JP2010279321A - Cell reaction observation apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cell reaction observation apparatus which can sufficiently reproduce the cell environment in an organism to allow accurate observation of the reactivity of cells to a chemical. <P>SOLUTION: The cell reaction observation apparatus 1 includes at least a main passage 5, branch passages communicating with the main passage 5 (a first branch passage 11, a second branch passage 12, a third branch passage 13, and a fourth branch passage 14), and pumps provided in the branch passages (a first pump 31, a second pump 32, a third pump 33, and a fourth pump 34). A culture medium 7 is made to flow out from the main passage 5 to the branch passages or made to flow from the branch passages into the main passage 5 by operating the pumps. A rotating flow is formed in the culture medium 7 in a state filled in the main passage 5 by controlling the operation timing of the pumps to hold a cell piece 6, filled in the main passage 5, in the center of the rotating flow. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は細胞反応観察装置に関する。詳細には、培養液中の所望位置に細胞を保持することが可能な細胞反応観察装置に関する。   The present invention relates to a cell reaction observation apparatus. Specifically, the present invention relates to a cell reaction observation apparatus capable of holding cells at a desired position in a culture solution.

従前より、創薬における試験過程で細胞反応観察装置が使用されている。細胞反応観察装置内で培養された細胞に対する薬物の反応性試験を行うことによって、同条件下で多数の試験を行うことができる。また、動物実験を実施することなく新薬の薬効や毒性を調べることができる。   Conventionally, a cell reaction observation device has been used in a test process in drug discovery. A number of tests can be performed under the same conditions by performing drug reactivity tests on cells cultured in the cell reaction observation apparatus. In addition, the efficacy and toxicity of the new drug can be examined without conducting animal experiments.

細胞の培養に使用される培地として、通常、粘度の高いゲル状媒質などが使用される。例えば、特許文献1に記載の装置では、培地として寒天やゼラチンが使用されている。加えて、培地に接するように流体通過部を設け、流体通過部に気体等を供給することによって、培地内のガス交換を行っている。   As a medium used for culturing cells, a gel-like medium having a high viscosity is usually used. For example, in the apparatus described in Patent Document 1, agar or gelatin is used as the medium. In addition, a fluid passage part is provided so as to be in contact with the culture medium, and gas or the like is supplied to the fluid passage part to exchange gas in the culture medium.

特開2002−101868号公報JP 2002-101868 A

薬物に対する細胞の反応性等を正確に観察するためには、装置内の細胞の環境と、生体内の細胞の環境とを良好に一致させる必要がある。しかしながら特許文献1に記載された装置のように寒天やゼラチンが培地として使用された場合、細胞の正確な位置決めが難しい。培地は、流動性を有する状態で細胞が混入された後固められるので、培地が固まるまでの間に細胞の位置が所望位置からずれてしまうためである。また、一旦固化された培地内の細胞の周囲環境は自由に制御できない。従って、装置内に再現される環境が生体内と大きく異なってしまい、薬物に対する細胞の反応性等を正確に観察することができないという問題点があった。   In order to accurately observe the reactivity or the like of a cell to a drug, it is necessary to make the cell environment in the apparatus and the cell environment in the living body match well. However, when agar or gelatin is used as a medium as in the apparatus described in Patent Document 1, it is difficult to accurately position cells. This is because the medium is solidified after the cells are mixed in a fluid state, so that the position of the cells deviates from the desired position until the medium is solidified. Moreover, the surrounding environment of the cells in the solidified medium cannot be freely controlled. Therefore, the environment reproduced in the apparatus is greatly different from that in the living body, and there is a problem that it is impossible to accurately observe the reactivity of the cells to the drug.

本発明は上述の問題点を解決するためになされたものであり、生体内の細胞環境を良好に再現することによって、薬物に対する細胞の反応性を正確に観察することができる細胞反応観察装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and a cell reaction observation apparatus capable of accurately observing the reactivity of a cell to a drug by well reproducing the cell environment in a living body. The purpose is to provide.

上述の問題点を解決するために、請求項1に係る発明の細胞反応観察装置は、培養液が充填される流路である主流路と、前記主流路に連通する複数の流路である支流路と、前記支流路のうち前記主流路に連通する側と反対側の端部に設けられ、前記支流路を介して前記主流路に対して前記培養液を流出入させるポンプであって、前記培養液の流出入によって前記主流路に充填された前記培養液に旋回流を形成させ、前記主流路に注入される細胞片を前記旋回流の中心に保持させるポンプとを備えている。   In order to solve the above-mentioned problems, the cell reaction observation device according to the first aspect of the present invention includes a main channel that is a channel filled with a culture solution and a tributary that is a plurality of channels communicating with the main channel. A pump that is provided at the end of the branch channel opposite to the side that communicates with the main channel, and that allows the culture medium to flow into and out of the main channel via the branch channel, A pump that causes a swirl flow to be formed in the culture solution filled in the main flow path by inflow and outflow of the culture liquid, and that holds a cell piece injected into the main flow path at the center of the swirl flow.

また、請求項2に係る発明の細胞反応観察装置は、請求項1に記載の発明の構成に加えて、前記支流路は、前記主流路を構成する内壁面のうち対向配置する二つの面部分に連通して配置されており、一の前記面部分に隣接配置される第一支流路及び第二支流路と、他の前記面部分に配置される第三支流路及び第四支流路であって、前記第一支流路と対向する位置に配置される第三支流路と、前記第二支流路と対向する位置に配置される第四支流路とを少なくとも備えている。   In addition to the configuration of the invention according to claim 1, in the cell reaction observation device according to the invention according to claim 2, the branch channel has two surface portions arranged opposite to each other among the inner wall surfaces constituting the main channel. A first branch channel and a second branch channel disposed adjacent to one surface portion, and a third branch channel and a fourth branch channel disposed on the other surface portion. And a third branch channel disposed at a position facing the first branch channel and a fourth branch channel disposed at a position facing the second branch channel.

また、請求項3に係る発明の細胞反応観察装置は、請求項2に記載の発明の構成に加えて、前記主流路に連通し、前記主流路中の前記細胞片に薬液を注入するための流路であって、前記一の面部分のうち前記第一支流路と前記第二支流路との間に配置される第一注入路と、前記他の面部分のうち前記第三支流路と前記第四支流路との間に配置される第二注入路とを備えている。   In addition to the configuration of the invention according to claim 2, the cell reaction observation device according to claim 3 is in communication with the main channel and for injecting a drug solution into the cell piece in the main channel. A first injection channel disposed between the first branch channel and the second branch channel in the one surface portion, and the third branch channel in the other surface portion. And a second injection channel disposed between the fourth branch channel and the fourth branch channel.

また、請求項4に係る発明の細胞反応観察装置は、請求項1乃至3のいずれかに記載の発明の構成に加えて、前記主流路の前記培養液に前記旋回流を形成させて前記細胞片を前記旋回流の中心に保持させるために、前記細胞片の位置に応じて前記ポンプの稼働の切替制御を行う稼働手段を備えている。   In addition to the configuration of the invention according to any one of claims 1 to 3, the cell reaction observation device according to the invention according to claim 4 is characterized in that the swirl flow is formed in the culture solution in the main channel. In order to hold the piece at the center of the swirling flow, an operating means for performing switching control of the operation of the pump according to the position of the cell piece is provided.

また、請求項5に係る発明の細胞反応観察装置は、請求項4に記載の発明の構成に加えて、前記稼働手段は、はじめに前記主流路から前記第一支流路へ前記培養液を流出させ、次いで前記第三支流路から前記主流路に前記培養液を流入させ、次いで前記主流路から前記第四支流路へ前記培養液を流出させ、次いで前記第二支流路から前記主流路に前記培養液を流入させることを特徴とする。   In addition to the configuration of the invention according to claim 4, in the cell reaction observation device according to the invention according to claim 5, the operating means first causes the culture solution to flow out from the main channel to the first branch channel. Then, the culture solution is caused to flow from the third branch channel to the main channel, and then the culture solution is caused to flow out from the main channel to the fourth branch channel, and then the culture medium is transferred from the second branch channel to the main channel. A liquid is allowed to flow in.

また、請求項6に係る発明の細胞反応観察装置は、請求項4又は5に記載の発明の構成に加えて、前記細胞片を撮影する撮影手段と、前記撮影手段によって撮影された結果の撮影画像に基づいて、前記細胞片の位置を特定する位置特定手段とを備え、前記稼働手段は、前記位置特定手段において特定された前記細胞片の位置に基づいて、前記ポンプの稼働を制御することを特徴とする。   In addition to the configuration of the invention according to claim 4 or 5, the cell reaction observation device according to the invention of claim 6 is a photographing means for photographing the cell piece, and photographing of the result photographed by the photographing means. Position specifying means for specifying the position of the cell piece based on the image, and the operating means controls the operation of the pump based on the position of the cell piece specified by the position specifying means. It is characterized by.

請求項1に係る発明の細胞反応観察装置では、主流路と、主流路に連通する複数の支流路と、支流路に設けられたポンプとを備えている。ポンプによって主流路へ培養液を流出入させ、主流路に充填された培養液に旋回流を形成させる。これによって、旋回流の中心に細胞片を保持させる。細胞片を所望の位置に保持することができるので、生体系に近い状態で細胞片を培養することができる。媒質内で細胞片を保持することが可能であるため、細胞片の周囲の環境を迅速に変更することによって細胞片の反応性を的確に観察することができる。   The cell reaction observation apparatus according to the first aspect of the present invention includes a main channel, a plurality of branch channels communicating with the main channel, and a pump provided in the branch channel. The culture medium is flowed into and out of the main channel by the pump, and a swirling flow is formed in the culture solution filled in the main channel. This keeps the cell debris at the center of the swirl flow. Since the cell piece can be held at a desired position, the cell piece can be cultured in a state close to a biological system. Since the cell debris can be held in the medium, the reactivity of the cell debris can be accurately observed by quickly changing the environment around the cell debris.

