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Home＞製品・サービス情報＞試薬・材料・消耗品＞Beonchip社 細胞培養用マイクロ流体デバイス/Organ-on-a-Chip

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Beonchip社製品　細胞培養用 マイクロ流体デバイス
Organ-on-a-Chip
Beonchipの技術 / BE-GRADIENT / BE-FLOW / BE-TRANSFLOW / BE-DOUBLEFLOW / コネクター・チューブ / モニタリング例

Beonchip社は、生物、マイクロテクノロジー、機械工学の分野の研究者により設立され、身体の生理学的環境に充実で最もユーザーフレンドリーでアクセスしやすい細胞培養用マイクロ流体デバイスを設計することを目指しています。
最先端の材料と微細加工技術を使用して次世代の in vitro 試験プラットフォームを作成し、以前は不可能であった、または in vivo でしか実現できなかった in vitro での実験を可能にしています。したがって、新薬、化粧品、化学薬品の開発に必要なコストと期間を削減することが可能です。
チラシダウンロード（PDF)
Beonchipの技術

◆材料

すべての製品には、シクロオレフィンポリマー（COP）および環状オレフィンポリマー（COC）が使用されています。
これらの医療グレードのプラスチックは、Organ on chip やライフサイエンスアプリケーションに最適な材料です。

COPおよびCOCの特長
・ 不透過性：
これらの材料は、酸素と水蒸気に対する透過性が非常に低いため、培地およびそのフラックス濃度をコントロールすることで、マイクロチャネル内のガスを正確にコントロール可能です。これらのパラメーターを注意深く制御することにより、チップ内で低酸素試験を行うこともできます。
・ 非特異的吸着問題なし：
PDMSの様なOrgan on chip 製造に広く使用されている化合物は、非特異的吸着があるために、薬物試験実験には使用できません。COPおよびCOCは疎油性物質であり、この非特異的吸着は発生しないため、薬物開発や核酸実験で使用できます。
・ 光学特性：
COPとCOCは優れた光学特性を持ちます。可視および近紫外領域での透明性、低い複屈折、高いアッベ数を提供するため、顕微鏡用途に最適です。
・ 優れた耐薬品性および耐熱性：
COPおよびCOCは、酸や極性溶媒に対しても優れた耐薬品性を示します。さらに、これらの化合物は、配合によっては190℃に近い高いガラス転移点を示します。
・ 大量生産：
Beonchipの製品は、熱可塑性射出形成で製造されており、パッチ間の再現性を保証し、品質を損なうことなく大量生産を可能にします。

◆使いやすさ

・
Beonchipのデバイスは、最大限の使いやすさと汎用性を目指して設計されています。すべての製品は、スライド形式で設計されており、顕微鏡観察などを快適に行うことができます。

・
すべての製品は取り扱いが簡単で、リザーバーと注入口を手袋との接触から保護するための側壁があります。
・ デバイスのマイクロ流体チャンバー、ウェル、チャネルは、96wellプレートの位置と一致しています。そのため、自動顕微鏡との互換性もあります。ロッカーでの製品の使用やマイクロ流体チューブの配置を簡素化するために、Beonchip社製品用のホルダーを設計しました。さらにチップ用ホルダーの横方向の寸法は、市販ウェルプレートの寸法と一致しており、実験中に培養液が汚染されない様に蓋で覆うことも可能です。
※チップ用ホルダーは、現在メーカーにて最適化中です。まもなく発売開始予定です。



◆マイクロ流体の互換性

Beonchip社のマイクロ流体接続は、シリンジポンプ、ペリスタルティックポンプ、圧力ベースのフロー制御システムなど様々なタイプでの使用が可能な様に設計されています。フロー制御システムのルアー接続またはバーブ接続と互換性のあるチップ用のアダプターを提供できます。

◆顕微鏡

デバイス製造に使用される材料は、優れた光学特性を持っています。高い透明性と低い自家蛍光により、反転位相差、蛍光、共焦点顕微鏡での観察だけでなく、液浸対物レンズを使用したより詳細な画像でのモニタリングも可能です。

◆細胞播種方法

細胞播種は非常に簡単です。すべてのチャネル注入ウェルはP-100チップが完全にフィットする穴があります。
チップを穴に置いたら、細胞又はコーティング混合物をチャネルの最後まで注入します。

播種の別の方法として、培地と細胞の混合物を注入口内でピペットで移し、液体がそれ自体で排出ウェルに到達するまで流します。細胞が付着するのに必要な時間が経過したら、注入口、排出口、培地リザーバーに培地を追加し実験条件下でインキュベートします。


チャネル内の媒体を蒸発させない様に注意してください。これを防ぐには、蒸発リザーバーに水またはPBSを添加します。
マトリックスコーティングの場合は、インキュベーション後にPBSを注入口に添加することでチャネルを洗浄し、ピペットで排出口からコーティングを回収します。デバイスからコーティングを取り除く前に他方のリザーバーからもう一方に数回PBSを流すために手でデバイスを傾けることもできます。

◆抽出

下流のアプリケーション用にデバイスから細胞を回収することも可能です。
培地を除去し、PBSで洗浄を行い、選択した細胞剥離液を灌流し、必要な時間インキュベートします。
次にリザーバーに不活性化剤を添加することで溶液を中和します。手でデバイスを傾けて十分に混合される様にすることも可能です。
また、細胞の剥離を助けるため、出入口の穴でチップにより液体を再懸濁することも可能です。顕微鏡で確認を行い、最後にデバイスの内側の液体をすべて吸引して細胞を回収します。


BE-GRADIENT


BE-GRADIENTは、電気化学勾配を3D細胞培養に適用するために設計されたデバイスです。あらゆるタイプの光学顕微鏡（逆位相コントラスト、共焦点、蛍光など）と互換性があります。細胞培養用の中央チャンバーと2つの側方チャネルで構成されています。側方チャネルは血管をシュミレートするためのものです。
2D培養では、中央チャンバーだけでなく、側方チャネルでも接着細胞培養が可能です。外径2.4mmのチューブのみでフローシステムとの接続も可能で、2D培養、3D培養のどちらでも使用できます。

◆培養モデル

3D細胞培養に電気化学勾配を適用します。
最初にハイドロゲル中に細胞を混ぜ、中央チャンバーにそれらを播種します。
ハイドロゲル重合が完了した後、側方チャネルを通して化合物の濃度が異なる培地を灌流し、リアルタイムで効果を観察します。

◆アプリケーション

BE-GRADIENTは、電気化学勾配下での研究といった、非常に特殊な機能を念頭に置いて設計されました。
このデバイスは、栄養素、酵素または薬物勾配の適用、これらの条件下での細胞遊走の研究、血管新生研究など、ペトリ皿では決して行うことができない実験を可能にします。

◆仕様

◆応用例


走行性遊走の研究：ウシ胎児血清（FBS）の勾配は、側方チャネルの一方に血清を含む増殖培地を添加することにより中央チャンバーを横切って確立されました。口腔扁平上皮癌細胞 OSC-19 のスフェロイドが FBS の勾配の方向に集まって侵襲することが観察されました。



マイクロデバイス内の壊死性コアの生成：HCT-116細胞が中央マイクロチャンバーのコラーゲンハイドロゲルに埋め込まれました。4000万HCT-116細胞/ml が中央のマイクロチャンバーにあり、生細胞を緑にするためにカルセイン（CAM）を、死細胞を赤に染色するためにヨウ化プロピジウム（PI）を使用して示された時間で細胞生存率が評価されました。グラフは画像の灰色の破線で区切られた領域のCAMまたはPI蛍光強度プロファイルを示しています。6日後の壊死性コアの幅はマイクロチャンバー内の最大PI蛍光強度の50％に達した位置（青い破線）の距離として測定されました。壊死性コア幅は、1643±9μM、p値＜0.05、スケールバーは400μmです。

グルコース勾配：緑色の蛍光グルコースアナログ（NBDG、200μMを左の側方チャネルを通して灌流し、細胞の存在または非存在下での核酸プロファイルを観察しました。
グラフは90分後の中央のマイクロチャンバー全体のNBDG核酸プロファイルを示しており、NBDGがコラーゲンハイドロゲルを透過できたことを示しています。核酸プロファイルの勾配は、細胞が存在しない場合、HCT-119またはU-251MG細胞が存在する場合で計算されました。スケールバーは400μmです。

