(57)【要約】【課題】実行すべき細胞反応検査の種類に応じて必要とされる、細胞反応サイトに対する液体流通経路を大きな自由度で設定することができる液体プロセッサー用デバイスによる細胞反応検査用装置および細胞反応検査用装置を用いた細胞反応検査方法を提供すること。【解決手段】細胞反応検査用装置は、基材と、この基材に形成された微小流路と、微小空間部と、バルブと、バルブ制御機構とを備えてなる液体プロセッサー用デバイスよりなり、細胞が位置された微小空間部に連通する微小流路を介して液体培地が供給されると共に、細胞刺激物質を含有する試験液が供給され、当該試験液によって生ずる当該細胞における反応を検査する細胞反応検査に用いられることを特徴とする。また、細胞反応検査方法は、上記の構成を有する細胞反応検査用装置を利用することを特徴とする。【選択図】　　図１
2004081019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の基材と、
この基材に形成された、第１の方向に伸びる複数の第１の微小流路および前記第１の方向と異なる第２の方向に伸びる複数の第２の微小流路と、
第１の微小流路と第２の微小流路との交差部に形成された微小空間部と、
微小空間部に連通する微小流路に設けられた、当該微小流路を開閉するバルブと、
当該バルブの各々をその閉止状態と開放状態との間で制御するバルブ制御機構とを備えてなる液体プロセッサー用デバイスよりなり、
生きている細胞が位置された選択された微小空間部に連通する微小流路の１つを介して当該細胞の生存に必要な液体培地が供給されると共に、当該微小空間部に連通する他の微小流路を介して細胞刺激物質を含有する試験液が供給され、当該試験液によって生ずる当該細胞における反応を検査する細胞反応検査に用いられることを特徴とする細胞反応検査用装置。
【請求項２】
板状の基材と、
この基材に形成された、第１の方向に伸びる複数の第１の微小流路および前記第１の方向と交差する第２の方向に伸びる複数の第２の微小流路と、
第１の微小流路と第２の微小流路との交差部に形成された微小空間部と、
微小空間部に連通する微小流路に設けられた、当該微小流路を開閉するバルブと、
当該バルブの各々をその閉止状態と開放状態との間で制御するバルブ制御機構とを備えてなる液体プロセッサー用デバイスを用い、
細胞が位置された選択された微小空間部に、当該微小空間部に連通する微小流路の１つを介して当該細胞の生存に必要な液体培地を供給すると共に、当該微小空間部に連通する他の微小流路を介して細胞刺激物質を含有する試験液を供給し、これによって生ずる当該細胞における反応を検査することを特徴とする細胞反応検査方法。
【請求項３】
複数の微小空間部に同一種の細胞が位置され、当該複数の微小空間部に、細胞刺激物質を含有する異なる試験液が供給されることを特徴とする請求項２に記載の細胞反応検査方法。
【請求項４】
複数の微小空間部に異種の細胞が位置され、当該複数の微小空間部に、細胞刺激物質を含有する同一の試験液が供給されることを特徴とする請求項２に記載の細胞反応検査方法。
【請求項５】
板状の基材と、
この基材に形成された、第１の方向に伸びる複数の第１の微小流路および前記第１の方向と交差する第２の方向に伸びる複数の第２の微小流路と、
第１の微小流路と第２の微小流路との交差部に形成された微小空間部と、
微小空間部に連通する微小流路に設けられた、当該微小流路を開閉するバルブと、
当該バルブの各々をその閉止状態と開放状態との間で制御するバルブ制御機構とを備えてなる液体プロセッサー用デバイスを用い、
細胞が位置された選択された微小空間部に、当該微小空間部に連通する微小流路の１つを介して当該細胞の生存に必要な液体培地を供給すると共に、当該微小空間部に連通する微小流路の他の１つを介して細胞刺激物質を含有する第１の試験液を供給する第１の試験処理と、
この第１の試験処理の後、当該微小空間部に連通する微小流路のバルブの開閉状態を切り換えることにより、第１の試験液の供給を停止すると共に、当該第１の試験液の供給経路と異なる供給経路により、細胞刺激物質を含有する、第１の試験液とは異なる第２の試験液を供給する第２の試験処理と
が行われ、これによって生ずる当該細胞における反応を検査することを特徴とする細胞反応検査方法。
【請求項６】
第１の試験液および第２の試験液は、互いに種類または濃度が異なる細胞刺激物質を含有してなるものであることを特徴とする請求項５に記載の細胞反応検査方法。
【請求項７】
微小空間部に位置される細胞が動物の臓器または器官に由来する細胞であり、第１の試験液および第２の試験液に含有される細胞刺激物質が、細胞成長因子、細胞増殖因子、ホルモン、栄養素および血清から選ばれたものであることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の細胞反応検査方法。
【請求項８】
細胞における反応の検査が、当該細胞によって産生される産生物質の検出であることを特徴とする請求項２〜請求項７のいずれかに記載の細胞反応検査方法。
【請求項９】
板状の基材と、
この基材に形成された、第１の方向に伸びる複数の第１の微小流路および前記第１の方向と交差する第２の方向に伸びる複数の第２の微小流路と、
第１の微小流路と第２の微小流路との交差部に形成された微小空間部と、
微小空間部に連通する微小流路に設けられた、当該微小流路を開閉するバルブと、
当該バルブの各々をその閉止状態と開放状態との間で制御するバルブ制御機構とを備えてなる液体プロセッサー用デバイスを用い、
各々細胞が位置された選択された複数の微小空間部に、当該複数の微小空間部の各々に連通する微小流路の１つを介して細胞の生存に必要な液体培地を供給すると共に、当該複数の微小空間部の各々に連通する微小流路の他の１つを介して細胞刺激物質を含有する試験液を供給する細胞反応検査において、
第１の細胞による細胞反応結果物が第２の細胞に供給されることを特徴とする細胞反応検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、細胞において、細胞刺激物質が接触することにより生ずる細胞反応による結果を検出する細胞反応検査を行うための細胞反応検査用装置、並びに、当該細胞反応検査用装置を利用して細胞反応検査を実行する細胞反応検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、生きている細胞に対して種々の生理活性物質を始めとする細胞刺激物質を含有する試験液を供給し、当該細胞において、細胞刺激物質が接触することにより生起される細胞反応を生じさせ、これにより、当該細胞反応における結果を検出する細胞反応検査、または、当該細胞刺激物質によっては細胞反応が生起されないことを検出する細胞反応検査を行うことにより、特定種類の細胞に対する当該細胞刺激物質による効能、または、当該細胞刺激物質に対する細胞の耐性などの種々の評価を行うことが行われている。
【０００３】
一般に、上記のような細胞反応検査は、例えばプラスチックシャーレに添加された培地に播種された細胞に対して、種々の細胞刺激物質を含有する試験液を、例えば添加して供給することにより実行される。そして、その結果、例えば当該細胞における細胞反応が生じた後に、試験液を回収してこの試験液を分析することにより、また、蛍光色素標識プローブを使用して直接細胞を観察することにより、更には、反応に供された細胞を回収して分析することにより、当該細胞反応の結果を検出することが行われ、この検出結果に基づいて種々の評価が行われる。
