專利名稱：細(xì)胞培養(yǎng)用微型容器的加工裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于培養(yǎng)細(xì)胞的有效微型容器加工裝置及微型容器加工方法。
背景技術(shù)：
以往，為了觀察細(xì)胞的狀態(tài)變化、或細(xì)胞對藥物等的反應(yīng)，以是否是一個細(xì)胞的特性的方式，來觀察細(xì)胞群的值的平均值。但是，實(shí)際上，細(xì)胞在群中細(xì)胞周期同步的很少，在各個細(xì)胞不同的周期，發(fā)現(xiàn)了蛋白質(zhì)。為解決這些問題，開發(fā)了同步培養(yǎng)等方法，但是由于培養(yǎng)的細(xì)胞的由來不是來自完全相同的一個細(xì)胞，所以培養(yǎng)前的由來細(xì)胞各自的遺傳因子的差異，有可能產(chǎn)生蛋白質(zhì)發(fā)現(xiàn)的差異，實(shí)際上在分析對刺激的反應(yīng)的結(jié)果時，很難弄清其波動是來自細(xì)胞的反應(yīng)機(jī)構(gòu)本體普遍具有的響應(yīng)的波動，或是來自細(xì)胞的差異(即遺傳信息的差異)的波動。此外，由于相同的理由，即使對于細(xì)胞株，由于一般不是完全從一個細(xì)胞培養(yǎng)的，因此很難弄清對于刺激的響應(yīng)的再現(xiàn)性是否因細(xì)胞各自的遺傳因子的差異而波動。此外，實(shí)情是，由于對細(xì)胞的刺激(信號)，有根據(jù)細(xì)胞周邊的溶液所含的信號物質(zhì)、營養(yǎng)、溶存氣體的量提供的刺激，和與其它細(xì)胞的物理接觸形成的刺激2種，因此也很難判斷波動。
另外，以往，在生物工程學(xué)的研究領(lǐng)域，在進(jìn)行細(xì)胞觀察的情況下，臨時從培養(yǎng)器取出用大型培養(yǎng)器培養(yǎng)的細(xì)胞群的一部分，放置在顯微鏡上，進(jìn)行觀察，或用塑料容器圍住顯微鏡整體，管理溫度，其中一邊采用另外的小的容器，管理二氧化碳濃度及濕度，一邊進(jìn)行顯微鏡觀察。此時，努力通過一邊培養(yǎng)細(xì)胞，一邊將舊的培養(yǎng)液更換成新鮮的培養(yǎng)液，使液體條件穩(wěn)定(固定)。例如，有以下兩個例子一個例子是，循環(huán)泵在高于基材的上端邊緣高度的水平面和低于下端邊緣高度的水平面之間，升高·降下操作相對于基材表面的培養(yǎng)基的水平面，通過如果降到上述低水平面，就供給培養(yǎng)基，如果升高到上述高水平面，就排出培養(yǎng)基的機(jī)構(gòu)，使?fàn)I養(yǎng)狀態(tài)保持穩(wěn)定的方法(日本特開平10-191961)；另一個例子是，在培養(yǎng)容器內(nèi)，插入向培養(yǎng)容器內(nèi)導(dǎo)入新的培養(yǎng)基的導(dǎo)管、向外部排出培養(yǎng)容器內(nèi)培養(yǎng)基的排出管、連通培養(yǎng)容器的氣體部分和泵的氣管的各一端，在所述導(dǎo)入管、排出管及氣管各自的管路上，設(shè)置阻止細(xì)菌侵入培養(yǎng)容器內(nèi)的過濾器，將培養(yǎng)槽的營養(yǎng)狀態(tài)保持穩(wěn)定的構(gòu)成(日本特開平8-172956)等。但是，所有發(fā)明，都不是一邊控制培養(yǎng)細(xì)胞的溶液環(huán)境和細(xì)胞間的物理接觸，一邊培養(yǎng)的例子。
為此，本發(fā)明者們，為解決上述問題，開發(fā)了新的只選擇特定的一個細(xì)胞，作為細(xì)胞株培養(yǎng)該一個細(xì)胞的技術(shù)、及在觀察細(xì)胞的情況下，控制細(xì)胞的溶液環(huán)境條件，并且穩(wěn)定控制容器中的細(xì)胞濃度的技術(shù)、或一邊確定相互作用的細(xì)胞一邊培養(yǎng)觀察的技術(shù)(日本特開2002-153260)。此外，開發(fā)了可一邊進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)，一邊照射會聚光，自由改變已加熱的區(qū)域的細(xì)胞培養(yǎng)容器的形狀的細(xì)胞培養(yǎng)用微型容器(日本特愿2002-245904)。
