JP2015198592A - Cell arrangement chip and method for arranging cell - Google Patents

Cell arrangement chip and method for arranging cell Download PDF

Info

Publication number
JP2015198592A
JP2015198592A JP2014078598A JP2014078598A JP2015198592A JP 2015198592 A JP2015198592 A JP 2015198592A JP 2014078598 A JP2014078598 A JP 2014078598A JP 2014078598 A JP2014078598 A JP 2014078598A JP 2015198592 A JP2015198592 A JP 2015198592A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flow path
microchamber
liquid
cell
cells
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2014078598A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
淳吾 荒木
Jungo Araki
淳吾 荒木
茉奈美 増渕
Manami Masubuchi
茉奈美 増渕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP2014078598A priority Critical patent/JP2015198592A/en
Publication of JP2015198592A publication Critical patent/JP2015198592A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cell arrangement chip with which a time required for accommodating a cell in a microchamber can be shortened.SOLUTION: A cell arrangement chip 100 includes a flow channel where fluid flows, a plurality of recess aligned on a bottom face of the flow channel, and one or two or more salients 133 aligned on a top surface of the flow channel. In a cross section of the flow channel which passes along a flow direction of fluid in the flow channel and depth direction of the recess and through the center of the recess, it is preferable that a bottom edge 134 of an upstream side's side face of the salient is located, in the flowing direction of fluid in the flow channel, between a point positioned at upstream side in half length of opening diameter of the recess from upstream side opening edge, and a point positioned at downstream side in half length of the opening diameter of the recess from the downstream side opening edge.

Description

本発明は、細胞配列チップおよび前記細胞配列チップを用いた細胞の配列方法に関する。   The present invention relates to a cell array chip and a cell array method using the cell array chip.

循環腫瘍細胞(CTC)や循環血管内皮細胞(CEC)、循環血管内皮前駆細胞(CEP)、各種幹細胞など(以下「希少細胞」ともいう)は、病態に応じて血液中に存在する。たとえば、血液中を循環する癌細胞であるCTCを検出することは、癌転移の早期発見の観点から非常に有用である。しかし、希少細胞は血液中に極めて稀にしか存在せず、検出することは極めて難しい。   Circulating tumor cells (CTC), circulating vascular endothelial cells (CEC), circulating vascular endothelial progenitor cells (CEP), various stem cells (hereinafter also referred to as “rare cells”) are present in the blood depending on the disease state. For example, detecting CTC, which is a cancer cell circulating in the blood, is very useful from the viewpoint of early detection of cancer metastasis. However, rare cells are very rare in blood and are extremely difficult to detect.

そこで近年、様々な希少細胞の検出方法が提案されている。たとえば、希少細胞の検出方法として、検体(例えば血液)に由来する細胞懸濁液を、複数の凹部(以下「マイクロチャンバー」ともいう)を有する細胞配列チップに提供し、マイクロチャンバーに細胞を収容した後、全細胞を分析する方法が提案されている。   Thus, in recent years, various rare cell detection methods have been proposed. For example, as a method for detecting rare cells, a cell suspension derived from a specimen (eg, blood) is provided to a cell array chip having a plurality of recesses (hereinafter also referred to as “microchamber”), and the cells are accommodated in the microchamber. After that, a method for analyzing whole cells has been proposed.

たとえば、特許文献1には、細胞を収容するためのマイクロチャンバーを有するマイクロアレイチップを用いた、細胞の検出方法が記載されている。特許文献1に記載の細胞の検出方法では、マイクロピペットを用いて細胞懸濁液をマイクロアレイチップに提供し、マイクロチャンバーに細胞を収容している。   For example, Patent Document 1 describes a cell detection method using a microarray chip having a microchamber for containing cells. In the cell detection method described in Patent Document 1, a cell suspension is provided to a microarray chip using a micropipette, and the cells are accommodated in a microchamber.

一方、特許文献2には、マイクロチャンバーと、さらに細胞懸濁液を導入するための流路を有する細胞組織体マイクロデバイスを用いた、細胞組織体の形成方法が記載されている。特許文献2に記載の細胞組織体の形成方法では、ポンプ機構により流路に細胞懸濁液を導入し、マイクロチャンバーに細胞を収容している。   On the other hand, Patent Document 2 describes a method of forming a cell tissue body using a cell tissue body microdevice having a microchamber and a flow path for introducing a cell suspension. In the method for forming a cell tissue described in Patent Document 2, a cell suspension is introduced into a flow path by a pump mechanism, and cells are accommodated in a microchamber.

