JP2015047073A - Cell capturing device and cell capturing system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、細胞分散液中に含まれる細胞を捕捉する細胞捕捉デバイス、この細胞捕捉デバイスを用いた細胞捕捉システムに関する。 The present invention relates to a cell capture device that captures cells contained in a cell dispersion, and a cell capture system using the cell capture device.
癌は世界各国で死因の上位を占め、わが国においては年間30万人以上が癌によって死亡しており、その早期発見及び治療が望まれている。癌による人の死亡は、癌の転移再発によるものがほとんどである。癌の転移再発は、癌細胞が原発巣から血管又はリンパ管を経由して、別臓器組織の血管壁に定着、浸潤して微小転移巣を形成することで起こる。このような血管又はリンパ管を通じての人の体内を循環する癌細胞は、血中循環癌細胞(Circulating Tumor Cell、以下、場合により「CTC」という。)と呼ばれている。 Cancer occupies the top cause of death in countries around the world, and more than 300,000 people die from cancer annually in Japan, and early detection and treatment thereof are desired. Most deaths due to cancer are due to recurrence of cancer metastasis. Recurrence of cancer metastasis occurs when cancer cells settle and infiltrate into the blood vessel wall of another organ tissue from the primary lesion via blood vessels or lymphatic vessels to form micrometastasis. Such cancer cells circulating in a human body through blood vessels or lymphatic vessels are called circulating tumor cells (hereinafter referred to as “CTC”).
血液には赤血球、白血球及び血小板等の血球成分が多く含まれ、その個数は血液1mL中に3.5〜9×109個ともいわれている。これに対してCTCは僅か数個程度しか存在しないため、血球成分の中からCTCを効率的に捕捉及び検出するために血液をろ過する必要があり、この装置について種々検討されている。例えば、特許文献1では、ニッケル基板に微細貫通孔を有するニッケル基板をフィルタとし、その上下に試料供給口を備えるポリジメチルシロキサン(PDMS)製上部部材と試料排出口を備える下部部材を備えるマイクロ流体デバイスが開示されている。また、特許文献2では、解体性を高めたデバイスとして、フィルタが挟まれた蓋部材と収納部材とをクランプ固定した生体成分分離用フィルターユニットが開示されている。
Blood contains many blood cell components such as red blood cells, white blood cells, and platelets, and the number is said to be 3.5 to 9 × 10 9 in 1 mL of blood. On the other hand, since there are only a few CTCs, it is necessary to filter the blood in order to efficiently capture and detect CTC from blood cell components, and various studies have been made on this device. For example, in
しかしながら、特許文献1、2で示されたデバイスにおいて血液及びCTC捕捉のための処理に用いられる処理液の流路内に空気が混入した場合、測定精度が低下する可能性がある。デバイス内に空気が混入して気泡が滞留した場合、気泡によって血液又は処理液の流路が妨げられる。さらに、デバイス内のフィルタ近傍に気泡が滞留した場合には、フィルタに捕捉されたCTCを観察する際にも支障となると考えられる。
However, in the devices shown in
本発明は上記を鑑みてなされたものであり、細胞捕捉デバイス内のフィルタ近傍に気泡が滞留することを抑制することができる細胞捕捉デバイス及び細胞捕捉システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a cell trapping device and a cell trapping system that can suppress bubbles from remaining in the vicinity of a filter in the cell trapping device.
上記目的を達成するため、本発明に係る細胞捕捉デバイスは、被検液を内部へ導入するための導入流路を有する蓋部材と、前記被検液を外部へ排出するための排出流路を有する収納部材と、を有する筐体と、前記導入流路と前記排出流路との間において前記蓋部材と前記収納部材とによって形成され内壁面を有する空洞部の内部に設けられて、前記被検液が通過するための貫通孔が厚さ方向に形成されたフィルタ領域をその内側に有すると共に前記フィルタの前記フィルタ領域よりも外側において前記蓋部材と前記収納部材とにより支持されるフィルタと、を備える細胞捕捉デバイスであって、平面視における前記内壁面の形状と前記フィルタ領域の外周の形状とは互いに異なることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a cell capture device according to the present invention comprises a lid member having an introduction channel for introducing a test solution into the interior, and a discharge channel for discharging the test solution to the outside. A housing member having an inner wall surface formed by the lid member and the housing member between the introduction flow path and the discharge flow path. A filter that has a filter region in which a through-hole for passing a test solution is formed in the thickness direction and is supported by the lid member and the storage member outside the filter region of the filter; The shape of the said inner wall surface in planar view and the shape of the outer periphery of the said filter area | region are mutually different, It is characterized by the above-mentioned.
上記のように、平面視における空洞部の内壁面の形状をフィルタ領域の外周の形状と異なる形状とすることで、空洞部のうちフィルタ領域の外周よりも外側であって空洞部の内壁面に沿った領域における被検液の流れが一定とはならず、したがって、フィルタ近傍のフィルタ領域の外周と空洞部の内壁面との間に気泡が滞留することを抑制することができる。 As described above, the shape of the inner wall surface of the cavity in plan view is different from the shape of the outer periphery of the filter region, so that the outer side of the outer periphery of the filter region in the cavity portion and the inner wall surface of the cavity portion. The flow of the test solution in the region along the line does not become constant, and therefore it is possible to suppress the bubbles from staying between the outer periphery of the filter region near the filter and the inner wall surface of the cavity.
ここで、フィルタ領域の外周は、フィルタ領域内の最も外側の貫通孔の端部同士を結んで得られる。平面視において、前記フィルタ領域の外周上の所定の一点における前記内壁面との距離は、前記所定の一点と、前記導入流路の前記空洞部側の端部と前記排出流路の前記空洞部側の端部との間を結ぶ被検液の流れを示す仮想液体流れ線との距離に基づいて変更されている態様とすることが好ましい。 Here, the outer periphery of the filter region is obtained by connecting the ends of the outermost through holes in the filter region. In plan view, the distance from the inner wall surface at a predetermined point on the outer periphery of the filter region is the predetermined point, the end of the introduction channel on the cavity side, and the cavity of the discharge channel. It is preferable that the aspect is changed based on the distance from the virtual liquid flow line indicating the flow of the test liquid connecting the end portion on the side.
上記のように、導入流路の空洞部側の端部と排出流路の空洞部側の端部との間を結ぶ被検液の流れを示す仮想液体流れ線と、フィルタ領域の外周上の所定の一点との距離に基づいて、フィルタ領域の外周上の所定の一点と空洞部の内壁面との距離を変更させることで、例えば、仮想液体流れ線から大きく離間しているところでは被検液の流れが緩やかになりやすいため、滞留を防ぐために、フィルタ領域の外周のうち仮想液体流れ線から大きく離間している領域においては、フィルタ領域の外周上の各点と空洞部の内壁面との距離が小さくなるように内壁面の形状を変更する等、被検液の流れに応じてフィルタ領域の外周上の所定の一点と空洞部の内壁面との距離をより好適に調整することができ、フィルタ近傍での気泡の滞留をより一層抑制することができる。なお、前記フィルタ領域の外周上の所定の一点における前記内壁面との距離、及び、前記所定の一点における仮想液体流れ線との距離は、いずれも最短距離を指す。 As described above, the virtual liquid flow line indicating the flow of the test liquid connecting the end portion on the cavity portion side of the introduction channel and the end portion on the cavity portion side of the discharge channel, and the outer periphery of the filter region By changing the distance between the predetermined point on the outer periphery of the filter region and the inner wall surface of the cavity based on the distance from the predetermined point, for example, the test is performed at a place far away from the virtual liquid flow line. In order to prevent stagnation, the flow of the liquid tends to be gentle, and in the region of the outer periphery of the filter region that is greatly separated from the virtual liquid flow line, each point on the outer periphery of the filter region and the inner wall surface of the cavity portion The distance between the predetermined point on the outer periphery of the filter region and the inner wall surface of the cavity can be adjusted more suitably according to the flow of the test solution, such as changing the shape of the inner wall surface so that the distance of It is possible to further suppress the retention of bubbles near the filter. It can be. The distance from the inner wall surface at a predetermined point on the outer periphery of the filter region and the distance from the virtual liquid flow line at the predetermined point both indicate the shortest distance.
また、上記作用を効果的に奏する構成として、具体的には、前記フィルタ領域は、略四角形状であって、前記導入流路の前記空洞部側の端部は、前記蓋部材において前記フィルタ領域の四つの角のうちの対向する二つの角側に対応する位置にそれぞれ設けられ、前記排出流路の前記空洞部側の端部は、前記収納部材の前記空洞部の底面であって前記フィルタ領域に対応する領域の中央に設けられ、平面視における前記空洞部の内壁面は、前記フィルタ領域に対応した略四角形状をなし、前記フィルタ領域の四つの角のうち前記導入流路の前記空洞部側の端部が設けられない二つの角に対応する領域に面取り部を有する態様が挙げられる。 In addition, as a configuration that effectively exhibits the above-described operation, specifically, the filter region has a substantially square shape, and the end of the introduction flow path on the cavity portion side is the filter region in the lid member. Each of the four corners is provided at a position corresponding to two opposite corners, and the end of the discharge channel on the cavity portion side is a bottom surface of the cavity portion of the storage member, and the filter The inner wall surface of the cavity portion in plan view is provided in the center of the region corresponding to the region, and has a substantially rectangular shape corresponding to the filter region, and the cavity of the introduction flow path among the four corners of the filter region. The aspect which has a chamfering part in the area | region corresponding to two corners where the edge part by the side of a part is not provided is mentioned.
このとき、面取り部は、曲面状に形成されている態様とすることがより好ましい。 At this time, it is more preferable that the chamfered portion has a curved surface.
上記のように、面取り部が曲面状とされている場合、空洞部の内壁面において面取り部の端部に気泡が滞留することを抑制することができ、フィルタ近傍での気泡の滞留をさらに抑制することができる。 As described above, when the chamfered portion has a curved shape, it is possible to suppress bubbles from staying at the end of the chamfered portion on the inner wall surface of the cavity, and to further suppress the retention of bubbles near the filter. can do.
また、前記空洞部は、前記蓋部材側の天面から前記内壁面にかけて曲面とされている態様がさらに好ましい。 Further, it is more preferable that the hollow portion has a curved surface from the top surface on the lid member side to the inner wall surface.
上記のように空洞部の天面から内壁面にかけて曲面とすることで、天面と内壁面との境界部分に気泡が滞留することを抑制することができ、フィルタ近傍での気泡の滞留をさらに抑制することができる。 By forming a curved surface from the top surface to the inner wall surface of the cavity as described above, it is possible to suppress bubbles from staying at the boundary between the top surface and the inner wall surface, and to further prevent bubbles from remaining in the vicinity of the filter. Can be suppressed.
また、本発明に係る細胞捕捉システムは、上記の細胞捕捉デバイスと、細胞捕捉デバイスの導入流路に対して被検液を供給する被検液供給手段と、細胞捕捉デバイスの導入流路に対してフィルタを通過することでフィルタに捕捉された細胞を処理するための処理液を供給する処理液供給手段と、細胞捕捉デバイスに対して供給する液体を被検液及び処理液から選択する選択手段と、を備える。 The cell capture system according to the present invention includes the above-described cell capture device, a test solution supply means for supplying a test solution to the introduction channel of the cell capture device, and an introduction channel of the cell capture device. A processing liquid supply means for supplying a processing liquid for processing the cells captured by the filter by passing through the filter, and a selection means for selecting a liquid to be supplied to the cell trapping device from the test liquid and the processing liquid And comprising.
上記の細胞捕捉システムによれば、選択手段により、細胞捕捉デバイスに対して供給する液体を選択し、その結果に基づいて、被検液又は処理液を細胞捕捉デバイスに供給する構成を有することで、従来と比較して被検液中の細胞の捕捉作業を効率よく進めることが可能となる。 According to the cell capture system, the liquid to be supplied to the cell capture device is selected by the selection means, and the test liquid or the processing liquid is supplied to the cell capture device based on the result. Compared with the prior art, it is possible to efficiently perform the operation of capturing cells in the test solution.
本発明によれば、細胞捕捉デバイス内のフィルタ近傍に気泡が滞留することを抑制することができる細胞捕捉デバイス及び細胞捕捉システムが提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the cell capture device and cell capture system which can suppress that a bubble stays in the filter vicinity in a cell capture device are provided.
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
(細胞捕捉デバイス)
図1は、本発明の実施形態に係る細胞捕捉デバイスの構成を説明する概略斜視図である。図1に示す細胞捕捉デバイス1は、内部に設けられたフィルタにより、体液中の特定の細胞を捕捉する機能を有する。特に好適な例として、CTCと呼ばれる循環癌細胞を含む血液中から、赤血球、血小板及び白血球(以下、これらを総称して「血球成分」とする)を通過させる一方で、CTCを捕捉する機能を有する。フィルタにより捕捉された細胞は、内部に洗浄液、染色液等を導入することにより染色処理が施された後、顕微鏡等による観察が行われる。
(Cell capture device)
FIG. 1 is a schematic perspective view illustrating the configuration of a cell trapping device according to an embodiment of the present invention. A cell capturing
図1に示す細胞捕捉デバイス1は、筐体10と、筐体10の内部に設けられて被検液を通過させるフィルタとを備える。ここで、被検液とは、細胞が分散した液である。また、筐体10は、蓋部材100と収納部材200とを含んで構成される。このうち、フィルタの貫通孔が設けられる領域の面積は25mm2〜400mm2とされる。なお、貫通孔が設けられる領域の面積は、25mm2〜225mm2がより好ましく、25mm2〜100mm2が更に好ましい。
A
