JP2014117220A - Cell separator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、細胞分離装置に関するものである。 The present invention relates to a cell separation device.
従来、再生医療において、生体から採取した脂肪組織から幹細胞のような治療に有効な細胞を分離する細胞分離装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。特許文献1によれば、脂肪組織を酵素によって分解することにより脂肪組織から細胞を遊離させ、遊離した細胞の懸濁液をフィルタに通過させることにより細胞をフィルタに捕捉し、フィルタに回収液を勢い良く反対方向に流すことによりフィルタから細胞を解放して回収している。このときに、フィルタに捕捉された細胞は互いに凝集しやすい。細胞が互いに凝集していると生体に均一の密度で移植することができないため、移植の際には細胞は単一に分散した状態であることが好ましい。 Conventionally, in regenerative medicine, a cell separation device that separates cells effective for treatment such as stem cells from adipose tissue collected from a living body is known (for example, see Patent Document 1). According to Patent Document 1, cells are released from adipose tissue by decomposing adipose tissue with an enzyme, and the cells are captured by the filter by passing the released cell suspension through the filter. The cells are released from the filter and collected by vigorously flowing in the opposite direction. At this time, the cells captured by the filter tend to aggregate with each other. Since cells cannot be transplanted to a living body at a uniform density if the cells are aggregated with each other, it is preferable that the cells are dispersed in a single state during transplantation.
一方、液体と流路の壁面または液体同士を衝突させて乱流を発生させることにより2種類の液体を混合し、液体に含まれる微粒子をより微細化する分散装置が知られている(例えば、特許文献2参照。)。このような乱流を利用した分散装置は閉鎖系で粒子を分散させることができるため、無菌性が担保されなければならない移植用の細胞を分散させるのに好適に適用することができる。 On the other hand, there is known a dispersion apparatus that mixes two kinds of liquids by colliding the liquid and the wall surface of the flow path or the liquids to generate turbulent flow, thereby further reducing the fine particles contained in the liquid (for example, (See Patent Document 2). Since the dispersion device using such turbulent flow can disperse particles in a closed system, it can be suitably applied to disperse cells for transplantation that must ensure sterility.
しかしながら、特許文献2の分散装置を特許文献1の細胞分離装置に適用し、フィルタから解放した細胞を分散装置によって分散してから回収しようとした場合、次のような問題が発生する。フィルタから細胞を確実に解放するためには回収液を勢い良くフィルタに導入する必要がある。一方、細胞を分散させるために必要とされる乱流の流速は十分に遅く、流速が過度に速い乱流が細胞に作用した場合には、互いに凝集している細胞間に大きなせん断力が発生することにより細胞に影響を及ぼす。すなわち、フィルタから解放された細胞が勢い良く分散装置に流入し、分散装置の内部において細胞が過度な乱流にさらされることにより、健全な細胞の回収率が低下してしまう。
However, when the dispersing device of
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、無菌性を担保しながら健全な細胞を高収率でかつ分散した状態で回収することができる細胞分離装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a cell separation device capable of recovering healthy cells in a high yield and dispersed state while ensuring sterility. And
上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、細胞懸濁液を収容する懸濁液容器と、該懸濁液容器に接続され、該懸濁液容器から流入された前記細胞懸濁液に含まれる細胞を捕捉する細胞捕捉フィルタと、前記懸濁液容器とは反対側において前記細胞捕捉フィルタに接続され、前記細胞捕捉フィルタに回収液を導入する回収液導入部と、前記懸濁液容器と同一の側において前記細胞捕捉フィルタに接続され、前記細胞捕捉フィルタから流出した前記回収液に含まれる前記細胞を分散させる細胞分散部と、前記細胞捕捉フィルタから前記細胞分散部に流入する前記細胞の流速を低減する減速手段とを備える細胞分離装置を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The present invention relates to a suspension container that contains a cell suspension, and a cell capture filter that is connected to the suspension container and captures cells contained in the cell suspension flowing from the suspension container. And a recovery liquid inlet that is connected to the cell capture filter on the side opposite to the suspension container and introduces a recovery liquid into the cell capture filter, and the cell capture filter on the same side as the suspension container. A cell dispersion part that disperses the cells contained in the recovery solution that has flowed out of the cell trapping filter, and a speed reducer that reduces the flow rate of the cells flowing into the cell dispersion part from the cell trapping filter. A cell separation device is provided.