【０００４】
しかしながら、従来における細胞反応検査を実行する方法においては、種々の反応条件を高い自由度で設定することが困難である。例えば、単一の細胞に対して複数種類の細胞刺激物質を利用した逐次反応を実行するための条件、または複数の種類の細胞による反応を組み合わせた条件で所期の細胞反応検査を実行することが困難である。
【０００５】
一方、新薬の開発においては、例えばラットなどを利用した動物実験により各種の薬剤候補物質のスクリーニング、毒性、薬剤に対する耐性などの評価が行われている。しかしながら、このような動物実験においては、利用される供試動物に大きな個体差があるのみではなく、飼育維持などに手間がかかり、更には、動物実験を行うこと自体が動物愛護に関する倫理的な観点から好ましくない、などの種々の問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、実行すべき細胞反応検査の種類に応じて必要とされる、細胞反応サイトに対する液体流通経路を大きな自由度で設定することができる液体プロセッサー用デバイスによる細胞反応検査用装置を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、上記の細胞反応検査用装置を利用した細胞反応検査方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の細胞反応検査用装置は、板状の基材と、
この基材に形成された、第１の方向に伸びる複数の第１の微小流路および前記第１の方向と異なる第２の方向に伸びる複数の第２の微小流路と、
第１の微小流路と第２の微小流路との交差部に形成された微小空間部と、
微小空間部に連通する微小流路に設けられた、当該微小流路を開閉するバルブと、
当該バルブの各々をその閉止状態と開放状態との間で制御するバルブ制御機構とを備えてなる液体プロセッサー用デバイスよりなり、
生きている細胞が位置された選択された微小空間部に連通する微小流路の１つを介して当該細胞の生存に必要な液体培地が供給されると共に、当該微小空間部に連通する他の微小流路を介して細胞刺激物質を含有する試験液が供給され、当該試験液によって生ずる当該細胞における反応を検査する細胞反応検査に用いられることを特徴とする。
【０００９】
本発明の細胞反応検査方法は、板状の基材と、
この基材に形成された、第１の方向に伸びる複数の第１の微小流路および前記第１の方向と交差する第２の方向に伸びる複数の第２の微小流路と、
第１の微小流路と第２の微小流路との交差部に形成された微小空間部と、
微小空間部に連通する微小流路に設けられた、当該微小流路を開閉するバルブと、
当該バルブの各々をその閉止状態と開放状態との間で制御するバルブ制御機構とを備えてなる液体プロセッサー用デバイスを用い、
細胞が位置された選択された微小空間部に、当該微小空間部に連通する微小流路の１つを介して当該細胞の生存に必要な液体培地を供給すると共に、当該微小空間部に連通する他の微小流路を介して細胞刺激物質を含有する試験液を供給し、これによって生ずる当該細胞における反応を検査することを特徴とする。
【００１０】
上記において、複数の微小空間部に同一種の細胞が位置され、当該複数の微小空間部に、細胞刺激物質を含有する異なる試験液が供給されることが好ましい。また、複数の微小空間部に異種の細胞が位置され、当該複数の微小空間部に、細胞刺激物質を含有する同一の試験液が供給されることが好ましい。
【００１１】
本発明の細胞反応検査方法は、板状の基材と、
この基材に形成された、第１の方向に伸びる複数の第１の微小流路および前記第１の方向と交差する第２の方向に伸びる複数の第２の微小流路と、
第１の微小流路と第２の微小流路との交差部に形成された微小空間部と、
微小空間部に連通する微小流路に設けられた、当該微小流路を開閉するバルブと、
当該バルブの各々をその閉止状態と開放状態との間で制御するバルブ制御機構とを備えてなる液体プロセッサー用デバイスを用い、
細胞が位置された選択された微小空間部に、当該微小空間部に連通する微小流路の１つを介して当該細胞の生存に必要な液体培地を供給すると共に、当該微小空間部に連通する微小流路の他の１つを介して細胞刺激物質を含有する第１の試験液を供給する第１の試験処理と、
この第１の試験処理の後、当該微小空間部に連通する微小流路のバルブの開閉状態を切り換えることにより、第１の試験液の供給を停止すると共に、当該第１の試験液の供給経路と異なる供給経路により、細胞刺激物質を含有する、第１の試験液とは異なる第２の試験液を供給する第２の試験処理と
が行われ、これによって生ずる当該細胞における反応を検査することを特徴とする。
【００１２】
ここで、第１の試験液および第２の試験液は、互いに種類または濃度が異なる細胞刺激物質を含有してなるものであることが好ましい。また、微小空間部に位置される細胞が動物の臓器または器官に由来する細胞であり、第１の試験液および第２の試験液に含有される細胞刺激物質が、細胞成長因子、細胞増殖因子、ホルモン、栄養素および血清から選ばれたものであることが好ましい。
以上において、細胞における反応の検査が、当該細胞によって産生される産生物質の検出であることが好ましい。
【００１３】
本発明の細胞反応検査方法は、板状の基材と、
この基材に形成された、第１の方向に伸びる複数の第１の微小流路および前記第１の方向と交差する第２の方向に伸びる複数の第２の微小流路と、
第１の微小流路と第２の微小流路との交差部に形成された微小空間部と、
微小空間部に連通する微小流路に設けられた、当該微小流路を開閉するバルブと、
当該バルブの各々をその閉止状態と開放状態との間で制御するバルブ制御機構とを備えてなる液体プロセッサー用デバイスを用い、
各々細胞が位置された選択された複数の微小空間部に、当該複数の微小空間部の各々に連通する微小流路の１つを介して細胞の生存に必要な液体培地を供給すると共に、当該複数の微小空間部の各々に連通する微小流路の他の１つを介して細胞刺激物質を含有する試験液を供給する細胞反応検査において、
第１の細胞による細胞反応結果物が第２の細胞に供給されることを特徴とする。
【００１４】
【作用】
本発明の細胞反応検査用装置によれば、液体プロセッサーデバイスにおいて、微小流路網を構成する微小流路に係るバルブにおける開閉状態が選択的に制御されて、大きな自由度で液体流通経路が設定された液体プロセッサーを利用することにより、選択された微小空間部に位置された生きた細胞に対して大きな自由度をもって反応条件を設定することが可能である。
従って、同一の細胞反応検査用装置において複数の液体流通経路を形成することが可能であり、複数の細胞反応検査を同時に実行する状態を容易に実現することができ、必要に応じて当該複数の細胞反応検査における反応条件の同一性を、高い精度で達成することができる。
また、細胞反応検査用装置として利用される液体プロセッサーを、マイクロリアクターとして構成することにより、必要とされる試薬の量がきわめて微量で、経済的に有利な条件で、所期の細胞反応を実行することができる。
【００１５】
