JP2012105620A - 単球分離装置及び単球分離培養装置 - Google Patents

Abstract

【課題】生体の血液成分を含む液体から単球を分離できる単球分離装置及び単球分離培養装置を提供すること。
【解決手段】生体の血液成分を含む液体が導入される導入口１２と単球を含む液体が排出される排出口１４とを含む第１流路１０と、第１流路１０の重力方向における下方に設けられた第２流路２０と、第１流路１０及び第２流路２０と連通し、平面視において、第１流路１０における液体の流れる方向（第１方向２１０）に間隔を空けて複数設けられた接続流路３０と、を含み、接続流路３０の第１流路１０側の開口は、平面視において、第１流路１０における液体の流れる方向（第１方向２１０）に対して交差する方向が長手方向となる形状である。
【選択図】図１

Description

本発明は、単球分離装置及び単球分離培養装置に関する。

がんの新しい治療法として、「樹状細胞療法（がん免疫療法）」が注目されつつある。樹状細胞療法は現在の標準治療（手術、放射線照射、抗がん剤の投与など）では効果がない患者にも効果が認められるという研究事例が報告されつつある。樹状細胞療法は、患者末梢血を成分採血し、その中から単球のみを取り出し体外で樹状細胞に分化誘導したのちに患者がん抗原を認識させ、患者体内に投与するというプロトコルを経る治療法である。

しかしながら、患者末梢血より採取した成分採血血液は単球のみばかりではなく、リンパ球などの他の血球成分を含んでおり、全白血球中に占める単球の割合は５％程度である。したがって、患者血液から得られた成分採血血液中から、純度よく、効率的に単球を採取することが求められている。

現在用いられている方法として、比重遠心法、接着法、磁気ビーズ法、フィルター法などがある。しかしながら、比重遠心法は、複数回の遠心操作及び細胞処理といった細胞への負荷が大きい分離操作による細胞ダメージや、処理を繰り返すことによる細胞ロスが発生する。また、接着法は、簡易的ではあるが非接着細胞の除去が不十分となり、不要細胞の混入が生じ分離効率が低下する。また、磁気ビーズ法は、細胞表面抗原に着目した細胞選択が可能であり高純度の単球を得ることができるが、処理時間が長く試薬コストも高額である。また、フィルター法は、単球捕捉後の回収に回収液のフローが必要であり、さらに単球培養を継続する場合には別途培養液等への置き換えが必要となる。

フィルター法の改良例として、特許文献１には、単球を捕捉したフィルター内で単球を樹状細胞に分化し、その後樹状細胞を回収する方法が提案されている。

特開２００８−７３０４８号公報

しかしながら、特許文献１で提案されている方法では、多孔質フィルターで単球を捕捉し樹状細胞化するため、接着性が非常に増した誘導後の樹状細胞の剥離が非常に困難であり、樹状細胞の抗原提示性能にダメージを与えてしまう。

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明のいくつかの態様によれば、生体の血液成分を含む液体から単球を分離できる単球分離装置及び単球分離培養装置を提供することができる。

（１）本形態に係る単球分離装置は、生体の血液成分を含む液体が導入される導入口と単球を含む液体が排出される排出口とを含む第１流路と、前記第１流路の重力方向における下方に設けられた第２流路と、前記第１流路及び前記第２流路と連通し、平面視において、前記第１流路における液体の流れる方向に間隔を空けて複数設けられた接続流路と、を含み、前記接続流路の前記第１流路側の開口は、平面視において、前記第１流路における液体の流れる方向に対して交差する方向が長手方向となる形状である。

本形態において、「上方」及び「下方」は、特に断りのない限り、重力方向を基準とした「上方」及び「下方」を意味する。また、本形態において、「上方」という文言を、例えば、「特定のもの（以下「Ａ」という）の「上方」に他の特定のもの（以下「Ｂ」という）を形成する」などと用いている。本実施形態に係る記載では、この例のような場合に、Ａ上に直接Ｂを形成するような場合と、Ａ上に他のものを介してＢを形成するような場合とが含まれるものとして、「上方」という文言を用いている。同様に、「下方」という文言は、Ａ下に直接Ｂを形成するような場合と、Ａ下に他のものを介してＢを形成するような場合とが含まれるものとする。

