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(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】P2024178087
(43)【公開日】2024-12-24
(54)【発明の名称】気相中の物質の検出方法、検出ユニット
(51)【国際特許分類】
C12Q 1/02 20060101AFI20241217BHJP
C12M 1/34 20060101ALI20241217BHJP
C12M 3/02 20060101ALN20241217BHJP
C12M 3/06 20060101ALN20241217BHJP
C12N 15/12 20060101ALN20241217BHJP
【ＦＩ】
C12Q1/02 ZNA
C12M1/34 Z
C12M3/02
C12M3/06
C12N15/12
【審査請求】未請求
【請求項の数】16
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023194979
(22)【出願日】2023-11-16
(31)【優先権主張番号】P 2023095988
(32)【優先日】2023-06-12
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＴＲＩＴＯＮ
(71)【出願人】
【識別番号】000236436
【氏名又は名称】浜松ホトニクス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100113435
【弁理士】
【氏名又は名称】黒木 義樹
(74)【代理人】
【識別番号】100140442
【弁理士】
【氏名又は名称】柴山 健一
(74)【代理人】
【識別番号】100177910
【弁理士】
【氏名又は名称】木津 正晴
(72)【発明者】
【氏名】風見 紗弥香
(72)【発明者】
【氏名】木村 祐史
【テーマコード（参考）】
4B029
4B063
【Ｆターム（参考）】
4B029AA07
4B029BB11
4B029CC04
4B029CC10
4B029DG08
4B029HA06
4B063QA01
4B063QQ02
4B063QQ13
4B063QQ20
4B063QQ61
4B063QR59
4B063QR66
4B063QR72
4B063QR80
4B063QR84
4B063QS36
4B063QS38
4B063QX01
(57)【要約】
【課題】気相中の物質を良好に検出することができる方法及び検出ユニットを提供すること。
【解決手段】気相中の物質を検出する方法であって、細胞を懸濁させた溶液である細胞懸濁液から細胞を分離する分離工程、細胞懸濁液から分離された細胞を、気相中の物質に曝露させる曝露工程、及び気相中の物質に曝露された細胞を評価する評価工程をこの順に含む、方法、並びに、気相中の物質を検出するために用いられる検出ユニットであって、細胞を懸濁させた溶液である細胞懸濁液を流すための流路を画定する流路部材、及び流路内の流れを遮るように流路内に配置されたトラップ部材を備え、トラップ部材は、溶液を通過させる一方で細胞をトラップするように構成された一つ以上の開口を画定している、検出ユニット。
【選択図】図４
【解決手段】気相中の物質を検出する方法であって、細胞を懸濁させた溶液である細胞懸濁液から細胞を分離する分離工程、細胞懸濁液から分離された細胞を、気相中の物質に曝露させる曝露工程、及び気相中の物質に曝露された細胞を評価する評価工程をこの順に含む、方法、並びに、気相中の物質を検出するために用いられる検出ユニットであって、細胞を懸濁させた溶液である細胞懸濁液を流すための流路を画定する流路部材、及び流路内の流れを遮るように流路内に配置されたトラップ部材を備え、トラップ部材は、溶液を通過させる一方で細胞をトラップするように構成された一つ以上の開口を画定している、検出ユニット。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
気相中の物質を検出する方法であって、
細胞を懸濁させた溶液である細胞懸濁液から前記細胞を分離する分離工程、
前記細胞懸濁液から分離された前記細胞を、前記気相中の物質に曝露させる曝露工程、及び
前記気相中の物質に曝露された前記細胞を評価する評価工程
をこの順に含む、方法。
細胞を懸濁させた溶液である細胞懸濁液から前記細胞を分離する分離工程、
前記細胞懸濁液から分離された前記細胞を、前記気相中の物質に曝露させる曝露工程、及び
前記気相中の物質に曝露された前記細胞を評価する評価工程
をこの順に含む、方法。
【請求項2】
前記分離工程が、前記細胞懸濁液を細胞トラップ部に接触させることにより前記細胞を前記細胞懸濁液から分離することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記細胞トラップ部が、前記溶液を通過させる一方で前記細胞をトラップするように構成された一つ以上の開口部を有し、
前記分離工程が、前記細胞トラップ部が設けられた流路に前記細胞懸濁液を流すことを含む、請求項２に記載の方法。
前記分離工程が、前記細胞トラップ部が設けられた流路に前記細胞懸濁液を流すことを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項4】
前記細胞トラップ部が、少なくとも一部が多孔質体からなるトラップ部材を含み、前記一つ以上の開口部が、前記多孔質体の孔である、請求項３に記載の方法。
【請求項5】
前記一つ以上の開口部の各々の最大幅が、３０μｍ以下である、請求項３に記載の方法。
【請求項6】
前記細胞トラップ部が、最大幅が５μｍ以上の細胞をトラップするように構成されている、請求項２に記載の方法。
【請求項7】
前記細胞トラップ部が、前記細胞懸濁液を流すための流路の表面に形成されたトラップ領域を含み、前記トラップ領域が、前記トラップ領域に前記細胞懸濁液が接触した場合に前記溶液がトラップされない一方で前記細胞が前記トラップ領域上にトラップされるように構成されており、
前記分離工程が、前記トラップ領域に接触するように前記流路に前記細胞懸濁液を流すことを含む、請求項２に記載の方法。
前記分離工程が、前記トラップ領域に接触するように前記流路に前記細胞懸濁液を流すことを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項8】
前記評価工程の後に、前記細胞トラップ部に接触するように洗浄液を流すことにより、前記細胞トラップ部から前記細胞及び前記物質の少なくとも一方を除去する工程を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項9】
前記分離工程が、前記細胞トラップ部が設けられた流路に前記細胞懸濁液を流すことを含み、
前記流路の体積が７０００ｍｍ３以下である、請求項２に記載の方法。
前記流路の体積が７０００ｍｍ３以下である、請求項２に記載の方法。
【請求項10】
前記曝露工程における曝露時間が１分以下である、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項11】
前記曝露工程における曝露時間が１分以上である、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項12】
前記曝露工程における曝露時間が１時間以上８時間以下である、請求項１～９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項13】
気相中の物質を検出するために用いられる検出ユニットであって、
細胞を懸濁させた溶液である細胞懸濁液を流すための流路を画定する流路部材、及び
前記流路内の流れを遮るように前記流路内に配置されたトラップ部材
を備え、
前記トラップ部材は、前記溶液を通過させる一方で前記細胞をトラップするように構成された一つ以上の開口を画定している、検出ユニット。
細胞を懸濁させた溶液である細胞懸濁液を流すための流路を画定する流路部材、及び
前記流路内の流れを遮るように前記流路内に配置されたトラップ部材
を備え、
前記トラップ部材は、前記溶液を通過させる一方で前記細胞をトラップするように構成された一つ以上の開口を画定している、検出ユニット。
【請求項14】
前記トラップ部材は、前記流路内の空間を第１部分と第２部分とに隔てており、
前記流路部材は、前記第１部分に接続された、前記細胞懸濁液を供給するための第１開口と、前記第１部分に接続された、前記物質を含む気体を供給するための第２開口と、前記第２部分に接続された、前記溶液及び前記気体を排出するための第３開口と、を有する、請求項１３に記載の検出ユニット。
前記流路部材は、前記第１部分に接続された、前記細胞懸濁液を供給するための第１開口と、前記第１部分に接続された、前記物質を含む気体を供給するための第２開口と、前記第２部分に接続された、前記溶液及び前記気体を排出するための第３開口と、を有する、請求項１３に記載の検出ユニット。
【請求項15】
前記流路部材は、前記第２部分に接続された、前記気体を供給するための第４開口を更に有する、請求項１４に記載の検出ユニット。
【請求項16】
前記トラップ部材は、第１トラップ部材及び第２トラップ部材を含み、
前記第１トラップ部材は、前記流路内の空間を第１部分と第２部分とに隔てており、前記第２トラップ部材は、前記流路内の空間を前記第２部分と第３部分とに隔てており、
前記流路部材は、前記第１部分に接続された、前記細胞懸濁液を供給するための第１開口と、前記第１部分に接続された、前記物質を含む気体を供給するための第２開口と、前記第２部分に接続された、前記溶液及び前記気体を排出するための第３開口と、前記第３部分に接続された、前記細胞懸濁液を供給するための第４開口と、前記第３部分に接続された、前記物質を含む気体を供給するための第５開口と、を有する、請求項１３に記載の検出ユニット。
前記第１トラップ部材は、前記流路内の空間を第１部分と第２部分とに隔てており、前記第２トラップ部材は、前記流路内の空間を前記第２部分と第３部分とに隔てており、
前記流路部材は、前記第１部分に接続された、前記細胞懸濁液を供給するための第１開口と、前記第１部分に接続された、前記物質を含む気体を供給するための第２開口と、前記第２部分に接続された、前記溶液及び前記気体を排出するための第３開口と、前記第３部分に接続された、前記細胞懸濁液を供給するための第４開口と、前記第３部分に接続された、前記物質を含む気体を供給するための第５開口と、を有する、請求項１３に記載の検出ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、気相中の物質の検出方法、及び気相中の物質を検出するための検出ユニットに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、難水溶性有機化合物である匂い物質を含む気体に向けて直径１μｍ以下の気泡を含む液滴を噴霧することにより、匂い物質を水溶液中に溶解させる技術が記載されている。特許文献１では、匂い物質を検出するための細胞は液中に配置される必要があり、気中に配置されることはできないとの知見に基づき、難水溶性有機化合物である匂い物質を水溶液中に溶解させるための技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】国際公開第２０１９／１５６１８０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述したような方法を用いて気相中の物質を検出する場合、当該物質を水溶液中に溶解させる必要があるが、物質によって水溶液への溶解性は異なることから、検出精度や検出に要する時間の観点において改善の余地がある。
【0005】
本発明は、気相中の物質を良好に検出することができる方法及び検出ユニット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】
【0006】
本発明の気相中の物質の検出方法は、［１］「気相中の物質を検出する方法であって、細胞を懸濁させた溶液である細胞懸濁液から前記細胞を分離する分離工程、前記細胞懸濁液から分離された前記細胞を、前記気相中の物質に曝露させる曝露工程、及び前記気相中の物質に曝露された前記細胞を評価する評価工程をこの順に含む、方法」である。
【0007】
本発明の気相中の物質の検出方法では、細胞懸濁液から分離された細胞を気相中の物質に曝露させるため、液相中で細胞を物質に曝露させる場合と比較して、物質の溶液への溶解性に依存することなく、気相中の物質を検出することができる。また、本発明者らの検討によって、細胞を気相中の物質に曝露した場合、液相中で細胞を物質に曝露させる場合と比較して、細胞が物質に対して高感度に応答することが明らかとなった。よって、本発明の気相中の物質の検出方法によれば、気相中の物質を良好に検出することができる。なお、本発明は、細胞懸濁液から細胞を分離して気相中に配置した場合でも細胞は或る程度生存可能であるとの本発明者らが見出した知見に基づくものである。
【0008】
本発明の気相中の物質の検出方法は、［２］「前記分離工程が、前記細胞懸濁液を細胞トラップ部に接触させることにより前記細胞を前記細胞懸濁液から分離することを含む、［１］に記載の方法」であってもよい。この場合、細胞懸濁液から細胞を容易に分離することができる。
【0009】
本発明の気相中の物質の検出方法は、［３］「前記細胞トラップ部が、前記溶液を通過させる一方で前記細胞をトラップするように構成された一つ以上の開口部を有し、前記分離工程が、前記細胞トラップ部が設けられた流路に前記細胞懸濁液を流すことを含む、［２］に記載の方法」であってもよい。この場合、流路に細胞懸濁液を流すことで細胞懸濁液から細胞を分離させることができ、細胞懸濁液から細胞を容易に分離することができる。また、一つ以上の開口部にトラップされた細胞に対して開口部の両側から気相中の物質を曝露させることができ、細胞を物質に効率的に曝露させることができる。
【0010】
本発明の気相中の物質の検出方法は、［４］「前記細胞トラップ部が、少なくとも一部が多孔質体からなるトラップ部材を含み、前記一つ以上の開口部が、前記多孔質体の孔である、［３］に記載の方法」であってもよい。この場合、細胞懸濁液から細胞を容易に分離することができる。
【0011】
本発明の気相中の物質の検出方法は、［５］「前記一つ以上の開口部の各々の最大幅が、３０μｍ以下である、［３］又は［４］に記載の方法」であってもよい。この場合、開口部において細胞を好適にトラップすることができる。
【0012】
本発明の気相中の物質の検出方法は、［６］「前記細胞トラップ部が、最大幅が１５μｍ以上の細胞をトラップするように構成されている、［２］～［５］のいずれか一つに記載の方法」であってもよい。この場合、細胞トラップ部において最大幅が１５μｍ以上の細胞をトラップすることができる。