在制作細(xì)胞培養(yǎng)用微型容器的技術(shù)中，利用應(yīng)用半導(dǎo)體制作技術(shù)而發(fā)展起來的微型加工技術(shù)，能夠制作電極陣列基板或物理的障壁，但為了加工、修飾基板，在潔凈室等中重復(fù)進(jìn)行曝光、刻蝕等復(fù)雜的工序，在開始細(xì)胞的培養(yǎng)之前，需要預(yù)先裝入形狀·圖形。因此，難于在臨培養(yǎng)前簡單地變更結(jié)構(gòu)，或在神經(jīng)細(xì)胞的培養(yǎng)中進(jìn)行形狀加工，或根據(jù)細(xì)胞的行為變更微小結(jié)構(gòu)，或加工中一邊目視確認(rèn)其加工位置一邊連續(xù)進(jìn)行加工。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明的目的在于，提供一種微型容器陣列技術(shù)，采用能夠容易利用會聚光形成的加熱而溶解的軟質(zhì)材料(凝膠物質(zhì))作為神經(jīng)細(xì)胞培養(yǎng)基板的構(gòu)成材料，從而能夠追加用作為原料采用玻璃·硅等硬質(zhì)材料的以往的微生產(chǎn)技術(shù)中難進(jìn)行的、根據(jù)細(xì)胞的狀態(tài)觀察簡便且自由地刻蝕加工，能夠一邊確認(rèn)加工形狀一邊連續(xù)加工。
本發(fā)明，在基板上形成由對在可視及紅外區(qū)域的特定波長具有吸收的凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層，采用單色光，優(yōu)選采用激光，照射該特定吸收波長的波長，從而在由凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層中形成預(yù)期形狀的容器時，發(fā)現(xiàn)這非常適合細(xì)胞培養(yǎng)，從而完成本發(fā)明。
利用本發(fā)明的加工裝置或加工方法形成的微型容器，具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)能夠進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)臨開始前或培養(yǎng)中的微細(xì)加工；(2)能夠控制利用瓊質(zhì)糖等凝膠狀物質(zhì)的細(xì)胞不活性和細(xì)胞非粘接性的物理的且生物化學(xué)的神經(jīng)突起延伸；(3)能夠進(jìn)行1μm程度的分解能的刻蝕，也容易采用以往的隧道型溝槽等技術(shù)制作復(fù)雜的形狀；(4)即使沒有潔凈室、屏蔽試驗(yàn)臺、干刻蝕裝置等高價的設(shè)備，只要具有會聚光加熱裝置，就能夠容易制作微型結(jié)構(gòu)物等。
即，本發(fā)明，是一種細(xì)胞培養(yǎng)用微型容器加工裝置，其中，包括微型容器和光源；所述微型容器是在于可視及紅外區(qū)域不具有顯著的吸收的透明基板上，順序疊層0層或1層于可視及紅外區(qū)域具有吸收的吸收層，以及至少1層由具有不高于100℃的凝膠溶解溫度且利用加熱溶膠化的在常溫下凝膠狀的物質(zhì)、即在可視及紅外區(qū)域的特定波長具有吸收的凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層，在不具有所述吸收層時疊層至少2層由所述凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層而形成的；所述光源是至少一種所述特定波長的單色光的光源；配置成所述光源照射所述吸收層及/或由所述凝結(jié)狀物質(zhì)構(gòu)成的層。
此外，本發(fā)明，是一種細(xì)胞培養(yǎng)用微型容器加工方法，其中，具有以下步驟在于可視及紅外區(qū)域不具有顯著的吸收的透明基板上，順序疊層0層或1層于可視及紅外區(qū)域具有吸收的吸收層，以及至少1層由具有不高于100℃的凝膠溶解溫度且利用加熱溶膠化的在常溫下凝膠狀的物質(zhì)、即在可視及紅外區(qū)域的特定波長具有吸收的凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層，在不具有所述吸收層時疊層至少2層由所述凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層，來制作微型容器的步驟；以及對所述微型容器的吸收層或由凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層，照射至少一種可視及紅外的單色光，制作不含凝結(jié)狀物質(zhì)的預(yù)期形狀的區(qū)域的步驟。
另外，本發(fā)明是一種細(xì)胞培養(yǎng)方法，在該方法中，還包括向形成的不含凝膠物質(zhì)的區(qū)域注入細(xì)胞及其培養(yǎng)液的步驟。