また、本形態において、「平面視において」という場合は、第１流路を相対的に上方、第２流路を相対的に下方として配置した場合の重力方向を基準とした上方から見た場合を指すものとする。

本形態に係る単球分離装置は、第１流路及び第２流路と連通する接続流路を有している。このため、生体の血液成分を含む液体を第１流路から流した場合に第１流路から第２流路への流れが生じる。また、本形態によれば、接続流路は、平面視において、第１流路における液体の流れる方向に複数設けられ、接続流路の第１流路側の開口は、平面視において、第１流路における液体の流れる方向と交差する方向が長手方向となる形状であるため、第１流路において生体の血液成分を含む液体に乱流が発生する。このため、生体の血液成分を含む液体が乱流により攪拌される。したがって、生体の血液成分を含む液体から、他の血液成分と比べて比重の小さい単球を第１流路の排出口側に分離できる。

（２）この単球分離装置は、前記接続流路は、前記第１流路側の開口が前記第２流路側の開口よりも広い幅となるテーパー構造を有するスリット状に構成され、前記接続流路の前記第２流路側の開口の幅は、６．５μｍ以上１６．８μｍ以下であってもよい。

本形態によれば、第１流路側の開口が第２流路側の開口よりも広い幅となるテーパー構造を有するスリット状に接続流路が構成されているため、第１流路における乱流の発生がより促進される。したがって、生体の血液成分を含む液体から、他の血液成分と比べて比重の小さい単球を第１流路の排出口側に効率よく分離できる。

また、本形態によれば、接続流路の第２流路側の開口の幅は、６．５μｍ以上１６．８μｍ以下であるため、一般的なサイズの単球は接続流路を通過しにくい。したがって、時間あたりに処理できる生体の血液成分を含む液体の量を確保するとともに、他の血液成分と比べてサイズの大きい単球を第１流路の排出口に分離できる。

（３）この単球分離装置は、
前記第１流路における前記接続流路の開口が設けられる壁面と前記接続流路の前記テーパー構造を形成する壁面とのなす角は、１２０度以上１３０度以下であってもよい。

これにより、第１流路における乱流の発生がさらに促進される。したがって、生体の血液成分を含む液体から、他の血液成分と比べて比重の小さい単球を第１流路の排出口にさらに効率よく分離できる。

（４）本形態に係る単球分離培養装置は、これらのいずれかの単球分離装置と、前記第１流路の前記排出口と連通し、単球を培養することに用いる単球培養容器と、を含む。

これにより、生体の血液成分を含む液体から単球を分離し、分離された単球を単球培養容器内で培養できる単球分離培養装置を実現できる。

（５）本形態に係る単球分離装置は、生体の血液成分を含む液体が導入される導入口と単球を含む液体が排出される排出口とを含む第１流路と、前記第１流路の重力方向における下方に設けられた第２流路と、前記第１流路及び前記第２流路と連通し、平面視において、前記第１流路における液体の流れる方向に間隔を空けて複数設けられた接続流路と、を含む第１の構造体及び第２の構造体を含み、前記接続流路の前記第１流路側の開口は、平面視において、前記第１流路における液体の流れる方向と交差する方向が長手方向となる形状であり、前記第１の構造体と前記第２の構造体とが重力方向に重ねて設けられている。

本形態に係る単球分離装置は、第１流路及び第２流路と連通する接続流路を有している。このため、第１流路から第２流路への流れが生じる。また、本形態によれば、接続流路は、平面視において、第１流路における液体の流れる方向に複数設けられ、接続流路の第１流路側の開口は、平面視において、第１流路における液体の流れる方向と交差する方向が長手方向となる形状であるため、第１流路において生体の血液成分を含む液体に乱流が発生する。このため、生体の血液成分を含む液体が乱流により攪拌される。したがって、生体の血液成分を含む液体から、他の血液成分と比べて比重の小さい単球を第１流路の排出口に分離できる。