本発明の細胞反応検査方法によれば、上述の細胞反応検査用装置を用いることにより、選択された微小空間部に位置された生きた細胞に対して、大きな自由度をもって反応条件を設定することが可能であるため、当該細胞において種々の異なる条件で所期の反応を容易に行うことができると共に、当該反応による結果を高い効率で検出することができる。
また、細胞反応をきわめて小さいスケールで行うことが可能であるため、当該細胞反応の結果を短時間で得ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の細胞反応検査用装置を構成する液体プロセッサー用デバイス（以下、単に「デバイス」という。）の構成の一例を模式的に示す説明図である。
【００１７】
図１の例において、デバイス１０は、全体が矩形の板状の基材１２において、その肉厚部内を、その面方向において各々水平方向に伸びて両端が左右両側縁において開口し、トンネル状の２本の横方向微小流路Ｈ１、Ｈ２が互いに上下方向に離間して形成されていると共に、当該面方向において各々垂直方向に伸びて両端が上下両端縁において開口する、トンネル状の２本の縦方向微小流路Ｖ１、Ｖ２が互いに左右方向に離間して形成されており、この横方向微小流路Ｈ１、Ｈ２および縦方向微小流路Ｖ１、Ｖ２が、合計４つの微小空間部Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３およびＸ４において互いに交差する構成とされており、これにより微小流路網が形成されている。
【００１８】
この図において、Ｈ１ｉ、Ｈ２ｉ、Ｖ１ｉおよびＶ２ｉは、基材１２の左側縁および上側縁に位置された開口、Ｈ１ｏ、Ｈ２ｏ、Ｖ１ｏおよびＶ２ｏは、基材１２の右側縁および下側縁に位置された開口である。
【００１９】
具体的に説明すると、上部の横方向微小流路（以下、「上部横流路」という。）Ｈ１と左側の縦方向微小流路（以下、「左側縦流路」という。）Ｖ１とが微小空間部Ｘ１において交差しており、上部横流路Ｈ１と右側の縦方向微小流路（以下、「右側縦流路」という。）Ｖ２とが微小空間部Ｘ２において交差し、下部の横方向微小流路（以下、「下部横流路」という。）Ｈ２と左側縦流路Ｖ１とが微小空間部Ｘ３おいて交差しており、下部横流路Ｈ２と右側縦流路Ｖ２とが微小空間部Ｘ４において交差している。
【００２０】
そして、上部横流路Ｈ１、下部横流路Ｈ２、左側縦流路Ｖ１および右側縦流路Ｖ２の各々が、当該流路上における２つの交差部によって分割されて形成されている３つの流路部分の各々には、当該流路部分を開閉するバルブが設けられている。
【００２１】
この図の例において、上部横流路Ｈ１および下部横流路Ｈ２で区画される上下方向に並ぶ３つの領域を上から順にＡ、ＢおよびＣとし、また左側縦流路Ｖ１および右側縦流路Ｖ２で区画される左右方向に並ぶ３つの領域を左から順にａ、ｂおよびｃとし、各バルブ並びに流路部分を、それが位置する微小流路の符号と領域の符号とを連記することにより、特定することとする。
例えば、上部横流路Ｈ１の左側領域ａにおける流路部分におけるバルブは「バルブＨ１ａ」のように表記される。
【００２２】
従って、上部横流路Ｈ１の各流路部分にはバルブＨ１ａ、Ｈ１ｂおよびＨ１ｃが、下部横流路Ｈ２の各流路部分にはバルブＨ２ａ、Ｈ２ｂおよびＨ２ｃが、左側縦流路Ｖ１の各流路部分にはバルブＶ１Ａ、Ｖ１ＢおよびＶ１Ｃが、右側縦流路Ｖ２の各流路部分にはバルブＶ２Ａ、Ｖ２ＢおよびＶ２Ｃが、それぞれ設けられた状態とされている。
【００２３】
図２は、バルブの具体的な構成を示す説明用断面図である。
この図において、基材１２の肉厚部（図２における斜線部）中には、バルブ室を構成する比較的大きな内径を有する球状空間２０が形成されており、各々、この球状空間２０に開口することによって互いに連通される一方の細孔２２と他方の細孔２４とにより、流路部分が形成されている。
【００２４】
一方の細孔２２は、基材１２の表面に沿って伸びる主部分２２Ａと、この主部分２２Ａに連続する「コ」字状の屈曲部分２２Ｂとを有してなり、屈曲部分２２Ｂは、球状空間２０の上部において円形の開口２３を介して当該球状空間２０に連通している。この開口２３は、その周縁がバルブの弁座となるものである。また、他方の細孔２４は、基材１２の表面に沿って伸び、球状空間２０の側部に開口２５において連通している。
【００２５】
球状空間２０内には、一方の細孔２２に係る開口２３および他方の細孔２４に係る開口２５の径のいずれよりも大きい外径を有する、バルブの弁体となるバルブ粒子を構成するバルブボール２８が配置されている。このバルブボール２８は磁場感応性物質、例えば鉄、ニッケル、コバルトなどの強磁性体よりなるものとされている。そして、このバルブボール２８を基材１２の厚さ方向に移動させるための可磁性化膜３０が、基材１２の表面の全体に設けられている。
【００２６】
この可磁性化膜３０は、そのいずれかの球状空間２０に対向する部分を磁化させると、その結果当該部分に生ずる磁場の作用により、当該球状空間２０におけるバルブボール２８を吸引力によって移動させて一方の細孔２２に係る開口２３の周縁に押圧させ、これにより、当該開口２３を塞いで当該一方の細孔２２と球状空間２０との連通を遮断し、もって当該流路部分を液体の流通が禁止された状態とするものである。すなわち、当該可磁性化膜３０は、当該バルブに対するバルブ制御機構としての作用を有するものであり、このバルブ制御機構が駆動されることにより、開放状態にあったバルブが閉止状態とされる。
ここで、可磁性化膜３０としては、例えば、磁気カードの処理に利用されているカードライターや、パソコンのハードデイスクドライブの記憶方式によるものを用いることができる。
【００２７】
以上の構成によれば、一旦、閉止状態とされたバルブは、当該部分が消磁されるまでの間は、そのまま閉止状態を維持することができる一方、可磁性化膜の磁化された部分を消磁することによってバルブを開放状態とすることができるので、一旦形成された液体流通経路の設定状態をリセットすることができ、その結果、デバイス１０それ自体を繰り返し使用することが可能となる。
【００２８】
また、当該デバイス１０を磁化装置上で使用することにより、液体流通経路が一旦設定されたデバイス１０において微量反応などを行いながら、適宜のバルブの開閉状態を制御することが可能となり、その結果、液体流通経路の変更を自由に行うことが可能となる。
【００２９】
図３は、縦方向微小流路および横方向微小流路の交差部における微小空間部の具体的な構成を、横方向微小流路の延伸方向に垂直な断面で示す説明用断面図である。
この図に示すように、微小空間部３１は、基材１２の肉厚部中において、上下方向に伸びる全体が円柱状の空隙により形成されている。この微小空間部３１の内部には、細胞を支持するが液体の透過を許容する膜状細胞支持部材３４が、面方向に伸びるよう配設されており、この膜状細胞支持部材３４により分割された状態で、上部空間３２および下部空間３３が形成されている。
【００３０】
そして、微小空間部３１の上部空間３２には、縦方向微小流路３５Ａおよび横方向微小流路３６Ａが開口し、また、下部空間３３には、縦方向微小流路３５Ｂおよぎ横方向微小流路３６Ｂが開口することによって互いに連通されて液体流通経路が形成されている。
【００３１】
微小空間部３１に開口する、縦方向微小流路３５Ａ、３６Ｂおよび横方向微小流路３６Ａ、３６Ｂに係る開口部の各々においては、必要に応じて、例えば種々のメッシュ状部材よりなる細胞流失防止部材（図示せず）が設けられており、これにより液体の流過が許容されると共に、微小空間部３１内に位置された細胞が流失することが防止されている。
