(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023024586
(43)【公開日】2023-02-16
(54)【発明の名称】細胞培養チップ
(51)【国際特許分類】
C12M 1/00 20060101AFI20230209BHJP
【ＦＩ】
C12M1/00 C
【審査請求】有
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022203031
(22)【出願日】2022-12-20
(62)【分割の表示】P 2019030374の分割
【原出願日】2019-02-22
(71)【出願人】
【識別番号】000102212
【氏名又は名称】ウシオ電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000729
【氏名又は名称】弁理士法人ユニアス国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】廣瀬 賢一
(72)【発明者】
【氏名】小柳 博
(57)【要約】
【課題】複数の培養空間を実装しながらも、反りが少なく、場所に応じた培養空間の高さ位置の変化を従来よりも抑制した細胞培養チップを実現する。
【解決手段】細胞培養チップは、底部基板と基体部とを含む。基体部は、第一面及び第二面と、培養空間形成用の複数の第一部分と、第一部分が形成されていない領域内において、基体部を貫通する空隙とを含む。第一部分は、第一面側に形成された凹部領域と、凹部領域内の複数の箇所から基体部を貫通して形成された複数の開口溝とを含む。空隙は、第一面に平行な方向に係る端部の少なくとも一部が、基体部の外縁部よりも内側に位置している。底部基板と基体部の第一面とが貼り合わされて、凹部領域が底部基板と基体部とで挟まれた培養空間を形成する。
【選択図】 図１
【解決手段】細胞培養チップは、底部基板と基体部とを含む。基体部は、第一面及び第二面と、培養空間形成用の複数の第一部分と、第一部分が形成されていない領域内において、基体部を貫通する空隙とを含む。第一部分は、第一面側に形成された凹部領域と、凹部領域内の複数の箇所から基体部を貫通して形成された複数の開口溝とを含む。空隙は、第一面に平行な方向に係る端部の少なくとも一部が、基体部の外縁部よりも内側に位置している。底部基板と基体部の第一面とが貼り合わされて、凹部領域が底部基板と基体部とで挟まれた培養空間を形成する。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
底部基板と、前記底部基板上に貼り合わされてなる基体部とを含む細胞培養チップであって、
前記基体部は、
矩形の枠体形状を呈し、向かい合う第一側部及び向かい合う第二側部を含んでなる外縁部と、
第一面、及び前記第一面に対向する第二面とを含む板形状を呈し、前記外縁部に囲まれた内側において、前記外縁部に対して離間を有した状態で前記第一面に平行な方向に分散して複数箇所に配置された、複数のアイランド部と、
前記複数のアイランド部のそれぞれに形成された、培養空間形成用の第一部分と、
隣接する前記複数のアイランド部に挟まれた領域、及び前記アイランド部と前記外縁部とに挟まれた領域に形成され、前記第一面から前記基体部を貫通して前記第二面に達する空隙とを含み、
前記第一部分は、
前記第一面側において前記第一面に平行な方向に延伸するように形成された凹部領域と、
前記凹部領域内の複数の箇所から前記基体部を貫通して前記第二面に達するように形成された複数の開口溝とを含み、
前記空隙は、前記第一面に平行な方向に係る端部の少なくとも一部が、前記基体部の前記外縁部よりも内側に位置しており、
前記底部基板と前記基体部の前記第一面とが貼り合わされて、前記凹部領域が前記底部基板と前記基体部とで挟まれた培養空間を形成することを特徴とする、細胞培養チップ。
前記基体部は、
矩形の枠体形状を呈し、向かい合う第一側部及び向かい合う第二側部を含んでなる外縁部と、
第一面、及び前記第一面に対向する第二面とを含む板形状を呈し、前記外縁部に囲まれた内側において、前記外縁部に対して離間を有した状態で前記第一面に平行な方向に分散して複数箇所に配置された、複数のアイランド部と、
前記複数のアイランド部のそれぞれに形成された、培養空間形成用の第一部分と、
隣接する前記複数のアイランド部に挟まれた領域、及び前記アイランド部と前記外縁部とに挟まれた領域に形成され、前記第一面から前記基体部を貫通して前記第二面に達する空隙とを含み、
前記第一部分は、
前記第一面側において前記第一面に平行な方向に延伸するように形成された凹部領域と、
前記凹部領域内の複数の箇所から前記基体部を貫通して前記第二面に達するように形成された複数の開口溝とを含み、
前記空隙は、前記第一面に平行な方向に係る端部の少なくとも一部が、前記基体部の前記外縁部よりも内側に位置しており、
前記底部基板と前記基体部の前記第一面とが貼り合わされて、前記凹部領域が前記底部基板と前記基体部とで挟まれた培養空間を形成することを特徴とする、細胞培養チップ。
【請求項2】
前記基体部は、向かい合う前記第一側部同士を前記第二側部に平行な第二方向に延伸して連結する連結部を有し、
前記アイランド部は、前記連結部の一部分に連結された状態で前記連結部と前記外縁部との間の複数の位置に分散して配置され、
前記空隙は、前記アイランド部の外側の位置において、前記外縁部と前記連結部とで挟まれた領域内に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の細胞培養チップ。
前記アイランド部は、前記連結部の一部分に連結された状態で前記連結部と前記外縁部との間の複数の位置に分散して配置され、
前記空隙は、前記アイランド部の外側の位置において、前記外縁部と前記連結部とで挟まれた領域内に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の細胞培養チップ。
【請求項3】
前記基体部は、前記第一側部に平行な第一方向に離間して形成された、複数の前記連結部を有し、
前記アイランド部は、前記第一方向に隣接する前記連結部同士に挟まれた位置に形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の細胞培養チップ。
前記アイランド部は、前記第一方向に隣接する前記連結部同士に挟まれた位置に形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の細胞培養チップ。
【請求項4】
前記アイランド部に形成された前記第一部分が備える前記複数の開口溝は、第一開口溝と、前記第一開口溝に対して前記第二方向に離間した位置に形成された第二開口溝とを含んで構成され、
前記アイランド部に形成された前記第一部分が備える前記凹部領域は、前記第一開口溝と前記第二開口溝とを連絡するように、前記第二方向に延伸して形成されていることを特徴とする、請求項２又は３に記載の細胞培養チップ。
前記アイランド部に形成された前記第一部分が備える前記凹部領域は、前記第一開口溝と前記第二開口溝とを連絡するように、前記第二方向に延伸して形成されていることを特徴とする、請求項２又は３に記載の細胞培養チップ。
【請求項5】
複数の前記第一部分のそれぞれに設けられた前記複数の開口溝は、第一開口溝と、前記第一開口溝に対して前記第二側部に平行な第二方向に離間した位置に配置され前記凹部領域を介して連絡された第二開口溝とを有し、
