特許 7107528 細胞培養容器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-07-19

(45)【発行日】2022-07-27

(54)【発明の名称】細胞培養容器

(51)【国際特許分類】

   C12M 1/34 20060101AFI20220720BHJP

   C12Q 1/02 20060101ALN20220720BHJP

【ＦＩ】

C12M1/34 D

C12Q1/02

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2018238405

(22)【出願日】2018-12-20

(65)【公開番号】P2020099211

(43)【公開日】2020-07-02

【審査請求日】2021-06-18

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成３０年度、国立研究開発法人日本医療研究開発機構、 「再生医療の産業化に向けた評価基盤技術開発事業（再生医療技術を応用した創薬支援基盤技術の開発）」、 「Ｉｎ－ｖｉｔｒｏ 安全性試験・薬物動態試験の高度化を実現するｏｒｇａｎ／ｍｕｌｔｉ－ｏｒｇａｎｓ－ｏｎ－ａ－ｃｈｉｐ の開発とその製造技術基盤の確立」委託研究開発、 産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】000207551

【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス

(73)【特許権者】

【識別番号】504132272

【氏名又は名称】国立大学法人京都大学

(74)【代理人】

【識別番号】100135013

【弁理士】

【氏名又は名称】西田 隆美

(72)【発明者】

【氏名】福江 久美子

(72)【発明者】

【氏名】亀井 謙一郎

(72)【発明者】

【氏名】平井 義和

(72)【発明者】

【氏名】田畑 修

【審査官】福間 信子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－１４６２６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－１５６４７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０１３８４５８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－２０８８８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】英国特許出願公開第００２４３６１４（ＧＢ，Ａ）

【文献】特開２００７－２１５４７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２９１１３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００７／１３８９０２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１１／１２１９６８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００７－２９８３５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１８１３４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０７９６３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００７／０１０４５６（ＷＯ，Ａ２）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ１２Ｍ １／００－３／１０

Ｃ１２Ｎ １５／００－９０

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部で細胞を培養するとともに、培養された細胞の電気抵抗を計測するための細胞培養容器であって、
培養液を貯留可能な細胞培養室と、
前記細胞培養室の底面と天面との間において、前記細胞培養室の内部を上部の空間と下部の空間とに仕切る細胞培養膜と、
外部と前記細胞培養室とを直接または間接的に連通する流路と、
前記細胞培養膜よりも上側において前記細胞培養室と直接連通する第１電極室と、
前記細胞培養膜よりも下側において前記細胞培養室と直接連通する第２電極室と、
前記第１電極室内に配置される、第１作用電極および第１参照電極と、
前記第２電極室内に配置される、第２作用電極および第２参照電極と、
を有し、
前記筐体は、上下方向に重なる第１部材、第２部材、第３部材、第４部材、第５部材および第６部材を有し、
前記第２部材、前記第３部材、前記第４部材および前記第５部材は、上下に貫通する貫通孔を有し、
前記細胞培養室は、前記第１部材の上面と、前記第６部材の下面と、前記第２部材、前記第３部材、前記第４部材および前記第５部材の内面とにより形成され、
前記第１電極室は、前記第４部材の上面と、前記第６部材の下面と、前記第５部材の内面とにより形成され、
前記第２電極室は、前記第１部材の上面と、前記第３部材の下面と、前記第２部材の内面とにより形成され、
前記第１電極室および前記第２電極室のそれぞれの少なくとも一部は、前記細胞培養膜のうち前記細胞培養室内の部分である細胞培養領域と上下方向に重ならない、細胞培養容器。

【請求項2】

請求項１に記載の細胞培養容器であって、
前記第１作用電極－前記細胞培養領域間の空間の最小断面積と、前記第２作用電極－前記細胞培養領域間の空間の最小断面積とは、前記流路の最大流路面積よりも大きい、細胞培養容器。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の細胞培養容器であって、
前記細胞培養室を構成する筐体は、前記細胞培養領域の少なくとも一部と上下方向に重なる位置において、透明材料で形成された部分を有する、細胞培養容器。

【請求項4】

請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の細胞培養容器であって、
前記第１作用電極の前記第１電極室内における表面積は、前記第１参照電極の前記第１電極室内における表面積よりも大きく、
前記第２作用電極の前記第２電極室内における表面積は、前記第２参照電極の前記第２電極室内における表面積よりも大きい、細胞培養容器。

【請求項5】

請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の細胞培養容器であって、
前記第１電極室は、前記細胞培養室に対して、上下方向と直交する第１方向の一方側に配置され、
前記第２電極室は、前記細胞培養室に対して、前記第１方向の他方側に配置される、細胞培養容器。

【請求項6】

請求項５に記載の細胞培養容器であって、
前記第１作用電極、前記細胞培養領域および前記第２作用電極が一直線上に配置されるとともに、
前記第１作用電極と前記第２作用電極とを結ぶ直線上に、前記筐体が配置されない、細胞培養容器。

【請求項7】

請求項６に記載の細胞培養容器であって、
前記第１参照電極、前記細胞培養領域および前記第２参照電極が一直線上に配置されるとともに、
前記第１参照電極と前記第２参照電極とを結ぶ直線上に、前記筐体が配置されない、細胞培養容器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内部で細胞を培養するとともに、培養された細胞の電気抵抗を計測するための細胞培養容器に関する。

【背景技術】

【0002】

培養した細胞の性質や、培養状態を調べるために細胞の電気抵抗値を計測するための技術が知られている。例えば、経上皮電気抵抗（ＴＥＥＲ）計測では、培養液中において細胞培養用の膜の一方側と他方側とに電極を配置して電気抵抗値を計測することにより、膜状に培養された細胞自体の電気抵抗値を計測する。細胞の電気抵抗値を計測する技術については、例えば、特許文献１に記載されている。

【0003】

一方で、いわゆるマイクロ流路デバイスの開発が進められている。マイクロ流路デバイスでは、細胞培養空間を微細な流路を除いて閉空間にすることにより、外的要因をできるだけ排除して細胞培養を行うことができる。このようなマイクロ流路デバイスにおいて、細胞の電気抵抗値を計測する技術については、例えば、特許文献２に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】国際公開第２０１２／１４７４６３号

【文献】特表２０１７－５１３４８３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献２に記載のマイクロ流路デバイスでは、細胞培養領域と電極が重なった位置に配置されるため、培養された細胞の全体を観察しにくい。一方で、細胞培養領域から離れた位置に電極を配置すると、電極間の電気抵抗が大きくなり、細胞自体の電気抵抗の測定精度が低下する虞がある。

【0006】

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、培養された細胞の観察の妨げとならず、かつ、精度良く細胞の電気抵抗を計測できる細胞培養容器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】

【0007】

上記課題を解決するため、本願の第１発明は、内部で細胞を培養するとともに、培養された細胞の電気抵抗を計測するための細胞培養容器であって、培養液を貯留可能な細胞培養室と、前記細胞培養室の底面と天面との間において、前記細胞培養室の内部を上部の空間と下部の空間とに仕切る細胞培養膜と、外部と前記細胞培養室とを直接または間接的に連通する流路と、前記細胞培養膜よりも上側において前記細胞培養室と直接連通する第１電極室と、前記細胞培養膜よりも下側において前記細胞培養室と直接連通する第２電極室と、前記第１電極室内に配置される、第１作用電極および第１参照電極と、前記第２電極室内に配置される、第２作用電極および第２参照電極と、を有し、前記筐体は、上下方向に重なる第１部材、第２部材、第３部材、第４部材、第５部材および第６部材を有し、前記第２部材、前記第３部材、前記第４部材および前記第５部材は、上下に貫通する貫通孔を有し、前記細胞培養室は、前記第１部材の上面と、前記第６部材の下面と、前記第２部材、前記第３部材、前記第４部材および前記第５部材の内面とにより形成され、前記第１電極室は、前記第４部材の上面と、前記第６部材の下面と、前記第５部材の内面とにより形成され、前記第２電極室は、前記第１部材の上面と、前記第３部材の下面と、前記第２部材の内面とにより形成され、前記第１電極室および前記第２電極室のそれぞれの少なくとも一部は、前記細胞培養膜のうち前記細胞培養室内の部分である細胞培養領域と上下方向に重ならない。

【0008】

本願の第２発明は、第１発明の細胞培養容器であって、前記第１作用電極－前記細胞培養領域間の空間の最小断面積と、前記第２作用電極－前記細胞培養領域間の空間の最小断面積とは、前記流路の最大流路面積よりも大きい。

【0009】

本願の第３発明は、第１発明または第２発明の細胞培養容器であって、前記細胞培養室を構成する筐体は、前記細胞培養領域の少なくとも一部と上下方向に重なる位置において、透明材料で形成された部分を有する。

