[发明专利]细胞刺激装置、细胞培养装置以及细胞刺激方法

说明书

本发明提供了一种细胞刺激装置，其特征是一种用于刺激在培养基中培养的细胞的细胞刺激装置，前述细胞刺激装置包括：电子发射元件，其经由气相将电荷供应至前述培养基；电荷回收电极，其从前述培养基回收电荷；前述电子发射元件包括底部电极、表面电极以及设置在底部电极与表面电极之间的中间层，前述电荷回收电极设置为能够与前述培养基接触。

技术领域

本发明涉及细胞刺激装置、细胞培养装置以及细胞刺激方法。

背景技术

已知将电刺激施加到对电刺激有响应的培养细胞的细胞培养方法(例如，参照专利文献1)。该细胞培养方法通过电刺激促进细胞的代谢，可以提高细胞的增殖速度。

另一方面，已知一种电子发射元件，其通过在底部电极和表面电极之间施加电压使电子流过中间层而发射电子(例如，参照专利文献2)。此外，已知一种阴离子产生装置，其通过从电子发射元件发射的电子产生氧阴离子，该阴离子搭载在气体流上向生物体喷射(例如，参照专利文献3)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开昭60-110287号公报

专利文献2：特开2016-136485号公报

专利文献3：特开2006-325493号公报

发明内容

本发明所要解决的技术问题

在用于对培养细胞施加电刺激的现有的细胞培养方法中，在培养基中设置至少两个电极，在两个电极之间施加电压。因此，在电极与培养液之间的界面上可能会发生电化学反应，导致水的电解或培养液成分的分解和析出等。此外，电流容易在电极之间的距离短的部分中局部流动，并且难以将电刺激均匀地施加于想要施加电刺激的培养细胞。

此外，现有的阴离子产生装置由于阴离子与气体一起喷射，因此难以将电荷均匀地供给至想要施加电刺激的细胞。此外，存在从阴离子产生装置喷射的气体容易使培养基中的水分蒸发而使培养基干燥的问题。另外，难以维持用于培养细胞的气氛气体的气体种类条件。

本发明鉴于这样的情况，提供了一种可以将电刺激均匀地施加于想要施加电刺激的细胞，可以抑制培养基成分的分解和析出的细胞刺激装置。

用于解决技术问题的技术方案

本发明提供了一种细胞刺激装置，其特征是：一种用于刺激在培养基中培养的细胞的细胞刺激装置，前述细胞刺激装置包括：电子发射元件，其经由气相将电荷供给至前述培养基；电荷回收电极，其从前述培养基回收电荷；前述电子发射元件包括底部电极、表面电极以及设置在底部电极与表面电极之间的中间层，前述电荷回收电极设置为能够与前述培养基接触。

有益效果

由于本发明的细胞刺激装置中包含的电子发射元件包括底部电极、表面电极以及设置在底部电极和表面电极之间的中间层，通过在底部电极和表面电极之间施加电压，可以从表面电极侧发射流经中间层的电子。通过这些发射的电子可以在电子发射元件和培养基之间的气相中产生如氧阴离子等电荷。

由于本发明的细胞刺激装置中包含的的电荷回收电极设置为能够与培养细胞的培养基接触，因此电子可以从培养基流到电荷回收电极。因此，可以减小电荷回收电极和培养基之间的电位差。此外，通过向电子发射元件或电荷回收电极施加电压，能够在电子发射元件的表面电极与培养基表面之间的气相中产生电场。产生的阴离子可以沿该电场中的电场线(电场强度的梯度)输送到培养基的表面，能够向培养基供给阴离子。通过该阴离子可以向在培养基中培养的细胞给予电刺激。此外，由于该阴离子流向电荷回收电极，因此可以抑制培养基带电。此外，本发明的细胞刺激装置由于利用在气相中产生的电场向培养基供给阴离子，因此不需要氮气或氩气的气体流动机制。因此，在细胞的电刺激期间不必担心会引起培养基的干燥或细胞的漂浮，对培养气氛的气体组成没有影响。