(57)【要約】【課題】  放射線や電波、紫外線などの光線をはじめとする各種電磁波が生体に与える影響を、細胞レベルで簡便かつ統一的に評価することのできる生体為害性測定システムを提供する。【解決手段】  生体為害性測定システム１は、細胞に電磁波を照射するための照射ユニット３を有する照射装置２と、照射装置２から電磁波を照射される生体由来の細胞を搬送する細胞搬送装置４と、を備えている。細胞搬送装置４は、細胞を収容したディッシュを表面に備えた無端ベルト８が、一対の回転ローラ７，７に掛け回されて構成され、細胞を環状に循環する環状搬送路を形成している。照射ユニット３は、照射する電磁波の種類に応じて交換可能に構成されている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁波が生体に与える影響を、該生体由来の細胞を用いて測定するための生体為害性測定システムであって、
前記細胞に電磁波を照射するための照射ユニットを有する照射装置と、該照射装置から電磁波を照射される細胞を搬送する細胞搬送装置と、を備え、
前記照射ユニットは、照射する電磁波の種類に応じて交換可能に構成されていることを特徴とする生体為害性測定システム。
【請求項２】
照射装置は、照射ユニットにより照射される電磁波を外光による反射の影響から護る防護手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の生体為害性測定システム。
【請求項３】
防護手段は、電磁波を細胞に均一に照射するための散乱コンデンサが取付可能であることを特徴とする請求項２記載の生体為害性測定システム。
【請求項４】
照射ユニットは、電磁波として光線、電波、放射線のいずれかを照射するものであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の生体為害性測定システム。
【請求項５】
細胞搬送装置は、前記細胞を収容した収容器を表面に備えた無端ベルトが、一対の回転ローラに掛け回されて構成され、
前記収容器を環状に循環する環状搬送路を形成することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の生体為害性測定システム。
【請求項６】
環状搬送路の一部が、前記細胞の培養液に浸漬されていることを特徴とする請求項５記載の生体為害性測定システム。
【請求項７】
細胞搬送装置の細胞搬送速度及び照射装置による電磁波照射量を制御するコントロールユニットを備えた請求項１ないし６のいずれかに記載の生体為害性測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、生体為害性測定システムに関し、詳しくは放射線や電波、紫外線などの光線をはじめとする電磁波が生体に与える影響を細胞レベルで測定する技術に係る。
【背景技術】
【０００２】
先頃の福島県における原発事故の影響を受けて、放射線が人体に与える影響については社会全体の重大な関心事となっている。また、昨今の携帯電話の普及に伴い、その情報の送受信に広く用いられている電波が人体に与える影響についても社会問題となっている。さらに、新薬をはじめとする薬剤や化粧品などの開発現場においては、光線暴露による皮膚や粘膜の障害についても重要な検討事項となっている。
【０００３】
これらはいずれも、社会的に安全性が危惧されている重大かつ緊急の課題であり、放射線や電波などが生体に与える影響、すなわち生体為害性を正確に評価する技術が望まれている。
【０００４】
このうち、光線暴露による生体為害性を評価する技術として、特許文献１に記載の方法が提案されている。この方法によれば、被験物質を接触させた哺乳動物由来の培養細胞を可視光の照射下で培養し、その生存する培養細胞の数量を測定することで、被験物質の可視光細胞毒性発現能力を評価することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１４３４６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記の方法においては、被験物質が可視光の照射を受けて活性化されることにより、かかる被験物質が皮膚刺激性などを誘発する能力が評価されるにとどまり、可視光以外の電磁波（放射線や電波など）が生体に与える影響を評価できるものではなかった。また、このように生体為害性を細胞レベルで直接評価する従来の手法においては、多くの実験器具を組み合わせて用いるものが多く、統一的な評価手法に基づく一貫した評価ができないのが現状であった。
【０００７】
そこでこの発明は、前記従来の手法がもつ問題点を解決し、放射線や電波、紫外線などの光線をはじめとする各種電磁波が生体に与える影響を、細胞レベルで簡便かつ統一的に評価することのできる生体為害性測定システム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】
【０００８】