【0010】

本願の第４発明は、第１発明ないし第３発明のいずれかの細胞培養容器であって、前記第１作用電極の前記第１電極室内における表面積は、前記第１参照電極の前記第１電極室内における表面積よりも大きく、前記第２作用電極の前記第２電極室内における表面積は、前記第２参照電極の前記第２電極室内における表面積よりも大きい。

【0011】

本願の第５発明は、第１発明ないし第４発明のいずれかの細胞培養容器であって、前記第１電極室は、前記細胞培養室に対して、上下方向と直交する第１方向の一方側に配置され、前記第２電極室は、前記細胞培養室に対して、前記第１方向の他方側に配置される。
本願の第６発明は、第５発明の細胞培養容器であって、前記第１作用電極、前記細胞培養領域および前記第２作用電極が一直線上に配置されるとともに、前記第１作用電極と前記第２作用電極とを結ぶ直線上に、前記筐体が配置されない。
本願の第７発明は、第６発明の細胞培養容器であって、前記第１参照電極、前記細胞培養領域および前記第２参照電極が一直線上に配置されるとともに、前記第１参照電極と前記第２参照電極とを結ぶ直線上に、前記筐体が配置されない。

【発明の効果】

【0012】

本願の第１発明～第７発明によれば、電極が細胞培養領域と重なって観察の妨げとなることを抑制できる。また、電極間の電気抵抗が大きくなって、細胞の電気抵抗の計測精度が低下することを抑制できる。

【0013】

特に、本願の第２発明によれば、各流路の流路面積を小さくすることにより、細胞培養室内における外部環境の影響を小さくできる。また、細胞培養室への培養液や試薬の流入出量の制御を行いやすい。一方、各電極と細胞培養領域との間の空間の最小断面積を大きくすることにより、各電極と細胞培養領域との間における培養液の電気抵抗が小さくなる。これにより、細胞の電気抵抗をより精度良く計測できる。

【0014】

特に、本願の第３発明によれば、細胞培養領域に培養された細胞の様子を観察しやすい。

【0015】

特に、本願の第５発明によれば、電極間の培養液の電気抵抗がより小さくなる。これにより、細胞の電気抵抗をさらに精度良く計測できる。
特に、本願の第６発明によれば、第１作用電極－第２作用電極間の培養液の電気抵抗がより小さくなる。これにより、細胞の電気抵抗をさらに精度良く計測できる。
特に、本願の第７発明によれば、第１参照電極－第２参照電極間の培養液の電気抵抗がより小さくなる。これにより、細胞の電気抵抗をさらに精度良く計測できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】第１実施形態に係る細胞培養容器の縦断面図である。

【図2】第１実施形態に係る細胞培養容器の上面視における配置図である。

【図3】第１実施形態に係る細胞培養容器の分解斜視図である。

【図4】第１実施形態に係る計測ユニットの電気的な接続を示した概略図である。

【図5】第２実施形態に係る細胞培養容器の縦断面図である。

【図6】第２実施形態に係る細胞培養容器の上面視における配置図である。

【図7】第２実施形態に係る細胞培養容器の分解斜視図である。

【図8】一変形例に係る細胞培養容器の上面視における配置図である。

【図9】他の変形例に係る細胞培養容器の上面視における配置図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において細胞培養容器の底面に平行な方向を「水平方向」、水平方向に直交する方向を「上下方向」と称する。しかしながら、細胞培養容器の使用時の姿勢は、細胞培養容器の底面が水平方向とならなくてもよい。

【0018】

＜１．第１実施形態＞
＜１－１．細胞培養容器の構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る細胞培養容器１の縦断面図である。図２は、細胞培養容器１の上面視における各部の配置を示した配置図である。図３は、細胞培養容器１の分解斜視図である。

【0019】

細胞培養容器１は、内部で細胞を培養するとともに、培養された細胞の電気抵抗を計測するための容器である。この細胞培養容器１は、内部の空間が微細な流路２４，２５，２６，２７を除いて閉空間となる、いわゆるマイクロ流路デバイスである。

【0020】

図１および図２に示すように、細胞培養容器１は、本体部１０の内部空間として、細胞培養室２１、第１電極室２２、第２電極室２３、第１上側流路２４、第２上側流路２５、第１下側流路２６、および第２下側流路２７を有する。すなわち、本体部１０は、細胞培養室２１を構成する筐体である。また、細胞培養容器１は、第１作用電極３１、第１参照電極３２、第２作用電極４１、および第２参照電極４２を有する。

