JP2007124971A - Vessel, method for immobilizing cell in the vessel, method for measurement of intracellular molecular dynamics of cell immobilized by the method and apparatus for measuring intracellular molecular dynamics - Google Patents

Vessel, method for immobilizing cell in the vessel, method for measurement of intracellular molecular dynamics of cell immobilized by the method and apparatus for measuring intracellular molecular dynamics Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vessel capable of immobilizing a live cell and suitable for the analysis by fluorescence correlation spectroscopy, etc., a method for immobilizing a cell in the vessel, a method for the measurement of intracellular molecular dynamics of the cell immobilized by the method, and an apparatus for the measurement of intracellular molecular dynamics. <P>SOLUTION: The vessel has a cell-holding part having a circular flat bottom of ≥2μm diameter, capable of holding a cell, and having a tapered side wall. The vessel has a flat bottom, and the cell-holding part forms the bottom of a specimen holding part to receive and hold a liquid containing cells. The apparatus for the measurement of intracellular molecular dynamics is provided with the vessel, a cell-transfer means to apply at least one kind of force selected from vibration, pressure, centrifugal force, electric field and magnetic field to the cells in the specimen holding part, and a means to detect the signal of a labeled cell. A cell in the specimen holding part is transferred and immobilized to the cell-holding part by the cell transfer means and the signal of the cell is detected by the signal detecting means. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、細胞に標識分子を取り込ませて、細胞内における標識分子の動態を測定する際に好適な、細胞を固定する容器、この容器への細胞の固定方法、容器に固定された細胞の細胞内分子動態の測定方法および細胞内分子動態の測定装置に関する。   The present invention relates to a container for immobilizing a cell, a method for immobilizing a cell in the container, a method for immobilizing a cell in the container, and a method for immobilizing the cell in the container, which are suitable for measuring the dynamics of the labeled molecule in the cell by incorporating the labeled molecule into the cell. The present invention relates to a method for measuring intracellular molecular dynamics and an apparatus for measuring intracellular molecular dynamics.

現在、細胞内の分子動態を解析する手法として、蛍光相関分光法(Fluorescence Correlation Spectroscopy:以下、FCSと略記)、蛍光強度分散分析法(Fluorescence Intensity Distribution Analysis:以下、FIDAと略記)等が知られている。これらは、蛍光物質で標識した分子を観察対象である細胞に取り込ませ、細胞内における該標識分子の動態を蛍光シグナルのゆらぎとして検出する手法である。またこの手法により、同時に複数の細胞を観察することで、これら細胞間のタイトジャンクションによる分子のやりとり等を解析することもできる。   Currently, as methods for analyzing intracellular molecular dynamics, Fluorescence Correlation Spectroscopy (hereinafter abbreviated as FCS), Fluorescence Intensity Distribution Analysis (hereinafter abbreviated as FIDA), and the like are known. ing. These are techniques in which a molecule labeled with a fluorescent substance is taken into a cell to be observed and the dynamics of the labeled molecule in the cell is detected as fluctuations in the fluorescence signal. In addition, by this method, a plurality of cells can be observed at the same time to analyze the exchange of molecules due to tight junctions between these cells.

前記解析手法においては、観察対象である一つあるいは複数の細胞を容器内に保持し、この細胞に蛍光物質を励起できる波長の光を照射して、蛍光シグナルを検出するが、シグナルの検出に際しては、細胞内の非常に狭い特定領域に共焦点をあて、蛍光シグナルの強度および移動速度等の分子動態を、精密に検出することが求められる。
従来、このような蛍光シグナルの測定に用いる容器としては、カバースリップに8チャンバーを占有区画してある底面積0.8平方センチメートル程度のものや、直径0.8センチメートル、底面積0.5平方センチメートル程度のマルチウエルガラスボトムのプレート等が用いられている。
ここで、細胞内における分子動態を正確に解析するためには、生きている細胞を用いることが好ましく、この場合、観察対象である細胞を前記のような容器や通常用いるマイクロプレートに載せて観察しようとすると、測定中に細胞が動いてしまうため、正確に分子動態を検出することができないという問題点がある。すなわち、FCS、FIDA等の解析においては、生きている細胞を動かないように固定することが必要となる。
In the analysis method, one or a plurality of cells to be observed are held in a container, and the fluorescence signal is detected by irradiating the cells with light having a wavelength capable of exciting the fluorescent substance. Is required to accurately detect molecular dynamics such as the intensity and movement speed of a fluorescent signal by confocaling a very narrow specific region in a cell.
Conventionally, as a container used for the measurement of such a fluorescent signal, a container having a bottom area of about 0.8 square centimeter in which eight chambers are occupied by a cover slip, a diameter of 0.8 centimeter, and a bottom area of 0.5 square centimeter are used. A multi-well glass bottom plate or the like is used.
Here, in order to accurately analyze the molecular dynamics in the cell, it is preferable to use a living cell. In this case, the cell to be observed is placed on the container as described above or a commonly used microplate for observation. When trying to do so, the cells move during the measurement, so that there is a problem that the molecular dynamics cannot be detected accurately. That is, in analysis such as FCS and FIDA, it is necessary to fix living cells so as not to move.

この問題点を解決するために、観察対象の細胞を固定するための方法として、例えば、細胞を捕捉するための小さなウェルを備えたマイクロプレートを用いる方法が開示されている(例えば、特許文献1および2参照)。
また、底面に吸引口を設けた容器に、この吸引口よりも大きいサイズの細胞を一つ捕捉して、この吸引口を介して細胞を吸引することにより、細胞に穴を開けて、該容器内に細胞を固定する方法(パッチクランプ法)が開示されている。パッチクランプ法は、一つの観察対象の細胞における電流の変化により、薬剤に対する応答反応を測定する際に好適に用いられる手法である。
国際公開第2004/077009号パンフレット 国際公開第2004/113492号パンフレット 国際公開第2005/007866号パンフレット
In order to solve this problem, as a method for fixing cells to be observed, for example, a method using a microplate having small wells for capturing cells is disclosed (for example, Patent Document 1). And 2).
In addition, a cell having a suction port on the bottom surface is used to capture one cell having a size larger than the suction port, and the cell is sucked through the suction port to open a hole in the cell. A method for fixing cells in the cell (patch clamp method) is disclosed. The patch clamp method is a method suitably used for measuring a response response to a drug by a change in current in a single observation target cell.
International Publication No. 2004/077009 Pamphlet International Publication No. 2004/113492 Pamphlet International Publication No. 2005/007866 Pamphlet

しかし、特許文献1および2に記載の発明では、ウェル内に細胞を捕捉することができても、細胞には種々のサイズのものがあり、その都度ウェルのサイズをこの種々の細胞のサイズに適したものとすることが困難であるという問題点がある。すなわち、細胞のサイズに対してウェルのサイズが大きすぎると、このウェル内に一つまたは複数の細胞を捕捉できても、ウェル内でしっかりと保持することができない。   However, in the inventions described in Patent Documents 1 and 2, even if the cells can be trapped in the well, there are cells of various sizes, and each time the size of the well is changed to the size of these various cells. There is a problem that it is difficult to make it suitable. That is, if the size of the well is too large relative to the size of the cell, even if one or more cells can be captured in the well, it cannot be firmly held in the well.

一方、特許文献3に記載の発明は、容器の底面に吸引口が設けられているため、細胞内の電位の変化等を測定するためには好適であるが、高精度に蛍光シグナルを検出したい場合には、蛍光物質を励起するための光を容器の底面側から照射することは好ましくなく、細胞の上方から照射する必要がある。しかし、このように細胞上方から光を照射して蛍光シグナルを検出しようとしても、多くのノイズを拾ってしまい、精度の高い測定ができなくなるという問題点がある。また、吸引口の大きさが小さいため、容器内に捕捉できる細胞は一つだけとなり、複数の細胞間におけるタイトジャンクションを測定できないという問題点もある。さらに、細胞には穴が開けられているため、必ずしも細胞内の正確な分子動態を解析できないという問題点もある。   On the other hand, the invention described in Patent Document 3 is suitable for measuring changes in intracellular potential and the like because a suction port is provided on the bottom surface of the container, but it is desired to detect a fluorescent signal with high accuracy. In some cases, it is not preferable to irradiate light for exciting the fluorescent substance from the bottom side of the container, and it is necessary to irradiate from above the cells. However, even if an attempt is made to detect a fluorescent signal by irradiating light from above the cell in this way, there is a problem that a lot of noise is picked up and measurement with high accuracy becomes impossible. In addition, since the suction port is small, only one cell can be captured in the container, and there is a problem that tight junctions between a plurality of cells cannot be measured. Furthermore, since cells are perforated, there is a problem that accurate molecular dynamics in cells cannot always be analyzed.

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、蛍光相関分光法(FCS)等の解析において好適な、観察対象の生きている細胞を固定することができる容器、該容器への細胞の固定方法、該方法により固定された細胞の細胞内分子動態の測定方法および細胞内分子動態の測定装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and is suitable for analysis such as fluorescence correlation spectroscopy (FCS), which can fix a living cell to be observed, and the cell in the container. It is an object of the present invention to provide a fixing method, a method for measuring intracellular molecular dynamics of a cell fixed by the method, and an apparatus for measuring intracellular molecular dynamics.

上記課題を解決するため、
請求項1に記載の発明は、底面が少なくとも直径2μmの円形で、細胞を載置できる形状でかつ平坦であり、側面がテーパー状である細胞保持部を有する容器であって、該容器の底面は平坦であり、前記細胞保持部は、細胞を含有する液を添加して保持する試料保持部の底部となっていることを特徴とする容器である。
To solve the above problem,
The invention according to claim 1 is a container having a cell holding portion having a circular bottom surface with a diameter of at least 2 μm, a shape on which cells can be placed and flat, and a side surface having a tapered shape. Is flat, and the cell holding part is a bottom part of a sample holding part for adding and holding a liquid containing cells.

請求項2に記載の発明は、前記細胞保持部の底面が、直径2μm以上の円形であることを特徴とする請求項1に記載の容器である。   The invention according to claim 2 is the container according to claim 1, wherein the bottom surface of the cell holding portion is a circle having a diameter of 2 μm or more.

請求項3に記載の発明は、前記細胞保持部の高さが4μm以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の容器である。   Invention of Claim 3 is a container of Claim 1 or 2 characterized by the height of the said cell holding | maintenance part being 4 micrometers or more.