【0013】
本発明の気相中の物質の検出方法は、［６－１］「前記細胞トラップ部が、最大幅が１０μｍ以上の細胞をトラップするように構成されている、［２］～［５］のいずれか一つに記載の方法」であってもよい。この場合、細胞トラップ部において最大幅が１０μｍ以上の細胞をトラップすることができる。
【0014】
本発明の気相中の物質の検出方法は、［６－２］「前記細胞トラップ部が、最大幅が５μｍ以上の細胞をトラップするように構成されている、［２］～［５］のいずれか一つに記載の方法」であってもよい。この場合、細胞トラップ部において最大幅が５μｍ以上の細胞をトラップすることができる。
【0015】
本発明の気相中の物質の検出方法は、［６－３］「前記細胞トラップ部が、最大幅が１μｍ以上の細胞をトラップするように構成されている、［２］～［５］のいずれか一つに記載の方法」であってもよい。この場合、細胞トラップ部において最大幅が１μｍ以上の細胞をトラップすることができる。
【0016】
本発明の気相中の物質の検出方法は、［６－４］「前記細胞トラップ部が、最大幅が０．５μｍ以上の細胞をトラップするように構成されている、［２］～［５］のいずれか一つに記載の方法」であってもよい。この場合、細胞トラップ部において最大幅が０．５μｍ以上の細胞をトラップすることができる。
【0017】
本発明の気相中の物質の検出方法は、［７］「前記細胞トラップ部が、前記細胞懸濁液を流すための流路の表面に形成されたトラップ領域を含み、前記トラップ領域が、前記トラップ領域に前記細胞懸濁液が接触した場合に前記溶液がトラップされない一方で前記細胞が前記トラップ領域上にトラップされるように構成されており、前記分離工程が、前記トラップ領域に接触するように前記流路に前記細胞懸濁液を流すことを含む、［２］に記載の方法」であってもよい。この場合、流路に細胞懸濁液を流すことで細胞懸濁液から細胞を分離させることができ、細胞懸濁液から細胞を容易に分離することができる。
【0018】
本発明の気相中の物質の検出方法は、［８］「前記評価工程の後に、前記細胞トラップ部に接触するように洗浄液を流すことにより、前記細胞トラップ部から前記細胞及び前記物質の少なくとも一方を除去する工程を含む、［２］～［７］のいずれか一つに記載の方法」であってもよい。この場合、評価工程の後に細胞トラップ部から細胞及び物質の少なくとも一方を除去することができる。
【0019】
本発明の気相中の物質の検出方法は、［９］「前記分離工程が、前記細胞トラップ部が設けられた流路に前記細胞懸濁液を流すことを含み、前記流路の体積が７０００ｍｍ３以下である、［２］～［８］のいずれか一つに記載の方法」であってもよい。本発明者らの検討によって、細胞の培養空間の体積が小さいと、細胞が気相培養環境下で長時間生存できることが明らかとなった。よって、流路の体積が小さい場合、細胞を気相中の物質に長時間曝露させることができる。
【0020】
本発明の気相中の物質の検出方法は、［１０］「前記曝露工程における曝露時間が１分以下である、［１］～［９］のいずれか一項に記載の方法」であってもよい。本発明者らの検討によって、細胞を気相中の物質に曝露した場合、液相中で細胞を物質に曝露させる場合と比較して、細胞が物質に対して高感度に応答することが明らかとなった。よって、本発明の気相中の物質の検出方法では、曝露時間が短時間であっても、気相中の物質を検出することができる。
【0021】
本発明の気相中の物質の検出方法は、［１１］「前記曝露工程における曝露時間が１分以上である、［１］～［９］のいずれか一つに記載の方法」であってもよい。本発明者らの検討によって、細胞が気相培養環境下で１分以上生存できることが明らかとなった。よって、本発明の気相中の物質の検出方法では、曝露時間が１分以上であったとしても、細胞生存率の顕著な低下を伴うことなく細胞を気相中の物質に曝露させることができる。
【0022】
本発明の気相中の物質の検出方法は、［１２］「前記曝露工程における曝露時間が１時間以上８時間以下である、［１］～［９］のいずれか一つに記載の方法」であってもよい。本発明者らの検討によって、細胞が気相培養環境下でも１時間以上生存できることが明らかとなった。よって、本発明の気相中の物質の検出方法では、曝露時間が１時間以上８時間以下であったとしても、細胞生存率の顕著な低下を伴うことなく細胞を気相中の物質に曝露させることができる。
【0023】
本発明の気相中の物質の検出方法は、［１３］「前記曝露工程が、密閉環境において行われる、［１］～［１２］のいずれか一つに記載の方法」であってもよい。本発明者らの検討によって、密閉環境において、開放環境と比較して、気相培養条件下で細胞がより長時間生存できることが明らかとなった。よって、曝露工程が密閉環境において行われる場合、細胞生存率の顕著な低下を伴うことなく細胞を気相中の物質に曝露させることができる。
【0024】
本発明の気相中の物質の検出方法は、［１４］「前記評価工程が、前記細胞が発する蛍光を検出することを含む、［１］～［１３］のいずれか一つに記載の方法」であってもよい。この場合、細胞が発する蛍光を検出することにより、気相中の物質に曝露された細胞を評価することができる。
【0025】
本発明の気相中の物質の検出方法は、［１５］「前記細胞が、前記物質と結合する細胞膜受容体を発現する細胞である、［１］～［１４］のいずれか一つに記載の方法」であってもよい。この場合、物質と結合する細胞膜受容体を発現した細胞を用いて気相中の物質を検出することができる。
【0026】
本発明の気相中の物質の検出方法は、［１６］「前記物質が、分子量２０以上４００以下の分子からなる物質である、［１］～［１５］のいずれか一つに記載の方法」であってもよい。この場合、分子量２０以上４００以下の分子からなる物質を検出することができる。
【0027】
本発明の気相中の物質の検出ユニットは、［１７］「気相中の物質を検出するために用いられる検出ユニットであって、細胞を懸濁させた溶液である細胞懸濁液を流すための流路を画定する流路部材、及び前記流路内の流れを遮るように前記流路内に配置されたトラップ部材を備え、前記トラップ部材は、前記溶液を通過させる一方で前記細胞をトラップするように構成された一つ以上の開口を画定している、検出ユニット。」である。
【0028】
本発明の気相中の物質の検出ユニットでは、細胞懸濁液を流路に流すことにより、トラップ部材において細胞をトラップすることができる。そして、物質を含む気体を流路に流すことで、細胞懸濁液から分離された細胞を、気相中の物質に曝露させることができる。この場合、液相中で細胞を物質に曝露させる場合と比較して、物質の溶液への溶解性に依存することなく、気相中の物質を検出することができる。また、本発明者らの検討によって、細胞を気相中の物質に曝露した場合、液相中で細胞を物質に曝露させる場合と比較して、細胞が物質に対して高感度に応答することが明らかとなった。また、この気相中の物質の検出ユニットでは、一つ以上の開口にトラップされた細胞に対して開口の両側から気相中の物質を曝露させることができ、細胞を物質に効率的に曝露させることができる。よって、本発明の気相中の物質の検出ユニットによれば、気相中の物質を良好に検出することができる。なお、本発明は、細胞懸濁液から細胞を分離して気相中に配置した場合でも細胞は或る程度生存可能であるとの本発明者らが見出した知見に基づくものである。
【0029】
本発明の気相中の物質の検出ユニットは、［１８］「前記トラップ部材の少なくとも一部は、多孔質体からなり、前記一つ以上の開口は、前記多孔質体の孔である、［１７］に記載の検出ユニット」であってもよい。この場合、細胞懸濁液から細胞を容易に分離することができる。
【0030】
本発明の気相中の物質の検出ユニットは、［１９］「前記一つ以上の開口の各々の最大幅が、３０μｍ以下である、［１７］又は［１８］に記載の検出ユニット」であってもよい。この場合、開口部において細胞を好適にトラップすることができる。
【0031】
本発明の気相中の物質の検出ユニットは、［２０］「前記トラップ部材が、最大幅が０．５μｍ以上、１μｍ以上、５μｍ以上、１０μｍ以上又は１５μｍ以上の細胞をトラップするように構成されている、［１７］～［１９］のいずれか一つに記載の検出ユニット」であってもよい。この場合、トラップ部材において最大幅が０．５μｍ以上、１μｍ以上、５μｍ以上、１０μｍ以上又は１５μｍ以上の細胞をトラップすることができる。
【0032】
本発明の気相中の物質の検出ユニットは、［２１］「前記流路の体積が７０００ｍｍ３以下である、［１７］～［２０］のいずれか一つに記載の検出ユニット」であってもよい。本発明者らの検討によって、細胞の培養空間の体積が小さいと、細胞が気相培養環境下で長時間生存できることが明らかとなった。よって、流路の体積が小さい場合、細胞を気相中の物質に長時間曝露させることができる。
【0033】
本発明の気相中の物質の検出ユニットは、［２２］「前記トラップ部材は、前記流路内の空間を第１部分と第２部分とに隔てており、前記流路部材は、前記第１部分に接続された、前記細胞懸濁液を供給するための第１開口と、前記第１部分に接続された、前記物質を含む気体を供給するための第２開口と、前記第２部分に接続された、前記溶液及び前記気体を排出するための第３開口と、を有する、［１７］～［２１］のいずれか一つに記載の検出ユニット」であってもよい。この場合、第１開口から細胞懸濁液を供給してトラップ部材に細胞をトラップさせた後に、第２開口から物質を含む気体を供給して細胞を物質に曝露させることができる。また、第１開口及び第２開口から供給された溶液（細胞懸濁液）及び気体を第３開口から排出することができる。
【0034】
本発明の気相中の物質の検出ユニットは、［２３］「前記流路部材は、前記第２部分に接続された、前記気体を供給するための第４開口を更に有する、［２２］に記載の検出ユニット」であってもよい。この場合、第２開口（第１部分側）からだけでなく、第４開口（第２部分側）からも物質を含む気体を供給することができる。
【0035】
本発明の気相中の物質の検出ユニットは、［２４］「前記トラップ部材は、第１トラップ部材及び第２トラップ部材を含み、前記第１トラップ部材は、前記流路内の空間を第１部分と第２部分とに隔てており、前記第２トラップ部材は、前記流路内の空間を前記第２部分と第３部分とに隔てており、前記流路部材は、前記第１部分に接続された、前記細胞懸濁液を供給するための第１開口と、前記第１部分に接続された、前記物質を含む気体を供給するための第２開口と、前記第２部分に接続された、前記溶液及び前記気体を排出するための第３開口と、前記第３部分に接続された、前記細胞懸濁液を供給するための第４開口と、前記第３部分に接続された、前記物質を含む気体を供給するための第５開口と、を有する、［１７］～［２１］のいずれか一つに記載の検出ユニット」であってもよい。この場合、第１トラップ部材及び第２トラップ部材の各々の位置において物質の検出を行うことができる。
【発明の効果】
【0036】
本発明によれば、気相中の物質を、気相中で良好に検出することができる方法及び検出ユニットを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図22】図２２（ａ）は、第２変形例において、流路に気体を導入し、トラップ部材にトラップされた細胞を気体中の物質に曝露させる様子を示す平面図である。図２２（ｂ）は、第２変形例において、トラップ部材上の細胞を洗浄する様子を示す平面図である。
【図24】実施例１において、培養液（コントロール）又はエタノールをしみ込ませた濾紙を配置した場合の細胞生存率の、培養液（培養上清）の体積依存性を示す図である。
【図25】図２５（ａ）～図２５（ｇ）は、それぞれ、実施例１において、０％エタノール（１００％培養液）、２０％エタノール（８０％培養液）、４０％エタノール（６０％培養液）、５０％エタノール（５０％培養液）、６０％エタノール（４０％培養液）、８０％エタノール（２０％培養液）、１００％エタノール（０％培養液）をしみ込ませた濾紙を配置した場合の細胞生存率の、培養液（培養上清）の体積依存性を示す図である。
【図26】図２６（ａ）は、実施例２において、気相培養後の細胞の、気相曝露における、気相中の物質に対する細胞の応答性を示す図である。図２６（ｂ）は、実施例２において、気相培養後の細胞の、液相曝露における、気相中の物質に対する細胞の応答性を示す図である。
【図31】図３１（ａ）は、実施例６において、１２ウェルプレート上で気相培養した細胞の、培養時間依存的な細胞生存率の変化を示す図である。図３１（ｂ）は、実施例６において、９６ウェルプレート上で気相培養した細胞の、時間依存的な細胞生存率の変化を示す図である。
【図32】図３２（ａ）は、実施例７において、気相培養後の細胞のヒスタミン刺激前（０秒）及びヒスタミン刺激直後（６秒）の蛍光像を示す図である。図３２（ｂ）は、図３２（ａ）中に示したＲＯＩにおける蛍光強度の時間変化を、観察開始時のＲＯＩ内の平均輝度値により規格化して表示した結果を示す図である。
【図35】図３５（ａ）は、実施例９において用いた計測容器の斜視図である。図３５（ｂ）は、実施例９において用いた計測容器の分解斜視図である。図３５（ｃ）は、実施例９において用いた計測容器のフタの上面図である。図３５（ｄ）は、実施例９において用いた計測容器のディッシュ本体の下面図である。
【発明を実施するための形態】
【0038】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。
【0039】
図１～図３に示される検出ユニット１（検出装置）は、細胞５（図４）を用いて気相中の物質を検出するために用いられる（図４～図９）。検出ユニット１を使用した気相中の物質の検出方法については後述する。以下ではまず、検出ユニット１の構成を説明する。
【0040】
＜検出ユニット＞
図１～図３に示されるように、検出ユニット１は基体２を備えている。基体２は、第１基板１０及び第２基板２０を有している。第１基板１０及び第２基板２０は、例えば、ガラスにより矩形板状に形成されており、光透過性を有している。第１基板１０は、平坦な表面１０ａを有している。
図１～図３に示されるように、検出ユニット１は基体２を備えている。基体２は、第１基板１０及び第２基板２０を有している。第１基板１０及び第２基板２０は、例えば、ガラスにより矩形板状に形成されており、光透過性を有している。第１基板１０は、平坦な表面１０ａを有している。
【0041】
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示されるように、第１基板１０の表面１０ａには、溝１１が形成されている。溝１１は、流路部分１２と、第１接続部分１３、第２接続部分１４及び第３接続部分１５と、を有している。流路部分１２は、平面視において（表面１０ａに垂直な方向から見た場合に）Ｔ字状に形成されており、直線状の本体部１２ａと、本体部１２ａの中間部から分岐して直線状に延在する分岐部１２ｂと、を有している。流路部分１２は、延在方向に沿って一様な断面形状を有している。当該断面形状は、例えば矩形状である。この例では、延在方向に垂直な断面において、流路部分１２の幅は０．５ｍｍであり、流路部分１２の深さは０．２ｍｍである。