前記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、電磁波が生体に与える影響を、該生体由来の細胞を用いて測定するための生体為害性測定システムであって、前記細胞に電磁波を照射するための照射ユニットを有する照射装置と、該照射装置から電磁波を照射される細胞を搬送する細胞搬送装置と、を備え、前記照射ユニットは、照射する電磁波の種類に応じて交換可能に構成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の生体為害性測定システムにおいて、照射装置は、照射ユニットにより照射される電磁波を外光による反射の影響から護る防護手段を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２記載の生体為害性測定システムにおいて、防護手段は、電磁波を細胞に均一に照射するための散乱コンデンサが取付可能であることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の生体為害性測定システムにおいて、照射ユニットが電磁波として光線、電波、放射線のいずれかを照射するものであることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の生体為害性測定システムにおいて、細胞搬送装置は、前記細胞を収容した収容器を表面に備えた無端ベルトが、一対の回転ローラに掛け回されて構成され、前記収容器を環状に循環する環状搬送路を形成することを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項５記載の生体為害性測定システムにおいて、環状搬送路の一部が、前記細胞の培養液に浸漬されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の生体為害性測定システムにおいて、細胞搬送装置の細胞搬送速度及び照射装置による電磁波照射量を制御するコントロールユニットを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
この発明は、前記のようであって、請求項１に記載の発明によれば、細胞に電磁波を照射するための照射ユニットを有する照射装置と、前記照射装置から電磁波を照射される細胞を搬送する細胞搬送装置と、を備え、前記照射ユニットは、照射する電磁波の種類に応じて交換可能に構成されているので、放射線や電波、紫外線などの光線をはじめとする各種電磁波が生体に与える影響を、細胞レベルで簡便かつ統一的に評価することができる。しかも、一のシステムで各種電磁波の生体為害性を測定できるので、汎用性が高くかつ経済的である。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、照射ユニットにより照射される電磁波を外光による反射の影響から護ることができ、生体為害性の正確な測定が可能となる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、照射ユニットによる電磁波の照射ムラを防止でき、各細胞に均一に電磁波を照射することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、紫外線や赤外線などの光線、電波、及び放射線が生体に与える影響を細胞レベルで簡単に測定することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、細胞搬送装置を回転ローラ及び無端ベルトで簡単に構成することができる。また、細胞を収容した収容器を環状に循環する環状搬送路を形成することにより、電磁波を複数回にわたって細胞に照射することができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明によれば、電磁波の照射を受けない細胞が培養液に浸漬され、かかる細胞を安定的に生存させることができる。
【００２１】
請求項７に記載の発明によれば、細胞搬送装置による細胞搬送速度及び照射装置による電磁波照射量を、測定条件等に応じて適宜制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の一実施の形態に係る生体為害性測定システムの概略を一部透視的に示す斜視図である。
【図２】同上の生体為害性測定システムの概略を一部透視的に示す正面図である。
【図３】同上の照射装置の斜視図である。
【図４】同上の無端ベルト表面の構成を示す部分斜視図である。
【図５】同上のディッシュ内の構成を透視的に示す斜視図である。
【図６】同上の生体為害性測定システムが収容された炭酸ガス恒温器を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
電磁波が生体に与える影響を細胞レベルで評価する際には、次のような点に留意する必要がある。すなわち、評価結果はすべて安全側、すなわち消費者が不利益を被らないように徹底する必要がある。したがって、評価で問題となるＦａｌｓｅ  Ｎｅｇａｔｉｖｅ（偽陰性）は認められないことに留意すべきである。