国際公開第2010/027003号International Publication No. 2010/027003 特開2006−122012号公報JP 2006-122012 A

特許文献1および特許文献2に記載されているように、マイクロチャンバーに細胞を収容する場合、細胞の自重を利用して細胞を沈降させるのが一般的である。したがって、マイクロチャンバーへの細胞の移動は律速となり、マイクロチャンバーに細胞を収容するのに要する時間を短縮することができない。   As described in Patent Document 1 and Patent Document 2, when cells are accommodated in a microchamber, the cells are generally precipitated by utilizing their own weight. Therefore, the movement of the cells into the microchamber becomes rate limiting, and the time required for accommodating the cells in the microchamber cannot be shortened.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、マイクロチャンバーに細胞を収容するのに要する時間を短縮できる細胞配列チップを提供することを目的とする。また、本発明は、この細胞配列チップを用いた細胞の配列方法を提供することも目的とする。   This invention is made | formed in view of this point, and it aims at providing the cell arrangement | sequence chip which can shorten the time required to accommodate a cell in a microchamber. Another object of the present invention is to provide a cell arrangement method using this cell arrangement chip.

本発明者らは、底面に複数の凹部(マイクロチャンバー)が形成されている流路において、流路を流れる液体を凹部に向かって流すための凸部を天面に形成することで上記課題を解決できることを見出し、さらに検討を加えて本発明を完成させた。   In the flow path in which a plurality of concave portions (microchambers) are formed on the bottom surface, the present inventors have formed the above-mentioned problem by forming a convex portion on the top surface for allowing the liquid flowing in the flow path to flow toward the concave portion. The present invention has been completed by finding out that the problem can be solved and further studying it.

すなわち、本発明は、以下の細胞配列チップに関する。   That is, the present invention relates to the following cell array chip.

[1]液体が流れる流路と、前記流路の底面に配置されている複数の凹部と、前記流路の天面に配置されている1または2以上の凸部と、を有する、細胞配列チップ。
[2]前記流路での液体の流れ方向および前記凹部の深さ方向に沿った、前記凹部の中心を通る前記流路の断面において、前記凸部の上流側側面の下端は、前記流路での液体の流れ方向において、当該凹部の上流側開口縁から開口径の半分の長さ上流側に位置する点と、前記凹部の下流側開口縁から開口径の半分の長さ下流側に位置する点との間に配置されている、[1]に記載の細胞配列チップ。
[3]前記断面において、前記凸部の上流側側面の下端は、前記流路での液体の流れ方向において、当該凹部の上流側開口縁と前記凹部の下流側開口縁との間に配置されている、[2]に記載の細胞配列チップ。
[4]前記凸部は、前記凹部上における前記流路での液体の流れ方向および前記凹部の深さ方向に対して直交する方向に延在する凸条である、[1]〜[3]のいずれか一項に記載の細胞配列チップ。
[5]前記凹部の底面は、細胞接着性を有し、前記凹部の開口径は、20μm以上かつ500μm以下であり、前記凹部の深さは、10μm以上かつ250μm以下である、[1]〜[4]のいずれか一項に記載の細胞配列チップ。
[6]前記流路での液体の流れ方向および前記凹部の深さ方向に沿った前記流路の断面において、前記凸部の下端は、前記凹部の深さ方向において前記凹部の開口縁よりも前記流路の天面側に配置されており、前記流路の天面の前記凸部が配置されていない領域と、前記流路の底面の前記凹部が配置されていない領域との間隔は、20μm以上かつ1000μm以下である、[1]〜[5]のいずれか一項に記載の細胞配列チップ。
[1] A cell array having a flow path through which liquid flows, a plurality of concave portions disposed on the bottom surface of the flow path, and one or more convex portions disposed on the top surface of the flow path. Chip.
[2] In the cross section of the flow path passing through the center of the recess along the flow direction of the liquid in the flow path and the depth direction of the recess, the lower end of the upstream side surface of the protrusion is the flow path In the direction of liquid flow at a point located upstream from the upstream opening edge of the concave portion by a half length of the opening diameter and from the downstream opening edge of the concave portion to a downstream length of half the opening diameter. The cell array chip according to [1], wherein the cell array chip is disposed between
[3] In the cross section, the lower end of the upstream side surface of the convex portion is disposed between the upstream opening edge of the concave portion and the downstream opening edge of the concave portion in the liquid flow direction in the flow path. The cell array chip according to [2].
[4] The convex portions are convex strips extending in a direction perpendicular to the liquid flow direction in the flow path on the concave portion and the depth direction of the concave portion, [1] to [3]. The cell array chip according to any one of the above.
[5] The bottom surface of the recess has cell adhesion, the opening diameter of the recess is 20 μm or more and 500 μm or less, and the depth of the recess is 10 μm or more and 250 μm or less. [4] The cell array chip according to any one of [4].
[6] In the cross section of the flow path along the flow direction of the liquid in the flow path and the depth direction of the concave portion, the lower end of the convex portion is more than the opening edge of the concave portion in the depth direction of the concave portion. The space between the top surface of the flow channel and the region where the convex portion of the top surface of the flow channel is not disposed, and the region where the concave portion of the bottom surface of the flow channel is not disposed, The cell array chip according to any one of [1] to [5], which is 20 μm or more and 1000 μm or less.