請求項4に記載の発明は、前記試料保持部の側面全面がテーパー状であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の容器である。   The invention according to claim 4 is the container according to any one of claims 1 to 3, wherein the entire side surface of the sample holder is tapered.

請求項5に記載の発明は、前記細胞保持部の底面近傍の側面に、容器外に通じる流路の一端が開口されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の容器である。   The invention according to claim 5 is characterized in that one end of the flow path leading to the outside of the container is opened on the side surface in the vicinity of the bottom surface of the cell holding part. The container.

請求項6に記載の発明は、屈折率が1.5以下の材質からなることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の容器である。   Invention of Claim 6 consists of a material with a refractive index of 1.5 or less, It is a container as described in any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned.

請求項7に記載の発明は、細胞保持部以外の試料保持部の側面が、水に対する接触角が100°以上である材質からなるものであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の容器である。   The invention according to claim 7 is characterized in that the side surface of the sample holder other than the cell holder is made of a material having a contact angle with water of 100 ° or more. The container according to one item.

請求項8に記載の発明は、前記細胞保持部の側面が黒色に着色されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の容器である。   Invention of Claim 8 is a container as described in any one of Claims 1-7 by which the side surface of the said cell holding part is colored black.

請求項9に記載の発明は、複数の前記試料保持部を有する容器であって、互いに隣接する細胞保持部の底面の中心間距離が1mm以上であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の容器である。   The invention according to claim 9 is a container having a plurality of the sample holders, wherein the distance between the centers of the bottom surfaces of the cell holders adjacent to each other is 1 mm or more. It is a container given in any 1 paragraph.

請求項10に記載の発明は、請求項1〜9のいずれか一項に記載の容器の試料保持部に、標識分子を取り込ませた細胞を含有する液を添加し、細胞に、振動、圧力、重力、遠心力、静電引力からなる群より選ばれる少なくとも一つを加えて、細胞を細胞保持部に移動させて固定することを特徴とする細胞の固定方法である。   Invention of Claim 10 adds the liquid containing the cell which took in the label | marker molecule | numerator to the sample holding part of the container as described in any one of Claims 1-9, vibration, pressure is applied to a cell. The cell fixing method is characterized by adding at least one selected from the group consisting of gravity, centrifugal force, and electrostatic attraction, and moving and fixing the cell to the cell holding part.

請求項11に記載の発明は、請求項1〜9のいずれか一項に記載の容器の試料保持部に、標識分子と磁気粒子を取り込ませた細胞を含有する液を添加し、細胞に磁力を印加して、細胞を細胞保持部に移動させて固定することを特徴とする細胞の固定方法である。   The invention according to claim 11 adds a liquid containing cells into which the labeled molecules and magnetic particles have been incorporated into the sample holding part of the container according to any one of claims 1 to 9, so that the magnetic force is applied to the cells. Is applied to the cells, and the cells are moved to the cell holding part and fixed.

請求項12に記載の発明は、前記標識分子が、蛍光物質で標識された分子であることを特徴とする請求項10または11に記載の細胞の固定方法である。   The invention according to claim 12 is the cell fixing method according to claim 10 or 11, wherein the labeling molecule is a molecule labeled with a fluorescent substance.

請求項13に記載の発明は、請求項10〜12のいずれか一項に記載の細胞の固定方法により固定された細胞中の標識分子のシグナルを、細胞保持部の底面側より検出することを特徴とする細胞内分子動態の測定方法である。   The invention according to claim 13 is to detect the signal of the labeled molecule in the cell fixed by the cell fixing method according to any one of claims 10 to 12 from the bottom side of the cell holding part. This is a characteristic method for measuring intracellular molecular dynamics.

請求項14に記載の発明は、請求項1〜9のいずれか一項に記載の容器と、該容器の試料保持部内の細胞に、振動、圧力、遠心力、電場、磁力からなる群より選ばれる少なくとも一つを加える細胞移動手段と、細胞中の標識分子のシグナルを検出するシグナル検出手段と、を有することを特徴とする細胞内分子動態の測定装置である。   The invention according to claim 14 is selected from the group consisting of vibration, pressure, centrifugal force, electric field, and magnetic force for the container according to any one of claims 1 to 9 and the cells in the sample holder of the container. A device for measuring intracellular molecular dynamics, characterized by comprising: a cell moving means for adding at least one of the above and a signal detecting means for detecting a signal of a labeled molecule in the cell.

請求項15に記載の発明は、標識分子を取り込ませた細胞を含有する液を、前記容器の試料保持部に添加する試料添加手段を有することを特徴とする請求項14に記載の細胞内分子動態の測定装置である。   The invention according to claim 15 has a sample addition means for adding a liquid containing cells into which a labeled molecule has been incorporated into the sample holding part of the container. It is a measuring device for dynamics.

請求項16に記載の発明は、前記標識分子が、蛍光物質で標識された分子であることを特徴とする請求項14または15に記載の細胞内分子動態の測定装置である。   The invention according to claim 16 is the device for measuring intracellular molecular dynamics according to claim 14 or 15, wherein the labeling molecule is a molecule labeled with a fluorescent substance.

本発明によれば、一つあるいは複数の生きている細胞を容器内に固定することができるため、従来、細胞の動きにより測定が困難であった、光学的な手段を用いる細胞内の分子動態の測定を簡便に且つ高精度に行うことができる。例えば、FCSやFIDA等の手法を適用して、従来困難であった生きた複数の細胞間におけるタイトジャンクションの測定を行うことができる。また、電気泳動、ELISA等のIN VITROでスクリーニングされてきた創薬候補物質を、実際に生きた細胞を使ってスクリーニングすることで、生体内に近い反応を見ることができる。   According to the present invention, since one or a plurality of living cells can be fixed in a container, molecular dynamics in a cell using optical means, which has been difficult to measure conventionally due to cell movement. Can be measured easily and with high accuracy. For example, by applying a technique such as FCS or FIDA, it is possible to measure tight junctions between a plurality of living cells, which has been difficult in the past. In addition, by screening drug discovery candidate substances that have been screened by IN VITRO such as electrophoresis and ELISA using living cells, reactions close to in vivo can be observed.

以下、本発明について、詳しく説明する。
本発明の容器は、底面が少なくとも直径2μmの円形で、細胞を載置できる形状でかつ平坦であり、側面がテーパー状である細胞保持部を有する容器であって、該容器の底面は平坦であり、前記細胞保持部は、細胞を含有する液を添加して保持する試料保持部の底部となっていることを特徴とする。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The container of the present invention is a container having a cell holding portion having a circular shape with a bottom surface of at least 2 μm in diameter, capable of placing cells, and having a flat side surface and a tapered side surface, and the bottom surface of the container is flat. In addition, the cell holding part is a bottom part of a sample holding part for adding and holding a liquid containing cells.

本発明においては、測定対象である細胞中のシグナルの検出等、光学的な測定を正確に行うため、光の照射面およびシグナルの検出面にあたる容器および細胞保持部の底面は平坦となっている。   In the present invention, in order to accurately perform optical measurement such as detection of a signal in a cell to be measured, the light irradiation surface, the container corresponding to the signal detection surface, and the bottom surface of the cell holding portion are flat. .

また、本発明の容器は、その細胞保持部に種々の大きさの細胞を少なくとも一つ保持できるようにする必要がある。観察対象となる通常の細胞は、最小のもので5μm程度の大きさであるため、細胞保持部の底面は、直径5μmの円形のものを載置できる形状であればほぼ足りる。しかし、特殊な細胞として、血小板は、その大きさが2〜3μmとさらに小さいため、本発明の容器においては、細胞保持部の底面は、少なくとも直径2μmの円形のものを載置できる形状となっている。なかでも、直径2μm以上の円形であることが好ましい。   Further, the container of the present invention needs to be able to hold at least one cell of various sizes in its cell holding part. Since the normal cells to be observed are the smallest and have a size of about 5 μm, the bottom surface of the cell holding part is almost sufficient if it has a shape on which a circular one having a diameter of 5 μm can be placed. However, as a special cell, platelets have a size as small as 2 to 3 μm. Therefore, in the container of the present invention, the bottom surface of the cell holding part has a shape on which a circular one having a diameter of at least 2 μm can be placed. ing. Among these, a circular shape having a diameter of 2 μm or more is preferable.

また、観察対象の細胞は、必ずしも細胞保持部の底面上に接するように固定する必要はない。細胞が細胞保持部の底面上に接していなくても、側面に接することにより、該細胞が固定される。   Further, it is not always necessary to fix the cells to be observed so as to be in contact with the bottom surface of the cell holding portion. Even if the cell is not in contact with the bottom surface of the cell holding part, the cell is fixed by being in contact with the side surface.

一方、細胞保持部の側面をテーパー状とすることで、細胞保持部の底部に固定した細胞上に、さらに一つまたは複数の細胞を保持することができ、細胞間のタイトジャンクションを測定することができる。
血小板の大きさは2〜3μmであり、動物細胞の大きさは5〜50μm程度の大きさであり、植物細胞の大きさは10〜500μm程度である。そこで、細胞保持部に細胞を二つ以上積み重ねることができるよう、特に動きやすい動物細胞を重ねて固定することを考慮して、細胞保持部の高さは4μm以上であることが好ましく、10μm以上であることがより好ましく、100μm以上であることが特に好ましい。
On the other hand, by making the side surface of the cell holder tapered, one or more cells can be held on the cells fixed to the bottom of the cell holder, and the tight junction between cells can be measured. Can do.
The size of platelets is 2 to 3 μm, the size of animal cells is about 5 to 50 μm, and the size of plant cells is about 10 to 500 μm. In view of this, in consideration of stacking and fixing animal cells that are particularly mobile so that two or more cells can be stacked on the cell holding part, the height of the cell holding part is preferably 4 μm or more, and preferably 10 μm or more. It is more preferable that it is 100 μm or more.