また、後述する蓋部材側ガイド部又は収納部材側ガイド部によって囲まれる部分の寸法及び形状としては、作業性及び観察性の観点から、平面視における一辺の長さが10〜100mmの略正方形であることが好ましい。また、その一辺の長さは、15〜70mmであることがより好ましく、20〜30mmであることが更に好ましい。 Moreover, as a dimension and shape of the part enclosed by the lid member side guide part or the storage member side guide part which will be described later, from the viewpoint of workability and observability, the length of one side in a plan view is a substantially square with a length of 10 to 100 mm. Preferably there is. The length of one side is more preferably 15 to 70 mm, and still more preferably 20 to 30 mm.
蓋部材100と収納部材200は、これらが重ね合わされた方向(フィルタと交差する方向)の両側から四つの固定部材60(60A〜60D)により挟まれて、互いに固定されている。四つの固定部材60は、フィルタを囲うように、筐体10の周縁部に配置されている。
The
蓋部材100及び収納部材200の材料としては、剛性の比較的高いものを選定することが好ましい。これにより、細胞捕捉デバイス1を組み立てて固定する際の加圧による変形を抑制することができる。ただし、剛性が高すぎると嵌合部に応力がかかったときにフィルタを傷付けることになる。ここで、材料の剛性は、例えばヤング率で表すことができる。したがって蓋部材100及び収納部材200の材料としては、室温におけるヤング率で0.1GPa〜100GPaのものが好ましく、1GPa〜10GPaのものがより好ましい。ヤング率は、一般的に知られるユーイング法によって測定できる。
As materials for the
さらに、蓋部材100は、観察対象の細胞を検出する時に使用する波長の光、特に可視光領域の光に対して透光性を有する材料からなることが好ましい。蓋部材100の材料としては、ガラス、石英ガラス、プラスチック(特にアクリル樹脂)及びポリジメチルシロキサン等の高分子が挙げられるがこれらに限定されない。蓋部材100と収納部材200とは必ずしも同一材料である必要はないが、組み立て時に嵌合部にかかる応力が蓋部材側と収納部材側に均等にかかる観点から同一材料であることが好ましい。蓋部材100及び収納部材200の材料としては、デバイスの量産が可能であることから、低自家蛍光性のアクリル樹脂が好ましく、ポリメチルメタクリレートが特に好ましい。一般的に、癌細胞等を観察する場合には、対象となる細胞に蛍光試薬による染色処理を行った後、波長が300〜800nmの紫外又は可視光領域の光を照射して、蛍光観察を行う。そのため、蓋部材100としては、前記波長域の光の照射時に材料自体が蛍光を発しないように、自家蛍光が低い材料を選定することが好ましい(これを「低自家蛍光性」と呼ぶ。)。一般的に、芳香環を有する有機高分子、例えばポリスチレン、ポリカーボネート等の樹脂は、自家蛍光性が強く、上記の目的に適さない場合が多い。
Furthermore, the
蓋部材100は、観察対象の細胞が含まれる被検液及びフィルタ上に捕捉された細胞の染色処理を行うための処理液を内部に導入するための導入流路101、102を有する。また、収納部材200は、被検液を内部から外部へ排出するための排出流路201を有する。なお、以下の説明においては導入流路101、102が取り付けられる方向をX軸方向とし、X軸に対して直交する水平方向をY軸方向とし、X軸及びY軸に直交する垂直方向をZ軸方向とする。
The
次に、細胞捕捉デバイス1の構成について詳細に説明する。まず蓋部材100、収納部材200、固定部材60及びフィルタの構成についてそれぞれ説明した後に、これらを組み立てた細胞捕捉デバイスについて説明する。
Next, the configuration of the
(蓋部材)
まず蓋部材100について説明する。図2〜4は、蓋部材100の構成を説明する図であり、図2は、蓋部材100についての上方からの概略斜視図であり、図3は、蓋部材100についての下方からの概略斜視図であり、図4は、図2のV−V断面の矢視図である。
(Cover member)
First, the
図2〜4に示すように、蓋部材100は、略正方形状の板部材からなる本体部110に対して、本体部110の側縁からX軸方向に沿って外部に突出するように二つの流路部105、106が取り付けられる。流路部105、106は、X軸方向から蓋部材100を見たときに互いに異なる位置となるように、Y軸方向に沿って中心からずれた位置に取り付けられている。ここでは、図4に示す流路部106について説明するが、流路部105においても同様の構成とされている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
蓋部材100には、フィルタを被検液が通過するための凹型の空隙からなる導入領域120が設けられる。導入領域120は、細胞捕捉デバイス1を上方から見たときに、蓋部材100と収納部材200の間に取り付けられたフィルタのうち貫通孔が設けられる領域(フィルタ領域)を含むように、フィルタのフィルタ領域の上方に設けられる。導入領域120の角部には、接続用の穿孔109、113を介して導入流路101、102が接続される。導入領域120は、導入流路101、102から導入された被検液をフィルタの貫通孔に対して誘導するための空間となる。
The
ここで、図4を用いて、導入流路102について更に説明する。流路部106には、その内部において、X軸に沿って延びる導入流路102が設けられる。導入流路102は、導入口102Aと、導入口102Aから内部に伸びる流路102Bと、流路102Bに接続して流路102Bよりも口径が小さい流路102Cとを含んで構成される。更に、流路102Bと流路102Cとの間には、流路部106を垂直方向(Z軸方向)に貫通する穿孔111が設けられる(他方、流路部105については穿孔107が設けられる)。この穿孔111には、流路開閉弁(流路開閉機構)として機能する穿孔が設けられたバルブが挿通される。これにより、流路102Bの開閉がこのバルブにより行われる。更に、導入領域120と導入流路102とを接続する穿孔113が導入流路102の本体110側の端部に導入流路102と連通するように設けられる。これにより、導入口102Aから導入される液体(被検液又は処理液)は、流路102B、流路102C及び穿孔113を経て、導入領域120へ送られる。
Here, the
導入領域120の周縁には、導入領域120に導入された液体が外側に漏出することを防ぐための第1の突出部125が本体部110から下方に伸びるように設けられる。第1の突出部125は、蓋部材100を下方から見たときに、図3に示すように、XY平面において、略四角形形状をなすと共に2枚羽の風車のように導入流路101、102に通じる穿孔109、113に接続する領域だけ四角形形状の外周から突出した形状をなしている。また、第1の突出部125と離間して設けられ第1の突出部125の周縁を囲むように四角形形状の凸部からなる第1の嵌合部130が形成されている。第1の嵌合部130のX軸方向又はY軸方向の一辺の長さとしては、蓋部材100の強度及びフィルタ30の嵌合性の観点から、8〜30mmが好ましく、10〜25mmがより好ましく、15〜20mmが更に好ましい。また、第1の嵌合部130の各辺を構成する凸部の幅は、1〜5mmが好ましく、1〜3mmがより好ましく、1.5〜2mmが更に好ましい。なお、図4に示すように、第1の嵌合部130の高さは第1の突出部125よりも高い。更に、本体部110の外縁のうちY軸方向に沿って延びる側に対してのみ、下方(図3において上方)に突出する位置合わせ壁135が設けられている。これは、細胞捕捉デバイス1を組み立てる際に蓋部材100と収納部材200との位置合わせ及び方向合わせを行うために用いられる。
A
蓋部材100の導入領域120及び第1の突出部125の形状について詳述すると、第1の突出部125で区切られた導入領域120のうち、導入流路101、102に通じる穿孔109、113に接続する領域が設けられた二つの角とは異なる二つの角127においては、略四角形状の第1の突出部125のうち導入領域120の内壁面を構成する側面について所謂面取りがなされた形状とされている。また、導入領域120を含む内部の空間の天面(図3において下方側の面)と、導入領域120の内壁面を構成する第1の突出部125の側面と、は、曲面で接続されている。これらの構造は、導入領域120を含む筺体10内部の空洞部に気泡が滞留することを防止するための構造であるが詳細は後述する。
The shapes of the
図2に戻り、略正方形状をなす本体部110において、組み立てた際に上面となる面の四辺の周縁部には、それぞれ端部(角部)付近を始点としそれぞれの周縁部に沿って、平面視反時計回りとなる向きに延びる蓋部材側ガイド部151(151A〜151D)が設けられている。蓋部材側ガイド部151は、蓋部材100の上方に向って突出する突起であり、これに後述する固定部材60の爪が係合することにより固定部材60がスライドする方向を規定するものである。四つの周縁部のうち、側縁に流路部105、106が取り付けられている周縁部においては、流路部105、106により分断されている周縁部のうち、距離が長い側に蓋部材側ガイド部151A、151Bがそれぞれ設けられている。すなわち、蓋部材側ガイド部151A及び蓋部材側ガイド部151Bは、平面視において本体部110の中心に関して対角となる位置に設けられている。一方、流路部105、106が取り付けられていない残りの周縁部においては、本体部110をY軸方向から見たときに、流路部105、106のうち手前側に位置する流路部が取り付けられている側に蓋部材側ガイド部151C、151Dがそれぞれ設けられている。すなわち、蓋部材側ガイド部151C及び蓋部材側ガイド部151Dは、平面視において本体部110の中心に関して対角となる位置に設けられている。なお、図2に示すように、蓋部材側ガイド部151の始点と本体部110の上面との段差部分は、斜めに面取りされている。
