JPH04152885A - 細胞の培養方法および装置 - Google Patents
細胞の培養方法および装置Info
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- JPH04152885A JPH04152885A JP27553990A JP27553990A JPH04152885A JP H04152885 A JPH04152885 A JP H04152885A JP 27553990 A JP27553990 A JP 27553990A JP 27553990 A JP27553990 A JP 27553990A JP H04152885 A JPH04152885 A JP H04152885A
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- JP
- Japan
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- cells
- culture
- microchamber
- culturing
- micro chambers
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- Pending
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
- C12M23/02—Form or structure of the vessel
- C12M23/16—Microfluidic devices; Capillary tubes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
- C12M23/20—Material Coatings
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- Wood Science & Technology (AREA)
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- General Health & Medical Sciences (AREA)
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- Genetics & Genomics (AREA)
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- Immunology (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Weting (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
細胞培養を行う方法と装置に関し、
マイクロメカニズムを用いて作った細胞培養装置を用い
、複数種の細胞を培養液を変えて効率よく培養すること
を目的とし、 シリコン・ウェハ上に酸化シリコン膜が形成されており
、該酸化シリコン膜の一部に写真蝕刻技術を用いて窓開
けすると共に、該窓開は部に異方性エツチングを行って
方形のマイクロチャンバを形成し、該マイクロチャンバ
の中に細胞と培養液とを供給した状態で、該マイクロチ
ャンバの番地および該細胞の履歴を記録装置のメモリに
記録させた後、該細胞の培養を行い、該細胞を管理する
ことを特徴として細胞の培養方法を構成する。
、複数種の細胞を培養液を変えて効率よく培養すること
を目的とし、 シリコン・ウェハ上に酸化シリコン膜が形成されており
、該酸化シリコン膜の一部に写真蝕刻技術を用いて窓開
けすると共に、該窓開は部に異方性エツチングを行って
方形のマイクロチャンバを形成し、該マイクロチャンバ
の中に細胞と培養液とを供給した状態で、該マイクロチ
ャンバの番地および該細胞の履歴を記録装置のメモリに
記録させた後、該細胞の培養を行い、該細胞を管理する
ことを特徴として細胞の培養方法を構成する。
本発明は細胞の培養方法および装置に関する。
半導体集積回路、半導体レーザなどの半導体デバイスは
シリコン（Ｓｉ）で代表される単体半導体やガリウム・
砒素（Ｇａ−Ａｓ）で代表される化合物半導体を基板と
し、これに薄膜形成技術、写真蝕刻技術（フォトリソグ
ラフィ）、半導体層形成技術などからなるマイクロエレ
クトロニツクス技術を駆使して作られている。
シリコン（Ｓｉ）で代表される単体半導体やガリウム・
砒素（Ｇａ−Ａｓ）で代表される化合物半導体を基板と
し、これに薄膜形成技術、写真蝕刻技術（フォトリソグ
ラフィ）、半導体層形成技術などからなるマイクロエレ
クトロニツクス技術を駆使して作られている。
そして半導体ウェハ上に最小線幅がサブミクロンに及ぶ
微細パターンを備えたチップを形成し、これをスクライ
ブして分離することにより半導体デバイスが形成されて
いる。
微細パターンを備えたチップを形成し、これをスクライ
ブして分離することにより半導体デバイスが形成されて
いる。
さて、装置および部品の小型化の趨勢に対応し、半導体
デバイス形成に使用されている微細化技術はセンサなど
小型化が必要な他の分野にも使用されている。
デバイス形成に使用されている微細化技術はセンサなど
小型化が必要な他の分野にも使用されている。
例えば、加速度センサ、圧力センサなどがこれに当たる