【００３２】
また、デバイス１０においては、対象となるデバイスにおけるすべてのバルブに係るバルブ制御機構の個々のものを駆動する機能を有する流路部分開閉機構が設けられると共に、当該デバイスの微小流路網情報およびバルブの位置に関する情報が記憶されたコンピュータよりなる流通経路設定装置が設けられている。
この流通経路設定装置においては、適宜の形の信号による液体流通経路設定指示により、選択された流路部分以外の流路部分に係るバルブが閉止状態となるよう流路部分開閉機構が駆動され、これにより、特定の微小空間部を介して連通する所要の液体流通経路が設定されて、デバイス１０が液体プロセッサーとされ、この液体プロセッサーが細胞反応検査用装置として利用される。
【００３３】
以上において、基材１２を構成する材質としては、例えばガラス、樹脂または金属など、用いる細胞の生活状態を阻害しないものを挙げることができ、製造が容易であることから、特に樹脂を用いることが好ましい。
以上において、基材１２を構成する材質として、例えばガラスまたは透明性樹脂などの光透過特性を有するものを利用することが好ましく、これにより、微小空間部における細胞の目視による観察を可能とすることができる。
また、基材１２における寸法、形状などの条件は自由に決定することができるが、その一例を挙げると、縦３０ｍｍ、横３０ｍｍ、厚さ５ｍｍの正方形のものである。
【００３４】
また、微小流路の各々は、通常の液体（例えば水）が流通することのできるものであればよく、例えば内径が３０μｍの円形トンネル状とされ、この場合の液体の流量は例えば０．５μＬ／分とされる。
バルブにおいて、球状空間２０の内径は例えば８０μｍであり、バルブボール２８の外径は例えば４０μｍである。
【００３５】
微小空間部３１としては、例えば０．０００８〜２０μｌの容積を有するものとすることができ、例えば高さが１００〜３０００μｍ、特に好ましくは２００〜２０００μｍであり、直径が１００〜３０００μｍ、特に好ましくは２００〜２０００μｍである円柱状のものを好ましく用いることができるが、この微小空間部の形態は、特に制限されるものではなく、目的とする細胞反応に応じた大きさ、形状とすることができ、例えば球状、直方体形状としてもよい。
【００３６】
このようなデバイス１０においては、図示しない、例えばマイクロポンプよりなる液体供給機構が備えられることにより、基材１２の外周縁における適宜の開口から必要とされる液体が、微小流路に流入される。
また、上記の構成を有するデバイスは、種々の方法によって製造することができるが、具体的には、いわゆる光造形加工法を利用することが好ましい。
【００３７】
以上のような構成のデバイス１０よりなる細胞反応検査用装置においては、適宜のバルブにおける開閉状態が制御されて液体プロセッサーとされ、その状態において、以下のようにして、本発明の細胞反応検査方法が実行される。
【００３８】
すなわち、本発明の細胞反応検査方法においては、先ず、微小空間部における膜状細胞支持部材に生きた細胞が播種されると共に、細胞反応検査用装置を構成するデバイス１０におけるバルブの開閉状態が制御されることにより、細胞反応サイトである当該細胞が位置された微小空間部に連通する液体流通経路が形成される。そして、当該液体流通経路を介して当該微小空間部に対して液体培地が継続的に供給されることによりいわゆるコンディショニングが行われ、これにより、当該細胞が膜状細胞支持部材に確実に付着または固定された状態が達成される。
ここで、細胞が位置されるべき微小空間部としては、目的とされる微量反応である細胞反応の種類に応じて形成される液体流通経路を考慮して適宜選択されればよい。
【００３９】
例えば図４に示すように、図１に示されたデバイス１０において、選択された微小空間部Ｘ４に細胞が位置され、バルブＨ２ｃ、Ｖ１Ｂ、Ｖ１ＣおよびＶ２Ｂが閉止状態とされると共にこれら以外のバルブが開放状態とされることにより、流路部分Ｈ２ａにおける基材１２の外周縁に形成された開口Ｈ２ｉから、流路部分Ｈ２ａ、微小空間部Ｘ３および流路部分Ｈ２ｂを介して微小空間部Ｘ４に至り、当該微小空間部Ｘ４から流路部分Ｖ２Ｃを介してその開口Ｖ２ｏに至る液体排出路に連通する液体流通経路が形成された状態が実現され、これにより、第１の液体プロセッサーが構成されている。
【００４０】
この液体プロセッサーにおいて、液体培地が、開口Ｈ２ｉから流入されて前記液体流通経路を流通して微小空間部Ｘ４に供給され、開口Ｖ２ｏから排出されることにより、当該微小空間部Ｘ４に位置された細胞のコンディショニングが行われる。
【００４１】
このコンディショニングは、検査に用いられる細胞の種類、その他の条件によって決定される特定時間の間行われればよく、例えば１２時間行われる。
【００４２】
上述のようなコンディショニングが行われた後、液体培地が継続的に供給された状態において、バルブの開閉状態が制御されることにより、細胞が位置された微小空間部Ｘ４に通じる、液体培地が流通される液体流通経路（以下、「液体培地供給経路」ともいう。）とは異なる他の液体流通経路（以下、「試験液供給経路」ともいう。）が形成され、この試験液供給経路を介して、選定された種類の細胞刺激物質が設定された濃度で含有された試験液が微小空間部Ｘ４に供給されることにより細胞反応検査が実行される。
【００４３】
具体的には、図４に示した例の液体プロセッサーは、図５に示すように、バルブＶ２Ｂが開放状態とされると共にバルブＨ１ｂおよびＨ１ｃが閉止状態とされて、全体として、バルブＨ１ｂ、Ｈ１ｃ、Ｈ２ｃ、Ｖ１Ｂ、およびＶ１Ｃが閉止状態とされると共に、これら以外のバルブが開放状態とされることにより、開口Ｈ２ｉから流路部分Ｈ２ａ、微小空間部Ｘ３および流路部分Ｈ２ｂを介して微小空間部Ｘ４に連通する液体培地供給経路と、開口Ｖ２ｉから流路部分Ｖ２Ａ、微小空間部Ｘ２および流路部分Ｖ２Ｂを介して微小空間部Ｘ４に連通する試験液供給経路と、微小空間部Ｘ４から流路部分Ｖ２Ｃを介して開口Ｖ２ｏに連通する液体排出路とが形成され、他の各流路部分Ｈ１ａ、Ｈ１ｂ、Ｈ１ｃ、Ｈ２ｃ、Ｖ１Ａ、Ｖ１ＢおよびＶ１Ｃにおいて液体の流通が禁止された状態が実現される。これにより、第２の液体プロセッサーが構成されている。
【００４４】
この第２の液体プロセッサーにおいて、液体培地が開口Ｈ２ｉから流入されて微小空間部Ｘ４に供給されると共に、細胞刺激物質を含有する試験液が開口Ｖ２ｉから流入されて微小空間部Ｘ４に供給され、微小空間部Ｘ４からの液体が液体排出路を介して外部へ排出されることにより、細胞反応検査が実行される。
【００４５】
そして、当該細胞反応に供された細胞における反応の有無、生起された反応の種類、または、その反応の大きさなどの結果の検出が、適宜の手段により行われ、これにより、試験液または細胞についての種々の評価が行われる。
【００４６】
細胞反応検査における細胞反応の結果の検出方法としては、特に限定されるものではなく、細胞反応検査の目的などに応じた種々の方法により行うことができ、例えば微小空間部に対する試験液の供給を終了した後に、当該微小空間部から細胞を摘出し、当該細胞における生活状態または活性状態の変化、反応生成物の有無、またはその量などを検出する方法、微小空間部から液体排出路を介して排出された排出液における組成の変化を調べて、例えば細胞によって産生される産生物質を検出する方法、または適宜の液体流通経路を通じてキャリアー液を当該微小空間部に供給させて、排出されたキャリアー液における組成の変化を調べて、例えば細胞によって産生される産生物質を検出する方法などを挙げることができる。