【００２４】
また、薬剤などの化学物質が添加された細胞に対する電磁波の影響を測定する場合には、大量の化学物質についてできるだけ短時間で評価する必要がある。評価にかかる必要時間は経済性に大きな影響を及ぼすばかりでなく、実験方法を採用する企業の開発競争現場における新規製品開発リスクが大きくなってしまう可能性があるからである。
【００２５】
これらの点を解決する評価方法として、この発明の実施の形態に係る生体為害性測定システムは、細胞に電磁波を照射するため照射ユニットを有する照射装置と、電磁波が照射される細胞を搬送するための細胞搬送装置と、から主に構成され、照射ユニットを照射する電磁波の種類に応じて交換可能に構成したものである。
以下、図面を参照しながら、生体為害性測定システムの具体的な構成の一例について説明する。
【００２６】
＜システムの全体構成＞
図１は、この発明の実施の形態に係る生体為害性測定システム１の概略を示す斜視図、図２は、同正面図であり、図１，２において、生体為害性測定システム１は、細胞に電磁波を照射するための照射ユニット３を有する照射装置２と、この照射装置２からの電磁波が照射される細胞を搬送する細胞搬送装置４と、から主に構成されている。
【００２７】
照射装置２はさらに、図３に示すように、前記照射ユニット３により照射される電磁波を外光による反射の影響から護る防護手段としての防護フード６を有している。防護フード６は、上端部から下端部へ向かって末広がりの略テーパ状に形成され、その上面に照射ユニット３を挿入するためのユニット挿入口５が形成されている。照射装置２は、このユニット挿入口５に照射ユニット３が着脱可能に挿入固定されて一体的に構成され、細胞搬送装置４を収容する箱状の筐体９の上面に設置されている。防護フード６と接する筐体９の上面には、図示していないが、照射ユニット３による電磁波を通過させるために十分な大きさの開口が形成されている。
【００２８】
照射ユニット３は、細胞に照射する電磁波の種類や測定条件等に応じて交換可能となっており、任意の照射ユニットがユニット挿入口５に挿入固定される。照射ユニット３の種類としては、例えば（１）光線による生体為害性（光毒性）を評価する光線用ユニット、（２）電波による生体為害性を評価する電波用ユニット、（３）放射線による生体為害性を評価する放射線用ユニット、（４）紫外線などの特定波長の光線による生体為害性を評価する特定波長光線用ユニットなどが挙げられる。
【００２９】
また、それぞれのユニットの構成例としては、例えば（１）光線用ユニットの場合、底面に開口を有する鋼鉄製の筐体（この例では円筒状）内に、ソーラーシュミレータ及び電圧調節器を収容して構成することができる。
この他、（２）電波用ユニットの場合は、例えば電子レンジに搭載されているような小型の電波発生装置及び電圧調節・制御器、（３）放射線用ユニットの場合は歯科医院で用いられるような小型のレントゲン管などのレントゲン発生装置及び電圧調節・制御器、（４）特定波長光線用ユニットの場合は紫外線ランプや赤外線ランプ、及び電圧調節器を用いることができる。
【００３０】
なお、防護フード６の内側には、電磁波の実際の照射量を測定するセンサや、電磁波の照射ムラを防止して細胞への均一な照射を可能にする散乱コンデンサ（いずれも図示省略）などを、照射ユニット３の種類に応じて取り付けることも可能である。
【００３１】
細胞搬送装置４は、図１，２に示すように、一対の回転ローラ７，７と、この回転ローラ７，７に掛け回される無端ベルト８とから主に構成され、前記筐体９内に収容されている。
【００３２】
それぞれの回転ローラ７，７は、図示省略の駆動モータなど駆動源によって低速で同方向へ回転し、無端ベルト８を一定の方向（この例では矢印Ｓ方向）へ移動させる。また、無端ベルト８の表面には、図４に示すように、電磁波が照射される生体由来の細胞１１を収容した収容器としてのディッシュ１０が、ベルトの進行方向と直交する向きに複数個（この例では１列に８個）固定されている。
かかる構成により、ディッシュ１０に収容された細胞１１が照射装置２の下方を低速で循環する環状の細胞搬送路が形成される。また、筐体９の底部には、あらかじめ液体状の細胞培養液が一定量貯留されており（培養液の液面を破線で示している）、細胞搬送路における電磁波の非照射部分、すなわちベルト８の下回り部側がこの培養液に浸漬されている。このとき、ベルト８の下回り部側は筐体９の底部から一定程度離間しているのが望ましい。
【００３３】
なお、ディッシュ１０に収容される細胞１１は、必ずしも常時培養液に浸っている必要はなく、そのままの状態でディッシュ１０の底面に固着されているのが望ましい。この場合には、培養液による電磁波の減衰などの影響を受けることなく、粘膜表面や皮膚表面に与える影響を実際の環境に近い状態で測定することができる。
また、測定の途中でネクローシスやアポトーシスにより死滅した細胞は、ディッシュ１０の底面から剥がれ易くなるが、これらの細胞はベルト８の下回り部側において培養液中に落下するため、生存してディッシュ１０の底面に残存する細胞のみが次の照射に供される。
【００３４】