【0042】
第１接続部分１３は、本体部１２ａの一端に接続されている。第３接続部分１５は、本体部１２ａの他端に接続されている。第２接続部分１４は、分岐部１２ｂの一端（本体部１２ａとの接続端とは反対側の端部）に接続されている。平面視における第１接続部分１３、第２接続部分１４及び第３接続部分１５の形状は、この例では円形状であるが、これに限られず、任意の形状であってよい。
【0043】
第２基板２０は、第１基板１０の表面１０ａ上に配置されており、表面１０ａに密着している。このような密着は、例えば接着剤の使用等により達成される。これにより、溝１１の流路部分１２の開口部が第２基板２０によって塞がれ、流路部分１２と第２基板２０との間に流路４０が形成されている。すなわち、第１基板１０及び第２基板２０（基体２）は、流路４０を画定する流路部材であり、第２基板２０は、溝１１を塞ぐ蓋部材である。
【0044】
流路４０は、上述した流路部分１２に対応した形状を有している。延在方向に垂直な断面における流路４０の断面積は、特に限定されるものではないが、例えば０．０００１ｍｍ２以上、０．０００３ｍｍ２以上、０．００１ｍｍ２以上、０．００３ｍｍ２以上、０．０１ｍｍ２以上、０．０３ｍｍ２以上、０．１ｍｍ２以上、０．３ｍｍ２以上、１．０ｍｍ２以上、３．０ｍｍ２以上、１０ｍｍ２以上、３０ｍｍ２以上又は１００ｍｍ２以上であってよく、１０００ｍｍ２以下、３００ｍｍ２以下、１００ｍｍ２以下、３０ｍｍ２以下、１０ｍｍ２以下、３．０ｍｍ２以下又は１．０ｍｍ２以下であってもよい。好ましい一実施形態において、流路４０の断面積は、３００ｍｍ２以下である。また、流路４０の体積は、特に限定されるものではないが、０．１ｍｍ３以上、１ｍｍ３以上、３ｍｍ３以上、１０ｍｍ３以上、３０ｍｍ３以上、１００ｍｍ３以上、３００ｍｍ３以上、５００ｍｍ３以上、１０００ｍｍ３以上又は２０００ｍｍ３以上であってよく、１０００００ｍｍ３以下、３００００ｍｍ３以下、１００００ｍｍ３以下、７０００ｍｍ３以下、５０００ｍｍ３以下、３０００ｍｍ３以下、２０００ｍｍ３以下、１０００ｍｍ３以下、５００ｍｍ３以下、４００ｍｍ３以下、１００ｍｍ３以下、５０ｍｍ３以下又は１０ｍｍ３以下であってもよい。
【0045】
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示されるように、第２基板２０には、第１開口２１、第２開口２２及び第３開口２３が形成されている。第１開口２１、第２開口２２及び第３開口２３は、第２基板２０を厚さ方向に貫通している。第１開口２１、第２開口２２及び第３開口２３は、それぞれ、第１基板１０の第１接続部分１３、第２接続部分１４及び第３接続部分１５に接続されている。これにより、流路４０は、第１開口２１、第２開口２２及び第３開口２３において基体２の外部に接続されている。平面視における第１開口２１、第２開口２２及び第３開口２３の形状は、この例では円形状であるが、これに限られず、任意の形状であってよい。
【0046】
流路４０内には、トラップ部材３０（支持体、細胞トラップ部）が配置されている。トラップ部材３０は、例えば、多孔質体により矩形板状に形成されている。トラップ部材３０は、流路４０内の流れを遮るように流路４０内に配置されている。この例では、トラップ部材３０は、流路４０内における流れ方向（流路４０の延在方向）に垂直に配置されている。トラップ部材３０は、トラップ部材３０の外縁と流路４０の表面とが接触するように（隙間無く）配置されている。トラップ部材３０は、流路部分１２の本体部１２ａにおける分岐部１２ｂの接続箇所に対して第３接続部分１５側に位置する部分に配置されている。
【0047】
トラップ部材３０は、流路４０内の空間を第１部分４１と第２部分４２とに隔てている。第１部分４１は、流路部分１２の本体部１２ａにおけるトラップ部材３０に対して第１接続部分１３側に位置する部分と、分岐部１２ｂとに対応する。第２部分４２は、流路部分１２の本体部１２ａにおけるトラップ部材３０に対して第３接続部分１５側に位置する部分に対応する。第１部分４１には第１開口２１及び第２開口２２が接続されており、第２部分４２には第３開口２３が接続されている。
【0048】
図１（ｂ）に示されるように、トラップ部材３０は、複数（多数）の貫通孔３１（開口部）を有している。この例では、貫通孔３１は、トラップ部材３０を構成する多孔質体の孔（細孔）である。貫通孔３１は、厚さ方向（流路４０内の流れ方向）に沿ってトラップ部材３０を貫通している。貫通孔３１は、例えば円形状である。貫通孔３１は、細胞５を懸濁させた溶液６である細胞懸濁液３（図４）を流した場合に、溶液６を通過させる一方で細胞５をトラップする（捕捉する）ように構成されている。
【0049】
各々の貫通孔３１の最大幅は、例えば３０μｍ以下、２５μｍ以下、２０μｍ以下、１５μｍ以下、１０μｍ以下、７μｍ以下、４μｍ以下又は２μｍ以下であってよい。貫通孔３１の最大幅が上記上限以下であると、貫通孔３１が細胞５を通過させない一方で、溶液６を通過させることができる。なお、本開示において、「最大幅」とは、貫通孔３１の縁上の任意の２点を通る線分の最大長さを意味する。例えば、貫通孔３１が正円形状である場合、「最大幅」は該正円の直径を指す。また、例えば、貫通孔３１が楕円形状である場合、「最大幅」は該楕円の長径を指す。また、貫通孔３１が多角形状である場合、「最大幅」は該多角形の対角線のうち最も長いものの長さを意味する。
【0050】
トラップ部材３０は、例えば最大幅が０．５μｍ以上、１μｍ以上、５μｍ以上、１０μｍ以上、１５μｍ以上、２０μｍ以上、２５μｍ以上又は３０μｍ以上の細胞をトラップするように構成されていてよく、好ましい一実施形態においては、最大幅が１５μｍ以上の細胞をトラップするように構成されている。
【0051】
以上で説明した検出ユニット１の貫通孔３１にトラップされる細胞５（図４）は、気相中への物質への曝露後に評価することによって気相中の物質を検出することができる細胞であれば特に限定されず、接着細胞又は浮遊細胞のいずれであってもよい。また、細胞５は、真核細胞であってよく、原核細胞（原核生物ともいう。）であってもよく、該原核細胞は細菌又はアーキアのいずれかに該当する微生物であってもよい。
【0052】
好ましい一実施形態において、細胞５は、検出対象の物質と結合する細胞膜受容体を発現した細胞である。このような細胞としては、例えば、標的物質と結合した場合に細胞内のカルシウムイオン濃度を上昇させる機能を有する細胞膜受容体と、カルシウムイオン検出蛍光プローブであるＣａＴＭ－３（Kazuhisa Hirabayashi et al., "Development of practical redfluorescent probe for cytoplasmic calcium ions with greatly improved cell-membranepermeability", Cell Calcium 60(4), 256-265 (2016)））を挙げることができる。このような細胞によると、細胞５が気体４（図４）中の物質に曝露されると、細胞５内のカルシウムイオン濃度の上昇を介してＣａＴＭ－３の蛍光強度が上昇するため、これによって気体４中の物質を検出することができる。検出対象の物質と結合する細胞膜受容体を発現した細胞は、当業者が通常行う方法（例えばリポフェクション法又はエレクトロポレーション法）によって調製することができる。
【0053】
また、好ましい一実施形態において、検出ユニット１によって細胞５を用いて検出する対象となる気相中の物質は、例えば分子量２０以上４００以下の分子からなる物質であってよく、分子量３０以上３００以下、５０以上２００以下又は８０以上１５０以下の分子からなる物質であってもよい。
【0054】
＜気相中の物質の検出方法＞
図４（ａ）～（ｄ）を参照しつつ、検出ユニット１を用いて、細胞５を懸濁させた溶液６である細胞懸濁液３から細胞５を分離し（分離工程）、検出対象の物質を含む気体４に曝露させ（曝露工程）、物質に曝露された細胞５の発する蛍光を検出することによって細胞５を評価する（評価工程）方法の例を説明する。
図４（ａ）～（ｄ）を参照しつつ、検出ユニット１を用いて、細胞５を懸濁させた溶液６である細胞懸濁液３から細胞５を分離し（分離工程）、検出対象の物質を含む気体４に曝露させ（曝露工程）、物質に曝露された細胞５の発する蛍光を検出することによって細胞５を評価する（評価工程）方法の例を説明する。
【0055】
本開示において、「細胞懸濁液から細胞を分離する」とは、細胞懸濁液に含まれる溶液と細胞とを分離することを意味し、例えば、測定対象とする細胞の表面に溶液が多少残存しているとしても、一般的な方法によって当該溶液を更に取り除くことが難しい程度にまで、細胞を溶液から分離することを意味する。
【0056】
本開示における「細胞懸濁液」との用語は、細胞を懸濁させた溶液（溶液に細胞が分散した液体）を意味する。また、以下の例で用いる細胞懸濁液３は、当業者が通常行う方法によって用意することができる。例えば、細胞５が接着細胞である場合、細胞懸濁液３は、細胞５を培養するディッシュからトリプシン－ＥＤＴＡ又はセルスクレーパー等を用いて剥離させた細胞５を、細胞培養培地等で希釈することによって調製することができる。
【0057】
以下の例では、流路４０には、第１開口２１から細胞懸濁液３が供給され、第２開口２２から気体４が供給される。細胞懸濁液３及び気体４は、第３開口２３から基体の外部に外出される。図４に示されるように、第１開口２１からの細胞懸濁液３の供給、及び第２開口２２からの気体４の供給は、例えばシリンジを用いて行われるが、チューブ等を用いて行われてもよい。第１開口２１及び第２開口２２は、弁を用いて開閉可能とされていてもよい。以下の説明において、第１開口２１を閉じるとは、第１開口２１から液体又は気体の供給又は排出を行わないことをいい、第１開口２１を開けるとは、第１開口２１から液体又は気体の供給又は排出を行うことをいう。この点は第２開口２２及び第３開口２３についても同様である。また、流路４０内における液体又は気体の流れは、必要に応じて第１開口２１又は第２開口２２からのポンプを用いたパージ、あるいは第３開口２３からのポンプを用いた吸引等によって促進してもよい。
【0058】
また、以下の例では、細胞５は、気体４中の物質と結合した場合に細胞内のカルシウムイオン濃度を上昇させる機能を有する細胞膜受容体と、ＣａＡＭ－３で染色されている接着細胞であり、細胞５が気体４中の物質に曝露されると、細胞５が発する蛍光の強度が上昇するものとする。
【0059】
まず、第１開口２１を開き、かつ第２開口２２を閉じた状態で、図４（ｂ）に示すように、第１開口２１から、細胞懸濁液３を導入する。第１開口２１から導入された細胞懸濁液３は、流路４０の第１部分４１に導入される。
【0060】
第１部分４１に導入された細胞懸濁液３は流路４０内を流れて、トラップ部材３０に到達する。細胞懸濁液３がトラップ部材３０に接触すると、細胞懸濁液３に含まれる細胞５はトラップされてトラップ部材３０上に留まる一方で、溶液６はトラップ部材３０に設けられた貫通孔３１を通過して第２部分４２に到達し、最終的に第３開口２３から排出される。これにより、細胞懸濁液３から細胞５が分離される（分離工程）。その後に、必要に応じて図４（ｃ）に示すように第１開口２１から溶液６を導入してもよく、そうすると、第１部分４１に残存していた細胞懸濁液３中の細胞５も押し流され、トラップ部材３０にトラップされる。
【0061】
次に、第１開口２１を閉じ、第２開口２２を開いてから、図４（ｄ）に示すように、第２開口２２から、検出対象の物質を含む気体４を導入する。第２開口２２から導入された気体４は、流路４０の第１部分４１に導入される。
【0062】
第１部分４１に導入された気体４は流路４０内を流れて、トラップ部材３０に到達し、トラップ部材３０上にトラップされた細胞５が、気体４に含まれる物質に曝露される（曝露工程）。トラップ部材３０に到達した気体４は、その後は流路４０の第２部分４２を介して最終的に第３開口２３から排出される。
【0063】
最後に、トラップ部材３０上の、気体４中の物質に曝露された細胞５に対して励起光を照射し、細胞５が発する蛍光の強度を指標に、気体４中の物質の有無及び／又は濃度を評価する（評価工程）。第１基板１０及び第２基板２０は励起光及び細胞５が発する蛍光が透過可能に構成されているため、細胞５に対する励起光の照射及び蛍光検出は、第１基板１０及び第２基板２０の外部から行うことができる。また、蛍光の測定は、細胞５が気体４に含まれる物質に曝露されることと同時に行ってもよく、曝露が終わった後に行ってもよい。
【0064】
細胞５をある検出対象の物質を含む気体４に曝露させる時間（曝露時間）は特に限定されず、例えば０．１秒以上、０．３秒以上、１秒以上、３秒以上、１０秒以上、３０秒以上、１分以上、１０分以上、３０分以上、１時間以上、２時間以上又は４時間以上であってよく、２４時間以下、１２時間以下、８時間以下、６時間以下、４時間以下、２時間以下、１時間以下、３０分以下、１５分以下、１０分以下、６分以下、４分以下、２分以下、１分以下、４５秒以下、３５秒以下、３０秒以下、１５秒以下、１０秒以下、５秒以下、３秒以下、１秒以下又は０．５秒以下であってもよい。好ましい一実施形態において、曝露時間は、１分以下である。他の好ましい一実施形態において、曝露時間は、１分以上である。他の好ましい一実施形態において、曝露時間は、１時間以上８時間以下である。また、曝露工程は、上記のような曝露時間での曝露を繰り返し行う工程であってもよく、その場合、それぞれの曝露の間に、細胞５を溶液６等の液体に接触させることを含んでもよい。
【0065】
また、第１開口２１、第２開口２２及び第３開口２３は、弁を用いて開閉可能とされている代わりに、流路４０内を密閉状態に保ったまま細胞懸濁液３及び／若しくは気体４を供給可能な供給機構、並びに／又は、その密閉状態を保ったまま細胞懸濁液３及び／若しくは気体４を排出可能な排出機構が取り付けられていてもよい。この場合にも、流路４０内が密閉された状態になる。このような密閉しながらの供給機構は、例えば、ゴム製の栓によって密閉された第１開口２１、第２開口２２又は第３開口２３に対して、細胞懸濁液３又は気体４をロードしたシリンジの注射針を穿刺すること、あるいは固化前の接着剤によって覆われた第１開口２１、第２開口２２又は第３開口２３に対して、細胞懸濁液３又は気体４をロードしたシリンジの注射針を穿刺した後に、接着剤を固化させることによって実現できる。また、密閉しながらの排出機構は、例えば、ゴム製の栓によって密閉された第１開口２１、第２開口２２又は第３開口２３に対して、ホースの一端に取り付けられた注射針を穿刺し、ホースの他端をポンプ等に接続して吸引することによって、実現できる。