また、本発明は、以下の細胞の配列方法に関する。   The present invention also relates to the following cell sequencing method.

[7]液体が流れる流路と、前記流路の底面に配置されている複数の凹部と、前記流路の天面に配置されている1または2以上の凸部と、を有する、細胞配列チップを準備する工程と、細胞を含有する液体を前記流路内に導入し、前記凹部内に前記細胞を回収する工程と、を含む、細胞配列方法。
[8]前記液体の導入は、間欠的に行われる、[7]に記載の細胞配列方法。
[7] A cell array having a flow path through which a liquid flows, a plurality of concave portions disposed on the bottom surface of the flow path, and one or more convex portions disposed on the top surface of the flow path. A cell arraying method comprising: a step of preparing a chip; and a step of introducing a liquid containing cells into the flow path and collecting the cells in the recess.
[8] The cell arrangement method according to [7], wherein the introduction of the liquid is performed intermittently.

本発明によれば、マイクロチャンバーに細胞を収容するのに要する時間を短縮できる細胞配列チップを提供することができる。したがって、本発明によれば、例えば細胞配列チップを用いた希少細胞の検出に要する時間を短縮することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the cell arrangement | sequence chip which can shorten the time required to accommodate a cell in a microchamber can be provided. Therefore, according to the present invention, for example, the time required for detecting rare cells using a cell array chip can be shortened.

図1Aは、実施の形態に係る細胞配列チップの平面図であり、図1Bは、図1Aに示されるA−A線の断面図である。1A is a plan view of the cell array chip according to the embodiment, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 1A. 図2Aは、マイクロチャンバーチップの平面図であり、図2Bは、枠体の平面図であり、図2Cは、天板の底面図である。2A is a plan view of the microchamber chip, FIG. 2B is a plan view of the frame, and FIG. 2C is a bottom view of the top plate. 図3Aは、実施の形態に係る細胞配列チップの部分拡大断面図であり、図3Bは、凸部を有さない従来の細胞配列チップの部分拡大断面図である。FIG. 3A is a partially enlarged cross-sectional view of the cell array chip according to the embodiment, and FIG. 3B is a partially enlarged cross-sectional view of a conventional cell array chip that does not have a convex portion. 図4は、実施の形態の変形例に係る天板の底面図である。FIG. 4 is a bottom view of a top plate according to a modification of the embodiment. 図5は、流体シミュレーションの結果を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the results of fluid simulation.

本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

[細胞配列チップ]
図1は、本発明の一実施の形態に係る細胞配列チップ100を示す図である。図1Aは、細胞配列チップ100の平面図であり、図1Bは、図1Aに示されるA−A線の断面図である。図1Aおよび図1Bに示されるように、細胞配列チップ100は、マイクロチャンバーチップ110、枠体120および天板130を有する。
[Cell array chip]
FIG. 1 is a diagram showing a cell array chip 100 according to an embodiment of the present invention. 1A is a plan view of the cell array chip 100, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 1A. As shown in FIGS. 1A and 1B, the cell array chip 100 includes a microchamber chip 110, a frame body 120, and a top plate 130.

図2Aは、マイクロチャンバーチップ110の平面図であり、図2Bは、枠体120の平面図であり、図2Cは、天板130の底面図である。図1Bに示されるように、マイクロチャンバーチップ110、枠体120および天板130をこの順で積層することで、液体が流れる流路121が形成される。つまり流路121とは、後述する導入口131などから液体が導入された場合に液体が流れる空間をいう。   2A is a plan view of the microchamber chip 110, FIG. 2B is a plan view of the frame body 120, and FIG. 2C is a bottom view of the top plate 130. FIG. As shown in FIG. 1B, a microchannel chip 110, a frame body 120, and a top plate 130 are stacked in this order, thereby forming a flow path 121 through which a liquid flows. That is, the flow path 121 refers to a space through which liquid flows when liquid is introduced from an inlet 131 described later.

