JP2008092857A - 細胞分離装置及び細胞分離方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】コンタミネーションと細胞へのダメージを低減し、簡便な自動操作により目的とする生細胞を回収すること。
【解決手段】細胞群の中から所望の生細胞を選択的に分離する細胞分離装置は、培養液84に浸漬された細胞群82を保持する内の上記培養液84に非接触で、例えば液滴吐出ヘッド36より細胞剥離液102を上記細胞群の中の所望の細胞104に液滴として吐出することで、その所望の細胞104を上記細胞培養容器20の壁から剥離させ、その剥離された上記所望の細胞104を、上記細胞培養容器20内の上記培養液84に非接触で、例えばベリスタポンプで培養液貯留タンクの培養液を上記細胞培養容器20の供給口86に供給することで供給口86から排出口88へ向かう培養液84の流れを生成することにより、上記細胞群82から空間的に分離、回収する。
【選択図】図6
【解決手段】細胞群の中から所望の生細胞を選択的に分離する細胞分離装置は、培養液84に浸漬された細胞群82を保持する内の上記培養液84に非接触で、例えば液滴吐出ヘッド36より細胞剥離液102を上記細胞群の中の所望の細胞104に液滴として吐出することで、その所望の細胞104を上記細胞培養容器20の壁から剥離させ、その剥離された上記所望の細胞104を、上記細胞培養容器20内の上記培養液84に非接触で、例えばベリスタポンプで培養液貯留タンクの培養液を上記細胞培養容器20の供給口86に供給することで供給口86から排出口88へ向かう培養液84の流れを生成することにより、上記細胞群82から空間的に分離、回収する。
【選択図】図6
Description
本発明は、容器内で培養された生細胞群中の所望の生細胞を該容器から剥離回収する細胞分離装置及び細胞分離方法に関する。
従来より、標的対象物の探索・回収技術が各種提案されており、例えば、自動的に探索された標的対象物を自動的に回収する自動探索回収装置が、特許文献1に開示されている。
この自動探索回収装置において、ノズルは、径が比較的大きい基端部と、基端部よりも先端側に設けられた小径の先端部とを有している。基端部から先端部にかけて内部を連通する導通口が形成されている。ノズル内に形成される導通口は、標的細胞の剥離液を滴下したり、標的細胞を吸引したりするための通路として機能する。Z方向には、Z方向移動機構により、ノズルの先端部をスライドグラスの一面に近づける。一方、スライドグラスの他の一面には、倒立顕微鏡が配置されている。倒立顕微鏡により、鉛直下からスライドグラスを観察する状態にしておき、スライドグラスの上方からスライドグラスの表面側に向けてノズルを接させ、そのノズルから溶液(剥離液)を滴下して、剥がれた細胞を吸い上げる。ノズル内を正圧又は負圧にするポンプが設けられている。
以上により、検索された標的細胞の回収を簡単に行うことができ、さらに、標的細胞の検索作業と回収作業とを連携させ、1つの装置で自動的に行える技術を提供できると上記特許文献1には示されている。
特開2005−207986号公報
しかしながら、上記特許文献1に開示されているような回収技術では、細胞の剥離回収時に、ノズルの連続使用によるコンタミネーションの危険性があり、回収された細胞を汚染してしまう可能がある。
即ち、上記特許文献1では、細胞がスライドガラス上に積載されたものを想定しているが、生細胞の場合、ディッシュ等の細胞培養容器の内側底部の壁の表面(培養液の底部)に細胞が播種されている。このような場合には、上記特許文献1の開示の技術では、ノズルが培養液に接触し、コンタミネーションが増加することは言うまでも無く、別のディッシュの細胞を剥離回収しようとする場合、ノズルを洗浄又は交換する必要がある。
また、上記特許文献1に開示の回収技術では、剥離液(トリプシン液:たんぱく分解酵素)をノズル内に充填した内部に、目的とする細胞を収容するため、細胞と剥離液の接触時間が長く、細胞剥離液が細胞にダメージを与える懸念が発生する。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、コンタミネーションと細胞へのダメージを低減し、簡便な自動操作により目的とする生細胞を回収することが可能な細胞分離装置及び細胞分離方法を提供することを目的とする。
本発明の細胞分離装置の一態様は、生細胞群の中から所望の生細胞を選択的に分離する細胞分離装置であって、
培養液に浸漬された上記生細胞群を保持する容器と、
上記容器内の上記培養液に非接触で、上記生細胞群の中の所望の生細胞を上記容器の壁表面から剥離させる剥離手段と、
上記剥離手段により剥離された上記所望の生細胞を、上記容器内の上記培養液に非接触で、上記生細胞群から空間的に分離する分離手段と、
を具備することを特徴とする。
培養液に浸漬された上記生細胞群を保持する容器と、
上記容器内の上記培養液に非接触で、上記生細胞群の中の所望の生細胞を上記容器の壁表面から剥離させる剥離手段と、
上記剥離手段により剥離された上記所望の生細胞を、上記容器内の上記培養液に非接触で、上記生細胞群から空間的に分離する分離手段と、
を具備することを特徴とする。
また、本発明の細胞分離装置の別の態様は、生細胞群の中から所望の生細胞を選択的に分離する細胞分離装置であって、
培養液に浸漬された上記生細胞群を保持する容器と、
上記生細胞群の中に含まれ、上記容器内の上記培養液に対して非接触な手段により上記容器の壁表面から剥離された所望の生細胞を、当該培養液に非接触で上記生細胞群から空間的に分離する分離手段と、
を具備することを特徴とする。
培養液に浸漬された上記生細胞群を保持する容器と、
上記生細胞群の中に含まれ、上記容器内の上記培養液に対して非接触な手段により上記容器の壁表面から剥離された所望の生細胞を、当該培養液に非接触で上記生細胞群から空間的に分離する分離手段と、
を具備することを特徴とする。
本発明の細胞分離方法の一態様は、
培養液及び生細胞群を容器に保持させる工程と、
上記容器内の上記培養液に接触せずに、上記生細胞群の中から所望の生細胞を上記容器の壁表面から剥離させる工程と、
上記容器内の上記培養液に接触せずに、上記剥離された所望の生細胞を上記生細胞群から空間的に分離させる工程と、
を有することを特徴とする。
培養液及び生細胞群を容器に保持させる工程と、
上記容器内の上記培養液に接触せずに、上記生細胞群の中から所望の生細胞を上記容器の壁表面から剥離させる工程と、
上記容器内の上記培養液に接触せずに、上記剥離された所望の生細胞を上記生細胞群から空間的に分離させる工程と、
を有することを特徴とする。
本発明によれば、生細胞及び培養液を保持する容器の壁から培養液に対して非接触な手段により剥離された目的とする生細胞を、容器内の培養液に非接触な状態で当該容器内に残る生細胞群と分離することができるので、コンタミネーションと細胞へのダメージを低減し、簡便な自動操作により目的とする生細胞を回収することが可能な細胞分離装置及び細胞分離方法を提供することができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係る細胞分離装置の構成を示す図である。