【0066】
また、以上で説明した例では、評価工程が細胞の発する蛍光を検出することを含んでいたが、細胞の評価はそれ以外の方法によっても行うことができる。蛍光検出以外の評価方法としては、例えば発光検出、及び後述する洗浄工程において回収した細胞破砕物８（図６）あるいは細胞５を評価する方法を挙げることができる。
【0067】
以上で説明した分離工程、曝露工程及び評価工程に加えて、本発明の気相中の物質の検出方法は、評価工程の後に、トラップ部材３０に接触するように洗浄液を流すことにより、トラップ部材３０から気体４由来の物質及び細胞５の少なくとも一方を除去する工程を含んでもよい。洗浄液は、少なくともトラップ部材３０から気体４由来の物質を除去することができる溶液であり、例えば溶液６、細胞破砕液７（図６）又は細胞剥離液９（図７）であってよい。
【0068】
一実施形態において、洗浄工程は、トラップ部材３０から細胞５は除去せず、気体４由来の物質を除去する工程であってよい。この場合、トラップ部材３０上の細胞５から気体４由来の物質を除去すること（細胞状態のリセット）ができるため、トラップ部材３０上の細胞５を曝露工程及び評価工程に再利用できる。以下では、図５（ａ）及び（ｂ）を参照しながら、細胞５が発する蛍光を検出することを含む評価工程の後に行われる洗浄工程について、気体４由来の物質が溶液６に対して不溶性の物質であり、洗浄液が溶液６である場合を例として説明する。
【0069】
まず、図５（ａ）に示すように、評価工程の後、第１開口２１を開き、第２開口２２を閉じてから、第１開口２１から溶液６を導入する。導入された溶液６は、流路４０の第１部分４１に導入され、トラップ部材３０に到達する。トラップ部材３０の表面及びトラップ部材３０にトラップされている細胞５の表面に存在する気体４由来の物質は溶液６に押し流され、トラップ部材３０から除去される。その後、図５（ｂ）に示すように、気体４を押し流した溶液６はトラップ部材３０の貫通孔３１を通過して第２部分４２に到達し、最終的に第３開口２３から排出される。
【0070】
上記の例では、気体４由来の物質が溶液６に対して不溶性の物質であり、洗浄液が溶液６である場合を例として説明したが、気体４由来の物質と洗浄液の組み合わせはこれに限定されない。例えば、上記の例のように、洗浄工程が、細胞５はトラップ部材３０から除去されず、かつ気体４由来の物質がトラップ部材３０から除去される工程である場合、洗浄液としては、細胞５を破砕、可溶化及び剥離せず、かつ気体４由来の物質を溶解させる溶液あれば特に限定されない。
【0071】
また、洗浄工程は、トラップ部材３０から、気体４由来の物質及び細胞５の両方を除去する工程であってもよい。この場合、トラップ部材３０から細胞５及び気体４由来の物質を除去することができるため、検出ユニット１を繰り返し本発明の検出方法に使用することができる。この場合、洗浄液は、例えば細胞破砕液７（図６）又は細胞剥離液９（図７）であってよい。
【0072】
洗浄工程で用いる洗浄液が細胞破砕液７である場合について、図６（ａ）及び（ｂ）を参照しながら、トラップ部材３０から細胞５及び気体４由来の物質を除去する一例を説明する。本明細書において、細胞破砕液とは、細胞に接触させることによって、細胞の脂質二重膜を破壊して細胞内成分を遊離させることができる溶液を意味する。細胞５の破砕に用いる細胞破砕液７としては、例えばＣＨＡＰＳ又はＴｒｉｔｏｎ－Ｘ１００等の界面活性剤を含む溶液を用いることができる。
【0073】
まず、評価工程の後に、図６（ａ）に示すように、第１開口２１を開いて第２開口２２を閉じてから、第１開口２１から細胞破砕液７（洗浄液）を導入する。導入された細胞破砕液７は、流路４０の第１部分４１に導入され、トラップ部材３０に到達する。トラップ部材３０にトラップされている細胞５は、細胞破砕液７の作用によって破砕され、細胞破砕物８になる。細胞破砕物８は細胞５と比較してサイズが小さいため、図６（ｂ）に示すように、細胞破砕物８（細胞破砕物８のうち貫通孔３１を通過可能なサイズのもの）はトラップ部材３０に設けられた貫通孔３１を通過して、第２部分４２に到達した後、最終的に第３開口２３から排出される。
【0074】
なお、上記の例では、第１開口２１から細胞破砕液７を導入して、細胞破砕物８を第３開口２３から排出したが、細胞破砕液７を第３開口２３から導入して、細胞破砕物８を第１開口２１から排出してもよい。この場合、細胞破砕物８がトラップ部材３０に設けられた貫通孔３１を通過できなくてもよいため、より小さな貫通孔３１を設けられたトラップ部材３０も使用することができる。
【0075】
なお、洗浄工程で排出された細胞破砕物８を回収し、評価することによって気体４中の物質を検出してもよい。換言すると、洗浄液が細胞破砕液７である場合、洗浄工程は、曝露工程と評価工程の間に行われてよく、評価工程は、洗浄工程で除去された細胞５の破砕物（細胞破砕物８）を評価する工程であってもよい。細胞破砕物８の評価は、細胞破砕物を分析する際に当業者が通常用いる方法（例えばＥＬＩＳＡ法、免疫沈降法、ウエスタン・ブロッティング法、定量的ＰＣＲ法又は高速液体クロマトグラフィー法）によって行うことができ、細胞５が気体４中の物質に曝露されたことに起因する細胞破砕物８の組成の変化の有無あるいはその程度を指標として、気相中の物質を検出することができる。
【0076】
洗浄工程で用いる洗浄液が細胞剥離液９である場合について、図７（ａ）及び（ｂ）を参照しながら、トラップ部材３０から細胞５及び気体４由来の物質を除去する一例を説明する。本明細書において、細胞剥離液とは、足場に接着した状態の細胞に接触させることによって、細胞を足場から剥離させることができる溶液を意味する。トラップされた細胞５の回収に用いる細胞剥離液９としては、例えばトリプシン－ＥＤＴＡ溶液等を用いることができる。以下に、この場合の評価工程について説明する。
【0077】
まず、評価工程の後に、図７（ａ）に示すように、第１開口２１を開いて第２開口２２を閉じてから、第３開口２３から細胞剥離液９（洗浄液）を導入する。導入された細胞剥離液９は、流路４０の第２部分４２に導入され、トラップ部材３０に到達する。トラップ部材３０にトラップされている細胞５は、細胞剥離液９の作用によってトラップ部材３０から剥離される。剥離された細胞５は、細胞剥離液９の流れに乗って第１部分４１を流れ、最終的に第１開口２１から排出される。
【0078】
なお、洗浄工程で排出された細胞５を回収し、評価することによって気体４中の物質を検出してもよい。換言すると、洗浄液が細胞剥離液９である場合、洗浄工程は、曝露工程と評価工程の間に行われてよく、評価工程は、洗浄工程で除去された細胞５を評価する工程であってもよい。回収された細胞５の評価は、細胞５を分析する際に当業者が通常用いる方法（例えばＭＴＴアッセイ又はＣＣＫ－８アッセイによる細胞生存率測定）によって行うことができ、細胞５が気体４中の物質に曝露されたことに起因する細胞生存率の低下の程度を指標として、気相中の物質を検出することができる。
【0079】
また、この例では細胞５が接着細胞であるとして説明したが、細胞５が浮遊細胞である場合には、細胞５はトラップ部材３０に接着しないため、第３開口２３から導入する溶液が細胞剥離液９以外の溶液（例えば溶液６等の一般的な細胞培養培地）であっても、細胞５をトラップ部材３０から除去することが可能である。
【0080】
以上では、気体４を１か所の開口（第２開口２２）から導入する例を説明したが、気体は、２か所以上の開口から導入されてもよい。以下では、図８（ａ）～（ｄ）を参照しながら、第１気体４Ａを第２開口２２から、第２気体４Ｂを第４開口２４から、それぞれ導入する場合を例として説明する。図８（ａ）～（ｄ）の例では、検出ユニット１は、第１開口２１、第２開口２２及び第３開口２３に加えて、流路４０の第２部分４２に接続された、第２気体４Ｂを供給するための第４開口２４を更に有している。このとき、第１開口２１及び第２開口２２だけでなく、第３開口２３及び第４開口２４も弁を用いて開閉可能とされていてもよく、以下の例では弁が設けられているものとする。なお、第１気体４Ａ及び第２気体４Ｂは、組成が同じ気体であってもよく、組成が異なる気体であってもよい。
【0081】
まず、図８（ａ）に示すように、第１開口２１を開き、第２開口２２及び第４開口２４を閉じてから、第１開口２１から細胞懸濁液３を導入し、細胞５をトラップ部材３０にトラップさせる（分離工程）。次に、図８（ｂ）に示すように、第１開口２１を閉じて第２開口２２を開いてから、第２開口２２から第１気体４Ａを導入し、トラップ部材３０上の細胞５を、第１気体４Ａ中の物質に曝露させ（１回目の曝露工程）ながら、細胞の発する蛍光を検出する（１回目の評価工程）。次に、図８（ｃ）に示すように、第１開口２１を開いて第２開口２２を閉じてから、第３開口２３から溶液６を導入し、トラップ部材３０上から細胞５は除去せずに、第１気体４Ａ由来の物質を除去する（洗浄工程、細胞状態のリセット）。最後に、図８（ｄ）に示すように、第３開口２３を閉じて、第４開口２４を開いてから、第４開口２４から第２気体４Ｂを導入し、トラップ部材３０上の細胞５を、第２気体４Ｂ中の物質に曝露させ（２回目の曝露工程）ながら、細胞の発する蛍光を検出する（２回目の評価工程）。
【0082】
なお、上記の例では、洗浄工程において溶液６を第３開口２３から導入したが、洗浄工程において、溶液６は第１開口２１から導入してもよい。
【0083】
また、図８（ｃ）に示すような、第３開口２３から第１開口２１に向けて洗浄液を流すことによる、細胞５は除去しない洗浄工程は、細胞５が接着細胞である場合などの、洗浄液によって細胞５がトラップ部材３０上から第１部分４１に流されてしまわない場合に好適に適用され得る。
【0084】
上記の例では、１回目の曝露工程と評価工程のあと、２回目の曝露工程と評価工程の前に洗浄工程を含んでいたが、図９（ａ）～（ｄ）に示すように、１回目の曝露工程と評価工程（図９（ｂ））のあと、洗浄工程の代わりに微量の第２気体４Ｂを導入して、流路４０内に残存する溶液６を押し流すことによって流路４０内の第１気体４Ａを除去する工程（図９（ｃ））を行ってから、２回目の曝露工程と評価工程（図９（ｄ））を行ってもよい。
【0085】
＜作用及び効果＞
以上で説明したように、検出ユニット１及びそれを用いた気相中の物質の検出方法では、細胞懸濁液３から分離された細胞５を気体４中の物質に曝露させる。そのため、液相中で細胞を物質に曝露させる場合と比較して、気体４中の物質の溶液６への溶解性に依存することなく、気相中の物質を検出することができる。また、本発明者らの検討によって、細胞を気相中の物質に曝露した場合、液相中で細胞を物質に曝露させる場合と比較して、細胞が物質に対して高感度に応答することが明らかとなった。よって、検出ユニット１及びそれを用いた気相中の物質の検出方法によれば、気体４中の物質を良好に検出することができる。なお、本発明は、細胞の生存状態を維持する上では乾燥に注意することが必須であり、細胞の気相への曝露は数秒～数十秒であることが好ましいと従来考えられていたところ、細胞懸濁液から細胞を分離して気相中に配置した場合でも細胞は或る程度生存可能であるとの知見を本発明者らが見出したことに基づくものである。
以上で説明したように、検出ユニット１及びそれを用いた気相中の物質の検出方法では、細胞懸濁液３から分離された細胞５を気体４中の物質に曝露させる。そのため、液相中で細胞を物質に曝露させる場合と比較して、気体４中の物質の溶液６への溶解性に依存することなく、気相中の物質を検出することができる。また、本発明者らの検討によって、細胞を気相中の物質に曝露した場合、液相中で細胞を物質に曝露させる場合と比較して、細胞が物質に対して高感度に応答することが明らかとなった。よって、検出ユニット１及びそれを用いた気相中の物質の検出方法によれば、気体４中の物質を良好に検出することができる。なお、本発明は、細胞の生存状態を維持する上では乾燥に注意することが必須であり、細胞の気相への曝露は数秒～数十秒であることが好ましいと従来考えられていたところ、細胞懸濁液から細胞を分離して気相中に配置した場合でも細胞は或る程度生存可能であるとの知見を本発明者らが見出したことに基づくものである。
【0086】
検出ユニット１及びそれを用いた気相中の物質の検出方法では、検出ユニット１がトラップ部材３０を備えているため、細胞懸濁液３をトラップ部材３０に接触させることによって細胞５を細胞懸濁液３から分離することができる。これによって、細胞懸濁液３から細胞５を容易に分離することができる。このようなトラップ部材３０による細胞５のトラップは、トラップ部材３０が多孔質体からなり、貫通孔３１が該多孔質体の孔であること、貫通孔３１の各々の最大幅が所定の上限以下であること、及び／又はトラップ部材３０が最大幅が所定の下限以上の細胞をトラップするように構成されていることによって、より好適に行うことができる。
【0087】
検出ユニット１及びそれを用いた気相中の物質の検出方法では、流路４０の体積が所定の上限以下（例えば７０００ｍｍ３以下）である。本発明者らの検討によって、細胞の培養空間の体積が小さいと、細胞が気相培養環境下で長時間生存できることが明らかとなった。よって、流路４０の体積が小さい場合、細胞５を気体４中の物質に長時間曝露させることができるため、連続測定及び低濃度の気相中の物質の検出等に好適に用いることができる。
【0088】
また、本発明者の検討によって、細胞を気相中の物質に曝露した場合、液相中で細胞を物質に曝露させる場合と比較して、細胞が物質に対して高感度に応答することが明らかとなった。よって、検出ユニット１を用いた気相中の物質の検出方法では、曝露工程における曝露時間が短時間（例えば１分以下）であっても、気相中の物質を検出することができる。
【0089】
また、本発明者らの検討によって、細胞が気相培養環境下で長時間生存できることが明らかとなった。よって、検出ユニット１を用いた気相中の物質の検出方法では、曝露工程における曝露時間が長時間（例えば１分以上、又は１時間以上８時間以下）であっても、細胞生存率の顕著な低下を伴うことなく細胞を気相中の物質に曝露させることができる。
【0090】
また、本発明者らの検討によって、密閉環境において、開放環境と比較して、気相培養条件下で細胞がより長時間生存できることが明らかとなった。よって、検出ユニット１を用いた気相中の物質の検出方法では、曝露工程が密閉環境において行われる場合、細胞生存率の顕著な低下を伴うことなく細胞を気相中の物質に曝露させることができるため、連続測定及び低濃度の気相中の物質の検出等に好適に用いることができる。
【0091】
検出ユニット１及びそれを用いた気相中の物質の検出方法では、検出ユニット１の第１基板１０及び第２基板２０が光透過性を有しているため、細胞５が発する蛍光を検出することができる。よって、細胞５の発する蛍光の強度に基づいて気体４中を検出することが可能である。
