JP2007074907A - 細胞捕捉シャーレ - Google Patents

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Abstract

【課題】細胞捕捉シャーレを持ち運ぶ場合でも細胞が吸引孔に捕捉された状態を維持することができ、また、細胞捕捉シャーレを装置から取り外す場合などに液体の漏れを防止すること。
【解決手段】細胞を含んだ液体を吸引孔を介して吸引することにより細胞を吸引孔に捕捉する細胞捕捉チップ４３を有する細胞捕捉シャーレ４０が、吸引孔を介して液体を吸引して細胞を捕捉した場合に吸引された液体が内部に貯留可能となる容積を少なくとも有し、貯留された液体と気体との間に生じる界面が細胞捕捉チップ４３に捕捉された細胞を浸す液体の液面よりも下方に位置するように形成された液体貯留路４５を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、細胞を含んだ液体を吸引孔を介して吸引することにより細胞を吸引孔に捕捉する細胞捕捉部を有する細胞捕捉シャーレに関し、特に、シャーレを持ち運ぶ場合でも細胞が吸引孔に捕捉された状態を維持することができ、シャーレを装置から取り外す場合に液体の漏れを防止することができ、さらに、細胞捕捉チップに捕捉されなかった余剰細胞を流し取る場合に細胞捕捉チップの乾燥を防止することができる細胞捕捉シャーレに関する。
近年、ライフサイエンス分野、特に、再生医療やゲノム創薬などの分野においては、細胞を培養し、培養した細胞に遺伝子や薬剤を注入するなどして、細胞の性質を改変することがおこなわれており、そのような作業を実行するために細胞を効果的に固定する手段が必要とされている。
そのため、細胞を含んだ液体を流す流路の途中で断面積が広くなる部分を設け、液体の流速を遅くすることによりその部分に細胞を捕捉するとともに、断面積が広くなる部分の壁面に化学修飾を施して細胞が付着する付着力を増大させる技術が開発されている（たとえば、特許文献１、特許文献２参照）。
ところが、細胞捕捉部の壁面に化学修飾をおこなうとしても、針を用いて細胞に孔をあけ、遺伝子や薬剤を注入する場合には、付着力が不十分となり、細胞が動いてしまう可能性があった。
このような問題を解決するため、細胞の外形寸法（１０μｍ〜１００μｍ程度）よりも小さな吸引孔を複数形成した細胞捕捉板を用い、この吸引孔を介して細胞捕捉板の下方から吸引ポンプを用いて細胞を吸引することにより吸引孔に細胞を捕捉し、マイクロインジェクション法により細胞に遺伝子や薬剤を注入する技術が開発されている（たとえば、特願２００５−１４５８８号明細書、特願２００４−２８４７５６号明細書、特願２００５−１０２０９４号明細書参照）。
図１０は、従来のマイクロインジェクション法について説明する図である。図１０に示すように、このマイクロインジェクション法では、細胞懸濁液を入れるシャーレ１に細胞捕捉板となるシリコン製の細胞捕捉チップ２が設けられ、細胞捕捉チップ２の下方から吸引ポンプを用いて液体を吸引することにより、吸引孔３に細胞を捕捉している。なお、細胞を懸濁させる液体としてはＰＢＳ（Phosphate Buffer Saline、燐酸緩衝食塩水）などが用いられる。
そして、極細の毛細管からなる針４に遺伝子／薬液を満たし、この針４を細胞に突き刺して遺伝子／薬液を細胞内に注入する。このマイクロインジェクション法による遺伝子／薬液の細胞に対する導入作業は顕微鏡５下でおこなわれる。
図１１は、従来のシャーレを用いて細胞を捕捉する際の圧力状態について説明する図である。図１１の例では、細胞を捕捉する吸引孔１０を介してウェル１１内の液体を吸引する際に液体をシャーレ１２外に排出する排液路１３が設けられている。この排液路１３は、柔軟に曲がるチューブ１４にシャーレ１２の上部において接続され、そのチューブ１４はコネクタ１５を介して吸引ポンプ（図示せず）に接続される。
このようなシャーレ１２を用いる場合には、細胞を供給する前に、吸引孔１０内にできる液体の界面を破るに足る吸引力で液体を吸引し、吸引孔１０と排液路１３とを液体で満たすようにする。そして、吸引を継続しながら細胞を供給することにより、細胞を吸引孔１０に捕捉することができ、細胞に遺伝子や薬剤を注入することができるようになる。
特開２００４−１８０５５５号公報 特開２００４−１６３号公報
しかしながら、上述した従来技術では、細胞に遺伝子や薬液を注入した後、シャーレを持ち運ぶ必要がある場合などに液体の吸引を止めてしまうと細胞を捕捉し続けることが難しくなるという問題があった。たとえば、シャーレを持ち運ぶ場合には、図１１に示されるチューブ１４が取り外されるが、チューブ１４が上下に動かされると、チューブ１４内の液体の界面の高さが変化し、細胞が吸引孔１０から解放されてしまう可能性があった。
これを詳しく説明すると、図１１に示すように、大気圧をＰa、ウェル１１の液面からｈ1だけ低い位置にあるチューブ１４内の液体の圧力をＰ1、ウェル１１の液面における液体の圧力をＰ2、液体の密度をρ、重力加速度をｇ、チューブ１４内の液体のラプラス圧をＰrで表した場合にそれらの間には以下の関係が成り立つ。
Ｐ1＝Ｐa＋Ｐr，
Ｐ2＝Ｐ1−ρｇｈ1＝Ｐa−ρｇｈ1＋Ｐr
ここで、ラプラス圧Ｐrは、図１２に示すように、メニスカス部分の接触角をθ、チューブ１４の内径を２ｒ、液体の表面張力をγとすると、
Ｐr＝−２γｃｏｓθ／ｒ
と表される。
さらに、ウェル１１の液面における圧力の釣り合いを考えると、
Ｐa−Ｐ2＝０
の関係が成り立ち、これらの式から、
ｈ1＝Ｐr／ρｇ
の関係が得られる。
細胞を吸引孔１０に捕捉するには、ウェル１１の液面とチューブ１４内の液体との間の高さの差をｈ1以上にしておく必要があるが、従来のシャーレ１２では、チューブ１４が上下に動かされて高さの差がｈ1以下になると、細胞が吸引孔１０から解放されてしまうという問題があった。
これは、高さの差がｈ1からΔｈだけ変化した場合、細胞を捕捉する捕捉圧はρｇΔｈとなるが、高さの差がｈ1以下になる場合にはΔｈ＜０であるので、捕捉圧が負となってしまうためである。
また、図１１に示したような構造のシャーレ１２では、シャーレ１２からチューブ１４を外したときにチューブ１４内の液体が漏れてしまい、漏れ出た液体が周囲環境を汚染してしまうという問題もあった。
さらに、従来技術では、細胞を吸引孔に捕捉した後、余剰細胞を除去するため、捕捉された細胞と余剰細胞とが存在しているシャーレ内にＰＢＳを連続的に供給・排出している。図１３は、従来のＰＢＳ供給・排出システムについて説明する図である。