Returning to FIG. 2, in the
蓋部材側ガイド部151(151A〜151D)は、本体部110の各周縁部において本体部110の端部付近を始点として略中央部まで延びており、略中央部からは、蓋部材側ストッパ152(152A〜152D)が連設され、引き続き周縁部に沿って延びている。蓋部材側ストッパ152A〜152Dは、蓋部材側ガイド部151A〜151Dよりも高い高さを有する突起であり、後述する固定部材60が蓋部材側ガイド部151A〜151Dに沿ってスライドする限界位置を規定するものである。蓋部材側ストッパ152A〜152Dは、各周縁部における蓋部材側ガイド部151A〜151Dの始点とは反対側の端部付近にまで延びている。流路部105、106が取り付けられている周縁部における蓋部材側ストッパ152A、152Bは、一部が流路部105、106の付け根部分と一体化している。
The lid member side guide portions 151 (151A to 151D) extend to the substantially central portion starting from the vicinity of the end of the
なお、蓋部材側ガイド部151A、151B及び蓋部材側ストッパ152A、152BのX軸方向の幅は、蓋部材側ガイド部151C、151D及び蓋部材側ストッパ152C、152DのY軸方向の幅よりも大きくされている。この理由については後述する。
Note that the width in the X-axis direction of the lid member
(収納部材)
次に、収納部材200について説明する。図5〜7は、収納部材200の構成を説明する図であり、図5は、収納部材200についての上方からの概略斜視図であり、図6は、収納部材200についての下方からの概略斜視図であり、図7は、図5のVII−VII断面の矢視図である。
(Storage member)
Next, the
図5〜7に示すように、収納部材200は、略正方形状の板部材からなる本体部210に対して、本体部210の側縁からY軸方向に沿って外部に突出する流路部205が取り付けられる。流路部205は、本体部210の側縁の中央に取り付けられる。
As illustrated in FIGS. 5 to 7, the
収納部材200には、フィルタを通過した被検液が通過する凹型の空隙からなる排出領域220が設けられる。排出領域220は、細胞捕捉デバイス1を上方から見たときに、収納部材200に取り付けられたフィルタのうち貫通孔が設けられる領域(フィルタ領域)を含むように、フィルタが取り付けられる領域の下方に設けられる。排出領域220は、接続用の穿孔209を介して排出流路201に接続され、排出流路201を経て被検液を外部に排出する空間となる。
The
ここで、図7を用いて、排出流路201について更に説明する。流路部205には、その内部において、Y軸に沿って延びる排出流路201が設けられる。排出流路201には、排出口201Aと、排出口201Aから内部に伸びる流路201Bと、流路201Bに接続して流路201Bよりも口径が小さい流路201Cとを含んで構成される。更に、流路201C上には、流路部201を垂直方向(Z軸方向)に貫通する穿孔207が設けられる。この穿孔207には、流路開閉弁として機能する穿孔が設けられたバルブが挿通される。これにより、流路201Cの開閉がこのバルブにより行われる。更に、排出領域220と排出流路201とを接続する穿孔209が排出流路201の本体210側の端部に排出流路201と連通するように設けられる。これにより、フィルタを経て排出領域210に到達した液体(被検液又は処理液)は、穿孔209、流路201C及び流路201Bを経て、排出口201Aへ送られる。
Here, the
排出領域220の周縁には、フィルタのXY平面における高さばらつきを抑制し、平坦化するための第2の突出部225が本体部210から上方に伸びるように設けられる。第2の突出部225は、収納部材200を上方から見たときに、図5に示すように、XY平面において、略四角形形状をなすと共に2枚羽の風車のような形状をなしていて、これは、蓋部材100の第1の突出部125と対応する形状とされている。また、第2の突出部225と離間して設けられ第2の突出部225の周縁を囲むように四角形形状の凹部からなる第2の嵌合部230が形成されている。この第2の嵌合部230は、蓋部材100の第1の嵌合部130と対応するように設けられている。
A second projecting
第2の突出部225と第2の嵌合部230との間の領域であって、上記「2枚羽の風車のような形状」における羽に相当する部分が設けられていない領域には、二つの有底孔(穴部)240が互いに対角となる位置に設けられている。有底孔240は、後述するように、収納部材200とフィルタ30との位置合わせに用いられるものである。なお、有底孔240は、収納部材を貫通する貫通孔であってもよい。また、本実施形態では、有底孔240が収納部材200側に設けられた例を説明しているが、蓋部材100側に設けられていてもよい。
In the region between the second projecting
収納部材200の第2の嵌合部230及び蓋部材100の第1の嵌合部130との寸法の差は、フィルタ30の厚さを考慮して定めることが好ましい。第2の嵌合部230の内側と第1の嵌合部130の内側との差(部材中心からみて嵌合部の内側の差)は0.005〜0.3mmが好ましく、0.005〜0.2mmがより好ましく、0.005〜0.1mmが更に好ましい。第2の嵌合部230の内側と第1の嵌合部130の内側との差がフィルタの厚さよりも小さい場合は、フィルタの厚さよりも隙間がなくなるが、蓋部材と収納部材がプラスチック製であると、比較的弾性があり、フィルタを嵌合したときの固定力が増すので好ましい。
The difference in size between the second
また、収納部材200には、第2の嵌合部230とは別に本体部210の外縁のうち流路部201が設けられる外縁の延びる方向(X軸方向)と直交する方向、すなわち、Y軸方向に沿って延びる側に対してのみ、位置合わせ溝235が設けられている。これは、細胞捕捉デバイス1を組み立てる際に蓋部材100と収納部材200との位置合わせ及び方向合わせを行うために用いられる。また、本体部210の外縁のうち流路部201が設けられる外縁が延びる方向と同じ方向(X軸方向)には、上方に向けて延びて蓋部材100の側部を覆う覆い部250が設けられている。
In addition, the
第2の突出部225で区切られた排出領域220のうち、蓋部材100と組み合わせたときに、蓋部材100側において導入流路101、102に通じる穿孔109、113に接続する領域が形成された二つの角とは異なる二つの角227においては、略四角形状の第1の突出部125のうち導入領域120の内壁面を構成する側面について所謂面取りがなされた形状とされている。
Of the
図6に示すように、略正方形状をなす本体部210において、組み立てた際に下面(表に露出する面)となる面の四辺の周縁部には、それぞれ端部(角部)付近を始点としそれぞれの周縁部に沿って延びる収納部材側ガイド部251(251A〜251D)が設けられている。収納部材側ガイド部251A〜251Dは、収納部材200の下方(図6において上方)に向って突出する突起であり、これに後述する固定部材60の爪が係合することにより固定部材60がスライドする方向を規定するものである。各収納部材側ガイド部251A〜251Dは、収納部材200と蓋部材100とを組み立てた際に蓋部材側ガイド部151A〜151Dのそれぞれと筐体10の厚さ方向において対応する位置に設けられている。例えば、流路部205が取り付けられている周縁部においては、図6における本体部210を流路部205を手前としてY軸方向から見たときに、図示右側となる側に収納部材側ガイド部251Cが設けられている。なお、図6に示すように、蓋部材側ガイド部151A〜151Dの始点と本体部110の上面との段差部分は、斜めに面取りされている。
As shown in FIG. 6, in the
収納部材側ガイド部251(251A〜251D)は、本体部210の各周縁部において本体部210の端部付近を始点として略中央部まで延びており、略中央部からは、収納部材側ストッパ252(252A〜252D)が連設され、引き続き周縁部に沿って延びている。収納部材側ストッパ252A〜252Dは、収納部材側ガイド部251A〜251Dよりも高い高さを有する突起であり、後述する固定部材60が収納部材側ガイド部251A〜251Dに沿ってスライドする限界位置を規定すると共に、細胞捕捉デバイス1の使用時及び観察時には細胞捕捉デバイス1の脚として機能するものである(図7参照)。収納部材側ストッパ252A〜252Dは、各周縁部における収納部材側ストッパ252A〜252Dの始点とは反対側の端部付近にまで延びている。流路部205が取り付けられている周縁部における収納部材側ストッパ252Cは、一部が流路部205の付け根部分と一体化している。
The storage member side guide portions 251 (251A to 251D) extend to the substantially central portion starting from the vicinity of the end of the
なお、上記の蓋部材100及び収納部材200がアクリル樹脂等のプラスチック製である場合には射出成形によって製造することができる。ただし、蓋部材100及び収納部材200の製造方法は上記に限定されない。
When the
(固定部材)
次に、固定部材60について説明する。図8(A)は固定部材の斜視図であり、図8(B)は固定部材60の正面図である。固定部材60は、横断面が略四角形の筒状体の側部の一面が開放された形状(すなわち、横断面U字形)をなす一体成形された部材であり、蓋部材100及び収納部材200を、これらが重ね合わされた方向(フィルタと交差する方向)の両側から押圧するように挟んで固定するものである。
(Fixing member)
Next, the fixing
固定部材60は、U字形の内面部分且つU字形の先端部分において、蓋部材100及び収納部材200を挟むべき方向に互いに対向して突出する爪61、61を有しており、この爪61、61は、上記「略四角形の筒状体」の高さに相当する方向に延びている。すなわち、爪61、61は、固定部材60が筐体10の周縁部に配置されるにあたって蓋部材100及び収納部材200の周縁部に沿う方向に延びており、蓋部材側ガイド部151及び収納部材側ガイド部251に係合することにより蓋部材側ガイド部151及び収納部材側ガイド部251に沿ってスライド可能となる。ここで、固定部材60のスライド方向の長さは、より均一に押圧させる観点から、3〜20mmが好ましく、4〜15mmがより好ましく、5〜10mmが更に好ましい。当該長さは、当該固定部材60を装着する筐体10の周縁部の一辺の長さに対する割合としては、0.2〜0.4が好ましい。
The fixing
筐体10の周縁部を均一な荷重で押圧して固定する観点からは、用いる複数の固定部材60としては同質のものを用いることが好ましい。例えば、同形状且つ同サイズのもの、又は押圧力のばらつきの小さいものを用いることが好ましい。
From the viewpoint of pressing and fixing the peripheral edge of the
固定部材60の材料としては、適度な弾性(ヤング率として2〜5GPa)を有し、引張り強度にも優れ(500Kg/cm2以上)、且つ伸び率が10〜100%の範囲の材質が好ましく、ポリカーボネートまたはポリアセタール樹脂が好ましい。
The material of the fixing
(フィルタ)
次に蓋部材100と収納部材200との間に設けられるフィルタ30について図9を用いて説明する。
(filter)
Next, the
図9に示すように、フィルタ30は、シート31に厚み方向に複数の貫通孔32が形成されていて被検液を通過させるフィルタ領域33を含んで構成される。図9では、シート31の表面における貫通孔32の形状が波形状とされている。波形状の貫通孔32は、シート表面における形状が長方形又は角丸長方形の穿孔が端部同士で所定の交差角度をなして複数個連結して形成される。図9のフィルタ30では、貫通孔32の波形状は、X軸方向に沿って形成されている。
As shown in FIG. 9, the
シート31は略正方形であるが、四隅の角に四角形状の切込部34が設けられている。この切込部34が形成されている領域から外側は、折り曲げ領域35とされている。また、フィルタ領域33よりも外側であってフィルタ30の外縁より内側となる位置には、フィルタ領域33内の貫通孔32とは異なる貫通孔である位置合わせ孔36が形成されている。位置合わせ孔36は、シート31の略正方形の対角となる位置に、二つ形成されている。折り曲げ領域35及び位置合わせ孔36は、細胞捕捉デバイス1へのフィルタ30の取付け時に利用されるが、その点は後述する。
The
シート31の材質は金属を主成分とすることが好ましい。ここで、主成分とはシート31を形成する材料のうち最も割合の多い成分をいう。フィルタ30のシートの材質の主成分として金属を用いることによって、貫通孔のサイズのばらつきが少なく高い分離精度で細胞を分離、濃縮できる。また、金属はプラスチック等の他の材料と比べて剛直であるため、外部から力が加わってもそのサイズ又は形状が維持されやすい。このため、貫通孔の孔径よりも若干大きな血液成分(特に白血球)を変形させて通過させ、高精度の分離、濃縮が可能になると考えられる。白血球の中には、分離、濃縮の対象となる細胞と同じ程度のサイズを有する細胞が存在し、サイズの違いだけでは対象の細胞のみを高濃度で区別できない場合がある。しかしながら、白血球は上記細胞よりも変形能が大きいため、吸引又は加圧等による外部の力により、自分より小さな孔を通過することができ、上記細胞と白血球を分離、又は、上記細胞を濃縮することが可能になると考えられる。ここで、「濃縮」とは、被検液を細胞捕捉デバイスに通液する前後において、白血球の数に対する分離、濃縮の対象となる細胞の数の存在割合が高まることを意味する。
The material of the
シート31に用いられる金属の材質は、金、銀、銅、アルミニウム、タングステン、ニッケル、クロム及びこれらの金属の合金が例示できるが、これらに限定するものではない。また、金属は単体で用いてもよく、機能性を付与するために他の金属との合金又は金属の酸化物として用いてもよい。価格又は入手の容易さの観点から、ニッケル、銅、金及びこれらを主成分とする金属を用いることが好ましく、特にニッケルを主成分とする金属が用いられることが好ましい。また、シート31がニッケルを主成分とする材料から形成される場合、ニッケルの表面に金めっきがされていることが好ましい。金めっきによって、フィルタ表面の酸化を防止できるため、細胞及び血球成分のフィルタに対する付着性が一様となり、データの再現性を高めることができる。
Examples of the metal material used for the
フィルタ30の厚みは、3μm〜100μmであることが好ましい。膜厚を上記の範囲とした場合、フィルタの取り扱いが容易であり、精密加工にも適している。また、フィルタのフィルタ領域の平面の高低差は、顕微鏡でフィルタ表面の端部と中央部の合計5箇所を観察したときの焦点距離の最大と最小の差にして16μm以下であることが好ましい。
The thickness of the
またフィルタ30のサイズの大きさは、細胞捕捉デバイス1の大きさに依存するが、フィルタ30のうち貫通孔32が設けられて、被検液を通過させるフィルタ領域33の大きさは、25mm2〜400mm2が好ましく、25mm2〜225mm2がより好ましく、25mm2〜100mm2が更に好ましい。フィルタ領域33のサイズが400mm2を超えると、デッドスペースが多くなる。また、25mm2未満だと処理時間が長くなる。また、フィルタ領域33の大きさは、図3に示す蓋部材100の導入領域120のうちの中央部分120A及び図5に示す収納部材200の排出領域220のうちの中央部分220Aに対応する。すなわち、フィルタ30のフィルタ領域33は、上記の中央部分120A、220Aに対応する位置に取り付けられる。
The size of the
フィルタ30に設けられる貫通孔32の形状については、図9に示すように、波形状、すなわち二つの長方形状又は角丸長方形状(端部の角が丸められている長方形)の穿孔の端部同士が所定の角度をなして連結して形成される形状とすることができる。この、長方形状又は角丸長方形状(以下、これらを総称して「略長方形状」とする)をなす貫通孔32の場合、略長方形状の穿孔の短辺側の長さの範囲はおおよそ5.0μm〜15.0μmとすることができる。一方、長辺側の長さは、フィルタの大きさに応じて適宜変更することができ、その範囲はおおよそ10μm〜5mmである。なお、フィルタ30に設けられる貫通孔32の孔径は、捕獲対象とするCTCのサイズに応じて変更される。ここで、貫通孔の孔径は、それぞれの貫通孔32を通過できる最も大きい球の直径をいう。例えば、図9における貫通孔32の孔径は、穿孔の短辺の長さとすることができる。
As for the shape of the through
なお、貫通孔32の形状については、図9では波形状の場合について説明したが、他の形状に変更することができる。貫通孔の形状についての変形例として代表的なものは、図10で示すように、(A)円形、(B)長方形、(C)角丸長方形(端部の角が丸められている)、(D)角丸長方形(長方形の短辺が円弧状となっている)、(E)波形状(角丸長方形の穿孔が端部で互いに交わるように3個連結されている)、(F)円形波形状(5個の半円が交互に向き合って端部で連結されている)等が挙げられる。なお、貫通孔の形状は図10で示す例に限定されず、例えば、角丸長方形の穿孔が4個以上連結した波形状としてもよいし、角丸長方形ではなく角が丸められていない長方形の穿孔を複数個連結した形状の貫通孔とすることもできる。
In addition, about the shape of the through-
上記のフィルタ30上の孔径の小さな貫通孔32を精密に形成することができるフィルタの製造方法として、例えば、フォトレジストを使用した金属めっきを用いる方法がある。この製造方法には、具体的には、金属箔上にフォトレジストをラミネートする工程と、フォトレジストの上に貫通孔の形状と同様の透光部を有するフォトマスクを重ねて露光する工程と、現像してフォトレジストの未硬化部を除去してフォトレジストパターンを形成する工程と、フォトレジストパターン間を金属めっきしてフォトレジストパターンの高さより低い金属めっきパターンを形成する工程と、金属箔を化学的溶解によって除去して、金属めっきパターンとフォトレジストパターンからなる構造物を得る工程と、構造物からフォトレジストパターンを除去して、透光部に対応する貫通孔32を有する金属めっきパターン(フィルタ)を得る工程と、が含まれる。ただし、フィルタ30の製造方法は上記の方法に限定されない。
As a method for manufacturing a filter capable of precisely forming the through
(細胞捕捉デバイスの組み立て方法)
次に、図11〜図14を用いて、細胞捕捉デバイス1の組み立て方法について説明する。図11は細胞捕捉デバイス1の構成を説明する分解斜視図であり、図12は蓋部材100、フィルタ30、シール部材40(ガスケット)及び収納部材200を組み立てる前の断面を模式的に示す図1のXII−XII断面図に相当する図であり、図13は蓋部材100、フィルタ30、シール部材40及び収納部材200を組み立てた後の図であって図12に対応する図であり、図14は固定部材の装着方法を示す図である。
(Assembly method of cell capture device)
Next, a method for assembling the
細胞捕捉デバイス1の組み立て方法の概略としては、図11に示すように、収納部材200、シール部材40B、フィルタ30、シール部材40A及び蓋部材100をこの順に重ね合わせた後、図12及び図13に示すように、収納部材200と蓋部材100とを嵌合させる。そして、蓋部材100と収納部材200とが嵌合してなる筐体10に対して、図14に示すように固定部材60を装着することにより、蓋部材100と収納部材200とが互いに固定されると共に、細胞捕捉デバイス1の組み立てが完了する。
As an outline of the assembly method of the