◆使い方動画


◆参考文献
1． Ayuso JM, Monge R, Martinez-Gonzalez A, Virumbrales-Munoz M, et al. (2017)
Glioblastoma on a microfluidic chip: Generating pseudopalisades and enhancing aggressiveness through blood vessel obstruction events, Neuro Oncol 19(4): 503-513, doi: 10.1093/neuonc/now230
2． Ayuso JM, Virumbrales-Munoz M, Lacueya A, Lanuza PM, Checa-Chavarria E, Botella P. et al. (2016)
Development and characterization of a microfluidic model of the tumour microenvironment. Sci. Eep. 6, 36086; doi; 10. 1038/srep36086 (2016)
3． Ayuso JM, Basheer HA, Monge R, Sanchez-Alvarez P, Doblare M, Shnyder SD, et al. (2015) Study of the Chemotactic Response of Multicellular Spheroids in a Microfluidic Device. PLos ONE 10(10): e0139515. doi:10.1371/journal.pone.0139515

◆価格
製品名 サイズ 税別価格 カタログ＃ マニュアル
BE-GRADIENT microfluidic chip 10枚 お問合せ 500.001


BE-FLOW


BE-FLOWは、フロー下での細胞培養を行うのに最も使いやすいデバイスです。
2つの独立したチャネルで長期2Dまたは3D培養を可能にします。
あらゆるマイクロ流体ポンプシステムに互換性があり、出入口近くに設置されたリザーバーのおかげで、ロッカーで簡単に使用できます。これはせん断応力が遺伝子発現に主要な役割を果たす血管研究に最適なデバイスです。

◆培養モデル

2つの独立したチャネル内で細胞に対する機械的せん断応力をコントロールするフロー下で2D細胞培養実験
BE-FLOWはデバイスのすべての壁で2D細胞培養を可能にします。
上部、底部（マニュアル参照）。2つの異なる細胞タイプの単層との共培養も可能です。


2D培養における循環腫瘍細胞、免疫系細胞、細菌、真菌、ウイルスなどの循環粒子の影響の調査などにも使用できます。

◆アプリケーション

BE-FLOWは、細胞培養に対するフローおよび機械的ストレスの影響に関する研究を行うのに最適なデバイスです。
機械的せん断応力、3D培養における間質流、ローリングと付着、循環粒子実験など。

血管研究：BE-FLOW は、血管研究用に設計されています。HUVEC または HAECの様な内皮血管細胞は、血流により人体のいくつかの力の影響を受けます。BE-FLOWを使用すると、せん断応力と管壁厚を同時に正確に制御可能です。これらの力は、HUVEC細胞の遺伝子発現とその適切な発達に重要な役割を果たします。さらに、これらの力を疾患レベルに変更して、血栓症、アテローム性動脈硬化症、内皮組織内の循環粒子のローリング接着などの減少を研究することができます。

◆仕様


◆使い方動画


◆価格
製品名 サイズ 税別価格 カタログ＃ マニュアル
BE-FLOW microfluidic chip 10枚 お問合せ 500.007


BE-TRANSFLOW


BE-TRANSFLOWは、多孔質膜を介して培養ウェルをマイクロ流体チャネルと結合することにより、複雑な培養構成の研究が可能になります。これは、Air Liquid Interface(ALI）培養、内皮/上皮バリア研究に最適なデバイスです。


◆培養モデル

上皮培養、毒性試験、吸収試験などのシステム用の自動培地交換を備えた2Dまたは3D培養で、Air Liquid Interface（ALI）実験を行うことができます。
内皮-上皮血管バリアの作成：ウェル上部に2Dまたは3D上皮細胞を使用し、内皮細胞を株の灌流可能なチャネルに播種します。
最も一般的なアプリケーションは、血液脳関門（BBB）、腸、皮膚、肺などです。

◆アプリケーション
BE-TRANSFLOWは、ALIを考慮して設計されています。ALI培養及び共培養研究（皮膚、角膜、腸、肺）に理想的なチップです。
表皮/真皮の共培養：BE-TRANSFLOWデバイスのウェルでの表皮及び真皮の再現
画像の上部に青で染色されているのは、表皮を形成するケラチノサイト(HEKa）の核です。
HEKa細胞をALIで21日間培養して、成熟した表皮を作成しました。表皮の下には、真皮を模倣したコラーゲンマトリックスに埋め込まれた線維芽細胞が赤く染色されています。
スケールバーは、100μmを示します。

◆仕様

※高出力実験用にチップ壁面のレーザー反射を防ぐ
ブラックバージョンのデバイスもあります。

◆使い方動画


◆価格

製品名 仕様 サイズ 税別価格 カタログ＃ マニュアル
BE-TRANSFLOW 2-channel microfluidic chips ねじ込みインレット
メンブレン孔：1μm
チップ壁面：透明		 10枚 お問合せ 500.004
ねじ込みインレット
メンブレン孔：1μm
チップ壁面：黒		 10枚 お問合せ 500.005
ねじ込みインレット
メンブレン孔：カスタム
チップ壁面：透明		 10枚 お問合せ 500.006
※カスタム孔サイズは、0.4、1、3、5、8μmから選択可能です。


