JP5799395B2 - Microchip that can capture suspended cancer cells in blood - Google Patents

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Description

本発明は血液中の浮遊癌細胞を単離又は検出するための機能性マイクロチップに関する。   The present invention relates to a functional microchip for isolating or detecting floating cancer cells in blood.

癌の治療や研究において、癌細胞を直接解析する重要性が認識されてはいるものの、その採取は大きな身体的負担が伴うことなどから一般に容易ではない。
一方、近年の研究により、癌の初期段階から末梢血中に癌細胞が存在することが明らかにされており、このような血中の細胞を単離できれば癌細胞を容易に採取できる。
しかし血中の癌細胞濃度は極めて低いため、通常の分離技術では血液が大量に必要となり、現状では実質的に癌細胞の単離は不可能となっている。
非特許文献1は、シリコンウェハを加工したマイクロチップの流路に抗体を固定化し、数mlの血液を流して癌細胞を捕捉する技術を開示する。
しかし、同文献に開示するマイクロチップはシリコンウェハを加工したものであり、加工手順が複雑で高価となること、不透明で透過観察ができないこと、脆いため使用範囲が限定されることなどから、実用性に劣るものであった。
また、特許文献1に金薄膜表面に抗体を固定したマイクロチップを開示するが、やはり構造が複雑で高価であった。
Although the importance of direct analysis of cancer cells is recognized in cancer treatment and research, the collection is generally not easy due to the great physical burden.
On the other hand, recent studies have revealed that cancer cells are present in peripheral blood from the initial stage of cancer, and cancer cells can be easily collected if such blood cells can be isolated.
However, since the concentration of cancer cells in the blood is extremely low, a large amount of blood is required by a normal separation technique, and at present, it is substantially impossible to isolate cancer cells.
Non-Patent Document 1 discloses a technique of capturing cancer cells by immobilizing an antibody in a flow path of a microchip processed from a silicon wafer and flowing a few ml of blood.
However, the microchip disclosed in this document is a silicon wafer processed, and the processing procedure is complicated and expensive, it is opaque and cannot be observed through transmission, and it is brittle, so the range of use is limited, so it is practical. It was inferior in nature.
Patent Document 1 discloses a microchip in which an antibody is immobilized on the surface of a thin gold film, but the structure is still complicated and expensive.

特開2010−38628号公報JP 2010-38628 A

Isolation of rare circulating tumour cells in cancer patients by microchip technology , Sunitha Nagrath et al , Nature Vol.450(2007) , P.1235Isolation of rare circulating tumour cells in cancer patients by microchip technology, Sunitha Nagrath et al, Nature Vol.450 (2007), P.1235

本発明は、血液中の浮遊癌細胞の単離又は検出に優れ、生産性が高く安価である樹脂製のマイクロチップの提供を目的とする。
特に血中浮遊癌細胞を単離及び検出するのに有効な樹脂製のマイクロチップの提供を目的とする。
An object of the present invention is to provide a resin-made microchip that is excellent in isolation or detection of floating cancer cells in blood, has high productivity, and is inexpensive.
In particular, an object of the present invention is to provide a resin microchip effective for isolating and detecting blood floating cancer cells.

