JP2007274987A - 細胞融合用チップ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】融合処理前の単離状態の細胞を収容する単離チャンバと、該単離チャンバから供給される細胞同士を融合させるための対向電極を有する融合チャンバと、該融合チャンバにおいて融合された細胞を培養する培養チャンバと、前記単離チャンバと融合チャンバを接続する第1の通路と、前記融合チャンバと培養チャンバを接続する第2の通路を1枚のチップ上に備えていることを特徴とする細胞融合用チップとする。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明に係る細胞融合用チップの平面図である。
本発明に係る細胞融合用チップ(1)は、絶縁性素材(例えばPP,PE,PET等の合成樹脂)からなる1枚の平板から形成され、その上面に凹状に窪んだ複数のチャンバが形成されている。
チャンバは、単離チャンバ(2)、融合チャンバ(3)、培養チャンバ(4)の3種類のチャンバからなり、これら3種類のチャンバが1枚のチップ上に形成されている。
単離チャンバ(2)は、同種の細胞を融合させる場合には1つのみでもよいが、異種細胞を融合させる場合には、異種細胞を別々に収容できるように複数のチャンバが設けられる。単離チャンバ(2)を複数設ける場合、その数は特に限定されず、図示例のように2つとしてもよいし、3つ以上とすることも可能である。また、各チャンバの大きさは同じでもよいし、異ならせてもよい。
融合チャンバ(3)の内壁には、間隔を隔てて対向する位置に一対の電極(7)が取り付けられている。
一対の電極(7)は夫々電源(図示せず)と接続されており、対向する電極間に交流電圧を印加することができるように構成されている。
培養チャンバ(4)の数は図示例では1つだけ設けられているが、2つ以上設けて夫々の培養チャンバ(4)で別々に培養を行わせるようにすることも可能である。
接続口(8)は、第3の通路(9)を介して上述した単離チャンバ(2)、融合チャンバ(3)、培養チャンバ(4)の少なくとも1つ以上に接続される。
これによって、マイクロシリンジポンプを用いて精密な流量制御を行いながら、培地や細胞を含む液を各チャンバに導入或いは各チャンバから抽出することが可能となる。
単離チャンバ(2)側に延出された第3の通路(9)の端部に設けられた接続口(8)は、融合チャンバ(3)内にマイクロシリンジポンプを用いて培地を導入するために設けられている。一方、培養チャンバ(3)側に延出された第3の通路(9)の端部に設けられた接続口(8)は、融合チャンバ(3)内からマイクロシリンジポンプを用いて培地を抽出するために設けられている。
これにより、融合チャンバ(3)への培地の供給及び融合チャンバ(3)からの培地の抽出を、他のチャンバを介することなくマイクロシリンジポンプを利用して直接行うことが可能となる。
この第3の通路(9)の端部に設けられた接続口(8)は、培養チャンバ(4)内からマイクロシリンジポンプを用いて培養液を抽出するために設けられている。
このようにすることにより、単離チャンバ(2)から融合チャンバ(3)への意図しない細胞の流入や、融合チャンバ(3)から培養チャンバ(4)への意図しない細胞の流出を確実に防止することができる。
このようにすることによっても、単離チャンバ(2)から融合チャンバ(3)への意図しない細胞の流入や、融合チャンバ(3)から培養チャンバ(4)への意図しない細胞の流出を防止できる効果が得られる。
これは、培養チャンバ(4)を含む部分を、他のチャンバ(2)(3)を含む部分から分離可能とすることによって、分離された部分を培養チャンバとして独立して利用することができるからである。
図3(a)は溝(10)をチップ(1)の表面に形成した場合、(b)は溝(10)をチップ(1)の裏面に形成した場合、図3(c)は溝(10)をチップ(1)の表裏両面に形成した場合を夫々示している。各溝(10)は、断面鋭角に形成されている。
このような溝(10)を設けることによって、溝(10)の部分に沿ってチップ(1)を容易に分割することができるようになる。
例えば、予め細胞融合用チップ(1)を、培養チャンバ(4)を含む部分と、他のチャンバ(2)(3)を含む部分の2つのピースから形成しておき、細胞融合処理を行う際にはこれら2つのピースを嵌め合わせやピン止め等の再分離可能な結合手段により合体させて1つのチップ(1)とし、融合処理が終了した後、再び2つのピースに分離するようにしてもよい。
顕微鏡(11)には、図示を省略しているが、細胞を捕捉して操作するためのトラッピング用レーザー光源と、細胞をレーザー融合するための細胞融合用レーザー光源が備えられている。
トラッピング用レーザーとしては、例えば、YAGレーザー(波長1060nm)、Nd:YLFレーザー(波長1047nm)、DPSSレーザー(波長1064nm)等のIRレーザーが用いられる。細胞融合用レーザーとしては、例えばUVレーザーが用いられる。