(マイクロチャンバーチップ)
図1Bおよび図2Aに示されるように、マイクロチャンバーチップ110は、基板111と、基板111の一方の面に形成された複数のマイクロチャンバー112(凹部)とを有する。図1Bに示されるように、基板111のマイクロチャンバー112が形成されている面は、液体(例えば細胞懸濁液や洗浄液、染色液など)が流れる流路121の底面となる。各マイクロチャンバー112は、流路121に対して開口している。マイクロチャンバー112の数および配置は、特に限定されない。本実施の形態では、図2Aに示されるように、マイクロチャンバー112は、流路121の中央部にマトリックス状に配置されている。
(Microchamber chip)
As shown in FIG. 1B and FIG. 2A, the microchamber chip 110 includes a substrate 111 and a plurality of microchambers 112 (concave portions) formed on one surface of the substrate 111. As shown in FIG. 1B, the surface of the substrate 111 on which the microchamber 112 is formed is the bottom surface of the flow path 121 through which a liquid (for example, a cell suspension, a washing solution, a staining solution, etc.) flows. Each microchamber 112 is open to the channel 121. The number and arrangement of the micro chambers 112 are not particularly limited. In the present embodiment, as shown in FIG. 2A, the microchambers 112 are arranged in a matrix at the center of the flow channel 121.

基板111(マイクロチャンバーチップ110)の素材は、特に限定されない。基板111の素材は、マイクロチャンバー112内に収容される細胞の種類に応じて適宜選択されうる。たとえば、マイクロチャンバー112内に収容される細胞に好適な細胞接着性を付与するように荷電状態や親水性、疎水性などを考慮して、基板111の素材を選択すればよい。ここで、「細胞接着性」とは、基板111に対する細胞の接着力が大きくなるような基板111表面の性質を意味する。「細胞の接着力」とは、平面に付着している複数の細胞に対して、前記平面と略平行方向に力を加えたときに、半数(50%)の細胞が前記平面から剥離する力の値(単位:N)を意味する。たとえば、底面(平面)上に複数の細胞が付着している流路121に液体を流した場合、細胞に加えられる力Fは以下の式(1)で算出される。
F=3πμVd …(1)
ここで、Fは細胞に加えられる力(N)、μは液体の粘性係数(N/m・s)、Vは液体の流速(m/s)、dは細胞の直径(m)である。具体的には、細胞の接着力Fは、0.01nN超であることが好ましく、0.1nN以上であることがより好ましい。
The material of the substrate 111 (microchamber chip 110) is not particularly limited. The material of the substrate 111 can be appropriately selected depending on the type of cells accommodated in the microchamber 112. For example, the material of the substrate 111 may be selected in consideration of the charged state, hydrophilicity, hydrophobicity and the like so as to impart suitable cell adhesiveness to the cells accommodated in the microchamber 112. Here, “cell adhesion” means the property of the surface of the substrate 111 such that the adhesive force of the cells to the substrate 111 is increased. “Cell adhesion” refers to the force with which half (50%) of cells peel from the plane when a force is applied to a plurality of cells attached to the plane in a direction substantially parallel to the plane. Value (unit: N). For example, when a liquid is caused to flow through the flow path 121 in which a plurality of cells are attached on the bottom surface (plane), the force F applied to the cells is calculated by the following equation (1).
F = 3πμVd (1)
Where F is the force applied to the cell (N), μ is the viscosity coefficient of the liquid (N / m 2 · s), V is the flow velocity of the liquid (m / s), and d is the diameter of the cell (m). . Specifically, the cell adhesion force F is preferably more than 0.01 nN, more preferably 0.1 nN or more.

また、基板111は、表面処理されていてもよい。表面処理の方法の例には、プラズマ処理、コロナ放電処理、ブロッキング剤によるブロッキング処理、親水性ポリマーやタンパク質、脂質などによるコーティング処理が含まれる。これらは、単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。基板111の素材の例には、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリジメチルシロキサン、アクリル樹脂、シクロオレフィンポリマーなどの樹脂が含まれる。本実施の形態では、基板111は、疎水性の樹脂(例えば、ポリスチレンやポリプロピレン、アクリル樹脂、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマーなど)からなり、マイクロチャンバー112の底面は、疎水性である。基板111の厚みは、必要な強度を確保できれば特に限定されず、マイクロチャンバー112の深さなどに応じて適宜設定されうる。   Further, the substrate 111 may be surface-treated. Examples of the surface treatment method include plasma treatment, corona discharge treatment, blocking treatment with a blocking agent, and coating treatment with a hydrophilic polymer, protein, lipid and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Examples of the material of the substrate 111 include resins such as polystyrene, polyethylene, polypropylene, polyamide, polycarbonate, polydimethylsiloxane, acrylic resin, and cycloolefin polymer. In the present embodiment, the substrate 111 is made of a hydrophobic resin (eg, polystyrene, polypropylene, acrylic resin, polycarbonate, cycloolefin polymer, etc.), and the bottom surface of the microchamber 112 is hydrophobic. The thickness of the substrate 111 is not particularly limited as long as necessary strength can be ensured, and can be set as appropriate according to the depth of the microchamber 112 and the like.