本発明に係るマイクロチップは、1個の重合性二重結合を有しカルボキシル基および/またはエポキシ基を有する単量体Zと、1個の重合性二重結合を有する単量体Z以外の単量体Xと、架橋反応可能な2個以上の重合性二重結合を有する単量体Yと、重合体Bとからなる混合物を重合固化した重合体組成物からなるマイクロチップであって、当該重合体組成物の表面又は内部に流体を通すことができるミクロな構造を有する流路を有し、前記流路は表面の少なくとも一部に癌細胞表面に存在する抗原と結合する抗体が固定され、前記単量体Xは、それを単独で重合した時のガラス転移温度が10℃以下であり、前記重合体Bは、コア・シェル型の高分子微粒子であり、前記流路は深さが50〜150μmであり、流路底面に深さ以下の高さを有する突起を複数個配してあり、隣接する突起間の最小の間隔は血液細胞の流れが阻害されない50〜100μmであり、前記の流路底面に配した突起がマイクロ柱であり、当該マイクロ柱は血液中の浮遊癌細胞を捕捉できる外接円直径が50〜200μmであることを特徴とする。
本発明は、マイクロ流路に直接的に癌細胞表面に存在する抗原と結合する抗体を固定したものである。
The microchip according to the present invention includes a monomer Z having one polymerizable double bond and a carboxyl group and / or an epoxy group, and a monomer Z having one polymerizable double bond. A microchip comprising a polymer composition obtained by polymerizing and solidifying a mixture of a monomer X, a monomer Y having two or more polymerizable double bonds capable of crosslinking reaction, and a polymer B, It has a channel having a micro structure that allows fluid to pass through the surface or inside of the polymer composition, and in the channel, an antibody that binds to an antigen present on the surface of cancer cells is fixed to at least a part of the surface. The monomer X has a glass transition temperature of 10 ° C. or lower when it is polymerized alone, the polymer B is a core-shell type polymer fine particle, and the flow path has a depth. Is 50 to 150 μm, and the height below the depth at the bottom of the channel A plurality of protrusions are provided, the minimum distance between adjacent protrusions is 50 to 100 μm so that the flow of blood cells is not hindered, and the protrusions arranged on the bottom surface of the flow path are micro pillars. Is characterized by having a circumscribed circle diameter of 50 to 200 μm capable of capturing floating cancer cells in blood.
In the present invention, an antibody that binds to an antigen present directly on the surface of a cancer cell is immobilized in a microchannel.

本発明において、抗体と結合する水溶性ポリマーをマイクロチップの流路表面に固定化(共有結合)してもよい。
本発明において、重合体組成物の表面又は内部に流路を有すると表現したのは、重合体組成物の表面にマイクロ流路を形成し、このマイクロ流路の上に透明樹脂プレート又はガラスカバー等の蓋体を重ね合せて血液を送り込む流路を形成してもよく、表面にマイクロ流路を形成した重合体組成物を2つ以上重ね合せて二次元,三次元の立体的な流路を形成してもよい趣旨である。
このようなマイクロチップは光透過性を有し、透過観察ができる。
In the present invention, a water-soluble polymer that binds to an antibody may be immobilized (covalently bonded) to the surface of the microchip channel .
In the present invention, the expression “having a flow path on the surface or inside of the polymer composition” means that a micro flow path is formed on the surface of the polymer composition, and a transparent resin plate or glass cover is formed on the micro flow path. A flow channel for feeding blood may be formed by superimposing lids such as two-dimensional and three-dimensional channels by superposing two or more polymer compositions having micro-channels on the surface. It may be formed.
Such a microchip is light transmissive and allows transmission observation.

血中に浮遊する癌細胞の表面に存在する抗原に反応する抗体を固定するための、カルボキシル基を有する水溶性のポリマーは、ポリアクリル酸,ポリアクリル酸共重合体,ポリメタクリル酸,ポリメタクリル酸共重合体等が好ましい。
そこで、本発明に係る重合体組成物(樹脂)にカルボキシル基と反応する官能基を有する単量体Zを含有するようにした。
単量体Zは、フリーラジカル重合により重合する1個の重合性二重結合を有するのが好ましく、重合体組成物中に単量体Zは10〜35質量%含有するのが好ましい。
10%未満ではカルボキシル基を有する水溶性ポリマーが十分に付かないからであり、35%を超えると硬度上昇や吸着力の上昇で成形性に問題が生じる。
Water-soluble polymers with carboxyl groups for immobilizing antibodies that react with antigens present on the surface of cancer cells floating in the blood are polyacrylic acid, polyacrylic acid copolymer, polymethacrylic acid, polymethacrylic acid. An acid copolymer or the like is preferable.
Therefore, the polymer composition (resin) according to the present invention contains a monomer Z having a functional group that reacts with a carboxyl group.
The monomer Z preferably has one polymerizable double bond that is polymerized by free radical polymerization, and the monomer Z is preferably contained in an amount of 10 to 35% by mass in the polymer composition.
If the amount is less than 10%, a water-soluble polymer having a carboxyl group is not sufficiently attached. If the amount exceeds 35%, a problem arises in moldability due to an increase in hardness or an increase in adsorption force.