一以上の前記第一部分には、前記第一開口溝及び前記第二開口溝のうちの一方が複数形成されていることを特徴とする、請求項１～３のいずれか１項に記載の細胞培養チップ。
一以上の前記第一部分には、前記第一開口溝及び前記第二開口溝のうちの一方が複数形成されていることを特徴とする、請求項１～３のいずれか１項に記載の細胞培養チップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、細胞培養チップに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、細胞及び組織培養は、寒天又は培地とした培養ディッシュやプレートを使用して行われてきた。これら培養ディッシュやプレートを用いた細胞及び組織の培養は、２次元（平面）の環境で行われるものであるため、細胞外微小環境を再現することができない。そこで、近年、従来法では困難であった、３次元（立体）の細胞培養・実験環境を作製することができるマイクロ流路を有する細胞培養チップ（「バイオチップ」、「マイクロチップ」とも称される）が提案されている。
【0003】
例えば、下記特許文献１には、細胞培養チップに利用可能な樹脂構造体が開示されている。
【0004】
図２３は、特許文献１に開示されている樹脂構造体（以下、「細胞培養チップ」と記載する。）を模式的に示す断面図である。細胞培養チップ１００は、第一基板１１０と、第二基板１２０とを有し、これら２つの基板が貼り合わされることで形成されている。第一基板１１０及び第二基板１２０は、いずれもポリメチルメタクリレート（アクリル樹脂）からなる。図２４は、２つの基板（１１０，１２０）が貼り合わされる前の状態を模式的に示した図面である。
【0005】
第一基板１１０は平板状に形成されている。第二基板１２０は、細胞を培養する空間を構成するための凹部１２３と、及び培養液の流路を構成するための開口部（１２１，１２２）とが形成されている。より詳細には、凹部１２３は、第二基板１２０の面１２０ａ側に形成されている。また、開口部１２１及び開口部１２２は、それぞれ第二基板１２０の面１２０ｂ側に一方の端部が露出し、第二基板１２０を貫通して凹部１２３に達するように形成されている。
【0006】
貼り合わせ時には、まず、第一基板１１０の一方の面１１０ａ上に、回転塗布法（スピンコート法）によって高分子材料からなる薄膜１０１が塗布される。その後、第二基板の面１２０ａが、薄膜１０１が塗布されている第一基板１１０の面１１０ａに対して、加熱環境下で押圧される。薄膜１０１は、第一基板１１０と第二基板１２０とを接着する接着材として機能する。
【0007】
第一基板１１０と第二基板１２０とが貼り合わせられることで、凹部１２３は基板（１１０，１２０）で挟まれた空間（培養空間）を形成する。すなわち、開口部（１２１，１２２）と凹部１２３とで流路（マイクロ流路）が形成される。各開口部（１２１，１２２）の一方から培養液が流入されることで、前記培養空間内で細胞の培養が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開２００１－３８８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
培養条件を種々変えながら細胞を培養して、細胞の状況を検証することが行われる場合がある。従来は、培養条件毎に異なる細胞培養チップが用いられていた。近年、複数の検体の同時測定や、測定法が相違する多数の測定といった、多彩な測定に対応することができる細胞培養チップが検討されている。多くのマイクロ流路を１枚の細胞培養チップに形成する観点から、１枚の細胞培養チップは、従来よりも大型化する。従来の細胞培養チップは、縦横が２５ｍｍ×７５ｍｍ程度の大きさであった。これに対し、このような大型の細胞培養チップは、例えば、縦横が８５ｍｍ×１２８ｍｍ程度とされ、このマイクロチップを構成する２枚の基板の厚みは、各々、例えば、数ｍｍ以上となる。
【0010】
上述したように、貼り合わせる対象となる２枚の基板（１１０，１２０）のうち、一方の第二基板１２０には、流路を形成するための凹部１２３を形成する必要がある。このような凹部１２３や開口部（１２１，１２２）を有した第二基板１２０は、射出成形によって作製することができる。
【0011】
しかし、上述した大型の第二基板１２０を射出成形で作製した場合には、成形後の第二基板１２０に反りが生じやすい。また、凹部１２３や開口部（１２１，１２２）が施された形状の第二基板１２０を射出成形によって作製するため、樹脂を流し込む際には、凹部１２３や開口部（１２１，１２２）の形成領域には樹脂が流入しないよう、金型同士が押し当てられている。このため、金型を避けて回り込んだ樹脂同士がわずかに冷却された後に再会合する部分において、ウェルドラインと呼ばれる筋状の模様が形成されてしまうこともある。このような理由により、第二基板１２０の面にはうねりと呼ばれる大きな凹凸が生じる場合がある。
【0012】
このように反りやうねりが生じた状態の第二基板１２０を第一基板１１０と貼り合わせると、場所によって貼り合わせ不良が生じたり、気泡が入り込む可能性がある。また、場所によってマイクロ流路の高さ（図２３における凹部１２３の、紙面上の上下方向の長さ）が変化するおそれがある。このような状態は、細胞を培養する場合において、培養空間毎に異なる培養条件となるなど、マイクロ流路に流通させる検体の流速や反応速度が所期の設計値からずれてしまうために好ましくない。
【0013】
更に、第二基板１２０が全体的に反りを有した状態で、第一基板１１０と貼り合わせると、マイクロ流路の高さの位置が、場所によって異なることが生じ得る。１枚の細胞培養チップに実装された複数のマイクロ流路内（培養空間内）で細胞を培養する場合、各培養空間で培養されている細胞の状況を連続的に観察（撮影）することが行われる。このとき、流路の底面の高さ位置が場所によって異なっていると、細胞培養チップの全体を撮影する場合に、各培養空間毎に焦点を合わせる必要が生じ、作業が煩雑となる。
【0014】
本発明は、上記の課題に鑑み、複数の培養空間を実装した細胞培養チップであって、反りが少なく、場所に応じた培養空間の高さ位置の変化を従来よりも抑制した、細胞培養チップを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0015】
本発明に係る細胞培養チップは、底部基板と、前記底部基板上に貼り合わされてなる基体部とを含む。
【0016】
前記基体部は、
第一面、及び前記第一面に対向する第二面と、
前記第一面に平行な方向に分散して複数箇所に配置された、培養空間形成用の複数の第一部分と、
前記第一部分が形成されていない領域内において、前記第一面から前記基体部を貫通して前記第二面に達する空隙とを含む。
第一面、及び前記第一面に対向する第二面と、
前記第一面に平行な方向に分散して複数箇所に配置された、培養空間形成用の複数の第一部分と、
前記第一部分が形成されていない領域内において、前記第一面から前記基体部を貫通して前記第二面に達する空隙とを含む。
【0017】
前記第一部分は、
前記第一面側において前記第一面に平行な方向に延伸するように形成された凹部領域と、
前記凹部領域内の複数の箇所から前記基体部を貫通して前記第二面に達するように形成された複数の開口溝とを含む。
前記第一面側において前記第一面に平行な方向に延伸するように形成された凹部領域と、