また、本形態によれば、第１の構造体と第２の構造体とが重力方向に重ねて設けられているため、小さな面積に配置できる単球分離装置を実現できる。

図１（Ａ）は、第１実施形態に係る単球分離装置１を模式的に表す平面図、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ線における断面図。 図２（Ａ）は、第１実施形態の変形例に係る単球分離装置１ａを模式的に表す平面図、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＡ−Ａ線における断面図。 図３（Ａ）は、第２実施形態に係る単球分離装置２を模式的に表す平面図、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＡ−Ａ線における断面図。 図４（Ａ）は、第２実施形態の変形例に係る単球分離装置２ａを模式的に表す平面図、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＡ−Ａ線における断面図。 図５（Ａ）は、第３実施形態に係る単球分離装置３を模式的に表す平面図、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＡ−Ａ線における断面図。 本実施形態に係る単球分離培養装置１００を説明するためのブロック図。 シミュレーション例について説明するための単球分離装置のモデル断面図。 センサー点における圧力についてのシミュレーション結果を表すグラフ。

以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

１．第１実施形態に係る単球分離装置
図１（Ａ）は、第１実施形態に係る単球分離装置１を模式的に表す平面図、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。

本実施形態の説明においては、液体の流れる方向が水平方向である場合を例にとり、液体の流れる方向を第１方向２１０、重力方向を第３方向２３０、第１方向２１０及び第３方向２３０に垂直な方向を第２方向２２０として説明する。

第１実施形態に係る単球分離装置１は、生体の血液成分を含む液体が導入される導入口１２と単球を含む液体が排出される排出口１４とを含む第１流路１０と、第１流路１０の重力方向（第３方向２３０）における下方に設けられた第２流路２０と、第１流路１０及び第２流路２０と連通し、平面視において、第１流路１０における液体の流れる方向（第１方向２１０）に間隔を空けて複数設けられた接続流路３０と、を含み、接続流路３０の第１流路１０側の開口は、平面視において、第１流路１０における液体の流れる方向（第１方向２１０）に対して交差する方向が長手方向となる形状である。「生体の血液成分を含む液体」は、血液成分が分散されて含まれている液体であり、例えば、血液そのものであってもよいし、成分採血した血液や、血液と他の液体との混合液であってもよい。

第１流路１０は、生体の血液成分を含む液体が導入される導入口１２を含む。また、第１流路１０は、単球を含む液体が排出される排出口１４を含む。第１流路１０の、第１方向２１０に垂直な面で切った断面（以後「垂直断面」と記載する。）の形状は特に限定されない。第１流路１０の垂直断面の形状は例えば、長方形とすることができる。また、第１流路１０の垂直断面の形状は、導入口１２から排出口１４までの間において同一であってもよいし、異なる箇所があってもよい。なお、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示される例では、導入口１２から第１流路１０に導入された液体は、第１方向２１０に流通する。

第２流路２０は、第１流路１０の下方に設けられる。第２流路２０は、第２流路２０から液体が排出されるための排出口２４を有していてもよい。第２流路２０の垂直断面の形状は特に限定されない。第２流路２０の垂直断面の形状は例えば、長方形とすることができる。また、第２流路２０の垂直断面の形状は、排出口２４までの間において同一であってもよいし、異なる箇所があってもよい。

接続流路３０は、第１流路１０及び第２流路２０と連通する。また、接続流路３０は、平面視において、第１流路１０における液体の流れる方向（第１方向２１０）に間隔を空けて複数設けられている。

また、接続流路３０の第１流路１０側の開口は、平面視において、第１流路１０における液体の流れる方向（第１方向２１０）と交差する方向が長手方向となる形状となっている。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示される例では、接続流路３０の第１流路１０側の開口は、第２方向２２０（第１方向２１０に垂直な方向）が長手方向となる形状となっている。また、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示される例では、接続流路３０は、接続流路３０の第１流路１０側の開口から第２流路２０側の開口まで同一幅のスリット状に構成されている。

第１流路１０、第２流路２０及び接続流路３０が形成される部材の材料は、特に限定されない。また、例えば、溝が形成された基板や穴が形成された基板を適宜組み合わせることにより、第１実施形態に係る単球分離装置１を製造することができる。

次に、導入口１２から生体の血液成分を含む液体が導入された場合の液体の流れについて説明する。まず、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）の白抜き矢印方向から導入口１２に導入された液体は、第１流路１０を第１方向２１０に流れる。導入された液体の一部は、第１流路１０を流れ続け、排出口１４から図１（Ａ）及び図１（Ｂ）の黒矢印方向へと排出される。導入された液体の一部は、接続流路３０を介して第２流路２０へと流れる。すなわち、第１流路１０から第２流路２０への流れが生じる。また、第２流路２０は、第１流路１０よりも下方に設けられているため、比重の大きいものほど第２流路２０へ流れる。

また、接続流路３０は、平面視において、第１流路１０における液体の流れる方向に複数設けられ、接続流路３０の第１流路１０側の開口は、平面視において、第１流路１０における液体の流れる方向（第１方向２１０）と交差する方向が長手方向となる形状であるため、第１流路１０において生体の血液成分を含む液体に乱流が発生する。このため、生体の血液成分を含む液体が乱流により攪拌される。

第１流路１０から第２流路２０へ生じた流れと、乱流による撹拌により、生体の血液成分を含む液体から、他の血液成分（リンパ球、好塩基球、好中球、好酸球、赤血球など）と比べて比重の小さい単球を第１流路１０側の排出口１４へ分離できる。また、導入口１２から導入される液体の流れによって単球は排出口１４から排出されるため、単球を回収するための特別な操作が不要な単球分離装置を実現できる。

また、接続流路３０を複数有していることにより、導入口１２から導入される液体は、排出口１４までたどり着くまでに、平面視において、複数の接続流路３０を横切ることになる。したがって、比重による単球の分離が繰り返されることにより、分離精度が高まる。

接続流路３０は、スリット状に構成され、接続流路３０の最も狭い箇所の幅は、６．５μｍ以上１６．８μｍ以下であってもよい。

一般的な単球の直径は、他の血液成分と比べてサイズの大きい１３〜２０μｍ程度である。したがって、接続流路３０の最も狭い箇所の幅は、一般的な単球の直径に対して５０〜８０％となる６．５μｍ以上１６．８μｍ以下の範囲から選択されてもよい。接続流路３０の最も狭い箇所の幅が上記範囲において小さい値から選択された場合には、単球を分離する精度を高めることができる。接続流路３０の最も狭い箇所の幅が上記範囲において大きい値から選択された場合には、時間あたりに処理できる液体の量を確保するとともに、単球を第１流路１０の排出口１４に分離できる。

また、接続流路３０の内壁面及び第１流路１０における接続流路３０の開口が設けられる壁面の少なくとも一部に、単球と特異的に結合する抗体が固定された抗体固定化領域を有していてもよい。抗体固定化領域と単球とが特異的に緩やかに結合することにより、単球が第１流路１０から第２流路２０へと流出することを抑制できる。したがって、分離精度がより高まる。

また、接続流路３０の内壁面及び第１流路１０における接続流路３０の開口が設けられる壁面の少なくとも一部に、微小凹凸を有する微小凹凸領域を有していてもよい。第１流路１０及び接続流路３０を形成する壁面の材質が、単球と緩やかに接着しやすい材質（例えば、プラスチック材料、ガラス材料など）である場合には、壁面の表面積を増やすことにより、単球が第１流路１０から第２流路２０へと流出することを抑制できる。したがって、分離精度がより高まる。

２．第１実施形態の変形例に係る単球分離装置
図２（Ａ）は、第１実施形態の変形例に係る単球分離装置１ａを模式的に表す平面図、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。第１実施形態に係る単球分離装置１と同様な構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示される単球分離装置１ａでは、接続流路３０の第１流路１０側の開口は、第２方向２２０に対して所定の角度を有する方向が長手方向となる形状となっている。このように、第１流路における液体の流れる方向（第１方向２１０）と交差する方向は、第２方向２２０には限られない。

第１実施形態の変形例に係る単球分離装置１ａにおいても、第１実施形態に係る単球分離装置１と同様な効果を奏する。また、「１．第１実施形態に係る単球分離装置」の項で説明した種々の変形と同様の変形が可能である。