また、微小空間部に対して試験液が供給される前およびその後における、蛍光色素標識プローブによる蛍光発光強度の比較評価により細胞反応の程度を検出する方法を利用することも可能である。
ここで、細胞反応の結果の検出に、キャリアー液を利用する場合において、当該キャリアー液の組成は、種々の条件、または目的に応じて決定することができる。
具体的に説明すると、例えば細胞反応検査に供される細胞が肝実質細胞である場合には、前記排出液に含有されるアルブミンの量を検出することにより、当該肝実質細胞における活性状態を検査することができる。
【００４７】
以上において、細胞反応検査に用いられる液体培地としては、細胞を生活状態に維持するものであれば特に制限されるものではないが、用いられる細胞の種類、試験液に含有される細胞刺激物質の種類、その他種々の条件に応じて適宜選択されればよい。
【００４８】
液体培地としては、細胞の生活状態を維持するものであって、細胞刺激物質を含有しないものが用いられ、例えば炭酸ガスなどでペーハー値（ｐＨ）が調整された、牛胎児血清（ＦＣＳ）、馬胎児血清（ＦＨＳ）、牛血清（ＢＳ）、ヒト血清などを含有する、ダルベッコ変法イーグル培地（Ｄｕｌｌｂｅｃｃｏ’ｓ　Ｍｏｄｉｆｉｅｄ　Ｅａｇｌｅ’ｓ　Ｍｅｄｉｕｍ：ＤＭＥＭ）、ミニマルエッセンシャルメディウム（Ｍｎｉｎｉｍａｌ　Ｅｓｓｅｎｔｉａｌ　Ｍｅｄｉｕｍ：ＭＥＭ）、ハムＦ１２培地（Ｆ１２メディウム）、ローズウェルパークメモリアルインスティチュート１６４０培地（Ｒｏｓｅｗｅｌｌ　Ｐａｒｋ　Ｍｅｍｏｒｉａｌ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　１６４０培地：ＲＰＭ１６４０）、ＷＩ、ＳＦＭ−１０１、ＵＣメディウム１０２、ＵＣメディウム１９９、ＥＳなどが好適に用いられる。
【００４９】
以上において、細胞のコンディショニングを行うに際して微小空間部に対して供給される液体培地の量としては、例えばその組成、濃度、用いられる細胞の種類、量、微小空間部の形状、容積など種々の条件に応じて設定されればよく、例えば０．０１〜２００μｌ／分とされる。
【００５０】
また、細胞反応検査において、微小空間部に対して供給される液体培地の量としては、例えばその組成、濃度、用いられる細胞の種類、量、微小空間部の形状、容積など種々の条件に応じて設定すればよく、例えばラットに由来する肝実質細胞３００個に対して、１０％ＦＣＳ含有ＤＭＥＭ液体培地を供給する場合においては、０．００５〜５００μｌ／分、特に０．０２〜１００μｌ／分とすることが好ましい。
【００５１】
また、試験液は、細胞刺激物質を適宜の濃度で含有するものであり、細胞刺激物質としては、細胞反応検査における目的など種々の要因に基づいて適宜選択されるものであるが、例えば細胞の活性状態または生活状態に作用を与えるもの、細胞の増殖、分化状態を誘導するものなどの、その接触の有無によって生化学的に細胞を刺激する物質であり、例えば種々の栄養素、細胞増殖因子、細胞成長因子、ホルモン物質、医薬、毒性物質、酵素などを挙げることができる。
【００５２】
細胞刺激物質の具体例として、栄養素としては、例えば種々のアミノ酸、ビタミンなどの無機系または有機系栄養素を挙げることができ、細胞増殖因子または細胞成長因子としては、例えば肝細胞増殖因子（ＨＧＦ）、上皮細胞増殖因子（ＥＧＦ）、線維芽細胞増殖因子（ＦＧＦ）、神経細胞成長因子（ＮＧＦ）、コロニー形成刺激因子（ＣＳＦ）、内皮細胞増殖因子（ＥＣＧＦ）、細胞分裂増殖因子（ＣＤＦ）、軟骨由来細胞増殖因子（ＣＤＧＦ）、マクロファージ由来増殖因子（ＭＤＧＦ）、血小板由来増殖因子（ＰＤＧＦ）、血管内皮増殖因子（ＶＥＤＧＦ）、トランスフォーミング・グロウス・ファクター（Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｇ　Ｇｒｏｗｔｈ　Ｆａｃｔｏｒｓ：ＴＧＦ）、インターロイキン１、インターロイキン２、インターロイキン３、インターロイキン１０、トランスフェリン、ソマトメジンＡなどを挙げることができ、ホルモン物質としては、例えばインスリン、エリスロポエチン、コルチコイド、デキサメサゾン、コルチコステロン、グルカゴン、テストステロン、ニコチンアミド、卵胞刺激ホルモン、成長ホルモン、副甲状腺ホルモンなどを挙げることができ、血清としては、牛胎児血清、馬胎児血清、羊血清、ウサギ血清、ヒト血清などを挙げることができる。
【００５３】
また、医薬としては、例えば抗ガン剤、抗エイズ剤などの新規医療薬を挙げることができ、また、その他、ガラクトース、ＲＧＤＳペプチドなどの受容体結合因子などを挙げることができる。
【００５４】
細胞反応検査に供される細胞の種類は、特に限定されるものではないが、その具体例としては、肝実質細胞、線維芽細胞、星型細胞などの肝臓に由来する細胞種、ＰＰ細胞、δ細胞、β細胞（インシュリン分泌細胞）、α細胞（グルカゴン分泌細胞）などの膵臓に由来する細胞種、神経幹細胞、内皮細胞、線維芽細胞、骨細胞などを挙げることができる。このような細胞としては、例えば動物の臓器または器官に由来するものを好ましく用いることができる。
【００５５】
而して、細胞反応を行うに際して、微小空間部に対して供給される試験液の量としては、含有される細胞刺激物質の種類、細胞刺激物質の含有濃度、液体培地の供給量、目的とする検査の種類などに応じて設定される。
【００５６】
以上において、用いられる液体培地の種類、試験液に含有されるべき細胞刺激物質の種類および濃度、および細胞反応検査に供される細胞の種類に係る組み合わせは特に制限されるものではなく、実行される細胞反応検査の目的に応じて適宜選択することが可能であって、例えば用いられる細胞の種類に応じて細胞刺激物質の種類および濃度を選択することも、また、用いられる細胞刺激物質の種類および濃度に応じて細胞の種類を選択することも可能である。これにより、例えば特定の細胞における特定の細胞刺激物質を含有する試験液に対する耐性、または特定の細胞刺激物質を含有する試験液による作用力の評価などを行うことが可能である。
【００５７】
以上のように、本発明の細胞反応検査用装置によれば、上記の構成を有する液体プロセッサーデバイスを用いることにより、目的とする細胞反応のタイプに応じて、種々の細胞反応検査方法を容易に実行することが可能である。
すなわち、液体プロセッサーデバイスにおいて、バルブの開閉状態が制御されることにより、目的とされる細胞反応に適した液体流通経路が設定されたマイクロリアクターとしての液体プロセッサーが形成され、この液体プロセッサーが細胞反応検査用装置として利用されることにより、大きな自由度をもって反応条件を設定することが可能であり、結局、当該目的とする細胞反応および細胞反応検査を容易にかつ確実に実行することができる。
【００５８】
本発明の細胞反応検査方法によれば、上記のような細胞反応検査用装置を用いることにより、継続的な液体培地の供給により、好ましい態様で生活状態が維持された細胞に対して、細胞刺激物質を含有する種々の試験液を選定された適宜の態様で供給する細胞反応を容易に実行することができるため、種々の条件を大きな自由度をもって設定した状態で細胞反応検査を実行することができ、結局、特定の細胞または、特定の試験液についての評価を容易に、かつ、確実に行うことができる。
【００５９】
すなわち、従来培養が困難であった臓器などの、例えば肝細胞などの実質細胞の培養、維持が可能となる至的条件を明らかにすることができ、この至的条件において、種々の医薬候補物質のスクリーニングや、種々新規な化合物の毒性試験を好適に、しかも、試験液の添加に使用した流路を本液体プロセッサー用デバイスのバルブの開閉状態を切り替えることにより容易に実行することが可能である。
【００６０】
また、細胞反応検査用装置はマイクロリアクターとして構成されることにより、細胞反応検査をきわめて小さなスケールで実行することができるため、短い時間で当該細胞反応を実行することができ、従って、細胞反応検査に係る結果を高い効率をもって得ることができる。
【００６１】
＜複数反応の同時進行例（１）＞
この例は、同一種の細胞が複数の微小空間部に位置され、その各々に対して、互いに種類が異なる試験液が供給されて、細胞反応検査が実行される例である。図６は、本発明の細胞反応検査方法における液体プロセッサーの他の具体例を示す説明図である。
【００６２】
すなわち、デバイス１０は、その微小空間部Ｘ２およびＸ３のそれぞれに同一種の細胞が位置された上で適宜の態様により当該細胞のコンディショニングが行われた後、バルブの開閉状態が制御されることにより、図６に示すように、バルブＨ１ａ、Ｈ２ｂおよびＶ２Ｂが閉止状態とされると共に、これら以外のバルブは開放された状態とされた液体プロセッサーとされる。
【００６３】
この液体プロセッサーにおいては、開口Ｖ１ｉから流路部分Ｖ１Ａ、微小空間部Ｘ１および流路部分Ｈ１ｂを介して微小空間部Ｘ２に連通する第１の液体培地供給経路と、この第１の液体培地供給経路から微小空間部Ｘ１において分岐して流路部分Ｖ１Ｂを介して微小空間部Ｘ３に連通する第２の液体培地供給経路と、開口Ｖ２ｉから流路部分Ｖ２Ａを介して微小空間部Ｘ２に連通する第１の試験液供給経路と、開口Ｈ２ｉから流路部分Ｈ２ａを介して微小空間部Ｘ３に連通する第２の試験液供給経路と、微小空間部Ｘ２から流路部分Ｈ１ｃ介して開口Ｈ１ｏに連通する第１の液体排出路と、微小空間部Ｘ３から流路部分Ｖ１Ｃ介して開口Ｖ１ｏに連通する第２の液体排出路とが形成され、その他の各流路部分Ｈ１ａ、Ｈ２ｂ、Ｈ２ｃ、Ｖ２ＢおよびＶ２Ｃにおいて液体の流通が禁止された状態が実現されている。
【００６４】
この液体プロセッサーにおいて、液体培地が開口Ｖ１ｉから流入されて微小空間部Ｘ２およびＸ３に供給されると共に、第１の試験液が開口Ｖ２ｉから流入されて微小空間部Ｘ２に供給され、また、第１の試験液と含有される細胞刺激物質が異なる第２の試験液が開口Ｈ２ｉから流入されて微小空間部Ｘ３に供給され、微小空間部Ｘ２およびＸ３のそれぞれからの液体が第１または第２の液体排出路を介して外部へ排出されることにより、細胞反応検査が実行される。
【００６５】
ここで、第１の試験液および第２の試験液は、同一の細胞刺激物質を異なる濃度で含有するものであってもよい。
【００６６】
細胞が位置される微小空間部としては、その各々が隣接せず、相互が少なくとも同一の空の微小空間部を介して連通する複数個所を選択することが好ましく、これにより、当該細胞が位置される微小空間部に連通する、独立した液体流通経路を大きな自由度をもって形成することが可能である。
【００６７】
以上の細胞反応検査方法によれば、同一の細胞反応検査用装置においてバルブの開閉状態を制御することにより形成された複数の液体流通経路により、細胞反応サイトである複数の微小空間部の各々に対して、共通の供給源から液体培地が供給されて、および、各々独立した試験液供給経路を介して異なる試験液が供給される複数の細胞反応を同時に、かつ、容易に実行することができるため、同一種の細胞における異なる試験液に対する反応結果を検出する細胞反応検査を、それぞれの細胞について、種々の目的に応じて大きな自由度をもって設定された反応条件において同時に並行して実行することができ、結局、種々の試験液および細胞についての評価を高い効率をもって行うことができる。
【００６８】
また、細胞反応検査用装置はマイクロリアクターとして構成されることにより、細胞反応検査をきわめて小さなスケールで実行することができるため、短い時間で当該細胞反応を実行することができ、従って、細胞反応検査に係る結果を高い効率をもって得ることができる。
【００６９】
＜複数反応の同時進行例（２）＞
この例は、異種の細胞が複数の微小空間部に位置され、その各々に対して特定の試験液が供給されて、細胞反応検査が実行される例である。
図７は、本発明の細胞反応検査方法における液体プロセッサーの他の具体例を示す説明図である。
【００７０】
すなわち、デバイス１０は、その微小空間部Ｘ２およびＸ３のそれぞれに異種の細胞が位置された上で適宜の態様により当該細胞のコンディショニングが行われた後、バルブの開閉状態が制御されることにより、図７に示すように、バルブＨ１ａ、Ｈ２ａ、Ｖ２ＡおよびＶ２Ｃが閉止状態とされると共に、これら以外のバルブは開放された状態とされた液体プロセッサーとされる。
【００７１】
この液体プロセッサーにおいては、開口Ｖ１ｉから流路部分Ｖ１Ａ、微小空間部Ｘ１および流路部分Ｈ１ｂを介して微小空間部Ｘ２に連通する第１の液体培地供給経路と、この第１の液体培地供給経路から微小空間部Ｘ１において分岐して流路部分Ｖ１Ｂを介して微小空間部Ｘ３に連通する第２の液体培地供給経路と、開口Ｈ２ｉから流路部分Ｈ２ｃ、微小空間部Ｘ４およびＶ２Ｂを介して微小空間部Ｘ２に連通する第１の試験液供給経路と、この第１の試験液供給経路から微小空間部Ｘ４において分岐して流路部分Ｈ２ｂを介して微小空間部Ｘ３に連通する第２の試験液供給経路と、微小空間部Ｘ２から流路部分Ｈ１ｃを介して開口Ｈ１ｏに連通する第１の液体排出路と、微小空間部Ｘ３から流路部分Ｖ１Ｃを介して開口Ｖ１ｏに連通する第２の液体排出路とが形成され、その他の各流路部分Ｈ１ａ、Ｈ２ａ、Ｖ２ＡおよびＶ２Ｃにおいて液体の流通が禁止された状態が実現されている。
【００７２】
この液体プロセッサーにおいて、液体培地が開口Ｖ１ｉから流入されて微小空間部Ｘ２およびＸ３に供給されると共に、試験液が開口Ｈ２ｉから流入されて微小空間部Ｘ２およびＸ３のそれぞれに供給され、微小空間部Ｘ２またはＸ３からの液体が、第１または第２の液体排出路を介して外部へ排出されることにより細胞反応検査が実行される。
【００７３】
以上の細胞反応検査方法によれば、同一の細胞反応検査用装置においてバルブの開閉状態を制御することにより形成された複数の液体流通経路により、複数の微小空間部の各々に対して、共通の供給源から液体培地が供給されて、また、共通の供給源から試験液が供給される複数の細胞反応を同時に、かつ、容易に実行することができるため、異種の細胞における特定の試験液に対する反応結果を検出する場合においても、それぞれの細胞について、種々の目的に応じて大きな自由度をもって反応条件が設定された複数の細胞反応検査を、同時に並行して実行することができ、結局、当該特定の試験液、または異種の細胞についての評価を高い効率をもって、かつ、容易に行うことができる。
【００７４】
また、細胞反応検査用装置はマイクロリアクターとして構成されることにより、細胞反応検査をきわめて小さなスケールで実行することができるため、短い時間で当該細胞反応を実行することができ、従って、細胞反応検査に係る結果を高い効率をもって得ることができる。