【0021】

また、図１および図３に示すように、細胞培養容器１の本体部１０は、上下方向に重なる樹脂製の第１部材１１、第２部材１２、第３部材１３、第４部材１４、第５部材１５および第６部材１６と、細胞培養膜２０とにより構成される。本体部１０は、下側から上方へ向かって順に第１部材１１、第２部材１２、第３部材１３、細胞培養膜２０、第４部材１４、第５部材１５、および第６部材１６の順に重なって構成される。

【0022】

細胞培養室２１は、細胞培養容器１の中央に配置される。本実施形態では、第１部材１の上面と、第６部材１６の下面と、第２部材１２～第５部材１５の内面とで、細胞培養室２１が形成されている。細胞培養室２１には、培養液を貯留可能である。細胞培養膜２０は、細胞培養室２１の底面および天面のそれぞれから上下方向に間隔を空けて配置される。これにより、細胞培養膜２０は、細胞培養室２１の天面と底面との間において、細胞培養室２１の内部を、上部の空間と下部の空間とに仕切る。

【0023】

細胞培養膜２０は、細胞接着性を有する膜である。本実施形態の細胞培養膜２０には、例えば、微細な貫通孔が多数も受けられた、メンブレンと呼ばれる薄膜が用いられる。メンブレンの材料には、例えば、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）等が用いられる。メンブレンの表面は、コラーゲン等をコーティングすることにより、細胞接着性を高めていてもよい。細胞培養膜２０のうち、細胞培養室２１内に露出した部分が、細胞培養領域２００となる。本実施形態では、細胞培養膜２０の細胞培養領域２００以外の部分は第３部材１３および第４部材１４に覆われるため、露出しない。なお、細胞培養膜２０に代えて、細胞接着性を有し、微細な貫通孔が多数設けられた板状の部材が用いられてもよい。

【0024】

第１電極室２２は、細胞培養膜２０よりも上側において細胞培養室２１と直接連通する。第１電極室２２は、細胞培養室２１に対して、第１方向の一方側に配置される。本実施形態では、第４部材１４の上面と、第６部材１６の下面と、第５部材１５の内面とで、第１電極室２２が形成されている。

【0025】

第２電極室２３は、細胞培養膜２０よりも下側において細胞培養室２１と直接連通する。第２電極室２３は、細胞培養室２１に対して、第１方向の他方側に配置される。本実施形態では、第１部材１１の上面と、第３部材１３の下面と、第２部材１２の内面とで、第２電極室２３が形成されている。また、第１電極室２２および第２電極室２３は、細胞培養領域２００と上下方向に重ならない。

【0026】

なお、「第１方向」とは、細胞培養容器１の底面に平行であって、上下方向と直交する方向である。図１および図２において、第１方向は紙面の左右方向であり、第１方向一方側は紙面の右側、第１方向他方側は紙面の左側である。また、「第２方向」とは、細胞培養容器１の底面に平行であって、第１方向と直交する方向である。図２において、第２方向は紙面の上下方向であり、第２方向一方側は紙面の上側、第２方向他方側は紙面の下側である。

【0027】

第１上側流路２４および第２上側流路２５は、それぞれ、細胞培養膜２０よりも上側において、細胞培養容器１の外部と細胞培養室２１とを連通する流路である。第１上側流路２４の一端は細胞培養室２１と直接連通し、他端は細胞培養容器１の第２方向一方側の端面に開口する。第２上側流路２５の一端は細胞培養室２１と直接連通し、他端は細胞培養容器１の第２方向他方側の端面に開口する。本実施形態では、第４部材１４の上面と、第６部材１６の下面と、第５部材１５の内面とで、第１上側流路２４および第２上側流路２５が形成されている。

【0028】

第１下側流路２６および第２下側流路２７は、それぞれ、細胞培養膜２０よりも下側において、細胞培養容器１の外部と細胞培養室２１とを連通する流路である。第１下側流路２６の一端は細胞培養室２１と直接連通し、他端は細胞培養容器１の第２方向一方側の端面に開口する。第２下側流路２７の一端は細胞培養室２１と直接連通し、他端は細胞培養容器１の第２方向他方側の端面に開口する。本実施形態では、第１部材１１の上面と、第３部材１３の下面と、第２部材の内面とで、第１下側流路２６および第２下側流路２７が形成されている。なお、本実施形態では、第１上側流路２４と第１下側流路２６とが上下方向に重なり、第２上側流路２５と第２下側流路２７とが上下方向に重なる位置に配置される。