さらに、細胞保持部の側面は、テーパー角が一定の形状のものでも良いし、異なるテーパー角を有する形状のものでも良く、特に限定されないが、テーパー角は、細胞保持部の底面に対して90度以上170度以下であることが好ましく、より好ましくは110度以上145度以下であり、更に好ましくは120度以上135度以下である。このテーパー角は、細胞の細胞保持部への移動し易さと、固定する細胞の大きさにより選択することができる。例えば、細胞を細胞保持部の底面から浮かせて側面で支持して固定する場合には、固定する細胞と、細胞保持部の平坦な底面との距離が、50μmから200μmになるようにテーパー角を選択すると、細胞と細胞保持部の底面との距離が近すぎず、薬剤を添加した場合等に細胞周囲の溶液の混合が妨げられないため、充分に溶液が混合され、生体反応を正確に検出することができる。   Further, the side surface of the cell holding part may have a shape with a constant taper angle or a shape with a different taper angle, and is not particularly limited, but the taper angle is 90 ° with respect to the bottom surface of the cell holding part. It is preferably not less than 170 degrees and not more than 170 degrees, more preferably not less than 110 degrees and not more than 145 degrees, and further preferably not less than 120 degrees and not more than 135 degrees. This taper angle can be selected depending on the ease of movement of the cells to the cell holding portion and the size of the cells to be fixed. For example, when cells are floated from the bottom surface of the cell holding part and supported and fixed on the side surfaces, the taper angle is set so that the distance between the cell to be fixed and the flat bottom surface of the cell holding part is 50 μm to 200 μm. If selected, the distance between the cell and the bottom of the cell holder is not too close, and mixing of the solution around the cell is not hindered when a drug is added, etc., so the solution is sufficiently mixed and the biological reaction is accurately detected can do.

本発明の容器の試料保持部は、その底部に、側面がテーパー状である細胞保持部を有するが、細胞保持部以外の側面の形状は特に限定されない。ただし、細胞を含有する液を試料保持部に添加した後、細胞にごく小さな力を加えるだけで、細胞を容易に細胞保持部に移動させることができることから、試料保持部の側面全面がテーパー状であることが好ましい。   Although the sample holding part of the container of the present invention has a cell holding part having a tapered side surface at the bottom, the shape of the side face other than the cell holding part is not particularly limited. However, after adding a cell-containing solution to the sample holder, the cells can be easily moved to the cell holder simply by applying a small force to the cells, so the entire side surface of the sample holder is tapered. It is preferable that

本発明の容器の細胞保持部は、その底面近傍の側面に、容器外に通じる流路の一端が開口されているものであっても良い。このような形状の細胞保持部を有する容器を用いることにより、細胞を含有する液を試料保持部に添加した後に、この流路の他端にポンプを接続して細胞保持部内を減圧することにより、容易に細胞を細胞保持部に移動させることができる。
流路の形状および長さは、特に限定されないが、細胞保持部内の開口部の面積は、細胞の大きさよりも小さいことが必要である。
また、細胞保持部内に開口されている流路の一端は、細胞保持部の底部に設けると細胞内の分子動態を正確に測定することができず、また、細胞保持部の側面上部に設けると減圧による細胞の移動を行うことが困難となるため、前記のように細胞保持部の底面近傍の側面に設けることが好ましい。
さらに、一つの細胞保持部に設ける流路の数は特に限定されず、複数でも良いが、一つだけでも細胞を細胞保持部へ移動させる十分な効果が得られる。
The cell holding part of the container of the present invention may be one in which one end of a flow path leading to the outside of the container is opened on the side surface near the bottom surface. By using a container having a cell holding part having such a shape, a liquid containing cells is added to the sample holding part, and then a pump is connected to the other end of the flow path to decompress the inside of the cell holding part. The cells can be easily moved to the cell holding part.
The shape and length of the flow path are not particularly limited, but the area of the opening in the cell holding part needs to be smaller than the size of the cell.
Moreover, if one end of the flow path opened in the cell holding part is provided at the bottom of the cell holding part, the molecular dynamics in the cell cannot be measured accurately, and if it is provided on the upper side of the cell holding part, Since it becomes difficult to move cells by decompression, it is preferable to provide the cells on the side surface near the bottom surface of the cell holding portion as described above.
Furthermore, the number of flow paths provided in one cell holding part is not particularly limited, and a plurality of flow paths may be provided, but a single cell can provide a sufficient effect of moving cells to the cell holding part.

本発明の容器が有する試料保持部の数は、特に限定されず、測定の目的に沿って適宜選択すれば良い。
試料保持部を複数有する容器の場合は、シグナル測定に用いる検出器の対物レンズの開口数に応じて、それぞれの細胞保持部の間に一定の距離を設けることが好ましい。例えば、開口数が0.9〜1.2程度である場合には、互いに隣接する細胞保持部の底面の中心間距離を1mm以上とすることが好ましく、3〜5mmとすることがより好ましい。このようにすることで、シグナル測定時における隣の細胞保持部からのノイズ光の影響を低減でき、細胞内の分子動態をより高精度に測定することができる。
The number of sample holders included in the container of the present invention is not particularly limited, and may be appropriately selected according to the purpose of measurement.
In the case of a container having a plurality of sample holders, it is preferable to provide a certain distance between the respective cell holders according to the numerical aperture of the objective lens of the detector used for signal measurement. For example, when the numerical aperture is about 0.9 to 1.2, the distance between the centers of the bottom surfaces of the cell holding portions adjacent to each other is preferably 1 mm or more, and more preferably 3 to 5 mm. By doing in this way, the influence of the noise light from the adjacent cell holding part at the time of signal measurement can be reduced, and the molecular dynamics in the cell can be measured with higher accuracy.

本発明の容器の材質は、測定対象の細胞中のシグナルが高精度に測定できるものであれば特に限定されないが、光の散乱を低減することができ、ノイズを小さくできるので、屈折率が1.5以下の材質であることが好ましい。このようなものとして、例えば、屈折率1.5以下のガラス、あるいは、テトラフルオロエチレン(屈折率1.35)等のフッ素樹脂、シリコン樹脂(屈折率1.43)、ポリメチルペンテン(屈折率1.463)、ブニルブチラール(屈折率1.47)、ポリアセタール(屈折率1.48)、PMMA(屈折率1.488)、ポリプロピレン(屈折率1.49)、ポリアロマー(屈折率1.492)等の各種樹脂が挙げられる。   The material of the container of the present invention is not particularly limited as long as the signal in the measurement target cell can be measured with high accuracy, but light scattering can be reduced and noise can be reduced, so that the refractive index is 1. It is preferable that the material is 5 or less. As such, for example, glass having a refractive index of 1.5 or less, or a fluororesin such as tetrafluoroethylene (refractive index 1.35), silicon resin (refractive index 1.43), polymethylpentene (refractive index). 1.463), butyl butyral (refractive index 1.47), polyacetal (refractive index 1.48), PMMA (refractive index 1.488), polypropylene (refractive index 1.49), polyallomer (refractive index 1.492) ) And the like.

また、容器の材質は、細胞保持部の底面と側面とで異なる種類のものを用いても良い。すなわち、細胞保持部の底面を屈折率が1.5以下の材質とし、側面にはこれよりもさらに屈折率の小さい材質のものを用いることで、底面側から細胞内の分子動態を測定する際に、光の散乱を抑制してノイズを低減することができる。
細胞保持部の底面と側面とに用いる材質の組み合わせは、好ましくは前記のものから選択されるが、側面に用いる材質を、試料保持部に添加される測定対象の細胞を含有する液の屈折率(例えば、水の場合は1.33)に近似の屈折率のものとすることがより好ましく、このようにすることで、細胞保持部内における光の散乱をより一層抑制してノイズをさらに低減することができる。
Moreover, you may use the kind of material of a container which is different in the bottom face and side surface of a cell holding part. That is, when the molecular dynamics in the cell is measured from the bottom surface side, the bottom surface of the cell holding part is made of a material having a refractive index of 1.5 or less and the side surface is made of a material having a smaller refractive index. Furthermore, light scattering can be suppressed and noise can be reduced.
The combination of materials used for the bottom and side surfaces of the cell holding part is preferably selected from the above, but the refractive index of the liquid containing the cells to be measured added to the sample holding part is selected from the materials used for the side faces. (For example, in the case of water, it is more preferable to have a refractive index close to 1.33.) By doing so, scattering of light in the cell holding portion is further suppressed and noise is further reduced. be able to.

このように、細胞保持部の底面と側面とに用いる材質を異なる種類のものとする場合には、このような容器は、例えば、テーパー状の穴を成型した前記材質のプレートを、屈折率がこれよりも大きく且つ1.5以下である前記材質のプレートとを張り合わせることで作製することができる。または、前記材質の樹脂で容器を成型した後、細胞保持部の側面を、屈折率がこれよりもさらに小さい樹脂でコーティングや貼り合わせ、はめ込みをすることにより作製することも出来る。   As described above, when different materials are used for the bottom surface and the side surface of the cell holding portion, such a container is made of, for example, a plate of the material formed by forming a tapered hole with a refractive index. It can be produced by pasting together a plate of the above material that is larger than this and 1.5 or less. Alternatively, after molding the container with the resin of the material, the side surface of the cell holding part can be prepared by coating, bonding, and fitting with a resin having a refractive index smaller than this.

さらに、本発明の容器は、細胞保持部の側面が、黒色等に着色されていることが好ましい。このように側面が黒色等に着色されていることにより、細胞保持部内における反射光を低減して、ノイズをさらに低減することができる。
細胞保持部内の側面を黒色等に着色するためには、例えば、前記材質の樹脂に黒色等の顔料や染料を練りこんで成型したものを用いて、前記と同様に容器を作成すれば良い。
この時用いる顔料としては、例えば、カーボンブラック、酸化鉄系顔料、鉄とそれ以外の金属とからなる複合酸化鉄系顔料等が挙げられるが、なかでも、カーボンブラックを用いることが好ましい。
また、この時用いる染料としては、特に限定されず、アゾ系染料、アントラキノン系染料等、多くの合成染料が挙げられる。
Furthermore, in the container of the present invention, the side surface of the cell holding part is preferably colored black or the like. Since the side surface is colored black or the like in this way, the reflected light in the cell holding portion can be reduced, and noise can be further reduced.
In order to color the side surface in the cell holding portion to black or the like, for example, a container may be prepared in the same manner as described above using a material obtained by kneading a black pigment or dye into the resin of the material.
Examples of the pigment used at this time include carbon black, iron oxide pigments, and composite iron oxide pigments composed of iron and other metals. Among these, carbon black is preferably used.
Moreover, it does not specifically limit as dye used at this time, Many synthetic dyes, such as an azo dye and an anthraquinone dye, are mentioned.

