JP6303496B2 - Cell deployment device - Google Patents
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Description
本発明は、希少細胞の検出に用いられる細胞展開用デバイスに関する。 The present invention relates to a cell expansion device used for detection of rare cells.
循環腫瘍細胞〔CTC〕、循環血管内皮細胞〔CEC〕、循環血管内皮前駆細胞〔CEP〕、各種幹細胞等(本明細書において、まとめて「希少細胞」という。)は病態に応じて全血中に極めて稀に存在する細胞である。希少細胞の検出は臨床的な有用性が明らかであるにもかかわらず、その検出は極めて難しい。近年様々な細胞分離手法を応用してその検出が試みられ製品化がなされている。 Circulating tumor cells [CTC], circulating vascular endothelial cells [CEC], circulating vascular endothelial progenitor cells [CEP], various stem cells, etc. (collectively referred to herein as “rare cells”) are contained in whole blood according to the pathological condition. It is a very rare cell. Despite the obvious clinical utility of rare cell detection, it is extremely difficult to detect. In recent years, various cell separation techniques have been applied to try and detect them.
例えば、特許文献1では、複数のマイクロチャンバーを備えたマイクロチャンバーチップの各マイクロチャンバー内に細胞を収容し、収容された複数の細胞中に特定の細胞が存在するか否かを確認することが開示されている。 For example, in Patent Document 1, a cell is accommodated in each microchamber of a microchamber chip having a plurality of microchambers, and it is confirmed whether or not a specific cell exists in the accommodated cells. It is disclosed.
特許文献1の細胞展開用デバイス10では、図3に示したように、マイクロチャンバーチップ2上に広がる細胞展開部Aに、縦方向に約50個、横方向に約200個のマイクロチャンバー4が形成されている。
In the
このように複数のマイクロチャンバー4が形成された細胞展開用デバイス10では、マイクロチャンバーチップ2上に細胞懸濁液を添加・滴下することが開示されているが、各マイクロチャンバー4にどのように添加・滴下するかに関しては、詳細が記載されていない。推測するのみである。
In the
例えば、このような細胞展開用デバイス10では、図4の断面図に例示したように、平板状のマイクロチャンバーチップ2との間に流路5を形成する板状の流路形成枠体8を配置し、この流路5と連通するように流路形成枠体8には入口部3と出口部7を形成し、入口部3から出口部7に向かって流路5内に細胞懸濁液を導入することにより、マイクロチャンバーチップ2上に細胞懸濁液を展開することが考えられる。
For example, in such a
しかしながら、このようにして細胞懸濁液を導入するとしても、細胞展開用デバイス10の流路5は、図5に模式的に示したように、細胞懸濁液が導入される入口部3や出口部7の口径が、細胞展開部Aの幅Bよりも狭く形成されている。このような場合には、流路5において液体の流速にばらつきが生じてしまうため、細胞懸濁液を流路全体に渡って均一に展開する作業は困難になってしまう。
その詳細な理由は以下の通りである。
However, even if the cell suspension is introduced in this manner, the
The detailed reason is as follows.
すなわち、細胞展開用デバイス10の流速の大きさを大別すれば、例えば図5において、矩形の細胞展開部Aは流路幅が一定であり、しかも流路の大部分を占めているため、矩形の細胞展開部Aは平均的な流速を示すことになる。この矩形の細胞展開部Aを第1領域Dとする。
That is, if the magnitude | size of the flow rate of the
また、例えば図5において、入口部3の直下から矩形の細胞展開部Aに向かって流路幅が次第に広くなる上流側の三角形状部分(第2領域C1とする)では、細胞懸濁液の流速は平均的な流速より速くなる。これと同様に、細胞展開部Aの終端部から出口部7に向かって流路幅が次第に狭くなる下流側の三角形状部分(第2領域C2とする)も平均的な流速より速くなる。
For example, in FIG. 5, in the upstream triangular portion (referred to as the second region C 1 ) in which the channel width gradually increases from directly below the
さらに、図5における細胞展開部Aより幅方向の外側部分(第3領域E1および第3領域E2とする)は、流路が側壁部分に近くなるので、平均的な流速に比べて遅くなる。
このように、細胞展開用デバイス10では、流路5における全体の流速にばらつきが生じてしまうことから、細胞懸濁液を流路全体に渡って略均一に展開することは困難である。
Further, the outer portion in the width direction (referred to as the third region E 1 and the third region E 2 ) in FIG. 5 is slower than the average flow velocity because the flow path is close to the side wall portion. Become.
As described above, in the
一方、希少細胞の検出にあたっては、細胞懸濁液をマイクロチャンバーチップ2上に展開した後に、マイクロチャンバー4内に入り損ねた細胞の位置を移動させて近隣のマイクロチャンバー4内に落とし込むため、短時間の間欠送液、いわゆるワンショット送液を行ったり、あるいは、1つのマイクロチャンバー4内に重層して収容されてしまった細胞の一部を、マイクロチャンバー4外に出すため、ワンショット送液より大きな流速で洗浄液の連続送液を行うことなどが行われている。
On the other hand, in the detection of rare cells, the cell suspension is developed on the
ところが、このような場合に、細胞展開用デバイス10の位置によって流速にばらつきが生じてしまうと、保持させたい希少細胞が保持されずに剥離したり、あるいはマイクロチャンバー4内で細胞が複数個重なったりして、検出対象である細胞の検出性や回収数の低下が生じさせたりすることが考えられる。
However, in such a case, if the flow velocity varies depending on the position of the
このような問題は、細胞展開時にも生じるが、ワンショット送液時や連続送液時に生じ易い。 Although such a problem also occurs at the time of cell deployment, it tends to occur at the time of one-shot liquid feeding or continuous liquid feeding.
本発明は、このような実情に鑑み、特に、細胞懸濁液を展開したり、ワンショット送液あるいは連続送液などを行った場合であっても、必要な細胞がマイクロチャンバーより剥離したり、マイクロチャンバー内の複数個の細胞が重なってしまうことがなく、検出対象である細胞の検出性や回収率を向上させることができる細胞展開用デバイスを提供することを目的としている。 In view of such a situation, the present invention is such that, in particular, even when a cell suspension is developed or one-shot liquid feeding or continuous liquid feeding is performed, necessary cells are detached from the microchamber. An object of the present invention is to provide a device for cell deployment that can improve the detectability and recovery rate of cells to be detected without overlapping a plurality of cells in the microchamber.
本発明者らは、鋭意検討した結果、細胞展開用デバイス内に生じる流速分布に違いが存在することに着目し、この流速分布を全体的に平均化することによって細胞の回収率を著しく向上させ得ることを見出し、本発明の完成に至った。 As a result of intensive studies, the present inventors have focused on the fact that there is a difference in the flow velocity distribution generated in the device for cell deployment, and by significantly averaging the flow velocity distribution as a whole, the cell recovery rate is significantly improved. As a result, the present invention has been completed.
すなわち、本発明は、下記[1]〜[4]に示される細胞展開用デバイスを提供する。
[1]
複数のマイクロチャンバーを備えた細胞展開領域部が形成されたマイクロチャンバーチップと、
前記マイクロチャンバーと一体に設けられ、前記複数のマイクロチャンバー上に平面方向に広がる流路を形成する流路形成枠体と、
前記流路形成枠体に設けられ、前記マイクロチャンバー上の流路に細胞懸濁液を流入させる入口部と、
前記流路形成枠体に設けられ、前記マイクロチャンバー上の流路から細胞懸濁液を流出させる出口部と、を有する細胞展開用デバイスであって、
前記マイクロチャンバーの形状が、円錐台形状であり、
前記細胞展開領域部の予め設定された形状において、細胞懸濁液が平均的速度で流れる領域を第1領域、前記第1領域より細胞懸濁液が速く流れる領域を第2領域、前記第1領域より細胞懸濁液が遅く流れる領域を第3領域とした場合に、
前記第2領域に対応する位置に形成されたマイクロチャンバーの深さを前記第1領域に対応する位置に形成されたマイクロチャンバーよりも深くするとともに、前記第3領域に対応する位置に形成されたマイクロチャンバーの深さを前記第1領域に対応する位置に形成されたマイクロチャンバーよりも浅くした、細胞展開用デバイス。
That is, this invention provides the device for cell expansion | deployment shown by following [1]-[ 4 ].
[1]
A microchamber chip in which a cell development region portion having a plurality of microchambers is formed;
A flow path forming frame which is provided integrally with the micro chamber and forms a flow path extending in a planar direction on the plurality of micro chambers;
An inlet part that is provided in the flow path forming frame and allows a cell suspension to flow into the flow path on the microchamber;
A cell deployment device having an outlet portion provided in the flow path forming frame and allowing a cell suspension to flow out of the flow path on the microchamber,
The shape of the microchamber is a truncated cone shape,
In a predetermined shape of the cell spreading region, a region where the cell suspension flows at an average speed is a first region, a region where the cell suspension flows faster than the first region is a second region, and the first region is the first region. When the region where the cell suspension flows slower than the region is the third region,
The depth of the micro chamber formed at the position corresponding to the second region is made deeper than the micro chamber formed at the position corresponding to the first region, and is formed at the position corresponding to the third region. A device for cell deployment in which the depth of the microchamber is shallower than that of the microchamber formed at a position corresponding to the first region.
[2]
前記第2領域に対応する位置に形成されたマイクロチャンバーの深さは、前記第1領域に対応する位置に形成されたマイクロチャンバーの6/5〜10/5の深さである、[1]に記載の細胞展開用デバイス。
[2]
The depth of the microchamber formed at the position corresponding to the second region is 6/5 to 10/5 the depth of the microchamber formed at the position corresponding to the first region, [1] The device for cell expansion described in 1.
[3]
前記第3領域に対応する位置に形成されたマイクロチャンバーの深さは、前記第1領域に対応する位置に形成されたマイクロチャンバーの1/5〜4/5の深さである、[1]または[2]に記載の細胞展開用デバイス。
[3]
The depth of the microchamber formed at the position corresponding to the third region is 1/5 to 4/5 the depth of the microchamber formed at the position corresponding to the first region. [1] Or the device for cell expansion | deployment as described in [2].
[4]
前記マイクロチャンバーの内径が20〜500μmである、[1]〜[3]のいずれかに記載の細胞展開用デバイス。
[4]
The device for cell deployment according to any one of [1] to [3], wherein an inner diameter of the microchamber is 20 to 500 μm.
本発明によれば、各マイクロチャンバーに細胞懸濁液中の細胞を適切に捕捉させることができる。また、細胞懸濁液を展開した後に、ワンショット送液あるいは連続送液など各種送液を行ったとしても、局所的な位置でマイクロチャンバーから細胞が剥離したり、細胞が複数個重なったりしてしまうという不具合を可及的に防止することができる。 According to the present invention, the cells in the cell suspension can be appropriately captured in each microchamber. In addition, even if various liquid delivery such as one-shot liquid feeding or continuous liquid feeding is performed after spreading the cell suspension, cells may be detached from the microchamber at the local position or multiple cells may overlap. Can be prevented as much as possible.
これにより、検査対象である細胞の検出性を良好にし、かつ細胞の回収数を向上させることができる。 Thereby, it is possible to improve the detectability of cells to be examined and improve the number of cells collected.
以下、本発明の好ましい実施の形態に係る細胞展開用デバイスについて図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、本発明は、様々な形状の流路を備えた細胞展開用デバイスに適用することができる。すなわち、図3に一例を示した細胞展開用デバイス10の形状、あるいはそのデバイス10に具備される流路5の形状、あるいは流路5の経路などは何ら限定されないが、以下の説明では、細胞展開用デバイスの形状と流路の形状が[図5]に近似する場合を例にして説明する。
Hereinafter, a cell deployment device according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In addition, this invention is applicable to the device for cell expansion | deployment provided with the flow path of various shapes. That is, the shape of the
図1は、本発明の好ましい実施の形態に係る細胞展開用デバイス30を示した概略図で、図2はその断面図である。なお、図1において、図5と同一の要素については同一符号を付して説明する。
FIG. 1 is a schematic view showing a
図1および図2に示したように、細胞展開用デバイス30は、複数のマイクロチャンバー36が形成されたマイクロチャンバーチップ31と、複数のマイクロチャンバー36上に、一つの流路35が形成されるように、周囲に枠状のシール部材34を介してマイクロチャンバーチップ31と一体化された流路形成枠体32と、流路形成枠体32に設けられた入口部3と、入口部3から流路35に導入された細胞懸濁液を流路35から導出させるために流路形成枠体32に設けられた出口部7等とを有する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
マイクロチャンバーチップ31は、マイクロチャンバーアレイ〔MCA〕とも称され、この実施の形態では、その表面にマイクロチャンバー36が14,000〜20,000個程度形成されている。
The
マイクロチャンバーとは、一個以上の細胞を「収容」し、「保持」することができる凹状の微細穴をいい、有底であることが好ましい。
ここで、「保持」とは、マイクロチャンバーに収容された細胞が、細胞展開用のマイクロチャンバーチップの流路に対する染色液や洗浄液の送液等によってマイクロチャンバー外に出難いことをいう。
A microchamber refers to a concave minute hole that can “accommodate” and “hold” one or more cells, and preferably has a bottom.
Here, “holding” means that the cells contained in the microchamber are difficult to get out of the microchamber by sending a staining solution or a washing solution to the flow path of the microchamber chip for cell deployment.
また、マイクロチャンバー36の開口上部の直径は、20μm〜500μmであることが好ましい。該直径が20μm〜500μmの範囲内であると、マイクロチャンバー36内に好適に細胞を収容、保持することができる。
Moreover, it is preferable that the diameter of the opening upper part of the
マイクロチャンバー36の深さは、マイクロチャンバー1つあたりに細胞を10〜15個程度収容できることが好ましく、典型的には、マイクロチャンバー36の深さは、20μm〜500μmである。
The depth of the
マイクロチャンバー36の形状は、底部が平坦な逆円錐形であるが、これに限定されない。
マイクロチャンバーチップ31の材料としては、例えば、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリジメチルシロキサン〔PDMS〕、ポリメチルメタクリレート〔PMMA〕、環状オレフィンコポリマー〔COC〕などのポリマーが挙げられる。マイクロチャンバーチップ1は、成形されたポリマーに、金属、ガラス、石英ガラスなどからなる基板を貼り合わせたような複数の材料を組み合わせたものであってもよい。
The shape of the
Examples of the material of the
マイクロチャンバーチップ31の製造方法は、金型基材表面にマイクロチャンバー36の形状に対応する凸部を有する金型を用いて成形する方法であってもよく、上記ポリマーや金属、ガラスなどからなる基板に直接加工(例えばリソグラフィーによる微細加工、掘削加工、LIGAプロセスなど)を施しマイクロチャンバーを形成する方法であってもよいが、生産性の観点から、金型を用いて成形する製造方法が好ましい。
The method of manufacturing the
マイクロチャンバーチップ31は、必要に応じて、表面処理を施すことができる。表面処理としては、例えばプラズマ処理(酸素プラズマ処理など)やコロナ放電処理、または親水性ポリマーやタンパク質、脂質等でコーティングする処理などが挙げられるが、これらに限定されない。
The
表面処理により、細胞がマイクロチャンバー36の内壁に吸着することなく底面に集積しやすくなるため、顕微鏡下の明視野による細胞観察が容易となる。
細胞展開用デバイス10のマイクロチャンバーチップ31上には、主として細胞懸濁液を流すための流路35が形成されている。
By the surface treatment, the cells are easily collected on the bottom surface without adsorbing to the inner wall of the
On the
流路35は、細胞懸濁液をマイクロチャンバーチップ31上で流通させることが可能なものであれば、この例に限定されない。
図1および図2に示す流路35の例では、マイクロチャンバーチップ31の上面を底面とし、さらに、マイクロチャンバーチップ31と一体化して設けられた流路形成枠体32とシール部材34とにより流路35が画成されている。
The
In the example of the
この流路35は、流路形成枠体32の入口部3と出口部7とに連通しており、入口部3から流入した細胞懸濁液が矢印で示す方向に流れて、出口部7から導出できるようになっている。
The
マイクロチャンバーチップ31と流路形成枠体32とは、観察やメンテナンスのしやすさの観点から、係合や螺子固定、粘着等の手段で互いに取り付け・取り外し可能に構成されていることが好ましい。
From the viewpoint of ease of observation and maintenance, the
流路35の高さT、すなわち、マイクロチャンバーチップ31のマイクロチャンバー36以外の表面部分から天井部までの距離(以下「天井の高さ」ともいう。)は、50μm〜500μmであることが好ましい。
The height T of the
天井の高さが50μm〜500μmの範囲内であると、マイクロチャンバーチップ31のマイクロチャンバー36以外の表面部分に付着した細胞を液流の力で容易に動かすことが可能となる。また、細胞がマイクロチャンバーチップ31の表面に沈降するまでの時間を短縮することができる。さらに、流路内の細胞の目詰まり等が発生しにくくなり、細胞が円滑に展開することができることから好ましい。
When the height of the ceiling is in the range of 50 μm to 500 μm, the cells attached to the surface portion other than the
流路形成枠体32の材料としては、例えばマイクロチャンバーチップ31と同じ材料を用いることが好ましい。
ここで、流路形成枠体32に対し、上記のようなマイクロチャンバーチップ31と同様の表面処理(プラズマ処理やコロナ放電処理の電気的処理や、目的の希少細胞以外の夾雑物と好適に結合するような親水性ポリマー、タンパク質、脂質等によるコーティング処理等)を施してもよい。
As the material of the flow
Here, the flow
細胞懸濁液は、希少細胞を含んでいる可能性がある、例えばヒトなどの血液、リンパ液、組織液、体腔液などであり、希釈液などで適宜希釈されていてもよい。また、細胞懸濁液は、生体由来のものに限定されず、試験・研究等のために人工的に細胞を懸濁させて調製した細胞の分散液であってもよい。特に、血液から赤血球を分離した後の細胞懸濁液を適用することがCTC等の希少細胞の回収・検出には好適である。 The cell suspension may contain rare cells, for example, blood such as human, lymph fluid, tissue fluid, body cavity fluid, etc., and may be appropriately diluted with a diluent or the like. The cell suspension is not limited to those derived from living organisms, and may be a cell dispersion prepared by suspending cells artificially for testing and research. In particular, application of a cell suspension after separating red blood cells from blood is suitable for collecting and detecting rare cells such as CTC.
希少細胞としては、例えば癌細胞などが挙げられる。特に、細胞懸濁液が血液または血液由来検体である場合、希少細胞は、CTC〔循環腫瘍細胞または循環癌細胞〕、CEC〔循環血管内皮細胞〕およびCEP〔循環血管内皮前駆細胞〕のいずれか一種以上の細胞であってもよい。 Examples of rare cells include cancer cells. In particular, when the cell suspension is blood or a blood-derived specimen, the rare cells are any of CTC (circulating tumor cells or circulating cancer cells), CEC (circulating vascular endothelial cells) and CEP (circulating vascular endothelial progenitor cells). One or more types of cells may be used.
このような細胞懸濁液に含まれる種々の細胞の直径は、10〜100μmであることが好ましいが、少なくともマイクロチャンバー36の直径より小さいことが必要である。
本実施の形態における細胞展開用デバイス10のマイクロチャンバーチップ31、流路形成枠体32、流路35、細胞懸濁液などの各要素は、上記のような構成になっているが、以下、要部の構成についてさらに説明する。
The diameter of various cells contained in such a cell suspension is preferably 10 to 100 μm, but it is necessary to be at least smaller than the diameter of the
Each element such as the
今、細胞展開用デバイス30において、マイクロチャンバー36の深さが全て同じ深さであると仮定する。このような場合に、細胞懸濁液が入口部3から導入されて出口部7で導出される細胞懸濁液の流速は、前述したように、マイクロチャンバーチップ31の略中央部に位置する第1領域Dは、平均的な流速Vを示す。
Now, in the
入口部3から第1領域Dに続く第2領域C1では、平均的な流速Vより速くなる。また、第1領域Dの終端部から出口部7に向かう第2領域C2も、平均的な流速Vより速くなる。
In the second region C 1 following the first region D from the
これに対し、第1領域Dよりも両幅方向外側部分、すなわち第3領域E1と第3領域E2では、シール部材34の側壁部分が位置するので、平均的な流速Vに比べて遅くなる。
そこで、本発明者は、領域Dのように平均的な流速Vを示す領域を例えば第1領域とし、領域C1、C2のように平均的な流速Vより速い領域を第2領域とし、領域E1、E2のように平均的な流速Vより遅い領域を第3領域とした場合に、第2領域に含まれる複数個のマイクロチャンバーの深さを深くし、さらに、第3領域に含まれる複数個のマイクロチャンバーの深さを浅くなるように設定すれば、流路35の全体の流速が平均化することを見出した。
On the other hand, since the side wall portion of the
Therefore, the present inventor sets, for example, a region indicating the average flow velocity V as the region D as the first region, and sets a region faster than the average flow velocity V as the regions C 1 and C 2 as the second region, When a region slower than the average flow velocity V such as regions E 1 and E 2 is defined as the third region, the depth of the plurality of microchambers included in the second region is increased, and the third region is further increased. It has been found that if the depth of the plurality of contained microchambers is set to be shallow, the entire flow velocity of the
よって、本実施の形態によれば、平均的な流速Vを示す第1領域Dに含まれるマイクロチャンバー36の深さを全て同じ深さとし、第2領域C1と第2領域C2では、この領域C1、C2に含まれる複数個のマイクロチャンバー36の深さを、第1領域Dのマイクロチャンバー36の深さに比べて深くなるように設定し、第3領域E1と第3領域E2に含まれる複数個のマイクロチャンバー36の深さを、第1領域Dに含まれるマイクロチャンバー36の深さに比べて浅くなるように設定した。
Therefore, according to the present embodiment, the depths of the
その具体的な割合として、第2領域C1、第2領域C2に含まれるマイクロチャンバー36の深さは、第1領域Dに形成されるマイクロチャンバー36の深さと比較して、6/5〜10/5の割合で深く設定することが好ましい。
As a specific ratio, the depth of the
また、第3領域E1、第3領域E2に含まれるマイクロチャンバー36の深さは、第1領域Dに含まれるマイクロチャンバー36の深さと比較して、1/5〜4/5の割合で浅く設定することが好ましい。
Further, the depth of the
このように、各領域におけるマイクロチャンバー36の深さを設定すれば、各マイクロチャンバー36へ適切に細胞を捕捉させることが可能になった。
このような設定であれば、細胞展開を行った後に、各種の送液を行ったとしても、各マイクロチャンバー36から細胞が剥離したり、細胞が複数個重なってしまうとことが防止された。なお、実験によれば、正常に細胞が格納された部分が全体のどの程度であるかを調べたところ、本実施の形態では、面積比で15〜20%、検出感度が向上した。
Thus, if the depth of the
With such a setting, even if various liquid feedings were performed after cell expansion, it was prevented that cells were detached from each microchamber 36 or a plurality of cells overlapped. In addition, according to the experiment, it was examined how much the portion where the cells were normally stored was, and in this embodiment, the detection sensitivity was improved by 15 to 20% in the area ratio.
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は、この実施の形態に何ら限定されない。
例えば、上記実施の形態では、マイクロチャンバーチップ31の一方側に配置された入口部3と、マイクロチャンバーチップ31の他方側に配置された出口部7とが直線的な配置で構成されているが、これに代え、例えば、マイクロチャンバーチップ31の中央部に入口部3が配置され、この入口部3から導入された溶液が、例えば放射状に広がり、そして1あるいは複数個設けられた出口部から溶液が導出されるような流路を備えた細胞展開用デバイスにも適用可能である。
As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this embodiment at all.
For example, in the above embodiment, the
本発明は、要は、通常は、流速が速くなる部分のマイクロチャンバー36の深さを深くし、これに対し流速が遅くなる部分のマイクロチャンバー36の深さを浅くなるように設定すれば良く、平面視でみる流路の形状に何ら限定されない。
In general, the present invention is generally set so that the depth of the
以下、本発明についての実施例を挙げてさらに詳細に説明するが、本発明はこの実施例に限定されない。 Hereinafter, although an example about the present invention is given and explained in detail, the present invention is not limited to this example.
(1)細胞懸濁液の調整
リン酸緩衝液(PBS)にヒト白血病血球細胞(CEM)を2×105個添加し、さらにヒト乳癌細胞(MDA−MB−231)を103個添加し、最終体積が68μlとなるように調整した。
(1) Preparation of
(2)細胞展開デバイスの作成
マイクロチャンバーが形成されているマイクロチャンバーチップの表面に、縦15mm、横68mm、高さ100μmの流路を形成するように、入口部と出口部を備えたアクリル(PMMA)製の流路形成部材とマイクロチャンバーチップを厚み100μmのシール部材(両面シール)で貼り合わせ、図2のような細胞展開用デバイスを形成した。
(2) Creation of a cell deployment device Acrylic (including an inlet and an outlet) so as to form a flow path having a length of 15 mm, a width of 68 mm, and a height of 100 μm on the surface of the microchamber chip on which the microchamber is formed. A flow path forming member made of PMMA) and a microchamber chip were bonded together with a seal member (double-sided seal) having a thickness of 100 μm to form a device for cell deployment as shown in FIG.
(3)細胞染色溶液の調整
3%BSAおよび1%Tween含有PBS溶液にALexa647標識抗ヒトサイトケラチン抗体を1μg/ml添加し、細胞染色液とした。
(3) Preparation of cell staining solution 1 μg / ml of Alexa647-labeled anti-human cytokeratin antibody was added to a PBS solution containing 3% BSA and 1% Tween to obtain a cell staining solution.
(4)細胞検出工程
上記細胞展開用デバイスを用いて、入口部側から30%エタノール溶液を流速1ml/minで150μl注入し、続けてPBS溶液450μlを1ml/minで注入し、マイクロチャンバー内の気泡抜きを行った。次に調整した細胞懸濁液を68μmを入口部側から流速1ml/minで注入し、細胞展開用デバイスに細胞導入した。1分間静置し細胞を自重させた後、間欠送液を連続的に10回行い、細胞をマイクロチャンバーへ導入した。次に、細胞染色溶液150μlを流速100μl/minで送液し、30分静置して染色反応を行い、PBS450μlを100μl/minで送液して染色試薬を除去した。最後に蛍光顕微鏡を用いて波長650nmで励起したマイクロチャンバー内の細胞数をカウントし、検出した細胞数とした。
(4) Cell detection step Using the above cell expansion device, 150 μl of 30% ethanol solution is injected from the inlet side at a flow rate of 1 ml / min, and then 450 μl of PBS solution is injected at 1 ml / min. Air bubbles were removed. Next, 68 μm of the prepared cell suspension was injected at a flow rate of 1 ml / min from the inlet side, and the cells were introduced into the cell expansion device. After allowing to stand for 1 minute to allow the cells to self-weight, intermittent liquid feeding was continuously performed 10 times, and the cells were introduced into the microchamber. Next, 150 μl of the cell staining solution was fed at a flow rate of 100 μl / min, allowed to stand for 30 minutes for staining reaction, and 450 μl of PBS was fed at 100 μl / min to remove the staining reagent. Finally, the number of cells in the microchamber excited at a wavelength of 650 nm was counted using a fluorescence microscope to obtain the number of detected cells.
上記細胞展開用デバイスへ入口部3から試薬を注入し、マイクロチャンバー内の気泡抜き工程、細胞導入工程、細胞をマイクロチャンバー内に格納する工程、細胞を染色する工程を経て、蛍光顕微鏡でマイクロチャンバー内に格納されたMDA−MB231の細胞数を算出した。また、流路壁面から1mm以内のマイクロチャンバー内の細胞を観察したところ、細胞の重なりが観察され、流路拡大部および流路縮少部のマイクロチャンバー内の細胞を観察すると、細胞剥離が認められた。
The reagent is injected from the
[実施例]
流路幅が徐々に広がるインレット部(第2領域C1)および流路幅が徐々に狭まるアウトレット部(第2領域C2)には、開口部が120μm、底面が90μm、深さ100μmのマイクロチャンバーが配置され、流路幅が一様になる中央部(第1領域D1)には、開口部が120μm、底面が90μm、深さ50μmのマイクロチャンバーが配置され、開口部が120μm、底面が90μm、深さ10μmのマイクロチャンバーが流路壁面から1mmまでの範囲に配置され(第3領域E1、E2)、流路高さが100μmのマイクロデバイスを用いた。
[Example]
In the inlet portion (second region C 1 ) where the channel width gradually increases and the outlet portion (second region C 2 ) where the channel width gradually decreases, the opening is 120 μm, the bottom surface is 90 μm, and the depth is 100 μm. In the central part (first region D 1 ) where the chamber is arranged and the flow path width is uniform, a microchamber having an opening of 120 μm, a bottom of 90 μm and a depth of 50 μm is arranged, the opening is 120 μm, and the bottom A microchamber having a diameter of 90 μm and a depth of 10 μm was arranged in a range from the flow path wall surface to 1 mm (third region E 1 , E 2 ), and a flow path height of 100 μm was used.
上記インレット部側から試薬を注入し、マイクロチャンバー内の気泡抜き工程、細胞導入工程、細胞をマイクロチャンバー内に格納する工程、細胞を染色する工程を経て、蛍光顕微鏡でマイクロチャンバー内に格納された細胞数を算出し、比較例の細胞数と比較したところ、細胞数が15%増加していた。 The reagent was injected from the inlet part side, passed through the bubble removal process in the microchamber, the cell introduction process, the process of storing the cells in the microchamber, and the process of staining the cells, and stored in the microchamber with a fluorescence microscope. When the number of cells was calculated and compared with the number of cells in the comparative example, the number of cells increased by 15%.
[比較例]
開口部が120μm、底面が90μm、深さ50μmのマイクロチャンバーが流路全体に配置され、流路高さは100μmのマイクロデバイスを用いた。
なお、比較例での、マイクロチャンバーの深さは全て90μmとした。
[Comparative example]
A microchamber having an opening of 120 μm, a bottom surface of 90 μm, and a depth of 50 μm was disposed in the entire flow path, and a microdevice having a flow path height of 100 μm was used.
Note that the depths of the microchambers in the comparative example were all 90 μm.
3 入口部
7 出口部
30 細胞展開用デバイス
32 流路形成部材
35 流路
36 マイクロチャンバー
A 細胞展開部
C1、C2 第2領域
D 第1領域
E1、E2 第3領域
T 流路の高さ
3
Claims (4)
前記マイクロチャンバーと一体に設けられ、前記複数のマイクロチャンバー上に平面方向に広がる流路を形成する流路形成枠体と、
前記流路形成枠体に設けられ、前記マイクロチャンバー上の流路に細胞懸濁液を流入させる入口部と、
前記流路形成枠体に設けられ、前記マイクロチャンバー上の流路から細胞懸濁液を流出させる出口部と、を有する細胞展開用デバイスであって、
前記マイクロチャンバーの形状が、円錐台形状であり、
前記細胞展開領域部の予め設定された形状において、細胞懸濁液が平均的速度で流れる領域を第1領域、前記第1領域より細胞懸濁液が速く流れる領域を第2領域、前記第1領域より細胞懸濁液が遅く流れる領域を第3領域とした場合に、
前記第2領域に対応する位置に形成されたマイクロチャンバーの深さを前記第1領域に対応する位置に形成されたマイクロチャンバーよりも深くするとともに、前記第3領域に対応する位置に形成されたマイクロチャンバーの深さを前記第1領域に対応する位置に形成されたマイクロチャンバーよりも浅くした、細胞展開用デバイス。 A microchamber chip in which a cell development region portion having a plurality of microchambers is formed;
A flow path forming frame which is provided integrally with the micro chamber and forms a flow path extending in a planar direction on the plurality of micro chambers;
An inlet part that is provided in the flow path forming frame and allows a cell suspension to flow into the flow path on the microchamber;
A cell deployment device having an outlet portion provided in the flow path forming frame and allowing a cell suspension to flow out of the flow path on the microchamber,
The shape of the microchamber is a truncated cone shape,
In a predetermined shape of the cell spreading region, a region where the cell suspension flows at an average speed is a first region, a region where the cell suspension flows faster than the first region is a second region, and the first region is the first region. When the region where the cell suspension flows slower than the region is the third region,
The depth of the micro chamber formed at the position corresponding to the second region is made deeper than the micro chamber formed at the position corresponding to the first region, and is formed at the position corresponding to the third region. A device for cell deployment in which the depth of the microchamber is shallower than that of the microchamber formed at a position corresponding to the first region.
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