本発明によれば、懸濁液容器から細胞捕捉フィルタへ細胞懸濁液が流入され、次に回収液導入部から細胞捕捉フィルタへ先ほどとは反対方向に回収液が導入されることにより、細胞捕捉フィルタに捕捉されていた細胞が回収液と共に細胞捕捉フィルタから押し出され、細胞分散部において分散される。これにより、閉鎖系において無菌性を担保しながら分散した状態の細胞を得ることができる。 According to the present invention, the cell suspension is flowed from the suspension container into the cell trapping filter, and then the recovery liquid is introduced from the recovery liquid introduction unit to the cell trapping filter in the opposite direction to the previous one. The cells captured by the capture filter are pushed out of the cell capture filter together with the recovery liquid, and dispersed in the cell dispersion unit. Thereby, the cell of the state disperse | distributed ensuring sterility in a closed system can be obtained.
この場合に、細胞捕捉フィルタから押し出されて細胞分散部に流入する細胞の流速が減速手段によって低減される。すなわち、細胞捕捉フィルタへ速い流速で回収液を導入して細胞を確実に解放しつつ、細胞分散部においては遅い流速で細胞が流れることにより細胞の受ける影響が低減される。これにより、健全な細胞を高収率でかつ分散した状態で回収することができる。 In this case, the flow rate of the cells pushed out from the cell trapping filter and flowing into the cell dispersion portion is reduced by the speed reduction means. That is, while the cell is reliably released by introducing the collection liquid at a high flow rate into the cell trapping filter, the influence of the cells due to the cells flowing at a low flow rate in the cell dispersion portion is reduced. Thereby, healthy cells can be recovered in a high yield and dispersed state.
上記発明においては、前記細胞捕捉フィルタと前記細胞分散部とを接続する管路を備え、前記減速手段が、前記管路の、他の部分よりも細径に形成された前記細胞分散部側の端部からなってもよい。
このようにすることで、流路径の小さい端部においては、他の部分よりも流路抵抗が増加することにより、回収液および該回収液に含まれる細胞の流速が低減する。これにより、簡易な構成および動作で細胞の流速を低減することができる。
In the above-described invention, a pipe line that connects the cell trapping filter and the cell dispersion part is provided, and the speed reduction means is on the cell dispersion part side that is formed with a smaller diameter than the other part of the pipe line. It may consist of ends.
By doing in this way, flow path resistance increases in an edge part with a small flow path diameter rather than other parts, and the flow rate of the recovery liquid and the cell contained in this recovery liquid decreases. Thereby, the flow rate of the cells can be reduced with a simple configuration and operation.
また、上記発明においては、前記減速手段が、前記細胞捕捉フィルタと前記細胞分散部との間において前記回収液の流体圧力を受けて運動させられる可動体を備えてもよい。
このようにすることで、回収液の運動量の一部が可動体の運動量に変換されて消費されることにより、回収液および該回収液に含まれる細胞の流速が低減する。これにより、簡易な構成および動作で細胞の流速を低減することができる。
Moreover, in the said invention, the said deceleration means may be provided with the movable body which receives the fluid pressure of the said collection | recovery liquid and moves between the said cell capture filter and the said cell dispersion | distribution part.
By doing so, a part of the momentum of the recovery liquid is converted into the momentum of the movable body and consumed, thereby reducing the flow rate of the recovery liquid and the cells contained in the recovery liquid. Thereby, the flow rate of the cells can be reduced with a simple configuration and operation.