まず、図11に示すように、Z軸に沿って上方から下方に向かって蓋部材100、蓋部材側シール部材40A、フィルタ30、収納部材側シール部材40B、収納部材200の順に重ねることで、細胞捕捉デバイス1が組み立てられる。このとき、蓋部材100と収納部材200とが一対の位置合わせ壁135と位置合わせ溝235とが対向するような向きとすることで、蓋部材100の流路部105、106はX軸方向に延びる向きとされ、収納部材200の流路部205はY軸方向に延びる向きとされる。これにより、流路部105、106、205が互いに異なる方向に突出する構成となる。
First, as shown in FIG. 11, the
ここで、シール部材40(40A、40B)は、蓋部材100の第1の突出部125とフィルタ30との間、及び、収納部材200の第2の突出部225とフィルタ30との間に挟まれる部材である。シール部材40は、第1の突出部125及び第2の突出部225が存在する全ての領域に配置され、且つ、フィルタ領域33を覆わないように、中央がフィルタ領域33の形状に打ち抜かれた環形状とされている。シール部材40の材質としては、弾性を有し筐体10の液密性を保つことができるものであれば特に制限されず、例えばシリコーンゴムが用いられる。また、シール部材40の厚さは、0.05μm〜0.3μmが好ましい。
Here, the seal member 40 (40A, 40B) is sandwiched between the
そして、これらを組み立てた後に流路開閉弁として機能するバルブ401、402、403がそれぞれ穿孔107、111、207へ挿入される。これらのバルブ401、402、403には、それぞれ水平方向に伸びる穿孔である流路孔401A、402A、403Aが設けられ、穿孔107、111、207にバルブを挿入した際に、バルブの流路孔がそれぞれ導入流路101、102及び排出流路201に対応する。そして、バルブを回転させることで流路孔と導入流路(又は排出流路)の開閉を切り替えることができる。また、使用時には、ストッパ411、412、413がそれぞれ穿孔109、113、209へ挿入されることで、液体の漏出を防ぎ、液体の導入及び排出を適切な方向に導く。
After these are assembled,
次に、図12及び図13を用いて、細胞捕捉デバイス1を組み立てる際の内部の構成について説明する。図12は、蓋部材100、フィルタ30及び収納部材200を組み立てる前の断面を模式的に示した図であるが、流路部205については、記載をしていない。図13は、組み立て後の図である。
Next, an internal configuration when the
まず、図12に示すように、収納部材側シール部材40Bを、収納部材200の第2の突出部225の上方となる位置に配置する。
First, as illustrated in FIG. 12, the storage member side seal member 40 </ b> B is disposed at a position above the
次に、フィルタ30を収納部材200の排出領域220、第2の突出部225、及び第2の嵌合部230の上方となる位置に配置する。フィルタ30を配置するとき、フィルタ30の位置合わせ孔36、36にそれぞれ棒状の治具を通し、この治具の端部を収納部材200の有底孔240、240に挿入することで、容易にフィルタ30の位置合わせをすることができる。あるいは、治具を収納部材200の有底孔240、240に立設させ、これにフィルタ30の位置合わせ孔36を通すことでも容易にフィルタ30の位置合わせをすることができる。このように治具を用いたフィルタ30の位置合わせを行うことができるように、収納部材側シール部材40Bのうち有底孔240及び位置合わせ孔36に対応する位置は、切り欠かれている(図11参照)。
Next, the
次に、蓋部材側シール部材40Aをフィルタ30の上方となる位置に配置する。そして、蓋部材100を、第1の突出部125と第2の突出部225とが対応する位置に配置し、第1の嵌合部130と第2の嵌合部230とが対応する位置に配置し、これを上下方向に近接させる。
Next, the lid member side seal member 40 </ b> A is disposed at a position above the
すると、図13に示すように、第1の突出部125と第2の突出部225がそれぞれ蓋部材側シール部材40A及び収納部材側シール部材40Bを介してフィルタ30を挟む位置まで蓋部材100と収納部材200とを近接させることができる。この時点で、第1の嵌合部130と第2の嵌合部230とはその一部が嵌合した状態で止まる。このとき、フィルタ30は、第1の突出部125と第2の突出部225とによって挟み込まれることにより、支持されると共に、更に外側では第1の嵌合部130と第2の嵌合部230とに挟まれる。この結果、主に蓋部材100の押し下げによりフィルタ30の折り曲げ領域35が下方に折り曲げられる。そして、フィルタ30の内側の中心部から外側に向かって周囲から押し付けられるように挟み込まれることで、中央から周囲に向かって引っ張られる力がかかり、張力をかけた状態でフィルタ30が蓋部材100と収納部材200との間に嵌合される。これによって、フィルタ表面の高さばらつきが抑制され、フィルタ30の平坦性が優れるものとなる。
Then, as shown in FIG. 13, the
なお、フィルタ30を蓋部材100及び収納部材200により挟み込む際の力が不均一になると、歪みが生じてフィルタ30にしわが入る又はたるみが生じる恐れがある。したがって収納部材200の第2の嵌合部230及び蓋部材100の第1の嵌合部130はフィルタ30の外縁側全周に設け、フィルタ30を均一に挟み込むように嵌合することが好ましい。ただし、このとき第1の突出部125と第2の突出部225とでフィルタ30を挟むことによって、周方向にも若干の張力が作用してしわになることがあるので、フィルタ30の四隅に切込部34を設けて、しわの逃げ部を作ることが好ましい。
In addition, when the force at the time of pinching the
また、治具を用いて収納部材200とフィルタ30との位置合わせをした後においては、フィルタ30は、収納部材200に対して位置合わせはされたが、位置は固定されていない状態にある。このため、フィルタ30は筐体10内部に最終的に固定されるまでは引っ張り力等に対して物理的な障害がなく位置変化に対応できるため、フィルタ30が蓋部材100と収納部材200との間に固定される際に、しわ等が一層発生しにくい。
In addition, after the
次に、固定部材60の装着方法について説明する。図14に示すように、蓋部材側ガイド部151C及びこれに対応する収納部材側ガイド部251Cの始点に対して、固定部材60Cを、U字形の開放部を筐体10側に向けた状態でX軸方向から接近させて、爪61、61を蓋部材側ガイド部151C及び収納部材側ガイド部251Cにそれぞれ係合させる。そして、X軸方向に固定部材60Cをスライドさせることで、固定部材60Cの装着が完了する。このとき、固定部材60Cの側部が蓋部材側ストッパ152Cの側部及び収納部材側ストッパ252Cの側部に当たるまで固定部材60Cをスライドさせてもよいし、当てさせないで途中でスライドを止めてもよい。
Next, a method for mounting the fixing
同様に、固定部材60Bを筐体10に装着するには、蓋部材側ガイド部151B及びこれに対応する収納部材側ガイド部251Bの始点である端部に対して、固定部材60Bを、U字形の開放部を筐体10側に向けた状態でY軸方向から接近させて、爪61、61を蓋部材側ガイド部151B及び収納部材側ガイド部251Bに係合させる。そして、Y軸方向に固定部材60Bをスライドさせることで、固定部材60Bの装着が完了する。
Similarly, in order to attach the fixing
筐体10の外縁から蓋部材側ガイド部151C、151Bまでの距離に着目すると、収納部材200の覆い部250の厚さの分だけ、筐体10の外縁から蓋部材側ガイド部151Cまでの距離が、筐体10の外縁から蓋部材側ガイド部151Bまでの距離よりも大きくなっている。上述のように蓋部材側ガイド部151B及び蓋部材側ストッパ152BのX軸方向の幅が、蓋部材側ガイド部151C及び蓋部材側ストッパ152CのY軸方向の幅よりも大きくされていることで、筐体10の外縁と蓋部材側ガイド部151C、151Bの固定部材60の爪61が係合する部分との距離が等しくなっている。すなわち、同形状及び同サイズの固定部材60を筐体10の各周縁部に装着することが可能となっている。このように同形状及び同サイズの固定部材60を用いることができることは、押圧力の揃った同質の固定部材60を用いることができることを意味し、筐体10の周縁部を均一な荷重で押圧して固定する観点から好ましい。
Focusing on the distance from the outer edge of the
また、図14では図示を省略しているが、固定部材60A、60Dについても上記と同様にして筐体10に装着することができる。このようにして四つの固定部材60A〜60Dを装着することにより、フィルタ30を囲うように筐体10の周縁部に固定部材60を配置することができる。
Although not shown in FIG. 14, the fixing
以上、本発明の実施形態に係る細胞捕捉デバイスについて、固定部材によって蓋部材と収納部材を固定する構成を例に挙げて説明したが、この構成に限定されず、蓋部材と収納部材を溶着によって接合する構成としてもよい。 As described above, the cell capturing device according to the embodiment of the present invention has been described by taking the configuration in which the lid member and the storage member are fixed by the fixing member as an example, but is not limited to this configuration, and the lid member and the storage member are welded. It is good also as a structure to join.