前記凹部領域内の複数の箇所から前記基体部を貫通して前記第二面に達するように形成された複数の開口溝とを含む。
【0018】
前記空隙は、前記第一面に平行な方向に係る端部の少なくとも一部が、前記基体部の外縁部よりも内側に位置している。
前記底部基板と前記基体部の前記第一面とが貼り合わされて、前記凹部領域が前記底部基板と前記基体部とで挟まれた培養空間を形成する。
前記底部基板と前記基体部の前記第一面とが貼り合わされて、前記凹部領域が前記底部基板と前記基体部とで挟まれた培養空間を形成する。
【0019】
基体部が第一面から第二面に達する空隙を有していることで、基体部には高い可撓性が生じている。また、基体部と底部基板との貼り合わせ時において、基体部の双方の面（第一面及び第二面）は、空隙によって複数の小区画に実質的に分割されている。すなわち、ある小区画に対して貼り合わせ時の押圧に伴って生じる変形の作用が、他の小区画に対して影響しにくい。この結果、射出成形によって基体部にうねりや反りが生じていたとしても、基体部を底部基板と貼り合わせする際の押圧工程によって、全面を均一な圧力で押圧することができるため、うねりや反りを解消できる。
【0020】
更に、空隙は、基体部を貫通するように形成されているため、基体部と底部基板とを重ね合わせたときに、空隙を介して底部基板の上面を視認することができる。このため、基体部と底部基板とを貼り合わせする際の位置合わせが容易化される。
【0021】
更に、この構成によれば、底部基板と基体部とが貼り合わされた後の空隙は、基体部の上面側から底部基板の上面に達する溝として残存するため、培養空間の湿度の調整のために、この溝に水などの液体を貯留することができるという効果を有する。
【0022】
基体部は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、シリコーン、アクリルなどの樹脂材料とすることができる。また、底部基板は、前記樹脂材料の他、石英ガラスなどのガラス材料とすることができる。
【0023】
前記基体部は、前記底部基板とは異なる基板である矩形状の基体用基板で構成され、
前記第一面に直交する方向から見たときに、複数の前記第一部分は、前記基体部の前記外縁部を構成する第一側部に平行な第一方向、及び前記外縁部を構成する前記第一側部とは異なる第二側部に平行な第二方向にそれぞれ整列したマトリクス状に配置され、
前記空隙は、前記第一方向に複数の前記第一部分が配置されている領域同士の間の位置において、前記第一方向に延伸して形成されているものとしても構わない。
前記第一面に直交する方向から見たときに、複数の前記第一部分は、前記基体部の前記外縁部を構成する第一側部に平行な第一方向、及び前記外縁部を構成する前記第一側部とは異なる第二側部に平行な第二方向にそれぞれ整列したマトリクス状に配置され、
前記空隙は、前記第一方向に複数の前記第一部分が配置されている領域同士の間の位置において、前記第一方向に延伸して形成されているものとしても構わない。
【0024】
この場合、第一方向に延伸して形成された空隙によって、基体部の双方の面（第一面及び第二面）は、第二方向に関して複数の小区画に実質的に分割される。
【0025】
前記空隙は、前記第一方向に前記複数の第一部分が配置されている領域の、前記第二方向に係る外側の位置において、前記第一方向に延伸して形成されているものとしても構わない。
【0026】
また、前記空隙の前記第一方向に係る一方の端部が前記第一側部に達しているものとしても構わない。これにより、基体部の可撓性が更に向上し、貼り合わせ時における押圧工程によって、より小さな押圧力によって反りやたわみを解消させることができる。
【0027】
前記複数の開口溝は、第一開口溝と、前記第一開口溝に対して前記第二方向に離間した位置に形成された第二開口溝とを含んで構成され、
前記凹部領域は、前記第一開口溝と前記第二開口溝とを連絡するように、前記第二方向に延伸して形成されているものとしても構わない。
前記凹部領域は、前記第一開口溝と前記第二開口溝とを連絡するように、前記第二方向に延伸して形成されているものとしても構わない。
【0028】
基体部を射出成形によって作製する場合、開口溝の形成領域には両側から金型同士が押し当てられた状態で樹脂が流し込まれる。このため、樹脂は、金型同士が押し当てられている領域を避けて流れる。このとき、金型を箇所を回り込むことで樹脂同士が再会合し、ウェルドラインと呼ばれる筋状の模様が形成される場合がある。
【0029】
上記の構成によれば、空隙の延伸方向が第一方向である一方で、凹部領域の延伸方向、すなわち凹部領域に連絡されている２つの開口溝（第一開口溝、第二開口溝）の離間方向が第二方向である。つまり、空隙の延伸方向と凹部領域の延伸方向が異なっている。上述したように、空隙は、第一面と第二面とを貫通するように形成されているため、空隙を含む基体部を射出成形によって作製する際には、この空隙の形成領域も２つの金型によって押し当てられた状態で樹脂が流される。すなわち、樹脂は、第二側部側から、空隙の延伸方向、すなわち第一方向に流されることとなる。
【0030】
この場合、開口溝（第一開口溝、第二開口溝）が形成される箇所には金型が押し当てられているため、この金型を避けて回り込んだ樹脂は、この開口溝に対して第一方向にずれた位置で再会合する可能性がある。この位置は、培養空間を構成する凹部領域に対して、第一面に平行な方向にずれた位置となるため、仮にウェルドラインが発生したとしても、培養されている細胞の観察に影響が生じにくい。
【0031】
これに対し、例えば、凹部領域の延伸方向を、空隙の延伸方向と同じ第一方向とした場合には、第一開口溝を形成するための金型の部分を避けて流れた樹脂は、この第一開口溝に対して第二開口溝側の位置で再会合する可能性がある。この位置は、第一面に平行な方向に関して、凹部領域が形成される予定の領域である。従って、かかる位置にウェルドラインが発生すると、第一面に直交する方向から見たときに、培養空間を構成する凹部領域とウェルドラインとが重なり合い、培養されている細胞を観察する際に見づらくなるおそれがある。
【0032】
前記基体部は、
矩形の枠体形状を呈し、向かい合う第一側部及び向かい合う第二側部を含んでなる外縁部と、
第一面、及び前記第一面に対向する第二面とを含む板形状を呈し、前記外縁部に囲まれた内側において、前記外縁部に対して離間を有した状態で前記第一面に平行な方向に分散して複数箇所に配置された、複数のアイランド部と、
前記複数のアイランド部のそれぞれに形成された、培養空間形成用の第一部分と、
隣接する前記複数のアイランド部に挟まれた領域、及び前記アイランド部と前記外縁部とに挟まれた領域に形成され、前記第一面から前記基体部を貫通して前記第二面に達する空隙とを含むものとしても構わない。
矩形の枠体形状を呈し、向かい合う第一側部及び向かい合う第二側部を含んでなる外縁部と、
第一面、及び前記第一面に対向する第二面とを含む板形状を呈し、前記外縁部に囲まれた内側において、前記外縁部に対して離間を有した状態で前記第一面に平行な方向に分散して複数箇所に配置された、複数のアイランド部と、
前記複数のアイランド部のそれぞれに形成された、培養空間形成用の第一部分と、
隣接する前記複数のアイランド部に挟まれた領域、及び前記アイランド部と前記外縁部とに挟まれた領域に形成され、前記第一面から前記基体部を貫通して前記第二面に達する空隙とを含むものとしても構わない。
【0033】