また、上記発明においては、前記可動体が、前記細胞捕捉フィルタと前記細胞分散部との間に接続され、周方向に弾性伸縮可能な弾性管路からなってもよい。また、上記発明においては、前記細胞捕捉フィルタと前記細胞分散部とを接続する管路を備え、前記減速手段が、前記管路の途中位置に配置された前記可動体としての弁体と、該弁体を前記細胞捕捉フィルタとは反対側において支持し、前記管路内の前記回収液の流動方向に弾性伸縮可能な弾性体とを備えてもよい。
このようにすることで、回収液の運動量を弾性管路または弾性体の弾性変形として消費することができる。
Moreover, in the said invention, the said movable body may be comprised between the said cell capture | acquisition filter and the said cell dispersion | distribution part, and may consist of an elastic pipe line which can be elastically expanded-contracted in the circumferential direction. Further, in the above invention, a pipe line that connects the cell trapping filter and the cell dispersion part is provided, and the speed reduction means is a valve body as the movable body arranged at a midway position of the pipe line, The valve body may be supported on the side opposite to the cell trapping filter, and may include an elastic body that can be elastically expanded and contracted in the flow direction of the collected liquid in the conduit.
By doing so, the momentum of the recovered liquid can be consumed as elastic deformation of the elastic pipe line or elastic body.
また、上記発明においては、前記細胞分散部が、前記回収液に乱流を発生させる分散流路を備えてもよい。
このようにすることで、回収液が乱流によって撹拌されることにより細胞を効率的に分散することができる。
Moreover, in the said invention, the said cell dispersion | distribution part may be provided with the dispersion | distribution flow path which generates a turbulent flow in the said collection | recovery liquid.
By doing in this way, a collection | recovery liquid can be disperse | distributed efficiently by stirring by a turbulent flow.
また、上記発明においては、前記細胞分散部は、前記回収液が流入する入口と、該入口に対して並列に接続され互いに等しい流路抵抗を有する複数の前記分散流路とを備え、前記減速手段が、前記複数の分散流路からなってもよい。
このようにすることで、入口から流入した回収液が分散流路に分配されるときに、回収液の流速も分散流路の数で等分されて低減する。これにより、簡易な構成および動作で細胞の流速を低減することができる。
In the above invention, the cell dispersion part includes an inlet through which the recovered liquid flows, and a plurality of the dispersion channels connected in parallel to the inlet and having equal channel resistance, and the deceleration The means may comprise the plurality of dispersion channels.
In this way, when the recovered liquid flowing in from the inlet is distributed to the dispersion flow path, the flow rate of the recovered liquid is also equally divided by the number of dispersion flow paths and reduced. Thereby, the flow rate of the cells can be reduced with a simple configuration and operation.
また、上記発明においては、前記減速手段が、前記分散流路を流動する細胞に対して捕捉力を作用させる細胞捕捉機構を備えてもよい。
このようにすることで、分散流路において細胞が捕捉力によって回収液の流れに逆らうことにより、細胞の流速を低減することができる。
Moreover, in the said invention, the said deceleration means may be equipped with the cell capture mechanism which makes a capture force act on the cell which flows through the said dispersion | distribution flow path.
By doing in this way, the flow rate of a cell can be reduced because a cell counters the flow of a collection | recovery liquid by a capture | acquisition force in a dispersion | distribution flow path.
また、上記発明においては、前記細胞捕捉機構が、前記捕捉力として、誘電泳動力、電気泳動力、超音波、光ピンセットまたは親和性を前記細胞に作用させてもよい。
このようにすることで、細胞に対して非接触で捕捉力を作用させることができる。
Moreover, in the said invention, the said cell capture | acquisition mechanism may make the said cell act on the said cell as a capture force, dielectrophoretic force, electrophoretic force, an ultrasonic wave, optical tweezers, or affinity.
By doing in this way, capture force can be made to act on a cell without contact.