【0092】
トラップ部材３０が、流路４０内の空間を第１部分４１と第２部分４２とに隔てている。第１基板１０及び第２基板２０（流路部材）が、第１部分４１に接続された、細胞懸濁液３を供給するための第１開口２１と、第１部分４１に接続された、物質を含む気体４を供給するための第２開口２２と、第２部分４２に接続された、溶液６及び気体４を排出するための第３開口２３と、を有する。これにより、第１開口２１から細胞懸濁液３を供給してトラップ部材３０に細胞をトラップさせた後に、第２開口２２から物質を含む気体４を供給して細胞５を物質に曝露させることができる。また、第１開口２１及び第２開口２２から供給された溶液６（細胞懸濁液３）及び気体４を第３開口２３から排出することができる。
【0093】
＜変形例＞
以上で説明した例では、第１基板１０及び第２基板２０が共に光透過性のガラス製の基板であるとして説明したが、第１基板１０及び第２基板２０の材質はこれに限定されるものではない。例えば、評価工程が細胞の発する蛍光を検出することを含む場合、第１基板１０及び第２基板２０の少なくとも一方が光透過性であれば、細胞に対する励起光照射及び蛍光の検出は可能であるため、第１基板１０及び第２基板２０の一方が細胞の発する光に対して透過性に、他方が非透過性に形成されて（あるいは、シリコンウェハ等の光透過の低い部材により形成されて）いてもよい。また、評価工程が洗浄工程において回収した細胞破砕物８あるいは細胞５を評価することを含む場合、第１基板１０及び第２基板２０の両方が細胞の発する光に対して非透過性に形成されて（あるいは、シリコンウェハ等の光透過の低い部材により形成されて）いてもよい。
以上で説明した例では、第１基板１０及び第２基板２０が共に光透過性のガラス製の基板であるとして説明したが、第１基板１０及び第２基板２０の材質はこれに限定されるものではない。例えば、評価工程が細胞の発する蛍光を検出することを含む場合、第１基板１０及び第２基板２０の少なくとも一方が光透過性であれば、細胞に対する励起光照射及び蛍光の検出は可能であるため、第１基板１０及び第２基板２０の一方が細胞の発する光に対して透過性に、他方が非透過性に形成されて（あるいは、シリコンウェハ等の光透過の低い部材により形成されて）いてもよい。また、評価工程が洗浄工程において回収した細胞破砕物８あるいは細胞５を評価することを含む場合、第１基板１０及び第２基板２０の両方が細胞の発する光に対して非透過性に形成されて（あるいは、シリコンウェハ等の光透過の低い部材により形成されて）いてもよい。
【0094】
トラップ部材３０は、図１０（ａ）～（ｅ）に示したような形状であってもよい。図１０（ａ）に示した例では、トラップ部材３０に、円形状の貫通孔３１（開口部）が１つ設けられている。図１０（ｂ）に示した例では、トラップ部材３０に、貫通孔３１（開口部）が縞状に多数設けられている。なお、図１０（ａ）に示した例では、トラップ部材３０に、貫通孔３１とは別の排出口が更に形成されていてもよい。図１０（ａ）に示した例のように１つの貫通孔３１が設けられている場合、貫通孔３１に細胞５がトラップされると、細胞懸濁液３、気体４及び溶液６がトラップ部材３０を通過することができなくなる可能性があるが、排出口を設けることで、貫通孔３１に細胞５がトラップされた後でも、細胞懸濁液３、気体４及び溶液６がトラップ部材３０を通過することができる。
【0095】
図１０（ｃ）～（ｅ）に示した例では、トラップ部材３０が流路４０の流れの一部を遮るように配置されており、流路４０の表面とトラップ部材３０との間に隙間３２（開口部）が形成されている。より具体的には、図１０（ｃ）の例では、トラップ部材３０が１辺において流路４０の表面に接触しており、当該接触部分以外に１つの隙間３２（開口部）が形成されている。図１０（ｄ）の例では、トラップ部材３０が対向する２辺において流路４０の表面に接触しており、当該接触部分以外に２つの隙間３２（開口部）が形成されている。図１０（ｅ）の例では、トラップ部材３０が３辺において流路４０の表面に接触しており、当該接触部分以外（残りの１辺）に１つの隙間３２（開口部）が形成されている。他の例として、トラップ部材３０が４辺において流路４０の表面に接触し、トラップ部材３０の隅部に例えば三角形状の隙間３２（開口部）が形成されていてもよい。
【0096】
また、図１（ｂ）に示した例では、複数（多数）の貫通孔３１が規則的に配置されているが、複数の貫通孔３１は不規則（ランダム）に配置されていてもよい。また、複数の貫通孔３１の大きさは、一様でなくてもよい。
【0097】
また、図１（ｂ）に示したトラップ部材３０では、貫通孔３１の形状は厚さ方向に関して一様であり、トラップ部材３０の表面上で細胞５がトラップされたが、貫通孔３１の形状は厚さ方向に関して一様でなくてもよく、トラップ部材３０の内部で細胞５がトラップされてもよい。トラップ部材３０は、貫通孔３１の形状が厚さ方向に関して一様でないトラップ部材として、例えばデプスフィルター又はメンブレンフィルターであってよい。デプスフィルターに設けられた細孔は、フィルター表面に近いほど口径が大きく、フィルター内部に存在するほど口径が小さくなっている。よって、トラップ部材３０がデプスフィルターであると、トラップ部材３０は、その表面だけでなく、内部でも細胞５をトラップすることができる。トラップ部材３０は、繊維状であってもよいし、複数の層により構成されてもよい。トラップ部材３０を構成する多孔質体は、図１（ｂ）の例では、貫通孔３１（細孔）が規則的な方向（厚さ方向）に延びる構造を有していたが、貫通孔３１が不規則な方向に延びると共に３次元上において不規則に分布している構造（不規則な多孔質構造）を有していてもよい。
【0098】
図１１に示した第１変形例の検出ユニット１Ａは、トラップ部材３０を有しない。検出ユニット１Ａでは、流路部分１２の表面及び／又は第２基板２０の流路４０に対する接触面が、細胞懸濁液３が接触した場合に溶液６がトラップされない一方で細胞５がトラップされるように構成されている（すなわち、流路４０の表面４０ａがトラップ領域３３に相当する）。このようなトラップ領域３３は、適切な材料の選択（例えばガラス）、あるいは流路４０の表面４０ａに対する処理（例えば親水化処理）又は修飾（例えばコラーゲンコーディング、ポリリジンコーティング又はフィブロネクチンコーティング）等によって達成することができ、この場合の処理又は修飾は、接着細胞の接着性を高めるものであってもよく、浮遊細胞を基板上に接着させるためのものであってもよい。トラップ領域３３は、細胞５をトラップするための細胞トラップ部を構成する。
【0099】
また、第２基板２０の流路４０に対する接触面が、細胞懸濁液３が接触した場合に溶液６がトラップされない一方で細胞５がトラップされるように構成されている場合には、検出ユニット１Ａは、第２基板２０が第１基板１０に対して鉛直下側となるように用いてもよい。そうすると、重力によって細胞５が第２基板２０の流路４０に対する接触面に接着しやすくなるため、例えば第２基板２０としてカバーガラスを用いると、曝露工程において気相中の物質に曝露した細胞５を倒立型顕微鏡等によって簡便に蛍光観察すること（評価工程）ができる。
【0100】
検出ユニット１Ａを用いる場合の分離工程では、図１２（ａ）に示すように、第１開口２１を開き、第２開口２２を閉じた状態で、第１開口２１から細胞懸濁液３を導入し、流路４０中で細胞懸濁液３を或る程度の時間（例えば５分以上、１０分以上、３０分以上、１時間以上、２時間以上、４時間以上、８時間以上又は１６時間以上）静置する又は緩やかに流す。これにより、細胞５が流路４０の表面４０ａに接着する。次に、図１２（ｂ）に示すように、第２開口２２を開き、第１開口２１を閉じてから、第２開口２２から気体４を導入すると、流路４０から溶液６は除去される一方で、表面４０ａに接着している細胞５は流路４０中に留まる。これにより、細胞５が溶液６から分離され（分離工程）、代わりに細胞５が気体４中の物質に曝露される（曝露工程）ため、気体４中の物質の検出が可能である。図１２では１つの検出位置５０のみにおいて細胞５の検出（分離、曝露及び評価）が行われたが、図１３に示されるように、細胞５の検出は複数の検出位置５０で行われてもよい。
【0101】
検出ユニット１Ａを用いた気相中の物質の検出方法は、図１４（ａ）～（ｄ）に示すように、第２開口２２から第１気体４Ａを導入して複数の検出位置５０で蛍光強度を測定（図１４（ｂ））する工程、洗浄工程（図１４（ｃ））、及び第２開口２２から第２気体４Ｂを導入して複数の検出位置５０で蛍光強度を測定（図１４（ｄ））する工程を含んでもよい。
【0102】
なお、図１４の例では、第２開口２２が第１気体４Ａ及び第２気体４Ｂを導入するための開口であったが、第２開口２２は、第１気体４Ａ、第２気体４Ｂ及び溶液６を導入するための開口であってもよい。この場合、洗浄工程において、第１開口２１に代わって第２開口２２から溶液６を導入することによって、第２開口２２に残存した第１気体４Ａを除去できるため、弁が設けられていなかったとしても、洗浄工程の後に第２開口２２から第２気体４Ｂを導入する際に、第１気体４Ａと第２気体４Ｂが混ざってしまうこと（コンタミネーション）を防ぐことができる。
【0103】
また、検出ユニット１Ａは、第２部分４２に接続された、気体を供給する第４開口２４をさらに有していてもよい。この場合、検出ユニット１Ａを用いた気相中の物質の検出方法は、図１５（ａ）～（ｄ）に示すように、第２開口２２から第１気体４Ａを導入して複数の検出位置５０で蛍光強度を測定（図１５（ｂ））する工程、洗浄工程（図１５（ｃ））、及び第４開口２４から第２気体４Ｂを導入して複数の検出位置５０で蛍光強度を測定（図１５（ｄ））する工程を含んでよい。
【0104】
また、検出ユニット１Ａは、第２部分４２に接続された、気体を供給するための第４開口２４、流路４０上の第２開口２２に接続される部分と第４開口２４に接続される部分との間に存在する第１検出位置５１、及び流路４０上の第４開口２４に接続される部分と第３開口２３との間に存在する第２検出位置５２を有していてもよい。この場合、検出ユニット１Ａを用いた気相中の物質の検出方法は、図１６（ａ）～（ｃ）に示すように、分離工程（図１６（ａ））の後、曝露工程及び評価工程においては、第１検出位置５１に位置する細胞５を第２開口２２から導入した第１気体４Ａ中の物質に曝露させる（図１６（ｂ））。その後、第２検出位置５２に位置する細胞５を第４開口２４から導入した第２気体４Ｂ中の物質に曝露させる（図１６（ｃ））。これにより、複数の気体中の物質に対して、互いに異なる細胞５を曝露させることができる。
【0105】
以上で説明した検出ユニット１Ａにおいて、流路４０は、表面４０ａの全体が、細胞懸濁液３が接触した場合に溶液６がトラップされている一方で細胞５がトラップされるように構成されて（すなわち、表面４０ａの全体がトラップ領域３３であって）もよく、表面４０ａの一部のみ（例えば検出位置５０に該当する部分のみ）が同様に構成されて（すなわち、表面４０ａの一部のみがトラップ領域３３であって）もよい。
【0106】
検出ユニット１Ａでは、流路４０の表面４０ａが、細胞懸濁液３が接触した場合に溶液６がトラップされている一方で細胞５がトラップされるように構成されているため、流路４０に細胞懸濁液３を流すことで細胞懸濁液３から細胞５を分離させることができ、細胞懸濁液３から細胞５を容易に分離することができる。
【0107】
図１７に示した第２変形例の検出ユニット１Ｂの基体２は、第１部材１０Ａ、第２部材１０Ｂ及び第２基板２０を有している。図１８（ａ）に示すように、第２基板２０は、図１に示した検出ユニット１Ａで説明したものと同様に構成されている。第１部材１０Ａ、第２部材１０Ｂは、例えば、ガラスにより矩形状に形成されており、光透過性を有している。第１部材１０Ａは、平坦な表面１０ａを有している。
【0108】
図１８（ｂ）に示すように、第１部材１０Ａは、流路開口１１Ａ及び第３接続開口１５Ａを有する。流路開口１１Ａ及び第３接続開口１５Ａは、厚さ方向に貫通している。流路開口１１Ａは、第１流路本体部１２Ａ、流路分岐部１２Ｂ、第１接続開口部１３Ａ、第２接続開口部１４Ａ及び第１トラップ保持部１６Ａを有する。第１流路本体部１２Ａは直線状であり、流路分岐部１２Ｂは第１流路本体部１２Ａの中間部から分岐して直線状に延在する。第１流路本体部１２Ａは延在方向に沿って一様な断面形状を有している。当該断面形状は、例えば矩形状である。この例では、延在方向に垂直な断面において、第１流路本体部１２Ａの幅は０．５ｍｍであり、流路部分１２の高さは０．２ｍｍである。平面視における第３接続開口１５Ａの形状は、この例では円形状であるが、これに限られず、任意の形状であってよい。
【0109】
第１接続開口部１３Ａは、第１流路本体部１２Ａの一端に接続されている。第１トラップ保持部１６Ａは、第１流路本体部１２Ａの他端に接続されている。第２接続開口部１４Ａは、流路分岐部１２Ｂの一端（第１流路本体部１２Ａとの接続端とは反対側の端部）に接続されている。平面視における第１接続開口部１３Ａ、第２接続開口部１４Ａ及び第１トラップ保持部１６Ａの形状は、この例では円形状であるが、これに限られず、任意の形状であってよい。
【0110】
図１８（ｃ）に示すように、第２部材１０Ｂの表面１０ａには、溝１１Ｂが形成されている。溝１１Ｂは、第２流路本体部１２Ｃ、第２トラップ保持部１６Ｂ及び第３接続部分１５を有している。第２流路本体部１２Ｃは直線状であり、第１流路本体部１２Ａに平行に存在する。第２流路本体部１２Ｃは、延在方向に沿って一様な断面形状を有している。当該断面形状は、例えば矩形状である。この例では、延在方向に垂直な断面において、第２流路本体部１２Ｃは０．５ｍｍであり、第２流路本体部１２Ｃの深さは０．２ｍｍである。
【0111】
第２トラップ保持部１６Ｂは、第２流路本体部１２Ｃの一端に接続されている。第３接続部分１５は、第２流路本体部１２Ｃの他端に接続されている。平面視における第２トラップ保持部１６Ｂ及び第３接続部分１５の形状は、この例では円形状であるが、これに限られず、任意の形状であってよい。
【0112】
第１部材１０Ａは、第２部材１０Ｂの表面１０ａ上に配置されており、表面１０ａに密着している。第２基板２０は、第１部材１０Ａにおける第２部材１０Ｂとは反対側の表面に密着している。これらの密着は、例えば接着剤の使用等により達成される。これにより、第１流路本体部１２Ａの開口部が第２部材１０Ｂ及び第２基板２０によって塞がれると共に第２流路本体部１２Ｃの開口部が第１部材１０Ａによって塞がれ、第１流路本体部１２Ａと第２部材１０Ｂ及び第２基板２０との間、並びに第２流路本体部１２Ｃと第１部材１０Ａとの間に流路４０が形成されている。すなわち、第１部材１０Ａ、第２部材１０Ｂ及び第２基板２０は、流路４０を画定する流路部材である。
【0113】