【００７５】
＜逐次反応例（単一細胞）＞
この例は、選択された微小空間部に位置された細胞に対して、第１の試験液が供給され、その後、当該第１の試験液の供給が停止されると共に、当該第１の試験液の供給経路と異なる供給経路により第２の試験液が供給されて、細胞反応検査が実行される例である。
図８は、本発明の細胞反応検査方法における液体プロセッサーの他の具体例を示す説明図、図９は、図８に示す液体プロセッサーにおいてバルブの開閉状態が制御されて切り換えられた具体例を示す説明図である。
【００７６】
すなわち、デバイス１０は、その微小空間部Ｘ２に細胞が位置された上で適宜の態様により当該細胞のコンディショニングが行われた後、バルブの開閉状態が制御されることにより、図８に示すように、バルブＨ１ｂ、Ｈ２ｃ、Ｖ１Ｂ、Ｖ１ＣおよびＶ２Ｃが閉止状態とされると共に、これら以外のバルブは開放状態とされた第１の液体プロセッサーとされる。
【００７７】
この第１の液体プロセッサーにおいては、開口Ｈ２ｉから流路部分Ｈ２ａ、微小空間部Ｘ３、流路部分Ｈ２ｂ、微小空間部Ｘ４および流路部分Ｖ２Ｂを介して微小空間部Ｘ２に連通する液体培地供給経路と、開口Ｖ２ｉから流路部分Ｖ２Ａを介して微小空間部Ｘ２に連通する第１の試験液供給経路と、微小空間部Ｘ２から流路部分Ｈ１ｃ介して開口Ｈ１ｏに連通する液体排出路とが形成され、その他の各流路部分Ｈ１ａ、Ｈ１ｂ、Ｈ２ｃ、Ｖ１Ａ、Ｖ１Ｂ、Ｖ１ＣおよびＶ２Ｃにおいて液体の流通が禁止された状態が実現されている。
【００７８】
この状態において、液体培地が開口Ｈ２ｉから流入されて微小空間部Ｘ２に供給されると共に、第１の試験液が開口Ｖ２ｉから流入されて微小空間部Ｘ２に供給され、微小空間部Ｘ２からの液体が液体排出路を介して外部へ排出されることにより第１の試験処理が実行される。
【００７９】
そして、この第１の試験処理が終了した後、バルブの開閉状態が制御されて切り換えられることにより、図９に示すように、バルブＨ１ａ、Ｈ２ｃ、Ｖ１Ｂ、Ｖ１Ｃ、Ｖ２ＡおよびＶ２Ｃが閉止状態とされると共に、これら以外のバルブは開放状態とされた第２の液体プロセッサーとされる。
【００８０】
この第２の液体プロセッサーにおいては、前記液体培地供給経路と、開口Ｖ１ｉから流路部分Ｖ１Ａ、微小空間部Ｘ１および流路部分Ｈ１ｂを介して微小空間部Ｘ２に連通する第２の試験液供給経路と、前記液体排出路とが形成され、その他の各流路部分Ｈ１ａ、Ｈ２ｃ、Ｖ１Ｂ、Ｖ１Ｃ、Ｖ２ＡおよびＶ２Ｃにおいて液体の流通が禁止された状態が実現されている。
【００８１】
そして、この第２の液体プロセッサーにおいて、液体培地が開口Ｈ２ｉから流入されて微小空間部Ｘ２に供給され、第２の試験液が開口Ｖ１ｉから流入されて微小空間部Ｘ２に供給され、微小空間部Ｘ２からの液体が液体排出路を介して外部へ排出されることにより第２の試験処理が実行され、これにより、細胞反応検査が実行される。
【００８２】
ここで、第１および第２の試験液は、相互に異なる試験液であって、例えば異なる種類の細胞刺激物質を含有するもの、または、同一の細胞刺激物質を異なる濃度で含有するものとされればよい。
【００８３】
以上の細胞反応検査方法によれば、同一の細胞反応検査用装置においてバルブの開閉状態を制御することにより形成された適宜の液体流通経路により、単数の細胞に対して異なる試験液が逐次的に供給される細胞反応を容易に実行することができるため、細胞における異なる試験液に対する逐次的な反応結果を検出する場合においても、当該細胞について、大きな自由度をもって、種々の目的に応じた反応条件が設定された異なる試験液に係る複数の試験処理を伴う細胞反応検査を連続的に実行することができ、結局、当該異なる試験液、または細胞についての評価を高い効率をもって、かつ、容易に、行うことができる。
【００８４】
また、細胞反応検査用装置はマイクロリアクターとして構成されることにより、細胞反応検査をきわめて小さなスケールで実行することができるため、短い時間で当該細胞反応を実行することができ、従って、細胞反応検査に係る結果を高い効率をもって得ることができる。
【００８５】
＜逐次反応例（複数細胞）＞
この例は、細胞が複数の微小空間部に位置され、第１の細胞における細胞反応によって産出された細胞反応結果物が第２の細胞に供給されて、細胞反応検査が実行される例である。
図１０は、このような細胞反応検査方法における液体プロセッサーの具体例を示す説明図である。
【００８６】
この例において、デバイス１０は、その微小空間部Ｘ２およびＸ３のそれぞれに異種、または同一種の細胞が位置された上で適宜の態様により当該細胞のコンディショニングが行われた後、バルブの開閉状態が制御されることにより、図１０に示すように、バルブＨ１ａ、Ｈ２ｃ、Ｖ１Ｃ、Ｖ２ＡおよびＶ２Ｃが閉止状態とされると共に、これら以外のバルブは開放された状態とされた液体プロセッサーとされる。
【００８７】
この液体プロセッサーにおいては、開口Ｖ１ｉから流路部分Ｖ１Ａ、微小空間部Ｘ１および流路部分Ｈ１ｂを介して微小空間部Ｘ２に連通する第１の液体培地供給経路と、この第１の液体培地供給経路から微小空間部Ｘ１において分岐して流路部分Ｖ１Ｂを介して微小空間部Ｘ３に連通する第２の液体培地供給経路と、開口Ｈ２ｉから流路部分Ｈ２ａを介して微小空間部Ｘ３に連通する第１の試験液供給経路と、この微小空間部Ｘ３から流路部分Ｈ２ｂ、微小空間部Ｘ４および流路部分Ｖ２Ｂを介して微小空間部Ｘ２に連通する第２の試験液供給経路と、微小空間部Ｘ２から流路部分Ｈ１ｃを介して開口Ｈ１ｏに連通する液体排出路とが形成され、その他の各流路部分Ｈ１ａ、Ｈ２ｃ、Ｖ１Ｃ、Ｖ２ＡおよびＶ２Ｃにおいて液体の流通が禁止された状態が実現されている。
【００８８】
この液体プロセッサーにおいて、液体培地が開口Ｖ１ｉから流入されて微小空間部Ｘ２およびＸ３に供給されると共に、試験液が開口Ｈ２ｉから流入されて微小空間部Ｘ３に供給され、この微小空間部Ｘ３からの第１の細胞による細胞反応結果物、例えばサイトカイン、アルブミン、グルカゴン、インシュリンなどを含有する液が第２の細胞が位置された微小空間部Ｘ２に供給され、微小空間部Ｘ２からの液体が、液体排出路を介して外部へ排出されることにより細胞反応検査が実行される。
【００８９】
以上の細胞反応検査方法によれば、同一の細胞反応検査用装置においてバルブの開閉状態を制御することにより形成された複数の液体流通経路により、複数の微小空間部の各々に対して、共通の供給源から液体培地が供給されて、また、試験液が供給される第１の細胞が位置された１つの微小空間部からの液体が、他の微小空間部に供給される複数の細胞を用いた逐次的な細胞反応を容易に実行することができるため、複数の異種の細胞間における相互の生化学的関連性を検出する場合においても、それぞれの細胞について、種々の目的に応じて大きな自由度をもって反応条件が設定された細胞反応検査を実行することができ、結局、例えば試験液、または複数の細胞の各々またはそれらの相互関係についてなどの種々の評価を、高い効率をもって、かつ、容易に行うことができる。
【００９０】
また、細胞反応検査用装置はマイクロリアクターとして構成されることにより、細胞反応検査をきわめて小さなスケールで実行することができるため、短い時間で当該細胞反応を実行することができ、従って、細胞反応検査に係る結果を高い効率をもって得ることができる。
【００９１】