マイクロチャンバー112の形状は、1個または2個以上の細胞を収容することができれば特に限定されない。マイクロチャンバー112の形状の例には、円柱、多角柱、逆円錐台、逆多角錐台が含まれる。また、マイクロチャンバー112の大きさは、特に限定されず、マイクロチャンバー112に収容される細胞の種類や収容される細胞の数などに応じて適宜設定されうる。通常は、マイクロチャンバー112の大きさは、マイクロチャンバー112の底面に10〜15個程度の細胞が付着できる大きさであることが好ましい。たとえば、マイクロチャンバー112の開口径は、20〜500μmの範囲内であり、マイクロチャンバー112の深さは、10〜250μmの範囲内である。   The shape of the microchamber 112 is not particularly limited as long as it can accommodate one cell or two or more cells. Examples of the shape of the microchamber 112 include a cylinder, a polygonal column, an inverted truncated cone, and an inverted polygonal truncated cone. The size of the microchamber 112 is not particularly limited, and can be set as appropriate according to the type of cells accommodated in the microchamber 112, the number of cells accommodated, and the like. Usually, the size of the microchamber 112 is preferably such that about 10 to 15 cells can adhere to the bottom surface of the microchamber 112. For example, the opening diameter of the microchamber 112 is in the range of 20 to 500 μm, and the depth of the microchamber 112 is in the range of 10 to 250 μm.

基板111にマイクロチャンバー112を形成する方法は、特に限定されない。基板111にマイクロチャンバー112を形成する方法の例には、金型成形法やリソグラフィ法、収束イオンビーム(FIB)を用いる方法などが含まれる。また、マイクロチャンバー112が形成されたフィルムを基板111に貼り付けてもよいし、マイクロチャンバー112が既に形成された市販の基板111(マイクロチャンバーチップ110)を購入してもよい。   A method for forming the microchamber 112 on the substrate 111 is not particularly limited. Examples of a method for forming the microchamber 112 on the substrate 111 include a mold forming method, a lithography method, a method using a focused ion beam (FIB), and the like. Further, a film in which the micro chamber 112 is formed may be attached to the substrate 111, or a commercially available substrate 111 (the micro chamber chip 110) in which the micro chamber 112 is already formed may be purchased.

マイクロチャンバー112内に収容される細胞の種類は、特に限定されない。マイクロチャンバー112内に収容される細胞の例には、循環腫瘍細胞(CTC)や循環血管内皮細胞(CEC)、循環血管内皮前駆細胞(CEP)、循環胎児細胞、抗原特異的T細胞、各種幹細胞などが含まれる。   The kind of cell accommodated in the micro chamber 112 is not specifically limited. Examples of cells housed in the microchamber 112 include circulating tumor cells (CTC), circulating vascular endothelial cells (CEC), circulating vascular endothelial progenitor cells (CEP), circulating fetal cells, antigen-specific T cells, and various stem cells. Etc. are included.

(枠体)
図1Bおよび図2Bに示されるように、枠体120は、マイクロチャンバーチップ110と天板130との間に配置されている、貫通孔122を有する薄板である。貫通孔122の形状は、マイクロチャンバー112上に細胞懸濁液を流すことが可能であれば、特に限定されず、用途に応じて適宜選択されうる。また、枠体120の厚みは、流路121の天面の凸部133が配置されていない領域と、流路121の底面のマイクロチャンバー112が配置されていない領域との間隔(流路の深さ)に相当する。枠体120の厚みは、特に限定されず、所望の流路の高さ(深さ)に応じて適宜設定される。たとえば、枠体120の厚みは、20〜1000μmの範囲内である。枠体120の厚みを20〜1000μmの範囲内とすることで、流路121内においてマイクロチャンバー112外の面に付着した細胞を、流路121内を流れる液体の力で容易に剥離させることが可能となる。また、流路121内の細胞による目詰まりの発生を防止しつつ、流路121内の細胞懸濁液中の細胞がマイクロチャンバー112内に沈降するまでの時間を短縮することもできる。
(Frame)
As shown in FIG. 1B and FIG. 2B, the frame body 120 is a thin plate having a through-hole 122 disposed between the microchamber chip 110 and the top plate 130. The shape of the through-hole 122 is not particularly limited as long as the cell suspension can flow over the microchamber 112, and can be appropriately selected depending on the application. The thickness of the frame 120 is the distance between the region where the top surface convex portion 133 of the channel 121 is not disposed and the region where the microchamber 112 is not disposed on the bottom surface of the channel 121 (the depth of the channel). Is equivalent to The thickness of the frame 120 is not particularly limited, and is appropriately set according to the desired height (depth) of the flow path. For example, the thickness of the frame 120 is in the range of 20 to 1000 μm. By setting the thickness of the frame 120 within the range of 20 to 1000 μm, the cells attached to the surface outside the microchamber 112 in the flow channel 121 can be easily peeled off by the force of the liquid flowing in the flow channel 121. It becomes possible. In addition, it is possible to shorten the time until the cells in the cell suspension in the channel 121 settle in the microchamber 112 while preventing the clogging by the cells in the channel 121.

