インキュベーター内の培養細胞を継続的かつリアルタイムにモニタリングできる光学測定装置を開発

― 熊本大学、九州大学との産学連携で ―

ウシオ電機株式会社(本社:東京都、代表取締役社長 浜島健爾、以下 ウシオ)は、熊本大学(大学院先端科学研究部 中島雄太准教授)および、九州大学(大学院システム情報科学研究院 興雄司教授)と共に、インキュベーター内の培養細胞の状態を継続的かつリアルタイムにモニタリングできる光学測定装置を開発しました。
本装置はシリコーン樹脂を用いたウシオの光学系技術「SOT技術」を採用しており、コンパクトな装置サイズ(96ウェル細胞培養プレートと同程度のA6サイズ)と共に、ウェル各々の培養状態の直接管理を可能にしました。
なお、8月30日~31日に東京ビックサイトで開催される「イノベーション・ジャパン2018」で実機展示と測定デモを行う予定です(西1ホール 装置デバイス ブース番号:M-78)。

【開発の背景】
医療や創薬の分野において、培養細胞の状態管理は重要視されています。例えば、再生医療においては、iPS細胞などの幹細胞を目的の細胞へと分化誘導する際(あるいは未分化を維持する際)、培養容器中の細胞全体(群)の状態を把握する必要があります。また、創薬やバイオ分野においては、高精度かつ効率的なスクリーニングのために培養細胞群の条件統一が求められます。

従来、これらの細胞品質管理には、顕微鏡を用いた形態評価や、分光光度計による吸光度測定・濁度の測定、細胞培養技術者による培地の色変化をもとにした判断などが行われてきましたが、細胞の状態を把握する度にインキュベーターから細胞サンプルを移動させる操作が必要となり、不純物混入の要因となっていました。また、それら作業を技術者の経験に依存すること、人為的ミスによる細胞の汚染、品質の不均質性など様々な課題がありました。

今回開発した光学測定装置を用いることで、これらの課題を解決し、以下のような管理が可能となります。

【装置特長】
 ・培地や細胞をインキュベーターから移動させずに、継続的かつリアルタイムにモニタリング可能
 ・持ち運び可能なコンパクトサイズ(A6)
 ・96ウェルの細胞培養プレートにある個々のウェルをほぼ同時にモニタリング可能
 ・SOT(Silicone Optical Technology)技術を用いた高いS/N比により、空間フィルタを基盤要素として使用
 ・培養容器の移動や蓋の開放作業が不要なため、培地の汚染や感染のリスクを最小化でき、培養環境を変化させずに測定可能
 ・再生医療のみならず、細胞を扱うあらゆる研究や産業に展開可能


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※SOT技術
シリコーン・オプティカル・テクノロジー(Silicone Optical Technology: SOT )。光学系部分をシリコーンで形成し、コンパクト、低コスト、かつ非常に高い迷光除去を実現する技術で、九州大学との共同研究・開発成果。このSOT技術によりつくられた光学モジュールは、紫外光から可視光の波長域において高い透過性、低い複屈折など優れた光学特性を持ち、さらに、自家蛍光が少ない、高耐熱、耐薬品性、耐候性に優れ、ガラスなどを用いた従来の光学系に比べ小型高性能化が実現できる。
 

SOT技術の製品化例: 吸光度計「ピコスコープ」
http://www.ushio.co.jp/jp/feature/picoscope/

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