以上に説明した細胞反応検査方法を行うために利用される細胞反応検査用装置の構成としては、上記の態様に限定されるものではなく、種々の変更を加えることが可能である。
例えば、複数の液体プロセッサーを組合せた液体プロセッサー複合体により細胞反応検査用装置を構成することができ、この場合には、当該液体プロセッサー複合体は、複数の液体プロセッサーを同一平面に沿って並設することにより、あるいは互いに積重して配設することにより、構成することができる。
【００９２】
液体プロセッサー用デバイスを構成する基材に、横方向微小流路および縦方向微小流路が形成される場合において、それらの数は２であることは必須ではなく、３またはそれ以上であってもよく、また、横方向微小流路の数と、縦方向微小流路の数とが同一であることも必須ではない。更に、横方向微小流路と縦方向微小流路との交差角度が９０度であることも必須ではなく、鋭角または鈍角で微小空間部に連通するものであってもよい。
ここで、複数の試験液、または液体培地を予め混合する必要がある場合には、細胞が位置された特定の微小空間部に至るそれぞれの流通経路において、少なくとの同一の流路部分または細胞が位置されていない微小空間部を共有すればよく、例えば共通流路部分を長く設定することにより長い混合時間を得ることができる。
【００９３】
液体プロセッサー用デバイスは、可磁性化膜が基材の裏面の全体に設けられた構成とすることができ、このような構成によれば、バルブにおける開閉状態の制御を確実に行うことができる。
また、バルブとしては、作動状態において、または非作動状態において、上記の微小流路における液体の流通を阻止する機能を有するものであればよく、その具体的な構成が限定されるものではなく、例えば、電荷を有するバルブボールと、これを電場の作用によって移動させるバルブ制御機構により構成されるものを利用することもできる。
【００９４】
本発明の細胞反応検査用装置の実際の使用においては、目的とする反応が高い効率で生起されるべき条件の設定を達成するために必要な措置を講ずることができる。例えば、液体流通経路を構成する流路部分のうちの特定のものに加熱手段、その他の補助手段を設けることができる。
【００９５】
【発明の効果】
本発明の細胞反応検査用装置によれば、液体プロセッサー用デバイスにおいて、微小流路網を構成する微小流路に係るバルブにおける開閉状態を選択的に制御することにより、実行すべき細胞反応検査の種類に応じて必要とされる、細胞反応サイトに対する液体流通経路を大きな自由度で設定することができる。従って、当該細胞反応検査における反応条件の設定を大きな自由度をもって行うことが可能であり、結局、目的とする細胞反応および細胞反応検査を容易にかつ確実に実行することができる。
【００９６】
本発明の細胞反応検査方法によれば、上述の細胞反応検査用装置を用いることにより、選択された微小空間部に位置された生きた細胞に対して、大きな自由度をもって反応条件を設定することが可能であるため、当該細胞に対する種々の異なる条件で所期の反応を容易に行うことができると共に、当該反応による結果を高い効率で検出することができる。従って、複数の細胞に対して、同一の条件下において、種々の細胞刺激物質を供給することによる細胞反応検査を行うことが可能である。
また、細胞反応をきわめて小さいスケールで行うことが可能であるため、当該細胞反応の結果を短時間で得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の細胞反応検査用装置を構成する液体プロセッサー用デバイスの構成の一例を模式的に示す説明図である。
【図２】バルブの具体的な構成を示す説明用断面図である。
【図３】縦方向微小流路および横方向微小流路の交差部における微小空間部の具体的な構成を、横方向微小流路に垂直な断面で示す説明用断面図である。
【図４】本発明の細胞反応検査方法における液体プロセッサーの具体例を示す説明図である。
【図５】本発明の細胞反応検査方法における液体プロセッサーの具体例を示す説明図である。
【図６】本発明の細胞反応検査方法における液体プロセッサーの他の具体例を示す説明図である。
【図７】本発明の細胞反応検査方法における液体プロセッサーの他の具体例を示す説明図である。
【図８】本発明の細胞反応検査方法における液体プロセッサーの他の具体例を示す説明図である。
【図９】図８に示す液体プロセッサーにおいてバルブの開閉状態が制御されて切り換えられた具体例を示す説明図である。
【図１０】本発明の細胞反応検査方法における液体プロセッサーの他の具体例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０　液体プロセッサー用デバイス
１２　基材
Ｈ１，Ｈ２　横方向微小流路
Ｖ１，Ｖ２　縦方向微小流路
Ｈ１ｉ，Ｈ２ｉ　開口
Ｖ１ｏ，Ｖ２ｏ　開口
Ｘ１〜Ｘ４　微小空間部
Ａ、Ｂ、Ｃ　領域
ａ、ｂ、ｃ　領域
Ｈ１ａ〜Ｈ１ｃ、Ｈ２ａ〜Ｈ２ｃ　バルブ
Ｖ１Ａ〜Ｖ１Ｃ、Ｖ２Ａ〜Ｖ２Ｃ　バルブ
２０　球状空間
２２　一方の細孔
２４　他方の細孔
２２Ａ　主部分
２２Ｂ　屈曲部分
２３、２５　開口
２８　バルブボール
３０　可磁性化膜
３１　微小空間部
３２　上部空間
３３　下部空間
３４　膜状細胞支持部材
３５Ａ、３５Ｂ　縦方向微小流路
３６Ａ、３６Ｂ　横方向微小流路
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年8月19日(2003.8.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
【作用】
本発明の細胞反応検査用装置によれば、液体プロセッサー用デバイスにおいて、微小流路網を構成する微小流路に係るバルブにおける開閉状態が選択的に制御されて、大きな自由度で液体流通経路が設定された液体プロセッサーを利用することにより、選択された微小空間部に位置された生きた細胞に対して大きな自由度をもって反応条件を設定することが可能である。
従って、同一の細胞反応検査用装置において複数の液体流通経路を形成することが可能であり、複数の細胞反応検査を同時に実行する状態を容易に実現することができ、必要に応じて当該複数の細胞反応検査における反応条件の同一性を、高い精度で達成することができる。
また、細胞反応検査用装置として利用される液体プロセッサーを、マイクロリアクターとして構成することにより、必要とされる試薬の量がきわめて微量で、経済的に有利な条件で、所期の細胞反応を実行することができる。


【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
そして、微小空間部３１の上部空間３２には、縦方向微小流路３５Ａおよび横方向微小流路３６Ａが開口し、また、下部空間３３には、縦方向微小流路３５Ｂおよび横方向微小流路３６Ｂが開口することによって互いに連通されて液体流通経路が形成されている。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
すなわち、従来培養が困難であった臓器などの、例えば肝細胞などの実質細胞の培養、維持が可能となる至的条件を明らかにすることができ、この至的条件において、種々の医薬候補物質のスクリーニングや、種々新規な化合物の毒性試験を好適に、しかも、試験液の添加に使用した流路をバルブの開閉状態を切り替えて変更することにより容易に実行することが可能である。