细胞刺激方法及细胞刺激装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种细胞刺激方法，其中，通过向活的细胞连续地照射中红外光，使所述细胞的离子浓度变化、或者使所述细胞及配置于所述细胞的周围的其它细胞的离子浓度变化。

【技术实现步骤摘要】
细胞刺激方法及细胞刺激装置
本公开涉及细胞刺激方法及细胞刺激装置。
技术介绍
例如，非专利文献1及非专利文献2中记载有使用近红外光使细胞的钙离子(Ca2+)浓度变化的方法。在非专利文献1所记载的方法中，在培养皿内的Hela细胞的附近配置金属颗粒，通过对该金属颗粒照射波长1064nm的近红外光而从金属颗粒产生热，因该金属颗粒的热而使Hela细胞的Ca2+浓度变化。在非专利文献2所记载的方法中，通过向培养皿内的心肌细胞直接照射近红外脉冲光，使该心肌细胞的Ca2+浓度变化。在该方法中，使用了波长1862nm、脉冲能量9.1J/cm2～11.6J/cm2、及脉冲宽度3ms～4ms的近红外脉冲光。[非专利文献1]VadimTseeb,MadokaSuzuki,KotaroOyama,KaoruIwai,Shin'ichiIshiwata,“HighlythermosensitiveCa2+dynamicsinaHeLacellthroughIP3receptors”,HFSP(HumanFrontierScienceProgram)Journal,21October2008,pp117-123.[非专利文献2]GregoryMDittami,SuhrudMRajguru,RichardALasher,RobertWHitchcock,RichardDRabbitt,“Intracellularcalciumtransientsevokedbypulsedinfraredradiationinneonatalcardiomyocytes”,TheJournalofPhysiology,15March2011,pp1295-1306.
技术实现思路
生物体的细胞由核酸、蛋白质、脂质及糖类之类的有机分子(生物分子)构成。这些生物分子的官能团及生物分子间的键合进行该生物分子固有的振动。当向这些生物分子照射红外光时，生物分子吸收红外光的光子能。被该生物分子吸收的红外光的光子能的大小相当于为了使该生物分子的振动的状态变化所需的能量的大小。因此，通过向生物分子照射红外光，能够使生物分子的振动的状态变化。这种生物分子的振动的状态的变化认为在生物分子的离子浓度上引起变化。例如，考虑使用近红外光使细胞的Ca2+浓度变化的方法(例如参照非专利文献1及非专利文献2)。但是，因为近红外区域的波长对生物分子的吸收不大，所以在非专利文献1及非专利文献2所记载的方法中，分别存在如下问题。即，在非专利文献1所记载的方法中，不向细胞直接照射近红外光，而向该细胞的附近的金属颗粒照射近红外光。因此，在该方法中，与向细胞直接照射近红外光的情况相比，难以使细胞的离子浓度有效地变化。此外，在该方法中，因为需要在细胞的附近设置金属颗粒，所以有可能不能将该方法适用于例如生物体内的细胞。在非专利文献2所记载的方法中，为了使细胞的离子浓度变化，近红外脉冲光的脉冲能量需要具有一定程度的大小。即，如果将近红外脉冲光的脉冲能量的大小控制得较小，则有可能不能使细胞的离子浓度变化。因此，使用这样的近红外脉冲光难以使细胞的离子浓度有效地变化。此外，在该方法中，在将近红外脉冲光向细胞连续地照射的情况下，细胞可能会损伤或死灭。因此，在这样的情况下，有可能不能使活的状态的细胞的离子浓度变化。本公开是鉴于这样的问题点而成的，其目的在于提供一种能够使活的细胞的离子浓度有效地变化的细胞刺激方法及细胞刺激装置。本公开的一个实施方式所涉及的细胞刺激方法是通过向活的细胞连续地照射中红外光，使细胞的离子浓度变化、或者使细胞及配置于细胞的周围的其它细胞的离子浓度变化。本公开的一个实施方式所涉及的细胞刺激装置具备输出中红外光的光照射部，并且通过向活的细胞连续地照射中红外光，使细胞的离子浓度变化、或者使细胞及配置于细胞的周围的其它细胞的离子浓度变化。