圖1是表示一例本發(fā)明的微型容器加工裝置。100細(xì)胞培養(yǎng)用微型容器、101基板，102吸收層，103凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層，104光學(xué)觀察用可視光，105、106特定的波長的光源，107、114光學(xué)透鏡，108物鏡，109特定波長的會聚光，111、112反射特定波長的光的反射鏡，113反射鏡細(xì)胞等試樣，115觀察用攝像機(jī)圖2是表示在微型容器上加工預(yù)期的形狀的工序。a～c表示制作隧道的順序，d～f表示在上部形成開口的孔的順序。204、214會聚光，205、215會聚光的會聚點(diǎn)，206、216會聚光的移動方向，207溶膠化的物質(zhì)的擴(kuò)散方向，208隧道，217孔圖3是表示說明一例微型容器加工工藝的顯微鏡照片。各列表示不同的激光強(qiáng)度(93mW、108mW、120mW)的結(jié)果，上段表示相位差顯微鏡像，中段表示共焦點(diǎn)顯微鏡形成的上面像，下段表示共焦點(diǎn)顯微鏡形成的斷面像。301孔圖4是表示說明一例微型容器加工工藝的顯微鏡照片。a～c是從上面看的顯微鏡照片，d是c的階段的基板的斷面的共焦點(diǎn)顯微鏡像。401孔，402隧道圖5是表示說明一例微型容器加工工藝的顯微鏡照片。501基板，502、503由吸收波長或凝膠溶解溫度不同的凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層，504、514會聚光，505會聚光的會聚點(diǎn)，506會聚光的移動方向，507溶膠化的物質(zhì)的擴(kuò)散方向具體實(shí)施方式
首先，說明本發(fā)明的微型容器的構(gòu)成。
透明基板，最好是在可視及紅外區(qū)域不具有顯著的吸收，相對于選擇的加工用的波長的光，在光學(xué)上透明的材料。該基板，相對于本裝置所用的可視及紅外的所有波長，相對于后述的吸收層的吸收，優(yōu)選只具有低于0.1％的比較小的吸收。具體是，能夠采用硼酸玻璃、石英玻璃等玻璃、或聚苯乙烯等樹脂或塑料、或硅基板等固體基板、及瓊質(zhì)糖等高分子。
在該基板上，設(shè)置在可視及紅外區(qū)域具有吸收的吸收層。該吸收層，優(yōu)選是Cr或氧化鋁等金屬氧化物的薄膜。這些薄膜，一般對可視及紅外的全波長具有平坦的吸收。但是，如法布里-佩洛(Fabry-Perot)那樣，由于還具有依賴于光的波長和膜厚的吸收·散亂峰(peak)等，所以最好采用比所用波長薄的薄膜。優(yōu)選，在所用波長中，具有含有后述凝膠狀物質(zhì)的層的光的吸收的1000倍以上的吸收，例如在1064nm，Cr的5nm蒸鍍層具有照射光的10％以上的吸收，但瓊質(zhì)糖的吸收在0.01％以下。另外，該吸收層也可以省略。
另外，也可以用骨膠原分子或聚賴氨酸處理基板或具有吸收層的基板，也可以通過氧灰化使玻璃基板表面本體具有浸水性。例如，對鉻蒸鍍層等吸收層的表面實(shí)施硅烷化處理，在其上面涂敷固定骨膠原等細(xì)胞吸附性的因子，也可以以能夠?qū)⑸鲜黾?xì)胞穩(wěn)定地粘接在孔的底面的方式實(shí)施加工。如此的表面處理，只要根據(jù)培養(yǎng)的細(xì)胞或目的確定適宜的條件就可以。
在其上面，至少設(shè)置1層由具有不高于100℃、優(yōu)選45℃以下的凝膠溶解溫度，利用加熱溶膠化在常溫下凝膠狀的物質(zhì)即在可視及紅外區(qū)域的特定波長具有吸收的凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層。由于該微型容器的特征在于還含有吸收層，采用多層，所以在不具有吸收層的情況下，至少疊層2層由凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層。
該凝膠狀物質(zhì)，是通過加熱·冷卻，在溶液中從溶膠向凝膠相變化，從凝膠向溶膠相變化，而且在0℃～100℃的特定的溫度下，可逆地進(jìn)行該溶膠-凝膠變化的物質(zhì)。認(rèn)為，在加熱溶液中，上述物質(zhì)形成無規(guī)線團(tuán)狀的分子結(jié)構(gòu)，如果冷卻該溶液，該物質(zhì)的一部分形成螺旋結(jié)構(gòu)，形成網(wǎng)絡(luò)，結(jié)果最終失去流動性，凝膠化。該凝膠網(wǎng)絡(luò)，如果繼續(xù)冷卻則隨著時間增加而形成更強(qiáng)固的凝膠。
在如此的物質(zhì)中，例如，具有從骨膠原、瓊質(zhì)糖、瓊脂膠、半乳糖、脫水半乳糖、半乳糖醛酸、半乳糖醛酸甲酯等生體物質(zhì)精制的直鏈狀的聚合物，但是也可以含有人工制作的具有上述功能的高分子。尤其在采用瓊質(zhì)糖的情況下，認(rèn)為，由于也沒有與細(xì)胞的粘接性，此外也不是相對于細(xì)胞的信號物質(zhì)，所以最好是對細(xì)胞不僅無害，而且對培養(yǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的影響也小。
在水或緩動液等中，根據(jù)用途按0.2～10％的范圍溶解如上所述的物質(zhì)，形成凝膠狀物質(zhì)。