(細胞捕捉システム)
次に、上記の細胞捕捉デバイス1を用いた細胞捕捉システムについて説明をする。図15は細胞捕捉システムの構成を説明するブロック図である。図15に示すように、細胞捕捉システム1Aは、細胞捕捉デバイス1と、細胞捕捉デバイス1に含まれる二つの導入流路をそれぞれ介して供給される被検液と処理液とを貯留する被検液供給容器51(被検液供給手段)及び処理液供給容器52(処理液供給手段)と、被検液供給容器51と細胞捕捉デバイス1とを接続する被検液供給流路53(被検液供給手段)と、処理液供給容器52と細胞捕捉デバイス1とを接続する処理液供給流路54(処理液供給手段)と、細胞捕捉デバイス1に含まれる排出流路に対して接続されて排出流路から外部に排出された排液を流すための排液流路55と排液流路55に接続されて排液を回収する排液回収容器56と、前記細胞捕捉デバイス1に対して供給する液体を被検液及び処理液から選択し、流路切り替え等の制御を行う制御部57(選択手段)と、を含んで構成される。
(Cell capture system)
Next, a cell capture system using the
なお流路の切り替え等の制御は制御部57により行われるが、流路の切り替えの具体的な方法としては、例えば、細胞捕捉デバイス1の流路開閉弁の開閉を行う等の方法がある。また、細胞捕捉システム1Aにおける送液としては、例えば蠕動ポンプ等を流路に取り付けることで、行うこともできる。また処理液が1種類である例を示したが、複数の処理液供給容器52を設けて、どの処理液を細胞捕捉デバイス1に対して供給するかについても制御部57により制御する構成とすることもできる。
The control of the switching of the flow path and the like is performed by the
このように、細胞捕捉システム1Aでは、制御部57により、細胞捕捉デバイス1に対して供給する液体を選択し、その結果に基づいて、被検液又は処理液を細胞捕捉デバイス1に供給する構成を有することで、従来と比較して被検液中の細胞の捕捉作業を効率よく進めることが可能となる。また、上記細胞捕捉デバイスを用いた細胞捕捉システム1Aでは、細胞の捕捉作業後、細胞捕捉デバイスを分解することなくそのまま顕微鏡のステージに載せて細胞の有無を作業性よく観察することが可能となる。
As described above, in the
(細胞捕捉デバイスにおける作用)
ここで、図16及び図17を用いて、上記実施形態で説明した細胞捕捉デバイス1における特徴を成す部分である筺体10の内部の構成を説明すると共に、その作用について説明する。図16は、本実施形態に係る細胞捕捉デバイス1の内部の一部について上面から見た図であり、平面視における各部の形状を模式的に示した図である。また、図17は図16におけるXVII−XVII断面の矢視図に対応する図を模式的に示した図である。図16及び図17では、筺体10の内部において蓋部材100側の導入領域120及び収納部材200側の排出領域220を含んで形成される空洞部Wについて主に説明する。なお、図17では、シール部材40は省略する。
(Operation in cell capture device)
Here, with reference to FIG. 16 and FIG. 17, the internal configuration of the
空洞部Wは、図17に示すように、フィルタ30を挟んでその上側の導入領域120と下側の排出領域220とを含んで構成される空間である。この空洞部Wは、蓋部材100の第1の突出部125と、収納部材200の第2の突出部225とが、フィルタ領域33の外周側でフィルタ30を挟んで固定することによって形成される。空洞部Wの天面310は蓋部材100の導入領域120を構成すると共に接続用の穿孔109、113が設けられた面120C(図3も参照)によって形成される。また、空洞部Wの底面320は、排出領域220を構成すると共に接続用の穿孔209に向けて傾斜する面220Cによって形成される。また、空洞部Wの内壁面330は、第1の突出部125と第2の突出部225とによって形成される。
As shown in FIG. 17, the cavity W is a space that includes an
このような構成を有する細胞捕捉デバイス1において、被検液又は処理液を流した場合の液体の流れを図16及び図17において、矢印で示す。穿孔109又は穿孔113から空洞部W(導入領域120)内に導入された液体(被検液又は処理液)は、フィルタ30のフィルタ領域33に設けられた貫通孔を通過して、排出領域220側の穿孔209に向かって移動すると考えられる。
In the
このとき、液体(被検液又は処理液)は、排出流路へと接続される穿孔209に向けてより短い経路を移動することが考えられる。したがって、上方向から見た場合には、図16に示すように、穿孔109又は穿孔113から穿孔209へ向けてできるだけ真っ直ぐ進むと推測される。また、横方向から見た場合には、図17に示すように、フィルタ30の貫通孔が形成されるフィルタ領域33まで液体が導入領域120を移動し、フィルタ領域33に到達すると貫通孔を通過して下方の排出領域220側へ流れると推測される。そこで、穿孔109又は穿孔113から穿孔209に到達するまでの液体の流れのうち、何も障害物がない場合の液体の流れであると推測される経路を仮想液体流れ線Sとして図16及び図17に示す。
At this time, it is conceivable that the liquid (the test liquid or the processing liquid) moves along a shorter path toward the
ここで、空洞部W内部に対して液体(被検液又は処理液)を導入した場合、仮想液体流れ線Sに近い領域では比較的液体の流れが大きく、仮に気泡が細胞捕捉デバイス1内に混入したとしても、上部の導入流路側の穿孔109又は穿孔113が近いため、外部への排出が容易であると考えられる。一方、仮想液体流れ線Sから離れた領域では、そもそも穿孔109又は穿孔113から当該領域に液体が到達するまでに時間がかかるように、液体の流れが少なく、且つ、上部の導入流路側の穿孔109又は穿孔113からも離れているため液体が滞留しやすい。さらに、第1の突出部125と第2の突出部225とによって形成された空洞部Wの内壁面330は、フィルタ領域33の周縁よりも更に外方に設けられているため、フィルタ領域33よりも外側では液体の滞留が顕著となる。また、細胞捕捉デバイス1内に気泡が混入した場合、フィルタ領域33よりも外側の内壁面330近傍に滞留する可能性が考えられる。このような領域に気泡が滞留して気泡が大型化してしまうと、気泡はフィルタ領域33上にまで拡大し、細胞の捕捉を十分に行うことが困難となる。また、気泡の除去が困難であることから、フィルタ領域33に捕捉した後の細胞を確認する場合の測定の精度が低下する可能性がある。このように、仮想液体流れ線Sから離れた領域では、気泡がフィルタ30近傍に気泡が滞留する可能性が高く、滞留した場合には、細胞の捕捉及び観察に影響を与えることが考えられる。気泡が滞留して大型化する可能性が高い仮想液体流れ線Sから離れた領域とは、上記実施形態に係る細胞捕捉デバイス1においては、図16で示す角127(227)である。角127(227)近辺では、フィルタ領域33の外周も仮想液体流れ線Sから離れていて、液体が流れてくる速度も遅くなる。なお、フィルタ領域の外周は、フィルタ領域内の最も外側の貫通孔の端部同士を結んで得られる。
Here, when a liquid (test liquid or processing liquid) is introduced into the cavity W, the liquid flow is relatively large in the region close to the virtual liquid flow line S, and it is assumed that bubbles are contained in the
そこで、細胞捕捉デバイス1では、導入流路101、102の空洞部W側の端部となる穿孔109、113と排出流路201の空洞部W側の端部となる穿孔209との間を結ぶ液体の流れを示す仮想液体流れ線Sとフィルタ領域33の外周上の所定の一点との距離に基づいて、空洞部Wの内壁面330と上記の所定の一点との距離を変更した構成となっている。具体的には、フィルタ領域33の外周上の所定の一点と仮想液体流れ線Sとの距離が他の角と比較して大きな角127(227)近隣においては、第1の突出部125及び第2の突出部225の形状を変更して、角127(227)の面取りがなされた面取り部を有する形状とされている。これにより、面取りが行われた領域では、外周上の所定の一点における空洞部Wの内壁面330とフィルタ領域33との距離が、変更前と比べて短くなっている。これにより、フィルタ30近傍のうち特に面取りが設けられた領域付近に気泡が滞留することを抑制することができるため、気泡の大型化も防ぐことが可能となる。ここで、フィルタ領域33の外周上の所定の一点における内壁面330との距離、及び、フィルタ領域33の外周上の所定の一点における仮想液体流れ線Sとの距離は、いずれも最短距離を指す。
Therefore, in the
また、細胞捕捉デバイス1においては、導入領域120を含む内部の空洞部の天面310と、空洞部W(のうち蓋部材100側)の内壁面330を構成する第1の突出部125の側面と、は、曲面で接続されている。これにより、フィルタ領域33の外周より外側の領域に気泡が流れ込んだとしても気泡が天面310と内壁面330とを接続する領域で滞留することが防止され、空洞部Wからの気泡の排出を促進することができる。
In the
ここで、図18を参照しながら、フィルタ領域の外側における空洞部の内壁面の形状の変更例を示す。図18(A)、(B)は、いずれも、平面視における空洞部Wの形状及びフィルタ領域83を示す。また、フィルタよりも上側に取り付けられる二つの導入流路の端部81と、フィルタよりも下側に取り付けられる排出流路の端部82を併せて示し、二つの導入流路の端部81から排出流路の端部82までの仮想液体流れ線Sを示した。
Here, an example of changing the shape of the inner wall surface of the cavity outside the filter region will be described with reference to FIG. 18A and 18B both show the shape of the cavity W and the
まず、図18(A)のように、フィルタ領域83が正方形ではなく六角形状とし、六角形の中心を挟んで対向する二か所に二つの導入流路の端部81を取り付け、排出流路の端部82をフィルタ領域83の中央部付近に取り付ける。この構成は、上記実施形態で示した細胞捕捉デバイス1に関して、筺体内部の空洞部Wとフィルタ領域とを六角形状に変更した場合に相当する。この場合、フィルタ領域83の外周上の所定の一点における仮想液体流れ線Sとの距離が大きくなるのは、導入流路の端部81が取り付けられた領域から離間した領域付近となる。そこで、空洞部Wの内壁面のうち該当する領域に面取り部P1、P2を形成することで、この領域に気泡が滞留することを防止することができる。なお、図18(A)では、フィルタ領域83の外周上の所定の一点における仮想液体流れ線Sとの距離が最も大きくなる領域に面取り部P1を形成することに限らず、P1が形成された領域よりは仮想液体流れ線Sとの距離が小さい領域についても面取り部P2を形成している。また、二つの導入流路の端部81から排出流路の端部82へ向かう方向に対して後方にある空洞部Wであって、前記端部81からの距離が大きい領域にある内壁面においても、流量が小さくなり気泡が滞留し易くなるので、面取り部P3を形成することができる。このように、フィルタ領域83の外周上の所定の一点において仮想液体流れ線Sとの距離が基づいて、この所定の一点における空洞部Wの内壁面との距離が変化するように、空洞部Wの内壁面の形状は適宜変更することができる。
