JP2012200225A - 細胞電位測定容器遠心分離補助具及び遠心分離方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明は、容器胴体部と電極基板の間から培養液等が漏れ出すことなく、細胞電位測定容器を遠心分離することができる遠心分離補助具および遠心分離方法を提供することを課題とする。
【解決手段】
本発明の遠心分離補助具２は、容器胴体部１１と電極基板１２とを備える細胞電位測定容器１を遠心分離する際に用いられる遠心分離補助具であって、上記遠心分離補助具２は、遠心分離機のバケットと略同じ形状の底面２１と、上記底面２１の上部に設けられた上記細胞電位測定容器１の電極基板１２と略同じ形状の凸部２２とを備え、上記細胞電位測定容器１の遠心分離時には、上記遠心分離補助具２の上に上記細胞電位測定容器１を載せた状態で上記凸部２２により上記細胞電位測定容器１の電極基板１２の底面が支持されることを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、電位測定装置に搭載して細胞の電位を測定するための細胞電位測定容器の遠心分離補助具及びその遠心分離方法に関する。

現代の新規薬物開発においては、薬物が引き起こす毒性について早期に見極めを行うことが求められている。この毒性の一種として、重篤な不整脈を引き起こしうる薬物誘発生（後天性）ＱＴ延長症候群が知られている。

薬物誘発生ＱＴ延長症候群は、薬物の投与後に心電図上でのＱＴ間隔の延長がおこり、TdP（Torsades de pointes、トルサード・ド・ポアンツ＝非持続性多形性心室頻脈）から、しばしば心室細動が起こり、失神、突然死をきたす重篤な疾患である。実際、1980年以降に米国市場で販売中止となった25品目の薬物のうち、5品目は薬物誘発生ＱＴ延長症候群を引き起こす疑いが認められた。

このため、薬物が引き起こす毒性を見極めるために、薬物を投与した培養液中の細胞の電位の変化から、薬物がイオンチャネルの活動に与える影響を観察する測定方法が開示されている（非特許文献１）。このような測定方法により、さらに効率よく測定するための細胞電位測定容器が開示されており（特許文献１）、この細胞電位測定容器は、培養液と共に細胞を収容する複数のウェルを備え、かつ、各ウェルの底面には、測定電極及び参照電極が配設されている。細胞の電位の測定は、この細胞電位測定容器を電位測定装置に搭載して行われる。

しかしながら、上述の細胞電位測定容器は、電極を配設する必要があり、容器とは別体に電極を配設した基板を設けるものであるため、細胞電位測定容器を遠心分離機で遠心分離する際には、基板の中央部が撓むことで、容器と基板の間に隙間が生じ、培養液が漏れてしまう等の不具合があった。

URL:http://www.brck.co.jp/MCS/qtscreencataloguejp1.pdf

国際公開ＷＯ２０１１／０１０７２１号公報

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、容器胴体部と電極基板の間から培養液等が漏れ出すことなく、細胞電位測定容器を遠心分離することができる遠心分離補助具および遠心分離方法を提供することを課題とする。

かかる課題を解決するために、本発明者らが鋭意検討した結果、細胞電位測定容器の遠心分離の際に、遠心分離補助具を用いて電極基板を支持することで、培養液等の漏出を抑える方法を発見し、本発明に至った。

本発明の遠心分離補助具は、上端及び下端が開口した複数の筒状体を備える容器胴体部と、基板本体と前記基板本体に配設された複数の電極とを備える電極基板とを備え、上記容器胴体部の下端に上記電極基板を接合して複数のウェルを形成してなり、電位測定装置に搭載して細胞の電位を測定するための細胞電位測定容器を遠心分離する際に用いられる遠心分離補助具であって、上記遠心分離補助具は、遠心分離機のバケットと略同じ形状の底面と、上記底面の上部に設けられた上記細胞電位測定容器の電極基板と略同じ形状の凸部とを備え、上記細胞電位測定容器の遠心分離時には、上記遠心分離補助具の上に上記細胞電位測定容器を載せた状態で上記遠心分離補助具の凸部により上記細胞電位測定容器の電極基板の底面が支持されることを特徴とする。