また、請求項2に係る発明の細胞反応観察装置では、請求項1に記載の発明の効果に加えて、主流路のうち、第一支流路〜第四支流路の連通部分にて囲まれた部分に旋回流を形成させることが可能となる。   In addition, in the cell reaction observation device of the invention according to claim 2, in addition to the effect of the invention according to claim 1, the main flow passage is surrounded by the communication portion of the first branch passage to the fourth branch passage. It becomes possible to form a swirl flow in the portion.

また、請求項3に係る発明の細胞反応観察装置では、請求項2に記載の発明の効果に加えて、第一注入路及び第二注入路を介して主流路内に薬液を注入することができる。これによって、細胞片に薬液を反応させることが可能となる。   In addition, in the cell reaction observation device according to the invention of claim 3, in addition to the effect of the invention of claim 2, the chemical solution can be injected into the main channel via the first injection channel and the second injection channel. it can. This makes it possible to cause the drug solution to react with the cell pieces.

また、請求項4に係る発明の細胞反応観察装置では、請求項1乃至3のいずれかに記載の発明の効果に加えて、細胞片の位置に基づいてポンプの稼働の切替制御を行うことによって、主流路に充填された状態の培養液に旋回流を形成させることが可能となる。   In addition, in the cell reaction observation device according to the invention according to claim 4, in addition to the effect of the invention according to any one of claims 1 to 3, by performing switching control of the operation of the pump based on the position of the cell piece. It becomes possible to form a swirl flow in the culture solution filled in the main channel.

また、請求項5に係る発明の細胞反応観察装置では、請求項4に記載の発明の効果に加えて、はじめに主流路から第一支流路へ培養液を流出させ、次いで第三支流路から主流路に培養液を流入させ、次いで主流路から第四支流路へ培養液を流出させ、次いで第二支流路から主流路に培養液を流入させる。これによって、主流路に充填された培養液に容易に旋回流を形成させることができる。また、第一支流路〜第四支流路の連通部分にて囲まれた部分に細胞片を誘導することができる。   In addition, in the cell reaction observation device according to the invention according to claim 5, in addition to the effect of the invention according to claim 4, first, the culture solution is allowed to flow out from the main channel to the first branch channel, and then from the third branch channel. The culture solution is caused to flow into the channel, then the culture solution is caused to flow from the main channel to the fourth branch channel, and then the culture solution is caused to flow from the second branch channel to the main channel. Thereby, a swirl flow can be easily formed in the culture solution filled in the main channel. Moreover, a cell piece can be induced | guided | derived to the part enclosed by the communication part of a 1st branch channel-a 4th branch channel.

また、請求項6に係る発明の細胞反応観察装置では、請求項4又は5に記載の発明の効果に加えて、細胞片の位置に応じてポンプの稼働を制御し、主流路に充填された培養液に旋回流を形成させることができる。第一支流路〜第四支流路の連通部分にて囲まれた部分に細胞片を容易に誘導することができる。   Further, in the cell reaction observation device according to the invention of claim 6, in addition to the effect of the invention of claim 4 or 5, the operation of the pump is controlled according to the position of the cell piece, and the main flow path is filled. A swirl flow can be formed in the culture solution. Cell debris can be easily guided to the portion surrounded by the communication portion of the first branch channel to the fourth branch channel.

細胞反応観察装置1の物理的構成の概要及び動作原理を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the outline | summary of a physical structure of the cell reaction observation apparatus 1, and an operation principle. 本体部2の右側面図である。4 is a right side view of the main body 2. FIG. 主流路5に発生する培養液7の流れの様子を示す模式図である。3 is a schematic diagram showing a flow of a culture solution 7 generated in the main channel 5. FIG. 主流路5に発生する培養液7の流れの様子を示す模式図である。3 is a schematic diagram showing a flow of a culture solution 7 generated in the main channel 5. FIG. 主流路5に発生する培養液7の流れの様子を示す模式図である。3 is a schematic diagram showing a flow of a culture solution 7 generated in the main channel 5. FIG. 主流路5に発生する培養液7の流れの様子を示す模式図である。3 is a schematic diagram showing a flow of a culture solution 7 generated in the main channel 5. FIG. 主流路5に発生する培養液7の流れの様子を示す模式図である。3 is a schematic diagram showing a flow of a culture solution 7 generated in the main channel 5. FIG. 細胞反応観察装置1の電気的構成を示すブロック図である。2 is a block diagram showing an electrical configuration of the cell reaction observation device 1. FIG. 旋回流を形成させる場合の処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process in the case of forming a swirl flow. 変形例において主流路5に発生する培養液7の流れの様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the mode of the flow of the culture solution 7 which generate | occur | produces in the main flow path 5 in a modification. シミュレーション結果を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a simulation result. 変形例におけるシミュレーション結果を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the simulation result in a modification. 試作した細胞反応観察装置1を示す写真である。It is a photograph which shows the cell reaction observation apparatus 1 made as an experiment. 試作した細胞反応観察装置1の本体部2を示す図である。It is a figure which shows the main-body part 2 of the cell reaction observation apparatus 1 made as an experiment.

以下、本発明の一実施形態における細胞反応観察装置1について、図面を参照して説明する。なおこれらの図面は、本発明が採用しうる技術的特徴を説明するために用いられるものであり、記載されている装置の構成、各種処理のフローチャートなどは、それのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例である。   Hereinafter, a cell reaction observation device 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. These drawings are used for explaining the technical features that can be adopted by the present invention, and the configuration of the apparatus described, the flowcharts of various processes, and the like are not intended to be limited thereto. It is just an illustrative example.

はじめに、図1及び図2を参照し、細胞反応観察装置1の物理的構成の概要及び動作原理について説明する。細胞反応観察装置1は、本体部2と、本体部2に接続されるポンプ(第一ポンプ31、第二ポンプ32、第三ポンプ33、第四ポンプ34)とを備えている。また図示されていないが、本体部2を撮影可能なカメラ66(図8参照)、及び、ポンプやカメラ66の稼働を制御するPC60(図8参照)を備えている。本体部2は、図1における紙面手前側を上方向とした状態で台の上に載置される。   First, with reference to FIG.1 and FIG.2, the outline | summary of the physical structure of the cell reaction observation apparatus 1 and an operation principle are demonstrated. The cell reaction observation device 1 includes a main body 2 and pumps (a first pump 31, a second pump 32, a third pump 33, and a fourth pump 34) connected to the main body 2. Although not shown, a camera 66 (see FIG. 8) capable of photographing the main body 2 and a PC 60 (see FIG. 8) for controlling the operation of the pump and the camera 66 are provided. The main body 2 is placed on a table with the front side in FIG.

図1に示すように、本体部2には、細胞片6及び培養液7が充填される流路である主流路5が形成される。また、主流路5に連通する流路である支流路(第一支流路11、第二支流路12、第三支流路13、第四支流路14)が形成される。また、主流路5に連通する流路である注入路(注入路15、注入路16)が形成される。本体部2は、主流路5、支流路(第一支流路11、第二支流路12、第三支流路13、第四支流路14)、及び注入路(注入路15、注入路16)を上方から覆うカバー3(図2参照)を備えている。本体部2を構成する材料としては、プラスチック、樹脂、ガラス、ゴム等、細胞反応観察装置として使用される一般的な材料が使用可能である。なお、本体部2のカバー3として透明材料を使用することによって、装置内に充填された状態の細胞を容易に観察することができる。支流路(第一支流路11〜第四支流路14)とポンプ(第一ポンプ31〜第四ポンプ34)とは、チューブ(第一チューブ21、第二チューブ22、第三チューブ23、第四チューブ24)によって其々接続している。以下、詳細について説明する。   As shown in FIG. 1, a main channel 5 that is a channel filled with cell pieces 6 and a culture solution 7 is formed in the main body 2. Further, branch channels (first branch channel 11, second branch channel 12, third branch channel 13, and fourth branch channel 14) that are channels communicating with the main channel 5 are formed. In addition, an injection path (injection path 15, injection path 16) that is a flow path communicating with the main flow path 5 is formed. The main body 2 includes a main channel 5, a branch channel (first branch channel 11, second branch channel 12, third branch channel 13, fourth branch channel 14), and injection path (injection path 15, injection path 16). A cover 3 (see FIG. 2) covering from above is provided. As a material constituting the main body 2, a general material used as a cell reaction observation device such as plastic, resin, glass, rubber, or the like can be used. In addition, by using a transparent material as the cover 3 of the main body 2, the cells filled in the apparatus can be easily observed. The branch channels (first branch channel 11 to fourth branch channel 14) and pumps (first pump 31 to fourth pump 34) are tubes (first tube 21, second tube 22, third tube 23, fourth). The tubes 24) are connected to each other. Details will be described below.

主流路5について説明する。主流路5は、本体部2に形成される中空状の流路である。主流路5には、細胞片6及び培養液7が充填される。流路の形状は特段限定されない。主流路5の径は、細胞片6が充填可能な大きさであれば特段限定されない。   The main flow path 5 will be described. The main channel 5 is a hollow channel formed in the main body 2. The main channel 5 is filled with cell pieces 6 and a culture solution 7. The shape of the flow path is not particularly limited. The diameter of the main flow path 5 is not particularly limited as long as the cell pieces 6 can be filled.