単量体Zは、1個の重合性二重結合を有し、カルボキシル基及び/又はエポキシ基を有するもの、あるいは、カルボキシル基と反応する官能基を有するものであればよい。
このような単量体の例としては、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、アリルグリシジルエーテル、4−ビニルシクロヘキサンモノエポキサイド、2−アミノエチルビニルエーテル、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート、t−ブチルアミノエチルメタクリレート、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド等が挙げられる。
The monomer Z may be any monomer having one polymerizable double bond, having a carboxyl group and / or an epoxy group, or having a functional group that reacts with a carboxyl group.
Examples of such monomers include glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, allyl glycidyl ether, 4-vinylcyclohexane monoepoxide, 2-aminoethyl vinyl ether, dimethylaminoethyl acrylate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl acrylate, diethylaminoethyl. Methacrylate, t-butylaminoethyl methacrylate, N-methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide and the like can be mentioned.

単量体Yは、重合時に架橋反応を行わせるためのものである。
単量体Yの重合体組成物中の含有量は5〜35質量%がよい。
5%未満では重合体組成物の粘接着力が高くなり過ぎ、35%を超えると重合体組成物が硬く脆くなり過ぎる。
単量体Yの例としては、ジ(メタ)アクリル酸エチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸ブタンジオール、ジ(メタ)アクリル酸1,6−ヘキサンジオール、ジ(メタ)アクリル酸1,10−デカンジオール、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
The monomer Y is for causing a crosslinking reaction during polymerization.
The content of the monomer Y in the polymer composition is preferably 5 to 35% by mass.
If it is less than 5%, the adhesive strength of the polymer composition becomes too high, and if it exceeds 35%, the polymer composition becomes too hard and brittle.
Examples of monomer Y include ethylene glycol di (meth) acrylate, butanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 1,10-di (meth) acrylate Examples include decanediol, polyethylene glycol di (meth) acrylate, and allyl (meth) acrylate.

単量体ZとYとの重合体組成物では、柔軟性に劣る場合がある。
そこで、単量体Zと単量体Yの他に、当該単量体Z及びYに均一に混合し、重合体組成物を柔軟化するためのガラス転移温度が10℃以下であり、1個の重合性二重結合を有する単量体Xを含有してもよい。
単量体Xとしては、アルキル基、シクロアルキル基がエステル部分に結合した(メタ)アクリレートが挙げられる。
このような単量体の例としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、ラウリルアクリレート、ノニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、ノニルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレートなどが挙げられる。
The polymer composition of monomers Z and Y may be inferior in flexibility.
Therefore, in addition to the monomer Z and the monomer Y, the glass transition temperature for uniformly mixing the monomers Z and Y to soften the polymer composition is 10 ° C. or less, The monomer X having a polymerizable double bond may be contained.
Examples of the monomer X include (meth) acrylates in which an alkyl group or a cycloalkyl group is bonded to an ester moiety.
Examples of such monomers include methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, hexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, lauryl acrylate, nonyl acrylate, cyclohexyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, butyl Examples include methacrylate, hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, lauryl methacrylate, nonyl methacrylate, and cyclohexyl methacrylate.