また、本発明の遠心分離方法は、上端及び下端が開口した複数の筒状体を備える容器胴体部と、基板本体と上記基板本体に配設された複数の電極とを備える電極基板とを備え、上記容器胴体部の下端に前記電極基板を接合して複数のウェルを形成してなり、電位測定装置に搭載して細胞の電位を測定するための細胞電位測定容器の遠心分離方法であって、遠心分離機のバケットに、上記遠心分離機のバケットと略同じ形状の底面と、上記底面の上部に設けられた上記細胞電位測定容器の電極基板と略同じ形状の凸部とを備える遠心分離補助具を、上記底面を下に向けるように置く工程、上記遠心分離補助具の上に、上記細胞電位測定容器の電極基板の底面と上記遠心分離補助具の凸部が接するように置く工程、および上記遠心分離機により上記細胞電位測定容器を遠心する工程を含むことを特徴とする。

本発明の遠心分離方法を用いることで又は本発明の遠心分離補助具を用いて遠心分離を行うことで、容器胴体部と電極基板の間から培養液等が漏れ出すことなく、細胞電位測定容器を遠心分離することができる。

本発明における細胞電位測定容器の分解斜視図である。 本発明の遠心分離補助具の斜視図である。 本発明の遠心分離補助具を細胞電位測定容器に取り付ける際の分解斜視図である。 本発明の遠心分離補助具を細胞電位測定容器に取り付けた際の斜視図である。 本発明の遠心分離補助具を細胞電位測定容器に取り付けた際の断面図（図４におけるＸ−Ｘ’の断面）である。

本発明に基づいた実施の形態について、以下、図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態は本発明の一実施態様にすぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で実施態様を変更できるものである。なお、本発明において、遠心分離機とは、一般的に細胞培養等の分野でよく用いられる、内部にバケットを有するバケット型の遠心分離機を示し、当該遠心分離機のバケットに細胞培養容器等を載せて遠心分離するものである。

図１に示されるように、本発明において細胞電位測定容器１は、主として容器胴体部１１、電極基板１２および両面テープ１３により構成される。樹脂製の容器胴体部１１は、上端及び下端が開口した複数の円筒形の筒状体１１１を備える。各筒状体１１１は、ウェル１４（ウェル１４は図５に示す空間を表す）の側壁を構築する。容器胴体部１１の上端が開口しているのは、測定時における細胞や培養液を収容するためであり、下端が開口しているのは、後述する電極基板２を底面とするためである。尚、筒状体１１１の形状は、本発明においては特に限定されるものではないが、製造が容易である観点から、円筒形であることが望ましい。

本発明において細胞電位測定容器１は、使い捨てのものであるため、製品を安価とすべく、少なくとも容器胴体部１１は全て樹脂製であることが望ましい。樹脂は、容器胴体部１１が成形可能であり、電気絶縁性であれば、特に限定されるものではない。樹脂の具体例を挙げるとするならば、例えば、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエステル及びポリカーボネート等が挙げられる。特に、材料費が安価であり、かつ透明性が高く、見た目がよい観点から、樹脂はポリスチレンが好ましい。また、容器胴体部１１の製造方法は、製造が容易であれば必ずしも限定されるものではないが、容器胴体部の構造が複雑であることを考慮すると、通常は射出成形で製造するのが望ましい。