図1は、本発明の第1実施形態に係る細胞分離装置の構成を示す図である。
本実施形態に係る細胞分離装置は、XYステージ部12と吐出部14が設けられた倒立型の顕微鏡10と、上記XYステージ部12及び上記吐出部14を制御するためのハードウェア及び電動系を制御するためのソフトウェアを実装した制御部(コンピュータ16)と、を備えている。上記顕微鏡10から得られた画像は、撮像部(CCD18)によってリアルタイムにコンピュータ16に送られ、該コンピュータ16のモニタ上に、その撮像された画像を表示できる。
上記XYステージ部12には、図2(A)に示すように、XY面内に走査される少なくとも1個の細胞培養容器(ディッシュ)20と、ダミー吐出用ガラス22と、剥離液等の試薬を保持するサンプルカップ24と、が積載されている。同図では、4箇所の細胞培養容器20と、1箇所のダミー吐出用ガラス22と、2箇所のサンプルカップ24が設置されている状態を示している。サンプルカップ24は、図2(B)に示すように、試薬等を収容するためにある程度の深さを持つので、XYステージ部12に設けられた穴に挿入保持されることが好ましい。また、本実施形態では、これら2つのサンプルカップ24の内、一方を細胞剥離液を収容するために用い(以下、このサンプルカップ24を第1サンプルカップと称する)、他方は洗浄水回収用に用いるものとする(以下、このサンプルカップ24を第2サンプルカップと称する)。
上記XYステージ部12は、X,Yそれぞれの駆動制御部26,28を介して、コンピュータ16と接続され、コンピュータ16からの指示により、移動される。また、このXYステージ部12には、観察用の穴が形成され、その中に、顕微鏡10の対物レンズ30が配置される。
なお、この対物レンズ30は、対象物に焦点を合わせるため、Z方向への移動可能とされている。この対物レンズ30にて観察された像は、顕微鏡光学系(詳細に示さず)を通して上記CCD18にて撮像され、その画像がCCD制御部32を介して上記コンピュータ16に送られる。なお、CCD18の撮影条件設定や撮像タイミング制御は、コンピュータ16からの指示によりCCD制御部32が実施する。
同様に、観察時の図示しないフィルタやランプからの光量の条件などの設定・制御も、顕微鏡制御部34を介して、コンピュータ16の指示により実施される。
また、上記吐出部14は、慣性力を利用した液滴吐出ヘッド36とXZステージ38とから構成される。
図3は、この液滴吐出ヘッド36の構成を示す図である。
即ち、この液滴吐出ヘッド36のノズル40は、試薬を保持する使い捨て可能な外径φ2mmガラス管42と、該ガラス管42の先端にφ20μmの穴が設けられた厚さ100μmのSUS製円盤形状板44とが、接着固定されて形成されている。なお、このノズル40の外側表面には撥水コーティングが施されている。
液滴吐出ヘッド36の慣性力発生部は、内部にφ2.6mmの穴が形成された外形5mmの正方断面、長さ30mmの積層型圧電素子46により構成されている。そして、この積層型圧電素子46の内部の穴を貫通してテフロン(登録商標)製配管48が挿通され、このテフロン製配管48は、積層型圧電素子46の一方の端面に接着固定される上記ノズル40と接続される。積層型圧電素子46のもう一方の端面には、液滴吐出ヘッド36を支持するための固定部材50に固定され、この固定部材50に空けられた穴を通して、上記テフロン製配管48は外部に延出される。
このような液滴吐出ヘッド36が固定された固定部材50は、XZステージ38に積載され、XYステージ部12の上方に配置される。XZステージ38は、X,Zそれぞれの駆動制御部52,54を介して、コンピュータ16と接続され、コンピュータ16からの指示により、移動される。
上記積層型圧電素子46は、駆動電圧発生部56を介して上記コンピュータ16と配線接続され、そのコンピュータ16の指示により、印加タイミングや、所定の電圧波形が印加され、ノズル40より液滴を吐出する。また、コンピュータ16の指示により、印加される電圧波形の形状や、大きさ、電圧波形の波数等が変更できる。
上記液滴吐出ヘッド36に接続されたテフロン製配管48は、電磁弁58を介して、シリンジピストンポンプ60に接続される。さらに、このシリンジピストンポンプ60から別のテフロン製配管62が接続され、三方電磁弁64を介して、大気圧に開放される配管66と、洗浄水を貯留された洗浄水タンク68に向かう配管70とに分かれて、配管経路を構成している。
上記シリンジピストンポンプ60のピストン72は、ボールネジ等の機構部品を介してモータ74の回転動作を直線動作に変換し、シリンジの中の体積をピストン72にて可変できる。ピストン72を動作させるモータ74は、ピストン動作制御部76を介して、コンピュータ16に接続され、コンピュータ16の指示によりピストン72ストロークや動作タイミングや移動速度が制御される。
電磁弁58と三方電磁弁64も同様に各電磁弁制御部78,80を介して、コンピュータ16の指示により、動作タイミングや開閉時間が制御される。特に、三方電磁弁制御部80は、三方電磁弁64の流路を閉じたり、大気圧に開放される配管66に切り替えたり、洗浄水タンク68につながる配管70に切り替えたり、というように、流路の経路をコンピュータ16の指示により変更できる。
洗浄水タンク68には、ノズル40を洗浄するための滅菌水などが貯留される。
次に、上記細胞培養容器20について説明する。
図4(A)及び(B)に示すように、細胞培養容器20には、細胞群82に培養液84を供給するための供給口86と排出するための排出口88が設けられている。また、細胞培養容器20の少なくとも底面は、顕微鏡10による観察に適した光学的に透明な部材(透明な樹脂又はガラスなど)により構成されている。
供給口86には、培養液貯留タンク90からベリスタポンプ92を介して配管94が接続され、ベリスタポンプ92により培養液貯留タンク90内の培養液84が細胞培養容器20に供給される。なお、特に図示はしていないが、ベリスタポンプ92も、上記コンピュータ16からの指示により、動作タイミング及び動作速度が変更できるようになっている。
また、排出口88には、回収用細胞培養容器96に向かう配管98が接続され、オーバーフローにより、培養液84が細胞培養容器20から回収用細胞培養容器96に流れるように構成される。
以上の説明したような構成の細胞分離装置は、細胞群82への滅菌性をより向上するために、クリーンベンチ100等の内部に設置されることが望ましい。または、ヘパフイルタ等のクリーンエアが細胞培養容器20などが設置されるXYステージ部12の面に向けて、ダウンフローされる環境に設置されることが望ましい。
次に、上記のような構成の細胞分離装置における本実施形態に係る細胞分離方法を、図5に示す動作フローチャートを参照して説明する。
即ち、まず、細胞群82がその細胞培養容器20の壁表面(底面または側面)に播種された細胞培養容器20をXYステージ部12上に設置する。そして、XYステージ部12を操作し顕微鏡10により細胞群82の像を観察し、剥離しようとする細胞付近の領域をCCD18により撮像して、コンピュータ16に画像として記憶する(ステップS10)。
次に、コンピュータ16により、上記記憶された画像内の剥離しようとする目的の細胞104をマーク(選択)し、その座標を計算して、計算した座標値を記憶させる(ステップS12)。
すると、コンピュータ16の制御により、XYステージ部12が移動し、液滴吐出ヘッド36の下方に細胞剥離液が入った第1サンプルカップ24が設置される。そして、XZステージ38が移動し、液滴吐出ヘッド36のノズル40を、第1サンプルカップ24内の細胞剥離液内に浸積する。その後、電磁弁58が開き、三方電磁弁64が閉じ、シリンジピストンのピストン72が下方に移動する。これにより、液滴吐出ヘッド36内にノズル40の吐出口を経由して細胞剥離液が内部に充填される(ステップS14)。なお、ピストン72の移動量により、細胞剥離液の充填量が可変できる。
その後、三方電磁弁64が大気圧に開放された配管66に切り替えられ、テフロン製配管48内の圧力が大気圧に戻る。そして、電磁弁58及び三方電磁弁64が閉じられ、XZステージ38により、液滴吐出ヘッド36を上方に移動する。その後、XYステージ部12が移動し、液滴吐出ヘッド36の下方にダミー吐出用ガラス22が設置される。そして、XZステージ38が移動し、液滴吐出ヘッド36が所定の吐出高さまで下降する。ここで、積層型圧電素子46に電圧が印加され、液滴吐出ヘッド36のノズル40の吐出口から細胞剥離液の液滴がダミー吐出用ガラス22に吐出される(ステップS16)。この細胞剥離液の液滴の吐出後、XZステージ38が移動し、液滴吐出ヘッド36が所定の待機高さまで上昇する。
その後、XYステージ部12が移動し、ダミー吐出用ガラス22に吐出された液滴を観察し、CCD18により撮像する(ステップS18)。そして、撮像された画像をコンピュータ16により画像処理計算し、目標吐出位置とのずれ量(XY方向移動補正量)を算出する(ステップS20)。
こうして、XY方向移動補正量が求められたならば、XYステージ部12が移動し、液滴吐出ヘッド36の下方に細胞培養容器20が設置される。このときのXYステージ部12の座標は、上記ステップS12で選択された剥離する目的の細胞の座標位置に、上記ステップS20で求められたXY方向移動補正量が加味された、補正後の座標位置とされる。そして、XZステージ38が移動し、液滴吐出ヘッド36が培養液84の上面の所定の吐出高さ(例えば、培養液水面から上方に約1mmの高さ)まで下降する。即ち、このとき、液滴吐出ヘッド36のノズル40は、細胞培養容器20内の培養液84に接触しておらず、培養液の水面上にある。そして、積層型圧電素子46に電圧が印加され、図6(A)に示すように、ノズル40の吐出口より細胞剥離液102が液滴として、培養液84の選択された細胞104に向かって吐出される(ステップS22)。
なお、吐出された細胞剥離液102の液滴が吐出されるスピードは速く、培養液84内を通過中に拡散する前に、細胞培養容器20の壁に播種された細胞群82に届く。培養液84と細胞剥離液102の組成の違い、比重の違いなどにより、細胞104の周辺には約数分の間、細胞剥離液102が高い濃度で停留する。このように、選択された細胞104の周辺に細胞剥離液102が高い濃度で存在するため、細胞104にのみ剥離作用が与えられる。
その後、XZステージ38が移動し、液滴吐出ヘッド36が所定の待機高さまで上昇する。そして、XYステージ部12が移動し、液滴吐出ヘッド36により吐出された液滴が作用された細胞104をCCD18により観察する(ステップ24)。
時間の経過に伴って、細胞剥離液102の細胞104への影響が大きくなり、図6(B)に示すように、細胞104が細胞培養容器20の壁から剥離される。この剥離が確認されたならば(ステップS26)、ベリスタポンプ92を動作して培養液84を供給口86より細胞培養容器20内に供給し、図6(C)に矢印で示すように、培養液の搬送とともに剥離された細胞104を搬送し、細胞培養容器20内の細胞群82から分離させる(ステップS28)。剥離された細胞104(回収すべき細胞104)は、排出口88より、別の細胞培養容器である回収用細胞培養容器96内に移送、回収される(ステップS30)。
こうして、目的の細胞104が回収されたならば、電磁弁58を閉じ、三方電磁弁64を洗浄水タンク68側に切り替え、シリンジピストンポンプ60のピストン72を下降させると、シリンジピストンポンプ60内に洗浄水タンク68内の滅菌水が吸引される。その後、電磁弁58を開け、三方電磁弁64を閉じ、シリンジピストンポンプ60のピストン72を上昇させると、液滴吐出ヘッド36側に滅菌水が移送される。この動作を繰り返すことにより、液滴吐出ヘッド36の内部を洗浄水にて洗浄することができる(ステップS32)。このとき、XYステージ部12を動作させ、液滴吐出ヘッド36を第2サンプルカップ24内に下降し、洗浄水を回収する。
洗浄後は、液滴吐出ヘッド36内及びテフロン製配管48内を空気とするために、洗浄水を供給する動作と逆の動作を、シリンジピストンポンプ60と電磁弁58と三方電磁弁64を切り替えて動作を繰り返す。
なお、図2(A)に示したように、XYステージ部12上には細胞培養容器20が合計4個設置されている。本実施形態では、吐出ヘッド36が培養液に接触することなく細胞を細胞培養容器20から剥離させ、回収することができるので、細胞剥離液102を液滴吐出ヘッド36内に十分な量を充填しておけば、液滴吐出ヘッド36を洗浄する前に、他の細胞培養容器20においても、続けて剥離及び回収することができる。この場合、細胞培養容器20に対応して、ベリスタポンプ92と配管94,98と回収用細胞培養容器96を設置する。
即ち、図7に示すように、目的の細胞104を回収した後(ステップS30)、別の細胞培養容器20について剥離しようとする細胞104が指定されているか否かを判別する(ステップS40)。但し、複数の細胞培養容器20について細胞104を剥離しようとする場合には、上記ステップS10及びステップS12で、XYステージ部12を操作して、それぞれの細胞104を指定して座標値を記憶させておくことが必要である。
別の細胞培養容器20に剥離しようとする細胞104が無い場合には、液滴吐出ヘッド36の洗浄を行い(ステップS32)、操作を終了する。これに対して、別の細胞培養容器20に剥離しようとする細胞104が有る場合には、XYステージ部12が移動して、液滴吐出ヘッド36の下方に設定された細胞培養容器20が設置される(ステップS42)。そして、上記ステップS22に戻り、剥離しようとする目的の細胞104に対して、細胞培養容器20内の培養液84に接触していない位置から、液滴吐出ヘッド36のノズル40より細胞剥離液102が吐出される。
