JP2014073092A - 細胞回収用デバイス、装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、基板と、光解離層とを備え、前記光解離層が、直列に連なる3以上の光解離ユニットと、基板と光解離ユニットとを結合させる基板の結合部材と、細胞接着性末端を有する、細胞と光解離ユニットとを結合させる細胞の結合部材とを含む1又は複数の光解離部材を含む、細胞回収デバイスに関する。
【選択図】なし
Description
本明細書では、適宜図面を参照して本発明の特徴を説明する。図面では、明確化のために各部の寸法及び形状を誇張しており、実際の寸法及び形状を正確に描写してはいない。それ故、本発明の技術的範囲は、これら図面に表された各部の寸法及び形状に限定されるものではない。
本発明は、基板と、光解離層とを備える光回収デバイスに関する。
本発明の細胞回収デバイスは、前記基板と、前記基板の結合部材とを結合させて基板の結合部材を固定化し、基板に固定化された基板の結合部材と3以上の前記光解離ユニットとを結合させて、基板の結合部材の末端に3以上の光解離ユニットを直列に連なるように連結させ、さらに基板に固定化された直列に連なる3以上の光解離ユニットと前記細胞の結合部材とを結合させて、光解離部材を形成させる方法により製造することができる。前記方法は、固相又は液相プロセスによって実施することができる。以下、各プロセスについて説明する。
図4は、固相反応により本発明の細胞回収デバイスを製造する方法(以下、「固相プロセス」とも記載する)の一実施形態を示す工程図である。以下、図4に基づき、本発明の方法の好ましい実施形態について詳細に説明する。
本発明の固相プロセスは、基板2と基板の結合部材の原料300とを反応させる基板の結合部材の固定化工程(工程1-1)を含むことが必要である。本工程により、基板の結合部材6が基板2に固定化された中間体500が形成される。
本発明の固相プロセスは、前記工程で得られた中間体500と1個の光解離ユニットの原料100とを反応させる光解離ユニット固定化工程(工程1-2)を含むことが必要である。本工程により、基板2に固定化された基板の結合部材6の末端に1個の光解離ユニット5が結合した中間体510が形成される。
本発明の固相プロセスは、前記工程で得られた中間体510と1個の光解離ユニットの結合部材の原料200とを反応させる光解離ユニットの結合部材固定化工程(工程1-3)を含むことが必要である。本工程により、基板2に固定化された1個の光解離ユニット5の末端に1個の光解離ユニットの結合部材7が結合した中間体520が形成される。
本発明の固相プロセスは、前記工程で得られた中間体520と1個の光解離ユニットの原料100とを反応させる光解離ユニット連結工程(工程1-4)を含むことが必要である。本工程により、基板2に固定化された1個の光解離ユニット5の末端に1個の光解離ユニットの結合部材7と1個の光解離ユニット5とが直列に連なるように連結された中間体600が形成される。
本発明の固相プロセスは、前記光解離ユニットの結合部材固定化工程(工程1-3)と光解離ユニット連結工程(工程1-4)とをさらにn-2回(nは3以上の整数である)繰り返す繰り返し工程(工程1-5)を含むことが必要である。本工程により、基板2に固定化された1個の光解離ユニット5の末端に、n-1個の光解離ユニットの結合部材7と光解離ユニット5との組み合わせが直列に連なるように連結された中間体600が形成される。
本発明の固相プロセスは、前記工程で得られた中間体600と細胞の結合部材の原料400とを反応させる光解離部材形成工程(工程1-6)を含むことが必要である。本工程により、基板2に固定化された交互に直列に連なるn個(nは3以上の整数である)の光解離ユニット及び光解離ユニットの結合部材の組み合わせの末端に細胞の結合部材8が結合した細胞回収デバイス1が形成される。
図9は、固相プロセスの変形例を示す工程図である。以下、図9に基づき、本発明の方法の変形例について、前記の実施形態との相違点を重点に説明する。
本発明の固相プロセスは、基板2と基板の結合部材の原料340とを反応させる基板の結合部材の固定化工程(工程2-1)を含む。本工程により、基板の結合部材6が基板2に固定化された中間体540が形成される。