【0029】

第１作用電極３１および第１参照電極３２は、第１電極室２２内に配置される。具体的には、第１作用電極３１および第１参照電極３２は、第１電極室２２の天面に固定される。第１作用電極３１および第１参照電極３２は、例えば、第１電極室２２の天面を構成する第６部材１６の下面に電極の材料である電極ペーストを塗布し、乾燥させることにより形成される。なお、第１作用電極３１および第１参照電極３２は、第１電極室２２の天面に金属を蒸着させたものであってもよいし、板状の電極を第１電極室２２の天面に接着したものであってもよい。

【0030】

第２作用電極４１および第２参照電極４２は、第２電極室２３内に配置される。具体的には、第２作用電極４１および第２参照電極４２は、第２電極室２３の底面に固定される。第２作用電極４１および第２参照電極４２は、例えば、第２電極室２３の底面を構成する第１部材１１の上面に電極の材料である電極ペーストを塗布し、乾燥させることにより形成される。なお、第２作用電極４１および第２参照電極４２は、第２電極室２３の底面に金属を蒸着させたものであってもよいし、板状の電極を第２電極室２３の底面に接着したものであってもよい。

【0031】

このように、電極を配置するための第１電極室２２および第２電極室２３の少なくとも一部を、細胞培養領域２００と上下方向に重ならない位置に配置することにより、電極３１，３２，４１，４２が細胞培養領域２００と重なって観察の妨げとなることを抑制できる。

【0032】

また、細胞培養室２１に隣接する位置に第１電極室２２および第２電極室２３を設けることにより、細胞培養領域２００と各電極３１，３２，４１，４２との距離が大きくなることを抑制できる。したがって、作用電極３１，４１間および参照電極３２，４２間の電気抵抗が大きくなって、細胞の電気抵抗の計測精度が低下することを抑制できる。

【0033】

本実施形態では、第１作用電極３１－細胞培養領域２００間の空間の最小断面積は、各流路２４～２７の最大流路面積よりも大きい。また、第２作用電極４１－細胞培養領域２００間の最小断面積は、各流路２４～２７の最大流路面積よりも大きい。このように、各流路２４～２７の流路面積を小さくすることにより、細胞培養室２１内における外部環境の影響を小さくできる。また、細胞培養室２１への培養液や試薬の流入出量の制御を行いやすい。一方、各電極３１，３２，４１，４２と細胞培養領域２００との間の空間の最小断面積が大きい方が、各電極３１，３２，４１，４２と細胞培養領域２００との間における培養液の電気抵抗が小さくなる。これにより、細胞培養領域２００上に培養された細胞の電気抵抗をより精度良く計測できる。

【0034】

また、本実施形態では、第１電極室２２が細胞培養室２１に対して第１方向一方側に配置され、第２電極室２３が細胞培養室２１に対して第１方向他方側に配置される。すなわち、第１電極室２２と第２電極室２３とが、細胞培養室２１を挟んで対向する位置に配置される。これにより、第１作用電極３１、細胞培養領域２００、および第２作用電極４１が略一直線上に配置される。また、第１参照電極３２、細胞培養領域２００、および第２参照電極４２が略一直線上に配置される。したがって、第１作用電極３１－第２作用電極４１間の培養液の電気抵抗と、第１参照電極３２－第２参照電極４２間の培養液の電気抵抗がより小さくなる。これにより、細胞培養領域２００上に培養された細胞の電気抵抗をさらに精度良く計測できる。

【0035】

図２に示すように、本実施形態では、第１作用電極３１の第１電極室２２内における表面積は、第１参照電極３２の第１電極室２２内における表面積よりも大きい。また、第２作用電極４１の第２電極室２３内における表面積は、第２参照電極４２の第２電極室２３内における表面積よりも大きい。

【0036】

作用電極３１，４１の表面における電気容量を大きくするために、作用電極３１，４１の表面積をなるべく大きく設計することが好ましい。各電極３１，３２，４１，４２を電極室２２，２３内に配置することにより、電極３１，３２，４１，４２の設計自由度が高まる。このため、本実施形態のように、作用電極３１，４１の表面積を比較的大きく設計できる。また、各電極３１，３２，４１，４２を電極室２２，２３内に配置することにより、作用電極３１，４１の表面積を大きくした場合であっても、各電極３１，３２，４１，４２が細胞培養領域２００と上下方向に重なりにくい。

【0037】

本実施形態では、本体部１０を構成する各部材１１～１６は、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）により形成される。ＰＤＭＳは透明度が高く、自家蛍光性が低い。このため、本体部１０の外側から細胞培養領域２００上の細胞を観察しやすい。なお、本実施形態では、本体部１０のうち、細胞培養領域２００と上下方向に重なる位置は、全て透明材料であるＰＤＭＳで形成されている。しかしながら、本体部１０が、細胞培養領域２００と少なくとも一部と上下方向に重なる位置において、透明材料で形成された部分を有していればよい。例えば、細胞培養領域２００の上側の一部の部分が透明材料で形成されていれば、細胞培養領域２００を観察可能である。

【0038】

＜１－２．培養細胞の電気抵抗計測＞
続いて、細胞培養容器１を用いた培養細胞の電気抵抗計測の方法について、図４を参照しつつ説明する。図４は、計測ユニット９の電気的な接続を示した概略図である。なお、図４では、１つの細胞培養容器１に対して電気抵抗計測を行う場合の計測ユニット９の電気的な接続を示している。なお、実際の電気抵抗計測においては、複数の細胞培養容器１に対して同時に計測を行う場合がある。その場合には、例えば、後述する計測装置９０の電源装置９１や電圧計９２の接続先を、細胞培養容器１ごとに切替可能とする。

【0039】

図４に示すように、計測ユニット９は、上記の細胞培養容器１および細胞培養容器１内の培養液と、細胞培養容器１と接続する計測装置９０とにより構成される。

【0040】

計測装置９０は、電源装置９１と、電圧計９２とを有する。電源装置９１の２つの出力端子は、第１作用電極３１および第２作用電極４１に接続される。また、電圧計９２の２つの入力端子は、第１参照電極３２および第２参照電極４２に接続される。培養細胞の電気抵抗計測を行う場合、細胞培養容器１内には、培養液が充填される。

【0041】

図４において、抵抗Ｒｍは、細胞培養領域２００と、細胞培養領域２００上に培養された細胞（以下、「細胞部」と称する）とによる電気抵抗である。抵抗Ｒｗ１は、第１作用電極３１と細胞部との間における培養液の電気抵抗である。抵抗Ｒｗ２は、第２作用電極４１と細胞部との間における培養液の電気抵抗である。抵抗Ｒｒ１は、第１参照電極３２と細胞部との間における培養液の電気抵抗である。抵抗Ｒｒ２は、第２参照電極４２と細胞部との間における培養液の電気抵抗である。

【0042】

各電極３１，３２，４１，４２と細胞部との間における各抵抗Ｒｗ１，Ｒｒ１，Ｒｗ２，Ｒｒ２と、細胞が培養されていない状態の細胞培養領域２００の抵抗Ｒｍとの抵抗値はそれぞれ、予めコントロールとして測定しておく。

【0043】

そして、電源装置９１を駆動させて第１作用電極３１と第２作用電極４１との間に定電流を流す。同時に、電圧計９２によって第１参照電極３２と第２参照電極４２との間の電圧値を計測する。作用電極３１，４１と、参照電極３２，４２とは、それぞれ十分近傍に配置されているため、参照電極３２，４２間を流れる電流と、作用電極３１，４１間を流れる電流とは同一電流値であると近似できる。このため、参照電極３２，４２間の電圧値から、参照電極３２，４２間の電気抵抗値を算出する。さらに、予め測定した各値に基づいて、細胞部の抵抗Ｒｍを算出する。これにより、細胞培養領域２００上に培養された細胞の電気的特性を得ることができる。

【0044】

なお、電源装置９１を用いて第１作用電極３１と第２作用電極４１との間に電位をかけると、第１作用電極３１および第２作用電極４１の電極表面において、電気二重層が形成される。このとき、電源装置９１による出力電位は回路全体にかかる電位である。このため、電源装置９１による出力電位は、作用電極３１，４１間の正確な電圧値とはならない。そこで、第１作用電極３１および第２作用電極４１のそれぞれの近傍に第１参照電極３２および第２参照電極４２を配置し、参照電極３２，４２間の電位を計測する。その計測電位を利用して計算することにより、より正確に細胞部の抵抗Ｒｍを計測することができる。

【0045】

＜２．第２実施形態＞
続いて、本発明の第２実施形態に係る細胞培養容器１Ａについて、図５および図６を参照しつつ説明する。図５は、細胞培養容器１Ａの縦断面図である。図６は、細胞培養容器１Ａの上面視における各部の配置を示した配置図である。図７は、細胞培養容器１Ａの本体部１０Ａの分解斜視図である。

【0046】

図５および図６に示すように、細胞培養容器１Ａは、第１実施形態に係る細胞培養容器１と同様に、本体部１０Ａの内部空間として、細胞培養室２１Ａ、第１電極室２２Ａ、第２電極室２３Ａ、第１上側流路２４Ａ、第２上側流路２５Ａ、第１下側流路２６Ａ、および第２下側流路２７Ａを有する。また、細胞培養容器１Ａは、第１作用電極３１Ａ、第１参照電極３２Ａ、第２作用電極４１Ａ、および第２参照電極４２Ａを有する。

【0047】

また、図５および図７に示すように、細胞培養容器１Ａの本体部１０Ａは、上下方向に重なる樹脂製の第１部材１１Ａ、第２部材１２Ａ、第３部材１３Ａ、第４部材１４Ａ、第５部材１５Ａおよび第６部材１６Ａと、細胞培養膜２０Ａとにより構成される。本体部１０Ａは、下側から上方へ向かって順に第１部材１１Ａ、第２部材１２Ａ、第３部材１３Ａ、細胞培養膜２０Ａ、第４部材１４Ａ、第５部材１５Ａ、および第６部材１６Ａの順に重なって構成される。

【0048】

細胞培養室２１Ａ、第１電極室２２Ａ、第２電極室２３Ａ、各流路２４Ａ，２５Ａ，２６Ａ，２７Ａおよび細胞培養領域２００Ａの配置は、第１実施形態に係る細胞培養容器１の細胞培養室２１、第１電極室２２、第２電極室２３、各流路２４，２５，２６，２７および細胞培養領域２００の配置と同様である。

【0049】

第１作用電極３１Ａ、第１参照電極３２Ａ、第２作用電極４１Ａおよび第２参照電極４２Ａは、それぞれ、上下に延びる円柱型の電極である。本体部１０Ａは、本体部１０Ａの上面から第１電極室２２Ａの天面まで延びる２つの第１貫通孔５１Ａと、本体部１０Ａの上面から第２電極室２３Ａの天面まで延びる２つの第２貫通孔５２Ａとを有する。

【0050】

第１作用電極３１Ａおよび第１参照電極３２Ａは、それぞれ、第１貫通孔５１Ａに挿入されている。第１作用電極３１Ａおよび第１参照電極３２Ａの上端部はそれぞれ、本体部１０Ａの上面よりも上側に配置される。また、第１作用電極３１Ａおよび第１参照電極３２Ａの下端部は、第１電極室２２Ａ内に配置される。

【0051】

第２作用電極４１Ａおよび第２参照電極４２Ａは、それぞれ、第２貫通孔５２Ａに挿入されている。第２作用電極４１Ａおよび第２参照電極４２Ａの上端部はそれぞれ、本体部１０Ａの上面よりも上側に配置される。また、第２作用電極４１Ａおよび第２参照電極４２Ａの下端部はそれぞれ、第２電極室２３Ａ内に配置される。

【0052】

このように、各電極３１Ａ，３２Ａ，４１Ａ，４２Ａはそれぞれ、本体部１０Ａを貫通するように配置されていてもよい。

【0053】

＜３．変形例＞
以上、本発明の主たる実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。

【0054】

図８は、一変形例に係る細胞培養容器１Ｂの上面視における各部の配置を示した配置図である。図８に示すように、細胞培養容器１Ｂは、第１実施形態に係る細胞培養容器１と同様に、本体部１０Ｂの内部空間として、細胞培養室２１Ｂ、第１電極室２２Ｂ、第２電極室２３Ｂ、第１上側流路２４Ｂ、第２上側流路２５Ｂ、第１下側流路２６Ｂ、および第２下側流路２７Ｂを有する。また、細胞培養容器１Ｂは、第１作用電極３１Ｂ、第１参照電極３２Ｂ、第２作用電極４１Ｂ、および第２参照電極４２Ｂを有する。

【0055】

細胞培養室２１Ｂ、第１電極室２２Ｂ、第２電極室２３Ｂ、細胞培養領域２００Ｂ、各電極３１Ｂ，３２Ｂ，４１Ｂ，４２Ｂの配置は、第１実施形態に係る細胞培養容器１の細胞培養室２１、第１電極室２２、第２電極室２３、細胞培養領域２００、各電極３１，３２，４１，４２の配置と同様である。

【0056】

上記の第１実施形態および第２実施形態では、各流路が、細胞培養室の第１方向の略中央に配置された。すなわち、各流路が、細胞培養室の第１方向の略中央に直接連通していた。しかしながら、本発明はこれに限られない。