３．第２実施形態に係る単球分離装置
図３（Ａ）は、第２実施形態に係る単球分離装置２を模式的に表す平面図、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。第１実施形態に係る単球分離装置１と同様な構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示される単球分離装置２では、接続流路３０は、第１流路１０側の開口が第２流路２０側の開口よりも広い幅となるテーパー構造を有するスリット状に構成されている。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示される例では、接続流路３０の第１流路１０側の部分が、第２流路２０側から第１流路１０側に向かって直線的に単調に幅が広がるテーパー構造となっている。また、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示される例では、第１流路１０の導入口１２に近い側と導入口１２から遠い側とで均等に幅が広がるテーパー構造となっている。

接続流路３０が、第１流路１０側の開口が第２流路２０側の開口よりも広い幅となるテーパー構造を有するスリット状に構成されていることにより、第１流路１０を流れる液体がテーパー構造の側面とぶつかるため、第１流路１０における乱流の発生がより促進される。したがって、生体の血液成分を含む液体から、他の血液成分と比べて比重の小さい単球を第１流路１０の排出口１４側に効率よく分離できる。

また、接続流路３０の第２流路２０側の開口の幅は、６．５μｍ以上１６．８μｍ以下である。一般的な単球の直径は、他の血液成分と比べてサイズの大きい１３〜２０μｍ程度であるため、接続流路３０の第２流路２０側の開口の幅は、一般的な単球の直径に対して５０〜８０％となる６．５μｍ以上１６．８μｍ以下の範囲から選択されてもよい。接続流路３０の第２流路２０側の開口の幅が上記範囲において小さい値から選択された場合には、単球を分離する精度を高めることができる。接続流路３０の第２流路２０側の開口の幅が上記範囲において大きい値から選択された場合には、時間あたりに処理できる液体の量を確保するとともに、単球を第１流路１０の排出口１４に分離できる。

また、第１流路１０における接続流路３０の開口が設けられる壁面と接続流路３０のテーパー構造を形成する壁面とのなす角θは、１２０度以上１３０度以下であってもよい。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示される例では、第１流路１０における接続流路３０の開口が設けられる壁面と、接続流路３０のテーパー構造を形成する壁面のうち導入口１２から遠い側の壁面とのなす角をθとしている。これにより、第１流路１０における乱流の発生がさらに促進される。したがって、生体の血液成分を含む液体から、他の血液成分と比べて比重の小さい単球を第１流路１０の排出口１４により効率よく分離できる。なお、なす角θと乱流との関係については、「７．シミュレーション例」の項で後述される。

さらに、上述した効果に加えて、第２実施形態に係る単球分離装置２においても、第１実施形態に係る単球分離装置１と同様な効果を奏する。また、「１．第１実施形態に係る単球分離装置」の項で説明した種々の変形と同様の変形が可能である。

４．第２実施形態の変形例に係る単球分離装置
図４（Ａ）は、第２実施形態の変形例に係る単球分離装置２ａを模式的に表す平面図、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。第１実施形態に係る単球分離装置１及び第２実施形態に係る単球分離装置２と同様な構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示される単球分離装置２ａでは、接続流路３０の第１流路１０側の開口は、第２方向２２０に対して所定の角度を有する方向が長手方向となる形状となっている。このように、第１流路における液体の流れる方向（第１方向２１０）と交差する方向は、第２方向２２０には限られない。

第２実施形態の変形例に係る単球分離装置２ａにおいても、第２実施形態に係る単球分離装置２と同様な効果を奏する。また、「１．第１実施形態に係る単球分離装置」及び「３．第２実施形態に係る単球分離装置」の項で説明した種々の変形と同様の変形が可能である。

５．第３実施形態に係る単球分離装置
図５（Ａ）は、第３実施形態に係る単球分離装置３を模式的に表す平面図、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。第１実施形態に係る単球分離装置１と同様な構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

第３実施形態に係る単球分離装置３は、生体の血液成分を含む液体が導入される導入口１２−１と単球を含む液体が排出される排出口１４−１とを含む第１流路１０−１と、第１流路１０−１の重力方向における下方に設けられた第２流路２０−１と、第１流路１０−１及び第２流路２０−１と連通し、平面視において、第１流路１０−１における液体の流れる方向（第１方向２１０）に間隔を空けて複数設けられた接続流路３０−１と、を含む第１の構造体５０を含む。

また、第３実施形態に係る単球分離装置３は、生体の血液成分を含む液体が導入される導入口１２−２と単球を含む液体が排出される排出口１４−２とを含む第１流路１０−２と、第１流路１０−２の重力方向における下方に設けられた第２流路２０−２と、第１流路１０−２及び第２流路２０−２と連通し、平面視において、第１流路１０−２における液体の流れる方向（第１方向２１０）に間隔を空けて複数設けられた接続流路３０−２と、を含む第２の構造体６０を含む。

さらに、第３実施形態に係る単球分離装置３は、接続流路３０−１の第１流路１０−１側の開口は、平面視において、第１流路１０−１における液体の流れる方向（第１方向２１０）と交差する方向が長手方向となる形状であり、接続流路３０−２の第１流路１０−２側の開口は、平面視において、第１流路１０−２における液体の流れる方向（第１方向２１０）と交差する方向が長手方向となる形状である。

すなわち、第３実施形態に係る単球分離装置３の第１の構造体５０は、第１実施形態に係る単球分離装置１と同様の構成である。また、第３実施形態に係る単球分離装置３の第２の構造体６０は、第１実施形態に係る単球分離装置１と同様の構成である。

また、第３実施形態に係る単球分離装置３は、第１の構造体５０と第２の構造体６０とが重力方向に重ねて設けられている。これにより、小さな面積に配置できる単球分離装置を実現できる。また、第１の構造体５０の第２流路２０−１と第２の構造体６０の第１流路１０−２とを仕切る部材を共有することにより、より小さな体積となる単球分離装置を実現できる。

上述した効果に加えて、第３実施形態に係る単球分離装置３においても、第１実施形態に係る単球分離装置１と同様な効果を奏する。また、第１の構造体５０及び第２の構造体６０の構成を、単球分離装置１ａ、単球分離装置２、単球分離装置２ａのいずれかの構成とすることもできる。この場合には、「２．第１実施形態の変形例に係る単球分離装置」、「３．第２実施形態に係る単球分離装置」及び「４．第２実施形態の変形例に係る単球分離装置」の項で説明した効果を奏する。また、第３実施形態に係る単球分離装置３においても、「１．第１実施形態に係る単球分離装置」、「２．第１実施形態の変形例に係る単球分離装置」、「３．第２実施形態に係る単球分離装置」及び「４．第２実施形態の変形例に係る単球分離装置」の項で説明した種々の変形と同様の変形が可能である。

６．単球分離培養装置
図６は、本実施形態に係る単球分離培養装置１００を説明するためのブロック図である。図６において、白矢印は液体の流れ及び配管を、黒矢印は信号の流れを示している。

本実施形態に係る単球分離培養装置１００は、単球分離装置１（１ａ，２，２ａ，３）と、単球分離装置１（１ａ，２，２ａ，３）の第１流路１０（１０−１，１０−２）の排出口１４（１４−１，１４−２）と連通し、単球を培養することに用いる単球培養容器１２４とを含む。

図６に示される例では、単球分離培養装置１００は、上記構成に加えて、血液用容器１１０、洗浄液用容器１１２、ポンプ１１４、バルブ１１６、圧力センサー１１８、圧力センサー１２０、バルブ１２２、圧力センサー１２６、バルブ１２８、廃液用容器１３０、制御部１５０を含んで構成されている。

血液用容器１１０には、生体の血液成分を含む液体が収容される。洗浄液用容器１１２には、洗浄液（例えば、生理食塩水、培養液、緩衝液など）が収容される。ポンプ１１４は、血液用容器１１０に収容される生体の血液成分を含む液体と洗浄液用容器１１２に収容される洗浄液との混合液を単球分離装置１（１ａ，２，２ａ，３）へ送出する。廃液用容器１３０は、単球分離装置１（１ａ，２，２ａ，３）の第２流路２０（２０−１，２０−２）の排出口２４（２４−１，２４−２）から排出される液体を収容する。

圧力センサー１１８は、単球分離装置１（１ａ，２，２ａ，３）の第１流路１０（１０−１，１０−２）の導入口１２（１２−１，１２−２）へ導入される液体の圧力を検出する。圧力センサー１２０は、単球分離装置１（１ａ，２，２ａ，３）の第１流路１０（１０−１，１０−２）の排出口１４（１４−１，１４−２）から排出される液体の圧力を検出する。圧力センサー１２６は、単球分離装置１（１ａ，２，２ａ，３）の第２流路２０（２０−１，２０−２）の排出口２４（２４−１，２４−２）から排出される液体の圧力を検出する。

バルブ１１６は、単球分離装置１（１ａ，２，２ａ，３）の第１流路１０（１０−１，１０−２）の導入口１２（１２−１，１２−２）へ導入される液体の量を制御する。バルブ１２２は、単球分離装置１（１ａ，２，２ａ，３）の第１流路１０（１０−１，１０−２）の排出口１４（１４−１，１４−２）から排出される液体の量を制御する。バルブ１２８は、単球分離装置１（１ａ，２，２ａ，３）の第２流路２０（２０−１，２０−２）の排出口２４（２４−１，２４−２）から排出される液体の量を制御する。

単球培養容器１２４は、単球分離装置１（１ａ，２，２ａ，３）の第１流路１０（１０−１，１０−２）の排出口１４（１４−１，１４−２）から排出される液体を収容する。単球培養容器１２４には、単球を樹状細胞に誘導するための試薬を添加したり、培地交換したりするためのバルブが設けられていてもよい。単球培養容器１２４の内壁面は、樹状細胞が剥離しやすい構造や材質で構成されていることが好ましい。例えば、ポリテトラフルオロエチレン（テフロン（登録商標））などの撥水性材料、親水コート表面を持つ高分子有機化合物又は無機化合物などで構成されていたり、微小凹凸やマイクロポスト状の構造を有していたりしてもよい。

制御部１５０は、圧力センサー１１８、圧力センサー１２０及び圧力センサー１２６による圧力の検出結果に基づいて、バルブ１１６、バルブ１２２及びバルブ１２８の開閉を制御する。制御部１５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）とメモリーとを有するコンピューターを利用して構成されることができる。

これにより、生体の血液成分を含む液体から単球を分離し、分離された単球を単球培養容器内で培養できる単球分離培養装置を実現できる。また、閉鎖系ラインで構成できる単球分離培養装置を実現できる。さらに、単球を回収するための特別な操作の必要のない単球分離培養装置を実現できる。

７．シミュレーション例
次に、シミュレーション例について説明する。シミュレーションソフトには、ＳＴＡＲ−ＬＴ（株式会社シーディー・アダプコ・ジャパン社製）を用いた。液体の物性条件は水の物性をモデルとし、分子量１８、参照温度２９３．１Ｋ、密度９９８．２ｋｇ／ｍ^３、体積膨張率０、比熱４１８３Ｊ／ｋｇ・Ｋ、分子粘性０．００１００２Ｐａ・ｓ、熱伝導率０．６０３Ｗ／ｍ・Ｋ、形成熱−１５８７００００、形成温度２９８．１Ｋとした。

図７は、シミュレーション例について説明するための単球分離装置のモデル断面図である。図７に示されるモデルでは、第１流路１０に導入口１２が設けられ、第２流路２０に排出口２４が設けられている。接続流路３０の第１流路１０側の開口は、液体の流れる方向（第１方向２１０）に垂直な方向が長手方向となるスリット状に構成されている。液体の流れる方向（第１方向２１０）から見た第１流路１０及び第２流路２０の断面の形状は長方形、幅は１００μｍ、高さは３０μｍである。また、接続流路３０の第２流路２０側の幅は１０μｍである。また、接続流路３０の上方（第３方向２３０における接続流路３０の長さの５０％）がテーパー構造となっている。

上記条件において、第１流路１０における接続流路３０の開口が設けられる壁面と、接続流路３０のテーパー構造を形成する壁面のうち導入口１２から遠い側の壁面とのなす角θ、及び、導入口１２と排出口２４との差圧を変化させて、液体の速度ベクトルと、センサー点における圧力についてのシミュレーションを行った。図７に示されるように、圧力のセンサー点は、接続流路３０のテーパー構造を形成する壁面のうち導入口１２から遠い側の壁面の中心とした。