First, as shown in FIG. 18 (A), the
次に、図18(B)では、図16に示す細胞捕捉デバイス1と比較して空洞部Wの面取り部Pの形状を変更した例を示す。図18(B)では、フィルタ領域83、導入流路の端部81及び排出流路の端部82の配置は図16に示す細胞捕捉デバイス1と同様である。一方、面取り部Pの形状は、細胞捕捉デバイス1のように角127(227)を切り落とした形状ではなく、曲面状に形成されている。このように、面取り部を曲面状に形成した場合、切り落とした面と当該面に隣接する面との角に気泡が滞留することを抑制することができるため、気泡の滞留をさらに防止することができる。なお、面取り部を曲面状とする変形例は、上記実施形態で説明した細胞捕捉デバイス1以外の構成を備える細胞捕捉デバイスにも適用することができる。
Next, FIG. 18B shows an example in which the shape of the chamfered portion P of the cavity W is changed as compared with the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、種々の変更を行うことができる。例えば、上記実施形態では細胞捕捉デバイスの蓋部材及び収納部材の形状を略正方形状としたが、五角形、六角形その他の多角形でもよく、円形、楕円形であってもよい。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change can be made. For example, in the above-described embodiment, the shape of the lid member and the storage member of the cell trapping device is a substantially square shape, but it may be a pentagon, a hexagon, or other polygons, and may be a circle or an ellipse.
また、上記実施形態では固定部材とガイド部との対応を1:1としたが、一つのガイド部に対して複数の固定部材を装着してもよい。また、固定部材の形状は上記実施形態に限定されず適宜変更することができる。 In the above embodiment, the correspondence between the fixing member and the guide portion is 1: 1, but a plurality of fixing members may be attached to one guide portion. Further, the shape of the fixing member is not limited to the above embodiment and can be changed as appropriate.
さらに、固定部材を含めて、細胞捕捉デバイスにおける蓋部材、収納部材、及びフィルタを固定する方法は、上記実施形態に限定されず、他の態様を採用することもできる。他の態様としては、例えば、フィルタ部材を挟みこんだ上で蓋部材と収納部材とを接着剤又は溶接等により固着する方法が挙げられる。 Furthermore, the method of fixing the lid member, the storage member, and the filter in the cell trapping device including the fixing member is not limited to the above embodiment, and other modes can be adopted. As another aspect, for example, there is a method of fixing the lid member and the storage member by an adhesive or welding after sandwiching the filter member.
1…細胞捕捉デバイス、1A…細胞捕捉システム、10…筐体、30…フィルタ、36…位置合わせ孔、40…シール部材(ガスケット)、60…固定部材、100…蓋部材、101,102…導入流路、120…導入領域、125…第1の突出部、130…第1の嵌合部、151…蓋部材側ガイド部、200…収容部材、201…排出流路、220…排出領域、225…第2の突出部、230…第2の嵌合部、240…有底孔(穴部)、251…収納部材側ガイド部。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記導入流路と前記排出流路との間において前記蓋部材と前記収納部材とによって形成された内壁面を有する空洞部の内部に設けられて、前記被検液が通過するための貫通孔が厚さ方向に形成されたフィルタ領域をその内側に有すると共に前記フィルタの前記フィルタ領域よりも外側において前記蓋部材と前記収納部材とにより支持されるフィルタと、
を備える細胞捕捉デバイスであって、
平面視における前記内壁面の形状と前記フィルタ領域の外周の形状とは互いに異なる細胞捕捉デバイス。 A housing having a lid member having an introduction flow path for introducing the test liquid into the interior, and a storage member having a discharge flow path for discharging the test liquid to the outside;
Between the introduction flow path and the discharge flow path, a through-hole is provided inside a cavity having an inner wall surface formed by the lid member and the storage member, and the test liquid passes therethrough. A filter having a filter region formed in the thickness direction on the inner side and supported by the lid member and the storage member on the outer side of the filter region of the filter;
A cell capture device comprising:
The cell trapping device in which the shape of the inner wall surface and the shape of the outer periphery of the filter region in plan view are different from each other.
前記導入流路の前記空洞部側の端部は、前記蓋部材において前記フィルタ領域の四つの角のうちの対向する二つの角側に対応する位置にそれぞれ設けられ、
前記排出流路の前記空洞部側の端部は、前記収納部材の前記空洞部の底面であって前記フィルタ領域に対応する領域の中央に設けられ、
平面視における前記空洞部の内壁面は、前記フィルタ領域に対応した略四角形状をなし、前記フィルタ領域の四つの角のうち前記導入流路の前記空洞部側の端部が設けられない二つの角に対応する領域に面取り部を有する請求項1又は2記載の細胞捕捉デバイス。 The filter region has a substantially rectangular shape,
The end of the introduction channel on the side of the cavity is provided at a position corresponding to two opposing corners of the four corners of the filter region in the lid member,
The end of the discharge channel on the cavity portion side is provided at the center of the region corresponding to the filter region on the bottom surface of the cavity of the storage member,
The inner wall surface of the hollow portion in plan view has a substantially rectangular shape corresponding to the filter region, and two of the four corners of the filter region are not provided with the end portion on the hollow portion side of the introduction channel. The cell capturing device according to claim 1, wherein the cell capturing device has a chamfered portion in a region corresponding to a corner.
前記細胞捕捉デバイスの導入流路に対して被検液を供給する被検液供給手段と、
前記細胞捕捉デバイスの導入流路に対して前記フィルタを通過することで前記フィルタに捕捉された細胞を処理するための処理液を供給する処理液供給手段と、
前記細胞捕捉デバイスに対して供給する液体を前記被検液及び前記処理液から選択する選択手段と、を備える細胞捕捉システム。
The cell capture device according to any one of claims 1 to 5,
A test liquid supply means for supplying a test liquid to the introduction channel of the cell capture device;
A processing liquid supply means for supplying a processing liquid for processing cells captured by the filter by passing through the filter with respect to the introduction channel of the cell capturing device;
A cell capture system comprising: a selection unit that selects a liquid to be supplied to the cell capture device from the test liquid and the treatment liquid.
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