一方で、電極基板１２は、ウェル１４の底面を構築する。電極基板１２は、電気絶縁性の材料からなる基板本体１２１を備え、当該電極基板１２１上に複数の測定電極１２２及び参照電極１２３が配設される。複数の測定電極１２２及び参照電極１２３は、少なくとも銅を含む。図１における電極基板１２における測定電極１２２は、Ｃ字型の参照電極１２３の略中心に配設されている。そして、全ての測定電極１２２及び参照電極１２３はそれぞれ独立したリード線１２４により電極基板の一辺に一列に並んだコネクタ１２５までリード（ｌｅａｄ）される。参照電極１２３の形状がＣ字型であるのは、測定電極１２２をコネクタ１２５までリード（ｌｅａｄ）するために、リード線１２４を配設するためのスペースを確保するためでもある。コネクタ１２５は、図示しないが、電極基板１２の裏面（測定電極１２２及び参照電極１２３が配設されていない面）にも配設される。そして、専用の電位測定装置（図示せず）に本発明の細胞電位測定容器を載置した際に、電極基板１２の裏面におけるコネクタ１２５は、当該専用の電位測定装置と電気的に接続され、細胞の電位の測定を可能とする。

基板本体１２１は、いわゆる電気絶縁性の材料からなり、その材料は、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエステル、フッ素樹脂、ポリカーボネート、アクリル樹脂、紙フェノール、紙エポキシ、ガラスエポキシ等を含むガラスコンポジット及びアルミナ等が挙げられるが、測定電極１２２及び参照電極１２３の構築が容易である電気的特性導電性が高く、機械的強度があり、コストが安価である観点から、一般的にはガラスエポキシが選定されることが多い。但し、本発明は、これら基板本体１２１の材料に限定されるものではない。

測定電極１２２は、細胞が接触して、細胞のイオンチャネルの活動を電位として測定する電極であり、参照電極１２３は、測定時に用いる液体（通常は培養液）と接触していわゆる基準となる電位を測定する電極である。測定電極１２２及び参照電極１２３は、電極基板１２が容器胴体部１１と接合してウェル１４を形成した際に、各ウェル１４の底面においてそれぞれ１つずつ存在するような位置に配設される。勿論、各ウェル１４の底面においても測定電極１２２及び参照電極１２３は電気的に接続されるものではない。測定電極１２２及び参照電極１２３のメッキに使用される材料は、例えば、金、銀、炭素、白金、酸化ルテニウム及びパラジウム等が挙げられる。これらの材料は、基板本体上に形成した銅配線にメッキされる。

容器胴体部１１及び電極基板１２の接合は、両面テープ１３により行われる。接合は、少なくとも容器胴体部１１の筒状体１１１の下端においては両面テープ１３が存在しないように接合する。つまり、両面テープ１３を容器胴体部の接合しろの形状にあわせて形は調整される。これにより、電極基板１２は、ウェル１４の底面として露呈される。尚、両面テープ１３の種類に関しては、容器胴体部と電極基板との接合強度が十分であり、かつ電気絶縁性、耐水性（撥水性）及び耐薬品性を有するものであれば特に限定されるものではない。例えば、ニチバン両面テープ（ニチバン社製）、構造用接合テープ（住友スリーエム社製）の両面テープが好適に使用できる。また、接合は、両面テープ１３の片面を容器胴体部の接合しろと接合した後、両面テープ１３のもう片面を電極基板１２に接合してもよいし、又はその逆であってもよい。さらに、接合を正確に行うために、例えば、位置決めをする孔を、容器胴体部、電極基板及び両面テープにそれぞれ設けておくことが望ましいが、本発明は、位置決めをする孔の有無に必ずしも限定されるものではない。

本発明における細胞電位測定容器１は、各ウェル１４において複数の新規薬物候補の化合物に対する細胞の電位変化を測定するシステムのために用いる使い捨ての一部品である。本発明の細胞電位測定容器は、専用の電位測定装置（図示せず）に搭載して用いられる。その構成は、複数のウェル１４を有する。この複数のウェル１４は、上記のように容器胴体部１の下端に電極基板２を接合することにより形成される。形成されたウェル１４は測定時に用いる媒体（通常は培養液）を収容することができる程度に液密である。そして、各ウェル１４の底面にはそれぞれ測定電極２２及び参照電極２３が配設されている。これにより、各ウェル１４において細胞の電位を測定することができる。尚、ここで、「細胞」とは、一の細胞のみではなく、複数の細胞が凝集した細胞塊（スフェロイド）を含むものとする。

上記電位測定の際に各ウェル１４の底面に培養液が達していないと、正確に電位を測定できない（例えばウェル１４の底面と培養液との間に空気が存在する等の場合などが挙げられる）ため、ウェル１４の底面に培養液が達する様に、遠心分離機にかける操作が行われる。

以下、図２を参照して、本発明の遠心分離補助具２を説明する。本発明の遠心分離補助具２は、底面２１と凸部２２を備える。本発明の遠心分離補助具２の材料としては、バケットに搭載可能であり、凸部２２で細胞電位測定容器１を保持するものであれば、特に限定はされないが、例えば、ポリプロピレン、ポリアセタール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリテトラフルオロエチレン等の樹脂材料、ステンレス鋼、アルミニウム合金等の金属材料、さらにシリコーンゴムなどの弾性材料などが挙げられる。また、製造方法についても、特に限定するものではないが、底面２１と凸部２２を一体に成形する方法や、底面２１と凸部２２を別体に成形し接着する方法が好ましい。

底面２１は、底面２１を下に向けた状態で遠心分離機（図示せず）の内部にあるバケットに上から載せて使用するため、バケットに対応する形状であればよく、例えば、従来ある四角型や丸形のバケットに対応するように、四角型や円形の形状などが考えられる。また、底面２１はバケットと略同形状とすることで、バケットに遠心分離補助具２を載せた際にバケットと遠心分離補助具２に生じる隙間が少ないため、操作性に優れる。本実施形態では、図２に示すように、四角型のバケットと略同形状の四角型の底面２１を備えている。

また、凸部２２は、底面２１の上部に設けられる。凸部２２は、図３に示すように上から前述の細胞電位測定容器１を載せて使用するため、細胞電位測定容器１の電極基板１２の基板本体１２１の底面に対応する形状であればよく、例えば、四角型の形状などが考えられる。また、凸部２２は基板本体１２１の底面と略同形状とすることで、遠心分離補助具２に細胞電位測定容器１を載せた際に遠心分離補助具２と細胞電位測定容器１に生じる隙間が少ないため、より多くの面で細胞電位測定容器１の基板本体１２１の底面を支持することが可能となり、遠心分離時に安定して基板本体１２１を保持することが可能となる。本実施形態では、図２に示すように、図１の基板本体１２１と略同形状の四角型の凸部２２を備えている。凸部２２の上方向への突出長さ（高さ）は、細胞電位測定容器１を保持できれば、特に限定されるものではないが、例えば、細胞電位測定容器１の容器胴体部１１の下端と基板本体１２１の底面との高さ（図４の基板高さｈ）よりも大きいものが考えられ、具体的には３〜５ｍｍである。このような高さに凸部２２を設けることで、遠心分離時にも細胞電位測定容器１の電極基板１２の基板本体１２１を下から保持するため、下方向からの力が基板本体１２１にかかり、基板本体１２１が撓むことを防止することができる。

以下、図３〜５を用いて、本実施形態にかかる遠心分離方法を説明する。本実施形態にかかる遠心分離方法は、次の３つのステップに大別される。
（１）遠心分離機のバケットに遠心分離補助具２を載せる第一工程。
（２）遠心分離補助具２に細胞電位測定容器１を載せる第二工程。
（３）遠心分離機により細胞電位測定容器１を遠心分離する第三工程。

第一工程においては、遠心分離機のバケットに遠心分離補助具２の底面を下に向ける形で載せる。この際、遠心分離補助具２の底面２１はバケットと略同形状に設けられているため、バケットと底面２１には余分な隙間が少なく配置することが可能となる。