一方、容器の材質として、フッ素樹脂を用いる場合には、フッ素樹脂そのもので容器を作製すると容器が不透明になる場合が多く、この場合、容器の底面が不透明になってしまうと、細胞内の分子動態を正確に測定することができなくなってしまう。そこで、フッ素樹脂を用いる場合には、例えば、屈折率がフッ素樹脂よりも大きく且つ1.5以下である前記材質の透明な樹脂で容器を成型した後、細胞保持部の側面上にフッ素樹脂をコーティングや貼り合わせ、はめ込みをして用いることが好ましい。   On the other hand, when a fluororesin is used as the material of the container, the container often becomes opaque when the container is made of the fluororesin itself. In this case, if the bottom of the container becomes opaque, The dynamics cannot be measured accurately. Therefore, when using a fluororesin, for example, after forming a container with a transparent resin having a refractive index larger than that of the fluororesin and not more than 1.5, the fluororesin is placed on the side surface of the cell holding portion. It is preferable to use it after coating, bonding, or fitting.

本発明の容器においては、細胞保持部以外の試料保持部の側面が、水に対する接触角が100°以上である材質からなるものであることが好ましい。
通常、測定対象である細胞は水や緩衝液に浮遊させて、この細胞を含有する液を試料保持部へ添加するが、この時、細胞保持部以外の試料保持部の側面が、水に対する接触角が100°以上である材質からなるものであると、細胞を含有する液中の水が、前記材質からなる側面と接触しにくくなるために、細胞もこの側面に付着しにくくなり、容易に細胞を細胞保持部へ移動させることができる。
In the container of the present invention, it is preferable that the side surface of the sample holding part other than the cell holding part is made of a material having a contact angle with water of 100 ° or more.
Usually, the cells to be measured are suspended in water or a buffer solution, and the liquid containing the cells is added to the sample holder. At this time, the side of the sample holder other than the cell holder is in contact with water. If the material is made of a material having an angle of 100 ° or more, the water in the liquid containing the cells is less likely to come into contact with the side surface made of the material. Cells can be moved to the cell holder.

このような、細胞保持部以外の試料保持部の側面が、水に対する接触角が100°以上である材質からなるものとするためには、例えば、この側面にシリコン樹脂、フッ素樹脂、フッ素を含有したシランカップリング剤等をコーティングすれば良く、また、水に対する接触角が100°以上である材質そのものでこの側面部分を形成しても良い。
また、例えば、MPC(2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン)ポリマー(日本油脂株式会社製)を側面にコーティングすると、タンパク質の吸着を減少させることができる。
In order to make the side surface of the sample holder other than the cell holder made of a material having a water contact angle of 100 ° or more, for example, the side contains silicon resin, fluororesin, and fluorine. The side surface portion may be formed of a material itself having a contact angle with water of 100 ° or more.
Further, for example, when MPC (2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine) polymer (manufactured by NOF Corporation) is coated on the side surface, protein adsorption can be reduced.

本発明の細胞の固定方法は、前記容器の試料保持部に、標識分子を取り込ませた細胞を含有する液を添加し、細胞に、振動、圧力、重力、遠心力、静電引力からなる群より選ばれる少なくとも一つを加えて、細胞を細胞保持部に移動させて固定することを特徴とする。
または、前記容器の試料保持部に、標識分子と磁気粒子を取り込ませた細胞を含有する液を添加し、細胞に磁力を印加して、細胞を細胞保持部に移動させて固定することを特徴とする。
In the method for fixing cells according to the present invention, a liquid containing cells into which a labeled molecule is incorporated is added to the sample holding part of the container, and the cells are composed of vibration, pressure, gravity, centrifugal force, and electrostatic attraction. At least one selected from the above is added, and the cell is moved and fixed to the cell holding part.
Alternatively, a liquid containing cells into which a labeled molecule and magnetic particles have been incorporated is added to the sample holding portion of the container, and a magnetic force is applied to the cells so that the cells are moved to the cell holding portion and fixed. And

細胞に、振動、圧力、遠心力、静電引力、磁力を加える際は、これらを発生する各手段、例えば、遠心力であれば遠心機を用いれば良いが、振動は手動で加えても良い。また、振動により細胞を細胞保持部へ移動させる際は、容器に振動を加えることで細胞に間接的に振動を加えれば良い。
一方、重力で細胞を細胞保持部へ移動させる場合は、試料保持部内に細胞を含有する液を添加して、そのまま容器を静置しておけば良い。ただし、細胞の細胞保持部への移動を効率的に行うためには、さらに、前記の振動、圧力、遠心力、静電引力、磁力のいずれか一つ以上を加えることが好ましい。
When applying vibration, pressure, centrifugal force, electrostatic attraction, and magnetic force to cells, each means for generating them, for example, a centrifugal machine may be used for centrifugal force, but vibration may be applied manually. . In addition, when the cells are moved to the cell holding portion by vibration, the cells may be indirectly vibrated by applying vibration to the container.
On the other hand, when the cells are moved to the cell holding part by gravity, a liquid containing cells is added to the sample holding part, and the container is allowed to stand as it is. However, in order to efficiently move the cells to the cell holding portion, it is preferable to further apply any one or more of the vibration, pressure, centrifugal force, electrostatic attractive force, and magnetic force.

細胞に静電引力を加えて該細胞を細胞保持部へ移動させる場合は、細胞の外表面は通常負の電荷を帯びているため、細胞保持部近傍、例えば、容器の下に正電荷を発生させれば、これら電荷の間に生じる静電引力により、細胞を細胞保持部へ移動させることができる。
細胞保持部近傍に正電荷を発生させる方法としては、例えば、電源に接続した電極のうち、負電荷を帯びた電極を容器の上に、正電荷を帯びた電極を容器の下にそれぞれ配置して、これら電極で容器中の細胞保持部を挟みこむ方法が挙げられる。またこの場合は、電極に正電荷を発生させる時期は、細胞を含有する液が添加されている容器を電極間に設置する前でも良いし、設置した後でも良い。あるいは、電極間にあらかじめ容器を設置して、細胞を含有する液を試料保持部に添加してから電極に正電荷を発生させても良いし、電極に正電荷を発生させてから試料保持部に細胞を含有する液を添加しても良い。
When an electrostatic attraction is applied to a cell to move it to the cell holder, the outer surface of the cell is usually negatively charged, so a positive charge is generated near the cell holder, for example, under the container Then, the cell can be moved to the cell holding part by electrostatic attraction generated between these charges.
As a method for generating a positive charge in the vicinity of the cell holding unit, for example, among the electrodes connected to the power source, a negatively charged electrode is disposed on the container, and a positively charged electrode is disposed below the container. Thus, a method of sandwiching the cell holding part in the container with these electrodes can be mentioned. In this case, the time for generating a positive charge on the electrodes may be before or after the container containing the cell-containing liquid is placed between the electrodes. Alternatively, a container may be installed between the electrodes in advance, and a cell-containing solution may be added to the sample holding part before generating a positive charge on the electrode, or after generating a positive charge on the electrode, the sample holding part You may add the liquid containing a cell to.

細胞に磁力を加えて該細胞を細胞保持部へ移動させる場合は、細胞内にあらかじめ微小な磁気粒子を取り込ませておくことが必要である。磁気粒子を細胞内に取り込ませる方法は、従来公知の方法を用いれば良い。
このような細胞に対して、磁力発生手段を用いて、細胞を細胞保持部へ移動させれば良い。
When a magnetic force is applied to a cell to move the cell to the cell holding unit, it is necessary to incorporate fine magnetic particles into the cell in advance. A conventionally known method may be used as a method for incorporating magnetic particles into cells.
What is necessary is just to move a cell to a cell holding | maintenance part with respect to such a cell using a magnetic force generation means.

細胞に圧力を加えて該細胞を細胞保持部へ移動させる場合は、例えば、前記のような細胞保持部の底面近傍の側面に、容器外に通じる流路の一端が開口されている容器を用いて、この流路の他端の開口部に吸引ポンプを接続し、細胞保持部内を吸引すること、すなわち、細胞に負の圧力を加えることで、細胞を細胞保持部に移動させることができる。
この時の吸引は、細胞が傷つくことがないよう、適宜圧力を調整して行うことが必要である。また、試料保持部内に細胞を含有する液を添加してから、吸引を行うことが好ましい。
When the cell is moved to the cell holding portion by applying pressure to the cell holding portion, for example, a container in which one end of the flow path leading to the outside of the container is opened on the side surface near the bottom surface of the cell holding portion as described above. Then, a cell can be moved to the cell holding unit by connecting a suction pump to the opening at the other end of the channel and sucking the inside of the cell holding unit, that is, applying a negative pressure to the cell.
At this time, it is necessary to adjust the pressure appropriately so that the cells are not damaged. Further, it is preferable to perform suction after adding a cell-containing liquid into the sample holder.

本発明においては、細胞内における動態を測定したい分子を、標識化合物で標識化した後、該標識分子を細胞に取り込ませて、そのシグナルを測定する。
ここで用いる標識化合物としては、好ましいものとして蛍光物質を挙げることができる。
蛍光物質としては、例えば、フルオレセイン、ローダミン、アクリフラビン、Alexa等従来公知のものを挙げることができる。
また、標識分子の作製方法および標識分子を細胞に取り込ませる方法は、従来公知の方法を適用すれば良い。
In the present invention, a molecule whose kinetics in a cell is to be measured is labeled with a labeling compound, and then the labeled molecule is taken into a cell and its signal is measured.
A preferable example of the labeling compound used here is a fluorescent substance.
Examples of the fluorescent substance include conventionally known substances such as fluorescein, rhodamine, acriflavine, and Alexa.
A conventionally known method may be applied as a method for producing a labeled molecule and a method for incorporating a labeled molecule into a cell.

本発明の、細胞内分子動態の測定方法は、前記細胞の固定方法により固定された細胞中の標識分子のシグナルを、細胞保持部の底面側より検出することを特徴とする。該測定方法により、生きている細胞を細胞保持部内で固定でき、さらに、固定された細胞の上に一つあるいは複数の細胞を固定できるため、簡便且つ高精度に細胞内の分子動態、細胞間のタイトジャンクションを測定することができる。   The method for measuring intracellular molecular dynamics according to the present invention is characterized in that a signal of a labeled molecule in a cell fixed by the cell fixing method is detected from the bottom side of the cell holding part. With this measurement method, living cells can be fixed in the cell holder, and one or more cells can be fixed on the fixed cells. The tight junction can be measured.