また、上記発明においては、前記細胞捕捉機構が、前記分散流路の壁面近傍に前記細胞を捕捉してもよい。
このようにすることで、比較的流速の遅い壁面近傍において細胞を捕捉することにより、細胞の流速を効果的に低減することができる。
In the above invention, the cell trapping mechanism may trap the cells in the vicinity of the wall surface of the dispersion channel.
By doing so, it is possible to effectively reduce the cell flow rate by capturing the cell in the vicinity of the wall surface having a relatively low flow rate.
本発明によれば、無菌性を担保しながら健全な細胞を高収率でかつ分散した状態で回収することができるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to collect healthy cells in a high yield and dispersed state while ensuring sterility.
以下に、本発明の一実施形態に係る細胞分離装置1について図面を参照して説明する。
本実施形態に係る細胞分離装置1は、図1に示されるように、細胞懸濁液に含まれる細胞を捕捉する細胞捕捉フィルタ2と、該細胞捕捉フィルタ2に管路9によって無菌的に接続された懸濁液容器3、回収容器4、回収液導入部5および排液容器6とを備えている。図1において、紙面の上下方向は鉛直上下方向に対応している。
Below, cell separation device 1 concerning one embodiment of the present invention is explained with reference to drawings.
As shown in FIG. 1, the cell separation device 1 according to the present embodiment is aseptically connected to a
細胞捕捉フィルタ2は、細胞よりも小さい孔径を有し、細胞懸濁液に含まれる細胞を選択的に捕捉可能である。細胞捕捉フィルタ2の濾材は、織布、不織布または多孔質体からなる。濾材が不織布からなる場合、繊維径は20μm〜100μmであることが好ましい。濾材が多孔質材料からなる場合、孔径は20μm〜100μmであることが好ましい。
The
濾材の材料は、成形や滅菌の容易性および生体親和性の観点から、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリル樹脂、ナイロン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアクリルアミド、ポリウレタン等の合成高分子、アガロース、セルロース、酢酸セルロース、キチン、キトサン、アルギン酸塩等の天然高分子、ヒドロキシアパタイト、ガラス、アルミナ、チタニア等の無機材料、もしくは、ステンレス、チタン、アルミニム等の金属が好ましい。 The material of the filter medium is a synthetic polymer such as polyethylene, polypropylene, polystyrene, acrylic resin, nylon, polyester, polycarbonate, polyacrylamide, polyurethane, agarose, cellulose, cellulose acetate from the viewpoint of ease of molding and sterilization and biocompatibility. Natural polymers such as chitin, chitosan and alginate, inorganic materials such as hydroxyapatite, glass, alumina and titania, or metals such as stainless steel, titanium and aluminum are preferred.
懸濁液容器3および回収容器4は、細胞捕捉フィルタ2の上部にバルブV1を介して並列に接続され、バルブV1の切り替えによって択一的に細胞捕捉フィルタ2と連通可能になっている。
The
懸濁液容器3は、細胞懸濁液を収容している。この細胞懸濁液は、例えば、生体から採取した脂肪組織を消化酵素液内で撹拌して分解することによって得られた、脂肪組織由来細胞を含む消化酵素液である。懸濁液容器3は、細胞捕捉フィルタ2よりも高い位置に配置されるとともに、無菌的に内部を大気圧に開放するエアベントバルブを有している。バルブV1によって細胞捕捉フィルタ2と連通した状態でエアベントバルブを開放することによって、懸濁液容器3から細胞捕捉フィルタ2へ向かって細胞懸濁液が重力によって下降するようになっている。
The