枠体120の素材は、特に限定されず、公知のマイクロプレートなどと同じ素材であってもよい。枠体120の素材の例には、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリジメチルシロキサン、ポリメチルメタクリレート、環状オレフィンコポリマーなどの樹脂が含まれる。また、枠体120は、両面に粘着性を有するシリコンシート(両面シール)などであってもよい。枠体120として両面シールを使用することで、マイクロチャンバーチップ110、枠体120および天板130を容易に固定することができる。   The material of the frame 120 is not particularly limited, and may be the same material as a known microplate. Examples of the material of the frame 120 include resins such as polystyrene, polyethylene, polypropylene, polyamide, polycarbonate, polydimethylsiloxane, polymethylmethacrylate, and cyclic olefin copolymer. The frame 120 may be a silicon sheet (double-sided seal) having adhesiveness on both sides. By using a double-sided seal as the frame body 120, the microchamber chip 110, the frame body 120, and the top plate 130 can be easily fixed.

枠体120の貫通孔122の内面は、流路121の側面となる。そのため、枠体120の貫通孔122の内面は、細胞配列チップ100の使用時には細胞懸濁液と接触する。したがって、枠体120の貫通孔122の内面は、必要に応じて表面処理されていてもよい。表面処理の例には、プラズマ処理、コロナ放電処理、親水性ポリマーやタンパク質、脂質などによるコーティング処理が含まれる。たとえば、枠体120の貫通孔122の内面は、細胞の非特異的結合を防止するためのブロッキング処理が施されてもよい。ブロッキング剤の例には、カゼイン、スキムミルク、アルブミン(ウシ血清アルブミンを含む)、ゼラチン、ポリエチレングリコールなどの高分子化合物;リン脂質、エチレンジアミンやアセトニトリルなどの低分子化合物などが含まれる。これらは、単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。なお、枠体120は、マイクロチャンバーチップ110または天板130と一体化されていてもよい。   An inner surface of the through hole 122 of the frame body 120 is a side surface of the flow path 121. Therefore, the inner surface of the through hole 122 of the frame body 120 is in contact with the cell suspension when the cell array chip 100 is used. Therefore, the inner surface of the through hole 122 of the frame body 120 may be surface-treated as necessary. Examples of the surface treatment include plasma treatment, corona discharge treatment, coating treatment with hydrophilic polymer, protein, lipid and the like. For example, the inner surface of the through hole 122 of the frame body 120 may be subjected to a blocking process for preventing nonspecific binding of cells. Examples of the blocking agent include casein, skim milk, albumin (including bovine serum albumin), gelatin, high molecular compounds such as polyethylene glycol; phospholipid, low molecular weight compounds such as ethylenediamine and acetonitrile, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. The frame body 120 may be integrated with the microchamber chip 110 or the top plate 130.

(天板)
図1Bおよび図2Cに示されるように、天板130は、枠体120の上に配置されている、第1の貫通孔131、第2の貫通孔132、および一方の面に1または2以上の凸部133を有する薄板である。天板130の凸部133が配置されている面は、液体が流れる流路121の天面となる。また、第1貫通孔131は、マイクロチャンバーチップ110、枠体120および天板130を積層したとき、液体を流路121に導入するための導入口131となる。第2貫通孔132は、流路121内から液体を排出するための排出口132となる。通常、導入口131は、流路121の一端に連通する。また排出口132は、流路121の他端に連通する。導入口131および排出口132の形状は、特に限定されない。また、天板130の厚みも、必要な強度を確保できれば特に限定されない。
(Top board)
As shown in FIG. 1B and FIG. 2C, the top plate 130 is arranged on the frame body 120, the first through hole 131, the second through hole 132, and one or more on one surface. It is a thin plate which has the convex part 133 of. The surface on which the convex portion 133 of the top plate 130 is disposed becomes the top surface of the flow path 121 through which the liquid flows. The first through hole 131 serves as an inlet 131 for introducing a liquid into the channel 121 when the microchamber chip 110, the frame body 120, and the top plate 130 are stacked. The second through hole 132 serves as a discharge port 132 for discharging the liquid from the flow path 121. Usually, the inlet 131 communicates with one end of the flow path 121. The discharge port 132 communicates with the other end of the flow path 121. The shapes of the inlet 131 and the outlet 132 are not particularly limited. Moreover, the thickness of the top plate 130 is not particularly limited as long as necessary strength can be secured.