第１部材１０Ａ、第２部材１０Ｂ及び第２基板２０に設けられた開口及び溝の位置関係について説明する。第１部材１０Ａの第１接続開口部１３Ａは、第２基板２０の第１開口２１に接続されている。第１部材１０Ａの第２接続開口部１４Ａは、第２基板２０の第２開口２２に接続されている。第１部材１０Ａの第１トラップ保持部１６Ａは、第２部材１０Ｂの第２トラップ保持部１６Ｂに接続されている。第１部材１０Ａの第３接続開口１５Ａは、第２基板２０の第３開口２３及び第２部材１０Ｂの第３接続部分１５に接続されている。
【0114】
第１トラップ保持部１６Ａと第２トラップ保持部１６Ｂの間には、両者の間を仕切るようにトラップ部材３０（細胞トラップ部）が配置されている。トラップ部材３０は、この例では円形状である。トラップ部材３０の形状は、図１９（ａ）～（ｆ）に示すように、すでに説明した検出ユニット１におけるトラップ部材３０と同様であってよい。すなわち、図１９（ａ）～（ｃ）に示すように、トラップ部材３０には、厚さ方向（流路４０内の流れ方向）に沿ってトラップ部材３０を貫通する貫通孔３１（開口部）が形成されていてもよいし、図１９（ｄ）～（ｆ）に示すように、トラップ部材３０と流路４０表面との間に隙間３２（開口部）を画が形成されていてもよい。
【0115】
検出ユニット１Ｂにおいても、トラップ部材３０は、流路４０内の空間を第１部分４１と第２部分４２とに隔てている。第１部分４１は、第１流路本体部１２Ａと第２部材１０Ｂ及び第２基板２０との間に位置する部分である。第２部分４２は、第２流路本体部１２Ｃと第１部材１０Ａとの間に位置する部分である。
【0116】
このような検出ユニット１Ｂは、すでに説明した検出ユニット１と同様、例えば図２０（ａ）及び（ｂ）に示すように、気体４中の物質の検出方法に用いることができる。なお、図２０（ａ）に示す工程と図２０（ｂ）に示す工程との間に、第１開口２１から溶液６を導入する工程を含んでもよい。そうすると、第１部分４１に残存していた細胞懸濁液３中の細胞５も押し流され、トラップ部材３０にトラップされるため、曝露工程において、第１部分４１に残存した細胞５に起因して流路４０内に気体４中の物質に曝露された細胞と曝露されていない細胞が混在してしまうことを防ぐことができる。
【0117】
変形例として、図２１～２３に示されるように、検出ユニット１Ｂは、複数の箇所に設けられた細胞トラップ部で測定が行えるように構成されていてもよい。図２１～２３の例では、検出ユニット１Ｂは、４か所の細胞トラップ部（第１トラップ部材３０Ａ、第２トラップ部材３０Ｂ、第３トラップ部材３０Ｃ及び第４トラップ部材３０Ｄ）、いずれかの細胞トラップ部に接触させるように細胞懸濁液３を導入するための４つの開口（第１開口２１Ａ、第４開口２１Ｂ、第６開口２１Ｃ及び第８開口２１Ｄ）、いずれかの細胞トラップ部に接触させるように第１気体４Ａを導入するための４つの開口（第２開口２２Ａ、第５開口２２Ｂ、第７開口２２Ｃ及び第９開口２２Ｄ）、いずれかの細胞トラップ部に接触させるように第２気体４Ｂを導入するための４つの開口（第１０開口２４Ａ、第１１開口２４Ｂ、第１２開口２４Ｃ及び第１３開口２４Ｄ）、並びに細胞懸濁液３由来の溶液６、第１気体４Ａ及び第２気体４Ｂを排出するための第３開口２３を備えている。流路４０は、４つのトラップ部材（第１トラップ部材３０Ａ、第２トラップ部材３０Ｂ、第３トラップ部材３０Ｃ及び第４トラップ部材３０Ｄ）によって、５つの部分（第１部分４１、第２部分４２、第３部分４３、第４部分４４及び第５部分４５）に隔てられている。このうち、第２部分４２は、４つのトラップ部材（第１トラップ部材３０Ａ、第２トラップ部材３０Ｂ、第３トラップ部材３０Ｃ及び第４トラップ部材３０Ｄ）の全てに面しており、かつ細胞懸濁液３由来の溶液６、第１気体４Ａ及び第２気体４Ｂを排出するための第３開口２３が接続されている。第１部分４１は、４つのトラップ部材のうち第１トラップ部材３０Ａのみに面しており、細胞懸濁液３を導入するための第１開口２１Ａ、第１気体４Ａを導入するための第２開口２２Ａ及び第２気体４Ｂを導入するための第１０開口２４Ａが接続されている。第３部分４３は、４つのトラップ部材のうち第２トラップ部材３０Ｂのみに面しており、細胞懸濁液３を導入するための第４開口２１Ｂ、第１気体４Ａを導入するための第５開口２２Ｂ及び第２気体４Ｂを導入するための第１１開口２４Ｂが接続されている。第４部分４４は、４つのトラップ部材のうち第３トラップ部材３０Ｃのみに面しており、細胞懸濁液３を導入するための第６開口２１Ｃ、第１気体４Ａを導入するための第７開口２２Ｃ及び第２気体４Ｂを導入するための第１２開口２４Ｃが接続されている。第５部分４５は、４つのトラップ部材のうち第４トラップ部材３０Ｄのみに面しており、細胞懸濁液３を導入するための第８開口２１Ｄ、第１気体４Ａを導入するための第９開口２２Ｄ及び第２気体４Ｂを導入するための第１３開口２４Ｄが接続されている。このような検出ユニット１Ｂを使用した気体４中の物質の検出方法の一例について、図２１～２３を参照しながら、以下に説明する。
【0118】
まず、図２１（ａ）に示すように、第１開口２１Ａ、第４開口２１Ｂ、第６開口２１Ｃ、第８開口２１Ｄ及び第３開口２３を開き、その他の流路４０に設けられた開口を閉じてから、細胞懸濁液３を、第１開口２１Ａ、第４開口２１Ｂ、第６開口２１Ｃ及び第８開口２１Ｄから導入する。導入された細胞懸濁液３は、第１トラップ部材３０Ａ、第２トラップ部材３０Ｂ、第３トラップ部材３０Ｃ又は第４トラップ部材３０Ｄに到達し、図２１（ｂ）に示すように、細胞５はこれらのトラップ部材にトラップされる一方、溶液６はこれらを通過して第３開口２３から排出される（分離工程）。次に、第１開口２１Ａ、第４開口２１Ｂ、第６開口２１Ｃ及び第８開口２１Ｄを閉じ、第２開口２２Ａ、第５開口２２Ｂ、第７開口２２Ｃ及び第９開口２２Ｄを開いてから、第２開口２２Ａ、第５開口２２Ｂ、第７開口２２Ｃ及び第９開口２２Ｄから第１気体４Ａを導入する。図２２（ａ）に示すように、導入された第１気体４Ａが、流路４０の第１部分４１、第３部分４３、第４部分４４又は第５部分４５を通過して第１トラップ部材３０Ａ、第２トラップ部材３０Ｂ、第３トラップ部材３０Ｃ又は第４トラップ部材３０Ｄに到達すると、これらのトラップ部材にトラップされた細胞５が第１気体４Ａ中の物質に曝露される（１回目の曝露工程）。これにより、細胞が発する蛍光を測定する（１回目の評価工程）ことで、第１気体４Ａ中の物質を検出することができる。これらのトラップ部材を通過して流路４０の第２部分４２に到達した第２気体４Ｂは、最終的に第３開口２３から排出される。次に、第２開口２２Ａ、第５開口２２Ｂ、第７開口２２Ｃ及び第９開口２２Ｄを閉じ、第１開口２１Ａ、第４開口２１Ｂ、第６開口２１Ｃ及び第８開口２１Ｄを開いてから、図２２（ｂ）に示すように、第１開口２１Ａ、第４開口２１Ｂ、第６開口２１Ｃ及び第８開口２１Ｄから溶液６を導入し、第１トラップ部材３０Ａ、第２トラップ部材３０Ｂ、第３トラップ部材３０Ｃ又は第４トラップ部材３０Ｄ及びそれらにトラップされた細胞５から、気体４中の物質を除去する（洗浄工程）。最後に、第１開口２１Ａ、第４開口２１Ｂ、第６開口２１Ｃ及び第８開口２１Ｄを閉じ、第１０開口２４Ａ、第１１開口２４Ｂ、第１２開口２４Ｃ及び第１３開口２４Ｄを開いてから、図２３に示すように、第１０開口２４Ａ、第１１開口２４Ｂ、第１２開口２４Ｃ及び第１３開口２４Ｄから第２気体４Ｂを導入することによって、第１トラップ部材３０Ａ、第２トラップ部材３０Ｂ、第３トラップ部材３０Ｃ又は第４トラップ部材３０Ｄにトラップされた細胞５が第２気体４Ｂ中の物質に曝露される（２回目の曝露工程）。これにより、細胞が発する蛍光を測定する（２回目の評価工程）ことで、第２気体４Ｂ中の物質を検出することができる。
【0119】
以上で説明した例では、４か所のトラップ部材にトラップされた細胞５を、１回目の曝露工程では第１気体４Ａの一種類に対して、２回目の曝露工程では第２気体４Ｂの一種類に対して曝露させたが、４か所のトラップ部材にトラップされた細胞５毎に曝露される気体が異なってもよい。この場合、１回の曝露工程ごとに４種類の気体について、気体中の物質を検出することができるため、よりハイスループットに検出を行うことができる。
【0120】
上記の例では、４つのトラップ部材全てに細胞を配置するとして説明したが、一部のトラップ部材のみに細胞５をトラップさせ、曝露工程及び評価工程に使用してもよい。この場合、例えば第１開口２１及び第３開口２３を開き、それ以外の開口を閉じた状態で、第１開口２１から細胞懸濁液３を導入することによって、４つのトラップ部材のうち第１トラップ部材３０Ａのみに細胞をトラップさせることができる。
【0121】
なお、図２１（ａ）に示す工程の後に、第１開口２１Ａ、第４開口２１Ｂ、第６開口２１Ｃ及び第８開口２１Ｄから溶液６を導入する工程を含んでもよい。そうすると、第１部分４１、第３部分４３、第４部分４４及び第５部分４５に残存していた細胞懸濁液３中の細胞５も押し流され、第１トラップ部材３０Ａ、第２トラップ部材３０Ｂ、第３トラップ部材３０Ｃ及び第４トラップ部材３０Ｄにトラップされるため、曝露工程において、第１部分４１、第３部分４３、第４部分４４及び第５部分４５に残存した細胞５に起因して流路４０内に気相中の物質に曝露された細胞と曝露されていない細胞が混在してしまうことを防ぐことができる。
【0122】
なお、上記の例では、第２開口２２Ａ、第５開口２２Ｂ、第７開口２２Ｃ及び第９開口２２Ｄは、第１気体４Ａを導入するための開口であったが、これらの開口は、第１気体４Ａ及び溶液６を導入するための開口であってもよい。この場合、洗浄工程において、第１開口２１Ａ、第４開口２１Ｂ、第６開口２１Ｃ及び第８開口２１Ｄに代わって第２開口２２Ａ、第５開口２２Ｂ、第７開口２２Ｃ及び第９開口２２Ｄから溶液６を導入することによって、第２開口２２Ａ、第５開口２２Ｂ、第７開口２２Ｃ及び第９開口２２Ｄに残存した第１気体４Ａも除去することができるため、弁が設けられていなかったとしても、２回目の曝露工程において、第１気体４Ａと第２気体４Ｂが混ざってしまうこと（コンタミネーション）を防ぐことができる。また、コンタミネーションを防ぐ観点では、まず流路４０の上流に位置する第２開口２２Ａ、第５開口２２Ｂ、第７開口２２Ｃ及び第９開口２２Ｄから第２気体４Ｂを導入して１回目の曝露工程及び１回目の評価工程を行い、第１開口２１Ａ、第４開口２１Ｂ、第６開口２１Ｃ及び第８開口２１Ｄから溶液６を導入して洗浄工程を行った後に、流路４０の下流に位置する第１開口２１Ａ、第４開口２１Ｂ、第６開口２１Ｃ及び第８開口２１Ｄから第１気体４Ａを導入して２回目の曝露工程及び２回目の評価工程を行ってもよい。
【0123】
以上で説明した検出ユニット１Ｂでは、第１トラップ部材３０Ａは、流路４０内の空間を第１部分４１と第２部分４２に隔てており、第２トラップ部材３０Ｂは、流路４０内の空間を第２部分４２と第３部分４３に隔てており、第３トラップ部材３０Ｃは、流路４０内の空間を第２部分４２と第４部分４４に隔てており、第４トラップ部材３０Ｄは、流路４０内の空間を第２部分４２と第５部分４５に隔てている。基体２（流路部材）は、第１部分４１に接続された、細胞懸濁液３を導入するための第１開口２１Ａと、第１部分４１に接続された、第１気体４Ａを導入するための第２開口２２Ａと、第２部分４２に接続された、溶液６及び第１気体４Ａを排出するための第３開口２３と、第３部分４３に接続された、細胞懸濁液３を導入するための第４開口２１Ｂと、第３部分４３に接続された、第１気体４Ａを導入するための第５開口２２Ｂと、第３部分４３に接続された、細胞懸濁液３を導入するための第４開口２１Ｂと、第３部分４３に接続された、第１気体４Ａを導入するための第５開口２２Ｂと、第５部分４５に接続された、細胞懸濁液３を導入するための第８開口２１Ｄと、第５部分４５に接続された、第１気体４Ａを導入するための第９開口２２Ｄと、を有する。よって、第１トラップ部材３０Ａ～第４トラップ部材３０Ｄの各々の位置において物質の検出を行うことができる。なお、第４部分４４及び第５部分４５は省略されてもよい。
【実施例0124】
以下、本発明について実施例を用いてより詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【0125】
＜細胞培養＞
ＨｅＬａ細胞（ヒト子宮頸がん細胞）の培養には、Dulbecco’smodified Eagle’s medium（Nacalai tesque #08456-65、以下ではＤＭＥＭとも表記する）に非働化したFetal bovine serum（MP Biomedicals #2916754、以下ではFBSとも表記する）を１０ｖｏｌ％添加した培養液を用いた。ＣＨＯ－Ｋ１細胞（チャイニーズハムスター卵巣細胞）の培養には、Ham's F-12 Nutrient Mix, GlutaMAX（Gibco#31765-035）に非働化した１０％ＦＢＳ（Gibco #10099-141）を添加した培養液を用いた。細胞の剥離には、０．２５％Ｔｒｙｐｓｉｎ－ＥＤＴＡ（Gibco #25200-056）を用いた。培養器は、ＣＯ２インキュベーター（Panasonic #MCO-170AICUVD-PJ）、もしくは、顕微鏡（Olympus#IX83）上の培養システム（東海ヒット #STXG-IX3WX）を３７℃、５％ＣＯ２、加湿バットによる自然蒸発に設定して用いた。
ＨｅＬａ細胞（ヒト子宮頸がん細胞）の培養には、Dulbecco’smodified Eagle’s medium（Nacalai tesque #08456-65、以下ではＤＭＥＭとも表記する）に非働化したFetal bovine serum（MP Biomedicals #2916754、以下ではFBSとも表記する）を１０ｖｏｌ％添加した培養液を用いた。ＣＨＯ－Ｋ１細胞（チャイニーズハムスター卵巣細胞）の培養には、Ham's F-12 Nutrient Mix, GlutaMAX（Gibco#31765-035）に非働化した１０％ＦＢＳ（Gibco #10099-141）を添加した培養液を用いた。細胞の剥離には、０．２５％Ｔｒｙｐｓｉｎ－ＥＤＴＡ（Gibco #25200-056）を用いた。培養器は、ＣＯ２インキュベーター（Panasonic #MCO-170AICUVD-PJ）、もしくは、顕微鏡（Olympus#IX83）上の培養システム（東海ヒット #STXG-IX3WX）を３７℃、５％ＣＯ２、加湿バットによる自然蒸発に設定して用いた。
【0126】
＜培養容器、濾紙＞
９６ウェルプレートはポリスチレン製の平底ボトム（TPP #92096）、１２ウェルプレートはポリスチレン製の平底ボトム（IWAKI #3815-012）、トリプルウェルディッシュはガラス製の平底ボトム（IWAKI#3970-103）、トランズウェルインサート一体型９６ウェルプレートはポリエステルメンブレン製のポアサイズ１．０μｍインサート（CORNING #3380）、濾紙（ADVANTEC #00021185）はウェルを覆うサイズに切り出してＵＶ殺菌したものを用いた。