続く第二工程においては、図３の分解斜視図で示すように、上方から蓋体３、細胞電位測定容器１、遠心分離補助具２の順に、細胞電位測定容器１の基板本体１２１の底面が下となるように配置する。蓋体３は、遠心分離の際に細胞電位測定容器１に異物が入らないように、容器胴体部１１を覆う形状に設けられている。細胞電位測定容器１を遠心分離補助具２の凸部に載せる際には、遠心分離補助具２の凸部２２は基板本体１２１の底面と略同形状に設けられているため、基板本体１２１の底面と凸部２２には余分な隙間が少なく配置することが可能となる。細胞電位測定容器１を遠心分離補助具２の凸部に載せた状態は図４に示す通りであり、その断面図は図５に示す通りとなる。

なお、上記第一工程と第二工程は順番が前後しても良い。すなわち、第三工程の前に、遠心分離機の中に、下からバケット、遠心補助具２、細胞電位測定容器１の順に配置されれば、載せる順番は問わない。

さらに、第三工程においては、遠心分離機の蓋を閉じ、上記の様に内部に配置された細胞電位測定容器１を遠心分離する工程である。

上記工程を経た後、遠心分離機より細胞電位測定容器１を取り出すことで、細胞測定容器１のウェル１４の底面に培養液が達するため、細胞電位測定容器１を電位測定装置に搭載して細胞の電位が測定可能となる。

本発明は、容器胴体部と電極基板の間から培養液等が漏れ出すことなく、細胞電位測定容器を遠心分離することができるため、迅速な薬物のスクリーニングを実現し、新薬開発の一助となるであろう。

１ 細胞電位測定容器
１１ 容器胴体部
１１１ 筒状体
１２ 電極基板
１２１ 基板本体
１２２ 測定電極
１２３ 参照電極
１２４ リード線
１２５ コネクタ
１３ 両面テープ
１４ ウェル
２ 遠心分離補助具
２１ 底面
２２ 凸部
３ 蓋体

Claims (2)

1. 上端及び下端が開口した複数の筒状体を備える容器胴体部と、
   基板本体と前記基板本体に配設された複数の電極とを備える電極基板と
   を備え、前記容器胴体部の下端に前記電極基板を接合して複数のウェルを形成してなり、電位測定装置に搭載して細胞の電位を測定するための細胞電位測定容器
   を遠心分離する際に用いられる遠心分離補助具であって、
   前記遠心分離補助具は、遠心分離機のバケットと略同じ形状の底面と、前記底面の上部に設けられた前記細胞電位測定容器の電極基板と略同じ形状の凸部とを備え、
   前記細胞電位測定容器の遠心分離時には、前記遠心分離補助具の上に前記細胞電位測定容器を載せた状態で前記補助具の凸部により前記細胞電位測定容器の電極基板の底面が支持される
   ことを特徴とする細胞電位測定容器遠心分離補助具。
2. 上端及び下端が開口した複数の筒状体を備える容器胴体部と、
   基板本体と前記基板本体に配設された複数の電極とを備える電極基板と
   を備え、前記容器胴体部の下端に前記電極基板を接合して複数のウェルを形成してなり、電位測定装置に搭載して細胞の電位を測定するための細胞電位測定容器
   の遠心分離方法であって、
   遠心分離機のバケットに、遠心分離機のバケットと略同じ形状の底面と、前記底面の上部に設けられた前記細胞電位測定容器の電極基板と略同じ形状の凸部とを備える遠心分離補助具を、前記底面を下に向けるように置く工程、
   前記遠心分離補助具の上に、前記細胞電位測定容器の電極基板の底面と前記遠心分離補助具の凸部とが接するように置く工程、
   および前記遠心分離機により前記細胞電位測定容器を遠心分離する工程を含む
   ことを特徴とする細胞電位測定容器の遠心分離方法。

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