あるいは、図8に示すように、一つの細胞培養容器20の剥離しようとする細胞104に対する細胞剥離液102の吐出を行う毎に(ステップS22)、別の細胞培養容器20について剥離しようとする細胞104が指定されているか否かを判別して(ステップS40)、それが有れば、XYステージ部12が移動して、液滴吐出ヘッド36の下方に、その設定された細胞培養容器20を設置し直して(ステップS42)、細胞剥離液102の吐出を行うといようにしても良い。この場合には、設定された全ての細胞培養容器20への吐出完了後に、全ての細胞培養容器20の剥離された細胞104が回収されるまで(ステップS44)、XYステージ部12により細胞培養容器20を移動して(ステップS46)、一つずつ細胞培養容器20内の剥離しようとする細胞104の剥離確認、回収を実施することになる(ステップS24〜S30)。
以上のように、本第1実施形態に係る細胞分離装置によれば、液滴吐出ヘッド36のノズル40の吐出口は、細胞培養容器20内の培養液84に接触しないため、コンタミネーションの影響が少なく、別の細胞培養容器20に対しても、同じ細胞剥離液102を使用することができる。また、異なる細胞種類を培養している(異なる培養液84にて培養している)細胞培養容器20に対しても適用することができる。
また、剥離された細胞104は、培養液84の流れにより回収されるため、培養液84に異物の混入が少なく、剥離された細胞104を回収用細胞培養容器96に搬送することができる。
なお、細胞剥離液102は、トリプシン液などが使用される。細胞剥離液102が作用した細胞104以外の領域では細胞剥離が起きず(細胞剥離液102の濃度が薄いため剥離できず)、選択的な細胞剥離が実現できる。時間が長時間経過すると、トリプシン液は培養液84に拡散し、細胞群82に対する影響が軽微となり、細胞群82へのダメージが少ない。
ここで、液滴吐出ヘッド36の液滴吐出の動作原理を、図9(A)及び(B)を参照して、簡単に説明しておく。
定常状態(電圧0V)にてノズル40及びテフロン製配管48内に、細胞剥離液102を充填する(t0)。
積層型圧電素子46にプラスの電圧を印加し、積層型圧電素子46を伸張する。これにより、積層型圧電素子46の端面に接着されたノズル40は下降する(t1)。
一定時間、プラス電圧印加を保持後、マイナス電圧値を印加し、急激に積層型圧電素子46を収縮する。これにより、積層型圧電素子46の端面に接着されたノズル40が急激に上昇し、ノズル40内部の細胞剥離液102に慣性力が作用し、ノズル40の吐出口より液滴として吐出される(t2)。
一定時間、マイナス電圧印加を保持後(t3)、定常状態(電圧0V)に戻す(t4)。
液滴吐出ヘッド36の積層型圧電素子46への電圧値を大きくすると、細胞剥離液102は大きな液滴となり、広い範囲の細胞104を複数剥離することができる。また、電圧波形の一波の波形周期を長くすると、細胞剥離液102は大きな液滴となり、広い範囲の細胞104を複数剥離することができる。
接着剤の塗布等に多用される空圧式のディスペンサを用いても、剥離される領域は広くなるが、非接触で細胞剥離液102を細胞104に対して作用させることができる。
[第1変形例]
本第1実施形態では、目的とする細胞104を回収する場合を説明したが、図10に示すように、目的とする細胞104をそのまま残し、不要とする細胞群82を剥離するようにしても良い。
本第1実施形態では、目的とする細胞104を回収する場合を説明したが、図10に示すように、目的とする細胞104をそのまま残し、不要とする細胞群82を剥離するようにしても良い。
この場合には、目的とする細胞104以外の領域に液滴吐出ヘッド36より細胞剥離液102を複数吐出して、不要な細胞群82を剥離し、培養液84の流れにより搬送し、排除する。例えば、図7及び図8に示した動作フローチャートにおいて、ステップS40及びステップ42の動作を、別の細胞培養容器20内の細胞104ではなくて、同一細胞培養容器20内の目的とする細胞104以外の細胞群82を対象として、吐出領域106が目的とする細胞104にかからないように、複数回の吐出を行えば良い。
[第2変形例]
上記第1変形例では、目的とする細胞104をそのまま残し、不要とする細胞群82を全て剥離するようにしたが、図11に示すように、目的とする細胞104(細胞培養容器20の中心)の周辺のみに限定して、不要とする細胞群82を排除するようにしても構わない。
上記第1変形例では、目的とする細胞104をそのまま残し、不要とする細胞群82を全て剥離するようにしたが、図11に示すように、目的とする細胞104(細胞培養容器20の中心)の周辺のみに限定して、不要とする細胞群82を排除するようにしても構わない。
以上の第1及び第2変形例で説明したように、細胞群82を剥離する位置はコンピュータ16による制御で自在に可能である。
従って、目的とする細胞104を残すのか、回収するのかを、その細胞104の状態等で判断したり、又は、その用途に応じて切り替えて使用することができる。
[第2実施形態]
上記第1実施形態に係る細胞分離装置及び細胞分離方法と異なる部分についてのみ説明する。
上記第1実施形態に係る細胞分離装置及び細胞分離方法と異なる部分についてのみ説明する。
本実施形態に係る細胞分離装置では、図12(A)及び(B)に示すように、細胞培養容器20が2つの凹部108,110に分かれており、それら凹部108,110間に細胞培養容器20の底面から所定の段差(流路段差112)を有する流路114が形成されている。
第1の凹部108には培養液84の供給口86が形成され、第2の凹部110には培養液84の排出口88が形成される。第1の凹部108の供給口86には、培養液貯留タンク90からベリスタポンプ92を介して配管94が接続され、供給ベリスタポンプとなるベリスタポンプ92により培養液貯留タンク90内の培養液84を細胞培養容器20に供給される。また、第2の凹部110の排出口88には、回収用細胞培養容器96から排出ベリスタポンプ116を介して配管98が接続され、この排出ベリスタポンプ116により、培養液84を回収用細胞培養容器96へ送液する。
そして、第1の凹部108のみ細胞群82が播種され、底面に貼りついている。培養液84は、培養液84の水面(培養液水面118)が、第1の凹部108と第2の凹部110の間の流路段差112よりも低くなるように入れられている。
このような構成の細胞分離装置において、上記第1実施形態で説明したような手順により、図13(A)に示すように、第1の凹部108に播種されている目的とする細胞104に、液滴吐出ヘッド36から細胞剥離液102を吐出する。
そして、図13(B)に示すように目的とする細胞104が剥離されたならば、培養液84をベリスタポンプ92により供給する。その培養液84の供給とともに培養液水面118は上昇していき、流路段差112を超える高さとなると、培養液84は流路114を通って第2の凹部110にも供給される。このように、ベリスタポンプ92が培養液84の供給を続けることで該第2の凹部110内にも培養液84が貯まっていく。このような第1の凹部108から第2の凹部110への培養液84の流れにより、第1の凹部108内の剥離された細胞104が第2の凹部110に搬送される。
