。
【００５２】
図７は３枚の基板からなる第７の実施例を示したものである。
２枚目の基板１０ｃには流路溝６とその両端の間に細胞培養室７となる貫通穴が形成され、液出入口となる貫通穴３，４も形成されている。最上層になる１枚目の基板１ｃと最下層となる３枚目の基板１２ｂは接合面が平坦な基板である。基板１０ｃの流路溝６が基板１２ｂ側を向き、１枚目の基板１ｃで細胞培養室７の上面を形成するように３枚の基板１ｃ，１０ｃ，１２ｂを密着させて接合され、細胞培養室７をもつセルが形成されている。
【００５３】
図８は３枚の基板からなる第８の実施例を示したものである。
２枚目の基板１０ｄには細胞培養室７となる貫通穴と液出入口となる貫通穴３，４が形成され、最下層となる３枚目の基板１２ｃに流路溝６が形成されている。最上層になる１枚目の基板１ｃは接合面が平坦な基板である。基板１２ｃの流路溝６が基板１０ｄ側を向き、１枚目の基板１ｃで細胞培養室７の上面を形成するように３枚の基板１ｃ，１０ｄ，１２ｃを密着させて接合され、細胞培養室７をもつセルが形成されている。
【００５４】
図７、図８の実施例では細胞培養室７は流路６よりも高い位置に形成されている。また、基板１ｃとして細胞が接着しやすい材質を選んだり、基板１ｃの細胞培養室７内面を化学修飾することにより細胞培養により適したセルとすることができる。
【００５５】
【発明の効果】
本発明のセルによれば、簡単な構造で特定の場所に細胞をトラップすることが可能になる。また、この場所においてのみ細胞を培養又は活動させる機能を持たせることができる。この構成によって、目的とする細胞の反応を容易に試験するためのチップが提供できる。
本発明のセルは、ごく単純な構造であり、様々な作製工程に導入できるため、バルブ等を組み込んだ複雑なマイクロチップにも展開可能である。
本発明のセルを用いることにより、試料の少量化、測定の高速化、多試料の同時測定等多くのメリットがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例のセルを示す図であり、（Ａ１）は上側基板の外側となる面の平面図、（Ａ２）は同基板の内側となる面の平面図、（Ｂ１）は下側基板の内側となる面の平面図、（Ｂ２）は同基板の外側となる面の平面図、（Ｃ１）は完成したセルの平面図、（Ｃ２）は同セルのＸ−Ｘ線位置での断面図、（Ｃ３）は同セルのＹ−Ｙ線位置での断面図である。
【図２】第２の実施例のセルを示す図であり、（Ａ１）は上側基板の外側となる面の平面図、（Ａ２）は同基板の内側となる面の平面図、（Ｂ１）は下側基板の内側となる面の平面図、（Ｂ２）は同基板の外側となる面の平面図、（Ｃ１）は完成したセルの平面図、（Ｃ２）は同セルのＸ−Ｘ線位置での断面図、（Ｃ３）は同セルのＹ−Ｙ線位置での断面図である。
【図３】第３の実施例のセルを示す断面図である。
【図４】第４の実施例のセルを示す図であり、（Ａ１）は最上層基板の外側となる面の平面図、（Ａ２）は同基板の内側となる面の平面図、（Ｂ）は間に挟み込まれる基板の平面図、（Ｃ）は最下層基板の平面図、（Ｄ１）は完成したセルの平面図、（Ｄ２）は同セルのＸ−Ｘ線位置での断面図、（Ｄ３）は同セルのＹ−Ｙ線位置での断面図である。
【図５】第５の実施例のセルを示す図であり、（Ａ１）は最上層基板の外側となる面の平面図、（Ａ２）は同基板の内側となる面の平面図、（Ｂ）は間に挟み込まれる基板の平面図、（Ｃ）は最下層基板の平面図、（Ｄ１）は完成したセルの平面図、（Ｄ２）は同セルのＸ−Ｘ線位置での断面図、（Ｄ３）は同セルのＹ−Ｙ線位置での断面図である。
【図６】第６の実施例のセルを示す断面図である。
【図７】第７の実施例のセルを示す断面図である。
【図８】第８の実施例のセルを示す断面図である。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｃ，２，２ａ，１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１２，１２ｂ，１２ｃ　　　基板
３，４　　　液出入口用貫通穴
５，７　　　細胞培養室
６　　　流路溝
【図１】
2004000163.tif 000003
【図２】
2004000163.tif 000004
【図３】
2004000163.tif 000005
【図４】
2004000163.tif 000006
【図５】
2004000163.tif 000007
【図６】
2004000163.tif 000008
【図７】
2004000163.tif 000009
【図８】
2004000163.tif 000010