なお、上述したように、前記第一部分は、前記第一面側において前記第一面に平行な方向に延伸するように形成された凹部領域と、前記凹部領域内の複数の箇所から前記基体部を貫通して前記第二面に達するように形成された複数の開口溝とを含み、前記底部基板と前記基体部の前記第一面とが貼り合わされて、前記凹部領域が前記底部基板と前記基体部とで挟まれた培養空間を形成する。
【0034】
前記基体部は、向かい合う前記第一側部同士を前記第二側部に平行な第二方向に延伸して連結する連結部を有し、
前記アイランド部は、前記連結部の一部分に連結された状態で前記連結部と前記外縁部との間の複数の位置に分散して配置され、
前記空隙は、前記アイランド部の外側の位置において、前記外縁部と前記連結部とで挟まれた領域内に形成されているものとしても構わない。
前記アイランド部は、前記連結部の一部分に連結された状態で前記連結部と前記外縁部との間の複数の位置に分散して配置され、
前記空隙は、前記アイランド部の外側の位置において、前記外縁部と前記連結部とで挟まれた領域内に形成されているものとしても構わない。
【0035】
かかる構成の場合、アイランド部に形成された第一部分が、底部基板と貼り合わされることで、第一部分に含まれる凹部領域が培養空間を構成する。また、アイランド部の外側の位置において、全体を貫通する空隙が形成されており、それぞれのアイランド部によって基体部は複数の小区画に実質的に分割されている。このため、この構成においても、ある小区画（アイランド部）に対して貼り合わせ時の押圧に伴って生じる変形の作用が、他の小区画（アイランド部）に対して影響しにくい。この結果、射出成形によって基体部にうねりや反りが生じていたとしても、底部基板と貼り合わせする際の押圧工程によって、全面を均一な圧力で押圧することができるため、うねりや反りを解消できる。
【0036】
更に、この構成によれば、アイランド部の外側の位置において、外縁部と連結部とで挟まれた空隙が形成されている。このため、底部基板と基体部とが貼り合わされると、開口溝及び凹部領域からなる第一部分（すなわち培養空間）の外側には、外縁部、連結部、底部基板とで挟まれた溝が形成される。かかる構成によれば、培養空間の湿度の調整のために、この溝に水などの液体を貯留することができるという効果を有する。
【0037】
前記基体部は、前記第一側部に平行な第一方向に離間して形成された、複数の前記連結部を有し、
前記アイランド部は、前記第一方向に隣接する前記連結部同士に挟まれた位置に形成されているものとしても構わない。
前記アイランド部は、前記第一方向に隣接する前記連結部同士に挟まれた位置に形成されているものとしても構わない。
【0038】
前記アイランド部に形成された前記第一部分が備える前記複数の開口溝は、第一開口溝と、前記第一開口溝に対して前記第二方向に離間した位置に形成された第二開口溝とを含んで構成され、
前記アイランド部に形成された前記第一部分が備える前記凹部領域は、前記第一開口溝と前記第二開口溝とを連絡するように、前記第二方向に延伸して形成されているものとしても構わない。
前記アイランド部に形成された前記第一部分が備える前記凹部領域は、前記第一開口溝と前記第二開口溝とを連絡するように、前記第二方向に延伸して形成されているものとしても構わない。
【0039】
前記複数の第一部分のそれぞれに設けられた前記複数の開口溝は、第一開口溝と、前記第一開口溝に対して前記第二側部に平行な第二方向に離間した位置に配置され前記凹部領域を介して連絡された第二開口溝とを有し、
一以上の前記第一部分には、前記第一開口溝及び前記第二開口溝のうちの一方が複数形成されているものとしても構わない。
一以上の前記第一部分には、前記第一開口溝及び前記第二開口溝のうちの一方が複数形成されているものとしても構わない。
【発明の効果】
【0040】
本発明によれば、複数の培養空間を実装しながらも、反りが少なく、場所に応じた培養空間の高さ位置の変化を従来よりも抑制した、細胞培養チップを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0041】
【図1】本発明の細胞培養チップの第一実施形態の構造を模式的に示す平面図である。
【図5】第一実施形態の細胞培養チップにおいて、底部基板に貼り合わされる前の基体部の構造を模式的に示す平面図である。
【図8】射出成形時における樹脂の流れを模式的に示す図面である。
【図10】本発明の細胞培養チップの第一実施形態の別の構造を模式的に示す平面図である。
【図12】本発明の細胞培養チップの第一実施形態の別の構造を模式的に示す平面図である。
【図13】本発明の細胞培養チップの第一実施形態の更に別の構造を模式的に示す平面図である。
【図14】本発明の細胞培養チップの第一実施形態の更に別の構造を模式的に示す平面図である。
【図15】本発明の細胞培養チップの第二実施形態の構造を模式的に示す平面図である。
【図17】第二実施形態の細胞培養チップにおいて、底部基板に貼り合わされる前の基体部の構造を模式的に示す平面図である。
【図19】射出成形時における樹脂の流れを模式的に示す図面である。
【図20】別実施形態の細胞培養チップの第一部分の構造を模式的に示す平面図である。
【図21】別実施形態の細胞培養チップの第一部分の構造を模式的に示す平面図である。
【図22】別実施形態の細胞培養チップ構造を模式的に示す平面図である。
【図23】従来の細胞培養チップの構造を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0042】
本発明に係る細胞培養チップにつき、図面を参照して説明する。なお、以下の各図面はあくまで模式的に図示されたものである。すなわち、図面上の寸法比と実際の寸法比とは必ずしも一致しておらず、また、各図面間においても寸法比は必ずしも一致していない。
【0043】
［第一実施形態］
本発明に係る細胞培養チップの第一実施形態について、説明する。
本発明に係る細胞培養チップの第一実施形態について、説明する。
【0044】
【0045】
細胞培養チップ１は、底部基板１０と基体部２０とを含む。図２Ａ及び図２Ｂに図示されるように、基体部２０は、底部基板１０の上面に貼り合わされている。以下において、底部基板１０及び基体部２０が貼り合わされている面をＸＹ平面とし、このＸＹ平面に直交する方向をＺ方向として説明する。
【0046】
図３は、図２Ａから底部基板１０と基体部２０とを分離して図示した図面である。図４は、図１内の符号２５で示された領域を拡大した図面である。この領域は、後述する「第一部分２５」に対応する。図５は、底部基板１０に貼り合わされる前の基体部２０を上面（貼り合わせ面とは反対側の面）から見たときの模式的な平面図である。なお、図５では、基体部２０の外縁部を強調するために、外縁部が太線で表記されている。
【0047】
【0048】
基体部２０は、Ｘ方向に平行な一対の第一側部３１と、Ｙ方向に平行な一対の第二側部３２とで外縁部が構成された、基板形状を呈する。すなわち、本実施形態において、基体部２０は「基体用基板」を構成する。Ｘ方向が「第一方向」に対応し、Ｙ方向が「第二方向」に対応する。
【0049】
基体部２０は、Ｘ方向に延伸するスリット状の空隙２を有する。空隙２は、Ｙ方向に離間した複数箇所に形成されている。また、基体部２０は、Ｙ方向に離間した位置に形成された空隙２によって区切られた小区画３内に、開口溝（２１，２２）、及び凹部領域２３を含んでなる、培養空間形成用の領域を複数有している。以下、この領域を「第一部分２５」と称する。開口溝２１は「第一開口溝」に対応し、開口溝２２は「第二開口溝」に対応する。