。
。
そして、このような微細化素子ができる主な理由はＳｉ
ウェハは異方性エツチングが可能であり、これにより寸
法精度のよい微細な加工かできるためである。
ウェハは異方性エツチングが可能であり、これにより寸
法精度のよい微細な加工かできるためである。
このようにマイクロエレクトロニックス技術を用いて基
板加工を行う技術はマイクロメカニズム（Ｍｉｃｒｏ−
ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）と言われている。
板加工を行う技術はマイクロメカニズム（Ｍｉｃｒｏ−
ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）と言われている。
本発明はマイクロメカニズムを用いて形成した細胞の培
養装置と培養方法に関するものである。
養装置と培養方法に関するものである。
生命現象の謎を分子の段階から探ろうとする分子生物学
は異常な速度で研究が進められている。
は異常な速度で研究が進められている。
こ＼で生体組織に機械的な処理を行ったり、酵素処理を
行って細胞塊を個々の球形細胞に分類すると共に分取し
、分取した細胞を動物細胞の場合にはイーグルの最少培
地のような培養液を加えて培養を行うことは通常行われ
ている手段である。
行って細胞塊を個々の球形細胞に分類すると共に分取し
、分取した細胞を動物細胞の場合にはイーグルの最少培
地のような培養液を加えて培養を行うことは通常行われ
ている手段である。
こ−で、従来はガラス又はプラスチックスよりなる培養
容器の中に分取した多量の細胞と培養液とを入れ、一定
の環境（温度、湿度）の許で培養を行っていた。
容器の中に分取した多量の細胞と培養液とを入れ、一定
の環境（温度、湿度）の許で培養を行っていた。
そして、個々の細胞の観察法としては画像処理により細
胞を識別すると共に、予めメモリに記録しである情報と
照らし合わせて研究か行われている。
胞を識別すると共に、予めメモリに記録しである情報と
照らし合わせて研究か行われている。
すなわち、テレビカメラを用いて培養培地中の細胞を撮
像し、この画像入力を既に記録装置に入力しである画像
情報と対照し、細胞の形状などの特徴から識別した後、
すてに記録しであるこの細胞の情報と比較して研究を行
うと共に、新情報を追加入力することを行っている。
像し、この画像入力を既に記録装置に入力しである画像
情報と対照し、細胞の形状などの特徴から識別した後、
すてに記録しであるこの細胞の情報と比較して研究を行
うと共に、新情報を追加入力することを行っている。
従って、細胞の識別に時間を要しており、また異種の細
胞を同時に培養したり、同種の細胞を培養条件を変えて
培養することが困難であった。
胞を同時に培養したり、同種の細胞を培養条件を変えて
培養することが困難であった。
従来は、培養培地にある複数の細胞の内から必要とする
細胞をテレビカメラで撮像し、画像に現れる特徴から識
別すると共に、既にメモリに格納しである情報を表示装
置に表示し、比較検討すると共にデータを追加記録する
などの手段か採られていた。
細胞をテレビカメラで撮像し、画像に現れる特徴から識
別すると共に、既にメモリに格納しである情報を表示装
置に表示し、比較検討すると共にデータを追加記録する
などの手段か採られていた。
しかし、この方法では細胞の識別に時間を要し、また同
時に異なった環境て細胞を培養し、比較観察ができない
ことか問題であった。
時に異なった環境て細胞を培養し、比較観察ができない
ことか問題であった。
上記の課題はＳｉウェハ上にＳｉＯ□膜か形成されてお
り、このＳｉＯ□膜の一部に写真蝕刻技術を用いて窓開
けすると共に、この窓開は部に異方性エツチングを行っ
て方形のマイクロチャンバを形成し、このマイクロチャ
ンバの中に細胞と培養液とを供給した状態で、マイクロ
チャンバの番地および細胞の履歴を記録装置のメモリに
記録させた後、細胞の培養を行い、細胞を管理すること
を特徴として細胞の培養方法を構成することにより解決
することができる。
り、このＳｉＯ□膜の一部に写真蝕刻技術を用いて窓開
けすると共に、この窓開は部に異方性エツチングを行っ
て方形のマイクロチャンバを形成し、このマイクロチャ
ンバの中に細胞と培養液とを供給した状態で、マイクロ
チャンバの番地および細胞の履歴を記録装置のメモリに
記録させた後、細胞の培養を行い、細胞を管理すること
を特徴として細胞の培養方法を構成することにより解決
することができる。
本発明はマイクロメカニズムを用いてＳｉウェハ上に多
数のマイクロチャンバをマトリックス状に形成し、この
マイクロチャンバに一個づつ細胞と培養液とを入れて培
養を行うものである。
数のマイクロチャンバをマトリックス状に形成し、この
マイクロチャンバに一個づつ細胞と培養液とを入れて培
養を行うものである。
そして、マトリックス状に形成したマイクロチャンバに
個々に番地を付与し、このマイクロチャンバの番地と培
養履歴をメモリに記録しておき、培養を行うものである
。
個々に番地を付与し、このマイクロチャンバの番地と培
養履歴をメモリに記録しておき、培養を行うものである
。
そして、必要に応じて培養中の細胞を観察すると共に必
要とする情報を記録装置より引出し、比較検討と、情報
の追加を行うものである。
要とする情報を記録装置より引出し、比較検討と、情報
の追加を行うものである。