超短パルスレーザーは、強い力での細胞操作が必要な場合におけるトラッピング用レーザーとして好適に使用される。
最初に、細胞融合用チップ(1)の単離チャンバ(2)内に、融合処理前の単離状態の細胞を含む懸濁液が供給される。
次いで、単離チャンバ(2)内に供給された懸濁液は、顕微鏡(11)に備えられたマニピュレーター(レーザー又は機械式)を利用して、もしくはマイクロシリンジポンプを利用して、第1の通路(5)を通って融合チャンバ(3)へと送られる。
交流電圧が印加されると、電極間にある懸濁液中の細胞は、電場方向に対して平行に配列した状態(パールチェーン)を形成するので、この配列した状態の細胞に対して細胞融合用レーザーを照射することにより、細胞同士を融合させる。
このとき、培養チャンバ(4)を含む部分を、他のチャンバ(2)(3)を含む部分から分離することによって、分離された部分を培養チャンバとして独立して利用することができる。
そのため、従来の細胞融合処理のように、細胞の供給や取り出しの作業に熟練を要することなく、作業中に細胞が汚染されてしまうおそれがなく、細胞融合処理の作業効率を大きく向上させることができる。
図5は、本発明に係る細胞融合用チップ(1)における融合チャンバ(3)の第1変更例を示す図である。尚、融合チャンバ(3)以外の構成は図1と同様であり、通路の図示は省略している。
第1変更例は、融合チャンバ(3)内に、窪み(14)を有する壁(13)が設けられている点において図1に示したものと異なっており、その他の構成は同じである。
壁(13)に設けられる窪み(14)の数は特に限定されないが、図示例のように多数の窪み(14)を並べて配置することが好ましい。また、窪み(14)の形状についても特に限定されないが、図示例のように内方に向けて拡がる平面視三角形状とすると、細胞の嵌め込みと固定が良好に行えるため好ましい。窪み(14)の大きさは、複数の細胞が一列だけ入り込むことができる幅及び深さとすることが好ましい。
また、対向電極間に交流電圧を印加することにより形成されたパールチェーンは、窪みによって動きが固定されるため、UVレーザー等で細胞融合を行う際に照準が定まり易くなる。
第2変更例の融合チャンバは、融合チャンバ(3)内に、平面視において格子状に形成された壁(15)が設けられている点において図1に示したものと異なっており、その他の構成は同じである。
各格子(升目)の大きさは、融合させる細胞の数に応じて設定することができ、少なくとも2つ以上の細胞が入ることができる大きさとされる。また、各格子の形状については、正方形の他に、長方形、三角形、六角形等の形状にすることもできる。また、格子を形成する壁の高さは、細胞よりも少し高く設定される。
2 単離チャンバ
3 融合チャンバ
4 培養チャンバ
5 第1の通路
6 第2の通路
7 電極
8 接続口
9 第3の通路
10 溝
11 顕微鏡
12 電動ステージ
13 窪みを有する壁
14 窪み
15 平面視において格子状に形成された壁
S 細胞
Claims (10)
- 融合処理前の単離状態の細胞を収容する単離チャンバと、該単離チャンバから供給される細胞同士を融合させる融合チャンバと、該融合チャンバにおいて融合された細胞を培養する培養チャンバと、前記単離チャンバと融合チャンバを接続する第1の通路と、前記融合チャンバと培養チャンバを接続する第2の通路を1枚のチップ上に備えていることを特徴とする細胞融合用チップ。
- マイクロシリンジポンプが接続される接続口と、該接続口と繋がる第3の通路を有しており、前記単離チャンバ、融合チャンバ、培養チャンバの少なくとも1つ以上のチャンバが、前記第3の通路を介して前記接続口と接続されていることを特徴とする請求項1記載の細胞融合用チップ。
- 前記融合チャンバに接続された第3の通路が、一の接続口と接続された一の通路と、他の接続口と接続された他の通路とからなることを特徴とする請求項2記載の細胞融合用チップ。
- 前記融合チャンバの幅が、前記第1乃至第3の通路の幅に比べて広いことを特徴とする請求項1乃至3いずれかに記載の細胞融合用チップ。
- 前記培養チャンバを含む部分を他のチャンバを含む部分から分離可能に形成されていることを特徴とする請求項1乃至4いずれかに記載の細胞融合用チップ。
- 前記融合チャンバが対向電極を有することを特徴とする請求項1乃至5いずれかに記載の細胞融合用チップ。
- 前記融合チャンバ内に、窪みを有する壁が設けられていることを特徴とする請求項1乃至6いずれかに記載の細胞融合用チップ。
- 前記融合チャンバ内に、平面視において格子状に形成された壁が設けられていることを特徴とする請求項1乃至7いずれかに記載の細胞融合用チップ。
- 前記壁が、対向電極の内方において、窪み同士が対向するように配置された一対の壁からなることを特徴とする請求項7記載の細胞融合用チップ。
- 前記壁が、対向電極の内方に形成されていることを特徴とする請求項8記載の細胞融合用チップ。
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