【0050】
本実施形態では、図１及び図５に示すように、複数の第一部分２５が、同一の小区画３（３ａ）内においてＸ方向に離間して配置されている。更に、Ｙ方向に離間した異なる小区画３（３ｂ）内にも、複数の第一部分２５がＸ方向に離間して配置されている。すなわち、本実施形態では、基体部２０には、複数の第一部分２５が、Ｘ方向及びＹ方向に整列した状態でマトリクス状に形成されている。
【0051】
上述したように、第一部分２５は、開口溝（２１，２２）と凹部領域２３とを含む。図３に示すように、開口溝（２１，２２）は、基体部２０をＺ方向に貫通する貫通孔であり、それぞれはＸＹ平面上の異なる位置に形成されている。すなわち、開口溝２１の一方の端部、及び開口溝２２の一方の端部は、いずれも、基体部２０の第二面２０ｂ上の異なる位置に露出している。
【0052】
また、凹部領域２３は、基体部２０の第一面２０ａ側に形成された凹部であり、開口溝２１及び開口溝２２に連絡されている。すなわち、凹部領域２３は、開口溝（２１，２２）とは異なり、基体部２０を貫通していないため、基体部２０の第二面２０ｂ側には凹部領域２３は露出していない。図１、図４、及び図５では、凹部領域２３が基体部２０の第二面２０ｂ側に露出していないことを示すために、凹部領域２３が破線にて図示されている。
【0053】
図３に示すように、開口溝（２１，２２）は、第二面２０ｂ側から第一面２０ａ側に進行するに連れて開口面積が減少する傾斜面を有する形状を呈している。しかし、図３に示す形状はあくまで一例であり、種々の形状が採用され得る。例えば、開口溝（２１，２２）は、Ｚ方向に関して第二面２０ｂから第一面２０ａまでの間において、開口面積が同一である形状を呈していても構わない。
【0054】
本実施形態において、同一の第一部分２５を構成する開口溝２１と開口溝２２とは、Ｙ方向に離間した位置に形成されている。そして、凹部領域２３は、これらＹ方向に離間した位置に形成された開口溝２１と開口溝２２とを連絡するように、Ｙ方向に延伸する形状を呈している。
【0055】
また、図５に示すように、本実施形態において、空隙２は、その両端（２ａ，２ｂ）がいずれも第二側部３２の内側に位置している。上述したように、空隙２は、第一面２０ａから第二面２０ｂに達するように基体部２０を貫通している。すなわち、空隙２は、基体部２０の外縁部の内側において、Ｘ方向に延伸するスリット状の溝を形成している（図２Ｂ及び図５参照）。
【0056】
基体部２０は、射出成形が可能な樹脂材料からなる。より詳細には、基体部２０は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、シリコーン、アクリルなどの樹脂材料からなる。一方、底部基板１０は、上記樹脂材料の他、石英ガラスなどのガラス材料で形成されていても構わない。基体部２０及び底部基板１０は、培養中の細胞を観察する際の容易性の観点から、いずれも光透過性を示す材料で構成されるのが好ましい。
【0057】
基体部２０の第一面２０ａと、底部基板１０の面１０ａとが貼り合わされることで、凹部領域２３は、基体部２０と底部基板１０とで挟まれた管形状の空間を形成する（図２Ａ参照）。上述したように、この凹部領域２３は、開口溝（２１，２２）と連絡されている。これにより、開口溝（２１，２２）及び凹部領域２３によって、培養空間が形成される。例えば、開口溝２１又は開口溝２２から細胞４１を含む培養液４０が注入されることで、図６に示すように、培養空間を構成する凹部領域２３内で細胞４１の培養が可能となる。
【0058】
寸法の一例は以下の通りである（図２Ａ参照）。底部基板１０の高さ（厚み）ｗ１０は約１ｍｍであり、好ましくは１００μｍ以上、２ｍｍ以下である。基体部２０の高さｗ２０は、約３ｍｍであり、これは、開口溝（２１，２２）の深さに対応する。凹部領域２３（培養空間）の高さｈ２３は、約３００μｍであり、好ましくは２００μｍ以上５００μｍ以下である。また、凹部領域２３のＹ方向（長手方向）に係る長さｔ２３は、約９ｍｍである。また、開口溝２１から、凹部領域２３を介して及び開口溝２２に達する空間の容積は、１００ｍｍ3（１００μＬ）以下であり、より好ましくは、１０ｍｍ3（１０μＬ）である。
【0059】
空隙２のＹ方向に係る幅ｔ２（スリット幅）は、０．５ｍｍ以上、５ｍｍ以下であり、好ましくは、１ｍｍ以上、３ｍｍ以下である。空隙２のスリット幅ｔ２が０．５ｍｍよりも小さい場合には、射出成形時の圧力によって金型が変形して金型同士の間に隙間が生じる可能性がある。このような隙間が生じてしまうと、樹脂のバリにつながるため好ましくない。一方で、空隙２のスリット幅ｔ２が５ｍｍよりも大きい場合には、スリット幅ｔ２が大きくなりすぎる結果、樹脂が流れにくくなる。これに伴い、気泡や残留ひずみが発生して、基体部２０の反りが生じるおそれがある。
【0060】
底部基板１０及び基体部２０のＸＹ平面に係る大きさは、所定の規格に準拠したものであれば、その寸法は任意である。一例として、ＡＮＳＩ／ＳＬＡＳ規格番号１－２００４に準拠した寸法によれば、底部基板１０及び基体部２０のＸＹ平面に係る大きさは、８５ｍｍ×１２８ｍｍである。
【0061】
《製造方法》
次に、上述した細胞培養チップ１の製造方法の一例について、説明する。
次に、上述した細胞培養チップ１の製造方法の一例について、説明する。
【0062】
（ステップＳ１：基体部２０、底部基板１０の形成）
矩形平板状の底部基板１０を準備する。また、射出成形により、空隙２と、開口溝（２１，２２）及び凹部領域２３からなる第一部分２５とが形成された、矩形平板状の基体部２０を作製する。
矩形平板状の底部基板１０を準備する。また、射出成形により、空隙２と、開口溝（２１，２２）及び凹部領域２３からなる第一部分２５とが形成された、矩形平板状の基体部２０を作製する。
【0063】
基体部２０は、例えば、空隙２及び第一部分２５の形成予定領域に金型を配置した状態で、溶融した樹脂を流し込むことで作製される。図７は、射出成形によって基体部２０を作製する際に利用される金型６０の形状を、図５にならって模式的に図示したものである。図７において、ハッチングが施された領域には金型６０が位置している。
【0064】
図７に示す例では、空隙２によって区切られる小区画３の数に応じた箇所から、Ｘ方向に樹脂６１が注入される。図７において、符号６５は、樹脂６１が注入される金型の一部分であり、ゲートを構成する箇所に対応する。すなわち、図７に示す例は、いわゆるサイドゲート方式によって樹脂６１が注入される場合が示されている。
【0065】
図８は、樹脂の流れを模式的に示す図面である。なお、上述したように、凹部領域２３は、開口溝（２１，２２）とは異なり、基体部２０の深さ方向（Ｚ方向）の一部分にのみ形成されている。図８では、説明の都合上、凹部領域２３の存在しないＺ座標の位置におけるＸＹ平面上の樹脂の流れを模式的に図示している。なお、図８には、説明の都合上、凹部領域２３が形成される予定の領域２３ｆを、破線及びハッチングにて図示している。また、図８において、金型６０の一部分は、開口溝２１が形成される予定の領域２１ｆに位置しており、金型６０の別の一部分は、開口溝２２が形成される予定の領域２２ｆに位置している。
【0066】
図８に示すように、開口溝（２１，２２）を形成するための金型６０が存在するため、Ｘ方向に進行してきた樹脂６１は、金型６０が位置する箇所を避けるように進行する。このとき、金型６０の位置を通過して進行した樹脂６１同士が交わる領域が存在する（領域６２）。この領域６２には、ウェルドラインと呼ばれる筋状の模様が形成される可能性がある。