このようにすると、細胞の識別の手間がなくなり、また
同種の細胞を培養液を変えて同じ条件で培養することも
できるし、また異種の細胞を同種の培養液で同じ条件で
培養することができる。
同種の細胞を培養液を変えて同じ条件で培養することも
できるし、また異種の細胞を同種の培養液で同じ条件で
培養することができる。
実施例１： （マイクロチャンバの形成例）（１００）
面を表面にもち、径５インチ、厚さ５００μｍのＳｉウ
ェハｌを用い、これを水蒸気雰囲気中で１０００°Ｃに
加熱するウェット酸化を行ってＳｉウェハ１の上に厚さ
が１μｍのＳｉＯ□膜２を形成した。
面を表面にもち、径５インチ、厚さ５００μｍのＳｉウ
ェハｌを用い、これを水蒸気雰囲気中で１０００°Ｃに
加熱するウェット酸化を行ってＳｉウェハ１の上に厚さ
が１μｍのＳｉＯ□膜２を形成した。
（以上第１図へ）
次に、スピンコード法によりレジスト膜３を被覆した後
、ステップ・アンド・レビート法による縮小露光を行っ
て後、レジストを現像し、５００μｍ角で縦、横のピッ
チが５００μｍの方形のレジスト穴４を横方向に７０個
、縦方向に９０個計６３００個形成した。（以上同図Ｂ
） 次に、弗酸（ＨＦ）と弗化アンモニウム（ＮＨ，Ｆ）と
の混合液を用いてＳｉＯ□膜２をエツチングした後、苛
性カリ（ＫＯＨ）の水溶液（濃度比１：１）を用いて深
さが３００μｍに達するまで異方性エツチングを行った
。
、ステップ・アンド・レビート法による縮小露光を行っ
て後、レジストを現像し、５００μｍ角で縦、横のピッ
チが５００μｍの方形のレジスト穴４を横方向に７０個
、縦方向に９０個計６３００個形成した。（以上同図Ｂ
） 次に、弗酸（ＨＦ）と弗化アンモニウム（ＮＨ，Ｆ）と
の混合液を用いてＳｉＯ□膜２をエツチングした後、苛
性カリ（ＫＯＨ）の水溶液（濃度比１：１）を用いて深
さが３００μｍに達するまで異方性エツチングを行った
。
こ＼で、ＳｉはＫＯＨ水溶液、苛性ソーダ（ＮａＯＨ）
水溶液、 ＦＤＰ（エチレンジアミンとパイロカテコー
ル）混合液などのエツチング液に対しては原子の配列方
向によりエツチング速度が異なり、（１１０）面は最も
早くエツチングされ、（１００）面では遅く、（１１１
）面では殆どエツチングされないと云う性質かある。
水溶液、 ＦＤＰ（エチレンジアミンとパイロカテコー
ル）混合液などのエツチング液に対しては原子の配列方
向によりエツチング速度が異なり、（１１０）面は最も
早くエツチングされ、（１００）面では遅く、（１１１
）面では殆どエツチングされないと云う性質かある。
そのため、異方性エツチングを行うと、壁面が（１１１
）面が現れたピラミッド状の穴が開くが、エツチングを
底に達する前の３００μｍの深さで停止することにより
、底に平坦な（１００）面をもつマイクロチャンバ５を
作ることかでた。
）面が現れたピラミッド状の穴が開くが、エツチングを
底に達する前の３００μｍの深さで停止することにより
、底に平坦な（１００）面をもつマイクロチャンバ５を
作ることかでた。
（以上同図Ｃ）
次に、このＳｉウェハ１上のレジスト膜３を硫酸（Ｈ２
ＳＯ４）水溶液で煮沸し剥離した後、水洗洗浄し乾燥す
ることにより第２図に示すように６３００個のマイクロ
チャンバ５をもつ細胞培養装置が完成した。
ＳＯ４）水溶液で煮沸し剥離した後、水洗洗浄し乾燥す
ることにより第２図に示すように６３００個のマイクロ
チャンバ５をもつ細胞培養装置が完成した。
実施例２： （細胞の培養例）
酵素を用いて生体より単離したたばこ（煙草）細胞をマ
イクロノズルを用いて一個づつマイクロチャンバ５に入
れた後に、このマイクロチャンバ５に第１表に示す培養
液を供給し、３ｏ″Ｃ，５％炭酸ガス（Ｃｏｚ）環境下
で培養を行った。
イクロノズルを用いて一個づつマイクロチャンバ５に入
れた後に、このマイクロチャンバ５に第１表に示す培養
液を供給し、３ｏ″Ｃ，５％炭酸ガス（Ｃｏｚ）環境下
で培養を行った。
なお、培養に当たっては、マイクロチャンバ５の番地（
座標）毎に煙草細胞の形状（大きさ）。
座標）毎に煙草細胞の形状（大きさ）。
培養液の種類、培養日時などの情報を記録装置に記録し
ておいた。
ておいた。
そして、定時間経過毎に従来のようにテレビカメラで各
マイクロチャンバ毎に撮像して画像表示すると共に、情
報を記録装置より引き出して検討すると共に新情報を入
力し、 記録した。
マイクロチャンバ毎に撮像して画像表示すると共に、情
報を記録装置より引き出して検討すると共に新情報を入
力し、 記録した。
第１表
〔発明の効果〕
本発明はＳｉウェハ上にマイクロメカニズムを用いて作
ったマイクロチャンバに細胞を一個づつ収容し、この情
報を記録装置のメモリに記録させ、随時、情報を引出し
て観察しながら培養を行うもので、本発明の実施により
能率よく生体培養を行うことができる。
ったマイクロチャンバに細胞を一個づつ収容し、この情
報を記録装置のメモリに記録させ、随時、情報を引出し
て観察しながら培養を行うもので、本発明の実施により
能率よく生体培養を行うことができる。
第１図は本発明に係るマイクロチャンバ形成工程を示す
断面図、 第２図はマイクロチャンバを形成したＳｉウェハの平面
図、 である。 図において、 １はＳｉウェハ、 ２はＳｉＯ２膜、３はレ
ジスト膜、 ４はレジスト穴、５はマイクロチ
ャンバ、 である。
断面図、 第２図はマイクロチャンバを形成したＳｉウェハの平面
図、 である。 図において、 １はＳｉウェハ、 ２はＳｉＯ２膜、３はレ