図１３に示すように、このＰＢＳ供給・排出システムでは、シャーレ２０に細胞捕捉チップ２１が設けられており、さらに、細胞捕捉チップ２１の吸引孔を介してシャーレ２０内の液体を排出する排液路２２、シャーレ２０内にＰＢＳを供給するＰＢＳ供給路２３、シャーレ２０内からＰＢＳを排出するＰＢＳ排出路２４が設けられている。
ここで、ＰＢＳの供給と排出とは空圧制御によりおこなわれるが、ＰＢＳの供給量が排出量よりも小さい場合には、細胞を捕捉している細胞捕捉チップ２１の表面が乾いてしまう。そのため、ＰＢＳの供給と排出とをバランスよくおこなう必要があるが、空圧制御によりそれを実現することが難しいという問題があった。
また、従来技術では、細胞捕捉チップ３０が設けられた第１のウェルと、細胞捕捉チップに捕捉されなかった余剰細胞を貯留する第２のウェルとの間に山形の傾斜部を設け、第１のウェルに存在する余剰細胞を傾斜部越しにＰＢＳで押し流すことにより第２のウェルに貯留する構成を有するシャーレがある。
図１４は、細胞捕捉チップ３０が設けられた第１のウェル３１の傾斜部３３について説明する図である。図１４に示すように、このシャーレでは、第２のウェル３２に液体が流出する第１のウェル３１の液体流出口に傾斜部３３が形成されている。
ところが、図１４に示すように、単に山形の傾斜部を設けただけでは、表面張力の影響により第１のウェル３１の壁面に沿って生じるＰＢＳの連続的な流れを断ち切ることが難しく、第１のウェル３１内の液体が第２のウェル３２に流出してしまい、細胞捕捉チップ３０の表面が乾いてしまうという問題があった。
このようなことから、シャーレを持ち運ぶ場合でも細胞が吸引孔に捕捉された状態をいかにして維持することができるか、シャーレをマイクロインジェクション装置から取り外す場合に液体の漏れをいかにして防止することができるか、さらには、余剰細胞を流し取る場合にいかにして細胞捕捉チップの乾燥を防止することができるかが、使い勝手のよいマイクロインジェクション装置を開発する上で重要な問題となってきている。
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、シャーレを持ち運ぶ場合でも細胞が吸引孔に捕捉された状態を維持することができ、シャーレを装置から取り外す場合などに液体の漏れを防止することができ、さらに、余剰細胞を流し取る場合に細胞捕捉チップの乾燥を防止することができる細胞捕捉シャーレを提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明は、細胞を含んだ液体を吸引孔を介して吸引することにより細胞を吸引孔に捕捉する細胞捕捉部を有する細胞捕捉シャーレであって、前記吸引孔を介して液体を吸引して細胞を捕捉した場合に吸引された液体が内部に貯留可能となる容積を少なくとも有し、貯留された液体と気体との間に生じる界面が前記細胞捕捉部に捕捉された細胞を浸す液体の液面よりも下方に位置するように形成された液体貯留部、を備えたことを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記液体貯留部の断面に係る寸法が毛管長の２倍以下であることを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記液体貯留部に貯留された液体と気体との間に生じる界面と前記細胞捕捉部に捕捉された細胞を浸す液体の液面との間の高さの差を、前記界面に生じ、前記細胞捕捉部に捕捉された細胞を細胞捕捉部から解放させるラプラス圧を相殺する圧力差が少なくとも生じる高さの差とすることを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記液体貯留部は、当該液体貯留部の上面高さと前記細胞捕捉部の上面高さとが一致するように形成されることを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記液体貯留部は、自在に曲がるチューブを用いて形成されることを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記液体貯留部は、当該液体貯留部内の液体が流れ落ちる箇所において断面積が漸次広がるように形成されることを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記液体貯留部は、前記細胞捕捉部の周囲に配置されることを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記細胞捕捉部により捕捉される細胞を含んだ液体を貯留する第１の貯留部と、前記第１の貯留部から流出する液体を貯留する第２の貯留部とをさらに備え、前記第１の貯留部は、当該第１の貯留部の側面および底面を連結し、かつ、液体が流出する流出口の方向に向かうにつれ高さが高くなる曲面を有する堰を備えることを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記曲面の曲率半径は、１ｍｍ以上であることを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、前記第２の貯留部に貯留された液体を排出する排出手段が接続される排出口をさらに備えたことを特徴とする。
また、本発明は、上記発明において、上記細胞捕捉シャーレと、当該細胞捕捉シャーレが有する細胞捕捉部に捕捉された細胞に物質を注入する物質注入手段とを備えた物質注入装置であって、前記物質注入手段は、前記細胞捕捉シャーレに備えられた第１の貯留部に液体および細胞が供給され、細胞が細胞捕捉部の吸引孔を介して液体を吸引することにより細胞捕捉部に捕捉された後、第１の貯留部に液体を供給して細胞捕捉部に捕捉されなかった細胞を第２の貯留部に流出させて当該細胞が除去された場合に、細胞捕捉部に捕捉された細胞に物質を注入することを特徴とする。
本発明によれば、細胞を含んだ液体を吸引孔を介して吸引することにより細胞を吸引孔に捕捉する細胞捕捉部を有する細胞捕捉シャーレが、吸引孔を介して液体を吸引して細胞を捕捉した場合に吸引された液体が内部に貯留可能となる容積を少なくとも有し、貯留された液体と気体との間に生じる界面が細胞捕捉部に捕捉された細胞を浸す液体の液面よりも下方に位置するように形成された液体貯留部を備えることとしたので、細胞捕捉シャーレを持ち運ぶ場合でも細胞が吸引孔に捕捉された状態を維持することができ、また、細胞捕捉シャーレを装置から取り外す場合などに液体の漏れを防止することができるという効果を奏する。
また、本発明によれば、液体貯留部の断面に係る寸法が毛管長の２倍以下であることとしたので、重力の影響よりも毛管現象の影響が大きくなるようにすることができ、液体貯留部内で液体が非連続になることを防止して液体の安定した圧力状態を得ることができるという効果を奏する。
また、本発明によれば、液体貯留部に貯留された液体と気体との間に生じる界面と細胞捕捉部に捕捉された細胞を浸す液体の液面との間の高さの差を、上記界面に生じ、細胞捕捉部に捕捉された細胞を細胞捕捉部から解放させるラプラス圧を相殺する圧力差が少なくとも生じる高さの差とすることとしたので、細胞捕捉シャーレを持ち運ぶ際に細胞を細胞捕捉部から解放させるように作用するラプラス圧が発生している場合でも、細胞が吸引孔に捕捉された状態を維持することができ、また、細胞捕捉シャーレを装置から取り外す場合などに液体の漏れを防止することができるという効果を奏する。
また、本発明によれば、液体貯留部は、当該液体貯留部の上面高さと細胞捕捉部の上面高さとが一致するように形成されることとしたので、細胞捕捉シャーレを製造する際の部品点数を減らすことができ、細胞捕捉シャーレを容易に製造できるという効果を奏する。
また、本発明によれば、液体貯留部は、自在に曲がるチューブを用いて形成されることとしたので、細胞を捕捉する捕捉圧が大きすぎたり小さすぎたりした場合に、チューブの高さを変えることにより捕捉圧を適切な大きさに容易に調整することができるという効果を奏する。
また、本発明によれば、液体貯留部は、当該液体貯留部内の液体が流れ落ちる箇所において断面積が漸次広がるように形成されることとしたので、水滴や気泡の発生を抑制し、圧力状態を安定化させて細胞の捕捉状態を持続させるようにすることができるという効果を奏する。
また、本発明によれば、液体貯留部は、細胞捕捉部の周囲に配置されることとしたので、細胞捕捉部に捕捉された細胞を顕微鏡で観察する場合に、液体貯留部が観察の邪魔にならないようにすることができるという効果を奏する。
また、本発明によれば、細胞捕捉シャーレが、細胞捕捉部により捕捉される細胞を含んだ液体を貯留する第１の貯留部と、第１の貯留部から流出する液体を貯留する第２の貯留部とをさらに備え、第１の貯留部は、当該第１の貯留部の側面および底面を連結し、かつ、液体が流出する流出口の方向に向かうにつれ高さが高くなる曲面を有する堰を備えることとしたので、液体が表面張力により第１の貯留部から第２の貯留部に流れ込み、細胞が捕捉されている第１の貯留部の細胞捕捉部の表面が乾燥することを防止することができるという効果を奏する。
また、本発明によれば、上記曲面の曲率半径は、１ｍｍ以上であることとしたので、液体が表面張力により第１の貯留部から第２の貯留部に流れ込み、細胞が捕捉されている第１の貯留部の細胞捕捉部の表面が乾燥することをより効果的に防止することができるという効果を奏する。
また、本発明によれば、第２の貯留部に貯留された液体を排出する排出手段が接続される排出口をさらに備えたこととしたので、細胞捕捉部に捕捉されなかった細胞などを含んだ液体を効率的に排出することができるという効果を奏する。
また、本発明によれば、物質注入装置が、上記細胞捕捉シャーレと、当該細胞捕捉シャーレが有する細胞捕捉部に捕捉された細胞に物質を注入する物質注入手段とを備え、物質注入手段は、細胞捕捉シャーレに備えられた第１の貯留部に液体および細胞が供給され、細胞が細胞捕捉部の吸引孔を介して液体を吸引することにより細胞捕捉部に捕捉された後、第１の貯留部に液体を供給して細胞捕捉部に捕捉されなかった細胞を第２の貯留部に流出させて当該細胞が除去された場合に、細胞捕捉部に捕捉された細胞に物質を注入することとしたので、細胞を除去する際に液体の供給と排出のバランスを調整する必要がなく、また、液体が表面張力により第２の貯留部に流れ込み、第１の貯留部において細胞が捕捉されている細胞捕捉部の表面が乾燥してしまうのを防止しながら物質の注入を実行することができるという効果を奏する。
以下に、添付図面を参照して、本発明に係る細胞捕捉シャーレの好適な実施例を詳細に説明する。
まず、本実施例１に係る細胞捕捉シャーレの構造について説明する。図１は、実施例１に係る細胞捕捉シャーレ４０の構造について説明する図である。図１に示すように、この細胞捕捉シャーレ４０は、給液チューブ４１により供給されるＰＢＳ（Phosphate Buffer Saline、燐酸緩衝食塩水）を貯留するウェル４２、ＰＢＳを吸引孔４８を介して吸引することにより細胞を捕捉する細胞捕捉チップ４３、ウェル４２から溢れ出るＰＢＳを内部に貯留する貯留壁４４、細胞捕捉チップ４３の吸引孔４８を介して吸引された液体が貯留される液体貯留路４５、負圧ポンプに接続される吸気チューブ４６と液体貯留路４５とを接続する吸気口４７を有する。
この細胞捕捉シャーレ４０においては、液体貯留路４５は、細胞捕捉チップ４３に形成された吸引孔４８を介して液体を吸引して細胞を捕捉した際に、吸引した液体が液体貯留路４５内に貯留可能となる容積を少なくとも有し、また、液体貯留路４５内に貯留された液体と気体との間の界面が細胞捕捉チップ４３に捕捉された細胞を浸すウェル４２内の液体の液面よりも下方の位置になるように形成される。
特に、液体貯留路４５が疎水性の材料で形成される場合には、液体貯留路４５は、給液チューブ４１および排液チューブ４６が取り外された場合に、液体貯留路４５内に形成される液体と気体との間の界面の高さとウェル４２内にある液体の液面高さとの差が、界面に生じるラプラス圧を相殺し、細胞を捕捉する圧力を少なくとも生じる高さとなるように形成される。
具体的には、ラプラス圧をＰrとし、液体の密度をρとし、重力加速度をｇと表した場合に、高さの差が
Ｐr／ρｇ
より大きくなるように液体貯留路４５が設置される。この式は、図１１で説明したようにして求めることができる。
細胞捕捉シャーレ４０をこのように構成し、吸引した液体を液体貯留路４５内に貯留すると、負圧ポンプを停止して吸気チューブ４６を取り外し、細胞捕捉シャーレ４０を運ぶ場合でも、細胞捕捉チップ４３に細胞を捕捉する捕捉圧を維持することができ、また、吸気チューブ４６内に液体が流入しないので、液体が外部に漏れ出ることを防ぐことができる。
ここで、液体貯留路４５の断面は、重力の影響よりも毛管現象の影響が大きくなるような形状に形成する。これにより、液体貯留路４５内で液体が非連続になることを防止することができ、液体の安定した圧力状態を得ることができる。
具体的には、液体と気体との間の界面の大きさが毛管長の２倍より大きくなると、重力の影響が界面張力の影響よりも大きくなるため、液体貯留路４５の断面の寸法を毛管長の２倍以下となるようにし、液体貯留路４５内において界面張力の影響が支配的になるようにする。