【0067】
上述したように、本実施形態の細胞培養チップ１は、同一の第一部分２５を構成する２つの開口溝（２１，２２）がＹ方向に離間している。このため、図８に示すように、２つの開口溝（２１，２２）を形成するための金型（２１ｆ，２２ｆ）もＹ方向に離間した位置に配置される。この状態で、Ｘ方向から樹脂６１が注入されると、樹脂同士が交わる領域６２は、開口溝（２１，２２）に挟まれた領域、すなわち凹部領域２３の外側に形成される。この結果、ＸＹ平面上において凹部領域２３が形成される位置に、ウェルドラインが形成されることが抑制される。
【0068】
仮に、ＸＹ平面上において凹部領域２３が形成される位置と同じ位置にウェルドラインが形成されてしまうと、培養中の細胞４１を観察する際に、支障となる可能性がある。また、ウェルドラインが凹部領域２３と連絡するように形成されてしまうと、ウェルドライン側に培養液４０が流出するなどして、培養空間の環境が変化し、細胞４１に対して悪影響を及ぼす可能性があり、好ましくない。
【0069】
しかし、上記のように、開口溝（２１，２２）の離間方向（これは、凹部領域２３の延伸方向でもある）とは異なる方向から樹脂６０を注入することで、ＸＹ平面上において凹部領域２３と同じ位置にウェルドラインが形成されるのを回避・抑制できる。
【0070】
なお、上記では、成形品となる基体部２０の側部側（より詳細には第二側部３２側）の複数の箇所に配置されたゲート６５から樹脂６１を注入する、サイドゲート方式を利用して射出成形を行う場合について説明した。しかし、本発明の基体部２０を作製するに際して、利用されるゲートはサイドゲート方式には限定されない。例えば、第二側部３２側の全体から樹脂６１を注入する、フィルムゲート方式やタブゲート方式を採用しても構わない。
【0071】
また、例えば、図９に示すように、空隙２で挟まれた領域内の所定の位置に離散的に配置されたゲート６５から樹脂６１を注入する、いわゆるピンゲート方式を利用するものとしても構わない。ピンゲート方式を採用する場合には、空隙２で挟まれた位置の中央付近にゲート６５を設置して、樹脂６１を注入するのが好ましい。
【0072】
（ステップＳ２：基体部２０と底部基板１０の貼り合わせ）
ステップＳ１で作製された基体部２０と、底部基板１０とを貼り合わせる。具体的には、以下の手順で実行される。
ステップＳ１で作製された基体部２０と、底部基板１０とを貼り合わせる。具体的には、以下の手順で実行される。
【0073】
まず、両者の貼り合わせ面（１０ａ，２０ａ）に対して、表面を活性化する処理を行う。表面活性化処理の方法としては、紫外線を照射する方法や、プラズマガスを接触させる方法が利用できる。この表面活性化処理は、底部基板１０の面１０ａ及び基体部２０の第一面２０ａを、末端がヒドロキシ基（ＯＨ基）で置換された状態に変化させて、貼り合わせに適した状態とするために実行される。
【0074】
紫外線を照射する方法による場合には、例えば、波長１７２ｎｍに輝線を有するキセノンエキシマランプなどの紫外線光源から、基体部２０の第一面２０ａ、及び底部基板１０の面１０ａに対して、波長２００ｎｍ以下の真空紫外線を照射することで実行される。紫外線光源の他の例としては、１８５ｎｍに輝線を有する低圧水銀ランプ、波長１２０～２００ｎｍの範囲に輝線を有する重水素ランプを好適に用いることができる。真空紫外線の照度は、例えば１０～１００ｍＷ／ｃｍ2 であり、照射時間は例えば１０～６０秒間である。
【0075】
プラズマガスを接触させる方法による場合には、窒素ガスやアルゴンガスなどを主成分とし、酸素ガスが０．０１～５体積％含有してなるプロセスガスを大気圧プラズマによってプラスマ化したものを、基体部２０の第一面２０ａ、及び底部基板１０の面１０ａに対して接触させることで実行される。窒素ガスとクリーンドライエア（ＣＤＡ）との混合ガスを用いることも可能である。プラズマガスの接触時間は、例えば５～１００秒間である。
【0076】
次に、表面活性化処理が施された両者の貼り合わせ面（１０ａ，２０ａ）を接触させた状態で、基体部２０と底部基板１０とを重ね合わせ、両者を押圧して加圧する。
【0077】
加圧条件は、基体部２０及び底部基板１０を構成する材料や加熱温度に応じて適宜設定される。加圧力は、凹部領域２３が過度な変形を生ずることのない範囲内の大きさであればよく、例えば１～１０ＭＰａであり、加圧時間が例えば６０～６００秒間である。
【0078】
この押圧工程においては、接合を強固にする観点から、加圧と同時、及び／又は加圧後に、基体部２０及び底部基板１０からなる積重体を加熱してもよい。積重体を加熱する場合における加熱条件は、加熱温度が例えば４０～１３０℃であり、加熱時間が例えば６０～６００秒間である。
【0079】
上述したステップＳ１によって作製された基体部２０には、Ｚ方向に貫通する空隙２が形成されているため、高い可撓性を有している。このため、仮にステップＳ１で作製された基体部２０に、うねりや反りが生じていた場合であっても、ステップＳ２の貼り合わせ工程において、加圧押圧されることで、基体部２０の第一面２０ａが底部基板１０の面１０ａに沿うように変形し、うねりや反りが解消する。
【0080】
更に、空隙２は、基体部２０をＺ方向に貫通した状態でＸ方向に延伸するように形成されているため、この空隙２によって、基体部２０は複数の小区画３に実質的に分割されている。このため、ある小区画３ａ内において、基体部２０の第一面２０ａが、押圧によって底部基板１０の面１０ａに沿うように変形したとしても、この変形効果が、空隙２を介して隣接する位置にある別の小区画３ｂには波及しづらい。この結果、凹部領域２３が過度に変形しない程度の小さな加圧力によって、基体部２０の第一面２０ａの全体（凹部領域２３及び空隙２が形成されていない部分）を、底部基板１０の面１０ａに接合させることができる。
【0081】
なお、空隙２が基体部２０をＺ方向に完全に貫通していない場合には、空隙２が基体部２０をＺ方向に完全に貫通している場合と比較して、基体部２０の反りが大きくなることが確認された。また、割れが生じない程度に基体部２０を底部基板１０に押圧した場合には、面全体を充分な圧力で押すことができず、部分的な接合しかできないことが確認された。
【0082】
【0083】
《別構成例》
本実施形態の細胞培養チップ１の別の構成例につき、図面を参照して説明する。
本実施形態の細胞培養チップ１の別の構成例につき、図面を参照して説明する。
【0084】
〈１〉上記実施形態では、Ｘ方向に延伸する空隙２の両端は、いずれも第二側部３２よりも内側に位置しているものとして説明した。しかし、空隙２のＸ方向に係る一方の端部が第二側部３２に達していても構わない。図１０は、この別構成に係る細胞培養チップ１の平面図を、図１にならって図示したものであり、図１１は、図１０のＡ３－Ａ３線断面図に対応する。
【0085】
この構成によれば、空隙２のＸ方向に係る一端が第二側部３２に達しているため、図５に示す構成と比較して、基体部２０の可撓性が更に向上する。この結果、基体部２０の第一面２０ａにうねりや反りが生じていた場合に、ステップＳ２において、前記うねりや反りを解消すべく基体部２０を底部基板１０の面に押圧するのに必要な力が、更に低減できる。
【0086】
【0087】