ジスト膜、 ４はレジスト穴、５はマイクロチ
ャンバ、 である。
Claims (2)
- （１）シリコン・ウェハ（１）に異方性エッチングを行
って複数のマイクロチャンバ（５）をマトリックス状に
形成し、該マイクロチャンバ（５）の中に細胞と培養液
とを供給した状態で、該マイクロチャンバ（５）の番地
および該細胞の履歴を記録装置のメモリに記録させた後
、該細胞の培養を行い、該細胞を管理することを特徴と
する細胞の培養方法。 - （２）シリコン・ウェハ（１）上に酸化シリコン膜（２
）が形成されており、該酸化シリコン膜の一部に写真蝕
刻技術を用いて窓開けすると共に、該窓開け部に異方性
エッチングを施して方形のマイクロチャンバ（５）が形
成されていることを特徴とする細胞培養装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27553990A JPH04152885A (ja) | 1990-10-15 | 1990-10-15 | 細胞の培養方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27553990A JPH04152885A (ja) | 1990-10-15 | 1990-10-15 | 細胞の培養方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04152885A true JPH04152885A (ja) | 1992-05-26 |
Family
ID=17556861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27553990A Pending JPH04152885A (ja) | 1990-10-15 | 1990-10-15 | 細胞の培養方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04152885A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5427663A (en) * | 1993-06-08 | 1995-06-27 | British Technology Group Usa Inc. | Microlithographic array for macromolecule and cell fractionation |
| JPH10276763A (ja) * | 1997-03-31 | 1998-10-20 | Microcloning Cccd Ab | コンパクト細胞培養ディスク |
| US5891712A (en) * | 1997-11-21 | 1999-04-06 | The Women's Research Institute | Gamete/embryo micro drop culture dish |
| US6632652B1 (en) | 1996-08-26 | 2003-10-14 | Princeton University | Reversibly sealable microstructure sorting devices |
| US7288405B2 (en) | 2001-04-25 | 2007-10-30 | Cornell Research Foundation, Inc. | Devices and methods for pharmacokinetic-based cell culture system |
| WO2011111908A1 (ko) * | 2010-03-10 | 2011-09-15 | 주식회사 넥스비보 | 미소입자 선택적 포획-회수 장치 |
| JP2014147342A (ja) * | 2013-02-01 | 2014-08-21 | Kyushu Institute Of Technology | 細胞培養シート、およびその製造方法、並びにこれを用いた細胞培養容器 |
-
1990
- 1990-10-15 JP JP27553990A patent/JPH04152885A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5427663A (en) * | 1993-06-08 | 1995-06-27 | British Technology Group Usa Inc. | Microlithographic array for macromolecule and cell fractionation |
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| US9987631B2 (en) | 2010-03-10 | 2018-06-05 | Nexvivo Co., Ltd. | Selective particle capture and collection device |
| JP2014147342A (ja) * | 2013-02-01 | 2014-08-21 | Kyushu Institute Of Technology | 細胞培養シート、およびその製造方法、並びにこれを用いた細胞培養容器 |
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