如此的凝膠狀物質(zhì)，通過組合不同的凝膠溶解溫度的物質(zhì)，能夠形成凝膠溶解溫度不同的凝膠狀物質(zhì)。例如，因精制的分子的鏈長等而異，但是一般，在骨膠原中，凝膠化溫度為15～20℃、凝膠溶解溫度為20～30℃；在瓊質(zhì)糖、瓊質(zhì)膠中，凝膠化溫度為30～40℃、凝膠溶解溫度為85℃；在半乳糖、脫水半乳糖中，凝膠化溫度為30～75℃、凝膠溶解溫度只要比凝膠化開始溫度高5～10℃就溶解；在半乳糖醛酸、半乳糖醛酸甲酯中，在糖度65度以上、pH3.5以下的條件下，凝膠化溫度為60～80℃、凝膠溶解溫度為60～80℃；在存在鈣離子的情況下，凝膠化溫度為30～40℃、凝膠溶解溫度為30～40℃。
此外，也可以通過在該凝膠狀物質(zhì)中，添加吸收紅外光或可視光的物質(zhì)(染料等)，相對于特定波長具有吸收。
該凝膠狀物質(zhì)，對于無吸收的波長，相對于光路長1cm，Abs通常低于0.01。
如此的凝膠狀物質(zhì)的層的厚度，只要根據(jù)目的適宜確定就可以。但是通常在100nm～2mm的范圍。
在多層采用該凝膠狀物質(zhì)的情況下，由凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層也可以分別具有不同的吸收波長，或者由凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層也可以分別具有不同的溶解溫度，或者以溶解溫度緩慢升高的方式疊層在基板上方。
此外，本發(fā)明的微型容器，也可以是在基板上，具有1層吸收層、和具有1層由凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層，或不具有吸收層而由凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層為2層，但是也可以另外疊層不少于三層的不同熔點(diǎn)的材料。此外，按三維劃分區(qū)域，也可以配置不同熔點(diǎn)的區(qū)域、具有不同吸收的區(qū)域。而且，通過調(diào)節(jié)加熱會聚光的種類、強(qiáng)度，能夠階段地選擇溶解區(qū)域。具體是，例如能夠通過疊層具有不同熔點(diǎn)的低熔點(diǎn)瓊質(zhì)糖實(shí)現(xiàn)，但是也可以采用瓊質(zhì)糖和塑料等不同的材料。
本發(fā)明的加工裝置所用的光源，在可視及紅外區(qū)域發(fā)出單色光。光源可以是一種，也可以是不少于2種。作為光源，優(yōu)選激光，例如可舉例Nd:YAG激光器(1064nm)、拉曼光纖激光器(1480nm)、鈦藍(lán)寶石激光器(在500nm～1100nm可變)、紫翠玉激光器(在700～818nm可變)、色中心激光器(在800～4000nm可變)、OPO激光器(在400～800nm可變)等。
如此的光源，優(yōu)選以照射由吸收層及/或凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層的方式配置，尤其優(yōu)選以能夠聚光照射在由吸收層及/或凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層中的任一層的方式配置。
另外，該光源，也可以由波長不同的不少于2種的光源構(gòu)成，至少1個波長是由凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的任一層的吸收波長，此外，也可以是由1種光源構(gòu)成，其波長是由凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的任一層的吸收波長。
此外，該加工裝置，也可以還具有在照射中確認(rèn)來自上述光源的照射光的位置的計(jì)測構(gòu)件，優(yōu)選具有光學(xué)顯微鏡。通過如此的計(jì)測構(gòu)件，能夠通過微弱的觀察光，光學(xué)目視確認(rèn)加工形狀或加工階段。
利用以上構(gòu)成的加工裝置，如果對吸收層或由凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層照射上述單色光，則在照射吸收層的情況下，因在吸收層產(chǎn)生的熱，與其接觸的由凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層的一部分局部溶解，此外在對凝膠狀物質(zhì)照射凝膠狀物質(zhì)的吸收波長的光的情況下，凝膠狀物質(zhì)局部溶解，構(gòu)成其的物質(zhì)本身也向?qū)又袛U(kuò)散，取而代之，由凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層中包含的水或緩動液充滿其空間。通過使如此的光照射適宜移動，能夠在由凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層內(nèi)形成由預(yù)期形狀的水或緩動液充滿的空間。不限于如此的空間的形狀，也能夠制作具有直徑2μm～1mm的孔的圓筒形或長方體、通路的直徑2μm～1mm、長2μm～1mm的范圍的通路等。