このとき、細胞培養容器20の底面から顕微鏡10により観察し、図13(C)に示すように、第2の凹部110に細胞104が搬送されたことが確認されたならば、ベリスタポンプ92の駆動を停止して、培養液84の供給を停止する。すると、培養液84の流れが無くなるので、細胞104は、第2の凹部110の底面に時間経過とともに降下し播種される。その後、排出ベリスタポンプ116を駆動して、図13(D)に示すように、排出口88より余分な培養液84を第2の凹部110から排出する。
以上のように、培養液84の搬送で目的とする細胞104を回収する場合、第1実施形態では、回収用細胞培養容器96へ向かう配管98内で剥離された細胞104が搬送されていることを確認することが容易ではないが、本第2実施形態では、顕微鏡10により観察しながら、確実に、目的とする細胞104を選択的に剥離し分離することができる。
[第3実施形態]
上記第1及び第2実施形態に係る細胞分離装置及び細胞分離方法と異なる部分についてのみ説明する。
上記第1及び第2実施形態に係る細胞分離装置及び細胞分離方法と異なる部分についてのみ説明する。
本実施形態においては、図14(A)及び(B)に示すように、上記第2実施形態と同様、2つの凹部108,110とそれらの間に流路段差112を有する流路114が形成された細胞培養容器20を使用する。そして、第2の凹部110の底面に外側表面より弾性表面波超音波素子120が配置されている。
この弾性表面波超音波素子120は、図15に示すように、表面に櫛歯状電極122が形成され、弾性表面波124を励振できるものである。この弾性表面波超音波素子120は、厚さ0.5mm程度のニオブサンリチウム等を材質として構成される。櫛歯状電極122は、細胞培養容器20の外側表面に形成され、対向する2つの櫛歯状電極122に、コンピュータ16からの指示により、図示しない超音波素子制御部から所定周波数の交番電圧が印加される。
本実施形態では、細胞培養容器20は樹脂製であり、弾性表面波超音波素子120の形状に類似した段部を有して、底面の容器厚さ内に弾性表面波超音波素子120を埋め込む形態で、弾性表面波超音波素子120が接着固定されている。よって、弾性表面波超音波素子120は、細胞培養容器20内の培養液84には接触していない。
細胞培養容器20においては、第1の凹部108の底面にのみ、細胞群82が播種されている。培養液水面118が流路段差112よりも上となるように培養液84が入れられており、よって培養液84は第2の凹部110にも入れられている。
図16は、本実施形態に係る細胞分離方法の動作フローチャートを示す図である。
本実施形態においては、上記第1実施形態と同様にして、第1の凹部108に播種されている目的とする細胞104に、液滴吐出ヘッド36から細胞剥離液102を吐出する(ステップS10〜ステップS22)。
そして、目的とする細胞104の剥離が確認されたならば(ステップS24、ステップS26)、弾性表面波超音波素子120に交番電圧が印加され、表面に弾性表面波124が励振される。この弾性表面波124は、細胞培養容器20の底面の樹脂層に伝播し、培養液84中に所定の角度を持って照射される。こうして弾性表面波124が培養液84中に照射されると、培養液84中に流れ(音響流126)が形成され、この音響流126による培養液84の流れは、図14(A)に一点鎖線で示すように、第1の凹部108内を循環する2つの流れ128となる(ステップS50)。
櫛歯状電極122の対向する方向と直交するように培養液84の流れ128は発生するため、第2の凹部110をその方向に形成することにより、剥離された細胞104が音響流126に乗せられて、流路段差112を乗り越えて、第2の凹部110に搬送される。顕微鏡10により、目的とする細胞104が搬送されたことを確認し(ステップS30)、弾性表面波超音波素子120への電圧印加を停止する。
以上のように、本第3実施形態では、外部からの培養液84の進入が無く、音響流126による非接触搬送により、目的とする細胞104を移送でき、培養液84以外の外部部材からのコンタミネーションを防止しつつ、細胞群82及び細胞104へのダメージを低減することができる。
なお、図5の動作フローチャートを図7及び図8に示したように変形するのと同様に図16の動作フローチャートを変形することで、本実施形態においても複数の細胞培養容器20又は複数の細胞104に対応できることは言うまでもない。
[第4実施形態]
上記第1実施形態に係る細胞分離装置及び細胞分離方法と異なる部分についてのみ説明する。
上記第1実施形態に係る細胞分離装置及び細胞分離方法と異なる部分についてのみ説明する。
図17に示すように、本実施形態に係る細胞分離装置には、上記第1実施形態に係る細胞分離装置のような細胞剥離液102を吐出する液滴吐出ヘッド36、XZステージ38及び細胞剥離液102を吸引、洗浄する構成は無い。
その代わりに、本実施形態では、顕微鏡10の対物レンズ30の近傍に、超音波発振子130が、超音波発振子支持部材132の端面に接着固定されている。また、超音波発振子130と細胞培養容器20の間には、振動を伝達するための振動伝達液体134(水又はオイル)を供給する他の伝達液体供給ノズル136が併設され、該伝達液体供給ノズル136は、伝達液体供給ベリスタポンプ138を介して、振動伝達液体貯留タンク140に配管142により接続されている。
上記伝達液体供給ノズル136の供給口は、超音波発振子130の側面から振動伝達液体134を供給できるように配置されている。また、超音波発振子130は、対物レンズ30の焦点位置よりも該超音波発振子130の外形が突出しないような高さに配置されている。この超音波発振子130が固定される超音波発振子支持部材132と、振動伝達液体134を供給する伝達液体供給ノズル136を固定するノズル支持部材144とは、対物レンズ30の取り付け面に固定され、対物レンズ30の焦点移動に合わせてZ軸方向に同時に移動する。
図18に示されるように、超音波発振子130は、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等の材質にて厚み方向に分極処理されている。厚み方向の端面には対向して電極が端面全体に形成されている。そして、コンピュータ16からの指示により、図示しない超音波発振子制御部から所定周波数の交番電圧が印加されると、端面に直交方向に超音波振動146が照射される。
この照射された超音波振動146は、振動伝達液体134を介して細胞培養容器20に伝達され、底面に播種されている細胞群82を励振する。そして、超音波振動146の微小な刺激により、細胞104の接着力が低下し、超音波照射されている領域の細胞104が剥離される。剥離された複数の細胞104は、上記第1実施形態と同様にして、回収用細胞培養容器96に搬送される。
図19は、本実施形態に係る細胞分離方法の動作フローチャートである。
即ち、本実施形態においても、上記第1実施形態と同様にして、剥離しようとする目的の細胞を指定してその座標値をコンピュータ16に記憶させる(ステップS10、ステップS12)。