本発明の固相プロセスは、前記工程で得られた中間体540と1個の保護された光解離ユニットの原料140とを反応させる光解離ユニット固定化工程(工程2-2)を含む。本工程により、基板2に固定化された基板の結合部材6の末端に1個の保護された光解離ユニット5が結合した中間体550が形成される。
本発明の固相プロセスは、前記工程で得られた中間体550に対し、脱保護反応を行う工程(工程2-3)を含む。本工程により、基板2に固定化された1個の光解離ユニット5の末端に1個の(脱保護された)光解離ユニットの結合部材7が結合した中間体560が形成される。
本発明の固相プロセスは、前記工程で得られた中間体560と1個の保護された光解離ユニットの原料140とを工程2-2と同様に反応させ、さらに脱保護反応を工程2-3と同様に行う、光解離ユニット連結工程(工程2-4)を含む。前者の反応により、中間体560の末端の結合部分C’即ちアミノ基220と、保護された光解離ユニットの原料140の結合部分C即ちカルボキシル基120との反応により、アミド基、即ち結合部材7が生成する。本工程により、基板2に固定化された1個の光解離ユニット5の末端に1個の結合部材7と1個の(脱保護された)光解離ユニット5とが直列に連なるように連結された中間体610が形成される。
本発明の固相プロセスは、前記光解離ユニット連結工程(工程2-4)をさらにn-2回(nは3以上の整数である)繰り返す繰り返し工程(工程2-5)を含む。本工程により、基板2に固定化された1個の光解離ユニット5の末端に、n-1個の結合部材7と光解離ユニット5との組み合わせが直列に連なるように連結された中間体610が形成される。
本発明の固相プロセスは、前記工程で得られた中間体610と細胞の結合部材の原料440とを反応させる光解離部材形成工程(工程2-6)を含む。本工程により、基板2に固定化された交互に直列に連なるn個(nは3以上の整数である)の光解離ユニット及び光解離ユニットの結合部材の組み合わせの末端に細胞の結合部材8が結合した細胞回収デバイス1が形成される。
図11は、液相反応により本発明の細胞回収デバイスを製造する方法(以下、「液相プロセス」とも記載する)の一実施形態を示す工程図である。以下、図11に基づき、本発明の方法の好ましい実施形態について詳細に説明する。
本発明の液相プロセスは、基板2と基板の結合部材の原料300とを反応させる基板の結合部材の固定化工程(工程3-1)を含むことが必要である。本工程により、基板の結合部材6が基板2に固定化された中間体500が形成される。また、本発明の液相プロセスは、前記工程で得られた中間体500と1個の光解離ユニットの原料100とを反応させる光解離ユニット固定化工程(工程3-2)を含むことが必要である。本工程により、基板2に固定化された基板の結合部材6の末端に1個の光解離ユニット5が結合した中間体510が形成される。前記工程3-1及び2-2は、前記で説明した固相プロセスにおける基板の結合部材の固定化工程(工程1-1)及び光解離ユニット固定化工程(工程1-2)とそれぞれ同様に実施することができる。
本発明の液相プロセスは、1個の光解離ユニットの結合部材の原料200と1個の光解離ユニットの原料100とを反応させる直列構造単量体形成工程(工程3-3)を含むことが必要である。本工程により、1個の光解離ユニット5と光解離ユニットの結合部材7とが直列に連なるように連結された、直列構造の単量体700が形成される。
本発明の液相プロセスは、前記工程で得られた単量体700と細胞の結合部材の原料400とを反応させる直列構造重合体形成工程(工程3-4)を含むことが必要である。本工程により、n-1個(nは3以上の整数である)の単量体700が重合した直列構造重合体の末端に細胞の結合部材8が結合した中間体710が形成される。
本発明の液相プロセスは、前記工程で得られた中間体710と前記光解離ユニット固定化工程(工程3-2)で得られた中間体510とを反応させる光解離部材形成工程(工程3-5)を含むことが必要である。本工程により、本発明による細胞回収デバイス1が形成される。
図12は、光解離層3を構成する光解離部材の第2の構成を示す模式図である。以下、光解離部材の第2の構成について、図12を用いて説明する。
第2の構成の本発明による細胞回収デバイスは、前記で説明した細胞の結合部材の原料の代わりに、複数の分岐部材及び細胞の結合部材の原料の組み合わせを用いる他は、前記で説明した第1の構成の本発明による細胞回収デバイスの製造方法と同様の固相又は液相プロセスによって製造することができる。以下、複数の分岐部材及び細胞の結合部材の原料の組み合わせを用いて、樹状構造を有し且つ複数の分岐末端に細胞接着性末端を有する樹状構造の細胞の結合部材の製造工程について説明する。
図13は、第2の構成の本発明による細胞回収デバイスに含まれる樹状構造の細胞の結合部材38の製造工程の一実施形態を示す工程図である。以下、図13に基づき、本発明の方法の好ましい実施形態について詳細に説明する。
本発明の樹状構造を有する細胞の結合部材を含む細胞回収デバイスの製造方法は、一端に分岐末端を有する複数の分岐部材の原料800を重合させる分岐部材重合工程(工程4-6)を含むことが必要である。本工程により、分岐部材が重合した樹状構造重合体850が形成される。
本発明の樹状構造を有する細胞の結合部材を含む細胞回収デバイスの製造方法は、前記工程で得られた樹状構造重合体850と細胞の結合部材の原料400とを反応させる樹状構造重合体形成工程(工程4-7)を含むことが必要である。本工程により、分岐部材の原料800が重合した樹状構造重合体の末端に細胞の結合部材8が結合した中間体38が形成される。
本発明はまた、細胞と前記の細胞回収デバイスとを接触させて、該細胞回収デバイスに細胞を接着させる細胞接着工程;前記細胞を接着させた細胞回収デバイスの光解離層の特定の領域に光を照射することにより、基板と細胞との間の結合を切断する光照射工程;前記工程で光を照射した光解離層の領域から細胞を選択的に剥離させて回収する細胞回収工程;を含む細胞の回収方法に関する。
本発明はまた、細胞と前記の細胞回収デバイスとを接触させて、該細胞回収デバイスに細胞を接着させる細胞接着機構と、細胞回収デバイスに接着した細胞を観察する観察機構と、観察した細胞を回収すべき対象細胞とするかどうかを判断する判断機構と、判断機構の判断結果に基づいて対象細胞を接着させた細胞回収デバイスの光解離層の特定の領域に光を照射することにより、該領域に接着した対象細胞を細胞回収デバイスから選択的に剥離させる光照射機構と、細胞回収デバイスに洗浄液を導入する洗浄機構と、細胞回収デバイスから剥離した細胞を回収する回収機構とを備える細胞の回収装置に関する。
本実施例では、第1の構成の直列構造を有する光解離ユニットを含む細胞回収デバイスを作製する。
基板として、ガラス基板を用いた。
本実施例では、第1の構成の直列構造を有する細胞の結合部材を含む細胞回収デバイスを、前述の変形例の方法により、作製する。
前記の原料を用いて本発明の固相プロセスを実施する。基板の結合部材の固定化工程をシランカップリング反応条件において実施することにより、トリメトキシシラン基320(結合部分A)がガラス基板2と選択的にシランカップリング反応して結合を形成する。次に、保護された光解離ユニット固定化工程をアミド化条件において実施することにより、カルボキシル基120(結合部分C)が中間体540の末端に位置する基板の結合部材の原料340のアミノ基220(結合部分C’)とアミド化反応して結合(アミド基)を形成する。次に、脱保護反応工程を2級アミン共存条件において実施することにより、保護された光解離ユニットの保護基240(保護された結合部分C’’)から保護基(Fmoc)が脱離して、アミノ基220(結合部分C’)を形成する。同様の条件で、光解離ユニット連結工程(保護された光解離ユニット連結工程と、脱保護工程とからなる)を繰り返し行う、繰り返し工程、及び光解離部材形成工程を実施することにより、細胞回収デバイスが形成される。
本実施例では、第2の構成の樹状構造を有する細胞の結合部材を含む細胞回収デバイスを作製する。
前記の原料を用いて本発明の固相プロセスを実施する。分岐部材重合工程をアミド化反応条件において実施することにより、アミノ基220(結合部分C’)が別の分岐部材の原料800の分岐末端に位置するカルボン酸820(結合部分C)と選択的に反応してアミド結合を形成する。前記反応によって分岐部材の原料800が重合して、樹状構造を有する樹状構造重合体850を形成する。以下、実施例1と同様の条件で樹状構造重合体形成工程を実施することにより、分岐部材の原料800が重合した樹状構造重合体の末端に細胞の結合部材8が結合した中間体38を形成する。さらに、実施例1と同様の条件で固相又は液相プロセスを実施することにより、第2の構成の樹状構造を有する細胞の結合部材を含む細胞回収デバイスが形成される。
2…基板
3…光解離層
4…細胞
5…光解離ユニット
6…基板の結合部材
7…光解離ユニットの結合部材
8…細胞の結合部材
9…複数の光解離ユニット5が直列に連なるように配置されている構造を略記したもの
13…光解離部材
23…光解離部材の集合体
33…光解離部材
38…樹状構造の細胞の結合部材
100…光解離ユニットの原料
140…保護された光解離ユニットの原料
200…光解離ユニットの結合部材の原料
300、340…基板の結合部材の原料
400、440…細胞の結合部材の原料
110…結合部分B
120…結合部分C
210…結合部分B’
220…結合部分C’
240…保護された結合部分C’’
320…結合部分A
410…細胞接着性末端
230…光解離ユニットの結合部材の骨格部分
330…基板の結合部材の骨格部分
430…細胞の結合部材の骨格部分
500、510、520、540、550、560、600、610、700、710…中間体
800…分岐部材の原料の原料
820…結合部分C
830…分岐部材の骨格部分
850…中間体
1010…細胞接着工程
1020…洗浄工程
1040…光照射機構
1030…評価選定工程
1040…照射可否判断工程
1050…光照射工程
1060…洗浄工程
1070…分画1を回収する工程
1080…分画2を回収する工程
Claims (11)
- 基板と、光解離層とを備え、
前記光解離層が、直列に連なる3以上の光解離ユニットと、基板と光解離ユニットとを結合させる基板の結合部材と、細胞接着性末端を有する、細胞と光解離ユニットとを結合させる細胞の結合部材とを含む1又は複数の光解離部材を含む、細胞回収デバイス。 - 前記光解離部材が、前記3以上の光解離ユニットを相互に直列に結合させる光解離ユニットの結合部材をさらに含み、光解離ユニットと光解離ユニットの結合部材とが交互に直列に連なるように配置されており、光解離部材の一端に前記基板の結合部材が、他端に前記細胞の結合部材が、それぞれ配置される、請求項1に記載の細胞回収デバイス。
- 前記基板と、前記基板の結合部材とを結合させて基板の結合部材を固定化し、基板に固定化された基板の結合部材と3以上の前記光解離ユニットとを結合させて、基板の結合部材の末端に3以上の光解離ユニットを直列に連なるように連結させ、さらに基板に固定化された直列に連なる3以上の光解離ユニットと前記細胞の結合部材とを結合させて、光解離部材を形成させる方法により得られる、請求項1に記載の細胞回収デバイス。
- 前記基板と基板の結合部材の原料とを反応させて、基板の結合部材が基板に固定化された中間体を得る基板の結合部材の固定化工程;
前記工程で得られた中間体と1個の光解離ユニットの原料とを反応させて、基板に固定化された基板の結合部材の末端に1個の光解離ユニットが結合した中間体を得る光解離ユニット固定化工程;
前記工程で得られた中間体と1個の光解離ユニットの結合部材の原料とを反応させて、基板に固定化された1個の光解離ユニットの末端に1個の光解離ユニットの結合部材が結合した中間体を得る光解離ユニットの結合部材固定化工程;
前記工程で得られた中間体と1個の光解離ユニットの原料とを反応させて、基板に固定化された1個の光解離ユニットの末端に1個の光解離ユニットの結合部材と1個の光解離ユニットとが直列に連なるように連結された中間体を得る光解離ユニット連結工程;
前記光解離ユニットの結合部材固定化工程と光解離ユニット連結工程とをさらにn-2回(nは3以上の整数である)繰り返して、基板に固定化された1個の光解離ユニットの末端に、n-1個の光解離ユニットの結合部材と光解離ユニットとの組み合わせが直列に連なるように連結された中間体を得る繰り返し工程;
前記工程で得られた中間体と細胞の結合部材の原料とを反応させて、前記光解離部材を形成させる光解離部材形成工程;
を含み、
前記基板の結合部材の原料が、基板の結合部材の骨格部分の両端に結合部分A及びB’をそれぞれ有し、
前記光解離ユニットの原料が、光解離ユニットの両端に結合部分B及びCをそれぞれ有し、
前記光解離ユニットの結合部材の原料が、光解離ユニットの結合部材の骨格部分の両端に結合部分B’及びC’をそれぞれ有し、