如此能夠在由凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層上制作預(yù)期的形狀，但通過在內(nèi)部空間，朝外設(shè)置開口部，或從外部向內(nèi)部空間插入管等，也能夠向該空間注入或排出細(xì)胞或其培養(yǎng)液。
此外，通過用纖維素等光學(xué)上透明的半透明膜覆蓋由凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層的外面，也能夠防止來自外部的微生物等的污染，防止細(xì)胞從孔逃出。此時，例如在由凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層是瓊質(zhì)糖、半透膜是纖維素時，一同使糖鏈的一部分開環(huán)，分別修飾在-CHO殘基具有氨基末端的抗生物蛋白、生物素，通過抗生物蛋白-生物素結(jié)合，也可以結(jié)合半透膜和由凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層。在培養(yǎng)細(xì)胞時，在需要循環(huán)培養(yǎng)液的情況下，蓋上全部覆蓋由凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層的形狀的光學(xué)上透明的容器，也可以從管導(dǎo)入培養(yǎng)液，從連接在所述容器上的另一個管回收培養(yǎng)液的廢液。
以下，說明本發(fā)明的微型容器加工裝置、加工方法及形成的微型容器的具體方式。本發(fā)明不局限于下述具體的方式，能夠采用多種方式。
圖1表示一例本發(fā)明的微型容器加工裝置。在本申請的發(fā)明的細(xì)胞培養(yǎng)用微型容器100中，在滑動玻璃等光學(xué)透明的基板101上，配置鉻蒸鍍層等具有光學(xué)吸收的吸收層(薄膜層)102。在用透射光觀察的情況下，吸收層102的薄膜，最好是不完全吸收光程度的，并且無浪費(fèi)程度的薄層。例如，在吸收層上蒸鍍鉻的情況下，膜厚50埃，可視區(qū)域的透光率為70％左右。接著，在吸收層102上，疊層由瓊質(zhì)糖等光學(xué)上透明的、且低熔點(diǎn)溫度的、對細(xì)胞等不具有毒性的凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層103。在層103上，通過按以下說明的方法，在其中形成導(dǎo)入細(xì)胞等試樣的多個孔，能夠在各孔內(nèi)分別培養(yǎng)特定的細(xì)胞。
圖1所示的裝置為了加工由凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層103，具有通過物鏡對區(qū)域103照射不少于2個的不同波長的會聚光的構(gòu)件。具體是，例如，從不具有水吸收的產(chǎn)生1064nm的單色光的光源105照射的光，通過調(diào)整透鏡107的位置，能夠調(diào)整通過物鏡108時的會聚點(diǎn)的位置。此外，通過光學(xué)顯微計(jì)測構(gòu)件目視確認(rèn)該會聚點(diǎn)的位置，能夠調(diào)整所述位置。此外，從具有水吸收的產(chǎn)生1480nm的單色光的光源106照射的光，能夠通過調(diào)整透鏡107的位置，同樣調(diào)整微型容器中的會聚點(diǎn)的位置。此外，這些單色光，能夠分別通過反射鏡111及112導(dǎo)入物鏡的光路。
此外，在本裝置中，由于確認(rèn)利用所述特定波長的會聚光的加工位置，因此能夠通過透鏡114將由可視光源104觀察的像，使攝像機(jī)115的受光面對準(zhǔn)焦點(diǎn)面。
下面，圖2表示，在基板上設(shè)置了一層吸收層和在其上由凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的一層(例如，厚度200μm)的微型容器上，組合不同的2個波長的會聚光，在微型容器上加工預(yù)期形狀的工序。
圖2a～c，表示通過對吸收層照射例如1064nm的會聚光，制作隧道208的順序。首先，通過1064nm的會聚光204，在會聚點(diǎn)205附近的吸收該波長的光的吸收層202引起吸收，結(jié)果，因產(chǎn)生的熱，由凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層203的一部分溶解。該凝膠狀物質(zhì)本身向?qū)?03中擴(kuò)散，取而代之，由凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層203中含有的水或緩動液充滿其空間。然后，如果使該會聚點(diǎn)205的位置向箭頭206的方向移動(圖2b)，如圖2c所示，形成隨著會聚點(diǎn)的移動而在由凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層203中充滿水或緩動液的隧道208。