すると、コンピュータ16の制御により、XYステージ部12が移動し、細胞培養容器20の細胞剥離位置が超音波発振子130の上方に設置される(ステップS60)。そして、伝達液体供給ベリスタポンプ138が駆動されて、振動伝達液体貯留タンク140から振動伝達液体134が超音波発振子130に供給された後(ステップS62)、超音波発振子130に所定周波数の交番電圧が印加されて、超音波振動146が照射される(ステップS64)。その後、伝達液体供給ベリスタポンプ138が逆転駆動されて、超音波発振子130の振動伝達液体134を排出する(ステップS66)。そして、XYステージ部12が移動し、超音波振動146が照射された領域の細胞104をCCD18により観察する(ステップ24)。ここで、剥離が未だなされていないと判別された場合には(ステップS26)、上記ステップS60に戻って、再度、超音波振動146を照射することになる。
これに対して、剥離が確認されたならば(ステップS26)、ベリスタポンプ92を動作して培養液84を供給口86より細胞培養容器20内に供給し(ステップS68)、それによって発生する上記培養液84の流れにより、剥離された回収すべき細胞104は、排出口88より、別の細胞培養容器である回収用細胞培養容器96内に移送される(ステップS30)。
なお、図5の動作フローチャートを図7及び図8に示したように変形するのと同様に図19の動作フローチャートを変形することで、本実施形態においても複数の細胞培養容器20又は複数の細胞104に対応できることは言うまでもない。
[変形例]
図20に示すように、超音波振動146を収束するための音響レンズ148を超音波発振子130の端面に形成しても良い。
図20に示すように、超音波振動146を収束するための音響レンズ148を超音波発振子130の端面に形成しても良い。
超音波発振子130の細胞培養容器20側には、凹面となる音響レンズ148が形成される。音響レンズ148は、振動伝達液体134との音響マッチングに優れた材質であり、振動損失を界面で生じさせない材質(樹脂)にて形成される。音響レンズ148に形成された凹面により、超音波振動146が一点に収束される。目的とする細胞104の播種位置にその超音波振動収束点150を設定することにより、細胞104を1個のみ選択的に剥離することができる。
ここで、超音波発振子130に形成された音響レンズ148の超音波振動収束点150と、対物レンズ30の合焦位置を同一に設定することにより、顕微鏡10による観察において、剥離する細胞104をCCD18にて撮像する際に設定されたZ座標の位置がそのまま、超音波振動146が収束する収束Z座標位置となる。
従って、本変形例の超音波振動146による剥離では、超音波振動146を照射しながら、細胞培養容器20が積載されているXYステージ部12を操作することにより、細胞104の剥離領域を連続的に走査することができ、複数の細胞104の高速な剥離が可能となる。
なお、超音波発振子130はチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等の材質にて厚み方向に分極処理され、厚み方向の端面には対向して電極が端面全体に形成されている。そして、本第4実施形態及びその変形例においては、図20に示すように、超音波発振子支持部材132の端面に超音波発振子130を固定する際に、超音波発振子支持部材132側に超音波振動146が漏れこまないように、ダンピング用のダンピング樹脂層152を形成することが好ましい。このダンピング樹脂層152は、例えば、エポキシ樹脂にタングステン粉末を充填材として散在したものである。
以上のように、本第4実施形態及びその変形例においても、上記第1実施形態と同じく、細胞104を剥離する際に、培養液84に外部部材が接触しないため、コンタミネーションの影響は低減される。
以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。
例えば、第1乃至第4実施形態では、非接触剥離として、(1)細胞剥離液102の液滴吐出により、培養液84に対して非接触剥離を行う方法、(2)細胞104に超音波振動146を照射することにより、培養液84に対して非接触剥離を行う方法を説明し、また、非接触分離(回収)としては、(3)培養液84の供給流れにより、外部部材(ピペットや注射針等)によらない非接触分離を行う方法、(4)培養液84に弾性表面波124の照射による音響流126を発生させ、外部部材(ピペットや注射針等)によらない非接触分離を行う方法を説明したが、これらの非接触剥離と非接触分離は組合せにより、自由に構成されることは言うまでも無く、目的細胞104を細胞培養容器20に残留するために不要な細胞群82を剥離搬送する観点も、各実施形態に適用できることはいうまでもなく、コンタミネーションを防止しつつ、細胞群82及び細胞104へのダメージを低減する効果を有する。
(付記)
前記の具体的実施形態から、以下のような構成の発明を抽出することができる。
前記の具体的実施形態から、以下のような構成の発明を抽出することができる。
(1) 生細胞群の中から所望の生細胞を選択的に分離する細胞分離装置であって、
培養液に浸漬された上記生細胞群を保持する容器と、
上記容器内の上記培養液に非接触で、上記生細胞群の中の所望の生細胞を上記容器の壁表面(底面または側面)から剥離させる剥離手段と、
上記剥離手段により剥離された上記所望の生細胞を、上記容器内の上記培養液に非接触で、上記生細胞群から空間的に分離(回収)する分離(回収)手段と、
を具備することを特徴とする細胞分離装置。
培養液に浸漬された上記生細胞群を保持する容器と、
上記容器内の上記培養液に非接触で、上記生細胞群の中の所望の生細胞を上記容器の壁表面(底面または側面)から剥離させる剥離手段と、
上記剥離手段により剥離された上記所望の生細胞を、上記容器内の上記培養液に非接触で、上記生細胞群から空間的に分離(回収)する分離(回収)手段と、
を具備することを特徴とする細胞分離装置。
(対応する実施形態)
この(1)に記載の細胞分離装置に関する実施形態は、第1乃至第4実施形態が対応する。それらの実施形態において、細胞群82が上記生細胞群に、培養液84が上記培養液に、細胞培養容器20が上記容器に、液滴吐出ヘッド36、超音波発振子130、等が上記剥離手段に、ベリスタポンプ92、弾性表面波超音波素子120、等が上記分離(回収)手段に、それぞれ対応する。
この(1)に記載の細胞分離装置に関する実施形態は、第1乃至第4実施形態が対応する。それらの実施形態において、細胞群82が上記生細胞群に、培養液84が上記培養液に、細胞培養容器20が上記容器に、液滴吐出ヘッド36、超音波発振子130、等が上記剥離手段に、ベリスタポンプ92、弾性表面波超音波素子120、等が上記分離(回収)手段に、それぞれ対応する。
(作用効果)
この(1)に記載の細胞分離装置によれば、容器内の培養液に非接触で所望の生細胞を剥離及び分離できるので、コンタミネーションと細胞へのダメージを低減し、簡便な自動操作により目的とする生細胞を回収することが可能となる。