図７の第１流路１０、第２流路２０及び接続流路３０内に表示される矢印は、液体の速度ベクトルを表す。図７には、接続流路３０のテーパー構造を形成する壁面のうち導入口１２から遠い側の壁面に向かう矢印が存在することが示されている。したがって、接続流路３０のテーパー構造を形成する壁面のうち導入口１２から遠い側の壁面付近で乱流が発生していることが推認できる。

図８は、センサー点における圧力についてのシミュレーション結果を表すグラフである。横軸は、なす角θ［°］、縦軸は圧力［Ｐａ］である。なお、圧力は、図７に示される３つのセンサー点における平均値を表している。また、流入速度は、導入口１２と排出口２４との差圧から換算した参考値である。

図８には、流入速度に依存せず、なす角θが１２０度以上１３０度以下の範囲Ａにおいて、圧力が大きくなることが示されている。したがって、特になす角θが１２０度以上１３０度以下の範囲Ａの場合には、接続流路３０のテーパー構造を形成する壁面のうち導入口１２から遠い側の壁面付近で大きな乱流が発生していることが推認できる。

なお、上述した実施形態及び変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば各実施形態及び各変形例は、複数を適宜組み合わせることが可能である。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

１，１ａ，２，２ａ，３ 単球分離装置、１０，１０−１，１０−２ 第１流路、１２，１２−１，１２−２ 導入口、１４，１４−１，１４−２ 排出口、２０，２０−１，２０−２ 第２流路、２４，２４−１，２４−２ 排出口、３０，３０−１，３０−２ 接続流路、５０ 第１の構造体、６０ 第２の構造体、１００ 単球分離培養装置、１１０ 血液用容器、１１２ 洗浄液用容器、１１４ ポンプ、１１６ バルブ、１１８ 圧力センサー、１２０ 圧力センサー、１２２ バルブ、１２４ 単球培養容器、１２６ 圧力センサー、１２８ バルブ、１３０ 廃液用容器、１５０ 制御部、２１０ 第１方向、２２０ 第２方向、２３０ 第３方向

Claims (5)

1. 生体の血液成分を含む液体が導入される導入口と単球を含む液体が排出される排出口とを含む第１流路と、
   前記第１流路の重力方向における下方に設けられた第２流路と、
   前記第１流路及び前記第２流路と連通し、平面視において、前記第１流路における液体の流れる方向に間隔を空けて複数設けられた接続流路と、
   を含み、
   前記接続流路の前記第１流路側の開口は、平面視において、前記第１流路における液体の流れる方向に対して交差する方向が長手方向となる形状である、単球分離装置。
2. 請求項１に記載の単球分離装置において、
   前記接続流路は、前記第１流路側の開口が前記第２流路側の開口よりも広い幅となるテーパー構造を有するスリット状に構成され、
   前記接続流路の前記第２流路側の開口の幅は、６．５μｍ以上１６．８μｍ以下である、単球分離装置。
3. 請求項２に記載の単球分離装置において、
   前記第１流路における前記接続流路の開口が設けられる壁面と前記接続流路の前記テーパー構造を形成する壁面とのなす角は、１２０度以上１３０度以下である、単球分離装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の単球分離装置と、
   前記第１流路の前記排出口と連通し、単球を培養することに用いる単球培養容器と、
   を含む、単球分離培養装置。
5. 生体の血液成分を含む液体が導入される導入口と単球を含む液体が排出される排出口とを含む第１流路と、前記第１流路の重力方向における下方に設けられた第２流路と、前記第１流路及び前記第２流路と連通し、平面視において、前記第１流路における液体の流れる方向に間隔を空けて複数設けられた接続流路と、を含む第１の構造体及び第２の構造体を含み、
   前記接続流路の前記第１流路側の開口は、平面視において、前記第１流路における液体の流れる方向と交差する方向が長手方向となる形状であり、
   前記第１の構造体と前記第２の構造体とが重力方向に重ねて設けられた、単球分離装置。