凸部133は、後述するように、流路121を流れる液体の進行方向を変え、マイクロチャンバー112内への細胞の移動を促進する。本実施の形態では、天板130は、マイクロチャンバーチップ110のマイクロチャンバー112と同数の凸部133を有する。各凸部133は、各マイクロチャンバー112に対応する位置に配置されている。   As will be described later, the convex portion 133 changes the traveling direction of the liquid flowing through the flow path 121 and promotes the movement of cells into the microchamber 112. In the present embodiment, the top plate 130 has the same number of protrusions 133 as the microchambers 112 of the microchamber chip 110. Each convex portion 133 is disposed at a position corresponding to each microchamber 112.

マイクロチャンバー112上における液体の進行方向の成分は、液体の流れ方向、マイクロチャンバー112の深さ方向、ならびに液体の流れ方向およびマイクロチャンバー112の深さ方向に対して直交する方向(以下「流路121の幅方向」ともいう)からなる。ここで、「液体の流れ方向」とは、天板130を平面視したときに、マイクロチャンバー112上において液体が流れる方向をいう。また、液体の流れ方向、マイクロチャンバー112の深さ方向、および流路121の幅方向は互いに直交する。   The components in the traveling direction of the liquid on the microchamber 112 are the flow direction of the liquid, the depth direction of the microchamber 112, and the direction perpendicular to the flow direction of the liquid and the depth direction of the microchamber 112 (hereinafter referred to as “channel”). 121 ”in the width direction). Here, the “flow direction of the liquid” refers to a direction in which the liquid flows on the microchamber 112 when the top plate 130 is viewed in plan. The liquid flow direction, the depth direction of the microchamber 112, and the width direction of the flow path 121 are orthogonal to each other.

凸部133の形状は、液体の進行方向を変え、マイクロチャンバー112内への細胞の移動を促進することができれば特に限定されない。凸部133の形状の例には、三角柱や四角柱などの多角柱;三角錐や四角錐などの多角錐などが含まれる。   The shape of the convex portion 133 is not particularly limited as long as it can change the traveling direction of the liquid and promote the movement of cells into the microchamber 112. Examples of the shape of the convex portion 133 include a polygonal prism such as a triangular prism or a quadrangular prism; a polygonal pyramid such as a triangular pyramid or a quadrangular pyramid.

流路121の幅方向での凸部133の長さは、液体の進行方向を変え、マイクロチャンバー112内への細胞の移動を促進することができれば特に限定されず、マイクロチャンバー112の開口径、凸部133の位置などにより適宜設定されうる。   The length of the convex portion 133 in the width direction of the flow path 121 is not particularly limited as long as it can change the traveling direction of the liquid and promote the movement of the cells into the micro chamber 112. The opening diameter of the micro chamber 112, It can be set as appropriate depending on the position of the convex 133 and the like.

液体の流れ方向での凸部133の長さは、凸部133が液体の流圧に対して必要な強度を確保できれば特に限定されず、液体の流れ方向における凸部133間の間隔などに応じて適宜設定されうる。   The length of the convex portion 133 in the liquid flow direction is not particularly limited as long as the convex portion 133 can secure a necessary strength against the liquid flow pressure, and depends on the interval between the convex portions 133 in the liquid flow direction. Can be set appropriately.

凸部133の高さも液体の進行方向を変え、マイクロチャンバー112内への細胞の移動を促進することができれば特に限定されず、枠体120の厚みや凸部133の形状、位置などにより適宜設定されうる。凸部133の下端は、マイクロチャンバー112の開口縁よりもマイクロチャンバー112の底面側に配置されてもよい。しかしながら、マイクロチャンバー112内の細胞がマイクロチャンバー112外に移動することを抑制する観点からは、凸部133の下端は、マイクロチャンバー112の開口縁よりも流路121の天面側に配置されていることが好ましい。   The height of the projection 133 is not particularly limited as long as it can change the traveling direction of the liquid and promote the movement of cells into the microchamber 112, and is appropriately set depending on the thickness of the frame 120, the shape and position of the projection 133, and the like. Can be done. The lower end of the convex portion 133 may be disposed closer to the bottom surface side of the microchamber 112 than the opening edge of the microchamber 112. However, from the viewpoint of suppressing the movement of cells in the microchamber 112 to the outside of the microchamber 112, the lower end of the convex portion 133 is disposed on the top surface side of the flow channel 121 with respect to the opening edge of the microchamber 112. Preferably it is.