如上所述，提出有使用红外光中的近红外光使细胞内的离子浓度变化的方法。但是，因为近红外区域的波长对生物分子的吸收不大，所以难以使用近红外光使活的细胞的离子浓度有效地变化。与之相对，本专利技术者着眼于红外光中的中红外光的波长范围相当于生物分子的指纹区(即生物分子的固有的吸收峰出现的波长范围)并且是细胞内的生物分子的吸收大的波长范围，发现通过将该中红外光向细胞直接照射，能够使活的细胞的离子浓度有效地变化。具体而言，因为在中红外光的波长范围中出现许多细胞内的生物分子的固有的吸收峰，所以通过将具有相当于某些特定的生物分子的吸收带的波长的中红外光向细胞照射，能够使细胞内的任意的生物分子的离子浓度变化。另一方面，与近红外光相比，中红外光的情况下，细胞内的生物分子的吸收较大，因此，即使将中红外光的照射强度控制为小于近红外光的照射强度(为了使细胞的离子浓度变化所需的照射强度)，也能够使细胞的离子浓度变化。此外，因为这样能够将中红外光的照射强度控制得较小，所以即使向细胞连续地照射中红外光，也能够避免细胞的损伤或死灭，并且使细胞的离子浓度变化。由此，能够使细胞的离子浓度持续地变化。也可以向细胞的一部分照射中红外光。通过将中红外光向细胞的一部分局部照射，能够使细胞的该一部分发生与细胞的除该一部分以外的其它部分的离子浓度的变化不同的离子浓度的变化。即，能够使细胞的离子浓度局部地变化。中红外光的波长也可以为4μm以上且10μm以下。细胞内的生物分子的固有的吸收峰在该波长区域出现地特别多。由此，能够适当获得上述的本公开的效果。根据本公开的一个实施方式，能够使活的细胞的离子浓度有效地变化。附图说明图1是一个实施方式的细胞刺激装置的概略结构图。图2是表示一个实施方式的细胞刺激方法的流程图。图3A、图3B、图3C、及图3D是表示第一实施例的荧光的强度的图像。图4A是表示第一实施例的荧光的强度的时间变化的图表。图4B是将图4A的局部放大表示的图表。图5是表示第二实施例的荧光的强度的图像。图6是表示第二实施例的荧光的强度的时间变化的图表。图7是表示第三实施例的荧光的强度的图像。图8是表示第三实施例的荧光的强度的时间变化的图表。图9是表示第四实施例的荧光的强度的图像。图10是表示第四实施例的荧光的强度的时间变化的图表。具体实施方式以下，一边参照附图一边详细地说明本公开的细胞刺激装置及细胞刺激方法的实施方式。附图的说明中，对同一要素标注同一符号，省略重复的说明。图1是本专利技术的一个实施方式的细胞刺激装置1的概略结构图。细胞刺激装置1是用于通过对活的细胞2照射中红外光L1来使细胞2的离子浓度发生变化，并持续观察该离子浓度的变化的装置。如图1所示，细胞刺激装置1具备培养皿10、红外光源(光照射部)20、快门30、物镜40、激发光源50、分色镜60、物镜70及拍摄装置80。培养皿10包含硅晶片11。在培养皿10的底面设置有开口，以堵塞该开口的方式贴附硅晶片11。在硅晶片11上配置有细胞2。在培养皿10中容纳有硅晶片11上的细胞2和培养液12。细胞2例如是Hela细胞(源自宫颈癌的细胞)、CHO细胞(中国仓鼠卵巢细胞)或Neuro-2a(小鼠成神经细胞瘤)。该细胞2被进行了利用荧光试剂的染色处理。如果对细胞2进行染色处理，则荧光试剂进入细胞2中。荧光试剂与细胞2的特定的离子定量地反应而发出荧光L3。该荧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种细胞刺激方法，其中，通过向活的细胞连续地照射中红外光，使所述细胞的离子浓度变化、或者使所述细胞及配置于所述细胞的周围的其它细胞的离子浓度变化。

【技术特征摘要】
2017.02.17 JP 2017-0280251.一种细胞刺激方法，其中，通过向活的细胞连续地照射中红外光，使所述细胞的离子浓度变化、或者使所述细胞及配置于所述细胞的周围的其它细胞的离子浓度变化。2.根据权利要求1所述的细胞刺激方法，其中，将所述中红...

【专利技术属性】
技术研发人员：建部严，清水良幸，山内丰彦，道垣内龙男，
申请(专利权)人：浜松光子学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP