JP2007124904A - 細胞マイクロレオロジー観察・測定用ディスポーザブルチップ - Google Patents

Abstract

【課題】 細胞マイクロレオロジー観察・測定のデータ再現安定性に優れた細胞マイクロレオロジー観察・測定用ディスポーザブルチップを提供すること。
【解決手段】 表面に微細な溝１１１を有し、かつ、溝１１１以外の部分に貫通孔１１２を有する第１の基板１１と、溝１１１を有する第１の基板１１の表面に接合される平面を有する第２の基板１２と、を少なくとも周囲が密となるように接合してなる一体化チップ１を、内部に貫通孔２１１を有するチップホルダー２に、それぞれの貫通孔同士が当接するように密に貼り付け、前記貫通孔を細胞注入孔とし、かつ、第１の基板１１と第２の基板１２との接合部に溝１１１によって形成される空間を細胞の流路としてなる、細胞マイクロレオロジー観察・測定用ディスポーザブルチップ。
【選択図】 図１

Description

本発明は、細胞マイクロレオロジー観察・測定用ディスポーザブルチップに関し、詳しくは細胞マイクロレオロジー観察・測定のデータ再現安定性に優れた細胞マイクロレオロジー観察・測定用ディスポーザブルチップに関するものである。

これまで、細胞マイクロレオロジー（微小流動性）観察用のための装置が幾つか提案されているが、流路となる溝が形成された第１の基板と、第２の基板であるガラス基板とを密に接触させるために、前記第１の基板に、ホルダーを用いて第２の基板であるガラス基板を締付け・圧着させていた。
例えば、特許文献１記載の細胞走化性検出及び走化細胞分離装置では、流路とウェルが一体的に構築された基板の下面に、光学研磨したガラス基板を、Ｏ−リングなどを介しカバーキャップなどを用いて圧着している。

しかしながら、この場合、カバーキャップの締付け圧の変動や平行度の若干のズレ等により微妙に微細空間寸法が変動し、細胞マイクロレオロジー観察・測定のデータ再現性が得られず、改善が要望されていた。

特開２００２−１５９２８７号公報（段落番号００３２、００６２、図２２など参照）

本発明は、上記従来の問題点を解消し、細胞マイクロレオロジー観察・測定のデータ再現安定性に優れた細胞マイクロレオロジー観察・測定用ディスポーザブルチップを提供することを目的とするものである。

即ち、請求項１に係る本発明は、表面に微細な溝を有し、かつ、前記溝以外の部分に貫通孔を有する第１の基板と、前記溝を有する第１の基板の表面に接合される平面を有する第２の基板と、を少なくとも周囲が密となるように接合してなる一体化チップを、内部に貫通孔を有するチップホルダーに、それぞれの貫通孔同士が当接するように密に貼り付け、前記貫通孔を細胞注入孔とし、かつ、前記第１の基板と前記第２の基板との接合部に前記溝によって形成される空間を細胞の流路としてなる、細胞マイクロレオロジー観察・測定用ディスポーザブルチップを提供するものである。
請求項２に係る本発明は、前記第１の基板がシリコン単結晶からなり、前記第２の基板が透明なガラスからなる、請求項１記載の細胞マイクロレオロジー観察・測定用ディスポーザブルチップを提供するものである。

請求項１に係る本発明によれば、第１の基板と第２の基板とが一体化された一体化チップを用いているため、細胞流路となる微細空間寸法の変動が皆無となり、細胞マイクロレオロジー観察・測定のデータ再現安定性に優れた細胞マイクロレオロジー観察・測定用ディスポーザブルチップが提供される。
即ち、請求項１に係る本発明によれば、観察装置等の外部要因による圧力変動に影響を受けない、寸法精度の良い細胞流路の微細空間を確保することが可能となることから、細胞マイクロレオロジー観察・測定のデータ再現安定性に優れた細胞マイクロレオロジー観察・測定用ディスポーザブルチップが提供される。
しかも、請求項１に係る本発明によれば、第１の基板と第２の基板とが一体化された一体化チップを用いているため、Ｏ−リングやカバーキャップなどが不要となり、部品点数を低減することができる。
さらに、このように第１の基板と第２の基板とが一体化された一体化チップを用いているため、カバーキャップなどによる圧着操作等を省略することができるという操作上のメリットもある。

請求項１に係る本発明の細胞マイクロレオロジー観察・測定用ディスポーザブルチップは、表面に微細な溝を有し、かつ、前記溝以外の部分に貫通孔を有する第１の基板と、前記溝を有する第１の基板の表面に接合される平面を有する第２の基板と、を少なくとも周囲が密となるように接合してなる一体化チップを、内部に貫通孔を有するチップホルダーに、それぞれの貫通孔同士が当接するように密に貼り付け、前記貫通孔を細胞注入孔とし、かつ、前記第１の基板と前記第２の基板との接合部に前記溝によって形成される空間を細胞の流路としてなるものである。

以下、請求項１に係る本発明を図面により詳細に説明する。図１は、請求項１に係る本発明の細胞マイクロレオロジー観察・測定用ディスポーザブルチップの一態様を示す斜視図、図２は正面図、図３は背面図、図４は平面図、図５は右側面図である。次に、図６は図２の中央部縦断面図である。また、図７は一体化チップ１の一態様を示す平面図であり、図８は図７の中央部横断面図である。図中、符号１は一体化チップを示し、符号２はチップホルダーを示す。

請求項１に係る本発明の細胞マイクロレオロジー観察・測定用ディスポーザブルチップＡは、基本的に一体化チップ１と、チップホルダー２と、からなるものである。

ここで一体化チップ１は、図８に示すように、第１の基板１１と、第２の基板１２と、からなるものである。
第１の基板１１は、図７、８に示すように、表面に微細な溝１１１を有し、かつ、前記溝以外の部分に貫通孔１１２を有するものである。
このような第１の基板１１は、細胞マイクロレオロジー観察・測定用基板として通常用いられるものを使用することができる。
この第１の基板１１は、請求項２に記載したように、シリコン単結晶からなるものが好ましい。
第１の基板１１表面の微細な溝１１１は、常法に従いエッチング等により形成すればよい。微細な溝１１１、つまり流路の形状も、細胞マイクロレオロジー（微小流動性）観察用として用いられているものでよく、特に制限はない。

第２の基板１２は、前記溝１１１を有する第１の基板１１の表面に接合される平面を有するものである。
このような第２の基板１２も、細胞マイクロレオロジー観察・測定用基板として通常用いられるものを使用することができる。
第２の基板１２は、透明な基板が好ましく、請求項２に記載したように、透明なガラスからなるもの(透明なガラス板)がより好ましい。

一体化チップ１は、このような第１の基板１１と、第２の基板１２と、からなり、両基板を少なくとも周囲が密となるように隙間なく接合してなるものである。
図７において一体化チップ１の周囲の縁取りしてある箇所が接合してある箇所であって、少なくとも一体化チップ１の周囲が密となるように隙間なく接合すべきである。接合の方法は特に制限されないが、陽極酸化接合によるものが最も好ましい。

一方、チップホルダー２は、図３や図６などに示すように、内部に細胞注入用の貫通孔２１１を有するものであって、前記一体化チップ１を保持し得るものであればよい。
図１や図６においてチップホルダー２の上面は、一体化チップ１を収容保持できるように、当該箇所を一体化チップ１と同一形状にくりぬいた形状、つまり断面が略凹状をなしているが、これに限定されるものではない。
チップホルダー２の材質は特に限定されるものではないが、通常、プラスチックなどにより成形されたものが用いられる。

請求項１に係る本発明の細胞マイクロレオロジー観察・測定用ディスポーザブルチップＡは、基本的に上記したような一体化チップ１と、チップホルダー２と、からなり、それぞれの貫通孔（一体化チップ１における第１の基板１１に形成されている貫通孔１１２と、チップホルダー２に形成されている貫通孔２１１）同士が当接するように密に貼り付け、前記貫通孔を細胞注入孔とし、かつ、第１の基板１１と第２の基板１２との接合部に溝１１１によって形成される空間を細胞の流路としてなるものである。
即ち、一体化チップ１における第１の基板１１側を、チップホルダー２の上面と当接させ、一体化チップ１における第１の基板１１に形成されている貫通孔１１２と、チップホルダー２に形成されている貫通孔２１１とが当接するように密に貼り付けてなるものである。貼り付けは、接着剤を用いて行うことができる。この貼り付け時には、内部にゴミ等が入らないように行うべきであり、例えば無菌ルームなどで無菌的に行うとよい。
なお、請求項１に係る本発明の細胞マイクロレオロジー観察・測定用ディスポーザブルチップＡは、チップホルダー２の下面、つまり一体化チップ１を収容保持する側と反対側の貫通孔２１１出口には、ゴミ等が入らないようにプラスチックフィルム等で密封シールして蓋をしておくことが好ましい。
このような細胞マイクロレオロジー観察・測定用ディスポーザブルチップＡの大きさは特に限定されないが、通常、その高さが３０〜４０ｍｍ程度のものである。

一体化チップ１を、内部に貫通孔２１１を有するチップホルダー２に、それぞれの貫通孔同士が当接するように密に貼り付けていることから、チップホルダー２の下面側から上面側へ抜け、さらに一体化チップ１における第１の基板１１に形成されている貫通孔１１２を通じて一体化チップ１内部へと通じる道筋が形成されることになる。
請求項１に係る本発明においては、このようにして形成される貫通孔を細胞注入孔としており、チップホルダー２の下面側に形成されている貫通孔２１１からなる細胞注入孔を、別途用意される細胞マイクロレオロジー観察・測定装置の細胞注入管？と連通させることにより、細胞注入が可能となる。
なお、このような貫通孔２１１は１箇所設けておくこともできるが、図示したように左右に２箇所設けておけば、例えば一方の貫通孔を細胞注入孔とし、他方の貫通孔を廃液取出し孔とすることができる。

また、第１の基板１１と第２の基板１２との接合部に溝１１１によって形成される空間が、細胞の流路となる。
前記した細胞注入孔から注入された細胞、例えば血液中の赤血球や白血球は、第１の基板１１と第２の基板１２との接合部に溝１１１によって形成される空間を通るときの状態が、別途用意される細胞マイクロレオロジー観察・測定装置によって観察・測定されることになる。

このような構造からなる請求項１に係る本発明の細胞マイクロレオロジー観察・測定用ディスポーザブルチップを、細胞マイクロレオロジー観察・測定装置と組合わせることにより、いわゆる血液サラサラ具合の観察・測定など、細胞マイクロレオロジーの観察・測定を行うことができる。
細胞マイクロレオロジー観察・測定装置としては、市販されているものなど公知のものを用いることができる。

図９は、そのような細胞マイクロレオロジー観察・測定装置の一例（血液流動性測定装置）を模式的に示す説明図である。図中、符号３は細胞注入管、符号４は分注針、符号５は液面計、符号６はセンサー、符号７は顕微鏡、符号８はＣＣＤカメラ、符号９はコントロールユニット、符号１０はプリンター、符号１１は廃液ボトルである。
このような細胞マイクロレオロジー観察・測定装置に請求項１に係る本発明の細胞マイクロレオロジー観察・測定用ディスポーザブルチップＡを組み込むことにより、データ再現安定性よく細胞マイクロレオロジー観察・測定を行うことができる。

請求項１に係る本発明の細胞マイクロレオロジー観察・測定用ディスポーザブルチップの一態様を示す斜視図である。 請求項１に係る本発明の細胞マイクロレオロジー観察・測定用ディスポーザブルチップの一態様を示す正面図である。 請求項１に係る本発明の細胞マイクロレオロジー観察・測定用ディスポーザブルチップの一態様を示す背面図である。 請求項１に係る本発明の細胞マイクロレオロジー観察・測定用ディスポーザブルチップの一態様を示す平面図である。 請求項１に係る本発明の細胞マイクロレオロジー観察・測定用ディスポーザブルチップの一態様を示す右側面図である。 図２の中央部縦断面図である。 一体化チップ１の一態様を示す平面図である。 図７の中央部横断面図である。 細胞マイクロレオロジー観察・測定装置の一例（血液流動性測定装置）を模式的に示す説明図である。

符号の説明

Ａ 細胞マイクロレオロジー観察・測定用ディスポーザブルチップ
１ 一体化チップ
２ チップホルダー
１１ 第１の基板
１２ 第２の基板
１１１ 溝
１１２ （一体化チップの）貫通孔
２１１ （チップホルダーの）貫通孔
３ 細胞注入管
４ 分注針
５ 液面計
６ センサー
７ 顕微鏡
８ ＣＣＤカメラ
９ コントロールユニット
１０ プリンター
１１ 廃液ボトル

Claims (2)

1. 表面に微細な溝を有し、かつ、前記溝以外の部分に貫通孔を有する第１の基板と、前記溝を有する第１の基板の表面に接合される平面を有する第２の基板と、を少なくとも周囲が密となるように接合してなる一体化チップを、内部に貫通孔を有するチップホルダーに、それぞれの貫通孔同士が当接するように密に貼り付け、前記貫通孔を細胞注入孔とし、かつ、前記第１の基板と前記第２の基板との接合部に前記溝によって形成される空間を細胞の流路としてなる、細胞マイクロレオロジー観察・測定用ディスポーザブルチップ。
2. 前記第１の基板がシリコン単結晶からなり、前記第２の基板が透明なガラスからなる、請求項１記載の細胞マイクロレオロジー観察・測定用ディスポーザブルチップ。

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