本発明の細胞内分子動態の測定装置は、細胞を固定する前記容器と、細胞移動手段と、シグナル検出手段とを備える。
細胞移動手段は、細胞に振動、圧力、遠心力、静電引力、磁力のいずれかを加える手段であり、振動発生手段、圧力発生手段、遠心力発生手段、電場発生手段、磁力発生手段からなる群より選ばれる一つ以上を備えるものである。
圧力発生手段を用いる場合は、容器は、前記のような細胞保持部の底面近傍の側面に、容器外に通じる流路の一端が開口されているものを用い、この流路を圧力伝達手段とする。
The apparatus for measuring intracellular molecular dynamics of the present invention comprises the container for fixing cells, cell moving means, and signal detecting means.
The cell moving means is a means for applying any one of vibration, pressure, centrifugal force, electrostatic attraction, and magnetic force to the cell, and includes a vibration generating means, a pressure generating means, a centrifugal force generating means, an electric field generating means, and a magnetic force generating means. One or more selected from the group.
In the case of using the pressure generating means, the container is such that one end of the flow path leading to the outside of the container is opened on the side surface near the bottom surface of the cell holding portion as described above, and this flow path is used as the pressure transmission means. To do.

振動発生手段としては、例えば、超音波発生機、振動板を振動させることにより液を撹拌するミキサー等が挙げられる。
圧力発生手段としては、例えば、吸引ポンプ等が挙げられ、前記流路を備える容器の、該流路の他端に該圧力発生装置を接続する。
遠心力発生手段としては、例えば、卓上遠心機等が挙げられる。
Examples of the vibration generating means include an ultrasonic generator and a mixer that stirs the liquid by vibrating a vibration plate.
Examples of the pressure generating means include a suction pump, and the pressure generating device is connected to the other end of the flow path of a container having the flow path.
Examples of the centrifugal force generating means include a tabletop centrifuge.

また、電場発生手段としては、例えば、電極に接続された2枚の電極を含む回路からなる電場発生装置等を挙げることができる。この場合は、2枚の電極のうち、正電荷を帯びた電極を容器の底面側、負電荷を帯びた電極を容器の開口部側にそれぞれ設置して、これら2枚の電極で容器を挟み込むように該電極を設けることが好ましい。
磁力発生手段としては、例えば、電磁石および電源に接続された該電磁石を含む回路、あるいは永久磁石等を挙げることができる。この場合、該磁力発生手段を容器の底部側に設けることが好ましい。
Moreover, as an electric field generation | occurrence | production means, the electric field generation apparatus etc. which consist of a circuit containing the two electrodes connected to the electrode can be mentioned, for example. In this case, of the two electrodes, the positively charged electrode is placed on the bottom surface side of the container and the negatively charged electrode is placed on the opening side of the container, and the container is sandwiched between these two electrodes. Thus, it is preferable to provide the electrode.
Examples of the magnetic force generating means include an electromagnet and a circuit including the electromagnet connected to a power source, or a permanent magnet. In this case, the magnetic force generating means is preferably provided on the bottom side of the container.

本発明におけるシグナル検出手段としては、前記各種標識分子のシグナルを検出できる、従来公知の検出装置を用いることができる。例えば、標識分子が蛍光物質で標識されたものである場合は、共焦点蛍光顕微鏡等を用いることができる。   As the signal detection means in the present invention, a conventionally known detection device capable of detecting signals of the various labeled molecules can be used. For example, when the labeling molecule is labeled with a fluorescent substance, a confocal fluorescence microscope or the like can be used.

また、本発明の細胞内分子動態の測定装置は、標識分子を取り込ませた細胞を含有する液を、前記容器の試料保持部に添加する試料添加手段を有することが好ましい。
試料添加手段を前記装置に設けておくと、細胞を含有する液を自動的に容器へ供給することにより、測定対象である細胞中のシグナルを時系列的に連続して測定することできる。このようにすることで、例えば、細胞の薬剤に対する反応をリアルタイムに測定することができ、より効率的な細胞内分子動態の測定が可能となる。ここで、添加手段としては、例えば、溶液を吸引および分注する機能を有する各種分注装置等を挙げることができる。
In addition, the intracellular molecular dynamics measuring device of the present invention preferably has a sample addition means for adding a liquid containing cells into which a labeled molecule has been incorporated into the sample holding part of the container.
When the sample addition means is provided in the apparatus, the signal in the cells to be measured can be continuously measured in time series by automatically supplying the liquid containing the cells to the container. By doing in this way, for example, the reaction of a cell to a drug can be measured in real time, and the intracellular molecular dynamics can be measured more efficiently. Here, examples of the adding means include various dispensing devices having a function of sucking and dispensing a solution.

このような、細胞内分子動態の測定装置の一例について、その概略構成図を図1に示す。
該装置は、細胞内に蛍光物質で標識した分子を取り込ませ、その蛍光シグナルを測定する形態のものであり、基本的な装置構成は、共焦点蛍光顕微鏡をベースとしたものである。
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of an example of such an apparatus for measuring intracellular molecular dynamics.
The apparatus is configured to take in a molecule labeled with a fluorescent substance into a cell and measure the fluorescence signal, and the basic apparatus configuration is based on a confocal fluorescence microscope.

シグナル検出手段は、光源2、ダイクロイック・ミラー6、対物レンズ3、バンドパス・フィルター7、反射プリズム8、レンズ9および11、ピンホール10、光検出器12、コンピューター13、ディスプレイ14とから概略構成されている。光源2から光を照射することにより、光検出器12で受光されたシグナルは、光検出器12に接続されたコンピューター13に記憶されて相関解析などの演算が行われ、その結果がディスプレイ14上に表示されるようになっている。
光源2としては、例えば、レーザー発生装置等が用いられ、光検出器12としては、例えば、アバランシェ・フォトダイオード(APD)または光電子増倍管等の微弱光検出器が用いられる。光検出器12は、ピンホール10後方に配置されたレンズ11の焦点位置に受光面を合わせて配置されている。
The signal detection means is schematically composed of a light source 2, dichroic mirror 6, objective lens 3, bandpass filter 7, reflection prism 8, lenses 9 and 11, pinhole 10, photodetector 12, computer 13, and display 14. Has been. By irradiating light from the light source 2, the signal received by the photodetector 12 is stored in the computer 13 connected to the photodetector 12 and subjected to computation such as correlation analysis, and the result is displayed on the display 14. Is displayed.
For example, a laser generator or the like is used as the light source 2, and a weak light detector such as an avalanche photodiode (APD) or a photomultiplier tube is used as the light detector 12. The photodetector 12 is disposed with its light receiving surface aligned with the focal position of the lens 11 disposed behind the pinhole 10.

また、符号1は試料ステージであり、容器4を載置し、固定するものである。容器4の水平位置および垂直位置は、試料ステージ1により調整され、さらに、対物レンズ縦軸調整機構(図示略)により対物レンズ3の位置を微調整することで、細胞の最適な測定位置が調整される。   Reference numeral 1 denotes a sample stage on which the container 4 is placed and fixed. The horizontal position and the vertical position of the container 4 are adjusted by the sample stage 1, and further, the optimum position of the cell is adjusted by finely adjusting the position of the objective lens 3 by the objective lens vertical axis adjustment mechanism (not shown). Is done.

さらに、符号5は、容器4内の細胞に、振動、圧力、遠心力、静電引力、磁力からなる群より選ばれる少なくとも一つを加える細胞移動手段であり、ここでは電場発生装置を示している。容器4は、試料ステージ1の移動により、電場発生装置5の中へ移動して、細胞が容器4の細胞保持部へ移動されるようになっている。
また、符号15は、標識分子を取り込ませた細胞を含有する液を、容器4の試料保持部に添加する試料添加手段であり、ここでは分注装置を示している。
Further, reference numeral 5 denotes a cell moving means for applying at least one selected from the group consisting of vibration, pressure, centrifugal force, electrostatic attraction, and magnetic force to the cells in the container 4. Here, an electric field generator is shown. Yes. The container 4 is moved into the electric field generator 5 by the movement of the sample stage 1 so that the cells are moved to the cell holding part of the container 4.
Reference numeral 15 denotes a sample addition means for adding a liquid containing cells into which a labeled molecule has been incorporated into the sample holding portion of the container 4, and shows a dispensing device here.

このような、本発明の細胞内分子動態の測定装置により、細胞内のシグナルの検出は以下のように行われる。
すなわち、標識化合物を取り込ませた細胞を含有する液を、分注装置15を用いて容器4の試料保持部へ添加した後、試料ステージ1を移動させ、容器4を電場発生装置5の中に移動させる。ここで、容器4の細胞保持部へ細胞を移動させた後、試料ステージ1を移動させ、さらに対物レンズ縦軸調整機構を用いて対物レンズ3の位置を微調整することで、細胞の最適な測定位置が調整される。すなわち、光源2から発せられて対物レンズ3で集光された光の共焦点領域に、前記細胞が位置するように容器が設置される。
With such an apparatus for measuring intracellular molecular dynamics of the present invention, detection of intracellular signals is performed as follows.
That is, a liquid containing cells into which a labeled compound has been incorporated is added to the sample holder of the container 4 using the dispensing device 15, the sample stage 1 is moved, and the container 4 is placed in the electric field generator 5. Move. Here, after the cells are moved to the cell holding portion of the container 4, the sample stage 1 is moved, and further, the position of the objective lens 3 is finely adjusted using the objective lens vertical axis adjustment mechanism, so that the optimal cell can be obtained. The measurement position is adjusted. That is, the container is placed so that the cells are located in the confocal region of the light emitted from the light source 2 and collected by the objective lens 3.