然后，如圖2d～f所示，如果對由凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層203照射1480nm的單色會聚光214，由瓊質(zhì)糖等含有水分的物質(zhì)構(gòu)成的層213，因水吸收1480nm的會聚光，加熱光路214上的物質(zhì)，全部溶解。其結(jié)果，在由凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層203上形成上部開口的孔(圖2d)。能夠從如此的在上部開口的孔注入或排出細(xì)胞或其培養(yǎng)液。另外，如圖2所示，如果使該會聚點(diǎn)215向箭頭216方向移動，與其一并擴(kuò)大隧道的形狀(圖2f)。
圖3表示如此形成的孔的顯微鏡照片。圖3表示對涂敷了瓊質(zhì)糖的基板照射1480nm的會聚光30秒鐘形成孔的樣子。從該圖能夠確認(rèn)，沿光路在厚度200μm的瓊質(zhì)糖層形成孔。
圖4表示一例采用2個不同波長的照射光的加工方法。例如，通過階段地采用1064nm的單色光和1480nm的單色光，能夠形成孔和連接孔的隧道。圖4a表示光照射前的基板的照片，圖4b表示按圖3所示的順序用1480nm的單色激光制作的孔401。在制作了2個孔后，如圖4c及d所示，向吸收層照射在瓊質(zhì)糖無吸收的波長1064nm(與圖2a～c所示的方法相同的方法)，在瓊質(zhì)糖層的底面上形成隧道402，能夠連接2個孔。
圖5表示，在基板501上疊層吸收波長不同的2個由凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層502和503，通過組合2種會聚光504及514，選擇性地只溶解層502、層503，形成復(fù)雜的形狀的工藝。首先，如圖5a所示，采用只在層502具有吸收的波長，如圖5b所示，只加工層502。接著，如圖5c所示，采用在層503具有吸收的波長，進(jìn)行層503的加工。由此能夠加工復(fù)雜的形狀。
通過在基板501上疊層由凝膠溶解溫度不同的2種凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層502(凝膠溶解溫度低)和503(凝膠溶解溫度高)，采用一種波長的光源，改變其照射時間，也能夠形成同樣的形狀。
本發(fā)明效果如下如上所述，根據(jù)本發(fā)明，以往不可能的、在培養(yǎng)生物細(xì)胞等的同時根據(jù)其培養(yǎng)過程改變?nèi)萜鞯男螤畛蔀榭赡堋４送?，通過組合多種不同波長的光，能夠在光的波長以下的區(qū)域局部地溶解物質(zhì)，形成結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種細(xì)胞培養(yǎng)用微型容器加工裝置，其特征在于，包括微型容器和光源，所述微型容器是在于可視及紅外區(qū)域不具有顯著的吸收的透明基板上，順序疊層0層或1層于可視及紅外區(qū)域具有吸收的吸收層，以及至少1層由具有不高于100℃的凝膠溶解溫度且利用加熱溶膠化的在常溫下凝膠狀的物質(zhì)、即在可視及紅外區(qū)域的特定波長具有吸收的凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層，在不具有所述吸收層時疊層至少2層由所述凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層而形成的；所述光源是至少一種所述特定波長的單色光的光源；配置成所述光源照射所述吸收層及/或由所述凝結(jié)狀物質(zhì)構(gòu)成的層。
2.如權(quán)利要求1記載的細(xì)胞培養(yǎng)用微型容器加工裝置，其中，還具有計(jì)測構(gòu)件，在照射中確認(rèn)來自所述光源的照射光的位置。
3.如權(quán)利要求1或2記載的細(xì)胞培養(yǎng)用微型容器加工裝置，其中，所述光源聚光照射所述吸收層及由所述凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層中的任一層。
4 如權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)記載的細(xì)胞培養(yǎng)用微型容器加工裝置，其中，由所述凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層，分別具有不同的吸收波長。