支流路(第一支流路11〜第四支流路14)について説明する。支流路は、主流路5を構成する内壁面のうち対向配置する二つの面部分に連通して配置される。内壁面のうち一の面部分に第一支流路11及び第二支流路12が配置される。他の面部分に第三支流路13及び第四支流路14が配置される。第三支流路13は、第一支流路11と対向する位置に配置される。第四支流路14は、第二支流路12と対向する位置に配置される。図1に示す例では、主流路5の紙面下側の内壁面のうち右側に第一支流路11が配置されている。紙面下側の内壁面のうち左側に第二支流路12が配置されている。紙面上側の内壁面のうち右側に第三支流路13が配置されている。紙面上側の内壁面のうち左側に第四支流路14が配置されている。   The branch channel (the first branch channel 11 to the fourth branch channel 14) will be described. The branch flow path is arranged in communication with two face portions arranged opposite to each other among the inner wall surfaces constituting the main flow path 5. The first branch channel 11 and the second branch channel 12 are arranged on one surface portion of the inner wall surface. The third branch channel 13 and the fourth branch channel 14 are disposed on the other surface portion. The third branch channel 13 is arranged at a position facing the first branch channel 11. The fourth branch channel 14 is disposed at a position facing the second branch channel 12. In the example shown in FIG. 1, the first branch channel 11 is disposed on the right side of the inner wall surface of the main channel 5 on the lower side of the drawing. The second branch channel 12 is disposed on the left side of the inner wall surface below the paper surface. A third branch channel 13 is arranged on the right side of the inner wall surface on the upper side of the drawing. The fourth branch channel 14 is disposed on the left side of the inner wall surface on the upper side of the drawing.

其々の支流路のうち、主流路5に連通する側と反対側の端部には、ポンプ(第一ポンプ31〜第四ポンプ34)が接続される。ポンプと支流路とはチューブ(第一チューブ21〜第四チューブ24)によって接続される。図1に示す例では、第一支流路11に第一ポンプ31が接続され、第二支流路12に第二ポンプ32が接続され、第三支流路13に第三ポンプ33が接続され、第四支流路14に第四ポンプ34が接続されている。第一支流路11と第一ポンプ31とは第一チューブ21によって接続されている。第二支流路12と第二ポンプ32とは第二チューブ22によって接続されている。第三支流路13と第三ポンプ33とは第三チューブ23によって接続されている。第四支流路14と第四ポンプ34とは第四チューブ24によって接続されている。   A pump (first pump 31 to fourth pump 34) is connected to an end portion of each branch flow channel on the side opposite to the side communicating with the main flow channel 5. The pump and the branch flow path are connected by tubes (first tube 21 to fourth tube 24). In the example shown in FIG. 1, a first pump 31 is connected to the first branch channel 11, a second pump 32 is connected to the second branch channel 12, a third pump 33 is connected to the third branch channel 13, A fourth pump 34 is connected to the four branch flow paths 14. The first branch channel 11 and the first pump 31 are connected by a first tube 21. The second branch flow path 12 and the second pump 32 are connected by a second tube 22. The third branch flow path 13 and the third pump 33 are connected by a third tube 23. The fourth branch flow path 14 and the fourth pump 34 are connected by a fourth tube 24.

ポンプの稼働によって、主流路5から支流路(第一支流路11〜第四支流路14)へ培養液7を流出させたり、支流路(第一支流路11〜第四支流路14)から主流路5に培養液7を流入させたりすることができる。本実施の形態では、ポンプの稼働によって主流路5に充填された状態の培養液7に旋回流を形成させる。そして、主流路5に充填された細胞片6を、形成させた旋回流の中心に保持させる。詳細は後述する。   By operating the pump, the culture solution 7 is allowed to flow out from the main channel 5 to the branch channel (first branch channel 11 to fourth branch channel 14) or from the branch channel (first branch channel 11 to fourth branch channel 14). The culture solution 7 can flow into the channel 5. In the present embodiment, a swirling flow is formed in the culture solution 7 filled in the main channel 5 by operating the pump. And the cell piece 6 with which the main flow path 5 was filled is hold | maintained in the center of the formed swirl | flow. Details will be described later.

注入路(注入路15、16)について説明する。注入路は、主流路5を構成する内壁面のうち対向配置する二つの面部分に連通して配置される。内壁面のうち第三支流路13と第四支流路14との間の面部分に注入路15が配置される。内壁面のうち第一支流路11と第二支流路12との間の面部分であって注入路15と対向する位置に、注入路16が配置される。注入路16には、主流路5内の細胞片6に所定の薬物を反応させる場合において、反応させる薬物が注入される。注入路16から注入された薬物は、主流路5内の細胞片6と接触し、その後、注入路15から排出される。これによって、細胞片6に対する薬物の反応性試験を容易に行うことができる。   The injection path (injection paths 15 and 16) will be described. The injection path is disposed so as to communicate with two face portions disposed opposite to each other among the inner wall surfaces constituting the main flow path 5. An injection path 15 is disposed on a surface portion of the inner wall surface between the third branch channel 13 and the fourth branch channel 14. The injection path 16 is disposed at a position on the inner wall surface between the first branch path 11 and the second branch path 12 and facing the injection path 15. When the predetermined drug is reacted with the cell piece 6 in the main channel 5, the drug to be reacted is injected into the injection path 16. The drug injected from the injection path 16 comes into contact with the cell debris 6 in the main flow path 5 and is then discharged from the injection path 15. Thereby, the reactivity test of the drug with respect to the cell piece 6 can be easily performed.

主流路5中の培養液7に旋回流を形成させる場合の、培養液7の流れの様子について、図3〜7を参照して説明する。なお、図3に示す主流路5の紙面上下中央部分を左右方向に延びる線分55を定義する。また、第一支流路11と第二支流路12との間の中点と、第三支流路13と第四支流路14との間の中点とを通り、紙面上下方向に延びる線分56を定義する。そして、線分55及び線分56にて分割された主流路5の其々の領域のうち、右上部分を第一象限51、右下部分を第二象限52、左下部分を第三象限53、左上部分を第四象限54と定義する。第一象限51は、主流路5における第三支流路13の連通部分付近に相当する。以下同様に、第二象限52は第一支流路11の連通部分付近、第三象限53は第二支流路12の連通部分付近、第四象限54は第四支流路14の連通部分付近に其々相当する。なお主流路5に連通する流路のうち注入路(注入路15、16)は、以下においては省略されている。   The state of the flow of the culture solution 7 when a swirling flow is formed in the culture solution 7 in the main channel 5 will be described with reference to FIGS. Note that a line segment 55 extending in the left-right direction is defined at the upper and lower central portions of the main channel 5 shown in FIG. A line segment 56 extending in the vertical direction on the paper passes through the midpoint between the first branch channel 11 and the second branch channel 12 and the midpoint between the third branch channel 13 and the fourth branch channel 14. Define And among each area | region of the main flow path 5 divided | segmented by the line segment 55 and the line segment 56, the upper right part is the 1st quadrant 51, the lower right part is the 2nd quadrant 52, the lower left part is the 3rd quadrant 53, The upper left part is defined as the fourth quadrant 54. The first quadrant 51 corresponds to the vicinity of the communication portion of the third branch channel 13 in the main channel 5. Similarly, the second quadrant 52 is near the communication portion of the first branch flow path 11, the third quadrant 53 is near the communication portion of the second branch flow path 12, and the fourth quadrant 54 is near the communication portion of the fourth branch flow path 14. Equivalent to each other. Of the flow paths communicating with the main flow path 5, the injection paths (injection paths 15 and 16) are omitted in the following.

はじめに、図3に示すように、第一ポンプ31(図1参照)を稼働させ、培養液7を吸入させる。これによって主流路5中の培養液7が、主流路5から第一支流路11へ流出する(図3中矢印25)。主流路5からの培養液7の流出に伴い、第一象限51及び第二象限52には、第一支流路11へと向かう方向の流れ(図3中線35)が発生する。   First, as shown in FIG. 3, the first pump 31 (see FIG. 1) is operated to inhale the culture solution 7. As a result, the culture solution 7 in the main channel 5 flows out from the main channel 5 to the first branch channel 11 (arrow 25 in FIG. 3). With the outflow of the culture solution 7 from the main channel 5, a flow in the direction toward the first branch channel 11 (line 35 in FIG. 3) is generated in the first quadrant 51 and the second quadrant 52.

この状態で、主流路5のうち第四象限54に細胞片6が注入された場合を想定する。この場合、培養液7に発生した流れによって、第四象限54に位置する細胞片6に、第一象限51に向かう力(図3中右方向)が加わる。これによって第四象限54に位置する細胞片6は、第一象限51へと誘導される。また、第一象限51に移動した細胞片6には、培養液7に発生した流れによって、第二象限52に向かう力(図3中右斜め下方向)が加わる。これによって第一象限51に位置する細胞片6は、第二象限52へと誘導される。   In this state, it is assumed that the cell piece 6 is injected into the fourth quadrant 54 of the main channel 5. In this case, a force (right direction in FIG. 3) toward the first quadrant 51 is applied to the cell piece 6 located in the fourth quadrant 54 by the flow generated in the culture solution 7. As a result, the cell piece 6 located in the fourth quadrant 54 is guided to the first quadrant 51. Further, the cell piece 6 that has moved to the first quadrant 51 is subjected to a force toward the second quadrant 52 (downwardly to the right in FIG. 3) by the flow generated in the culture solution 7. Thereby, the cell piece 6 located in the first quadrant 51 is guided to the second quadrant 52.

次いで、第一ポンプ31の稼働を停止させる。次いで、図4に示すように、第三ポンプ33(図1参照)を稼働させ、培養液7を排出させる。これによって培養液7が、第三支流路13から主流路5に流入する(図4中矢印26)。主流路5への培養液7の流入に伴い、第二象限52及び第三象限53には、第二象限52から第三象限53へと向かう方向の流れ(図4中線36)が発生する。   Next, the operation of the first pump 31 is stopped. Next, as shown in FIG. 4, the third pump 33 (see FIG. 1) is operated, and the culture solution 7 is discharged. As a result, the culture solution 7 flows from the third branch channel 13 into the main channel 5 (arrow 26 in FIG. 4). Along with the inflow of the culture solution 7 into the main flow path 5, a flow in the direction from the second quadrant 52 to the third quadrant 53 is generated in the second quadrant 52 and the third quadrant 53 (line 36 in FIG. 4). .