【0057】

図８の例では、第１上側流路２４Ｂは、第１方向の中央よりも一方側において細胞培養室２１Ｂに連通接続される。第２上側流路２５Ｂは、第１方向の中央よりも他方側において細胞培養室２１Ｂに連通接続される。第１下側流路２６Ｂは、第１方向の中央よりも他方側において細胞培養室２１Ｂに連通接続される。また、第２下側流路２７Ｂは、第１方向の中央よりも一方側において細胞培養室２１Ｂに連通接続される。

【0058】

これにより、細胞培養領域２００Ｂの上側と下側では、上面視において培養液の流入位置および流出位置が異なる。図８の例のように、各流路２４Ｂ，２５Ｂ，２６Ｂ，２７Ｂの位置は、適宜変更し得る。

【0059】

図９は、一変形例に係る細胞培養容器１Ｃの上面視における各部の配置を示した配置図である。図９に示すように、細胞培養容器１Ｃは、第１実施形態に係る細胞培養容器１と同様に、本体部１０Ｃの内部空間として、細胞培養室２１Ｃ、第１電極室２２Ｃ、第２電極室２３Ｃ、第１上側流路２４Ｃ、第２上側流路２５Ｃ、第１下側流路２６Ｃ、および第２下側流路２７Ｃを有する。また、細胞培養容器１Ｃは、第１作用電極３１Ｃ、第１参照電極３２Ｃ、第２作用電極４１Ｃ、および第２参照電極４２Ｃを有する。

【0060】

細胞培養室２１Ｃ、第１電極室２２Ｃ、第２電極室２３Ｃ、細胞培養領域２００Ｃ、各電極３１Ｃ，３２Ｃ，４１Ｃ，４２Ｃの配置は、第１実施形態に係る細胞培養容器１の細胞培養室２１、第１電極室２２、第２電極室２３、細胞培養領域２００、各電極３１，３２，４１，４２の配置と同様である。

【0061】

上記の実施形態および変形例では、各流路が、細胞培養室に直接連通していた。しかしながら、本発明はこれに限られない。

【0062】

図９の例では、第１上側流路２４Ｃは、細胞培養室２１Ｃの第１方向一方側において、第１電極室２２Ｃに連通接続される。これにより、第１上側流路２４Ｃは、細胞培養室２１Ｃに第１電極室２２Ｃを介して間接的に連通する。第２上側流路２５Ｃは、第１方向の中央よりも他方側において細胞培養室２１Ｃに直接連通する。第１下側流路２６Ｃは、細胞培養室２１Ｃの第１方向他方側において、第２電極室２３Ｃに連通接続される。これにより、第１下側流路２６Ｃは、細胞培養室２１Ｃに第２電極室２３Ｃを介して間接的に連通する。また、第２下側流路２７Ｃは、第１方向の中央よりも一方側において細胞培養室２１Ｃに直接連通する。

【0063】

これにより、細胞培養領域２００Ｃの上側と下側では、上面視において培養液の流入位置および流出位置が異なる。図９の例のように、各流路２４Ｃ，２５Ｃ，２６Ｃ，２７Ｃは、必ずしも細胞培養室と直接連通せず、間接的に連通してもよい。

【0064】

また、上記の実施形態では、細胞培養容器の形状が直方体であったが、本発明はこれに限られない。細胞培養容器の形状は、円柱形状、多角柱形状、半球形状、その他の形状に適宜設計しうる。

【0065】

また、上記の実施形態では、細胞培養領域の形状が上面視で略四角形であったが、本発明はこれに限られない。細胞培養領域の形状は、上面視で円形、楕円形、多角形、その他生体構造を模した複雑な形状をしていてもよい。また、上記の実施形態では、細胞培養領域が水平に配置されていたが、本発明はこれに限られない。細胞培養領域は、水平方向に対して全体として勾配を有していてもよいし、部分的に勾配が変化する複雑な形状をしていてもよい。

【0066】

また、細胞培養容器の細部の構成については、本願の各図と相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0067】

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 細胞培養容器
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 体部
２０，２０Ａ 細胞培養膜
２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ 細胞培養室
２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ 第１電極室
２３，２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ 第２電極室
２４，２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ 第１上側流路
２５，２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ 第２上側流路
２６，２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ 第１下側流路
２７，２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ 第２下側流路
３１，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ 第１作用電極
３２，３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ 第１参照電極
４１，４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ 第２作用電極
４２，４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ 第２参照電極
２００，２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ 細胞培養領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】