９６ウェルプレートはポリスチレン製の平底ボトム（TPP #92096）、１２ウェルプレートはポリスチレン製の平底ボトム（IWAKI #3815-012）、トリプルウェルディッシュはガラス製の平底ボトム（IWAKI#3970-103）、トランズウェルインサート一体型９６ウェルプレートはポリエステルメンブレン製のポアサイズ１．０μｍインサート（CORNING #3380）、濾紙（ADVANTEC #00021185）はウェルを覆うサイズに切り出してＵＶ殺菌したものを用いた。
【0127】
＜細胞生存率測定＞
生細胞数測定試薬Cell Count Reagent SF（Nacalai tesque #07553-44）を１０％添加した培養液にて細胞を２時間培養した後、マイクロプレートリーダー（Thermo Scientific #Varioskan Lux）を用いて４５０ｎｍの吸光度を測定した。
生細胞数測定試薬Cell Count Reagent SF（Nacalai tesque #07553-44）を１０％添加した培養液にて細胞を２時間培養した後、マイクロプレートリーダー（Thermo Scientific #Varioskan Lux）を用いて４５０ｎｍの吸光度を測定した。
【0128】
＜細胞と溶液の分離＞
細胞からの培養液の除去には、マイクロピペット用のチップ（日京テクノス株式会社 #NT-200G）を先端に配置したアスピレーター（日東工器株式会社 #LV-435A）を用いた。
細胞からの培養液の除去には、マイクロピペット用のチップ（日京テクノス株式会社 #NT-200G）を先端に配置したアスピレーター（日東工器株式会社 #LV-435A）を用いた。
【0129】
＜実施例１：気相及び液相での曝露における、気相中の物質に対する細胞の応答性＞
１ウェルあたり０．５×１０４個のＨｅＬａ細胞を９６ウェルプレートに播種し、翌日まで静置して細胞を接着させた。培養液（培養上清）量を０～３５μＬに調整し、培養液（コントロール）、エタノール（富士フィルム和光純薬株式会社 #057-00456）又はその混合液をしみ込ませた濾紙をプレート上面に配置した。フタを被せてＣＯ２インキュベーター内に１分間静置することで揮発成分を曝露した。濾紙を除去し、培養液量を１００μＬに調整して翌日まで静置した後、細胞生存率を測定した。
１ウェルあたり０．５×１０４個のＨｅＬａ細胞を９６ウェルプレートに播種し、翌日まで静置して細胞を接着させた。培養液（培養上清）量を０～３５μＬに調整し、培養液（コントロール）、エタノール（富士フィルム和光純薬株式会社 #057-00456）又はその混合液をしみ込ませた濾紙をプレート上面に配置した。フタを被せてＣＯ２インキュベーター内に１分間静置することで揮発成分を曝露した。濾紙を除去し、培養液量を１００μＬに調整して翌日まで静置した後、細胞生存率を測定した。
【0130】
培養液（コントロール）又はエタノールをしみ込ませた濾紙を配置した場合の結果を図２４に示す。培養液量０μＬの条件においてはコントロール群と比較してエタノール群で生存率が低下したのに対し、培養液が５μＬ以上存在する条件ではエタノール群における生存率の低下が見られなかった。このことから、細胞は、培養液が０μＬでの曝露、すなわち気相での曝露において、気相中の物質に対して高い応答性を示すことが明らかとなった。
【0131】
培養液、エタノール又はその種々の割合の混合液をしみ込ませた濾紙を配置した場合の結果を図２５（ａ）～（ｇ）に示す。図２５（ａ）は０％エタノール（１００％培養液）の結果を示す。図２５（ｂ）は２０％エタノール（８０％培養液）の結果を示す。図２５（ｃ）は４０％エタノール（６０％培養液）の結果を示す。図２５（ｄ）は５０％エタノール（５０％培養液）の結果を示す。図２５（ｅ）は６０％エタノール（４０％培養液）の結果を示す。図２５（ｆ）は８０％エタノール（２０％培養液）の結果を示す。図２５（ｇ）は１００％エタノール（０％培養液）の結果を示す。これらのうち、図２５（ｇ）に示すように、培養液（培養上清）が０μＬの条件で１００％エタノールをしみ込ませた濾紙を配置した場合において、細胞の生存率の低下が見られた。
【0132】
＜実施例２：気相培養後の細胞の、気相及び液相での曝露における、気相中の物質に対する細胞の応答性＞
１ウェルあたり０．５×１０４個のＨｅＬａ細胞を９６ウェルプレートに播種し、翌日まで静置して細胞を接着させた。培養液を除去し、フタを被せてＣＯ２インキュベーター内に３時間静置した。気相曝露は培養液量を０μＬ、液相曝露は培養液量を１００μＬに調整し、培養液（コントロール）もしくはエタノールを含む濾紙をプレート上面に配置した。フタを被せてＣＯ２インキュベーター内に１～１０分間静置することで揮発成分を曝露した。濾紙を除去し、培養液量を１００μＬに調整して翌日まで静置した後、細胞生存率を測定した。
１ウェルあたり０．５×１０４個のＨｅＬａ細胞を９６ウェルプレートに播種し、翌日まで静置して細胞を接着させた。培養液を除去し、フタを被せてＣＯ２インキュベーター内に３時間静置した。気相曝露は培養液量を０μＬ、液相曝露は培養液量を１００μＬに調整し、培養液（コントロール）もしくはエタノールを含む濾紙をプレート上面に配置した。フタを被せてＣＯ２インキュベーター内に１～１０分間静置することで揮発成分を曝露した。濾紙を除去し、培養液量を１００μＬに調整して翌日まで静置した後、細胞生存率を測定した。
【0133】
気相曝露した場合の結果を図２６（ａ）に示す。液層曝露した場合の結果を図２６（ｂ）に示す。また、図２６（ａ）の曝露時間０分、１分及び図２６（ｂ）の曝露時間１分、５分、７分の結果を図２７に示す。まず、図２６（ａ）と（ｂ）の両方において、細胞がエタノール曝露に対して応答したことから、気相培養３時間後も細胞は生存しており、かつ気相中の物質への応答性を維持していることが明らかとなった。
【0134】
また、図２６（ａ）、（ｂ）及び図２７に示すように、液相で曝露した場合と比較して、気相で曝露した場合において、より短い曝露時間で顕著な生存率の低下が見られ、特に曝露時間１分でも細胞生存率が２０％程度まで低下した。このことから、気相中の物質に対して気相中で細胞を曝露させると、液相中で曝露させるよりも高い感度を示し、１分以下の時間の曝露であったとしても、細胞の応答に基づいて気相中の物質を検出可能であることが明らかとなった。
【0135】
＜実施例３：気相培養時間に依存した細胞生存率の変化＞
１ウェルあたり０．５×１０４個のＨｅＬａ細胞を９６ウェルプレートに播種し、翌日まで静置して細胞を接着させた。培養液を除去し、ＣＯ２インキュベーター内に０～８時間静置した。培養液量を１００μＬに調整して翌日まで静置した後、細胞生存率を測定した。
１ウェルあたり０．５×１０４個のＨｅＬａ細胞を９６ウェルプレートに播種し、翌日まで静置して細胞を接着させた。培養液を除去し、ＣＯ２インキュベーター内に０～８時間静置した。培養液量を１００μＬに調整して翌日まで静置した後、細胞生存率を測定した。
【0136】
結果を図２８に示す。気相培養の時間が８時間以下の条件では、細胞生存率の顕著な低下は見られなかった。したがって、気相中の物質に対する気相中での細胞の曝露は、細胞死を誘発するような物質でない限りにおいては、少なくとも８時間は行うことができることが示唆された。
【0137】
＜実施例４：気相培養における細胞生存率の変化の細胞種依存性＞
１ウェルあたり０．５×１０４個のＣＨＯ－Ｋ１細胞を９６ウェルプレートに播種し、翌日まで静置して細胞を接着させた。培養液を除去し、ＣＯ２インキュベーター内に０～８時間静置した。培養液量を１００μＬに調整して翌日まで静置した後、細胞生存率を測定した。
１ウェルあたり０．５×１０４個のＣＨＯ－Ｋ１細胞を９６ウェルプレートに播種し、翌日まで静置して細胞を接着させた。培養液を除去し、ＣＯ２インキュベーター内に０～８時間静置した。培養液量を１００μＬに調整して翌日まで静置した後、細胞生存率を測定した。
【0138】
結果を図２９に示す。ＣＨＯ－Ｋ１細胞においても、８時間の気相培養後に６０％近い細胞が生存していたことから、長時間の気相曝露実験は、実施例３で使用したＨｅＬａ細胞に限らない細胞種で行うことができることが示唆された。
【0139】
＜実施例５：密閉環境／開放環境での気相培養における細胞生存率の変化の比較＞
１ウェルあたり０．５×１０４個のＣＨＯ－Ｋ１細胞を９６ウェルプレートに播種し、翌日まで静置して細胞を接着させた。培養液を除去し、フタを被せず、もしくは、フタを被せてＣＯ２インキュベーター内に０～８時間静置した。培養液量を１００μＬに調整して翌日まで静置した後、細胞生存率を測定した。
１ウェルあたり０．５×１０４個のＣＨＯ－Ｋ１細胞を９６ウェルプレートに播種し、翌日まで静置して細胞を接着させた。培養液を除去し、フタを被せず、もしくは、フタを被せてＣＯ２インキュベーター内に０～８時間静置した。培養液量を１００μＬに調整して翌日まで静置した後、細胞生存率を測定した。
【0140】
結果を図３０に示す。開放環境で長時間培養した場合、密閉環境で培養した場合と比較して、細胞生存率が低下した。このことから、長時間の気相曝露実験は、密閉環境でより好適に行うことができることが示唆された。
【0141】
＜実施例６：気相培養における細胞生存率の培養体積への依存性＞
１ウェルあたり０．５×１０４個のＨｅＬａ細胞を９６ウェルプレート（１ウェル当たりの体積：約４００ｍｍ３）に播種、又は、１ウェルあたり０．２×１０５個のＨｅＬａ細胞を１２ウェルプレート（１ウェル当たりの体積：約７０００ｍｍ３）に播種し、翌日まで静置して細胞を接着させた。培養液を除去し、ＣＯ２インキュベーター内に～７時間静置した。９６ウェルプレートは培養液量を１００μＬ、１２ウェルプレートは培養液量を５００μＬに調整して翌日まで静置した後、細胞生存率を測定した。
１ウェルあたり０．５×１０４個のＨｅＬａ細胞を９６ウェルプレート（１ウェル当たりの体積：約４００ｍｍ３）に播種、又は、１ウェルあたり０．２×１０５個のＨｅＬａ細胞を１２ウェルプレート（１ウェル当たりの体積：約７０００ｍｍ３）に播種し、翌日まで静置して細胞を接着させた。培養液を除去し、ＣＯ２インキュベーター内に～７時間静置した。９６ウェルプレートは培養液量を１００μＬ、１２ウェルプレートは培養液量を５００μＬに調整して翌日まで静置した後、細胞生存率を測定した。
【0142】
１２ウェルプレートを使用した場合の結果を図３１（ａ）に示す。９６ウェルプレートを使用した場合の結果を図３１（ｂ）に示す。１ウェル当たりの体積が大きい１２ウェルプレートを使用した場合と比較して、１ウェル当たりの体積が小さい９６ウェルプレートを使用した場合において、長時間培養後の細胞の生存率が高く維持された。このことから、気相中の物質に対する気相曝露実験は、細胞の培養空間の体積が小さい環境でより好適に行うことができることが明らかとなった。
【0143】
＜実施例７：気相培養した細胞に発現する細胞膜受容体の活性の蛍光に基づく評価＞
１ウェルあたり０．５×１０４個のＨｅＬａ細胞をトリプルウェルディッシュに播種し、翌日まで静置して細胞を接着させた。培養液を除去し、ＣＯ２インキュベーター内に３時間静置した後、細胞膜の受容体活性を評価した。
１ウェルあたり０．５×１０４個のＨｅＬａ細胞をトリプルウェルディッシュに播種し、翌日まで静置して細胞を接着させた。培養液を除去し、ＣＯ２インキュベーター内に３時間静置した後、細胞膜の受容体活性を評価した。
【0144】
細胞膜の受容体活性はヒスタミン刺激による細胞内カルシウム濃度の変動を蛍光観察することで評価した。１Ｍ ＨＥＰＥＳ（Gibco #15630-080）を２％添加したＨＢＳＳ（－）（富士フィルム和光純薬株式会社 #085-09355）（以後、緩衝液と表記）にて気相中で静置した後の細胞を３回洗浄した後、３μＭ ＣａＴＭ－３ＡＭ（五稜化薬株式会社#GC507）を含む緩衝液を添加し、ＣＯ２インキュベーター内に３０分間静置した。緩衝液にて３回洗浄した後、顕微鏡上の培養システム内に設置した。２秒間隔でライブイメージングを開始し（開始時の観察像０秒）、観察開始から５秒後に終濃度が１μＭとなるようにＨｉｓｔａｍｉｎｅ（Sigma-Aldrich #H7125）を含む緩衝液を添加した後（添加直後の観察像６秒）、観察を１０分間継続した。
【0145】
ヒスタミン刺激前（０秒）及びヒスタミン刺激直後（６秒）の蛍光像を図３２（ａ）に示す。また、図３２（ａ）中に示したＲＯＩにおける蛍光強度の時間変化を、観察開始時のＲＯＩ内の平均輝度値により規格化して表示した結果を図３２（ｂ）に示す。気相中で静置した細胞であっても、ヒスタミン受容体に対するヒスタミンの結合に応じたカルシウムオシレーションを蛍光検出できたことから、気相培養した細胞に発現する細胞膜受容体は活性を維持していること、かつその活性は蛍光によって検出可能であることが明らかとなった。
【0146】
＜実施例８：多孔質性の細胞トラップ上で気相曝露した場合の細胞の応答性＞
１ウェルあたり１．０×１０４個のＣＨＯ－Ｋ１細胞を９６ウェルプレート（非透過性）、もしくは、トランズウェルインサート一体型９６ウェルプレート（透過性）に播種し、１時間静置して細胞を接着させた。培養液を除去し、培養液とエタノールの混合溶液を容器内に１０μＬ配置した後、ＣＯ２インキュベーター内に１分間静置することで揮発成分を曝露した。Ｔｒｙｐｓｉｎ－ＥＤＴＡを用いて回収した細胞を新しい９６ウェルプレートに播種して翌日まで静置した後、細胞生存率を測定した。
１ウェルあたり１．０×１０４個のＣＨＯ－Ｋ１細胞を９６ウェルプレート（非透過性）、もしくは、トランズウェルインサート一体型９６ウェルプレート（透過性）に播種し、１時間静置して細胞を接着させた。培養液を除去し、培養液とエタノールの混合溶液を容器内に１０μＬ配置した後、ＣＯ２インキュベーター内に１分間静置することで揮発成分を曝露した。Ｔｒｙｐｓｉｎ－ＥＤＴＡを用いて回収した細胞を新しい９６ウェルプレートに播種して翌日まで静置した後、細胞生存率を測定した。
【0147】
結果を図３３に示す。非透過性の通常のウェルプレートを用いた場合と比較して、透過性のトランズウェルプレートを使用した場合に、より低濃度のエタノールに対する曝露によっても細胞生存率の低下が生じた。このことから、多孔質性の細胞トラップ上の細胞を気相中の物質に曝露させると、物質に対して相対的に高い応答性を示すことが明らかとなった。
【0148】
＜実施例９：検出対象の物質と結合する細胞膜受容体を発現した細胞による、気相中の検出対象の物質の検出＞
検出対象の物質と結合する細胞膜受容体として機能するＯｒ１３ａタンパク質（キイロショウジョウバエの嗅覚受容体）とＯｒｃｏタンパク質（カイコガの共受容体）のヘテロ複合体を細胞膜上に発現した細胞によって、気相中の検出対象の物質を検出できるかを検討した。細胞としては、ツマジロクサヨトウ卵巣細胞であるＳｆ９細胞を使用した。評価としては、Ｏｒ１３ａ－Ｏｒｃｏ嗅覚受容体は、リガンドの結合によって細胞内へのカルシウムの流入を促進するリガンド依存性イオンチャネルであるため、揮発したにおい化学物質１－Ｏｃｔｅｎ－３－ｏｌ（Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ ＃Ｏ５２８４）を気相培養環境下のＯｒ１３ａ－Ｏｒｃｏ嗅覚受容体を発現したＳｆ９細胞に曝露し、におい化学物質が細胞膜上の嗅覚受容体に結合した際の細胞内カルシウム濃度の変動を蛍光観察することによって検討した。
検出対象の物質と結合する細胞膜受容体として機能するＯｒ１３ａタンパク質（キイロショウジョウバエの嗅覚受容体）とＯｒｃｏタンパク質（カイコガの共受容体）のヘテロ複合体を細胞膜上に発現した細胞によって、気相中の検出対象の物質を検出できるかを検討した。細胞としては、ツマジロクサヨトウ卵巣細胞であるＳｆ９細胞を使用した。評価としては、Ｏｒ１３ａ－Ｏｒｃｏ嗅覚受容体は、リガンドの結合によって細胞内へのカルシウムの流入を促進するリガンド依存性イオンチャネルであるため、揮発したにおい化学物質１－Ｏｃｔｅｎ－３－ｏｌ（Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ ＃Ｏ５２８４）を気相培養環境下のＯｒ１３ａ－Ｏｒｃｏ嗅覚受容体を発現したＳｆ９細胞に曝露し、におい化学物質が細胞膜上の嗅覚受容体に結合した際の細胞内カルシウム濃度の変動を蛍光観察することによって検討した。
【0149】
［Ｏｒ１３ａ－Ｏｒｃｏ発現Ｓｆ９細胞の作製］
Ｏｒ１３ａタンパク質とＯｒｃｏタンパク質のヘテロ複合体を細胞膜上に発現したＳｆ９細胞（Ｏｒ１３ａ－Ｏｒｃｏ発現Ｓｆ９細胞）を、文献（ManeeratTermtanasombat et al., "Cell-Based Odorant Sensor Array for OdorDiscrimination Based on Insect Odorant Receptors", Journal of ChemicalEcology volume 42, 716-724 (2016).）に記載の方法にしたがって作成した。
Ｏｒ１３ａタンパク質とＯｒｃｏタンパク質のヘテロ複合体を細胞膜上に発現したＳｆ９細胞（Ｏｒ１３ａ－Ｏｒｃｏ発現Ｓｆ９細胞）を、文献（ManeeratTermtanasombat et al., "Cell-Based Odorant Sensor Array for OdorDiscrimination Based on Insect Odorant Receptors", Journal of ChemicalEcology volume 42, 716-724 (2016).）に記載の方法にしたがって作成した。
【0150】
１．人工遺伝子の合成
Ｏｒ１３ａ遺伝子（Ｆｒｕｉｔ ｆｌｙ（Ｄｒｏｓｏｐｈｉｌａ ｍｅｌａｎｏｇａｓｔｅｒ）のＯｄｏｒａｎｔ ｒｅｃｅｐｔｏｒ １３ａ、ＮＣＢＩ Ｇｅｎｅ ＩＤ：３２５６２）またはＯｒｃｏ遺伝子（Ｓｉｌｋｗｏｒｍ（Ｂｏｍｂｙｘ ｍｏｒｉ）のＯｄｏｒａｎｔ ｒｅｃｅｐｔｏｒ ｃｏｒｅｃｅｐｔｏｒ、ＧｅｎＢａｎｋ ａｃｃｅｓｓｉｏｎ ｎｕｍｂｅｒ：ＡＢ１００４５４．１）の開始コドン（ＡＴＧ）上流にＮｏｔ Ｉ制限酵素配列（ＧＣＧＧＣＣＧＣ）とコザック配列（ＧＣＣＧＣＣ）を、終止コドン（ＴＡＡ ｏｒ ＴＡＧ）下流にＸｂａ Ｉ制限酵素配列（ＴＣＴＡＧＡ）を付加した下記の遺伝子をユーロフィンジェノミクス社にて人工合成した。Ｏｒ１３ａ遺伝子に対して付加して作成した人工遺伝子Ｎｏｔ Ｉ－Ｏｒ１３ａ－Ｘｂａ Ｉの配列を配列番号１に示した。Ｏｒｃｏ遺伝子に対して付加して作成した人工遺伝子Ｎｏｔ Ｉ－Ｏｒｃｏ－Ｘｂａ Ｉの配列を配列番号２に示した。
Ｏｒ１３ａ遺伝子（Ｆｒｕｉｔ ｆｌｙ（Ｄｒｏｓｏｐｈｉｌａ ｍｅｌａｎｏｇａｓｔｅｒ）のＯｄｏｒａｎｔ ｒｅｃｅｐｔｏｒ １３ａ、ＮＣＢＩ Ｇｅｎｅ ＩＤ：３２５６２）またはＯｒｃｏ遺伝子（Ｓｉｌｋｗｏｒｍ（Ｂｏｍｂｙｘ ｍｏｒｉ）のＯｄｏｒａｎｔ ｒｅｃｅｐｔｏｒ ｃｏｒｅｃｅｐｔｏｒ、ＧｅｎＢａｎｋ ａｃｃｅｓｓｉｏｎ ｎｕｍｂｅｒ：ＡＢ１００４５４．１）の開始コドン（ＡＴＧ）上流にＮｏｔ Ｉ制限酵素配列（ＧＣＧＧＣＣＧＣ）とコザック配列（ＧＣＣＧＣＣ）を、終止コドン（ＴＡＡ ｏｒ ＴＡＧ）下流にＸｂａ Ｉ制限酵素配列（ＴＣＴＡＧＡ）を付加した下記の遺伝子をユーロフィンジェノミクス社にて人工合成した。Ｏｒ１３ａ遺伝子に対して付加して作成した人工遺伝子Ｎｏｔ Ｉ－Ｏｒ１３ａ－Ｘｂａ Ｉの配列を配列番号１に示した。Ｏｒｃｏ遺伝子に対して付加して作成した人工遺伝子Ｎｏｔ Ｉ－Ｏｒｃｏ－Ｘｂａ Ｉの配列を配列番号２に示した。
【0151】
２．発現ベクターの作成
昆虫細胞における組換えタンパク質の発現ベクターであるｐＩＢ／Ｖ５－Ｈｉｓベクター（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ＃Ｖ８０２００１）のＮｏｔ Ｉ－Ｘｂａ Ｉサイトに、Ｎｏｔ Ｉ－Ｏｒ１３ａ－Ｘｂａ Ｉ（配列番号１）を挿入したプラスミド（ｐＩＢ－Ｏｒ１３ａ）、および同サイトにＮｏｔ Ｉ－Ｏｒｃｏ－Ｘｂａ Ｉ（配列番号２）を挿入したプラスミド（ｐＩＢ－Ｏｒｃｏ）を、それぞれ作製した。続いて、ｐＩＢ－Ｏｒ１３ａのＢｓｐＨ Ｉサイトに対して、ｐＩＢ－Ｏｒ１３ａのＢｓｐＨ Ｉ－Ｏｒ１３ａ－Ｐｃｉ Ｉ断片を挿入し、Ｏｒ１３ａタンパク質とＯｒｃｏタンパク質を発現させるためのプラスミド（ｐＩＢ－Ｏｒ１３ａ－Ｏｒｃｏプラスミド）を作製した。ｐＩＢ－Ｏｒ１３ａ－Ｏｒｃｏプラスミドのプラスミドマップを図３４に示す。
昆虫細胞における組換えタンパク質の発現ベクターであるｐＩＢ／Ｖ５－Ｈｉｓベクター（Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ＃Ｖ８０２００１）のＮｏｔ Ｉ－Ｘｂａ Ｉサイトに、Ｎｏｔ Ｉ－Ｏｒ１３ａ－Ｘｂａ Ｉ（配列番号１）を挿入したプラスミド（ｐＩＢ－Ｏｒ１３ａ）、および同サイトにＮｏｔ Ｉ－Ｏｒｃｏ－Ｘｂａ Ｉ（配列番号２）を挿入したプラスミド（ｐＩＢ－Ｏｒｃｏ）を、それぞれ作製した。続いて、ｐＩＢ－Ｏｒ１３ａのＢｓｐＨ Ｉサイトに対して、ｐＩＢ－Ｏｒ１３ａのＢｓｐＨ Ｉ－Ｏｒ１３ａ－Ｐｃｉ Ｉ断片を挿入し、Ｏｒ１３ａタンパク質とＯｒｃｏタンパク質を発現させるためのプラスミド（ｐＩＢ－Ｏｒ１３ａ－Ｏｒｃｏプラスミド）を作製した。ｐＩＢ－Ｏｒ１３ａ－Ｏｒｃｏプラスミドのプラスミドマップを図３４に示す。
【0152】
３．Ｏｒ１３ａ－Ｏｒｃｏ発現Ｓｆ９細胞の作製
遺伝子導入装置（ＢＴＸ ＃ＥＣＭ６３０）を用いたエレクトロポレーション法によりＳｆ９細胞をｐＩＢ－Ｏｒ１３ａ－Ｏｒｃｏプラスミドにて形質転換した。ブラストサイジンＳ耐性を指標として、Ｏｒ１３ａタンパク質とＯｒｃｏタンパク質のヘテロ複合体を細胞膜上に発現するＳｆ９細胞（Ｏｒ１３ａ－Ｏｒｃｏ発現Ｓｆ９細胞）を取得した。このようにして作製したＯｒ１３ａ－Ｏｒｃｏ発現Ｓｆ９細胞の培養は、Ｇｒａｃｅ’ｓ Ｉｎｓｅｃｔ ｍｅｄｉｕｍ（Ｇｉｂｃｏ ＃１１６０５０９４）に非働化した１０％ Ｆｅｔａｌ ｂｏｖｉｎｅ ｓｅｒｕｍ（ＨｙＣｌｏｎｅ ＃ ＳＨ３００７０．０３）、１０μｇ／ｍｌゲンタマイシン（Ｇｉｂｃｏ ＃１５７１００６４）および１０μｇ／ｍｌ ブラストサイジンＳ（Ｇｉｂｃｏ ＃Ａ１１１３９０３）を添加した培養液を用いて行い、培養器としてはクールインキュベーター（アズワン株式会社 ＃ＩＣＩ－１００）を２７℃に設定して用いた。
遺伝子導入装置（ＢＴＸ ＃ＥＣＭ６３０）を用いたエレクトロポレーション法によりＳｆ９細胞をｐＩＢ－Ｏｒ１３ａ－Ｏｒｃｏプラスミドにて形質転換した。ブラストサイジンＳ耐性を指標として、Ｏｒ１３ａタンパク質とＯｒｃｏタンパク質のヘテロ複合体を細胞膜上に発現するＳｆ９細胞（Ｏｒ１３ａ－Ｏｒｃｏ発現Ｓｆ９細胞）を取得した。このようにして作製したＯｒ１３ａ－Ｏｒｃｏ発現Ｓｆ９細胞の培養は、Ｇｒａｃｅ’ｓ Ｉｎｓｅｃｔ ｍｅｄｉｕｍ（Ｇｉｂｃｏ ＃１１６０５０９４）に非働化した１０％ Ｆｅｔａｌ ｂｏｖｉｎｅ ｓｅｒｕｍ（ＨｙＣｌｏｎｅ ＃ ＳＨ３００７０．０３）、１０μｇ／ｍｌゲンタマイシン（Ｇｉｂｃｏ ＃１５７１００６４）および１０μｇ／ｍｌ ブラストサイジンＳ（Ｇｉｂｃｏ ＃Ａ１１１３９０３）を添加した培養液を用いて行い、培養器としてはクールインキュベーター（アズワン株式会社 ＃ＩＣＩ－１００）を２７℃に設定して用いた。
【0153】
［気相曝露用計測容器の作製］
本実施例において用いた計測容器の斜視図を図３５（ａ）に示し、該計測容器の分解斜視図を図３５（ｂ）に示す。図３５（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施例において用いた計測容器は、フタとディッシュ本体からなり、これらはコラーゲンＩコート ガラスベースディッシュ（以後ガラスディッシュと表記、ＩＷＡＫＩ ＃４９７０－０１１、容器直径３５ｍｍ、ガラス底部直径２７ｍｍ）を加工して作製した。
本実施例において用いた計測容器の斜視図を図３５（ａ）に示し、該計測容器の分解斜視図を図３５（ｂ）に示す。図３５（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施例において用いた計測容器は、フタとディッシュ本体からなり、これらはコラーゲンＩコート ガラスベースディッシュ（以後ガラスディッシュと表記、ＩＷＡＫＩ ＃４９７０－０１１、容器直径３５ｍｍ、ガラス底部直径２７ｍｍ）を加工して作製した。
【0154】
フタは、図３５（ａ）、（ｂ）および図３５（ｃ）の上面図に示すとおり、ガラスディッシュのフタ直径２２ｍｍの円形の孔を空け、その孔をポリプロピレン製のフィルムで覆った。フィルムは、該フィルムの下側（ディッシュ本体の底面と向かい合う側）の面が、ディッシュ本体の底面から２ｍｍの高さかつディッシュ本体の底面と平行になるように、フタの上面に対して陥没した形状とした。この際、フィルムには、図３５（ｃ）に示すように、直径６ｍｍの円孔及び３ｍｍ×７ｍｍの長方形の孔を設けた。さらに、フィルムのディッシュ本体の底面と平行な面には、１５ｍｍ四方の濾紙（ＡＤＶＡＮＴＥＣ ＃０００２１１８５）を下側から張り付け、かつその濾紙には、フィルムの円孔と重なるように直径６ｍｍの円孔を設けた。これによって、計測容器内部の空間は、外部と直径６ｍｍの円孔（溶液導入部孔）を介して連通しており、該円孔はイオノマイシン溶液の添加に用いた。また、計測容器内部の空間は、フィルムに設けられた３ｍｍ×７ｍｍの長方形の孔に箇所において、外部と濾紙一枚を隔てて接しており、その濾紙で隔てた箇所（濾紙露出部）は、検出対象の物質を含む溶液を濾紙に対してしみ込ませることによって、計測容器内部の気相に検出対象の物質を導入することに用いた。
【0155】
ディッシュ本体は、細胞が接着された状態の一例を示す下面図が図３５（ｄ）に示されており、コラーゲンＩコートされたガラス底部表面を、Ｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｌｅ Ａｎｃｈｏｒ ｆｏｒ ｃｅｌｌ Ｍｅｍｂｒａｎｅ（以後ＢＡＭと表記、油化産業株式会社 ＃ＳＵＮＢＲＩＧＨＴ ＯＥ－０２０ＣＳ）でさらにコーティングして用いた。
【0156】
［気相物質の検出］
Ｏｒ１３ａ－Ｏｒｃｏ発現Ｓｆ９細胞をセルスクレーパー（ＩＷＡＫＩ ＃９０２０－２５０）にて剥離し、遠心により回収した。イメージング緩衝液（５ｍＭ ＨＥＰＥＳ ｐＨ７．２、９．４ｍＭ Ｄ－Ｇｌｕｃｏｓｅ、１４０ｍＭ ＮａＣｌ、５．６ｍＭ ＫＣｌ、４．５ｍＭ ＣａＣｌ２、１１．２６ｍＭ ＭｇＣｌ２、１１．３２ｍＭ ＭｇＳＯ４）にて２回洗浄した後、３μＭ ＣａＴＭ－３ ＡＭ（五稜化薬株式会社 ＃ＧＣ５０７）を含むイメージング緩衝液を添加し、クールインキュベーター内に３０分間静置して細胞を染色した。緩衝液にて３回洗浄した後、ディッシュ本体のＢＡＭコートしたガラス上に播種し、クールインキュベーター内に１０分間静置して染色細胞を底面に接着させた。細胞をイメージング緩衝液で満たし、顕微鏡上に静置して１時間安定化させた。
Ｏｒ１３ａ－Ｏｒｃｏ発現Ｓｆ９細胞をセルスクレーパー（ＩＷＡＫＩ ＃９０２０－２５０）にて剥離し、遠心により回収した。イメージング緩衝液（５ｍＭ ＨＥＰＥＳ ｐＨ７．２、９．４ｍＭ Ｄ－Ｇｌｕｃｏｓｅ、１４０ｍＭ ＮａＣｌ、５．６ｍＭ ＫＣｌ、４．５ｍＭ ＣａＣｌ２、１１．２６ｍＭ ＭｇＣｌ２、１１．３２ｍＭ ＭｇＳＯ４）にて２回洗浄した後、３μＭ ＣａＴＭ－３ ＡＭ（五稜化薬株式会社 ＃ＧＣ５０７）を含むイメージング緩衝液を添加し、クールインキュベーター内に３０分間静置して細胞を染色した。緩衝液にて３回洗浄した後、ディッシュ本体のＢＡＭコートしたガラス上に播種し、クールインキュベーター内に１０分間静置して染色細胞を底面に接着させた。細胞をイメージング緩衝液で満たし、顕微鏡上に静置して１時間安定化させた。
【0157】
イメージング緩衝液を除き、気相曝露用計測容器のフタをディッシュ本体にかぶせた。計測容器を顕微鏡上に再設置して２秒間隔でライブイメージングを開始した。イメージング開始時の蛍光像を図３６（ａ）に示す。イメージング開始２０秒後に２５μＭ １－Ｏｃｔｅｎ－３－ｏｌを含むイメージング緩衝液５０μｌを、濾紙露出部における濾紙に染み込ませ、Ｏｒ１３ａ－Ｏｒｃｏ発現Ｓｆ９細胞を揮発した１－Ｏｃｔｅｎ－３－ｏｌ（におい化学物質）に曝露した。イメージング開始６０秒後（１－Ｏｃｔｅｎ－３－ｏｌへの曝露４０秒後）における蛍光像を図３６（ｂ）に示す。イメージング開始１４０秒後、５μＭ イオノマイシン（カルシウムイオノフォア、Ｎａｃａｌａｉ ｔｅｓｑｕｅ ＃１９４４４－９１）を含むイメージング緩衝液２００μｌを、溶液導入孔を介してガラスディッシュに添加し、カルシウムを細胞内に流入させた。イメージング開始１８０秒後（イオノマイシン添加４０秒後）の蛍光像を図３６（ｃ）に示す。また、図３６（ａ）～（ｃ）に示したＲＯＩにおける蛍光の平均輝度値の時間変化を、観察開始時のＲＯＩ内の平均輝度値により規格化して示した結果を図３７に示す。
【0158】
【符号の説明】
【0159】
１，１Ａ，１Ｂ…検出ユニット、２…基体（流路部材）、３…細胞懸濁液、４…気体（物質を含む気体）、５…細胞、６…溶液、７…細胞破砕液（洗浄液）、９…細胞剥離液（洗浄液）、１０…第１基板（流路部材）、１０Ａ…第１部材（流路部材）、１０Ｂ…第２部材（流路部材）、２０…第２基板（流路部材）、２１，２１Ａ…第１開口、２１Ｂ…第４開口、２２，２２Ａ…第２開口、２２Ｂ…第５開口、２３…第３開口、３０…トラップ部材（細胞トラップ部）、３１…貫通孔（開口部）、３２…隙間（開口部）、３３…トラップ領域（細胞トラップ部）、４０…流路、４０ａ…表面、４１…第１部分、４２…第２部分。
【図1】
【図2】
【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16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【配列表】