回収容器4は、例えば、培養用の容器であって、回収された細胞をそのまま培養することができる。回収容器4は、移植材のようなスキャホールドを収容し、回収容器4内において細胞がスキャホールドに播種されるようになっていてもよい。
The
回収液導入部5および排液容器6は、細胞捕捉フィルタ2の下部にバルブV2を介して並列に接続され、バルブV2の切り替えによって択一的に細胞捕捉フィルタ2と連通可能になっている。
回収液導入部5は、例えば、回収液を収容したシリンジを備え、バルブV2を介して連通した細胞捕捉フィルタ2に回収液を圧入する。これにより、細胞捕捉フィルタ2に捕捉されていた細胞は、下から上へ向かう回収液の流体圧力によって細胞捕捉フィルタ2から解放され、回収液とともに細胞捕捉フィルタ2から押し出されるようになっている。
The collection
The collection
また、細胞分離装置1は、細胞捕捉フィルタ2と回収容器4との間に接続された細胞分散部7と、該細胞分散部7に流入する回収液の流速を低減する減速手段8とを備えている。
In addition, the cell separation device 1 includes a
細胞分散部7は、細胞捕捉フィルタ2から流入した回収液に乱流を発生させる構造を有している。具体的には、細胞分散部7は、50μm〜500μm程度の流路径を有する分散流路が形成されている。分散流路は、途中位置で屈曲および分岐し、分岐した分散流路は再び合流している。分散流路の屈曲または分岐した位置においては回収液が分散流路の壁面に衝突することによって、また、分散流路が合流する位置においては互いに異なる方向から流れてきた回収液同士が衝突することによって、回収液に効果的に乱流が発生する。分散流路を流れる回収液がこのような乱流によって撹拌されることにより、凝集した細胞がばらばらに分散するようになっている。
The
減速手段8は、図2に示されるように、細胞捕捉フィルタ2と細胞分散部7とを接続する管路9の細胞分散部7側の端部(以下、細径部ともいう。)81が、細胞捕捉フィルタ2側の他の部分よりも細径化されていることによって構成されている。管路径が他の部分よりも小さい細径部81は、他の部分よりも大きな流路抵抗を有する。したがって、細胞捕捉フィルタ2から細胞分散部7へ流れる回収液Aは、管路径が小さくなった細径部81において流速が低減される。
As shown in FIG. 2, the speed reduction means 8 includes an end portion (hereinafter also referred to as a small diameter portion) 81 on the
具体的には、細径部81が回収液Aに与える圧力損失Δpは、下式(1)のファニング式よって表わされる。ここで、Lは細径部81の長さ、Dは細径部81の内径、ρは回収液Aの流体密度、Vは細径部81の断面平均流速、fは摩擦損失係数である。
Specifically, the pressure loss Δp that the
摩擦損失係数は、下式(2)に示されるブラジウスの式によって表わされる。ここで、Reはレイノルズ数である。 The friction loss coefficient is expressed by the Blasius equation shown in the following equation (2). Here, Re is the Reynolds number.
例えば、細胞捕捉フィルタとして市販されている間葉系幹細胞分離デバイス(カネカ社製)において、回収液の導入速度の推奨値は、16.7mL/secである。細径部81の内径を1mmとし、細胞捕捉フィルタ2から細径部81に流速16.7mL/secで回収液Aが流入した場合、回収液Aの流体圧力は細径部81を1cm流れる間に60kPa低減することになる。
For example, in a mesenchymal stem cell separation device (manufactured by Kaneka Corporation) commercially available as a cell trapping filter, the recommended value of the recovery liquid introduction rate is 16.7 mL / sec. When the inner diameter of the
次に、このように構成された細胞分離装置1の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る細胞分離装置1を用いて細胞懸濁液から細胞を分離回収するには、バルブV1の切り替えによって懸濁液容器3から細胞捕捉フィルタ2を介して排液容器6まで連通させ、懸濁液容器3のエアベントバルブを開放する。これにより、懸濁液容器3内の細胞懸濁液が重力によって下降して細胞捕捉フィルタ2を上から下へ流れる。細胞捕捉フィルタ2において、細胞懸濁液内の細胞は捕捉され、細胞懸濁液の他の成分は排液容器6へ流出する。
Next, the operation of the cell separation device 1 configured as described above will be described below.