〈３〉図１に示す細胞培養チップ１では、全ての小区画３が、Ｙ方向に関して空隙２に挟まれた領域に位置しているものとして説明した。しかし、図１４に示すように、Ｙ方向に関して最も外側に位置する小区画３（図１４の例では、小区画３ｂ及び小区画３ｃ）については、空隙２と外縁（第一側部３１）とで挟まれた領域に位置しているものとしても構わない。
【0088】
［第二実施形態］
本発明に係る細胞培養チップの第二実施形態について、第一実施形態と異なる箇所を中心に説明する。
本発明に係る細胞培養チップの第二実施形態について、第一実施形態と異なる箇所を中心に説明する。
【0089】
【0090】
本実施形態の細胞培養チップ１も、第一実施形態と同様に、底部基板１０と基体部２０とを含み、基体部２０が底部基板１０の面に貼り合わされて形成されている。しかし、本実施形態の細胞培養チップ１は、第一実施形態と比較して、基体部２０の形状が異なっている。
【0091】
【0092】
外縁部３５は、Ｘ方向に平行な一対の第一側部３１と、Ｙ方向に平行な一対の第二側部３２とを含む枠体形状を呈している。連結部３６は、図１７に示す例では、Ｙ方向（第二側部３２に平行な方向）に延伸して、向かい合う第一側部３１同士を連結している。アイランド部３７は、第一面２０ａ及び第二面２０ｂを含む板形状を呈しており、連結部３６と外縁部３５との間の位置において、連結部３６の一部と連結された状態で、複数の位置に分散して配置されている。図１７に示す例では、複数のアイランド部３７は、Ｘ方向及びＹ方向に整列した状態でマトリクス状に形成されている。
【0093】
図１６Ａに示すように、本実施形態における細胞培養チップ１のＢ１－Ｂ１線断面図は、図２Ａに示す、第一実施形態の細胞培養チップ１のＡ１－Ａ１線断面図とほぼ同様である。すなわち、アイランド部３７には、開口溝（２１，２２）と凹部領域２３とを含む第一部分２５が形成されている。従って、本実施形態においても、基体部２０には、複数の第一部分２５が、Ｘ方向及びＹ方向に整列した状態でマトリクス状に形成されている。
【0094】
本実施形態の細胞培養チップ１において、空隙２は、アイランド部３７の外側の位置において、外縁部３５と連結部３６とで挟まれた領域内に形成されている。より詳細には、図１７に示す構造では、空隙２は、向かい合う第一側部３１と、第二側部３２と、連結部３６とで挟まれた領域に形成されている空隙２ｃと、向かい合う第一側部３１及び一対の連結部３６で挟まれた領域に形成された空隙２ｄとを含む。これらの空隙２（２ｃ，２ｄ）は、第一実施形態と同様に、Ｚ方向に関して基体部２０を貫通するように形成されている。
【0095】
このような形状の基体部２０は、第一実施形態と同様に、射出成形によって作製することができる。このとき、連結部３６が形成される箇所と、外縁部３５（ここでは第一側部３１）が形成される箇所とが交差する位置の外側から、樹脂６１を注入するのが好ましい（図１８のゲート６５）。図１８は、射出成形によって本実施形態の基体部２０を作製する際に利用される金型６０の形状を、図１７にならって模式的に図示したものである。
【0096】
図１７に示すように、アイランド部３７に形成される開口溝（２１，２２）は、Ｙ方向に離間しており、開口溝（２１，２２）を連絡する凹部領域２３もＹ方向に延伸している。また、アイランド部３７と、Ｙ方向に延伸して形成される連結部３６とは、連結部３６からＸ方向に枝状に分岐した分岐連結部３８を通じて連結されている。
【0097】
このような形状の下で、ゲート６５から樹脂６１が注入されると、樹脂６１は連結部３６が形成される領域（ランナー部分）に沿ってＹ方向に流れる。図１９は、樹脂６１の流れを図８にならって模式的に示す図面である。図１９には、説明の都合上、凹部領域２３が形成される予定の領域２３ｆを、破線及びハッチングにて図示している。また、図１９において、金型６０の一部分は、開口溝２１が形成される予定の領域２１ｆに位置しており、金型６０の別の一部分は、開口溝２２が形成される予定の領域２２ｆに位置している。
【0098】
図１９に示すように、開口溝（２１，２２）を形成するための金型６０が存在するため、連結部３６が形成される領域に沿ってＹ方向に進行してきた樹脂６１は、分岐連結部３８が形成される領域に沿ってＸ方向に進行した後、金型６０が位置する箇所を避けるように進行する。このとき、金型６０の位置を通過して進行した樹脂６１同士が交わる領域６２には、ウェルドラインが形成される可能性がある。
【0099】
しかし、本実施形態においても、第一実施形態と同様に、２つの開口部（２１，２２）をＹ方向に離間させた状態で、分岐連結部３８が形成される予定の領域を通じてＸ方向から樹脂６１が注入されるため、ウェルドラインは、開口溝（２１，２２）に挟まれた領域、すなわち凹部領域２３の外側に形成される。この結果、ＸＹ平面上において凹部領域２３が形成される位置に、ウェルドラインが形成されることが抑制される。
【0100】
図１７に示す形状の基体部２０が作製された後は、第一実施形態と同様の方法で、底部基板１０と基体部２０との貼り合わせが行われる。第一部分２５を構成する各アイランド部３７同士は、細い径を有する分岐連結部３８及び連結部３６によって連絡されているに過ぎない。つまり、本実施形態の細胞培養チップ１において、基体部２０は、複数のアイランド部３７によって実質的に分割されている。このため、あるアイランド部３７ａにおいて、基体部２０の第一面２０ａが、押圧によって底部基板１０の面１０ａに沿うように変形したとしても、この変形効果が、空隙２を介して隣接する位置にある別のアイランド部３７ｂには波及しづらい。この結果、凹部領域２３が過度に変形しない程度の小さな加圧力によって、基体部２０の面２０ａの全体（凹部領域２３及び空隙２が形成されていない部分）を、底部基板１０の面１０ａに接合させることができる。
【0101】
ただし、本実施形態の細胞培養チップ１において、第二側部３２側にゲート６５を配置して、Ｘ方向に樹脂６１を注入するものとしても構わない。
【0102】
なお、本実施形態において、基体部２０には、培養空間を形成する第一部分２５が位置しているアイランド部３７の外側において、広い空隙２が形成されている。この空隙２は、底部基板１０と基体部２０とが貼り合わされた後には、周囲を基体部２０及び底部基板１０で覆われた溝形状を示す。従って、細胞４１を培養する際の雰囲気の湿度を調整するために、この領域内に水などの液体を貯留することができる。
【0103】
［実施例］
本発明に係る細胞培養チップによれば、反りが抑制されると共に、底部基板１０と基体部２０との接合面積を広く確保できる点につき、実施例を参照して説明する。ただし、本発明はこの実施例の態様に限定されるものではない。
本発明に係る細胞培養チップによれば、反りが抑制されると共に、底部基板１０と基体部２０との接合面積を広く確保できる点につき、実施例を参照して説明する。ただし、本発明はこの実施例の態様に限定されるものではない。
【0104】
実施例１、比較例１、参考例１として、いずれも以下の寸法の底部基板１０及び基体部２０を準備した。
・底部基板１０： （Ｘ）８５ｍｍ×（Ｙ）１２８ｍｍ×（Ｚ）１ｍｍ 日本ゼオン株式会社製 ゼオネックス４６０Ｒ
・基体部２０： （Ｘ）８５ｍｍ×（Ｙ）１２８ｍｍ×（Ｚ）３ｍｍ 日本ゼオン株式会社製 ゼオネックス４６０Ｒ
・底部基板１０： （Ｘ）８５ｍｍ×（Ｙ）１２８ｍｍ×（Ｚ）１ｍｍ 日本ゼオン株式会社製 ゼオネックス４６０Ｒ
・基体部２０： （Ｘ）８５ｍｍ×（Ｙ）１２８ｍｍ×（Ｚ）３ｍｍ 日本ゼオン株式会社製 ゼオネックス４６０Ｒ
【0105】