ここで、毛管長とは、界面張力をγ、液体の密度をρl、気体の密度をρg、重力加速度をｇで表した場合に、√（γ／（ρlーρg）／ｇ）で表される量である。ここで、ρl＞＞ρgである場合には気体の密度を無視することができ、毛管長は、√（γ／ρl／ｇ）で表される。
また、断面の寸法とは、断面の鉛直方向の最大長さまたは水平方向の最大長さのうち長い方を指す。たとえば、断面形状が円形である場合にはその直径であり、断面形状が四角形である場合には、四角形の縦横の長い方の長さである。また、断面形状が、図１に示すような盾形であり、断面の水平方向の最大長さが２ｍｍ、断面の鉛直方向の最大長さが３ｍｍである場合には、鉛直方向の最大長さが水平方向の最大長さよりも長いため、断面の寸法は鉛直方向の最大長さである３ｍｍとなる。
なお、図１の例では、細胞の捕捉完了後の液体と気体との間の界面が存在する部分の液体貯留路４５の上面位置が細胞を捕捉する細胞捕捉チップ４３の上面高さよりも３ｍｍだけ下方になるように液体貯留路４５を形成している。捕捉された細胞を浸す液体は、この細胞捕捉チップ４３の上面高さよりも高い位置まで注がれるため、液体貯留路４５をこのように形成することにより、液体貯留路４５内の液体と気体との間に生じる界面が細胞を浸す液体の液面よりも必ず下方に位置するようにすることができる。
この場合、液体貯留路４５内の液体と気体との間の界面と液体貯留路４５表面とのなす角度である接触角が７５度であるとすると、ラプラス圧は−３１Ｐａとなる。また、液体貯留路４５の中心位置は、細胞捕捉チップ４３の上面よりも４．５ｍｍだけ下方になるため、液体の圧力勾配を９．８Ｐａ／ｍｍとすれば、液柱圧は、−４４Ｐａ（＝−４．５ｍｍ×９．８Ｐａ／ｍｍ）となる。したがって、細胞を捕捉する捕捉圧力は、−７５Ｐａ（＝−３１−４４）となり、負値であるので、液体の吸引を止めた場合でも細胞の捕捉状態を維持することができる。
また、ここでは、液体貯留路４５を細胞捕捉チップ４３の周囲に細胞捕捉チップ４３を囲むようにして形成している。これは、細胞捕捉チップ４３に捕捉された細胞を顕微鏡で観察する場合に、液体貯留路４５が観察の邪魔にならないようにするためである。
さらに、液体貯留路４５の高さが変化し、液体が流れ落ちる箇所では（図１に示した液体流下点）、断面積が漸次増大するように液体貯留路４５が形成される。図２は、断面積が漸次増大するように形成された液体貯留路４５の構造を示す図である。
図２に示す従来の液体貯留路５０では、流体が流れ落ちる箇所で断面積が急激に変化している。液体貯留路５０をこのような構造にすると、液体貯留路５０内に水滴や気泡が発生し、圧力状態が不安定になって細胞捕捉チップ４３に捕捉されている細胞が細胞捕捉チップ４３から離れてしまう可能性がある。
そのため、図２に示す液体貯留路４５のように、断面積が漸次増大するように液体貯留路４５を形成することにより、水滴や気泡の発生を抑制し、圧力状態を安定化させて細胞の捕捉状態を持続させるようにする。
上述してきたように、本実施例１では、細胞を含んだ液体を吸引孔４８を介して吸引することにより細胞を吸引孔４８に捕捉する細胞捕捉チップ４３を有する細胞捕捉シャーレ４０が、吸引孔４８を介して液体を吸引して細胞を捕捉した場合に吸引された液体が内部に貯留可能となる容積を少なくとも有し、貯留された液体と気体との間に生じる界面が細胞捕捉チップ４３に捕捉された細胞を浸す液体の液面よりも下方に位置するように形成された液体貯留路４５を備えることとしたので、細胞捕捉シャーレ４０を持ち運ぶ場合でも細胞が吸引孔４８に捕捉された状態を維持することができ、また、細胞捕捉シャーレ４０をマイクロインジェクション装置から取り外す場合などに液体の漏れを防止することができる。
また、本実施例１では、液体貯留路４５の断面に係る寸法が毛管長の２倍以下であることとしたので、重力の影響よりも毛管現象の影響が大きくなるようにすることができ、液体貯留路４５内で液体が非連続になることを防止して液体の安定した圧力状態を得ることができる。
また、本実施例１では、液体貯留路４５に貯留された液体と気体との間に生じる界面と細胞捕捉チップ４３に捕捉された細胞を浸す液体の液面との間の高さの差を、上記界面に生じ、細胞捕捉チップ４３に捕捉された細胞を細胞捕捉チップ４３から解放させるラプラス圧を相殺する圧力差が少なくとも生じる高さの差とすることとしたので、細胞捕捉シャーレ４０を持ち運ぶ際に細胞を細胞捕捉チップ４３から解放させるように作用するラプラス圧が発生している場合でも、細胞が吸引孔４８に捕捉された状態を維持することができ、また、細胞捕捉シャーレ４０をマイクロインジェクション装置から取り外す場合などに液体の漏れを防止することができる。
また、本実施例１では、液体貯留路４５は、当該液体貯留路４５内の液体が流れ落ちる箇所において断面積が漸次広がるように形成されることとしたので、水滴や気泡の発生を抑制し、圧力状態を安定化させて細胞の捕捉状態を持続させるようにすることができる。
また、本実施例１では、液体貯留路４５は、細胞捕捉チップ４３の周囲に配置されることとしたので、細胞捕捉チップ４３に捕捉された細胞を顕微鏡で観察する場合に、液体貯留路４５が観察の邪魔にならないようにすることができる。
ところで、上記実施例１では、細胞の捕捉完了後の液体と気体との間の界面が存在する部分の液体貯留路の上面高さが細胞捕捉チップの表面よりも下方になるように液体貯留路を形成することとしたが、その部分の液体貯留路の上面高さが細胞捕捉チップの表面高さに一致するように液体貯留路を形成することとしてもよい。
液体貯留路をこのように形成すると、細胞捕捉シャーレの製造が容易になり、部品点数を減らすことができるようになる。そこで、本実施例２では、細胞の捕捉完了後の液体と気体との間の界面が存在する部分の液体貯留路の上面高さが細胞捕捉チップの表面高さに一致するように液体貯留路を形成する場合について説明する。
図３は、実施例２に係る細胞捕捉シャーレ６０の構造について説明する図である。図３に示すように、この細胞捕捉シャーレ６０は、給液チューブ６１により供給されるＰＢＳを貯留するウェル６２、ＰＢＳを吸引孔６８を介して吸引することにより細胞を捕捉する細胞捕捉チップ６３、ウェル６２から溢れ出るＰＢＳを内部に貯留する貯留壁６４、細胞捕捉チップ６３の吸引孔６８を介して吸引された液体が貯留される液体貯留路６５、負圧ポンプに接続される吸気チューブ６６と液体貯留路６５とを接続する吸気口６７を有する。
この細胞捕捉シャーレ６０においては、液体貯留路６５は、実施例１の液体貯留路４５と同様に、細胞捕捉チップ６３に形成された吸引孔６８を介して液体を吸引して細胞を捕捉した際に、吸引した液体が液体貯留路６５内に貯留可能となる容積を少なくとも有し、また、液体貯留路６５内に貯留された液体と気体との間の界面が細胞捕捉チップ６３に捕捉された細胞を浸すウェル６２内の液体の液面よりも下方の位置になるように形成される。
また、液体貯留路６５の高さが変化し、液体が流れ落ちる箇所では（図３に示した液体流下点）、図２を用いて説明したように、水滴や気泡の発生を抑制し、圧力状態を安定化させて細胞の捕捉状態を持続するため、断面積が漸次増大するように液体貯留路６５が形成される。
この細胞捕捉シャーレ６０が、実施例１で説明した細胞捕捉シャーレ４０と異なる点は、細胞の捕捉完了後の液体と気体との間の界面が存在する部分の液体貯留路６５の上面高さが細胞捕捉チップ６３の上面高さに一致するように液体貯留路６５を形成した点である。
液体貯留路６５をこのように形成することにより、細胞捕捉シャーレ６０を製造する際の部品点数を減らすことができるようになる。図４は、細胞捕捉シャーレ６０を製造する際の部品点数について説明する図である。
図４には、実施例１における細胞捕捉シャーレ４０の部品点数と実施例２における細胞捕捉シャーレ６０の部品点数との比較が示されている。細胞捕捉シャーレ４０では、液体と気体との間の界面が存在する部分の液体貯留路４５の上面高さと細胞捕捉チップ４３の上面高さとが異なるため、細胞捕捉シャーレ４０を製造するには３つの部品（部品１、部品２、部品３）を製造し、それらを組み合わせる必要がある。
すなわち、ウェル４２や細胞捕捉チップ４３、液体貯留路４５を、部材の表面を加工することにより形成する際、液体と気体との間の界面が存在する部分の液体貯留路４５の上面高さと細胞捕捉チップ４３の上面高さとが異なる場合には、３つの部品に分けてそれらを形成しなくてはならなくなる。
一方、細胞捕捉シャーレ６０では、細胞の捕捉完了後の液体と気体との間の界面が存在する部分の液体貯留路６５の上面高さと細胞捕捉チップ６３の表面高さとが同一であるため、１つの部材を加工することにより細胞捕捉チップ６３と液体貯留路６５とを形成することができ、２つの部品（部品１、部品２）を組み合わせるだけで細胞捕捉シャーレ６０を製造できるようになるので製造コストを下げることが可能となる。
なお、図３の例では、液体貯留路６５の断面形状は水平方向の最大長さが１ｍｍ、鉛直方向の最大長さが４ｍｍの盾形の形状としている。この場合、液体と空気との間の界面と液体貯留路６５表面とのなす角度である接触角が７５度であるとすると、ラプラス圧は−４６．６Ｐａとなる。
また、液体貯留路６５の中心位置は、細胞捕捉チップ６３の細胞捕捉面よりも２ｍｍだけ下方になるため、液体の圧力勾配を９．８Ｐａ／ｍｍとすれば、液柱圧は、−１９．６Ｐａ（＝−２ｍｍ×９．８Ｐａ／ｍｍ）となる。したがって、細胞を捕捉するための捕捉圧力は、−６６．２Ｐａ（＝−４６．６−１９．６）となり、負値であるので、液体の吸引を止めた場合でも細胞の捕捉状態を維持することができる。
上述してきたように、本実施例２では、液体貯留路６５は、当該液体貯留路６５の上面高さと細胞捕捉チップ６３の上面高さとが一致するように形成されることとしたので、細胞捕捉シャーレ６０を製造する際の部品点数を減らすことができ、細胞捕捉シャーレ６０を容易に製造できる。
ところで、上記実施例１および実施例２では、液体貯留路４５，６５を部材を加工することにより形成したが、部材を加工して溝を形成し、その溝に柔軟に曲がるチューブを嵌め込むことにより液体貯留路を形成することとしてもよい。
液体貯留路を柔軟に曲がるチューブを用いて形成すると、細胞を捕捉する捕捉圧が大きすぎたり小さすぎたりした場合に、チューブの高さを変えることにより適切な捕捉圧に容易に調整することができるようになる。そこで、本実施例３では、部材に溝を形成し、その溝に柔軟に曲がるチューブを嵌め込むことにより液体貯留路を形成する場合について説明する。
図５は、実施例３に係る細胞捕捉シャーレ７０の構造について説明する図である。図５に示すように、この細胞捕捉シャーレ７０は、給液チューブ７１により供給されるＰＢＳを貯留するウェル７２、ＰＢＳを吸引孔７９を介して吸引することにより細胞を捕捉する細胞捕捉チップ７３、ウェル７２から溢れ出るＰＢＳを内部に貯留する貯留壁７４、細胞捕捉チップ７３の吸引孔７９を介して吸引された液体が貯留される液体貯留チューブ７５、液体貯留チューブ７５を細胞捕捉シャーレ７０に装着可能とする液体貯留チューブ装着溝７６、負圧ポンプに接続される吸気チューブ７７と液体貯留チューブ７５とを接続する吸気口７８を有する。
この細胞捕捉シャーレ７０においては、柔軟に曲がる液体貯留チューブ７５を装着する液体貯留チューブ装着溝７６が形成され、その液体貯留チューブ装着溝７６に液体貯留チューブ７５を装着する点が実施例１または２における細胞捕捉シャーレ４０，６０とは異なる。
ここで、液体貯留チューブ７５は、細胞捕捉チップ７３に形成された吸引孔７９を介して液体を吸引して細胞を捕捉した際に、吸引した液体が液体貯留チューブ７５内に貯留可能となる容積を少なくとも有する。そして、液体貯留チューブ装着溝７６は、液体貯留チューブ７５を液体貯留チューブ装着溝７６に嵌め込んだ場合に、液体貯留チューブ７５に貯留された液体と気体との間の界面が細胞捕捉チップ７３に捕捉された細胞を浸すウェル７２内の液体の液面よりも下方の位置になるように形成される。
ここで、液体貯留チューブ７５は、液体貯留チューブ装着溝７６内で上下に動かすことができる。そのため、細胞を捕捉する捕捉圧が大きすぎたり小さすぎたりした場合には、液体貯留チューブ７５の高さを変えることにより捕捉圧を適切な大きさに容易に調整することができるようになる。
なお、図５の例では、液体貯留チューブ７５の断面形状は円形としている。また、液体貯留チューブ７５が疎水性であり、液体と気体との間の界面と排液チューブ７５表面とのなす角度である接触角が１１０度であるとすると、ラプラス圧は３３Ｐａとなる。
また、液体貯留チューブ７５の中心位置を細胞捕捉チップ７３の上面高さよりも７．８ｍｍだけ下方にし、液体の圧力勾配を９．８Ｐａ／ｍｍとすると、液柱圧は、−７６Ｐａ（＝−７．８ｍｍ×９．８Ｐａ／ｍｍ）となる。したがって、細胞を捕捉するための捕捉圧力は、−４３Ｐａ（＝３３−７６）となり、負値であるので、液体の吸引を止めた場合でも細胞の捕捉状態を維持することができる。
上述してきたように、本実施例３では、自在に曲がる液体貯留チューブ７５に細胞を細胞捕捉チップ７３に捕捉する際に吸引する液体を貯留することとしたので、細胞を捕捉する捕捉圧が大きすぎたり小さすぎたりした場合に、液体貯留チューブ７５の高さを変えることにより捕捉圧を適切な大きさに容易に調整することができる。
ところで、上記実施例１〜３では、細胞を細胞捕捉チップに捕捉したまま持ち運ぶことができる細胞捕捉シャーレについて説明したが、細胞捕捉チップに細胞を捕捉した後、余剰細胞を除去する場合に細胞が捕捉されている細胞捕捉チップの表面が乾燥しないように細胞捕捉シャーレを形成することとしてもよい。そこで、本実施例４では、細胞が捕捉されている細胞捕捉チップの表面が乾燥しないように細胞捕捉シャーレを形成する場合について説明する。
まず、本実施例４に係る細胞捕捉シャーレの構造について説明する。図６は、実施例４に係る細胞捕捉シャーレ８０の構造について説明する図である。
図６に示すように、この細胞捕捉シャーレ８０は、ＰＢＳが供給される供給口８１、供給口８１を介して供給されたＰＢＳを第１のウェル８３に流し込む供給路８２、ＰＢＳを貯留する第１のウェル８３、第１のウェル８３の底部に設けられ、ＰＢＳを吸引孔９２を介して吸引することにより細胞を捕捉する細胞捕捉チップ８４、第１のウェル８３にＰＢＳを供給して細胞捕捉チップ８４に捕捉されなかった余剰細胞を第１のウェル８３から押し流した場合に、余剰細胞を含んだＰＢＳを貯留する第２のウェル８５、第２のウェル８５から余剰細胞を除去するピペット８６、第２のウェル８５から余剰細胞を含んだＰＢＳを吸引する吸引路８７、吸引路８７を介して余剰細胞を含んだＰＢＳを吸引する負圧ポンプが接続される排出口８８、第１のウェル８３あるいは第２のウェル８５から溢れ出たＰＢＳを内部に貯留する貯留壁８９、細胞を捕捉するために吸引されたＰＢＳが貯留される液体貯留路９０、ＰＢＳを吸引する負圧ポンプに接続される吸気口９１を有する。
ここで、液体貯留路９０は、実施例１〜３で説明した場合と同様に、細胞捕捉チップ８４に形成された吸引孔９２を介して液体を吸引して細胞を捕捉した際に、吸引した液体が液体貯留路９０内に貯留可能となる容積を少なくとも有し、また、液体貯留路９０内に貯留された液体と気体との間の界面が細胞捕捉チップ８４に捕捉された細胞を浸す第１のウェル８３内の液体の液面よりも下方の位置になるように形成される。
また、液体貯留路９０の高さが変化し、液体が流れ落ちる箇所では、図２を用いて説明したように、水滴や気泡の発生を抑制し、圧力状態を安定化させて細胞の捕捉状態を持続するため、断面積が漸次増大するように液体貯留路９０が形成される。
また、図１４で説明したように、細胞が細胞捕捉チップ８４に捕捉された後、第１のウェル８３に存在する余剰細胞をＰＢＳを供給することにより第２のウェル８５に押し流すことがおこなわれるが、従来のシャーレでは、表面張力の影響により第１のウェル３１の壁面に沿って生じるＰＢＳの連続的な流れが生じ、第１のウェル８３内のＰＢＳが少なくなって細胞が捕捉されている細胞捕捉チップ８４の表面が乾燥してしまう。そこで、本実施例４では、以下に説明するようにして、ＰＢＳの連続的な流れを断ち切ることができるように第１のウェル８３を形成する。
図７は、第１のウェル８３の形状について説明する図である。図７に示すように、この第１のウェル８３は、余剰細胞を第２のウェル８５に流出させる細胞流出口１００の両端に干上がり防止堰１０１、１０２が設けられている。
この干上がり防止堰１０１、１０２は、図１４に示した傾斜部３３とは異なり、第１のウェル８３の側壁と底面との間を曲面で連結するように形成されている。また、この曲面の高さは、細胞流出口１００の方向に向かって次第に高くなる。
なお、曲面の曲率半径は、１ｍｍ以上とすれば効果的であることが実験的に確認されている。曲面の曲率半径を１ｍｍ以上とすることにより、表面張力によって第１のウェル８３の壁面に沿って生じるＰＢＳの連続的な流れを断ち切ることができ、細胞が捕捉されている細胞捕捉チップ８４の表面が乾燥することを効果的に防止することができるようになる。
また、図６に示したような細胞捕捉シャーレ８０を用いると、図１３で説明した従来技術ようにＰＢＳの供給と排出のバランスを制御する必要が無くなるという利点がある。つぎに、この利点について、図８および図９を用いて詳しく説明する。図８は、実施例４に係るＰＢＳ供給・排出システムについて説明する図であり、図９は、細胞に遺伝子や薬剤を注入する場合の前処理について説明する図である。
図８に示すように、このＰＢＳ供給・排出システムは、図６で説明した細胞捕捉シャーレ８０の供給口８１に接続されるシリンジポンプ１１０と、シリンジポンプ１１０のプランジャーを可動させるモーター１１１とを有する。また、細胞捕捉シャーレ８０の排出口８８および吸気口９１には、それぞれ空圧制御をおこなう吸気ポンプ（図示せず）が接続される。
これらの機器は、細胞捕捉チップ８４に捕捉された細胞に対して挿入され、内部に貯留された遺伝子や薬剤を細胞内に注入する毛管状の針や、細胞を観察する顕微鏡などとともに、細胞に対して遺伝子や薬剤の注入をおこなうマイクロインジェクション装置を構成している。このようなＰＢＳ供給・排出システムを用いて、図９に示すような順序で、細胞に遺伝子や薬剤を注入する場合の前処理がおこなわれる。
図９に示すように、まず、シリンジポンプ１１０を用いて、第１のウェル８３にＰＢＳを供給し、表面張力によりＰＢＳがドーム状になるまで供給を継続する（図９の（１）参照）。具体的には、ＰＢＳを第１のウェル８３の容量程度供給する。たとえば、、第１のウェル８３が図７に示したような寸法である場合には、ＰＢＳの供給量は約１１３μｌ（＝５ｍｍ×３ｍｍ×７．５ｍｍ）となる。
つぎに、液体貯留路９０に吸気ポンプをつないで前吸引をおこなう（図９の（２）参照）。その際、吸引ポンプの設定圧は、−３０ｋＰａから−７０ｋＰａの範囲内の圧力とする。ただし、この設定圧Ｐは、表面張力に打ちかってＰＢＳを吸引することができるよう、
Ｐ＜−４Ｔ（ｓｉｎθ）／ｄ
となるようにする。ここで、Ｔは水の表面張力（摂氏２０度で０．０７２Ｎ／ｍ）であり、θは接触角であり、ｄは細胞捕捉チップ８４に形成される吸引孔の直径である。
たとえば、θが３０度、ｄが３μｍである場合には、Ｐ＜−４８ｋＰａとなり、圧力が約−４８ｋＰａより小さい負圧となるよう吸気ポンプを設定すればよいことがわかる。なお、前吸引は、１．５秒間程度おこなわれる。
続いて、第１のウェル８３に細胞を投入し、細胞を細胞捕捉チップ８４に捕捉する処理をおこなう（図９の（３）参照）。ここで、投入する細胞を含んだＰＢＳの細胞濃度は、吸引孔が形成された細胞捕捉チップ８４の領域に細胞の数が吸引孔の数の１．５倍程度存在するような濃度にする。
たとえば、図７に示した細胞捕捉チップ８４の吸引孔の数が１０００個である場合には、その領域に１５００個程度の細胞を投入する。この場合、細胞捕捉チップ８４の吸引孔が形成された領域の寸法は１．６ｍｍ×１．６ｍｍであり、第１のウェル８３の寸法は７．５ｍｍ×５ｍｍであるので、投入する細胞の数を第１のウェル８３の底面全面に換算すると、２．２×１０4個（＝１５００×７．５×５／１．６／１．６）となる。
この数に相当する細胞をピペット８６一滴（約５０μｌ）の滴下で供給するとすると、細胞を含んだＰＢＳの細胞濃度は、約４×１０5個／ｍｌ（＝２．２×１０4／５０×１０００）となる。
第１のウェル８３に細胞を供給した後は、吸気ポンプの吸気圧の設定を微小負圧に切り替え、細胞捕捉チップ８４に細胞を捕捉する。たとえば、設定圧を−４００Ｐａとすると、直径が３μｍである吸引孔が細胞を吸引する吸引力は２．８ｎＮとなる。細胞は１０００個の吸引孔に捕捉されるまで、この状態で約３分間放置される。
その後、吸引孔に捕捉されなかった余剰細胞を除去するため、第１のウェル８３にＰＢＳを追加的に供給し、余剰細胞を第２のウェル８５に流し込む（図９の（４）参照）。その際、吸引孔に捕捉されている細胞が吸引孔から解放されるのを防止するため、小さな流量でＰＢＳを供給する。具体的には、第１のウェル８３に１ｍｌのＰＢＳを約１５ｍｌ／ｍｉｎの流量で供給する。
そして、第２のウェル８５の余剰細胞を含んだＰＢＳを、ピペット８６、あるいは、吸引路８７に接続される吸引ポンプを用いて吸い出す（図９の（５）参照）。余剰細胞を含んだＰＢＳを吸い出す際の流量は、細胞の捕捉状態を乱さない流量（たとえば、５ｍｌ／ｍｉｎ）とする。
ここで、内径ｄ（ｍ）、長さＬ（ｍ）の円管を用いて、所定の流量Ｑ（ｍ3／ｓ）で粘性η（Ｐａ・ｓ）の液体の吸い出しを実行する場合に必要とされる吸引圧Ｐbは、以下に示すハーゲン・ポアズイユの定理により算出される。
Ｐb＝−１２８ＱＬη／πｄ4
たとえば、ｄ＝０．７６（ｍｍ）、Ｌ＝５００（ｍｍ）のテフロン（登録商標）チューブを用いてＱ＝５（ｍｌ／ｍｉｎ）の流量でη＝１．０５×１０-3（Ｐａ・ｓ）の粘性の液体を吸引する場合には、吸引圧はＰb＝−５．３ｋＰａとなる。
第２のウェル８５の余剰細胞を含んだＰＢＳを除去した後、第１のウェル８３の液面を安定させるため、再度所定量（たとえば、１ｍｌ）のＰＢＳを低流量で供給する（図９の（６）参照）。
その後、細胞捕捉チップ８４に捕捉された細胞に対して毛管状の針を挿入し、針内部に貯留された遺伝子や薬剤が細胞に注入される。そして、細胞捕捉シャーレ８０は、マイクロインジェクション装置から取り外され、細胞を培養するインキュベーター（図示せず）に入れられる。
また、実施例４で説明した細胞捕捉シャーレ８０を用いて、細胞に遺伝子や薬剤の注入がおこなわれた後、その細胞を回収することもできる。具体的には、第２のウェル８５から余剰細胞を含んだＰＢＳを吸引することにより第２のウェル８５を空にし、第２のウェル８５の洗浄をおこなう。
そして、細胞が捕捉されている細胞捕捉チップ８４の吸引孔に正圧を加えて、遺伝子や薬剤が注入された細胞を吸引孔から解放するとともに、第１のウェル８３にＰＢＳを追加供給し、吸引孔から解放された細胞を第２のウェル８５に流し込む。
その後、細胞を含んだＰＢＳを第２のウェル８５から吸い出すことにより細胞を回収する。この場合、ＰＢＳの吸い出しは、細胞に対するダメージを少なくするために、ピペット８６でおこなうのが望ましい。
上述してきたように、本実施例４では、細胞捕捉シャーレ８０が、細胞捕捉チップにより捕捉される細胞を含んだ液体を貯留する第１のウェル８３と、第１のウェル８３から流出する液体を貯留する第２のウェル８５とをさらに備え、第１のウェル８３は、当該第１のウェル８３の側面および底面を連結し、かつ、液体が流出する細胞流出口１００の方向に向かうにつれ高さが高くなる曲面を有する干上がり防止堰１０１，１０２を備えることとしたので、液体が表面張力により第１のウェル８３から第２のウェル８５に流れ込み、細胞が捕捉されている第１のウェル８３の細胞捕捉チップ８４の表面が乾燥することを防止することができる。
また、本実施例４では、上記曲面の曲率半径は、１ｍｍ以上であることとしたので、液体が表面張力により第１のウェル８３から第２のウェル８５に流れ込み、細胞が捕捉されている第１のウェル８３の細胞捕捉チップ８４の表面が乾燥することをより効果的に防止することができる。
また、本実施例４では、第２のウェル８５に貯留された液体を排出する吸引ポンプが接続される排出口８８をさらに備えたこととしたので、細胞捕捉チップ８４に捕捉されなかった細胞などを含んだ液体を効率的に排出することができる。
また、本実施例４では、マイクロインジェクション装置が、細胞捕捉シャーレ８０と、細胞捕捉シャーレ８０が有する細胞捕捉チップ８４に捕捉された細胞に物質を注入する針とを備え、針は、細胞捕捉シャーレ８０に備えられた第１のウェル８３に液体および細胞が供給され、細胞が細胞捕捉チップ８４の吸引孔を介して液体を吸引することにより細胞捕捉チップ８４に捕捉された後、第１のウェル８３に液体を供給することにより細胞捕捉チップ８４に捕捉されなかった細胞を第２のウェル８５に流出させて細胞が除去された場合に、細胞捕捉チップ８４に捕捉された細胞に物質を注入することとしたので、細胞を除去する際に液体の供給と排出のバランスを調整する必要がなく、また、液体が表面張力により第２のウェル８５に流れ込み、第１のウェル８３において細胞が捕捉されている細胞捕捉チップ８４の表面が乾燥してしまうのを防止しながら物質の注入を実行することができる。
さて、これまで本発明の実施例について説明したが、本発明は上述した実施例以外にも、特許請求の範囲に記載した技術的思想の範囲内において種々の異なる実施例にて実施されてもよいものである。
また、本実施例において説明した各処理のうち、自動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を手動的におこなうこともでき、あるいは、手動的におこなわれるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的におこなうこともできる。
この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
（付記１）細胞を含んだ液体を吸引孔を介して吸引することにより細胞を吸引孔に捕捉する細胞捕捉部を有する細胞捕捉シャーレであって、
前記吸引孔を介して液体を吸引して細胞を捕捉した場合に吸引された液体が内部に貯留可能となる容積を少なくとも有し、貯留された液体と気体との間に生じる界面が前記細胞捕捉部に捕捉された細胞を浸す液体の液面よりも下方に位置するように形成された液体貯留部、
を備えたことを特徴とする細胞捕捉シャーレ。
（付記２）前記液体貯留部の断面に係る寸法が毛管長の２倍以下であることを特徴とする付記１に記載の細胞捕捉シャーレ。
（付記３）前記液体貯留部に貯留された液体と気体との間に生じる界面と前記細胞捕捉部に捕捉された細胞を浸す液体の液面との間の高さの差を、前記界面に生じ、前記細胞捕捉部に捕捉された細胞を細胞捕捉部から解放させるラプラス圧を相殺する圧力差が少なくとも生じる高さの差とすることを特徴とする付記１または２に記載の細胞捕捉シャーレ。
（付記４）前記液体貯留部は、当該液体貯留部の上面高さと前記細胞捕捉部の上面高さとが一致するように形成されることを特徴とする付記１、２または３に記載の細胞捕捉シャーレ。
（付記５）前記液体貯留部は、自在に曲がるチューブを用いて形成されることを特徴とする付記１、２または３に記載の細胞捕捉シャーレ。
（付記６）前記液体貯留部は、当該液体貯留部内の液体が流れ落ちる箇所において断面積が漸次広がるように形成されることを特徴とする付記１〜５のいずれか１つに記載の細胞捕捉シャーレ。
（付記７）前記液体貯留部は、前記細胞捕捉部の周囲に配置されることを特徴とする付記１〜６のいずれか１つに記載の細胞捕捉シャーレ。
（付記８）前記細胞捕捉部により捕捉される細胞を含んだ液体を貯留する第１の貯留部と、前記第１の貯留部から流出する液体を貯留する第２の貯留部とをさらに備え、前記第１の貯留部は、当該第１の貯留部の側面および底面を連結し、かつ、液体が流出する流出口の方向に向かうにつれ高さが高くなる曲面を有する堰を備えることを特徴とする付記１〜７のいずれか１つに記載の細胞捕捉シャーレ。
（付記９）前記曲面の曲率半径は、１ｍｍ以上であることを特徴とする付記８に記載の細胞捕捉シャーレ。
（付記１０）前記第２の貯留部に貯留された液体を排出する排出手段が接続される排出口をさらに備えたことを特徴とする付記８または９に記載の細胞捕捉シャーレ。
（付記１１）付記８、９または１０に記載の細胞捕捉シャーレと、当該細胞捕捉シャーレが有する細胞捕捉部に捕捉された細胞に物質を注入する物質注入手段とを備えた物質注入装置であって、前記物質注入手段は、前記細胞捕捉シャーレに備えられた第１の貯留部に液体および細胞が供給され、細胞が細胞捕捉部の吸引孔を介して液体を吸引することにより細胞捕捉部に捕捉された後、第１の貯留部に液体を供給して細胞捕捉部に捕捉されなかった細胞を第２の貯留部に流出させて当該細胞が除去された場合に、細胞捕捉部に捕捉された細胞に物質を注入することを特徴とする物質注入装置。
以上のように、本発明に係る細胞捕捉シャーレは、細胞捕捉シャーレを持ち運ぶ場合でも細胞が吸引孔に捕捉された状態を維持することができ、細胞捕捉シャーレを装置から取り外す場合に液体の漏れを防止することができ、さらに、余剰細胞を流し取る場合に細胞捕捉チップの乾燥を防止することが必要な細胞捕捉シャーレに有用である。
実施例１に係る細胞捕捉シャーレ４０の構造について説明する図である。 断面積が漸次増大するように形成された液体貯留路４５の構造を示す図である。 実施例２に係る細胞捕捉シャーレ６０の構造について説明する図である。 細胞捕捉シャーレ６０を製造する際の部品点数について説明する図である。 実施例３に係る細胞捕捉シャーレ７０の構造について説明する図である。 実施例４に係る細胞捕捉シャーレ８０の構造について説明する図である。 第１のウェル８３の形状について説明する図である。 実施例４に係るＰＢＳ供給・排出システムについて説明する図である。 細胞に遺伝子や薬剤を注入する場合の前処理について説明する図である。 従来のマイクロインジェクション法について説明する図である。 従来のシャーレを用いて細胞を捕捉する際の圧力状態について説明する図である。 ラプラス圧Ｐrについて説明する図である。 従来のＰＢＳ供給・排出システムについて説明する図である。 細胞捕捉チップ３０が設けられた第１のウェル３１の傾斜部３３について説明する図である。
符号の説明
１，１２，２０ シャーレ
２，２１，３０，４３，６３，７３，８４ 細胞捕捉チップ
３，１０，４８，６８，７９，９２ 吸引孔
４ 針
５ 顕微鏡
１１，４２，６２，７２ ウェル
１３，２２ 排液路
１４ チューブ
１５ コネクタ
２３ ＰＢＳ供給路
２４ ＰＢＳ排出路
３１，８３ 第１のウェル
３２，８５ 第２のウェル
３３ 堰／山形段
４０，６０，７０，８０ 細胞捕捉シャーレ
４１，６１，７１ 給液チューブ
４４，６４，７４，８９ 貯留壁
４５，５０，６５，９０ 液体貯留路
４６，６６，７７ 吸気チューブ
４７，６７，７８，９１ 吸気口
７５ 液体貯留チューブ
７６ 液体貯留チューブ装着溝
８１ 供給口
８２ 供給路
８６ ピペット
８７ 吸引路
８８ 排出口
１００ 細胞流出口
１０１ 干上がり防止堰
１１０ シリンジポンプ
１１１ モーター

Claims (5)

  1. 細胞を含んだ液体を吸引孔を介して吸引することにより細胞を吸引孔に捕捉する細胞捕捉部を有する細胞捕捉シャーレであって、
    前記吸引孔を介して液体を吸引して細胞を捕捉した場合に吸引された液体が内部に貯留可能となる容積を少なくとも有し、貯留された液体と気体との間に生じる界面が前記細胞捕捉部に捕捉された細胞を浸す液体の液面よりも下方に位置するように形成された液体貯留部、
    を備えたことを特徴とする細胞捕捉シャーレ。
  2. 前記液体貯留部の断面に係る寸法が毛管長の２倍以下であることを特徴とする請求項１に記載の細胞捕捉シャーレ。
  3. 前記液体貯留部に貯留された液体と気体との間に生じる界面と前記細胞捕捉部に捕捉された細胞を浸す液体の液面との間の高さの差を、前記界面に生じ、前記細胞捕捉部に捕捉された細胞を細胞捕捉部から解放させるラプラス圧を相殺する圧力差が少なくとも生じる高さの差とすることを特徴とする請求項１または２に記載の細胞捕捉シャーレ。
  4. 前記液体貯留部は、当該液体貯留部内の液体が流れ落ちる箇所において断面積が漸次広がるように形成されることを特徴とする請求項１、２または３に記載の細胞捕捉シャーレ。
  5. 前記細胞捕捉部により捕捉される細胞を含んだ液体を貯留する第１の貯留部と、前記第１の貯留部から流出する液体を貯留する第２の貯留部とをさらに備え、前記第１の貯留部は、当該第１の貯留部の側面および底面を連結し、かつ、液体が流出する流出口の方向に向かうにつれ高さが高くなる曲面を有する堰を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の細胞捕捉シャーレ。
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