In order to separate and collect cells from the cell suspension using the cell separation device 1 according to the present embodiment, the suspension is communicated from the
次に、バルブV1,V2の切り替えによって回収液導入部5から細胞捕捉フィルタ2を介して回収容器4まで連通させ、回収液導入部5から細胞捕捉フィルタ2へ回収液を勢い良く圧入する。これにより、細胞捕捉フィルタ2に捕捉されていた細胞が回収液とともに回収容器4へ向かって押し出される。
Next, by switching the valves V <b> 1 and V <b> 2, the recovery
押し出された回収液は、減速手段8を構成する細径部81において減速されてから細胞分散部7に流入し、該細胞分散部7において撹拌されながら分散流路を流れることにより、回収液に含まれている凝集した細胞が分散する。これにより、回収容器4において、単一に分散した状態の細胞を無菌的に回収することができる。
The pushed-out recovery liquid is decelerated in the
なお、細胞捕捉フィルタ2に捕捉された細胞を洗浄液によって洗浄してから細胞捕捉フィルタ2に回収液を導入してもよい。この場合、細胞捕捉フィルタ2の上部に懸濁液容器3と並列に接続された図示しない洗浄液容器から排液容器6に向かって洗浄液を流せばよい。
In addition, after the cells captured by the
このように、本実施形態によれば、細胞捕捉フィルタ2へ勢い良く導入された回収液の流速が、減速手段8によって低減されてから細胞分散部7に流入する。したがって、細胞捕捉フィルタ2において細胞を確実に解放させつつ、細胞分散部7には細胞の分散に必要十分な流速で回収液を導入して細胞への影響を抑えることが可能となる。これにより、健全な細胞を高収率でかつ分散した状態で回収することができる。
Thus, according to the present embodiment, the flow rate of the collected liquid that has been vigorously introduced into the
なお、本実施形態においては、減速手段8が、細胞分散部7の入口に接続された細径部81によって回収液の流速を低減することとしたが、これに代えて、細胞捕捉フィルタ2と細胞分散部7との間の途中位置に、回収液の流体圧力を受けて運動させられる可動体を備え、回収液の運動量の一部を可動体の運動量に変換することによって、回収液の流速を低減してもよい。
In the present embodiment, the
例えば、減速手段8は、図3に示されるように、管路9の途中位置に移動可能に配置された可動体としての弁体82と、該弁体82を細胞捕捉フィルタ2とは反対側において支持し、回収液Aの流動方向に伸縮可能な弾性部材83とからなるダンパ弁を備える。細胞捕捉フィルタ2からの回収液Aの流体圧力によって弁体82が押圧されると、弾性部材83が収縮することによって弁体82が管路9を開放するようになっている(2点鎖線参照。)。このときに、回収液Aの運動量の一部が弾性部材83の収縮運動として消費されることにより、回収液Aの流速が低減する。
このようにしても、簡便な構成によって特別な操作を必要とすることなく回収液Aの流速を低減することができる。
For example, as shown in FIG. 3, the speed reduction means 8 includes a
Even if it does in this way, the flow rate of the collection | recovery liquid A can be reduced by a simple structure, without requiring special operation.