実施例１は、基体部２０として、スリット幅１ｍｍで深さ方向（Ｚ方向）に貫通する空隙２が形成されたものを採用した。空隙２の長さ（Ｘ方向）は７５ｍｍであり、空隙２の配置数は７個であった。また、小区画３はＹ方向に６列並んでおり、各小区画３内には、Ｘ方向に８個の第一部分２５が配置されていた。
【0106】
参考例１は、実施例１と比較して、基体部２０に設けられた空隙２の深さ方向の長さを２ｍｍとした点が異なる。すなわち、参考例１の細胞培養チップが備える空隙２は、基体部２０を深さ方向に貫通していない。
【0107】
比較例１の細胞培養チップは、実施例１と比較して基体部２０に空隙２が設けられていない点が異なる。
【0108】
これら実施例１、参考例１、及び比較例１の各基体部２０と底部基板１０のそれぞれの貼り合わせ面に対して、キセノンエキシマランプから出射される波長１７２ｎｍの紫外線を、照度４０ｍＷ／ｃｍ2の下で２０秒間照射させた。その後、実施例１、参考例１、及び比較例１の各基体部２０と底部基板１０のそれぞれの貼り合わせ面を接触させた後、９０℃の温度環境下で、４ＭＰａの圧力で３００秒間にわたって押圧処理を行った。
【0109】
このときの結果を表１に示す。
【0110】
【表1】
【0111】
接合面積の計測方法について説明する。
【0112】
基体部２０と底部基板１０とが接合されると、両者は一体化されるため隙間なく接合された部分には界面が存在しなくなる。一方で、完全に接合されていない箇所には界面が残存する。このため、貼り合わせ後の各細胞培養チップに対して、底部基板１０側から平面写真を撮影し、暗部の有無を検証した。界面が存在する部分は、完全に接合された領域と比べて暗部として観測されるので、接合されているか否かを判断することが可能である。
【0113】
具体的には、貼り合わせ後の各細胞培養チップに対して、底部基板１０側から平面写真を撮影し、撮影された画像に対して画像計測ソフトウェアを用いて画像処理を行い、全体の面積に対する暗部の面積の比率を算出した。この比率によって、接合されるべき全面積に対する実際の接合面積の比率を算出した。
【0114】
実施例１の細胞培養チップ１は、基体部２０の最大反りが０．５ｍｍに抑制されており、また、基体部２０と底部基板１０との接合面積は１００％であった。このため、反りが抑制され、全体が面接触されていることから、実用上優れた細胞培養チップであることが確認された。基体部２０と底部基板１０との接合面積は９５％以上であると、実用上問題ない範囲内であると考えられる。評価「Ａ」は、実用上問題ないことを示している。
【0115】
比較例１の細胞培養チップは、基体部２０の最大反りは０．５ｍｍに抑制されているものの、基体部２０と底部基板１０との接合面積は２０％であった。このため、底部基板１０と基体部２０との接合が充分ではなく、細胞培養チップとしての実用上、課題を有している。評価「Ｃ」は、実用上課題があることを示している。
【0116】
参考例１の細胞培養チップは、基体部２０と底部基板１０との接合面積は６０％であり、比較例１よりは接合状態が改善したが、基体部２０の最大反りが２．４ｍｍと大きく、またスリットの部分で割れが生じているのが確認された。このため、細胞培養チップとしての実用上、課題を有している。
【0117】
以上の検証によっても、スリット（空隙２）を基体部２０のＺ方向に貫通させた状態で形成することで、基体部２０と底部基板１０との貼り合わせ工程を経ても、反りを抑制しながら基体部２０と底部基板１０との面接合が実現できることが分かる。
【0118】
［別実施形態］
以下、別実施形態につき説明する。
以下、別実施形態につき説明する。
【0119】
〈１〉上記各実施形態では、一対の開口溝（２１，２２）が培養空間を構成する凹部領域２３５に連絡されてなる細胞培養チップ１について説明した。しかし、本発明の細胞培養チップ１において、凹部領域２３に対して連絡される開口溝（２１，２２）の数は限定されない。
【0120】
図２０及び図２１は、別実施形態の細胞培養チップ１の第一部分２５を、図４にならって図示した平面図である。図２０に示す細胞培養チップ１では、第一部分２５が、２つの第一開口溝２１と、１つの第二開口溝２２とを備え、各開口溝（２１，２２）が凹部領域２３によって連絡されている。また、図２１に示す細胞培養チップ１では、第一部分２５が、１つの第一開口溝２１と、３つの第二開口溝２２とを備え、第一開口溝２１とそれぞれの第二開口溝２２とを連絡するように３つの凹部領域２３が設けられている。各開口溝（２１，２２）や凹部領域２３の構造は、上述した実施形態と共通であるため、説明を割愛する。
【0121】
〈２〉上記各実施形態で説明した、細胞培養チップ１が備える第一部分２５（すなわち、培養空間）の数や配置の態様は、あくまで一例である。また、各小区画３内に配置される第一部分２５の数は必ずしも同一でなくても構わない。
【0122】
例えば、図２２に示すように、Ｘ方向に延伸する空隙２がＹ方向に離間した３箇所に形成されると共に、Ｙ方向に関して最も外側に位置する空隙２よりも外側には８個の第一部分２５が配置された小区画３（３ｂ）が形成され、両側が空隙２で挟まれた領域には１６個（８個×２列）の第一部分２５が配置された小区画３（３ａ）が形成されるものとしても構わない。
【符号の説明】
【0123】
１ ： 細胞培養チップ
２（２ｃ，２ｄ） ： 空隙
２ａ，２ｂ ： 空隙の端部
３（３ａ，３ｂ，３ｃ） ： 小区画
１０ ： 底部基板
１０ａ ： 底部基板の面
２０ ： 基体部
２０ａ ： 基体部の第一面
２０ｂ ： 基体部の第二面
２１ ： 第一開口溝
２２ ： 第二開口溝
２１ｆ，２２ｆ ： 開口溝の形成予定領域
２３ ： 凹部領域
２３ｆ ： 凹部領域の形成予定領域
２５ ： 第一部分（培養空間形成領域）
３１ ： 第一側部
３２ ： 第二側部
３５ ： 外縁部
３６ ： 連結部
３７（３７ａ，３７ｂ） ： アイランド部
３８ ： 分岐連結部
４０ ： 培養液
４１ ： 細胞
６０ ： 金型
６１ ： 樹脂
６２ ： 樹脂同士が交わる領域
６５ ： ゲート
１００ ： 従来の細胞培養チップ
１０１ ： 薄膜
１１０ ： 第一基板
１１０ａ ： 第一基板の面
１２０ ： 第二基板
１２０ａ，１２０ｂ ： 第二基板の面
１２１，１２２ ： 開口部
１２３ ： 凹部
２（２ｃ，２ｄ） ： 空隙
２ａ，２ｂ ： 空隙の端部
３（３ａ，３ｂ，３ｃ） ： 小区画
１０ ： 底部基板
１０ａ ： 底部基板の面
２０ ： 基体部
２０ａ ： 基体部の第一面
２０ｂ ： 基体部の第二面
２１ ： 第一開口溝
２２ ： 第二開口溝
２１ｆ，２２ｆ ： 開口溝の形成予定領域
２３ ： 凹部領域
２３ｆ ： 凹部領域の形成予定領域
２５ ： 第一部分（培養空間形成領域）
３１ ： 第一側部
３２ ： 第二側部
３５ ： 外縁部
３６ ： 連結部
３７（３７ａ，３７ｂ） ： アイランド部
３８ ： 分岐連結部
４０ ： 培養液
４１ ： 細胞
６０ ： 金型
６１ ： 樹脂
６２ ： 樹脂同士が交わる領域
６５ ： ゲート
１００ ： 従来の細胞培養チップ
１０１ ： 薄膜
１１０ ： 第一基板
１１０ａ ： 第一基板の面
１２０ ： 第二基板
１２０ａ，１２０ｂ ： 第二基板の面
１２１，１２２ ： 開口部
１２３ ： 凹部
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16A】
【図16B】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】