この(1)に記載の細胞分離装置によれば、容器内の培養液に非接触で所望の生細胞を剥離及び分離できるので、コンタミネーションと細胞へのダメージを低減し、簡便な自動操作により目的とする生細胞を回収することが可能となる。
(2) 上記剥離手段は、上記容器内の上記培養液に非接触の位置から剥離液を吐出する吐出ヘッドを含むことを特徴とする(1)に記載の細胞分離装置。
(対応する実施形態)
この(2)に記載の細胞分離装置に関する実施形態は、第1乃至第3実施形態が対応する。それらの実施形態において、細胞剥離液102が上記剥離液に、液滴吐出ヘッド36が上記吐出ヘッドに、それぞれ対応する。
この(2)に記載の細胞分離装置に関する実施形態は、第1乃至第3実施形態が対応する。それらの実施形態において、細胞剥離液102が上記剥離液に、液滴吐出ヘッド36が上記吐出ヘッドに、それぞれ対応する。
(作用効果)
この(2)に記載の細胞分離装置によれば、吐出ヘッドは培養液に接触しないためコンタミネーションの影響が少なく、別の容器に対しても同じ剥離液を使用することができる。また、異なる細胞種類を培養している(異なる培養液にて培養している)容器に対しても適用することができる。
この(2)に記載の細胞分離装置によれば、吐出ヘッドは培養液に接触しないためコンタミネーションの影響が少なく、別の容器に対しても同じ剥離液を使用することができる。また、異なる細胞種類を培養している(異なる培養液にて培養している)容器に対しても適用することができる。
(3) 上記剥離手段は、上記容器内の上記培養液に非接触の位置から上記培養液に向けて照射する超音波発振子を含むことを特徴とする(1)に記載の細胞分離装置。
(対応する実施形態)
この(3)に記載の細胞分離装置に関する実施形態は、第4実施形態が対応する。その実施形態において、超音波発振子130が上記超音波発振子に対応する。
この(3)に記載の細胞分離装置に関する実施形態は、第4実施形態が対応する。その実施形態において、超音波発振子130が上記超音波発振子に対応する。
(作用効果)
この(3)に記載の細胞分離装置によれば、所望の生細胞を剥離する際に、培養液に外部部材が接触しないため、コンタミネーションの影響は低減される。また、剥離液を使用せずに剥離ができるので、剥離液による生細胞へのダメージはない。
この(3)に記載の細胞分離装置によれば、所望の生細胞を剥離する際に、培養液に外部部材が接触しないため、コンタミネーションの影響は低減される。また、剥離液を使用せずに剥離ができるので、剥離液による生細胞へのダメージはない。
(4) 上記分離手段は、上記容器内の上記培養液中に流れを生成し、上記剥離手段により剥離された上記所望の生細胞を移動(搬送)させる移動(搬送)手段を含むことを特徴とする(1)に記載の細胞分離装置。
(対応する実施形態)
この(4)に記載の細胞分離装置に関する実施形態は、第1乃至第4実施形態が対応する。それらの実施形態において、ベリスタポンプ92、弾性表面波超音波素子120、等が上記移動(搬送)手段に対応する。
この(4)に記載の細胞分離装置に関する実施形態は、第1乃至第4実施形態が対応する。それらの実施形態において、ベリスタポンプ92、弾性表面波超音波素子120、等が上記移動(搬送)手段に対応する。
(作用効果)
この(4)に記載の細胞分離装置によれば、剥離された所望の生細胞は、培養液の流れにより移動(搬送)されるため、培養液に異物の混入が少なく、剥離された生細胞を移動(搬送)することができる。
この(4)に記載の細胞分離装置によれば、剥離された所望の生細胞は、培養液の流れにより移動(搬送)されるため、培養液に異物の混入が少なく、剥離された生細胞を移動(搬送)することができる。
(5) 上記移動(搬送)手段は、与圧した培養液を上記容器に供給するポンプを含むことを特徴とする(4)に記載の細胞分離装置。
(対応する実施形態)
この(5)に記載の細胞分離装置に関する実施形態は、第1、第2、及び第4実施形態が対応する。それらの実施形態において、ベリスタポンプ92が上記ポンプに対応する。
この(5)に記載の細胞分離装置に関する実施形態は、第1、第2、及び第4実施形態が対応する。それらの実施形態において、ベリスタポンプ92が上記ポンプに対応する。
(作用効果)
この(5)に記載の細胞分離装置によれば、ポンプにより培養液の流量を調整して、剥離した生細胞にダメージを与えることなく移動(搬送)することができる。
この(5)に記載の細胞分離装置によれば、ポンプにより培養液の流量を調整して、剥離した生細胞にダメージを与えることなく移動(搬送)することができる。
(6) 上記移動(搬送)手段は、上記容器内の上記培養液中に流れを生成するために、音波を上記培養液に照射する音源を含むことを特徴とする(4)に記載の細胞分離装置。
(対応する実施形態)
この(6)に記載の細胞分離装置に関する実施形態は、第3実施形態が対応する。その実施形態において、音響流126が上記音波に、弾性表面波超音波素子120が上記音源に、それぞれ対応する。
この(6)に記載の細胞分離装置に関する実施形態は、第3実施形態が対応する。その実施形態において、音響流126が上記音波に、弾性表面波超音波素子120が上記音源に、それぞれ対応する。
(作用効果)
この(6)に記載の細胞分離装置によれば、ポンプ等の大がかりな機構を必要とせずに、剥離した生細胞にダメージを与えることなく移動(搬送)することができる。
この(6)に記載の細胞分離装置によれば、ポンプ等の大がかりな機構を必要とせずに、剥離した生細胞にダメージを与えることなく移動(搬送)することができる。
(7) 上記音源は、弾性表面波超音波素子を含むことを特徴とする(6)に記載の細胞分離装置。
(対応する実施形態)
この(7)に記載の細胞分離装置に関する実施形態は、第3実施形態が対応する。その実施形態において、弾性表面波超音波素子120が上記弾性表面波超音波素子に対応する。
この(7)に記載の細胞分離装置に関する実施形態は、第3実施形態が対応する。その実施形態において、弾性表面波超音波素子120が上記弾性表面波超音波素子に対応する。
(作用効果)
この(7)に記載の細胞分離装置によれば、容器内の培養液中に流れを生成するための音波を簡単に照射することができる。
この(7)に記載の細胞分離装置によれば、容器内の培養液中に流れを生成するための音波を簡単に照射することができる。
(8) 生細胞群の中から所望の生細胞を選択的に分離する細胞分離装置であって、
培養液に浸漬された上記生細胞群を保持する容器と、
上記生細胞群の中に含まれ、上記容器内の上記培養液に対して非接触な手段により上記容器の壁表面(底面または側面)から剥離された所望の生細胞を、当該培養液に非接触で上記生細胞群から空間的に分離(回収)する分離(回収)手段と、
を具備することを特徴とする細胞分離装置。
培養液に浸漬された上記生細胞群を保持する容器と、
上記生細胞群の中に含まれ、上記容器内の上記培養液に対して非接触な手段により上記容器の壁表面(底面または側面)から剥離された所望の生細胞を、当該培養液に非接触で上記生細胞群から空間的に分離(回収)する分離(回収)手段と、
を具備することを特徴とする細胞分離装置。
(対応する実施形態)