上記単量体X,Y及びZからなる重合体組成物は重合時の収縮が大き過ぎたり、弾性に劣る場合もある。
そこで、単量体X,Y及びZに均一に混合又は分散する重合体Bを含有し、重合体Bは重合体組成物の重合収縮を抑えると共に弾性向上を図るものである。
重合体Bは、単量体X,Y及びZの混合液体に溶解またはコロイド状に分散する重合体であれば特に制限はなく、ポリ(メタ)アクリレート類、ビニル系ポリマー類、ジエン系ポリマー類、縮合系ポリマー類等が使用できる。
また、本発明において重合体Bは、コア・シェル型の高分子微粒子であってもよい。
重合体Bをコア・シェル型の高分子微粒子とした場合に、本発明に係る微細構造体を単量体X,Y及びZの混合物に重合体Bを溶解又は分散させ、光重合により硬化させる際に粘度の上昇が抑えられ取扱いが容易となる。
重合体Bのコア・シェル型高分子微粒子は、伸張した歪100%の状態における発生応力が100MPa以下であるのが好ましく、20MPa以下であるのがより好ましい。
前記のとおり微細構造体を構成する重合体組成物には、離型性を向上するために弾性を付与することが必要なため、重合体Bは柔軟であることが好ましい。
コア・シェル粒子の粒子径には特に制限が無いが、製造方法としては乳化重合を使用しやすいことを考慮すると、粒子径は0.01〜10μmの範囲にあるものが使用しやすい。
コア・シェル粒子のシェルに使用される高分子は特に制限は無いが、製造方法として乳化重合を使用しやすいことや蛍光の発生を考慮すると、ポリメチルメタクリレートのような(メタ)アクリレート重合体およびその共重合体、ポリ酢酸ビニルおよびその共重合体などが挙げられる。
コア・シェル粒子のコアに使用される高分子は特に制限は無いが、製造方法として乳化重合を使用しやすいことや蛍光の発生を考慮すると、ポリブチルアクリレートのような(メタ)アクリレート重合体およびその共重合体、ポリ酢酸ビニルおよびその共重合体などが挙げられる。
コア・シェル型の高分子微粒子は、形状を保持するために、少なくともコア部分が架橋されているのが好ましい。
これにより重合体Bは微細構造体を構成する重合体組成物の中で安定に分散相を形成し、柔軟な場合には弾性体として良好に機能することができる。
架橋を形成する単量体については特に制限が無く、ジビニルモノマー類、ジ(メタ)アクリレート類、アリル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
The polymer composition composed of the monomers X, Y and Z may have excessive shrinkage during polymerization or may be inferior in elasticity.
Therefore, a polymer B that is uniformly mixed or dispersed in the monomers X, Y, and Z is contained, and the polymer B suppresses polymerization shrinkage of the polymer composition and improves elasticity.
The polymer B is not particularly limited as long as it is a polymer that can be dissolved or colloidally dispersed in a mixed liquid of the monomers X, Y, and Z. Poly (meth) acrylates, vinyl polymers, diene polymers Further, condensation polymers can be used.
In the present invention, the polymer B may be core / shell type polymer fine particles.
When the polymer B is a core / shell type polymer fine particle, the fine structure according to the present invention is dissolved or dispersed in a mixture of the monomers X, Y and Z and cured by photopolymerization. In this case, the increase in viscosity is suppressed and handling becomes easy.
The core-shell type polymer fine particles of the polymer B preferably have a generated stress of 100 MPa or less, more preferably 20 MPa or less, in a stretched 100% strain state.
As described above, the polymer composition constituting the fine structure needs to be given elasticity in order to improve the releasability, and therefore the polymer B is preferably flexible.
The particle diameter of the core / shell particles is not particularly limited, but considering that it is easy to use emulsion polymerization as the production method, particles having a particle diameter in the range of 0.01 to 10 μm are easy to use.
The polymer used for the shell of the core-shell particle is not particularly limited, but considering the ease of using emulsion polymerization as a production method and the generation of fluorescence, (meth) acrylate polymers such as polymethyl methacrylate and Examples thereof include a copolymer thereof, polyvinyl acetate and a copolymer thereof.
The polymer used for the core of the core / shell particle is not particularly limited, but considering the ease of using emulsion polymerization as a production method and the generation of fluorescence, (meth) acrylate polymers such as polybutyl acrylate and Examples thereof include a copolymer thereof, polyvinyl acetate and a copolymer thereof.
The core / shell type polymer fine particles are preferably cross-linked at least in order to maintain the shape.
As a result, the polymer B can stably form a dispersed phase in the polymer composition constituting the microstructure, and can function well as an elastic body when flexible.
There is no restriction | limiting in particular about the monomer which forms bridge | crosslinking, Divinyl monomers, di (meth) acrylates, allyl (meth) acrylate, etc. are mentioned.

本発明に係るマイクロチップは、単量体X,Y,Z及び重合体Bの混合物を鋳型に流し込み、光重合により固化することができる。
光重合開始剤については特に制限はなく、ベンゾインエーテル系、ケタール系、アセトフェノン系、ベンゾフェノン系、チオキサントン系などの光重合開始剤から自由に選択して用いることができる。
また光硬化性樹脂には、本発明の効果を阻害しない範囲で、モノマー、ポリマー、無機フィラーなどを自由に配合しても良い。
光重合に用いる光照射装置については特に制限が無く、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、UV放電管などを装備した装置を自由に用いることができる。
光硬化性樹脂の硬化は、重合性の観点から窒素雰囲気中で行なうのがより好ましい。
The microchip according to the present invention can be solidified by photopolymerization by pouring a mixture of monomers X, Y, Z and polymer B into a mold.
There is no restriction | limiting in particular about a photoinitiator, It can select and use freely from photoinitiators, such as a benzoin ether type | system | group, a ketal type | system | group, an acetophenone type, a benzophenone type, and a thioxanthone type.
Moreover, a monomer, a polymer, an inorganic filler, etc. may be freely mix | blended with a photocurable resin in the range which does not inhibit the effect of this invention.
The light irradiation device used for photopolymerization is not particularly limited, and a device equipped with a high-pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a UV discharge tube, or the like can be used freely.
It is more preferable that the photocurable resin is cured in a nitrogen atmosphere from the viewpoint of polymerizability.

本発明に係るマイクロチップは、血液中の浮遊癌細胞を捕捉するのが目的である。
従って、マイクロ流路は血液の流れを確保しつつ、表面積の大きい方が好ましい。
そこで本発明に係るマイクロチップは、流路の深さが50〜150μmであり、流路底面に深さ以下の高さを有する突起を複数個配してあり、隣接する突起間の最小の間隔が50〜100μmであるのが好ましい。
ここで突起の高さを流路深さ以下にしたのは、マイクロ流路の上部に樹脂プレートやガラスカバー等の透明な蓋体を重ね合せた際に突起上部と干渉しないようにするためである。
突起の数は少なくとも100個以上有するのが好ましく、突起形状そのもに限定はない。
なお、流路底面に配した突起がマイクロ柱であり、当該マイクロ柱は外接円直径が50〜200μmであると、マイクロ柱の側面に血液中の浮遊癌細胞を捕捉しやすく、マイクロ柱や突起同士の最小間隔を50〜100μmに設定することで、直径数μm〜数十μmの血液細胞の流れが阻害されない。
The purpose of the microchip according to the present invention is to capture floating cancer cells in blood.
Therefore, it is preferable that the microchannel has a large surface area while ensuring the blood flow.
Therefore, in the microchip according to the present invention, the depth of the flow path is 50 to 150 μm, and a plurality of protrusions having a height equal to or less than the depth are arranged on the bottom surface of the flow path, and the minimum distance between adjacent protrusions Is preferably 50 to 100 μm.
The reason why the height of the protrusion is set to be equal to or less than the depth of the channel is to prevent interference with the upper portion of the protrusion when a transparent lid such as a resin plate or a glass cover is superimposed on the upper portion of the microchannel. is there.
The number of protrusions is preferably at least 100, and the protrusion shape itself is not limited.
In addition, if the protrusion arranged on the bottom surface of the flow path is a micro pillar, and the diameter of the circumscribed circle is 50 to 200 μm, it is easy to capture the suspended cancer cells in the blood on the side surface of the micro pillar. By setting the minimum distance between them to 50 to 100 μm, the flow of blood cells having a diameter of several μm to several tens of μm is not inhibited.

本発明に係るマイクロチップは、樹脂製であることから生産性が高く安価であり、流路中に抗体を固定化できることから、癌細胞表面に存在する抗原と結合する抗体を用いて流体中から浮遊癌細胞を単離及び検出できる。   Since the microchip according to the present invention is made of a resin, the productivity is high and the cost is low, and the antibody can be immobilized in the flow path, so that the antibody that binds to the antigen present on the surface of the cancer cell can be used in the fluid. Airborne cancer cells can be isolated and detected.

本発明に係るマイクロチップの流路拡大像を示す。The flow-path enlarged image of the microchip which concerns on this invention is shown. 本発明に係るマイクロチップの全体像を示す。The whole image of the microchip concerning the present invention is shown. マイクロチップをホルダに装着した状態の例を示す。The example of the state which mounted | wore the microchip with the holder is shown. 本発明に係るマイクロチップを用いた癌細胞捕捉試験結果を示す。The cancer cell capture | acquisition test result using the microchip based on this invention is shown.

本発明に係るマイクロチップの製造例について説明する。
単量体Zとして、和光純薬製のメタクリル酸グリシジルを使用した。
単量体Xとして、和光純薬工業製のn−ブチルアクリレート(重合体のガラス転移温度:−50℃)を使用した。
単量体Yとして、日本油脂製のジエチレングリコールジメタクリレートであるブレンマーPDE−100を使用した。
重合体Bとして、クラレ製のパラペットSA−NW201(コア・シェル型高分子微粒子で、歪100%の発生応力11MPa)を使用した。
光重合開始剤として、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製の光重合開始剤DAROCUR 1173(2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン)を使用した。
単量体Z:メタクリル酸グリシジルを40重量部,単量体Y:ブレンマーPDE−100を40重量部,単量体X:n−ブチルアクリレートを40重量部,重合体B:パラペットSA−NW201を20重量部、光重合開始剤:DAROCUR 1173を1重量部の配合割合で均一に混合し、その混合物をマイクロチップの鋳型上に流し込み、その上からガラスプレートをのせてUV表面加工装置(サンエナジー株式会社製 MDC15001Yー03/SKC1102Y−01)で紫外線照射した(紫外線照射は搬送速度0.3m/minで動くコンベアー上に置いて行った)。
硬化後に取り出したマイクロチップの流路部の拡大写真を図1に、全体像を図2示す。
このマイクロチップをポリアクリル酸10%のメタノール溶液に浸漬し、室温でメタノールを蒸発させたのちに150℃で1時間加熱した。加熱後にマイクロチップを蒸留水で洗浄し、未反応のポリアクリル酸を除去した。
流路にポリアクリル酸が固定できたことは、赤外吸収スペクトル測定(ATR法)により確認した。
このようにしてポリアクリル酸を結合したマイクロチップ表面(流路部)に、抗マウスIgG抗体のPBS溶液(抗体濃度20μg/ml)と1−シクロヘキシル−3−(2−モルホリノエチル)カルボジイミド メト−p−トルエンスルホナートのPBS溶液(濃度20mg/ml)とを1:1で混合した溶液をのせて1時間おき、その後にマイクロチップをPBSで洗浄した。
ここでPBS溶液は一般的に使用されているリン酸緩衝生理食塩水をいう。
このようにして抗マウスIgG抗体を固定したマイクロチップ表面に、抗ヒトEpCAM抗体(免疫動物:マウス)のPBS水溶液(抗体濃度20μg/ml)をのせて1時間おき、その後にマイクロチップをPBSで洗浄した。
A manufacturing example of the microchip according to the present invention will be described.
As monomer Z, glycidyl methacrylate manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was used.
As monomer X, n-butyl acrylate (glass transition temperature of polymer: −50 ° C.) manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was used.
As monomer Y, Blemmer PDE-100, which is diethylene glycol dimethacrylate manufactured by Nippon Oil & Fats, was used.
As the polymer B, Kuraray Parapet SA-NW201 (core-shell type polymer fine particles, generated stress of 100% strain of 11 MPa) was used.
As a photopolymerization initiator, a photopolymerization initiator DAROCUR 1173 (2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one) manufactured by Ciba Specialty Chemicals was used.
Monomer Z: 40 parts by weight of glycidyl methacrylate, monomer Y: 40 parts by weight of Blemmer PDE-100, monomer X: 40 parts by weight of n-butyl acrylate, polymer B: Parapet PET SA-NW201 20 parts by weight, photopolymerization initiator: DAROCUR 1173 is uniformly mixed at a blending ratio of 1 part by weight, the mixture is poured onto a mold of a microchip, and a glass plate is placed thereon to place a UV surface processing apparatus (Sun Energy) UV irradiation was performed with MDC15001Y-03 / SKC1102Y-01 (manufactured by Co., Ltd.) (ultraviolet irradiation was performed on a conveyor moving at a conveyance speed of 0.3 m / min).
FIG. 1 shows an enlarged photograph of the channel portion of the microchip taken out after curing, and FIG. 2 shows the whole image.
The microchip was dipped in a 10% polyacrylic acid methanol solution, evaporated at room temperature, and then heated at 150 ° C. for 1 hour. After heating, the microchip was washed with distilled water to remove unreacted polyacrylic acid.
It was confirmed by infrared absorption spectrum measurement (ATR method) that polyacrylic acid could be fixed in the channel.
Thus, the anti-mouse IgG antibody PBS solution (antibody concentration 20 μg / ml) and 1-cyclohexyl-3- (2-morpholinoethyl) carbodiimide meth- A solution prepared by mixing 1: 1 a solution of p-toluenesulfonate in PBS (concentration 20 mg / ml) was placed for 1 hour, and then the microchip was washed with PBS.
Here, the PBS solution refers to phosphate buffered saline that is generally used.
An anti-human EpCAM antibody (immunized animal: mouse) PBS aqueous solution (antibody concentration 20 μg / ml) was placed on the surface of the microchip on which the anti-mouse IgG antibody was fixed in this manner for 1 hour, and then the microchip was washed with PBS. Washed.

マイクロチップに送液するために、上記のように処理したマイクロチップ本体に樹脂プレートを重ね、ホルダに装着して送液チューブを接続し(図3参照)、送液チューブにはシリンジを接続してシリンジポンプにより細胞懸濁液を送液した。
細胞懸濁液には、食道癌の細胞株であるKYSE220を用い、濃度40万個/mlのPBS懸濁液とした。
細胞懸濁液を流量1ml/hで約1.5ml送液した後にPBSで浮遊物を流出させて捕捉試験したチップを観察した結果を図4に示す。
抗EpCAM抗体を固定した場合にはマイクロ柱の周囲に多数の細胞が捕捉される(図4a)のに対し、抗EpCAM抗体がない場合(抗マウスIgGの固定まで)には細胞が認められなかった(図4b)。
また抗EpCAM抗体を固定したマイクロチップに健常者の血液を用い同様に捕捉試験してチップを観察した場合には、図4bと同様に細胞が認められなかった。
In order to send the liquid to the microchip, the resin plate is stacked on the microchip body processed as described above, attached to the holder and connected to the liquid supply tube (see FIG. 3), and the syringe is connected to the liquid supply tube. Then, the cell suspension was fed with a syringe pump.
As the cell suspension, KYSE220, which is an esophageal cancer cell line, was used, and a PBS suspension with a concentration of 400,000 cells / ml was used.
FIG. 4 shows the result of observing a chip subjected to a capture test by feeding about 1.5 ml of the cell suspension at a flow rate of 1 ml / h and then discharging the suspended matter with PBS.
When the anti-EpCAM antibody is fixed, a large number of cells are captured around the microcolumn (FIG. 4a), whereas when there is no anti-EpCAM antibody (until the anti-mouse IgG is fixed), no cells are observed. (FIG. 4b).
In addition, when the capture test was performed in the same manner using the blood of a healthy person on the microchip on which the anti-EpCAM antibody was immobilized, and the chip was observed, no cells were observed as in FIG. 4b.