光源2から発せられた光は、ダイクロイック・ミラー6により反射されて対物レンズ3に入り、容器4の細胞保持部内で集光する。集光された光は、細胞内の蛍光物質を励起するので、細胞中の標識分子から蛍光が発せられる。この蛍光は再び対物レンズ3、続いてダイクロイック・ミラー6を通過して、バンドパス・フィルター7に入射する。バンドパス・フィルター7により、信号光となる蛍光の発光スペクトルの波長領域の光のみがここを通過する。これにより、容器4内で発生する散乱光や、容器4の壁面などから反射して入射光路に戻ってくる入射光の一部等のノイズ光をカットすることができる。
バンドパス・フィルター7を通過した信号光は、反射プリズム8で反射され、レンズ9によりレンズ9の後方に配置されたピンホール10のピンホール面に集光される。ここでさらに、ボケの原因となるノイズ光が除去されて、目的とする信号光がシグナルとしてレンズ11を通過して光検出器12により検出される。そして、光検出器12で検出した信号光について、コンピューター13により相関解析などの演算が行われ、その結果が、蛍光の強度ゆらぎの自己相関関数あるいは相互相関関数等としてディスプレイ14の画面上に、グラフまたはデータとして提示される。
The light emitted from the light source 2 is reflected by the dichroic mirror 6, enters the objective lens 3, and is condensed in the cell holding portion of the container 4. Since the collected light excites the fluorescent substance in the cell, fluorescence is emitted from the labeled molecule in the cell. This fluorescence again passes through the objective lens 3 and then the dichroic mirror 6 and enters the bandpass filter 7. The bandpass filter 7 allows only light in the wavelength region of the fluorescence emission spectrum, which is signal light, to pass therethrough. Thereby, scattered light generated in the container 4 and noise light such as a part of incident light reflected from the wall surface of the container 4 and returning to the incident optical path can be cut.
The signal light that has passed through the bandpass filter 7 is reflected by the reflecting prism 8 and is condensed by the lens 9 onto the pinhole surface of the pinhole 10 disposed behind the lens 9. Further, the noise light that causes the blur is removed, and the target signal light passes through the lens 11 as a signal and is detected by the photodetector 12. The computer 13 performs an operation such as correlation analysis on the signal light detected by the photodetector 12, and the result is displayed on the screen of the display 14 as an autocorrelation function or a cross-correlation function of fluorescence intensity fluctuation. Presented as a graph or data.

なおここでは、蛍光物質のシグナルを測定する際に好適な装置について説明したが、細胞に取り込ませる標識化合物の種類及びそのシグナルの検出方法に応じて、該装置中のシグナル検出手段を適宜変更すれば、蛍光物質以外の標識化合物で標識した分子の細胞内動態も同様に測定することができる。   Here, an apparatus suitable for measuring the signal of a fluorescent substance has been described, but the signal detection means in the apparatus may be changed as appropriate according to the type of labeling compound to be incorporated into cells and the detection method of the signal. For example, the intracellular kinetics of a molecule labeled with a labeling compound other than a fluorescent substance can be measured in the same manner.

以下、具体的実施例により、本発明をさらに詳しく説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものではない。
(実施例1)
金型を用いてポリメチルペンテン(TPX(登録商標))を成型し、図2に示すような形状の容器20を製造した。図2(a)は該容器20の概略断面図、図2(b)は概略斜視図である。該容器20は、幅4.1mm、高さ2.7mmのブロック状でその底面は平坦であり、円錐台形状の試料保持部21を有している。試料保持部21のうち、底面から、直径が100μmの部分までが細胞保持部22となっている。試料保持部21の開口部は直径3mmの円形であり、細胞保持部22の底面は直径5μmの円形で平坦となっている。また、試料保持部21および細胞保持部22は、その断面において、これらの側面23の成す角が60°のV字形状となるように成型されている。したがって、テーパー角は、細胞保持部の底面に対して120度になっている。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
Example 1
Polymethylpentene (TPX (registered trademark)) was molded using a mold to produce a container 20 having a shape as shown in FIG. 2A is a schematic cross-sectional view of the container 20, and FIG. 2B is a schematic perspective view. The container 20 has a block shape with a width of 4.1 mm and a height of 2.7 mm, a flat bottom surface, and a sample holding part 21 having a truncated cone shape. Of the sample holder 21, the cell holder 22 extends from the bottom surface to a portion having a diameter of 100 μm. The opening of the sample holder 21 has a circular shape with a diameter of 3 mm, and the bottom surface of the cell holder 22 has a circular shape with a diameter of 5 μm and is flat. Moreover, the sample holding part 21 and the cell holding part 22 are molded so that the angle formed by these side surfaces 23 is a V shape with a 60 ° in the cross section. Therefore, the taper angle is 120 degrees with respect to the bottom surface of the cell holding portion.

容器20の試料保持部21に、細胞を含有する液を50μL添加し、下記3通りの方法で、細胞を該容器20の細胞保持部22へ移動させることを試みた。
(1)容器20を卓上遠心機(CT6D、日立工機株式会社製)にセットして、1000〜3000rpmで5〜10分間遠心した。
(2)振動板を振動させることにより液を撹拌する装置である試験管ミキサー(IWAKI製TM−250)を用いて容器20を振動させた。
(3)図6に示したように、容器20を上下にはさむ形で、負電荷を帯びた電極61を容器20の開口部側に、正電荷を帯びた電極62を容器20の底面側にそれぞれ配置した電場発生装置により、容器20内の細胞へ静電引力を加えた。ただし、これら電極は、容器20内の細胞が観察および測定可能なように、細胞保持部22の位置に対応した位置に穴63を有するものである。通常細胞外面は負電荷を帯びているため、細胞を細胞保持部22に効率よく引き寄せることが可能である。
この後に、顕微鏡で容器20の細胞保持部22を観察したところ、(1)〜(3)のいずれの方法によっても、細胞保持部22には細胞が一つ保持され、さらに、その細胞の上には複数の細胞が保持されていることが確認された。
50 μL of a cell-containing solution was added to the sample holding unit 21 of the container 20 and an attempt was made to move the cells to the cell holding unit 22 of the container 20 by the following three methods.
(1) The container 20 was set in a tabletop centrifuge (CT6D, manufactured by Hitachi Koki Co., Ltd.) and centrifuged at 1000 to 3000 rpm for 5 to 10 minutes.
(2) The container 20 was vibrated using a test tube mixer (TM-250 manufactured by IWAKI), which is a device for stirring the liquid by vibrating the diaphragm.
(3) As shown in FIG. 6, with the container 20 sandwiched vertically, the negatively charged electrode 61 is on the opening side of the container 20, and the positively charged electrode 62 is on the bottom side of the container 20. Electrostatic attractive force was applied to the cells in the container 20 by the electric field generators arranged respectively. However, these electrodes have holes 63 at positions corresponding to the positions of the cell holding portions 22 so that the cells in the container 20 can be observed and measured. Usually, since the cell outer surface is negatively charged, it is possible to efficiently attract the cells to the cell holding unit 22.
Thereafter, when the cell holding part 22 of the container 20 was observed with a microscope, one cell was held in the cell holding part 22 by any of the methods (1) to (3). It was confirmed that a plurality of cells were retained.

(実施例2)
金型を用いてPMMAを成型し、図3に示すような形状の容器30を製造した。図3(a)は該容器30の概略断面図、図3(b)は概略斜視図である。該容器30は、幅4.1mm、高さ2.7mmのブロック状でその底面は平坦であり、円錐台が三つ繋がった形状の、試料保持部31を有している。その開口部は直径3mmの円形であり、底面は直径5μmの円形で平坦となっている。底面から、直径が30μmの部分までが細胞保持部32となっており、その断面において、側面33の成す角が60度のV字形状となるように成型されている。したがって、テーパー角は、細胞保持部の底面に対して120度になっている。
(Example 2)
PMMA was molded using a mold to produce a container 30 having a shape as shown in FIG. 3A is a schematic cross-sectional view of the container 30, and FIG. 3B is a schematic perspective view. The container 30 has a sample holding portion 31 having a block shape with a width of 4.1 mm and a height of 2.7 mm, a flat bottom surface, and a shape in which three truncated cones are connected. The opening is circular with a diameter of 3 mm, and the bottom is circular with a diameter of 5 μm and flat. The cell holding portion 32 extends from the bottom surface to a portion having a diameter of 30 μm, and the cross section is molded so that the angle formed by the side surface 33 is a V-shape of 60 degrees. Therefore, the taper angle is 120 degrees with respect to the bottom surface of the cell holding portion.

図3に示すような形状の容器30を用いたこと以外は、実施例1と同様に、3通りの方法で、細胞を該容器30の細胞保持部32へ移動させることを試みた。
その結果、実施例1と同様、いずれの方法によっても、細胞保持部32には細胞が一つ保持され、さらに、その細胞の上には複数の細胞が保持されていることが確認された。
Except for using the container 30 having the shape shown in FIG. 3, similar to Example 1, an attempt was made to move cells to the cell holding portion 32 of the container 30 by three methods.
As a result, as in Example 1, it was confirmed that, by any method, one cell was held in the cell holding unit 32, and a plurality of cells were held on the cell.

(実施例3)
実施例2と同じ形状の容器に対して、その細胞保持部の底面近傍の側面に、圧力伝達手段である流路を一つ付加した形状の容器40を、実施例2と同様に樹脂成型により製造した。図4にその概略断面図を示す。流路44は、その一端が細胞保持部42の底面近傍の側面に、他端が該容器40の底面にそれぞれ開口しており、内径は1.5μmである。
そして、この流路の容器底面側の開口部へ、カセットチューブポンプ(IWAKI製、PST−350、図示略)を接続した。
(Example 3)
A container 40 having a shape in which one flow path as a pressure transmission means is added to the side surface near the bottom surface of the cell holding portion of a container having the same shape as that of the second embodiment is formed by resin molding as in the second embodiment Manufactured. FIG. 4 shows a schematic sectional view thereof. One end of the channel 44 is open to the side surface near the bottom surface of the cell holding portion 42, and the other end is open to the bottom surface of the container 40, and the inner diameter is 1.5 μm.
Then, a cassette tube pump (manufactured by IWAKI, PST-350, not shown) was connected to the opening on the container bottom side of this flow path.

次に、細胞を含有する液50μLをこの容器の試料保持部41へ添加した。続いて、カセットチューブポンプを作動させて、流路44内および細胞保持部42内を減圧して、試料保持部41内の液を容器40外に吸引し、細胞を細胞保持部42へ移動させることを試みた。
その結果、細胞保持部42には細胞が一つ保持され、さらに、その細胞の上には複数の細胞が保持されていることが確認された。
Next, 50 μL of the cell-containing solution was added to the sample holder 41 of this container. Subsequently, the cassette tube pump is operated to depressurize the inside of the flow path 44 and the cell holding unit 42, the liquid in the sample holding unit 41 is sucked out of the container 40, and the cells are moved to the cell holding unit 42. I tried to do that.
As a result, it was confirmed that one cell was held in the cell holding unit 42 and that a plurality of cells were held on the cell.