5.如權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)記載的細(xì)胞培養(yǎng)用微型容器加工裝置，其中，由所述凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層，分別具有不同的溶解溫度。
6.如權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)記載的細(xì)胞培養(yǎng)用微型容器加工裝置，其中，所述光源由波長不同的不少于2種的光源構(gòu)成，至少1個波長是由凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的任一層的吸收波長。
7.如權(quán)利要求1～6中任一項(xiàng)記載的細(xì)胞培養(yǎng)用微型容器加工裝置，其中，所述光源由1種光源構(gòu)成，其波長是由凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的任一層的吸收波長。
8.如權(quán)利要求1～7中任一項(xiàng)記載的細(xì)胞培養(yǎng)用微型容器加工裝置，其中，所述吸收層是1層，由所述凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層是1層。
9.如權(quán)利要求1～7中任一項(xiàng)記載的裝置，其中，不具有所述吸收層，由所述凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層是2層。
10.一種細(xì)胞培養(yǎng)用微型容器加工方法，其特征在于，具有以下步驟在于可視及紅外區(qū)域不具有顯著的吸收的透明基板上，順序疊層0層或1層于可視及紅外區(qū)域具有吸收的吸收層，以及至少1層由具有不高于100℃的凝膠溶解溫度且利用加熱溶膠化的在常溫下凝膠狀的物質(zhì)、即在可視及紅外區(qū)域的特定波長具有吸收的凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層，在不具有所述吸收層時疊層至少2層由所述凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層，來制作微型容器的步驟；以及對所述微型容器的吸收層或由凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層，照射至少一種可視及紅外的單色光，制作不含凝結(jié)狀物質(zhì)的預(yù)期形狀的區(qū)域的步驟。
11.如權(quán)利要求10記載的細(xì)胞培養(yǎng)用微型容器加工方法，其中，所述單色光聚光照射在所述吸收層及由所述凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層中的任一層。
12.一種細(xì)胞培養(yǎng)方法，其中，在如權(quán)利要求10或11記載的細(xì)胞培養(yǎng)用微型容器加工方法中，還包括向形成的不含凝膠物質(zhì)的區(qū)域，注入細(xì)胞及其培養(yǎng)液的階段。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有預(yù)期的培養(yǎng)空間的細(xì)胞培養(yǎng)用微型容器的加工裝置及加工方法。細(xì)胞培養(yǎng)用微型容器加工裝置，其中，包括微型容器和光源，所述微型容器是在于可視及紅外區(qū)域不具有顯著的吸收的透明基板上，順序疊層0層或1層于可視及紅外區(qū)域具有吸收的吸收層，以及至少1層由具有不高于100℃的凝膠溶解溫度且利用加熱溶膠化的在常溫下凝膠狀的物質(zhì)、即在可視及紅外區(qū)域的特定波長具有吸收的凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層，在不具有所述吸收層時疊層至少2層由所述凝膠狀物質(zhì)構(gòu)成的層而形成的；所述光源是至少一種所述特定波長的單色光的光源；配置成所述光源照射所述吸收層及/或由所述凝結(jié)狀物質(zhì)構(gòu)成的層。
文檔編號C12M1/38GK1753988SQ20048000522
公開日2006年3月29日 申請日期2004年2月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月26日
發(fā)明者服部明弘, 安田賢二 申請人:獨(dú)立行政法人科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu)