培養容器、凝膠材料以及培養系統的製作方法
2023-10-04 18:09:54 1
本發明涉及培養容器、凝膠材料以及培養系統。
背景技術：
在醫藥品的生產、基因治療、再生醫療、免疫療法等的領域中，要求將細胞、組織、微生物等在人工環境下有效地大量進行培養。
有效的培養要求對於隨著培養而產生的代謝物在培養容器內的濃度等進行監視。
作為監視隨著培養而產生的代謝物的裝置，例如有監視作為代謝物的乳酸的裝置(例如，參照專利文獻1)。在這樣的裝置中，使用酶電極來檢測代謝物。但是，在使用酶的電極法中，存在以下問題。
例如，作為生物試劑的酶的價格高昂，並且酶分子會根據溫度、溼度等的保管環境而劣化，有時會對定量性造成影響。此外，酶的活性根據生產批次、生產商、保管環境等而變動，在使用酶電極前必須利用已知濃度的標準液進行校正。此外，如乳酸氧化酶這樣的酶電極中所使用的酶，由於在酶反應時必須與氧進行反應，因此，在氧不足的狀態下(厭氧環境下、尤其是糖酵解系統代謝亢進時，因為細胞增殖過多而導致需氧量升高)，利用酶電極的測量誤差容易變大。此外，在使用酶電極的情況下，隨著將電極留置在培養液內，需要將配線引出至培養容器外，但是，由於培養中禁止從外界混入細菌、生物毒素，因而必須嚴密確保配線周圍的密封，從而培養容器的處理能力降低，成本大幅升高。
在先技術文獻
專利文獻
專利文獻1：日本專利特許3078966號公報。
技術實現要素：
本發明的目的在於，提供能夠防止內部的汙染，並且能夠適當地進行內部的監視的培養容器，提供可適用於能夠防止內部的汙染，並且能夠適當地進行內部的監視的培養容器的凝膠材料，以及提供能夠防止培養容器內部的汙染，並且能夠適當地進行培養容器內部的監視的培養系統。
本發明的培養容器的特徵在於，在與培養液接觸的部位的至少一部分上具有凝膠部，所述凝膠部由包含通過規定物質的刺激而膨脹或收縮的刺激響應性凝膠的材料構成。
由此，可以提供能夠防止內部的汙染，並且能夠適當地進行內部的監視的培養容器。
本發明的培養容器優選具有容器主體和所述凝膠部，並且所述凝膠部設置在所述容器主體的內底面上。
本發明的培養容器優選具有容器主體和所述凝膠部，並且所述容器主體的至少設有所述凝膠部的部位由具有透光性的材料構成。
在本發明的培養容器中，優選所述刺激響應性凝膠包含具有OH基的第一聚合物、和具有苯硼酸結構的第二聚合物作為高分子材料。
在本發明的培養容器中，優選通過所述第二聚合物所具有的所述苯硼酸結構與乳酸進行反應而變為所述第二狀態。
在本發明的培養容器中，優選所述第一聚合物包含N-羥乙基丙烯醯胺作為構成成分。
在本發明的培養容器中，優選所述第二聚合物包含具有苯硼酸結構的單體作為構成成分。
在本發明的培養容器中，優選所述第二聚合物包含3-丙烯醯胺基苯硼酸作為構成成分。
在本發明的培養容器中，優選在將所述第一聚合物的含有率設為X1(質量％)，將所述第二聚合物的含有率設為X2(質量％)時，滿足0.2≤X2/X1≤8的關係。
在本發明的培養容器中，優選所述凝膠部包含所述刺激響應性凝膠和平均粒徑在10nm以上且1000nm以下的微粒。
本發明的凝膠材料是構成包括培養容器與培養液接觸的部位的至少一部分的區域的材料，其特徵在於，所述凝膠材料包含通過規定物質的刺激而膨脹或收縮的刺激響應性凝膠。
由此，能夠提供可適用於能夠防止內部的汙染，並且能夠適當地進行內部的監視的培養容器的凝膠材料。
本發明的培養系統的特徵在於，具備本發明的培養容器、和檢測所述凝膠部的狀態的檢測單元。
由此，可以提供能夠防止培養容器內部的汙染，並且能夠適當地進行培養容器內部的監視的培養系統。
附圖說明
圖1是用於說明培養容器的較佳實施方式的模式立體圖。
圖2是用於說明培養系統的較佳實施方式的模式立體圖。
符號說明
100、培養系統 10、培養容器
1、容器主體 2、凝膠部
3、蓋體 20、檢測單元。
具體實施方式
以下，參照附圖，對較佳的實施方式進行詳細說明。
《培養容器》
以下，對培養容器進行說明。
圖1是用於說明培養容器的較佳實施方式的模式立體圖。
如圖1所示，培養容器10包括容器主體1和凝膠部2，凝膠部2由包含通過規定物質(特定成分)的刺激而膨脹或收縮的刺激響應性凝膠的材料構成。
而且，凝膠部2設置於與培養液接觸的部位的至少一部分中。
通過如此構成，能夠適當地進行培養液中所含的規定物質(例如，初始的培養液中所含的成分、隨著培養而產生的代謝物等)的監視。尤其是，由於不需要酶電極的插入、拔出等，從而能夠在密閉系統內進行監視，因此，能夠防止培養容器10內部的汙染，並且能夠適當地進行規定物質的監視。此外，由於能夠迅速地確認培養細胞的狀態，因而能夠適當地調節培養條件，從而能夠提高培養效率。
容器主體1具有收容培養液、培養的細胞等的功能。
容器主體1可以由任何材料構成，優選至少設有凝膠部2的部位由具有透光性的材料構成。
由此，能夠從外部適當地觀察培養容器10內的狀態。
作為具有透光性的材料，例如可以舉出各種玻璃材料、各種塑料材料等。
容器主體1的形狀並無特別限定，在圖示的構成中，容器主體1呈盤狀(淺碟狀)。由此，能夠提高培養效率，並且能夠從外部適當地觀察凝膠部2的狀態。
構成凝膠部2的刺激響應性凝膠通過規定物質(特定成分)的刺激而膨脹或者收縮。
刺激響應性凝膠進行反應的規定物質根據刺激響應性凝膠的構成材料等而不同，例如可以舉出蛋白質、糖、尿酸、尿素、乳酸、各種激素、各種離子物質、各種金屬等。
尤其是，已知在培養液中厭氧型代謝亢進時，培養液中乳酸濃度會升高。因此，通過根據刺激響應性凝膠的狀態變化而掌握作為規定物質的乳酸的濃度，從而不接觸培養液而保持無菌狀態，並且能夠迅速確認培養細胞的狀態。由此，能夠適當地調節培養條件，從而能夠更加提高培養效率。
凝膠部2隻要設置在與培養液接觸的部位的至少一部分中即可，在圖示的構成中，凝膠部2設置在容器主體1的內底面上。
由此，能夠使凝膠部2與培養液適當地接觸，從而能夠更加穩定地檢測規定物質的刺激。此外，能夠從外部適當地觀察凝膠部2的狀態。
凝膠部2的形狀並無特別限定，優選呈薄板狀。
由此，能夠防止培養容器10大型化，並且能夠更加有效地確保培養容器10內的培養液等的收容空間。
凝膠部2的收縮狀態下的體積優選在0.1mm3以上且3600mm3以下，更優選在0.2mm3以上且900mm3以下。
由此，能夠實現凝膠部2的小型化，並且能夠更加提高刺激的檢測精度。此外，從節省資源的觀點出發也較佳。
此外，在本發明中，例如也可以將凝膠部設置在容器主體的整個內底面、側面部等處，此外，也可以適用於大型的培養容器中，因而凝膠部的面積並不限定於上述範圍內的值。
收縮狀態下的凝膠部2的厚度並無特別限定，優選在5μm以上且5000μm以下，更優選在7μm以上且1000μm以下。
由此，能夠充分提高凝膠部2、培養容器10的耐久性、可靠性，並且能夠實現凝膠部2的薄型化、小型化。此外，能夠更加提高刺激的檢測精度。此外，能夠使凝膠部2的柔軟性更加出色，例如，能夠使相對於容器主體1的形狀的追隨性更加出色，從而能夠提高容器主體1與凝膠部2的密合性，能夠穩定地提高刺激的檢測精度。
關於構成凝膠部2的材料(凝膠材料)，之後詳細進行敘述。
此外，本實施方式的培養容器10具有蓋體3。
由此，能夠容易地向培養容器10的內部裝入培養液等，並且能夠更加有效地防止異物混入培養容器10的內部。
蓋體3可以由任何材料構成，優選由具有透光性的材料構成。
由此，能夠從外部適當地觀察培養容器10內的狀態。
作為構成蓋體3的具有透光性的材料，例如可以舉出各種玻璃材料、各種塑料材料等。
《凝膠材料》
以下，對於構成凝膠部2的凝膠材料(包含刺激響應性凝膠的材料)詳細地進行說明。
構成凝膠部2的凝膠材料至少包含通過規定物質的刺激而可逆地膨脹或者收縮的刺激響應性凝膠。
由此，能夠適當地進行培養液中所含的規定物質(例如，初始的培養液中所含的成分、隨著培養而產生的代謝物等)的監視。尤其是，由於不需要酶電極的插入、拔出等，從而能夠在密閉系統內進行監視，因此，能夠防止培養容器10內部的汙染，並且能夠適當地進行規定物質的監視。此外，由於能夠迅速確認培養細胞的狀態，因而能夠適當地調節培養條件，從而能夠提高培養效率。
〈刺激響應性凝膠〉
刺激響應性凝膠只要相對於規定物質的刺激有反應，則可以由任何材料構成，通常由包含具有交聯結構的高分子材料和溶劑的材料構成。
(高分子材料)
構成刺激響應性凝膠的高分子材料是對於檢測特定的刺激重要的成分，其結構根據應檢測的刺激的種類而不同。
構成刺激響應性凝膠的高分子材料並無特別限定，可以根據應檢測的刺激進行選擇。
以下，對於構成刺激響應性凝膠的高分子材料的具體例進行說明。
作為構成刺激響應性凝膠的高分子材料，例如可以使用通過使單體(monomer)、聚合引發劑、交聯劑等反應而得到的材料。
作為單體，例如可以舉出：丙烯醯胺、N-甲基丙烯醯胺、N-異丙基丙烯醯胺、N,N-二甲基丙烯醯胺、N,N-二甲氨基丙基丙烯醯胺、N,N-二甲氨基丙基丙烯醯胺各種季鹽、丙烯醯基嗎啉、N,N-二甲氨基丙烯酸乙酯各種季鹽、丙烯酸、各種丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸、各種甲基丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸2-羥乙酯、甘油單甲基丙烯酸酯、N-乙烯基吡咯烷酮、丙烯腈、苯乙烯、聚乙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、二縮三丙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、2,2-雙[4-(丙烯醯氧基二乙氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-(丙烯醯氧基聚乙氧基)苯基]丙烷、2-羥基-1-丙烯醯氧基-3-甲基丙烯醯氧基丙烷、2,2-雙[4-(丙烯醯氧基聚丙氧基)苯基]丙烷、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、聚丙二醇二甲基丙烯酸酯、2-羥基-1,3-二甲基丙烯醯氧基丙烷、2,2-雙[4-(甲基丙烯醯氧基乙氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-(甲基丙烯醯氧基乙氧基二乙氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-(甲基丙烯醯氧基乙氧基聚乙氧基)苯基]丙烷、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、四羥甲基甲烷三甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、四羥甲基甲烷三丙烯酸酯、四羥甲基甲烷四丙烯酸酯、雙季戊四醇六丙烯酸酯、N,N』-亞甲基雙丙烯醯胺、N,N』-亞甲基雙甲基丙烯醯胺、二乙二醇二烯丙基醚、二乙烯基苯等。
此外，作為能夠與糖相互作用的官能基，例如可以舉出硼酸基(尤其是苯硼酸基)，因而也可以使用具有硼酸基的單體。作為這樣的含有硼酸基的單體，例如可以舉出：丙烯醯氨基苯硼酸、甲基丙烯醯氨基苯硼酸、4-乙烯基苯硼酸等。
此外，在將離子物質(尤其是含有鈣離子的物質)作為規定物質(特定成分)進行檢測時，作為單體，可以適當地使用4-丙烯醯胺基苯並-18-冠-6-醚、丙烯醯氨基苯並冠醚、甲基丙烯醯氨基苯並冠醚、4-乙烯苯並冠醚等具有冠醚基的單體(尤其是含有苯並冠醚基的單體)。
此外，在將氯化鈉等的離子物質作為規定物質(特定成分)進行檢測時，作為單體，可以適當地使用3-丙烯醯胺基苯硼酸、乙烯基苯硼酸、丙烯醯氧基苯硼酸、N-異丙基丙烯醯胺(NIPAAm)、乙烯基雙丙烯醯胺、N-羥乙基丙烯醯胺等。尤其是，在將氯化鈉等的離子物質作為規定物質(特定成分)進行檢測時，作為單體，優選將選自由3-丙烯醯胺基苯硼酸、乙烯基苯硼酸以及丙烯醯氧基苯硼酸構成的組中的1種或2種以上的單體、和選自由N-異丙基丙烯醯胺(NIPAAm)、乙烯基雙丙烯醯胺以及N-羥乙基丙烯醯胺構成的組中的1種或2種以上的單體加以組合而使用。
此外，在將乳酸作為規定物質(特定成分)進行檢測時，作為單體，可以適當地使用3-丙烯醯胺基苯硼酸、乙烯基苯硼酸、丙烯醯氧基苯硼酸、N-異丙基丙烯醯胺(NIPAAm)、乙烯基雙丙烯醯胺、N-羥乙基丙烯醯胺等。尤其是，在將乳酸作為規定物質(特定成分)進行檢測時，作為單體，優選將選自由3-丙烯醯胺基苯硼酸、乙烯基苯硼酸以及丙烯醯氧基苯硼酸構成的組中的1種或2種以上的單體、和選自由N-異丙基丙烯醯胺(NIPAAm)、乙烯基雙丙烯醯胺以及N-羥乙基丙烯醯胺構成的組中的1種或2種以上的單體加以組合而使用。
作為聚合引發劑，例如可以根據其聚合方式適當地進行選擇，具體可以舉出：過氧化氫；過硫酸鹽、例如過硫酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸銨等；偶氮類引發劑、例如2,2』-偶氮雙(2-脒基丙烷)二鹽酸鹽、2,2』-偶氮雙(N,N』-二亞甲基異丁基脒基)二鹽酸鹽、2,2』-偶氮雙{2-甲基-N-[1,1-雙(羥甲基)-2-羥乙基]丙醯胺}、2,2』-偶氮雙[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二鹽酸鹽、4,4』-偶氮雙(4-氰基戊酸)、2,2』-偶氮二異丁腈、2,2』-偶氮雙(2,4』-二甲基戊腈)、苯甲酮、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮、1-羥基環己基苯基甲酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基氧膦、1-[4-(2-羥基乙氧基)-苯基]-2-羥基-2-甲基-1-丙烷-1-酮等通過紫外光而產生自由基的化合物；在2,4-二乙基噻噸酮、異丙基噻噸酮、1-氯-4-丙氧基噻噸酮、2-(3-二甲氨基-2-羥基丙氧基)-3,4-二甲基-9H-噻噸酮-9-酮內消旋氯化物、2-甲基-1[4-(甲基硫代)苯基]-2-嗎啉丙烷-1、2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-嗎啉苯基)-丁酮-1、雙(環戊二烯基)-雙(2,6-二氟-3-(吡咯基-1-基)鈦、1,3-二(叔丁基過氧化羰基)苯、3,3』,4,』-四(叔丁基過氧化羰基)二苯甲酮等的過氧酯中混合硫代吡喃鹽、部花青、喹啉、苯乙烯基喹啉類色素而形成的物質等的、通過360nm以上的波長的光而產生自由基的化合物等。此外，過氧化氫或者過硫酸鹽也可以與例如亞硫酸鹽、L-抗壞血酸等的還原性物質、胺鹽等組合而作為氧化還原系統的引發劑進行使用。
作為交聯劑，可以使用具有2個以上的聚合性官能基的化合物，具體可以舉出：乙二醇、丙二醇、三羥甲基丙烷、甘油、聚氧乙二醇、聚氧丙二醇、聚甘油、N,N』-亞甲基雙丙烯醯胺、N,N-亞甲基-雙-N-乙烯基乙醯胺、N,N-亞丁基-雙-N-乙烯基乙醯胺、甲苯二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、烯丙基化澱粉、烯丙基化纖維素、鄰苯二甲酸二烯丙酯、四烯丙氧基乙烷、季戊四醇三烯丙基醚、三羥甲基丙烷三烯丙基醚、二乙二醇二烯丙基醚、1,2,4-苯三甲酸三烯丙酯等。
刺激響應性凝膠也可以包含不同的多種高分子材料。
例如，刺激響應性凝膠也可以包含具有OH基(與碳原子結合的羥基)的第一聚合物、和具有苯硼酸結構的第二聚合物作為高分子材料。
由此，刺激響應性凝膠能夠成為第一聚合物所具有的OH基與第二聚合物所具有的苯硼酸結構結合的第一狀態、和第一聚合物所具有的OH基與第二聚合物所具有的苯硼酸結構的結合被解除的第二狀態。
這樣的狀態變化是由周圍環境的變化(規定物質(特定成分)的有無、規定物質(特定成分)的濃度等的變化)而引起的。而且，刺激響應性凝膠中所含的多個分子(第一聚合物分子和第二聚合物分子)中呈第一狀態的分子與呈第二狀態的分子的比率根據其刺激強度(規定物質(特定成分)的濃度)而傾斜地變化。
因此，能夠定量性地檢測刺激的強度。
刺激響應性凝膠優選為通過第二聚合物所具有的苯硼酸結構與乳酸進行反應而變為第二狀態的凝膠。
如上所述包含第一聚合物和第二聚合物的刺激響應性凝膠，即使在各種物質(特定成分)中，對乳酸也能夠在特別寬的濃度區域中，以特別高的靈敏度進行檢測、定量。此外，在現有技術中，乳酸的檢測、定量基本上都是使用酶進行，尚無能夠適用於乳酸的檢測、定量的凝膠材料。由以上可知，通過將刺激響應性凝膠使用於乳酸的檢測、定量中，能夠更加顯著地發揮本發明的效果。
上述刺激響應性凝膠(包含第一聚合物和第二聚合物的刺激響應性凝膠)之所以對乳酸呈現較高的靈敏度，認為是因為以下原因。即，在凝膠材料(培養容器)是檢測乳酸的材料的情況下，當乳酸的濃度低時，呈第一聚合物所具有的OH基與第二聚合物所具有的苯硼酸結構結合的第一狀態的物質的比例升高。另一方面，當乳酸的濃度變高時，反應性極高，第一聚合物所具有的OH基與苯硼酸結構的結合轉換為乳酸與苯硼酸結構的結合。認為這是因為：乳酸是具有α-羥基羧酸的結構，並且與苯硼酸結構的反應性特別高的化合物，並且乳酸的分子尺寸小，因此，在刺激響應性凝膠中，能夠容易地接近第二聚合物所具有的苯硼酸結構。
以下，以刺激響應性凝膠包含具有OH基(與碳原子結合的羥基)的第一聚合物和具有苯硼酸結構的第二聚合物的情況、尤其是刺激響應性凝膠通過第二聚合物所具有的苯硼酸結構與乳酸進行反應而變為第二狀態，且被使用於乳酸的檢測、定量中的情況為中心進行說明。
(第一聚合物)
第一聚合物具有OH(羥基)。
OH基可以是在使作為聚合物的構成成分的聚合性化合物(單體等)聚合後導入的OH基，但優選為作為聚合物的構成成分的聚合性化合物所具有的OH基。
由此，能夠容易且準確地調節第一聚合物所具有的OH基的比例等。
作為構成第一聚合物的、具有OH基的單體，例如可以舉出：N-羥乙基丙烯醯胺、N,N』-(1,2-二羥基乙烯)雙丙烯醯胺、甲基丙烯酸2-羥乙酯、甘油單甲基丙烯酸酯、2-羥基-1-丙烯醯氧基-3-甲基丙烯醯氧基丙烷、2-羥基-1,3-二甲基丙烯醯氧基丙烷等，可以將從其中選擇的1種或者2種以上加以組合而利用，但是，第一聚合物優選包含N-羥乙基丙烯醯胺作為構成成分。
由此，能夠更加適當地根據刺激響應性凝膠的放置環境的變化(尤其是乳酸濃度的變化)而進行第一狀態與第二狀態之間的轉移，能夠在更寬的區域中更加穩定地進行刺激強度(尤其是乳酸的濃度)的檢測、定量。此外，能夠使刺激響應性凝膠的溶劑的保持力特別高，從而能夠長期穩定地保持適當的凝膠狀態。
此外，第一聚合物也可以包含不具有OH基的單體作為其構成成分。由此，能夠將第一聚合物所具有的OH基的比例等調節為適當的比例。
作為構成第一聚合物的、不具有OH基的單體，例如可以舉出：丙烯醯胺、N-甲基丙烯醯胺、N-異丙基丙烯醯胺、N,N-二甲基丙烯醯胺、N,N-二甲氨基丙基丙烯醯胺、N,N-二甲氨基丙基丙烯醯胺各種季鹽、丙烯醯基嗎啉、N,N-二甲氨基丙烯酸乙酯各種季鹽、丙烯酸、各種丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸、各種甲基丙烯酸烷基酯、N-乙烯基吡咯烷酮、丙烯腈、苯乙烯、聚乙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、二縮三丙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、2,2-雙[4-(丙烯醯氧基二乙氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-(丙烯醯氧基聚乙氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-(丙烯醯氧基聚丙氧基)苯基]丙烷、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、聚丙二醇二甲基丙烯酸酯、2,2-雙[4-(甲基丙烯醯氧基乙氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-(甲基丙烯醯氧基乙氧基二乙氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-(甲基丙烯醯氧基乙氧基聚乙氧基)苯基]丙烷、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、四羥甲基甲烷三甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、四羥甲基甲烷三丙烯酸酯、四羥甲基甲烷四丙烯酸酯、雙季戊四醇六丙烯酸酯、N,N』-亞甲基雙丙烯醯胺、N,N』-亞甲基雙甲基丙烯醯胺、二乙二醇二烯丙基醚、二乙烯基苯、乙烯基雙丙烯醯胺、N-[3-(二甲氨基)丙基]甲基丙烯醯胺、二丙酮丙烯醯胺、N-叔丁基丙烯醯胺、N,N-二乙基丙烯醯胺、N-異丙基甲基丙烯醯胺、N-(丁氧基甲基)丙烯醯胺、N-(異丁氧基甲基)丙烯醯胺、N-苯基丙烯醯胺、2-丙烯醯胺基-2-甲基丙磺酸、4-丙烯醯胺基苯並-18-冠-6-醚、丙烯醯氨基苯並冠醚、甲基丙烯醯氨基苯並冠醚、4-乙烯苯並冠醚等，可以將從其中選擇的1種或者2種以上加以組合而利用。
第一聚合物中的不具有OH基的單體的含有率優選在0.1mol％以上且40mol％以下，更優選在0.2mol％以上且30mol％以下，進而優選在0.3mol％以上且20mol％以下。
第一聚合物也可以包含交聯劑成分作為構成成分。
由此，第一聚合物具有交聯結構，且具有三維網狀結構。由此，能夠使刺激響應性凝膠的溶劑的保持力特別高，從而能夠長期穩定地保持適當的凝膠狀態。即，刺激響應性凝膠的耐久性變出色。
作為交聯劑成分，可以使用具有2個以上的聚合性官能基的化合物，具體可以舉出例如：乙二醇、丙二醇、三羥甲基丙烷、甘油、聚氧乙二醇、聚氧丙二醇、聚甘油、N,N』-亞甲基雙丙烯醯胺、N,N-亞甲基-雙-N-乙烯基乙醯胺、N,N-亞丁基-雙-N-乙烯基乙醯胺、甲苯二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、烯丙基化澱粉、烯丙基化纖維素、鄰苯二甲酸二烯丙酯、四烯丙氧基乙烷、季戊四醇三烯丙基醚、三羥甲基丙烷三烯丙基醚、二乙二醇二烯丙基醚、1,2,4-苯三甲酸三烯丙酯等，可以將從其中選擇的1種或者2種以上加以組合而利用。
第一聚合物中的交聯劑成分的含有率優選在0.5mol％以上且7.0mol％以下，更優選在0.8mol％以上且6.0mol％以下，進而優選在1.1mol％以上且5.0mol％以下。
由此，能夠使第一聚合物的交聯度在更加適當的範圍內，從而能夠更加顯著地發揮上述效果，並且能夠使第一聚合物的柔軟性更加適當。
第一聚合物中的具有OH基的單體的含有率優選在54mol％以上且99mol％以下，更優選在65mol％以上且98.5mol％以下，進而優選在76mol％以上且98mol％以下。
由此，能夠更加顯著地發揮上述通過第一聚合物具有OH基而帶來的效果，並且能夠充分發揮具有OH基的單體以外的其他成分(交聯劑、不具有OH基的單體等)的效果。
第一聚合物的羥值優選在15mgKOH/g以上且620mgKOH/g以下，更優選在34mgKOH/g以上且78mgKOH/g以下。
由此，能夠更加顯著地發揮上述通過第一聚合物具有OH基而帶來的效果，並且能夠使刺激響應性凝膠的耐久性特別出色。
相對於此，當第一聚合物的羥值小於上述下限值時，根據第二聚合物所具有的苯硼酸結構的比例等，有可能無法充分得到上述通過第一聚合物具有OH基而帶來的效果。
此外，當第一聚合物的羥值超過上述上限值時，刺激響應性凝膠的耐久性降低。
此外，第一聚合物不具有苯硼酸結構。
刺激響應性凝膠中的第一聚合物的含有率X1優選在0.05wt％以上且98wt％以下，更優選在0.1wt％以上且70wt％以下。
由此，對乳酸的靈敏度、定量性特別出色，並且能夠使刺激響應性凝膠的溶劑的保持力特別高，從而能夠長期穩定地保持適當的凝膠狀態。
此外，高分子材料中的第一聚合物的含有率優選在1.0wt％以上且99wt％以下，更優選在1.5wt％以上且98wt％以下。
由此，對乳酸的靈敏度、定量性特別出色，並且能夠使刺激響應性凝膠的溶劑的保持力特別高，從而能夠長期穩定地保持適當的凝膠狀態。
(第二聚合物)
第二聚合物具有苯硼酸結構。
通過同時包含上述第一聚合物和這樣的第二聚合物，能夠在寬的區域中容易且穩定地進行刺激強度(規定成分的濃度等)的檢測。尤其是在凝膠材料(培養容器)是進行乳酸的檢測、定量的材料的情況下，能夠提高低濃度區域(例如，0.4質量％以下的區域)中的靈敏度。
苯硼酸結構可以是在使作為聚合物的構成成分的聚合性化合物(單體等)聚合後導入的苯硼酸結構，優選為作為聚合物的構成成分的聚合性化合物所具有的苯硼酸結構。
由此，能夠容易且準確地調節第二聚合物所具有的苯硼酸結構的比例等。
作為構成第二聚合物的、具有苯硼酸結構的單體，例如可以舉出：3-丙烯醯胺苯硼酸、乙烯基苯硼酸、丙烯醯氧基苯硼酸、丙烯醯氨基苯硼酸、甲基丙烯醯氨基苯硼酸、4-乙烯基苯硼酸等，可以將從其中選擇的1種或者2種以上加以組合而利用，第二聚合物優選包含3-丙烯醯胺苯硼酸作為構成成分。
由此，能夠更加適當地根據刺激響應性凝膠的放置環境的變化(尤其是乳酸濃度的變化)而進行第一狀態與第二狀態之間的轉移，能夠在更寬的區域中更加穩定地進行刺激強度(尤其是乳酸的濃度)的檢測、定量。此外，能夠使刺激響應性凝膠的溶劑的保持力特別高，從而能夠長期穩定地保持適當的凝膠狀態。
此外，第二聚合物也可以包含不具有苯硼酸結構的單體作為其構成成分。由此，能夠將第二聚合物所具有的苯硼酸結構的比例等調節為適當的比例。
作為構成第二聚合物的、不具有苯硼酸結構的單體，例如可以舉出：丙烯醯胺、N-甲基丙烯醯胺、N-異丙基丙烯醯胺、N,N-二甲基丙烯醯胺、N,N-二甲氨基丙基丙烯醯胺、N,N-二甲氨基丙基丙烯醯胺各種季鹽、丙烯醯基嗎啉、N,N-二甲氨基丙烯酸乙酯各種季鹽、丙烯酸、各種丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸、各種甲基丙烯酸烷基酯、N-乙烯基吡咯烷酮、丙烯腈、苯乙烯、聚乙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、二縮三丙二醇二丙烯酸酯、聚丙二醇二丙烯酸酯、2,2-雙[4-(丙烯醯氧基二乙氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-(丙烯醯氧基聚乙氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-(丙烯醯氧基聚丙氧基)苯基]丙烷、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、聚丙二醇二甲基丙烯酸酯、2,2-雙[4-(甲基丙烯醯氧基乙氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-(甲基丙烯醯氧基乙氧基二乙氧基)苯基]丙烷、2,2-雙[4-(甲基丙烯醯氧基乙氧基聚乙氧基)苯基]丙烷、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、四羥甲基甲烷三甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、四羥甲基甲烷三丙烯酸酯、四羥甲基甲烷四丙烯酸酯、雙季戊四醇六丙烯酸酯、N,N』-亞甲基雙丙烯醯胺、N,N』-亞甲基雙甲基丙烯醯胺、二乙二醇二烯丙基醚、二乙烯基苯、乙烯基雙丙烯醯胺、N-[3-(二甲氨基)丙基]甲基丙烯醯胺、二丙酮丙烯醯胺、N-叔丁基丙烯醯胺、N,N-二乙基丙烯醯胺、N-異丙基甲基丙烯醯胺、N-(丁氧基甲基)丙烯醯胺、N-(異丁氧基甲基)丙烯醯胺、N-苯基丙烯醯胺、N-羥乙基丙烯醯胺、甲基丙烯酸2-羥乙酯、甘油單甲基丙烯酸酯、2-羥基-1-丙烯醯氧基-3-甲基丙烯醯氧基丙烷、2-羥基-1,3-二甲基丙烯醯氧基丙烷、4-丙烯醯胺基苯並-18-冠-6-醚、丙烯醯氨基苯並冠醚、甲基丙烯醯氨基苯並冠醚、4-乙烯苯並冠醚等，可以將從其中選擇的1種或者2種以上加以組合而利用，第二聚合物優選包含N-羥乙基丙烯醯胺作為構成成分。
由此，能夠使第一聚合物與第二聚合物的親和性更加適當，能夠在更長時間內更加可靠地防止刺激響應性凝膠中的非本意的相分離等的問題，從而能夠使刺激響應性凝膠的耐久性、可靠性特別出色。此外，能夠使刺激響應性凝膠的溶劑的保持力特別高。
第二聚合物中的不具有苯硼酸結構的單體的含有率優選在1mol％以上且96mol％以下，更優選在5mol％以上且95mol％以下，進而優選在20mol％以上且93mol％以下。
第二聚合物也可以包含交聯劑成分作為構成成分。
由此，第二聚合物具有交聯結構，且具有三維網狀結構。由此，能夠使刺激響應性凝膠的溶劑的保持力特別高，從而能夠長期穩定地保持適當的凝膠狀態。即，刺激響應性凝膠的耐久性出色。
作為交聯劑成分，可以使用具有2個以上的聚合性官能基的化合物，具體可以舉出例如：乙二醇、丙二醇、三羥甲基丙烷、甘油、聚氧乙二醇、聚氧丙二醇、聚甘油、N,N』-亞甲基雙丙烯醯胺、N,N-亞甲基-雙-N-乙烯基乙醯胺、N,N-亞丁基-雙-N-乙烯基乙醯胺、甲苯二異氰酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、烯丙基化澱粉、烯丙基化纖維素、鄰苯二甲酸二烯丙酯、四烯丙氧基乙烷、季戊四醇三烯丙基醚、三羥甲基丙烷三烯丙基醚、二乙二醇二烯丙基醚、1,2,4-苯三甲酸三烯丙酯等，可以將從其中選擇的1種或者2種以上加以組合而利用。
第二聚合物中的交聯劑成分的含有率優選在0.5mol％以上且10.0mol％以下，更優選在0.8mol％以上且8.0mol％以下，進而優選在1.1mol％以上且6.0mol％以下。
由此，能夠使第二聚合物的交聯度在更加適當的範圍內，能夠更加顯著地發揮上述效果，並且能夠使第二聚合物的柔軟性更加適當。
第二聚合物中的具有苯硼酸結構的單體的含有率優選在3.0mol％以上且98mol％以下，更優選在3.5mol％以上且70mol％以下，進而優選在3.8mol％以上且70mol％以下。
由此，刺激響應性凝膠的柔軟性特別出色，相對於規定物質(特定成分)的靈敏度、定量性特別出色，能夠在更寬的區域中更加穩定地進行刺激強度(尤其是乳酸的濃度)的檢測、定量。
相對於此，當第二聚合物中的具有苯硼酸結構的單體的含有率小於上述下限值時，根據第一聚合物所具有的OH基的比例等，有可能難以使能夠適當地進行刺激強度(例如乳酸的濃度)的檢測、定量的範圍(例如乳酸的濃度)變為充分寬的範圍。
此外，當第二聚合物中的具有苯硼酸結構的單體的含有率超過上述上限值時，刺激響應性凝膠難以變形，相對於規定物質(特定成分)的靈敏度、定量性降低。
認為這是因為：苯硼酸結構的比例增大，多個苯環之間出現強烈的π電子相互作用(π堆積)，供溶劑等進入的空間變少。
刺激響應性凝膠中的第二聚合物的含有率X2優選在0.01wt％以上且70wt％以下，更優選在0.05wt％以上且65wt％以下。
由此，刺激響應性凝膠的柔軟性變得特別出色，相對於規定物質(特定成分)的靈敏度、定量性變得特別出色，從而能夠在更寬的區域中更加穩定地進行刺激強度(尤其是乳酸的濃度)的檢測、定量。
相對於此，當刺激響應性凝膠中的第二聚合物的含有率X2小於上述下限值時，根據第一聚合物所具有的OH基的比例等，有可能難以使能夠適當地進行刺激強度(例如乳酸的濃度)的檢測、定量的範圍(例如乳酸的濃度)變為充分寬的範圍。
此外，當刺激響應性凝膠中的第二聚合物的含有率X2超過上述上限值時，刺激響應性凝膠難以變形，相對於規定物質(特定成分)的靈敏度、定量性降低。
此外，高分子材料中的第二聚合物的含有率優選在1.0wt％以上且70wt％以下，更優選在2.0wt％以上且65wt％以下。
由此，刺激響應性凝膠的柔軟性變得特別出色，相對於規定物質(特定成分)的靈敏度、定量性變得特別出色，從而能夠在更寬的區域中更加穩定地進行刺激強度(尤其是乳酸的濃度)的檢測、定量。
相對於此，當高分子材料中的第二聚合物的含有率小於上述下限值時，根據第一聚合物所具有的OH基的比例等，有可能難以使能夠適當地進行刺激強度(例如乳酸的濃度)的檢測、定量的範圍(例如乳酸的濃度)變為充分寬的範圍。
此外，當高分子材料中的第二聚合物的含有率超過上述上限值時，刺激響應性凝膠難以變形，相對於規定物質(特定成分)的靈敏度、定量性降低。
在將刺激響應性凝膠中的第一聚合物的含有率設為X1[質量％]，將第二聚合物的含有率設為X2[質量％]時，優選滿足0.2≤X2/X1≤8的關係，更優選滿足1.3≤X2/X1≤1.9的關係。
由此，刺激響應性凝膠的柔軟性變得特別出色，相對於規定物質(特定成分)的靈敏度、定量性變得特別出色，從而能夠在更寬的區域中更加穩定地進行刺激強度(尤其是乳酸的濃度)的檢測、定量。
相對於此，當X2/X1的值小於上述下限值時，有可能難以使能夠適當地進行刺激強度(例如乳酸的濃度)的檢測、定量的範圍(例如乳酸的濃度)變為充分寬的範圍。
此外，當X2/X1的值超過上述上限值時，刺激響應性凝膠難以變形，相對於規定物質(特定成分)的靈敏度、定量性降低。
刺激響應性凝膠中的高分子材料的含有率優選在0.7質量％以上且36.0質量％以下，更優選在2.4質量％以上且27.0質量％以下。
(溶劑)
通過使刺激響應性凝膠包含溶劑，能夠適當地使上述高分子材料凝膠化。
作為溶劑，可以使用各種有機溶劑、無機溶劑，更為具體地可以舉出例如：水；甲醇、乙醇等的各種醇；丙酮等的酮類；四氫呋喃、二乙醚等的醚類；二甲基甲醯胺等的醯胺類；正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷等的鏈狀脂肪烴；環己烷、甲基環己烷等的脂環烴；苯、甲苯、二甲苯等芳香族烴類等，尤其優選包含水。
刺激響應性凝膠也可以包含不同的多種成分作為溶劑。
刺激響應性凝膠中的溶劑的含有率優選在30wt％以上且95wt％以下，更優選在50wt％以上且90wt％以下。
〈粒子〉
構成凝膠部2的凝膠材料也可以包含上述以外的成分(其他成分)。
構成凝膠部2的凝膠材料也可以包含平均粒徑在10nm以上且1000nm以下的粒子(微粒)。
由此，能夠確認基於布拉格反射的結構色。尤其是，隨著刺激響應性凝膠的膨脹或者收縮，相鄰的該粒子的距離變化，基於布拉格反射的結構色也變化，因此，能夠光學性(視覺性)地檢測規定物質(特定成分)。此外，由於能夠確認基於布拉格反射的結構色或者結構色的變化，因此，例如能夠根據其色調而更加容易且更加正確地進行規定物質(特定成分)的定量。此外，即使不使用用於檢測刺激響應性凝膠的變形(膨脹或收縮)的檢測裝置，也可以通過目視觀察而適當地進行規定物質(特定成分)的檢測、定量。此外，即使在使用檢測裝置的情況下，由於無需檢測微小的形狀變化，而只要檢測出色調的變化即可，因此，檢測裝置也可以利用比較廉價的裝置。
在構成凝膠部2的凝膠材料包含粒子時，粒子的平均粒徑優選在10nm以上且1000nm以下，更優選在20nm以上且500nm以下。
在本發明中，平均粒徑是指體積標準的平均粒徑，例如可以利用庫爾特計數法粒度分布測量器(COULTER ELECTRONICS INC制TA-Ⅱ型)，並使用50μm的孔徑，對於將樣品添加至甲醇中，並利用超聲波分散器分散3分鐘而得到的分散液進行測量，從而求出平均粒徑。
作為微粒的構成材料，可以舉出：二氧化矽、氧化鈦等的無機材料；聚苯乙烯、聚酯、聚醯亞胺、聚烯烴、聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丙烯、聚醚碸、尼龍、聚氨酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯等有機材料(聚合物)等，微粒優選為二氧化矽微粒。
由此，能夠使微粒的形狀的穩定性等特別出色，並能夠使凝膠材料、培養容器的耐久性、可靠性等特別出色。此外，二氧化矽微粒作為粒度分布清晰的微粒(單分散微粒)比較容易獲得，因而從凝膠材料、培養容器的穩定的生產、供給的觀點來看也是有利的。
微粒的形狀並無特別限定，優選為球狀。由此，能夠更加準確地確認基於膠體結晶的結構色，從而能夠更加容易且更加準確地進行乳酸濃度的定量。
凝膠材料也可以包含不同的多種微粒。
凝膠材料中的微粒的含有率優選在1.6質量％以上且36質量％以下，更優選在4.0質量％以上且24質量％以下。
由此，能夠更加顯著地發揮通過凝膠材料包含微粒所帶來的上述效果。
〈其他成分〉
構成凝膠部2的凝膠材料也可以包含上述以外的成分(其他成分)。
作為這樣的成分，例如可以舉出：著色劑、增滑劑(流平劑)、抗真菌劑、防腐劑、抗氧化劑、不能形成氫鍵的溶劑、保溼劑等。
《培養系統》
以下，對培養系統進行說明。
圖2是用於說明培養系統的較佳實施方式的模式立體圖。
如圖2所示，培養系統100包括培養容器10和檢測培養容器10的凝膠部2的狀態的檢測單元20。
由此，能夠防止培養容器內部的汙染，並且能夠穩定地檢測由規定物質的刺激而引起的刺激響應性凝膠的變形(膨脹或收縮)，從而能夠適當地進行培養容器內部的監視。
作為檢測單元20，例如可以使用檢測由包含刺激響應性凝膠的材料構成的凝膠部2的色調(反射光的波長)的光檢測器(光學傳感器等)等。
由此，例如在構成凝膠部2的凝膠材料包含上述粒子時，能夠適當地檢測基於布拉格反射的結構色、該結構色的變化，從而能夠更高精度地檢測規定物質的刺激(特別物質的濃度等)，並且能夠使檢測速度更快。
在圖示的構成中，檢測單元20配置在培養容器10(容器主體1)的底面側。
由此，例如能夠更加有效地防止培養液等的色調對於規定物質的檢測造成不良影響。此外，通過將培養容器10載置在檢測單元20上，能夠實現培養系統100(培養裝置)的小型化。此外，能夠提高在培養系統100(培養裝置)的規定部位處設置培養容器10時的操作性。
此外，培養系統100也可以具備未圖示的光源。
由此，能夠穩定地進行反射光的檢測，從而能夠使檢測結果的可靠性更加出色。
作為光源，可以使用任何光源，但是，在凝膠部2呈基於布拉格反射的結構色時，優選為照射包含刺激響應性凝膠的膨脹狀態下的反射光的峰值波長和收縮狀態下的反射光的峰值波長的波長區域的光的光源。
光源也可以是與檢測單元20呈整體設置(與檢測單元20單元化)的光源。
此外，也可以構成為：通過檢測單元20檢測出的檢測結果通過有線或者無線被發送至未圖示的控制部，控制部也可以根據檢測結果而控制培養條件(例如溫度、氧濃度等)。
此外，檢測結果也可以記錄在未圖示的記錄部中。由此，例如可以詳細地研究凝膠部2的狀態的經時性變化。此外，可以將記錄的檢測結果利用於之後進行的培養條件的設定，從而能夠進一步提高培養效率。
檢測單元20也可以安裝在機器人上，由該機器人進行凝膠部2的狀態檢測。
由此，能夠實現培養工序的無人化，能夠更加有效地防止培養容器內部的汙染，並且能夠進一步提高培養效率。此外，培養基的更換、利用顯微鏡的細胞觀察等也可以利用機器人進行，可以將利用檢測單元20的檢測設為機器人所進行的自動化細胞培養工序的一部分，從而能夠使培養效率特別出色。
此外，培養系統100例如也可以使用多個培養容器10進行培養，並且自動地向該多個培養容器10內導入培養液、細胞等、以及利用檢測單元20進行凝膠部2的狀態的檢測等。
由此，能夠進一步提高培養效率。
此外，該多個培養容器10也可以利用傳送帶等的搬送單元進行搬送，並在該搬送過程中利用檢測單元20檢測凝膠部2的狀態。
以上，對於較佳的實施方式進行了說明，但並不限定於此。
例如，培養容器也可以具備上述以外的其他構成。
此外，在上述實施方式中，以培養容器呈盤狀(尤其是淺碟狀)的情況為中心進行了說明，但是，培養容器的形狀並不限定於此，例如也可以是袋狀、纖維狀等任意的形狀。
此外，在上述實施方式中，代表性地對於凝膠部呈薄板狀的情況進行了說明，但是，凝膠部也可以呈薄板狀以外的其他形狀。
此外，在上述實施方式中，代表性地對於凝膠部設置在容器主體的內底面上的情況進行了說明，但是，凝膠部的設置部位並不限定於此。
此外，培養容器的構成部件的一部分也可以構成為能夠更換、或者構成為能夠拆除和重新安裝。例如，凝膠部也可以構成為能夠更換、或者能夠拆除和重新安裝。
此外，在上述實施方式中，代表性地對於培養容器具有培養容器主體和凝膠部的情況進行了說明，但是，培養容器也可以整體由凝膠部(凝膠材料)構成。