前記細胞の結合部材の原料が、細胞の結合部材の骨格部分の一端に結合部分C’を、他端に細胞接着性末端をそれぞれ有し、
結合部分Aは基板と、結合部分Bは結合部分B’と、結合部分Cは結合部分C’とのみそれぞれ選択的に結合し、他の結合部分とは結合しない相補的な反応性基である、
前記方法により得られる、請求項2に記載の細胞回収デバイス。 - 前記基板と基板の結合部材の原料とを反応させて、基板の結合部材が基板に固定化された中間体を得る基板の結合部材の固定化工程;
前記工程で得られた中間体と1個の光解離ユニットの原料とを反応させて、基板に固定化された基板の結合部材の末端に1個の光解離ユニットが結合した中間体を得る光解離ユニット固定化工程;
1個の光解離ユニットの結合部材の原料と1個の光解離ユニットの原料とを反応させて、1個の光解離ユニットと光解離ユニットの結合部材とが直列に連なるように連結された、直列構造の単量体を得る直列構造単量体形成工程;
前記工程で得られた単量体と細胞の結合部材の原料とを反応させて、n-1個(nは3以上の整数である)の該単量体が重合した直列構造重合体の末端に細胞の結合部材が結合した中間体を得る直列構造重合体形成工程;
前記工程で得られた中間体と光解離ユニット固定化工程で得られた中間体とを反応させて、前記光解離部材を形成させる光解離部材形成工程;
を含み、
前記基板の結合部材の原料が、基板の結合部材の骨格部分の両端に結合部分A及びB’をそれぞれ有し、
前記光解離ユニットの原料が、光解離ユニットの両端に結合部分B及びCをそれぞれ有し、
前記光解離ユニットの結合部材の原料が、光解離ユニットの結合部材の骨格部分の両端に結合部分B’及びC’をそれぞれ有し、
前記細胞の結合部材の原料が、細胞の結合部材の骨格部分の一端に結合部分C’を、他端に細胞接着性末端をそれぞれ有し、
結合部分Aは基板と、結合部分Bは結合部分B’と、結合部分Cは結合部分C’とのみそれぞれ選択的に結合し、他の結合部分とは結合しない相補的な反応性基である、
前記方法により得られる、請求項2に記載の細胞回収デバイス。 - 複数の前記光解離部材を含む、請求項1に記載の細胞回収デバイス。
- 基板と、光解離層とを備え、
前記光解離層が、光解離ユニットと、基板と光解離ユニットとを結合させる基板の結合部材と、一端に分岐末端を有する複数の分岐部材が重合することによって形成される樹状構造を有し且つ複数の分岐末端に細胞接着性末端を有する細胞と光解離ユニットとを結合させる樹状構造の細胞の結合部材とを含む1又は複数の光解離部材を含む、細胞回収デバイス。 - 前記樹状構造の細胞の結合部材が、分岐末端のそれぞれに細胞接着性末端を有する、請求項7に記載の細胞回収デバイス。
- 基板と、光解離層とを備え、
前記光解離層が、直列に連なる3以上の光解離ユニットと、基板と光解離ユニットとを結合させる基板の結合部材と、一端に分岐末端を有する複数の分岐部材が重合することによって形成される樹状構造を有し且つ複数の分岐末端に細胞接着性末端を有する細胞と光解離ユニットとを結合させる樹状構造の細胞の結合部材とを含む1又は複数の光解離部材とを含む、細胞回収デバイス。 - 細胞と請求項1に記載の細胞回収デバイスとを接触させて、該細胞回収デバイスに細胞を接着させる細胞接着工程;
前記細胞を接着させた細胞回収デバイスの光解離層の特定の領域に光を照射することにより、基板と細胞との間の結合を切断する光照射工程;
前記工程で光を照射した光解離層の領域から細胞を選択的に剥離させて回収する細胞回収工程;
を含む細胞の回収方法。 - 細胞と請求項1に記載の細胞回収デバイスとを接触させて、該細胞回収デバイスに細胞を接着させる細胞接着機構と、細胞回収デバイスに接着した細胞を観察する観察機構と、観察した細胞を回収すべき対象細胞とするかどうかを判断する判断機構と、判断機構の判断結果に基づいて対象細胞を接着させた細胞回収デバイスの光解離層の特定の領域に光を照射することにより、該領域に接着した対象細胞を細胞回収デバイスから選択的に剥離させる光照射機構と、細胞回収デバイスに洗浄液を導入する洗浄機構と、細胞回収デバイスから剥離した細胞を回収する回収機構とを備える細胞の回収装置。
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