(実施例4)
図5に示すような、開口部が直径6mmの円形であるウェル50を96個(16×6)有するマイクロプレートを製造した。ウェル50は、黒色の樹脂部材51とガラス部材52とからなっており、樹脂部材51は、カーボンブラックを含有したポリスチレンを、金型を用いて成型したもので、ガラス部材52は、厚さ0.2mmの無蛍光ソーダライムガラス板である。また、樹脂部材51の底面およびガラス部材52の底面と上面は、いずれも平坦となっている。
樹脂部材51は、その底部に、円錐台が二つ繋がった形状の試料保持部511を有し、その開口部は直径50μmの円形となっている。また、細胞保持部の底面に相当する部位には、直径5μmの円形の孔が開いている。そして、底面から、直径が30μmの部分までが細胞保持部512となっており、その断面において、側面の成す角が60度のV字形状となるように成型されている。したがって、テーパー角は、細胞保持部の底面に対して120度になっている。この試料保持部511は、互いにその開口部が接するように、直径方向に120個並んだ構造を有している。
このようなウェル50を有するマイクロプレートを、樹脂部材51の底面外側とガラス部材52とを接着剤を用いて張り合わせることにより製造した。
Example 4
As shown in FIG. 5, a microplate having 96 wells (16 × 6) having a circular opening with a diameter of 6 mm was manufactured. The well 50 includes a black resin member 51 and a glass member 52. The resin member 51 is obtained by molding polystyrene containing carbon black using a mold, and the glass member 52 has a thickness of 0. .2 mm non-fluorescent soda lime glass plate. Further, the bottom surface of the resin member 51 and the bottom surface and the top surface of the glass member 52 are both flat.
The resin member 51 has a sample holding part 511 having a shape in which two truncated cones are connected at the bottom, and the opening is circular with a diameter of 50 μm. Further, a circular hole having a diameter of 5 μm is opened at a portion corresponding to the bottom surface of the cell holding portion. The cell holding portion 512 extends from the bottom surface to a portion having a diameter of 30 μm, and the cross section is molded so that the angle formed by the side surface is a V-shape with 60 degrees. Therefore, the taper angle is 120 degrees with respect to the bottom surface of the cell holding portion. The sample holders 511 have a structure in which 120 pieces are arranged in the diameter direction so that the openings are in contact with each other.
A microplate having such a well 50 was manufactured by bonding the outside of the bottom surface of the resin member 51 and the glass member 52 using an adhesive.

(実施例5)
磁気粒子導入キットMagnetfection Kit CombiMag(OZ Bioscience社製)およびGFP融合エストロゲンレセプターDNAプラスミドを用いて、常法により、ヒト子宮頸ガン細胞であるHeLa細胞内に、磁気粒子を導入した。
続いて、実施例1および2で製造した容器の試料保持部へ、この磁気粒子を導入した細胞を含有する液を50μL添加した。そして、市販の磁気プレート上に10分間のせた後に、顕微鏡でこれら容器の細胞保持部を観察したところ、細胞保持部には細胞が一つ保持され、さらに、その細胞の上には複数の細胞が保持されていることが確認された。すなわち、細胞内に取り込まれた磁気粒子に磁力を作用させることで、細胞を効率よく細胞保持部に移動させることができた。
(Example 5)
Magnetic particles were introduced into HeLa cells, which are human cervical cancer cells, by a conventional method using a magnetic particle introduction kit Magnetfection Kit CombiMag (manufactured by OZ Bioscience) and a GFP fusion estrogen receptor DNA plasmid.
Subsequently, 50 μL of a liquid containing cells into which the magnetic particles had been introduced was added to the sample holder of the container manufactured in Examples 1 and 2. And after putting on a commercially available magnetic plate for 10 minutes, when the cell holding part of these containers was observed with the microscope, one cell was hold | maintained at the cell holding part, and also a plurality of cells were placed on the cell. Was confirmed to be retained. That is, by applying a magnetic force to the magnetic particles taken into the cells, the cells could be efficiently moved to the cell holder.

(実施例6)
細胞移動手段5として電場発生装置を有する図1に示す装置、および実施例4で用いたマイクロプレートを容器として用いて、細胞内分子動態の測定を行った。
すなわち、常法により、EGFP(Enhanced Green Fluorescence Protein)をエストロゲンレセプター(以下、ERと略記)発現遺伝子と融合させたベクターDNAを、HeLa細胞にリポフェクションにて導入し、この蛍光物質(以下、EGFP−ERと略記)を導入したHeLa細胞を含有する液を容器4の試料添加部へ添加した。次に、電場発生装置5を用いて前記細胞を容器4の細胞保持部へと移動させ、前記細胞一つの蛍光画像を得、さらにFCSにより細胞内のEGFP−ERの揺らぎを測定し、並進拡散時間を算出した。結果を図7に示す。図7(a)は前記EGFP−ER発現細胞の蛍光画像、図7(b)は該細胞内におけるEGFP−ERの並進拡散時間のグラフをそれぞれ示す。
(Example 6)
The intracellular molecular dynamics were measured using the apparatus shown in FIG. 1 having an electric field generator as the cell moving means 5 and the microplate used in Example 4 as a container.
That is, by a conventional method, vector DNA in which EGFP (Enhanced Green Fluorescence Protein) is fused with an estrogen receptor (hereinafter abbreviated as ER) expression gene is introduced into HeLa cells by lipofection, and this fluorescent substance (hereinafter referred to as EGFP- A solution containing HeLa cells into which ER was abbreviated) was added to the sample addition part of the container 4. Next, the cells are moved to the cell holding part of the container 4 using the electric field generator 5 to obtain a fluorescence image of the single cell, and the fluctuation of EGFP-ER in the cell is measured by FCS, and the translational diffusion is performed. Time was calculated. The results are shown in FIG. FIG. 7A shows a fluorescence image of the EGFP-ER-expressing cell, and FIG. 7B shows a graph of the translational diffusion time of EGFP-ER in the cell.

続いて、前記EGFP−ER発現HeLa細胞にエストロゲンの一種である17β−エストラジオールを最終濃度が10nMになるように細胞培養液中に添加した。ERのリガンドである17β−エストラジオールは細胞内にてERに結合し、ERは細胞DNA上のエストロゲン応答エレメント(以下、EREと略記)に2量体を形成して結合する。図8は、17β−エストラジオールを細胞培養液中に添加してから30分後の蛍光画像を示す。17β−エストラジオールの添加により、EGFP−ERは細胞DNAのEREに結合する。EGFP−ERは、核マトリックスのERE上に結合しているため、画像のようにEGFP−ER分子が存在していないところは、黒く斑点のように観察された。   Subsequently, 17β-estradiol, which is a kind of estrogen, was added to the EGFP-ER-expressing HeLa cells in a cell culture solution to a final concentration of 10 nM. 17β-estradiol, which is a ligand of ER, binds to ER in the cell, and ER binds to an estrogen response element (hereinafter abbreviated as ERE) on cell DNA by forming a dimer. FIG. 8 shows a fluorescence image 30 minutes after adding 17β-estradiol to the cell culture medium. Upon addition of 17β-estradiol, EGFP-ER binds to ERE of cellular DNA. Since EGFP-ER is bound on the ERE of the nuclear matrix, the area where no EGFP-ER molecule is present as in the image was observed as black spots.

一方、633nmの波長の光で励起される蛍光色素Alexa647を、常法に従い、ERと特異的に結合する配列を有するDNAオリゴマーの末端に結合させて標識化し、このAlexa647結合DNAオリゴマーを、常法に従い、HeLa細胞および前記EGFP−ER発現HeLa細胞にそれぞれトランスフェクションした。これら細胞を容器4の細胞保持部へと移動させ、細胞一つの蛍光画像を得、さらにFCSにより、細胞内のAlexa647の揺らぎを測定し、並進拡散時間を算出した。結果を図9および図10に示す。   On the other hand, the fluorescent dye Alexa647 excited by light having a wavelength of 633 nm is labeled by binding to the end of a DNA oligomer having a sequence that specifically binds to ER according to a conventional method. The HeLa cells and the EGFP-ER expressing HeLa cells were transfected respectively. These cells were moved to the cell holding part of the container 4 to obtain a fluorescence image of one cell. Further, the fluctuation of Alexa 647 in the cell was measured by FCS, and the translational diffusion time was calculated. The results are shown in FIG. 9 and FIG.

図9(a)は、Alexa647結合DNAオリゴマーをトランスフェクションしたHeLa細胞の蛍光画像、図9(b)は、該細胞内におけるAlexa647の並進拡散時間のグラフをそれぞれ示す。
また、図10(a)は、Alexa647結合DNAオリゴマーをトランスフェクションしたEGFP−ER発現HeLa細胞の633nmの波長の光を照射した時の蛍光画像、図10(b)は、該細胞の488nmの波長の光を照射した時の蛍光画像を示す。
さらに、図10(c)は、633nmの波長の光を照射した時の該細胞内におけるAlexa647の並進拡散時間のグラフ、図10(d)は488nmの波長の光を照射した時の該細胞内におけるEGFP−ERの並進拡散時間のグラフをそれぞれ示す。
FIG. 9A shows a fluorescence image of HeLa cells transfected with Alexa647-binding DNA oligomer, and FIG. 9B shows a graph of the translational diffusion time of Alexa647 in the cells.
FIG. 10 (a) is a fluorescence image of EGFP-ER-expressing HeLa cells transfected with Alexa647-binding DNA oligomer when irradiated with light having a wavelength of 633 nm, and FIG. 10 (b) is a wavelength of 488 nm of the cells. The fluorescence image when irradiating with light is shown.
FIG. 10C is a graph of the translational diffusion time of Alexa 647 in the cell when irradiated with light having a wavelength of 633 nm, and FIG. 10D is a graph showing the intracellular diffusion time when irradiated with light having a wavelength of 488 nm. The graph of the translational diffusion time of EGFP-ER in each is shown.

これらの結果から、EGFP−ER発現HeLa細胞に対して、該細胞にAlexa647結合DNAオリゴマーをトランスフェクションしたものは、図11(a)のグラフに示すように、並進拡散時間が大きくなっており、EGFP−ER発現HeLa細胞中のERに、Alexa647結合DNAオリゴマーが結合していることが確認された。
また、Alexa647結合DNAオリゴマーをトランスフェクションしたEGFP−ER発現HeLa細胞は、17β−エストラジオールを添加したものおよびしないもののいずれも、図11(b)に示すように、Alexa647結合DNAオリゴマーをトランスフェクションしたHeLa細胞よりも並進拡散時間が大きくなっており、前記EGFP−ER発現HeLa細胞中のERに、Alexa647結合DNAオリゴマーが結合していることが確認された。
From these results, when the EGFP-ER-expressing HeLa cell was transfected with Alexa647-binding DNA oligomer, the translational diffusion time was increased as shown in the graph of FIG. It was confirmed that Alexa647-binding DNA oligomer was bound to ER in EGFP-ER-expressing HeLa cells.
In addition, EGFP-ER-expressing HeLa cells transfected with Alexa647-binding DNA oligomer, both with and without 17β-estradiol, were transfected with Alexa647-binding DNA oligomer as shown in FIG. 11 (b). The translational diffusion time was longer than that of the cells, and it was confirmed that Alexa647-binding DNA oligomer was bound to ER in the EGFP-ER-expressing HeLa cells.

(比較例1)
従来のマイクロプレートを容器として用いたこと以外は、実施例6と同様の方法で、細胞内分子動態の測定を試みたところ、測定中に容器内の細胞が移動してしまい、細胞中の蛍光シグナルの測定が途中で行えなくなってしまった。
(Comparative Example 1)
An attempt was made to measure intracellular molecular dynamics in the same manner as in Example 6 except that a conventional microplate was used as a container. As a result, the cells in the container moved during the measurement, and the fluorescence in the cells. The signal measurement was not possible on the way.

以上のように、本発明の容器を用いて、その細胞保持部へ、標識分子を取り込ませた測定対象の細胞を固定できることが確認され、また、本発明の細胞内分子動態の測定装置を用いて、該標識分子のシグナルを検出し、細胞内の分子動態を簡便に且つ高精度に測定できることが確認された。上述した実施例では、蛍光標識した例について説明した。蛍光による検出は信号強度が強いので好ましいが、本発明を適用して、化学発光や生物発光を対象にして検出を行うことも可能である。化学発光や生物発光は、信号強度は弱いがノイズは非常に小さく、S/Nが良い検出を行うことができる利点を有する。   As described above, using the container of the present invention, it was confirmed that the measurement target cell into which the labeled molecule was incorporated could be fixed to the cell holding unit, and the intracellular molecular dynamics measuring apparatus of the present invention was used. Thus, it was confirmed that the signal of the labeled molecule was detected and the molecular dynamics in the cell could be measured easily and with high accuracy. In the above-described embodiments, examples of fluorescent labeling have been described. Detection by fluorescence is preferable because the signal intensity is strong. However, it is also possible to detect chemiluminescence or bioluminescence by applying the present invention. Chemiluminescence and bioluminescence have the advantage that detection with good signal-to-noise ratio can be performed because the signal intensity is weak but the noise is very small.

生きている細胞内における分子動態および細胞間におけるタイトジャンクションを簡便且つ高精度に測定できるため、創薬候補物質のスクリーニング法等に有用である。   Since molecular dynamics in living cells and tight junctions between cells can be measured easily and with high accuracy, it is useful for screening methods for drug discovery candidate substances.

本発明の細胞内分子動態の測定装置の一例を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows an example of the measuring apparatus of the intracellular molecular dynamics of this invention. 本発明の容器の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the container of this invention. 本発明の容器の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the container of this invention. 本発明の容器の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the container of this invention. 本発明の容器の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the container of this invention. 本発明の細胞内分子動態の測定装置中の細胞移動手段に対する、本発明の容器の設置例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of installation of the container of this invention with respect to the cell movement means in the measuring device of the intracellular molecular dynamics of this invention. 本発明の実施例6におけるEGFP−ER発現HeLa細胞の(a)は蛍光画像であり、(b)はEGFP−ERの並進拡散時間のグラフである。(A) of the EGFP-ER expression HeLa cell in Example 6 of this invention is a fluorescence image, (b) is a graph of the translational diffusion time of EGFP-ER. 本発明の実施例6における、EGFP−ER発現HeLa細胞へ17β−エストラジオールを添加した時の該細胞の蛍光画像である。It is the fluorescence image of this cell when 17 (beta) -estradiol is added to the EGFP-ER expression HeLa cell in Example 6 of this invention. 本発明の実施例6における、標識DNAをトランスフェクションしたHeLa細胞の(a)は蛍光画像であり、(b)は標識DNAの並進拡散時間のグラフである。In Example 6 of the present invention, (a) of HeLa cells transfected with labeled DNA is a fluorescence image, and (b) is a graph of translational diffusion time of labeled DNA. 本発明の実施例6における、EGFP−ERおよび標識DNAによる標識化HeLa細胞の(a)および(b)は蛍光画像であり、(c)は標識DNAの並進拡散時間のグラフ、(d)はEGFP−ERの並進拡散時間のグラフである。In Example 6 of the present invention, (a) and (b) of HeLa cells labeled with EGFP-ER and labeled DNA are fluorescent images, (c) is a graph of translational diffusion time of labeled DNA, (d) is It is a graph of the translational diffusion time of EGFP-ER. 本発明の実施例6における、EGFP−ERおよび標識DNAの並進拡散時間の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the translational diffusion time of EGFP-ER and labeled DNA in Example 6 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

20・・・容器、21・・・試料保持部、22・・・細胞保持部、23・・・側面
20 ... Container, 21 ... Sample holder, 22 ... Cell holder, 23 ... Side

Claims (16)

底面が少なくとも直径2μmの円形で、細胞を載置できる形状でかつ平坦であり、側面がテーパー状である細胞保持部を有する容器であって、
該容器の底面は平坦であり、前記細胞保持部は、細胞を含有する液を添加して保持する試料保持部の底部となっていることを特徴とする容器。
A container having a cell holding portion having a circular bottom surface with a diameter of 2 μm, a shape on which cells can be placed and is flat, and a side surface having a tapered shape;
The container is characterized in that the bottom surface of the container is flat, and the cell holding part is a bottom part of a sample holding part for adding and holding a liquid containing cells.
前記細胞保持部の底面が、直径2μm以上の円形であることを特徴とする請求項1に記載の容器。   The container according to claim 1, wherein a bottom surface of the cell holding portion is a circle having a diameter of 2 μm or more. 前記細胞保持部の高さが4μm以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の容器。   The container according to claim 1 or 2, wherein the height of the cell holding part is 4 µm or more. 前記試料保持部の側面全面がテーパー状であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の容器。   The container according to any one of claims 1 to 3, wherein the entire side surface of the sample holder is tapered. 前記細胞保持部の底面近傍の側面に、容器外に通じる流路の一端が開口されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の容器。   The container according to any one of claims 1 to 4, wherein one end of a flow path leading to the outside of the container is opened on a side surface near the bottom surface of the cell holding portion. 屈折率が1.5以下の材質からなることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の容器。   The container according to any one of claims 1 to 5, wherein the container is made of a material having a refractive index of 1.5 or less. 細胞保持部以外の試料保持部の側面が、水に対する接触角が100°以上である材質からなるものであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の容器。   The container according to any one of claims 1 to 6, wherein a side surface of the sample holding unit other than the cell holding unit is made of a material having a contact angle with water of 100 ° or more. 前記細胞保持部の側面が黒色に着色されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の容器。   The container according to any one of claims 1 to 7, wherein a side surface of the cell holding part is colored black. 複数の前記試料保持部を有する容器であって、互いに隣接する細胞保持部の底面の中心間距離が1mm以上であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の容器。   The container according to any one of claims 1 to 8, wherein the container has a plurality of sample holders, and the distance between the centers of the bottom surfaces of the cell holders adjacent to each other is 1 mm or more. 請求項1〜9のいずれか一項に記載の容器の試料保持部に、標識分子を取り込ませた細胞を含有する液を添加し、細胞に、振動、圧力、重力、遠心力、静電引力からなる群より選ばれる少なくとも一つを加えて、細胞を細胞保持部に移動させて固定することを特徴とする細胞の固定方法。   A liquid containing cells into which a labeled molecule has been incorporated is added to the sample holding part of the container according to any one of claims 1 to 9, and vibration, pressure, gravity, centrifugal force, electrostatic attraction is applied to the cells. A method for fixing a cell, comprising adding at least one selected from the group consisting of: moving the cell to a cell holding part, and fixing the cell. 請求項1〜9のいずれか一項に記載の容器の試料保持部に、標識分子と磁気粒子を取り込ませた細胞を含有する液を添加し、細胞に磁力を印加して、細胞を細胞保持部に移動させて固定することを特徴とする細胞の固定方法。   A liquid containing cells into which a labeled molecule and magnetic particles have been incorporated is added to the sample holder of the container according to any one of claims 1 to 9, and a magnetic force is applied to the cells to hold the cells. A method for fixing cells, which is fixed by moving to a part. 前記標識分子が、蛍光物質で標識された分子であることを特徴とする請求項10または11に記載の細胞の固定方法。   The method for fixing cells according to claim 10 or 11, wherein the labeling molecule is a molecule labeled with a fluorescent substance. 請求項10〜12のいずれか一項に記載の細胞の固定方法により固定された細胞中の標識分子のシグナルを、細胞保持部の底面側より検出することを特徴とする細胞内分子動態の測定方法。   A measurement of intracellular molecular dynamics, wherein a signal of a labeled molecule in a cell fixed by the cell fixing method according to any one of claims 10 to 12 is detected from the bottom side of the cell holding part. Method. 請求項1〜9のいずれか一項に記載の容器と、該容器の試料保持部内の細胞に、振動、圧力、遠心力、電場、磁力からなる群より選ばれる少なくとも一つを加える細胞移動手段と、細胞中の標識分子のシグナルを検出するシグナル検出手段と、を有することを特徴とする細胞内分子動態の測定装置。   A cell moving means for adding at least one selected from the group consisting of vibration, pressure, centrifugal force, electric field, and magnetic force to the container according to any one of claims 1 to 9 and the cells in the sample holding portion of the container. And a signal detection means for detecting the signal of the labeled molecule in the cell. 標識分子を取り込ませた細胞を含有する液を、前記容器の試料保持部に添加する試料添加手段を有することを特徴とする請求項14に記載の細胞内分子動態の測定装置。   The apparatus for measuring intracellular molecular dynamics according to claim 14, further comprising sample addition means for adding a liquid containing cells into which a labeled molecule has been incorporated into the sample holding part of the container. 前記標識分子が、蛍光物質で標識された分子であることを特徴とする請求項14または15に記載の細胞内分子動態の測定装置。
The apparatus for measuring intracellular molecular dynamics according to claim 14 or 15, wherein the labeled molecule is a molecule labeled with a fluorescent substance.
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