BE-DOUBLEFLOW

BE-DOUBLEFLOW は、多孔質膜を介して接続された2つの灌流可能なチャネルで構成されています。生体模倣環境における異なる2Dおよび3D培養間のクロストークを調査し、アプリケーションに最適な孔サイズを選択することで、相互作用の効率を制御します。これは低酸素環境が必要な場合、循環粒子（細菌、免疫系、循環粒子細胞）の効果を研究する場合、ALIが必要でないまたはフラックスが共培養の両側で機能する場合の内皮/上皮バリアに最適なデバイスです。
◆培養モデル

デバイスの両方のチャネルのフローの下にある内皮上皮バリアのクロストークの探索。
特に、腎臓、肝臓、腸、心臓などの様々な臓器の研究用に、より生理学的な環境を模倣します。
1つのチャネルに流れる培地を介して酸素が細胞に供給される低酸素環境で3Dおよび2D培養を組み合わせることができます。
循環腫瘍細胞、免疫系細胞、細菌、真菌、ウイルスなどの循環粒子の影響を、単一細胞培養または複雑な共培養で研究することもできます。

◆アプリケーション
BE-DOUBLEFLOWは、低酸素環境が必要な場合や、フラックスが上皮培養（腎臓、肝臓、心臓、肺、腸など）でも役割を果たす場合に、内皮/上皮バリア共培養を可能にします。さらに二つの灌流可能なチャネルは、循環粒子（バクテリア、免疫応答、循環腫瘍細胞）の影響を研究するための環境を提供します。

◆仕様


◆価格

製品名 仕様 サイズ 税別価格 カタログ＃ マニュアル
BE-DOUBLEFLOW microfluidic chip ねじ込みインレット
メンブレン孔：1μm		 10枚 お問合せ 500.008
ねじ込みインレット
メンブレン孔：カスタム		 10枚 お問合せ 500.009
※カスタム孔サイズは、0.4、1、3、5、8μmから選択できます。


コネクター・チューブ

コネクターおよびチューブの以下の表示価格は、上記デバイスとセットで販売する場合の価格です。
チューブとコネクターのタイプは、お客様の使用するフロー環境に合わせてお選びください。
ラインナップしているコネクターとチューブは、すべてオートクレーブ可能であるため、何度でも再利用できます。

製品名 サイズ 税別価格 カタログ＃
ペリスタテックポンプ/シリンジポンプ用コネクター（10個）
＋タイゴンチューブ（2m）　3/32" OD 1/32" ID		 1セット お問合せ
※上記デバイスとのセット価格		 510.005
コネクター（10個）＋マイクロ流体デバイス用フェルール
＋FEPチューブ（1.5m）　1/16" OD 1/32" ID		 1セット お問合せ
※上記デバイスとのセット価格		 510.006
ペリスタテックポンプ/シリンジポンプ用コネクター（10個） 1セット お問合せ
※上記デバイスとのセット価格		 510.007
コネクター（10個）＋マイクロ流体デバイス用フェルール 1セット お問合せ
※上記デバイスとのセット価格		 510.008
タイゴンチューブ（2m）　3/32" OD 1/32" ID 1セット お問合せ
※上記デバイスとのセット価格		 510.009
FEPチューブ（1.5m）　1/16" OD x 1/32" ID 1セット お問合せ
※上記デバイスとのセット価格		 510.010


モニタリング例


デバイス：BE-FLOW　細胞：iPSC 由来の心筋細胞2D培養　観察：明視野観察

デバイス：BE-Gradient　細胞：U87高濃度3D培養　観察：共焦点顕微鏡での蛍光観察

デバイス：BE-TRANSFLOW　細胞：メンブレン上のHCT-GFP2D培養　観察：蛍光顕微鏡

デバイス：BE-TRANSFLOW　細胞：表皮および真皮の再現（詳細下部）　観察：共焦点顕微鏡
上部（青）コラーゲンヒドロゲル上で表皮を形成するHEKaケラチノサイトの核
下部（赤）表皮層を模倣したコラーゲンマトリックスに侵された真皮繊維芽細胞

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