この場合、第二象限52に位置する細胞片6に、第三象限53に向かう力(図4中左斜め下方向)が加わる。これによって第二象限52に位置する細胞片6は、第三象限53へと誘導される。   In this case, a force toward the third quadrant 53 (in the diagonally lower left direction in FIG. 4) is applied to the cell piece 6 located in the second quadrant 52. Thereby, the cell piece 6 located in the second quadrant 52 is guided to the third quadrant 53.

次いで、第三ポンプ33の稼働を停止させる。次いで、図5に示すように、第四ポンプ34(図1参照)を稼働させ、培養液7を吸入させる。これによって主流路5中の培養液7が、主流路5から第四支流路14へ流出する(図5中矢印27)。主流路5からの培養液7の流出に伴い、第三象限53及び第四象限54には、第四支流路14へと向かう方向の流れ(図5中線37)が発生する。   Next, the operation of the third pump 33 is stopped. Next, as shown in FIG. 5, the fourth pump 34 (see FIG. 1) is operated to inhale the culture solution 7. As a result, the culture solution 7 in the main channel 5 flows out from the main channel 5 to the fourth branch channel 14 (arrow 27 in FIG. 5). Along with the outflow of the culture solution 7 from the main flow path 5, a flow in the direction toward the fourth branch flow path 14 (line 37 in FIG. 5) is generated in the third quadrant 53 and the fourth quadrant 54.

この場合、第三象限53に位置する細胞片6に、第四象限54に向かう力(図5中左斜め上方向)が加わる。これによって第三象限53に位置する細胞片6は、第四象限54へと誘導される。   In this case, a force toward the fourth quadrant 54 is applied to the cell piece 6 located in the third quadrant 53 (upwardly obliquely in the left direction in FIG. 5). As a result, the cell piece 6 located in the third quadrant 53 is guided to the fourth quadrant 54.

次いで、第四ポンプ34の稼働を停止させる。次いで、図6に示すように、第二ポンプ32(図1参照)を稼働させ、培養液7を排出させる。これによって培養液7が、第二支流路12から主流路5に流入する(図6中矢印28)。主流路5への培養液7の流入に伴い、第四象限54及び第一象限51には、第四象限54から第一象限51へと向かう方向の流れ(図6中線38)が発生する。   Next, the operation of the fourth pump 34 is stopped. Next, as shown in FIG. 6, the second pump 32 (see FIG. 1) is operated, and the culture solution 7 is discharged. As a result, the culture solution 7 flows from the second branch channel 12 into the main channel 5 (arrow 28 in FIG. 6). As the culture solution 7 flows into the main flow path 5, a flow in the direction from the fourth quadrant 54 to the first quadrant 51 is generated in the fourth quadrant 54 and the first quadrant 51 (line 38 in FIG. 6). .

この場合、第四象限54に位置する細胞片6に、第一象限51へと向かう力(図6中右斜め上方向)が加わる。これによって第四象限54に配置する細胞片6は、第一象限51へと誘導される。   In this case, a force toward the first quadrant 51 (upward and downward in FIG. 6) is applied to the cell piece 6 located in the fourth quadrant 54. Thereby, the cell pieces 6 arranged in the fourth quadrant 54 are guided to the first quadrant 51.

次いで、第二ポンプ32の稼働を停止させる。次いで、図3に示すように、第一ポンプ31(図1参照)を稼働させ、培養液7を吸入させる。そして上述の処理が繰り返し実行される。これによって、図7に示すように、主流路5中の培養液7に旋回流が形成される(図7中線39)。細胞片6は、旋回流の中心(第一象限51〜第四象限54の原点部分)に保持される。   Next, the operation of the second pump 32 is stopped. Next, as shown in FIG. 3, the first pump 31 (see FIG. 1) is operated to inhale the culture solution 7. Then, the above process is repeatedly executed. As a result, as shown in FIG. 7, a swirling flow is formed in the culture solution 7 in the main channel 5 (line 39 in FIG. 7). The cell piece 6 is held at the center of the swirl flow (the origin portion of the first quadrant 51 to the fourth quadrant 54).

図8を参照し、細胞反応観察装置1の電気的構成について説明する。図8に示すように、細胞反応観察装置1は、ポンプやカメラ66の稼働制御を実行するPC60を備えている。PC60は、制御全般を司るCPU61、BIOS等が記憶されるROM62、各種データが一時的に記憶されるRAM63、各種プログラムが記憶されるハードディスクドライブ64(以下「HDD64」という。)を備えている。CPU61とROM62、RAM63、HDD64とは電気的に接続している。CPU61は、ROM62、RAM63、HDD64の記憶領域にアクセスすることが可能となっている。   With reference to FIG. 8, the electrical configuration of the cell reaction observation apparatus 1 will be described. As shown in FIG. 8, the cell reaction observation device 1 includes a PC 60 that performs operation control of a pump and a camera 66. The PC 60 includes a CPU 61 that performs overall control, a ROM 62 that stores a BIOS, a RAM 63 that temporarily stores various data, and a hard disk drive 64 (hereinafter referred to as “HDD 64”) that stores various programs. The CPU 61, the ROM 62, the RAM 63, and the HDD 64 are electrically connected. The CPU 61 can access storage areas of the ROM 62, RAM 63, and HDD 64.

細胞反応観察装置1は、CD−ROMドライブ65を備えている。CD−ROMドライブ65に挿入されるCD−ROM651には、CPU61が実行するプログラム等が記憶されている。細胞反応観察装置1の導入時には、これら各種プログラムが、CD−ROM651からHDD64にセットアップされ記憶される。   The cell reaction observation device 1 includes a CD-ROM drive 65. A CD-ROM 651 inserted into the CD-ROM drive 65 stores a program executed by the CPU 61 and the like. When the cell reaction observation apparatus 1 is introduced, these various programs are set up and stored in the HDD 64 from the CD-ROM 651.

細胞反応観察装置1は、カメラ66を備えている。CPU61とカメラ66とは電気的に接続している。CPU61は、カメラ66によって撮影された画像を認識することが可能となっている。本実施の形態では、カメラ66は本体部2(図1参照)に向けられ配置される。カメラ66は、主流路5や支流路、及び、主流路5に充填された細胞片6(図1参照)を撮影する。   The cell reaction observation device 1 includes a camera 66. The CPU 61 and the camera 66 are electrically connected. The CPU 61 can recognize an image photographed by the camera 66. In the present embodiment, the camera 66 is disposed so as to face the main body 2 (see FIG. 1). The camera 66 images the main channel 5, the branch channel, and the cell pieces 6 (see FIG. 1) filled in the main channel 5.

細胞反応観察装置1は、既述の第一ポンプ31、第二ポンプ32、第三ポンプ33、第四ポンプ34と、第一ポンプ31〜第四ポンプ34を稼働可能なポンプドライバ67とを備えている。CPU61が第一ポンプ31〜第四ポンプ34を稼働制御することが可能なように、CPU61とポンプドライバ67とは電気的に接続している。ポンプドライバ67と第一ポンプ31〜第四ポンプ34とは、其々電気的に接続している。   The cell reaction observation apparatus 1 includes the first pump 31, the second pump 32, the third pump 33, the fourth pump 34 described above, and the pump driver 67 that can operate the first pump 31 to the fourth pump 34. ing. The CPU 61 and the pump driver 67 are electrically connected so that the CPU 61 can control the operation of the first pump 31 to the fourth pump 34. The pump driver 67 and the first pump 31 to the fourth pump 34 are electrically connected to each other.

図9のフローチャートを参照し、細胞反応観察装置1が備えるPC60のCPU61において実行される処理について説明する。本処理は、主流路5に細胞片6(図1参照)が充填された後、PC60のキーボードやマウス(図示外)が操作され、細胞反応観察装置1を稼働開始させる指示がユーザによって入力された場合に、CPU61によって起動され実行される。   With reference to the flowchart of FIG. 9, the process performed in CPU61 of PC60 with which the cell reaction observation apparatus 1 is provided is demonstrated. In this processing, after the main flow path 5 is filled with cell pieces 6 (see FIG. 1), the keyboard or mouse (not shown) of the PC 60 is operated, and an instruction to start the cell reaction observation apparatus 1 is input by the user. In this case, it is activated and executed by the CPU 61.

はじめに、カメラ66(図8参照)による撮影が開始される(S10)。次いで、第一ポンプ31(図1参照)が制御される。そして、主流路5の培養液7が第一支流路11に流出する(S11)。第一ポンプ31の稼働によって、培養液7中の細胞片6は第一象限51(図3参照)に誘導される。さらに細胞片6は、第二象限52に誘導される(図3参照)。   First, photographing by the camera 66 (see FIG. 8) is started (S10). Next, the first pump 31 (see FIG. 1) is controlled. Then, the culture solution 7 in the main channel 5 flows out to the first branch channel 11 (S11). By the operation of the first pump 31, the cell pieces 6 in the culture solution 7 are guided to the first quadrant 51 (see FIG. 3). Furthermore, the cell piece 6 is induced | guided | derived to the 2nd quadrant 52 (refer FIG. 3).

第一ポンプ31を稼働させた状態で、カメラ66によって撮影された画像が取得される。取得された画像が解析され、細胞片6に相当する画像部分の位置が特定される。特定された細胞片6の位置が、第二象限52(図3参照)に含まれているかが判断される(S13)。第二象限52に含まれていない場合(S13:NO)、S13に戻り、継続して細胞片6の位置の特定が実行される。   An image photographed by the camera 66 is acquired while the first pump 31 is in operation. The acquired image is analyzed, and the position of the image portion corresponding to the cell piece 6 is specified. It is determined whether the specified position of the cell piece 6 is included in the second quadrant 52 (see FIG. 3) (S13). When not included in the second quadrant 52 (S13: NO), the process returns to S13, and the position of the cell piece 6 is continuously specified.

なお上述にて細胞片6の位置を特定する場合、画像解析によって特定された細胞片6の画像部分のうち一部分でも第二象限52に含まれた状態となった場合には、細胞片6の位置が第二象限52に含まれているものと判断している。以下においても同様の判断を行っている。   When the position of the cell piece 6 is specified as described above, a part of the image portion of the cell piece 6 specified by the image analysis is included in the second quadrant 52. It is determined that the position is included in the second quadrant 52. Similar determinations are made below.

特定された細胞片6の位置が、第二象限52に含まれている場合(S13:YES)、第一ポンプ31の稼働を停止させる(S15)。次いで、第三ポンプ33(図1参照)が制御される。そして、第三支流路13から主流路5に培養液7が流入する(S17)。第三ポンプ33の稼働によって、培養液7中の細胞片6は第三象限53に誘導される(図4参照)。   When the specified position of the cell piece 6 is included in the second quadrant 52 (S13: YES), the operation of the first pump 31 is stopped (S15). Next, the third pump 33 (see FIG. 1) is controlled. Then, the culture solution 7 flows from the third branch channel 13 into the main channel 5 (S17). By the operation of the third pump 33, the cell pieces 6 in the culture solution 7 are guided to the third quadrant 53 (see FIG. 4).

第三ポンプ33を稼働させた状態で、カメラ66によって撮影された画像が取得される。取得された画像が解析され、細胞片6に相当する画像部分の位置が特定される。特定された細胞片6の画像の位置が、第三象限53(図3参照)に含まれているかが判断される(S19)。第三象限53に含まれていない場合(S19:NO)、S19に戻り、継続して細胞片6の位置の特定が実行される。   An image photographed by the camera 66 is acquired while the third pump 33 is in operation. The acquired image is analyzed, and the position of the image portion corresponding to the cell piece 6 is specified. It is determined whether the image position of the identified cell piece 6 is included in the third quadrant 53 (see FIG. 3) (S19). If it is not included in the third quadrant 53 (S19: NO), the process returns to S19, and the position of the cell piece 6 is continuously specified.

特定された細胞片6の位置が、第三象限53に含まれている場合(S19:YES)、第三ポンプ33の稼働を停止させる(S21)。次いで、第四ポンプ34(図1参照)が制御される。そして、主流路5の培養液7が第四支流路14に流出する(S23)。第三ポンプ33の稼働によって、培養液7中の細胞片6が第四象限54(図3参照)に誘導される(図5参照)。   When the specified position of the cell piece 6 is included in the third quadrant 53 (S19: YES), the operation of the third pump 33 is stopped (S21). Next, the fourth pump 34 (see FIG. 1) is controlled. Then, the culture solution 7 in the main channel 5 flows out to the fourth branch channel 14 (S23). By the operation of the third pump 33, the cell pieces 6 in the culture solution 7 are guided to the fourth quadrant 54 (see FIG. 3) (see FIG. 5).

第四ポンプ34を稼働させた状態で、カメラ66によって撮影された画像が取得される。取得された画像が解析され、細胞片6に相当する画像部分の位置が特定される。特定された細胞片6の画像の位置が、第四象限54(図3参照)に含まれているかが判断される(S25)。第四象限54に含まれていない場合(S25:NO)、S25に戻り、継続して細胞片6の位置の特定が実行される。   An image photographed by the camera 66 is acquired in a state where the fourth pump 34 is operated. The acquired image is analyzed, and the position of the image portion corresponding to the cell piece 6 is specified. It is determined whether the image position of the specified cell piece 6 is included in the fourth quadrant 54 (see FIG. 3) (S25). If not included in the fourth quadrant 54 (S25: NO), the process returns to S25, and the position of the cell piece 6 is continuously specified.

特定された細胞片6の位置が、第四象限54に含まれている場合(S25:YES)、第四ポンプ34の稼働を停止させる(S27)。次いで、第二ポンプ32(図1参照)が制御される。そして、第二支流路12から主流路5に培養液7が流入する(S29)。第二ポンプ32の稼働によって、培養液7中の細胞片6は第一象限51に誘導される(図6参照)。   When the identified position of the cell piece 6 is included in the fourth quadrant 54 (S25: YES), the operation of the fourth pump 34 is stopped (S27). Next, the second pump 32 (see FIG. 1) is controlled. Then, the culture solution 7 flows from the second branch channel 12 into the main channel 5 (S29). By the operation of the second pump 32, the cell pieces 6 in the culture solution 7 are guided to the first quadrant 51 (see FIG. 6).

第二ポンプ32を稼働させた状態で、カメラ66によって撮影された画像が取得される。取得された画像が解析され、細胞片6に相当する画像部分の位置が特定される。特定された細胞片6の画像の位置が、第一象限51(図3参照)に含まれているかが判断される(S31)。第一象限51に含まれていない場合(S31:NO)、S31に戻り、継続して細胞片6の位置の特定が実行される。   An image photographed by the camera 66 is acquired in a state where the second pump 32 is operated. The acquired image is analyzed, and the position of the image portion corresponding to the cell piece 6 is specified. It is determined whether the image position of the specified cell piece 6 is included in the first quadrant 51 (see FIG. 3) (S31). When it is not included in the first quadrant 51 (S31: NO), the process returns to S31 and the position of the cell piece 6 is continuously specified.

特定された細胞片6の位置が、第一象限51に含まれている場合(S31:YES)、第二ポンプ32の稼働を停止させる(S33)。そしてS11に戻り、上述の処理が繰り返し実行される。   When the position of the specified cell piece 6 is included in the first quadrant 51 (S31: YES), the operation of the second pump 32 is stopped (S33). And it returns to S11 and the above-mentioned process is repeatedly performed.

以上説明したように、ポンプによって主流路5へ培養液7を流出入させ、主流路5に充填された培養液7に旋回流を形成させる。これによって、旋回流の中心に細胞片6を保持させることができる。細胞片6を所望の位置に保持することができるので、生体系に近い状態で細胞片6を培養することができる。安定な流れを形成させることができるので、再現性の高い試験を行うことができる。媒質内で細胞片6を保持することが可能であるため、細胞片6の周囲の環境を迅速に変更することによって細胞片6の反応性を的確に観察することができる。細胞を所望の位置に保持させ、細胞を独立させて反応性を観測することができる。   As described above, the culture solution 7 is caused to flow into and out of the main channel 5 by the pump, and a swirling flow is formed in the culture solution 7 filled in the main channel 5. Thereby, the cell piece 6 can be held at the center of the swirling flow. Since the cell piece 6 can be held at a desired position, the cell piece 6 can be cultured in a state close to a biological system. Since a stable flow can be formed, a highly reproducible test can be performed. Since the cell piece 6 can be held in the medium, the reactivity of the cell piece 6 can be accurately observed by quickly changing the environment around the cell piece 6. The cells can be held in a desired position and the cells can be made independent and the reactivity can be observed.

また、第一ポンプ31稼動(主流路5から第一支流路11へ培養液7が流出)→(第一ポンプ31停止)→第三ポンプ33稼働(第三支流路13から主流路5へ培養液7が流入)→(第三ポンプ33停止)→第四ポンプ34稼働(主流路5から第四支流路14へ培養液7が流出)→(第四ポンプ34停止)→第二ポンプ32稼働(第二支流路12から主流路5へ培養液7が流入)を繰り返すことによって、主流路5に充填された培養液7に容易に旋回流を形成させることができる。また、第一支流路11〜第四支流路14の連通部分にて囲まれた部分に細胞片6を誘導することができる。   Also, the first pump 31 is activated (the culture fluid 7 flows out from the main flow path 5 to the first branch flow path 11) → (the first pump 31 is stopped) → the third pump 33 is activated (the culture is performed from the third branch flow path 13 to the main flow path 5) Liquid 7 flows in) → (Third pump 33 stopped) → Fourth pump 34 operates (the culture fluid 7 flows out from the main channel 5 to the fourth branch channel 14) → (Fourth pump 34 stops) → Second pump 32 operates By repeating (the culture solution 7 flows into the main channel 5 from the second branch channel 12), a swirl flow can be easily formed in the culture solution 7 filled in the main channel 5. Moreover, the cell piece 6 can be induced | guided | derived to the part enclosed by the communication part of the 1st branch flow path 11-the 4th branch flow path 14. FIG.

なお、上述のポンプ制御は、カメラ66の撮影画像に基づき特定される細胞片6の位置に基づいて実行される。これによって、細胞片6の大きさや培養液7の粘度等に依存せず、主流路5のうち所望の位置に細胞片6を確実に保持させることができる。   The pump control described above is executed based on the position of the cell piece 6 specified based on the image taken by the camera 66. Accordingly, the cell piece 6 can be reliably held at a desired position in the main flow path 5 without depending on the size of the cell piece 6 or the viscosity of the culture solution 7.

なお、図1の注入路16が本発明の「第一注入路」に相当し、注入路15が本発明の「第二注入路」に相当する。図9のS11、S15、S17、S21、S23、S27、S29、S33の処理を行うCPU61が本発明の「稼働手段」に相当する。図8のカメラ66が本発明の「撮影手段」に相当する。図9のS13、S19、S25、S31の処理を行うCPU61が本発明の「位置特定手段」に相当する。   The injection path 16 in FIG. 1 corresponds to the “first injection path” of the present invention, and the injection path 15 corresponds to the “second injection path” of the present invention. The CPU 61 that performs the processes of S11, S15, S17, S21, S23, S27, S29, and S33 in FIG. 9 corresponds to the “operation means” of the present invention. The camera 66 in FIG. 8 corresponds to the “photographing means” of the present invention. The CPU 61 that performs the processes of S13, S19, S25, and S31 in FIG. 9 corresponds to the “position specifying means” of the present invention.

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。上述の実施の形態では、図1における紙面手前側を細胞反応観察装置1の本体部2の上側と定義し、この方向で台上に載置されることを想定していた。しかしながら本発明はこの配置に限定されない。例えば、図1における紙面上側を細胞反応観察装置1の本体部2の上側と定義し、この方向で台上に載置してもよい。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible. In the above-described embodiment, the front side of the sheet in FIG. 1 is defined as the upper side of the main body 2 of the cell reaction observation device 1, and is assumed to be placed on the table in this direction. However, the present invention is not limited to this arrangement. For example, the upper side of the paper surface in FIG. 1 may be defined as the upper side of the main body 2 of the cell reaction observation device 1 and placed on the table in this direction.

上述の実施の形態では、細胞反応観察装置1は、主流路5に第一支流路11〜第四支流路14が其々連通した構成を有していた。しかしながら本発明はこの構成に限定されない。従って例えば、第一支流路11〜第四支流路14の組が主流路5に連続して繰り返し配置される構成であってもよい。このような構成とすることによって、異なる場所に複数の細胞片を配置させることができるので、異なる場所に配置させた複数の細胞片同士の反応性試験を行うことが可能となる。   In the above-described embodiment, the cell reaction observation device 1 has a configuration in which the first branch channel 11 to the fourth branch channel 14 communicate with the main channel 5. However, the present invention is not limited to this configuration. Therefore, for example, a configuration in which the set of the first branch channel 11 to the fourth branch channel 14 is repeatedly arranged in the main channel 5 may be employed. By adopting such a configuration, a plurality of cell pieces can be arranged at different locations, and thus it becomes possible to perform a reactivity test between a plurality of cell pieces arranged at different locations.

上述の実施の形態では、細胞片6の位置を特定する場合、画像解析によって特定された細胞片6の画像部分のうち一部分でも特定の象限に含まれた状態となった場合には、細胞片6の位置が特定の象限に含まれているものと判断していた。しかしながら本発明はこの方法に限定されない。従って例えば、特定された細胞片6の画像部分の全てが特定の象限に収まることとなった場合に、特定の象限に含まれていると判断してもかまわない。   In the above-described embodiment, when the position of the cell piece 6 is specified, if a part of the image portion of the cell piece 6 specified by the image analysis is included in the specific quadrant, the cell piece It was determined that position 6 was included in a specific quadrant. However, the present invention is not limited to this method. Therefore, for example, when all the image portions of the specified cell piece 6 are in a specific quadrant, it may be determined that the image portion is included in the specific quadrant.

上述の実施の形態において、一旦旋回流が形成され、細胞片6を第一象限51〜第四象限54の原点部分に保持させた後は、第一ポンプ31〜第四ポンプ34の稼働を停止させてもよい。なおその後、原点部分に保持させた細胞片6が移動し、第一象限51〜第四象限54のいずれかに含まれた状態となった場合に、第一ポンプ31〜第四ポンプ34のうちいずれかを稼働させてもよい。具体的には、第一象限51に含まれた状態となった場合には、第一ポンプ31を稼働(吸入)させ、第二象限52に含まれた状態となった場合には、第三ポンプ33を稼働(排出)させ、第三象限53に含まれた状態となった場合には、第四ポンプ34を稼働(吸入)させ、第四象限54に含まれた状態となった場合には、第二ポンプ32を稼働(排出)させてもよい。   In the above-described embodiment, once the swirl flow is formed and the cell pieces 6 are held at the origin of the first quadrant 51 to the fourth quadrant 54, the operation of the first pump 31 to the fourth pump 34 is stopped. You may let them. In addition, after that, when the cell piece 6 held at the origin part moves and enters a state included in any of the first quadrant 51 to the fourth quadrant 54, the first pump 31 to the fourth pump 34. Either of them may be operated. Specifically, when the state is included in the first quadrant 51, the first pump 31 is operated (inhaled), and when the state is included in the second quadrant 52, the third pump When the pump 33 is operated (discharged) and is included in the third quadrant 53, the fourth pump 34 is operated (suctioned) and is included in the fourth quadrant 54. May operate (discharge) the second pump 32.

上述の実施の形態では、主流路5について第一象限51〜第四象限54を定義し、これらの領域に細胞片6が含まれているかを判断することによってポンプを稼働制御し、細胞片6を第一象限51〜第四象限54の原点部分に保持させていた。しかしながら本発明はこの方法に限定されない。例えば、異なる領域を定義し、この領域に細胞片6が含まれているかを判断することによってポンプを稼働制御する。これによって、細胞片6を所定の領域内に保持させることができる。以下、本発明の変形例について説明する。   In the above-described embodiment, the first quadrant 51 to the fourth quadrant 54 are defined for the main flow path 5, and the operation of the pump is controlled by determining whether or not the cell pieces 6 are included in these regions. Is held at the origin of the first quadrant 51 to the fourth quadrant 54. However, the present invention is not limited to this method. For example, the pump is operated and controlled by defining a different area and determining whether the cell piece 6 is included in this area. Thereby, the cell piece 6 can be held in a predetermined region. Hereinafter, modifications of the present invention will be described.

図10を参照し、本発明の変形例について説明する。変形例では、図10に示すように、主流路5のうち第一象限51〜第四象限54(図3参照)における原点を重心とする正方形81を定義する。正方形81の右上の角から紙面右方向に延びる線分82を定義する。以下同様に、右下の角から紙面下方向に延びる線分83、左下の角から紙面左方向に延びる線分84、左上の角から紙面上方向に延びる線分85をそれぞれ定義する。そして、主流路5のうち正方形81内の領域を第A領域86、線分82と線分85とで区切られた領域を第B象限87、線分82と線分83とで区切られた領域を第C象限88、線分83と線分84とで区切られた領域を第D象限89、線分84と線分85とで区切られた領域をE象限90と定義する。変形例では、主流路5内に充填された細胞片6を第A領域86内に誘導し保持する。   A modification of the present invention will be described with reference to FIG. In the modification, as shown in FIG. 10, a square 81 whose center of gravity is the origin in the first quadrant 51 to the fourth quadrant 54 (see FIG. 3) of the main flow path 5 is defined. A line segment 82 extending from the upper right corner of the square 81 in the right direction on the paper surface is defined. Similarly, a line segment 83 extending from the lower right corner to the lower side of the page, a line segment 84 extending from the lower left corner to the left side of the page, and a line segment 85 extending from the upper left corner to the upper side of the page are defined. In the main flow path 5, the area within the square 81 is the A area 86, the area divided by the line segment 82 and the line segment 85 is the area divided by the B quadrant 87, the line segment 82, and the line segment 83. Are defined as the C quadrant 88, the area delimited by the line segment 83 and the line segment 84 is defined as the D quadrant 89, and the area delimited by the line segment 84 and the line segment 85 is defined as the E quadrant 90. In the modification, the cell pieces 6 filled in the main flow path 5 are guided and held in the A area 86.

細胞片6を第A領域86に保持させる場合のポンプの稼働制御方法について概説する。はじめに、カメラ66による主流路5の撮影が開始される。第一ポンプ31(図1参照)を稼働させ、主流路5から第一支流路11に培養液7を流出させる。これによって、第B象限87から第C象限88に向かう方向の流れ(線91)が発生する。この状態で、主流路5に細胞片6が注入されると、細胞片6は第B象限87を経由して第C象限88に誘導される。   An outline of the operation control method of the pump when the cell piece 6 is held in the area A 86 will be described. First, imaging of the main channel 5 by the camera 66 is started. The first pump 31 (see FIG. 1) is operated, and the culture solution 7 is caused to flow from the main channel 5 to the first branch channel 11. As a result, a flow (line 91) in the direction from the Bth quadrant 87 to the Cth quadrant 88 is generated. In this state, when the cell piece 6 is injected into the main channel 5, the cell piece 6 is guided to the C quadrant 88 via the B quadrant 87.

カメラ66による撮影の結果から、細胞片6の位置が判断される。細胞片6が第C象限88に含まれると判断された場合、第三ポンプ33(図1参照)のみを稼働させ、第三支流路13から主流路5に培養液7を流入させる。他のポンプの稼働を停止させる。これによって、第C象限88から第D象限89に向かう方向の流れ(線92)が発生する。この状態で細胞片6は、第C象限88から第D象限89に誘導される。   From the result of photographing by the camera 66, the position of the cell piece 6 is determined. When it is determined that the cell piece 6 is included in the C quadrant 88, only the third pump 33 (see FIG. 1) is operated, and the culture solution 7 is caused to flow from the third branch channel 13 into the main channel 5. Stop other pumps. As a result, a flow (line 92) in the direction from the C quadrant 88 to the D quadrant 89 is generated. In this state, the cell piece 6 is guided from the C quadrant 88 to the D quadrant 89.

一方、細胞片6が第D象限89に含まれると判断された場合、第四ポンプ34(図1参照)のみを稼働させ、主流路5から第四支流路14に培養液7を流出させる。他のポンプの稼働を停止させる。これによって、第D象限89から第E象限90に向かう方向の流れ(線93)が発生する。この状態で細胞片6は、第D象限89から第E象限90に誘導される。   On the other hand, when it is determined that the cell piece 6 is included in the D quadrant 89, only the fourth pump 34 (see FIG. 1) is operated, and the culture solution 7 is caused to flow out from the main channel 5 to the fourth branch channel 14. Stop other pumps. As a result, a flow (line 93) in the direction from the D quadrant 89 to the E quadrant 90 is generated. In this state, the cell piece 6 is guided from the D quadrant 89 to the E quadrant 90.

一方、細胞片6が第E象限90に含まれると判断された場合、第二ポンプ32(図1参照)のみを稼働させ、第二支流路12から主流路5に培養液7を流入させる。他のポンプの稼働を停止させる。これによって、第E象限90から第B象限87に向かう方向の流れ(線94)が発生する。この状態で細胞片6は、第E象限90から第B象限87に誘導される。   On the other hand, when it is determined that the cell piece 6 is included in the E quadrant 90, only the second pump 32 (see FIG. 1) is operated, and the culture solution 7 is caused to flow into the main channel 5 from the second branch channel 12. Stop other pumps. As a result, a flow (line 94) in the direction from the E quadrant 90 to the B quadrant 87 is generated. In this state, the cell piece 6 is guided from the E quadrant 90 to the B quadrant 87.

一方、細胞片6が第A領域86に含まれると判断された場合、すべてのポンプの稼働を停止させる。これによって、細胞片6は第A領域86に保持される。細胞片6が移動して第A領域86から外れ、第B象限87〜第E象限90のいずれかに含まれることとなった場合、細胞片6が含まれる領域に応じて上述の処理が実行される。   On the other hand, when it is determined that the cell piece 6 is included in the A region 86, the operation of all the pumps is stopped. As a result, the cell piece 6 is held in the A region 86. When the cell piece 6 moves and deviates from the A area 86 and is included in any of the B quadrant 87 to the E quadrant 90, the above-described processing is executed according to the area including the cell piece 6. Is done.

以上の処理が実行されることによって、主流路5に注入された細胞片6は次第に第A領域86へと誘導され保持される。このように変形例では、細胞片6を所定の領域内(第A領域86)に保持することができる。   By executing the above processing, the cell pieces 6 injected into the main flow path 5 are gradually guided to the A area 86 and held. Thus, in a modification, the cell piece 6 can be hold | maintained in a predetermined area | region (A area | region 86).

本発明の第一の実施例について、図面を参照して説明する。第一の実施例では、上述の実施の形態(特に図9等)にて示した方法に基づき主流路5に対して培養液7を流出入させた場合に培養液7に形成される流れの様子を、シミュレータによってシミュレーションした。そして、主流路5内に旋回流が形成されることを確認した。以下、(1)シミュレーション方式及び原理、(2)シミュレーション環境、(3)シミュレーション結果について説明する。
(1)方式及び原理
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the first example, the flow formed in the culture solution 7 when the culture solution 7 is flowed into and out of the main flow channel 5 based on the method described in the above-described embodiment (particularly FIG. 9). The situation was simulated by a simulator. Then, it was confirmed that a swirling flow was formed in the main flow path 5. Hereinafter, (1) simulation method and principle, (2) simulation environment, and (3) simulation results will be described.
(1) Method and principle

培養液7の流れを支配する方程式として、非圧縮粘性流れの運動方程式(Navier−Stokes方程式)を採用した。Navier−Stokes方程式を数1に示す。数1のうちuは、主流路5から流出入させる培養液7の流速を示す。ρは培養液7の流体密度を示す。vは培養液7の動粘性係数を示す。bは外力を示す。各パラメータを代入し、数1を数値積分することによって、細胞反応観察装置1の動作確認のためのシミュレーションを行うことができる。
As an equation governing the flow of the culture solution 7, an incompressible viscous flow equation of motion (Navier-Stokes equation) was adopted. The Navier-Stokes equation is shown in Equation 1. In Equation 1, u represents the flow rate of the culture solution 7 flowing in and out of the main channel 5. ρ indicates the fluid density of the culture solution 7. v represents the kinematic viscosity coefficient of the culture solution 7. b shows an external force. By substituting each parameter and numerically integrating Equation 1, a simulation for confirming the operation of the cell reaction observation device 1 can be performed.

また、流体における流れの性質を示すレイノルズ数Reの算出式を数2に示す。数2のうちLは主流路5の代表的な径を示す。Uは培養液7の代表的な流速を示す。今回のシミュレーションでは、良好に旋回流を形成させる場合のレイノルズ数について考察した。詳細は後述する。
(2)シミュレーション環境
A formula for calculating the Reynolds number Re indicating the nature of the flow in the fluid is shown in Formula 2. In Equation 2, L represents a typical diameter of the main flow path 5. U represents a typical flow rate of the culture solution 7. In this simulation, we considered the Reynolds number when the swirl flow is well formed. Details will be described later.
(2) Simulation environment

シミュレータとして、自作した流体シミュレータを使用した。主流路5の径を100μm、支流路(第一支流路11〜第四支流路14)の径を50μmに設定した。また、隣接する支流路間(第一支流路11と第二支流路12との間、及び、第三支流路13と第四支流路14との間)の距離を100μmに設定した。第一ポンプ31〜第四ポンプ34を、図9に示すフローチャートに基づいて制御するように設定した。   A self-made fluid simulator was used as a simulator. The diameter of the main flow path 5 was set to 100 μm, and the diameter of the branch flow paths (the first branch flow path 11 to the fourth branch flow path 14) was set to 50 μm. Further, the distance between adjacent branch channels (between the first branch channel 11 and the second branch channel 12 and between the third branch channel 13 and the fourth branch channel 14) was set to 100 μm. The first pump 31 to the fourth pump 34 were set to be controlled based on the flowchart shown in FIG.

培養液7の物理的特性は、イントロジェン(株)製「Leibovitz´S 1−15 Medium」の物理特性を参照した。動粘度係数を15.4×10−6/sに設定した。細胞片6としては、肝細胞を想定し、大きさ20μmに設定した。 For the physical properties of the culture solution 7, the physical properties of “Leibovitz ′S 1-15 Medium” manufactured by Introgen Co., Ltd. were referred to. The kinematic viscosity coefficient was set to 15.4 × 10 −6 m 2 / s. As the cell piece 6, a hepatocyte was assumed, and the size was set to 20 μm.

主流路5の径、及び培養液7の動粘度係数を鑑み、本シミュレーションにおいては、レイノルズ数Reの基となるパラメータのうち、Uを1mm/s、Lを100μm、vを10−6/sに設定した。結果、レイノルズ数Reを0.1に設定した。
(3)シミュレーション結果
In view of the diameter of the main flow path 5 and the kinematic viscosity coefficient of the culture solution 7, among the parameters based on the Reynolds number Re, U is 1 mm / s, L is 100 μm, and v is 10 −6 m 2. / S. As a result, the Reynolds number Re was set to 0.1.
(3) Simulation results

シミュレーション結果について、図11に示す。図11のうち線47は、ポンプ(第一ポンプ31〜第四ポンプ34)の稼働制御によって主流路5内に形成された旋回流を示している。本結果は、主流路5内に培養液7の旋回流が良好に形成されることを示している。また図11のうち線48は、主流路5内に充填させた細胞片6の移動経路を示している。本結果は、主流路5内に充填された細胞片6が旋回中心に誘導され、良好に保持されることを示している。   The simulation results are shown in FIG. A line 47 in FIG. 11 indicates the swirl flow formed in the main flow path 5 by the operation control of the pumps (the first pump 31 to the fourth pump 34). This result shows that the swirl flow of the culture solution 7 is well formed in the main channel 5. In FIG. 11, a line 48 indicates a moving path of the cell pieces 6 filled in the main flow path 5. This result shows that the cell pieces 6 filled in the main flow path 5 are guided to the center of rotation and are held well.

なお、上述のパラメータのうち、レイノルズ数を0.1より大きく設定した場合、培養液7の流れに乱流が発生し、細胞片6が旋回流の中央部分に誘導されない現象が観察された。この結果から、レイノルズ数を少なくとも0.1以下とすることによって、良好に細胞片6(図3等参照)を主流路5内の旋回中心に誘導させることが可能であることが明らかになった。すなわち、レイノルズ数を小さくし、マクロスケールの現象とすることで、生成される流速パターンは層流になるため、良好に細胞片6を主流路5内の旋回中心に誘導させることができる。   Among the above parameters, when the Reynolds number was set to be greater than 0.1, a phenomenon was observed in which turbulent flow was generated in the flow of the culture solution 7 and the cell pieces 6 were not induced in the central portion of the swirling flow. From this result, it has been clarified that the cell piece 6 (see FIG. 3 and the like) can be favorably guided to the turning center in the main flow path 5 by setting the Reynolds number to at least 0.1 or less. . That is, by reducing the Reynolds number and making it a macroscale phenomenon, the generated flow velocity pattern becomes a laminar flow, so that the cell debris 6 can be well guided to the turning center in the main flow path 5.

本発明の第二の実施例について、図面を参照して説明する。第二の実施例では、上述の変形例にて示した方法に基づき主流路5に対して培養液7を流出入させた場合の、主流路5に注入された細胞片6の動きの様子を、シミュレータによってシミュレーションした。シミュレーション方法及び原理、シミュレーション環境については、上述の第一の実施例と同一であるので、説明を省略する。   A second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the second embodiment, the state of the movement of the cell pieces 6 injected into the main channel 5 when the culture solution 7 is flowed into and out of the main channel 5 based on the method shown in the above-described modification. Simulated by simulator. Since the simulation method, the principle, and the simulation environment are the same as those in the first embodiment described above, description thereof will be omitted.

シミュレーション結果について、図12に示す。図12のうち線95は、ポンプ(第一ポンプ31〜第四ポンプ34、図1参照)の稼働制御によって主流路5内に形成された旋回流を示している。本結果は、主流路5内に培養液7の旋回流が良好に形成されることを示している。また図12のうち線96は、主流路5内に充填させた細胞片6(図3等参照)の移動経路を示している。本結果は、主流路5内に充填された細胞片6が旋回中心の第A領域86に良好に誘導されることを示している。   The simulation results are shown in FIG. A line 95 in FIG. 12 indicates the swirl flow formed in the main flow path 5 by the operation control of the pumps (the first pump 31 to the fourth pump 34, see FIG. 1). This result shows that the swirl flow of the culture solution 7 is well formed in the main channel 5. In FIG. 12, a line 96 indicates a movement path of the cell piece 6 (see FIG. 3 and the like) filled in the main channel 5. This result shows that the cell pieces 6 filled in the main flow path 5 are satisfactorily guided to the A region 86 at the turning center.

本発明の第三の実施例について、図面を参照して説明する。第三の実施例では、実際に細胞反応観察装置1を作成した。作成した細胞反応観察装置1を図13に示す。図13のうち、カメラ66として、Carton社製「DSZT−70IFL」を使用した。また、Maxon製モータ「グラファイトブラシ20w」、THK製スライダ「LMガイドアクチュエータKR20」、ハミルトン製マイクロシリンジ「1701LT」を組み合わせてポンプを作成し、第一ポンプ31〜第四ポンプ34とした。   A third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the third example, the cell reaction observation device 1 was actually created. The created cell reaction observation apparatus 1 is shown in FIG. In FIG. 13, “DSZT-70IFL” manufactured by Carton was used as the camera 66. A pump was created by combining a motor “graphite brush 20w” made by Maxon, a slider “LM guide actuator KR20” made by THK, and a micro syringe “1701LT” made by Hamilton, and the first pump 31 to the fourth pump 34 were made.

作成した細胞反応観察装置1のうち本体部2の模式図について図14に示す。図14のうち主流路5の径を100μmとした。第一支流路11〜第四支流路14の径を50μmとした。第一支流路11〜第二支流路12間距離、及び、第三支流路13〜第四支流路14間距離を100μmとした。チューブ(第一チューブ21〜第四チューブ24)の径を1.5mmとし、チューブが支流路に接続可能なように、支流路(第一支流路11〜第四支流路14)の其々の端部を円形状とした(図14中71〜74)。円形状部分の径は、チューブの径と同じ1.5mmとした。また、チューブの主流路5に対して細胞片6を充填させ易いように、主流路5の両端部を円形状とした。円形状部分の径は1.5mmとした。   FIG. 14 shows a schematic diagram of the main body 2 in the cell reaction observation apparatus 1 that has been created. In FIG. 14, the diameter of the main flow path 5 was set to 100 μm. The diameters of the first branch channel 11 to the fourth branch channel 14 were 50 μm. The distance between the first branch channel 11 to the second branch channel 12 and the distance between the third branch channel 13 to the fourth branch channel 14 were set to 100 μm. The diameter of the tubes (first tube 21 to fourth tube 24) is 1.5 mm, and each of the branch channels (first branch channel 11 to fourth branch channel 14) is connected to the branch channel. The end portion was circular (71 to 74 in FIG. 14). The diameter of the circular portion was 1.5 mm, the same as the diameter of the tube. Moreover, the both ends of the main flow path 5 were made circular so that the cell pieces 6 could be easily filled into the main flow path 5 of the tube. The diameter of the circular portion was 1.5 mm.

上述のようにして作成した細胞反応観察装置1を用い、ポンプの稼働制御を行うことによって、培養液7に旋回流を形成させることが可能であることが確認された。また、旋回流の中心に細胞片6を保持させることが可能であることが確認された。   It was confirmed that a swirl flow can be formed in the culture solution 7 by controlling the operation of the pump using the cell reaction observation device 1 created as described above. It was also confirmed that the cell piece 6 can be held at the center of the swirling flow.

1 細胞反応観察装置
5 主流路
6 細胞片
7 培養液
11 第一支流路
12 第二支流路
13 第三支流路
14 第四支流路
15、16 注入路
31 第一ポンプ
32 第二ポンプ
33 第三ポンプ
34 第四ポンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cell reaction observation apparatus 5 Main flow path 6 Cell piece 7 Culture solution 11 First branch flow path 12 Second branch flow path 13 Third branch flow path 14 Fourth branch flow path 15 and 16 Injection path 31 First pump 32 Second pump 33 Third Pump 34 Fourth pump

Claims (6)

培養液が充填される流路である主流路と、
前記主流路に連通する複数の流路である支流路と、
前記支流路のうち前記主流路に連通する側と反対側の端部に設けられ、前記支流路を介して前記主流路に対して前記培養液を流出入させるポンプであって、前記培養液の流出入によって前記主流路に充填された前記培養液に旋回流を形成させ、前記主流路に注入される細胞片を前記旋回流の中心に保持させるポンプと
を備えた細胞反応観察装置。
A main channel that is a channel filled with a culture solution;
A branch channel which is a plurality of channels communicating with the main channel;
A pump that is provided at an end of the branch channel opposite to the side communicating with the main channel, and that causes the culture solution to flow into and out of the main channel via the branch channel, A cell reaction observation apparatus comprising: a pump that forms a swirling flow in the culture solution filled in the main flow path by inflow and outflow and holds a cell piece injected into the main flow path at the center of the swirling flow.
前記支流路は、
前記主流路を構成する内壁面のうち対向配置する二つの面部分に連通して配置されており、一の前記面部分に隣接配置される第一支流路及び第二支流路と、他の前記面部分に配置される第三支流路及び第四支流路であって、前記第一支流路と対向する位置に配置される第三支流路と、前記第二支流路と対向する位置に配置される第四支流路とを少なくとも備えたことを特徴とする請求項1に記載の細胞反応観察装置。
The branch channel is
The first branch channel and the second branch channel that are disposed adjacent to one of the surface portions, and are arranged in communication with two surface portions of the inner wall surface constituting the main channel. A third branch channel and a fourth branch channel disposed on the surface portion, the third branch channel disposed at a position facing the first branch channel, and a position facing the second branch channel; The cell reaction observation apparatus according to claim 1, further comprising at least a fourth branch channel.
前記主流路に連通し、前記主流路中の前記細胞片に薬液を注入するための流路であって、前記一の面部分のうち前記第一支流路と前記第二支流路との間に配置される第一注入路と、前記他の面部分のうち前記第三支流路と前記第四支流路との間に配置される第二注入路とを備えたことを特徴とする請求項2に記載の細胞反応観察装置。   A flow path that communicates with the main flow path and for injecting a drug solution into the cell debris in the main flow path, and is between the first branch flow path and the second branch flow path of the one surface portion. The first injection path disposed and a second injection path disposed between the third branch channel and the fourth branch channel among the other surface portions are provided. The cell reaction observation device according to 1. 前記主流路の前記培養液に前記旋回流を形成させて前記細胞片を前記旋回流の中心に保持させるために、前記細胞片の位置に応じて前記ポンプの稼働の切替制御を行う稼働手段を備えたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の細胞反応観察装置。   An operation means for performing switching control of the operation of the pump according to the position of the cell debris in order to form the swirl flow in the culture solution in the main channel and hold the cell debris at the center of the swirl flow; The cell reaction observation apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising a cell reaction observation apparatus. 前記稼働手段は、
はじめに前記主流路から前記第一支流路へ前記培養液を流出させ、次いで前記第三支流路から前記主流路に前記培養液を流入させ、次いで前記主流路から前記第四支流路へ前記培養液を流出させ、次いで前記第二支流路から前記主流路に前記培養液を流入させることを特徴とする請求項4に記載の細胞反応観察装置。
The operating means is
First, the culture solution is allowed to flow from the main channel to the first branch channel, then the culture solution is allowed to flow from the third branch channel to the main channel, and then the culture solution is transferred from the main channel to the fourth branch channel. The cell reaction observation apparatus according to claim 4, wherein the culture solution is allowed to flow out from the second branch channel and then into the main channel.
前記細胞片を撮影する撮影手段と、
前記撮影手段によって撮影された結果の撮影画像に基づいて、前記細胞片の位置を特定する位置特定手段と
を備え、
前記稼働手段は、
前記位置特定手段において特定された前記細胞片の位置に基づいて、前記ポンプの稼働を制御することを特徴とする請求項4又は5に記載の細胞反応観察装置。
Photographing means for photographing the cell piece;
A position specifying means for specifying the position of the cell piece based on a photographed image obtained by the photographing means;
The operating means is
The cell reaction observation device according to claim 4 or 5, wherein operation of the pump is controlled based on a position of the cell piece specified by the position specifying means.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01500217A (en) * 1986-04-30 1989-01-26 デイド、インターナショナル、インコーポレイテッド Improved clinical analysis methods and systems
JPH03504076A (en) * 1988-05-10 1991-09-12 カーデイオバスキユラー・ダイアグノステイクス・インコーポレイテツド Accurate, fast and easy method to perform coagulation assays using dry chemical reagents and paramagnetic particles
JP2004081019A (en) * 2002-08-23 2004-03-18 Jsr Corp Apparatus for examining cell reaction and method for examining cell reaction
JP2004236547A (en) * 2003-02-05 2004-08-26 Hitachi Medical Corp Cell culture disk and cell culture apparatus using the same
JP2004527247A (en) * 2001-04-10 2004-09-09 バイオプロセッサーズ コーポレイション Microfermentor devices and cell-based screening methods
JP2008148677A (en) * 2006-12-16 2008-07-03 Fumito Arai Method for producing micromagnetic tool, and method for producing the micromagnetic tool device
JP2009523429A (en) * 2006-01-12 2009-06-25 バイオセプト インコーポレイティッド Detection, separation or isolation of target molecules using microchannel devices

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01500217A (en) * 1986-04-30 1989-01-26 デイド、インターナショナル、インコーポレイテッド Improved clinical analysis methods and systems
JPH03504076A (en) * 1988-05-10 1991-09-12 カーデイオバスキユラー・ダイアグノステイクス・インコーポレイテツド Accurate, fast and easy method to perform coagulation assays using dry chemical reagents and paramagnetic particles
JP2004527247A (en) * 2001-04-10 2004-09-09 バイオプロセッサーズ コーポレイション Microfermentor devices and cell-based screening methods
JP2004081019A (en) * 2002-08-23 2004-03-18 Jsr Corp Apparatus for examining cell reaction and method for examining cell reaction
JP2004236547A (en) * 2003-02-05 2004-08-26 Hitachi Medical Corp Cell culture disk and cell culture apparatus using the same
JP2009523429A (en) * 2006-01-12 2009-06-25 バイオセプト インコーポレイティッド Detection, separation or isolation of target molecules using microchannel devices
JP2008148677A (en) * 2006-12-16 2008-07-03 Fumito Arai Method for producing micromagnetic tool, and method for producing the micromagnetic tool device

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