この(8)に記載の細胞分離装置に関する実施形態は、第1乃至第4実施形態が対応する。それらの実施形態において、細胞群82が上記生細胞群に、培養液84が上記培養液に、細胞培養容器20が上記容器に、ベリスタポンプ92、弾性表面波超音波素子120、等が上記分離(回収)手段に、それぞれ対応する。
この(8)に記載の細胞分離装置に関する実施形態は、第1乃至第4実施形態が対応する。それらの実施形態において、細胞群82が上記生細胞群に、培養液84が上記培養液に、細胞培養容器20が上記容器に、ベリスタポンプ92、弾性表面波超音波素子120、等が上記分離(回収)手段に、それぞれ対応する。
(作用効果)
この(8)に記載の細胞分離装置によれば、剥離した所望の生細胞を容器内の培養液に非接触で分離できるので、コンタミネーションと細胞へのダメージを低減し、簡便な自動操作により目的とする生細胞を回収することが可能となる。
この(8)に記載の細胞分離装置によれば、剥離した所望の生細胞を容器内の培養液に非接触で分離できるので、コンタミネーションと細胞へのダメージを低減し、簡便な自動操作により目的とする生細胞を回収することが可能となる。
(9) 培養液及び生細胞群を容器に保持させる工程と、
上記容器内の上記培養液に接触せずに、上記生細胞群の中から所望の生細胞を上記容器の壁表面(底面または側面)から剥離させる工程と、
上記容器内の上記培養液に接触せずに、上記剥離された所望の生細胞を上記生細胞群から空間的に分離させる工程と、
を有することを特徴とする細胞分離方法。
上記容器内の上記培養液に接触せずに、上記生細胞群の中から所望の生細胞を上記容器の壁表面(底面または側面)から剥離させる工程と、
上記容器内の上記培養液に接触せずに、上記剥離された所望の生細胞を上記生細胞群から空間的に分離させる工程と、
を有することを特徴とする細胞分離方法。
(対応する実施形態)
この(9)に記載の細胞分離方法に関する実施形態は、第1乃至第4実施形態が対応する。それらの実施形態において、ステップS22、ステップS64、等が上記剥離させる工程に、ステップS28及びステップS30、ステップS50及びステップS30、ステップS68及びステップS30、等が上記分離させる工程に、それぞれ対応する。
この(9)に記載の細胞分離方法に関する実施形態は、第1乃至第4実施形態が対応する。それらの実施形態において、ステップS22、ステップS64、等が上記剥離させる工程に、ステップS28及びステップS30、ステップS50及びステップS30、ステップS68及びステップS30、等が上記分離させる工程に、それぞれ対応する。
(作用効果)
この(9)に記載の細胞分離方法によれば、容器内の培養液に非接触で所望の生細胞を剥離及び分離できるので、コンタミネーションと細胞へのダメージを低減し、簡便な自動操作により目的とする生細胞を回収することが可能となる。
この(9)に記載の細胞分離方法によれば、容器内の培養液に非接触で所望の生細胞を剥離及び分離できるので、コンタミネーションと細胞へのダメージを低減し、簡便な自動操作により目的とする生細胞を回収することが可能となる。
10…顕微鏡、 12…XYステージ部、 14…吐出部、 16…コンピュータ、 18…CCD、 20…細胞培養容器、 22…ダミー吐出用ガラス、 24…サンプルカップ、 26,28…駆動制御部、 30…対物レンズ、 32…CCD制御部、 34…顕微鏡制御部、 36…液滴吐出ヘッド、 38…XZステージ、 40…ノズル、 42…ガラス管、 44…円盤形状板、 46…積層型圧電素子、 48,62,66,70,94,98,142…配管、 50…固定部材、 52,54…駆動制御部、 56…駆動電圧発生部、 58…電磁弁、 60…シリンジピストンポンプ、 64…三方電磁弁、 68…洗浄水タンク、 72…ピストン、 74…モータ、 76…ピストン動作制御部、 78…電磁弁制御部、 80…三方電磁弁制御部、 82…細胞群、 84…培養液、 86…供給口、 88…排出口、 90…培養液貯留タンク、 92…ベリスタポンプ、 96…回収用細胞培養容器、 100…クリーンベンチ、 102…細胞剥離液、 104…細胞、 106…吐出領域、 108…第1の凹部、 110…第2の凹部、 112…流路段差、 114…流路、 116…排出ベリスタポンプ、 118…培養液水面、 120…弾性表面波超音波素子、 122…櫛歯状電極、 124…弾性表面波、 126…音響流、 130…超音波発振子、 132…超音波発振子支持部材、 134…振動伝達液体、 136…伝達液体供給ノズル、 138…伝達液体供給ベリスタポンプ、 140…振動伝達液体貯留タンク、 144…ノズル支持部材、 146…超音波振動、 148…音響レンズ、 150…超音波振動収束点、 152…ダンピング樹脂層。
Claims (9)
- 生細胞群の中から所望の生細胞を選択的に分離する細胞分離装置であって、
培養液に浸漬された上記生細胞群を保持する容器と、
上記容器内の上記培養液に非接触で、上記生細胞群の中の所望の生細胞を上記容器の壁表面から剥離させる剥離手段と、
上記剥離手段により剥離された上記所望の生細胞を、上記容器内の上記培養液に非接触で、上記生細胞群から空間的に分離する分離手段と、
を具備することを特徴とする細胞分離装置。 - 上記剥離手段は、上記容器内の上記培養液に非接触の位置から剥離液を吐出する吐出ヘッドを含むことを特徴とする請求項1に記載の細胞分離装置。
- 上記剥離手段は、上記容器内の上記培養液に非接触の位置から上記培養液に向けて照射する超音波発振子を含むことを特徴とする請求項1に記載の細胞分離装置。
- 上記分離手段は、上記容器内の上記培養液中に流れを生成し、上記剥離手段により剥離された上記所望の生細胞を移動させる移動手段を含むことを特徴とする請求項1に記載の細胞分離装置。
- 上記移動手段は、与圧した培養液を上記容器に供給するポンプを含むことを特徴とする請求項4に記載の細胞分離装置。
- 上記移動手段は、上記容器内の上記培養液中に流れを生成するために、音波を上記培養液に照射する音源を含むことを特徴とする請求項4に記載の細胞分離装置。
- 上記音源は、弾性表面波超音波素子を含むことを特徴とする請求項6に記載の細胞分離装置。
- 生細胞群の中から所望の生細胞を選択的に分離する細胞分離装置であって、
培養液に浸漬された上記生細胞群を保持する容器と、
上記生細胞群の中に含まれ、上記容器内の上記培養液に対して非接触な手段により上記容器の壁表面から剥離された所望の生細胞を、当該培養液に非接触で上記生細胞群から空間的に分離する分離手段と、
を具備することを特徴とする細胞分離装置。 - 培養液及び生細胞群を容器に保持させる工程と、
上記容器内の上記培養液に接触せずに、上記生細胞群の中から所望の生細胞を上記容器の壁表面から剥離させる工程と、
上記容器内の上記培養液に接触せずに、上記剥離された所望の生細胞を上記生細胞群から空間的に分離させる工程と、
を有することを特徴とする細胞分離方法。
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