一方、接着性が不良な細胞１１においては、容易にディッシュ１０の底面から剥離してしまうおそれもあるため、図５に示すように、ゲル状の培養液１２に固着させるようにしてもよい。例えば、細胞分裂のＭ期にあたる細胞を対象にするような実験系では、細胞が球形となってディッシュ底面から剥がれ易くなるため、かかるゲル状の培養液１２を用いるのが望ましい。
【００３５】
なお、上記構成に係る生体為害性システム１は、図６に示すように、測定条件として好適な温度に設定された炭酸ガス恒温器１３に収容されているのが望ましい。また、この場合には、炭酸ガス恒温器１３にコントロールユニット１４を設け、外部からこのユニット１４を介して、回転ローラ７，７の回転速度や照射ユニット３の電磁波照射量、恒温器内の温度などを調整できる構成としてもよい。
【００３６】
＜システムの動作例＞
次に、上記構成に係る生体為害性測定システム１の動作例について説明する。
まず、生体為害性の測定対象となる電磁波に応じた照射ユニット３を選択し、防護フード６のユニット挿入口５に挿入して固定する。次に、細胞搬送装置４の無端ベルト８上の各ディッシュ１０に細胞が収容されていることを確認し、コントロールユニット１４を操作して回転ローラ７，７を始動するとともに、照射ユニット３による電磁波の照射を開始する。
【００３７】
これにより、無端ベルト８の上面側に固定されている各ディッシュ１０内の細胞１１に電磁波が照射される。このとき、各細胞に電磁波が十分に照射されるように、回転ローラ７，７の回転速度をできるだけ低速とするのが望ましい。
【００３８】
このように、電磁波の照射を受けたディッシュ１０内の細胞１１は、無端ベルト８の移動に伴って電磁波の非照射部分（ベルト下回り部側）へ移動するとともに、筐体９の底部に貯留する培養液に浸漬される。非照射部分においては、各ディッシュ１０内の細胞１１は電磁波の照射を受けないが、その間はこのように培養液に浸漬されることで安定保存される。
【００３９】
以下、上記の照射−浸漬のサイクルを所定の回数だけ繰り返した後、回転ローラ７，７を停止して、各ディッシュ１０を取り出す。各ディッシュ１０に収容された細胞１１への生体為害性の測定方法としては、例えば吸光光度計を用いる方法のほか、屋外や作業現場などでは、概ねの結果が判断できる色見本を用いてもよい。
【００４０】
このように、所定の方法で生体為害性の測定を行った後、測定を終えた電磁波の照射ユニット３を照射装置２から取り外し、次に測定対象とする照射ユニット３を照射装置２に取り付けて、同様の測定を行う。
【００４１】
このように、本発明に係る生体為害性測定システム１によれば、放射線や電波、紫外線などの光線をはじめとする各種電磁波が生体に与える影響を、細胞レベルで簡便かつ統一的に評価することができる。
【００４２】
特に、照射ユニット３を電磁波の種類に応じて交換可能とすることにより、一のシステムで複数の電磁波の生体為害性を測定でき、経済的かつ汎用性の高いシステムを提供することができるばかりでなく、その時々で社会性が大きく解決が急がれる課題に対する評価結果を、迅速に社会に還元することができる。
【００４３】
＜応用例＞
上記の実施例では、細胞に電磁波を直接照射してその影響を測定する例を説明したが、この他に、細胞にあらかじめ薬剤などの化学物質を添加した上で電磁波を照射することにより、かかる化学物質と電磁波の複合的な影響を測定することもできる。
【００４４】
例えば、医療分野において、癌細胞に対する放射線の殺細胞効果が十分に得られない場合、薬剤を併用することが想定される。このとき、濃度や種類を変化させたいくつかの薬剤を癌細胞に添加し、これらに放射線を照射して殺細胞効果を測定することにより、最適な治療効果が得られる薬剤を効率よくスクリーニングすることができる。
【００４５】
さらに、癌細胞による血管新生や栄養・酸素供給のブロックを防止する薬剤、癌細胞の転移を防止する薬剤などの効率的なスクリーニングも可能である。また、神経細胞などに応用することも考えられる。
【００４６】
なお、ここで説明した実施の形態はあくまでも好ましい一例を示すものであり、この発明は特許請求の範囲内で適宜変更が可能であることは云うまでもない。例えば、細胞への電磁波の照射と培養液への浸漬のサイクルは必ずしも複数回である必要はなく、１サイクルであってもよい。また、照射ユニット３は円筒状に限られるものではなく、照射する電磁波の種類に応じた形状に適宜変更できることは勿論である。
【符号の説明】
【００４７】
１  生体為害性測定システム
２  照射装置
３  照射ユニット
４  細胞搬送装置
５  ユニット挿入口
６  防護フード（防護手段）
７  回転ローラ
８  無端ベルト
９  筐体
１０  ディッシュ（収容器）
１１  細胞
１２  ゲル状培養液
１３  炭酸ガス恒温器
１４  コントロールユニット
【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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