また、減速手段8は、図4に示されるように、可動体として弾性管路84を備えていてもよい。弾性管路84は、周方向に伸縮可能なゴムなどの弾性部材からなり、回収液Aの流体圧力によって半径方向に拡張可能になっている。弾性管路84は、管路9の周方向の一部のみを弾性部材から構成することによって形成されていてもよい。
Moreover, the deceleration means 8 may be provided with the
この場合、細胞分散部7は、その入口に回収液Aの流入量を制限するオリフィス7aを有し、弾性管路84は、オリフィス7aの直前段に設けられていることが好ましい。このようにすることで、オリフィス7aの手前で局所的に上昇した回収液Aの圧力が弾性管路84の周方向の伸展運動に効果的に変換されるので、細胞分散部7に流入する回収液Aの流速を効果的に低減することができる。
In this case, it is preferable that the
また、本実施形態においては、減速手段8が、図5(a)〜(c)に示されるように、細胞分散部7に設けられた複数の分散流路71から構成されていてもよい。複数の分散流路71は、細胞分散部7の入口7bに対して互いに並列に設けられている。これら複数の分散流路71は、内径および長さが互いに等しく、同一の流路抵抗を有している。入口7bから流入した回収液は、複数の分散流路71に均等に分配され、出口7cおいて合流する。このときに、分散流路71を流れる回収液の流速は、入口7bにおける流速を分散流路71の数によって等分したものとなる。
このようにしても、簡便な構成によって特別な操作を必要とすることなく回収液Aの流速を低減することができる。
Moreover, in this embodiment, the deceleration means 8 may be comprised from the some dispersion |
Even if it does in this way, the flow rate of the collection | recovery liquid A can be reduced by a simple structure, without requiring special operation.
また、本実施形態においては、減速手段8が、細胞分散部7を流れる細胞を捕捉する細胞捕捉機構を備えていてもよい。
図6は、細胞分散部7の分散流路71の横断面図であり、誘電泳動力を利用して細胞を捕捉する構成を示している。図6において、細胞捕捉機構は、分散流路71において回収液の流動方向(紙面に垂直な方向)に交差する方向に間隔を空けて対向配置された2つの電極10a,10bと、これら電極10a,10b間に交流電圧を印加する交流電源12とを備えている。2つの電極10a,10bのうち一方は、多数の細孔を有する絶縁膜11によって表面が被覆されている。
In the present embodiment, the speed reduction means 8 may include a cell capturing mechanism that captures cells flowing through the
FIG. 6 is a cross-sectional view of the
2つの電極10a,10b間に交流電源12から交流電圧が印加されることにより、分散流路71内に交流電界が形成される。このときに、電極10a,10bの対向方向に電界勾配が形成され、電極10a,10bに近い程電界が強くなる。細胞には該細胞が有する誘電泳動特性に応じた誘電泳動力が作用し、この誘電泳動力によって細胞は一方の電極10a,10bに引き寄せられて捕捉される。
When an AC voltage is applied from the
一方、十分に細径の分散流路71内において、回収液は層流を形成する。この層流の流速は、分散流路71の中心において速くなり、分散流路71の壁面近傍において遅くなる。すなわち、電極10a,10bが配置されている分散流路71の壁面近傍においては回収液の流れが遅いため、電極10a,10bに引き寄せられた細胞を誘電泳動力によって十分に捕捉し、細胞の流速を低減することができる。
On the other hand, the recovered liquid forms a laminar flow in the sufficiently narrow
細胞が撹拌によってばらばらに分散される際、凝集した細胞同士の間に発生するせん断力が細胞に大きな影響を及ぼす。すなわち、比較的速く流れる回収液中において細胞を捕捉して細胞の流速を低減することにより、細胞間に発生するせん断力を低減し、細胞に与える影響を低減することができる。さらに、交流電界の周波数を、所望の細胞に作用する誘電泳動力が最大となるように設定することで、所望の細胞、例えば、生きた細胞を選択的に回収することができる。 When cells are dispersed apart by agitation, the shearing force generated between the aggregated cells greatly affects the cells. That is, by capturing the cells in the collected liquid flowing relatively fast and reducing the flow rate of the cells, the shearing force generated between the cells can be reduced and the influence on the cells can be reduced. Furthermore, by setting the frequency of the alternating electric field so that the dielectrophoretic force acting on the desired cell is maximized, the desired cell, for example, a living cell can be selectively recovered.
なお、細胞捕捉機構は、非接触で細胞に捕捉力を作用させることができればよく、誘電泳動力の他に、電気泳動力、超音波、磁力、光ピンセットまたは抗体などの親和性を利用して細胞を捕捉してもよい。 The cell trapping mechanism only needs to be able to act on the cell in a non-contact manner. In addition to the dielectrophoretic force, the cell trapping mechanism uses affinity such as electrophoretic force, ultrasonic wave, magnetic force, optical tweezers or antibody. Cells may be captured.
1 細胞分離装置
2 細胞捕捉フィルタ
3 懸濁液容器
4 回収容器
5 回収液導入部
6 排液容器
7 細胞分散部
7a オリフィス
8 減速手段
81 細径部
82 弁体
83 弾性部材
84 弾性管路
9 管路
10a,10b 電極
11 絶縁膜
12 交流電源
A 回収液
V1,V2 バルブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (10)
該懸濁液容器に接続され、該懸濁液容器から流入された前記細胞懸濁液に含まれる細胞を捕捉する細胞捕捉フィルタと、
前記懸濁液容器とは反対側において前記細胞捕捉フィルタに接続され、前記細胞捕捉フィルタに回収液を導入する回収液導入部と、
前記懸濁液容器と同一の側において前記細胞捕捉フィルタに接続され、前記細胞捕捉フィルタから流出した前記回収液に含まれる前記細胞を分散させる細胞分散部と、
前記細胞捕捉フィルタから前記細胞分散部に流入する前記細胞の流速を低減する減速手段とを備える細胞分離装置。 A suspension container containing the cell suspension;
A cell capturing filter connected to the suspension container and capturing cells contained in the cell suspension flowing from the suspension container;
A recovery liquid inlet that is connected to the cell capture filter on the side opposite to the suspension container and introduces a recovery liquid into the cell capture filter;
A cell dispersion unit that is connected to the cell trapping filter on the same side as the suspension container and disperses the cells contained in the collected liquid that has flowed out of the cell trapping filter;
A cell separation apparatus comprising: deceleration means for reducing a flow rate of the cells flowing into the cell dispersion part from the cell trapping filter.
前記減速手段が、前記管路の、他の部分よりも細径に形成された前記細胞分散部側の端部からなる請求項1に記載の細胞分離装置。 Comprising a conduit connecting the cell trapping filter and the cell dispersion part,
The cell separation device according to claim 1, wherein the speed reducing unit includes an end portion on the cell dispersion portion side that is formed to have a smaller diameter than the other portion of the conduit.
前記減速手段が、前記管路の途中位置に配置された前記可動体としての弁体と、該弁体を前記細胞捕捉フィルタとは反対側において支持し、前記管路内の前記回収液の流動方向に弾性伸縮可能な弾性体とを備える請求項3または請求項4に記載の細胞分離装置。 Comprising a conduit connecting the cell trapping filter and the cell dispersion part,
The decelerating means supports the valve body as the movable body disposed in the middle of the pipeline, and supports the valve body on the side opposite to the cell trapping filter, and the flow of the recovered liquid in the pipeline The cell separation device according to claim 3 or 4, comprising an elastic body elastically stretchable in a direction.
前記減速手段が、前記複数の分散流路からなる請求項6に記載の細胞分離装置。 The cell dispersion unit includes an inlet through which the recovery liquid flows and a plurality of the dispersion channels connected in parallel to the inlet and having equal channel resistance.
The cell separation device according to claim 6, wherein the speed reducing unit includes the plurality of dispersion channels.
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WO2017033898A1 (en) * | 2015-08-25 | 2017-03-02 | 旭硝子株式会社 | Cell culture device and biological sample production method |
CN107338183A (en) * | 2017-06-30 | 2017-11-10 | 北京酷搏科技有限公司 | Cell capture device |
CN112680357A (en) * | 2019-10-18 | 2021-04-20 | 株式会社岛津制作所 | Microorganism recovery method and microorganism recovery apparatus |
-
2012
- 2012-12-17 JP JP2012274525A patent/JP2014117220A/en active Pending
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