次に、前記同様の単量体、重合体、光重合開始剤を使用し、前記と同様の割合で混合し、UV表面加工装置を用いてマイクロチップを作製した。
得られたマイクロチップの表面に、抗マウスIgG抗体のPBS溶液(抗体濃度10μg/ml)をのせて1時間おき、その後にマイクロチップをPBSで洗浄した。
このようにして抗マウスIgG抗体を固定したマイクロチップ表面に、抗ヒトEpCAM抗体(免疫動物:マウス)のPBS水溶液(抗体濃度20μg/ml)をのせて1時間おき、その後にマイクロチップをPBSで洗浄した。
得られたマイクロチップを前記同様にホルダに装着し、シリンジポンプで細胞懸濁液を送液して捕捉試験を行った。
捕捉試験後にマイクロチップを観察すると、図4aと同様にマイクロ柱の周囲に細胞が捕捉された様子が認められた。
このように抗体とマイクロ流路を組み合わせたマイクロチップにより癌細胞が捕捉できることが確認できた。
Next, the same monomer, polymer and photopolymerization initiator as those described above were used and mixed at the same ratio as described above, and a microchip was produced using a UV surface processing apparatus.
On the surface of the obtained microchip, a PBS solution of an anti-mouse IgG antibody (antibody concentration 10 μg / ml) was placed for 1 hour, and then the microchip was washed with PBS.
An anti-human EpCAM antibody (immunized animal: mouse) PBS aqueous solution (antibody concentration 20 μg / ml) was placed on the surface of the microchip on which the anti-mouse IgG antibody was fixed in this manner for 1 hour, and then the microchip was washed with PBS. Washed.
The obtained microchip was mounted on a holder in the same manner as described above, and a cell suspension was fed with a syringe pump to perform a capture test.
When the microchip was observed after the capture test, it was observed that the cells were captured around the micropillars as in FIG. 4a.
Thus, it was confirmed that cancer cells could be captured by a microchip in which an antibody and a microchannel were combined.

Claims (1)

1個の重合性二重結合を有しカルボキシル基および/またはエポキシ基を有する単量体Zと、1個の重合性二重結合を有する単量体Z以外の単量体Xと、架橋反応可能な2個以上の重合性二重結合を有する単量体Yと、重合体Bとからなる混合物を重合固化した重合体組成物からなるマイクロチップであって、
当該重合体組成物の表面又は内部に流体を通すことができるミクロな構造を有する流路を有し、
前記流路は表面の少なくとも一部に癌細胞表面に存在する抗原と結合する抗体が固定され、
前記単量体Xは、それを単独で重合した時のガラス転移温度が10℃以下であり、
前記重合体Bは、コア・シェル型の高分子微粒子であり、
前記流路は深さが50〜150μmであり、流路底面に深さ以下の高さを有する突起を複数個配してあり、隣接する突起間の最小の間隔は血液細胞の流れが阻害されない50〜100μmであり、前記の流路底面に配した突起がマイクロ柱であり、当該マイクロ柱は血液中の浮遊癌細胞を捕捉できる外接円直径が50〜200μmであることを特徴とする血液中の浮遊癌細胞の捕捉用マイクロチップ。
A monomer Z having one polymerizable double bond and having a carboxyl group and / or an epoxy group, and a monomer X other than the monomer Z having one polymerizable double bond, and a crosslinking reaction A microchip comprising a polymer composition obtained by polymerizing and solidifying a mixture of a monomer Y having two or more polymerizable double bonds and a polymer B,
Having a flow path having a microstructure that allows fluid to pass through the surface or inside of the polymer composition;
An antibody that binds to an antigen present on the surface of a cancer cell is fixed to at least a part of the surface of the channel,
The monomer X has a glass transition temperature of 10 ° C. or lower when polymerized alone.
The polymer B is a core-shell type polymer fine particle,
The flow path has a depth of 50 to 150 μm, and a plurality of protrusions having a height equal to or less than the depth are arranged on the bottom face of the flow path, and the minimum distance between adjacent protrusions does not inhibit the flow of blood cells. 50 to 100 μm, and the protrusion arranged on the bottom of the flow path is a micro pillar, and the micro pillar has a circumscribed circle diameter capable of capturing floating cancer cells in the blood of 50 to 200 μm. Microchip for capture of floating cancer cells.
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