凸部133の位置は、液体の進行方向を変え、マイクロチャンバー112内への細胞の移動を促進することができれば、特に限定されない。細胞の配列を促進する観点からは、凸部133は、マイクロチャンバー112の近傍に配置されることが好ましい。   The position of the convex portion 133 is not particularly limited as long as the moving direction of the liquid can be changed and the movement of the cells into the microchamber 112 can be promoted. From the viewpoint of promoting cell arrangement, the convex portion 133 is preferably disposed in the vicinity of the microchamber 112.

図3Aは、本実施の形態に係る細胞配列チップ100の部分拡大断面図であり、図3Bは、凸部133を有しない従来の細胞配列チップ100’の部分拡大断面図である。図3Aおよび図3Bは、液体の流れ方向およびマイクロチャンバー112の深さ方向に沿った断面図である。図中の左側が上流であり、右側が下流である。   3A is a partially enlarged cross-sectional view of the cell array chip 100 according to the present embodiment, and FIG. 3B is a partially enlarged cross-sectional view of a conventional cell array chip 100 ′ that does not have the convex portion 133. 3A and 3B are cross-sectional views along the liquid flow direction and the depth direction of the microchamber 112. The left side in the figure is upstream, and the right side is downstream.

図3Aに示されるように、マイクロチャンバー112の、液体の流れ方向の開口径をRとする。液体の流れ方向およびマイクロチャンバー112の深さ方向に沿った、マイクロチャンバー112の中心を通る流路121の断面において、凸部133の上流側側面の下端134は、流路121での液体の流れ方向において、マイクロチャンバー112の上流側開口縁から開口径の半分の長さ(R/2)上流側に位置する点と、マイクロチャンバー112の下流側開口縁から開口径の半分の長さ(R/2)下流側に位置する点との間(図3Aでの破線Aおよび破線Bの間)に配置されることが好ましい。また、前記断面において、凸部133の上流側側面の下端134は、流路121での液体の流れ方向において、マイクロチャンバー112の上流側開口縁とマイクロチャンバー112の下流側開口縁との間に配置されていることがより好ましい。ここで、「マイクロチャンバー112の中心」とは、マイクロチャンバー112の開口面の重心を意味する。   As shown in FIG. 3A, let R be the opening diameter of the microchamber 112 in the liquid flow direction. In the cross section of the flow path 121 passing through the center of the micro chamber 112 along the liquid flow direction and the depth direction of the micro chamber 112, the lower end 134 on the upstream side surface of the convex portion 133 is the flow of the liquid in the flow path 121. In the direction, half the length of the opening diameter (R / 2) from the upstream opening edge of the microchamber 112 (R / 2), and half the opening diameter from the downstream opening edge of the microchamber 112 (R / 2) It is preferably arranged between the points located on the downstream side (between the broken line A and the broken line B in FIG. 3A). Further, in the cross section, the lower end 134 of the upstream side surface of the convex portion 133 is between the upstream opening edge of the microchamber 112 and the downstream opening edge of the microchamber 112 in the liquid flow direction in the flow path 121. More preferably, they are arranged. Here, “the center of the microchamber 112” means the center of gravity of the opening surface of the microchamber 112.

図3Aに示されるように、本実施の形態に係る細胞配列チップ100では、凸部133が液体の進行方向を変える。それにより、液体の進行方向の成分のうちマイクロチャンバー112の深さ方向の成分が増大し、液体に含まれる細胞10のマイクロチャンバー112への移動速度が増大する。さらに、凸部133がマイクロチャンバー112の近傍に配置されている場合、液体の進行方向は、凸部133が配置されたマイクロチャンバー112の近傍で変えられるため、マイクロチャンバー112が配置されている領域に沈降する細胞10の割合が増加する。その結果として、本実施の形態に係る細胞配列チップ100は、マイクロチャンバー112内への細胞10の収容に要する時間を短縮することができる。   As shown in FIG. 3A, in the cell array chip 100 according to the present embodiment, the convex portion 133 changes the traveling direction of the liquid. Thereby, the component in the depth direction of the microchamber 112 among the components in the liquid traveling direction increases, and the moving speed of the cells 10 contained in the liquid to the microchamber 112 increases. Further, when the convex portion 133 is disposed in the vicinity of the microchamber 112, the liquid traveling direction can be changed in the vicinity of the microchamber 112 in which the convex portion 133 is disposed, and thus the region where the microchamber 112 is disposed. The proportion of cells 10 that settle to the surface increases. As a result, the cell array chip 100 according to the present embodiment can reduce the time required for accommodating the cells 10 in the microchamber 112.

一方、図3Bに示されるように、凸部133を有しない従来の細胞配列チップ100’では、細胞10は自重のみによってマイクロチャンバー112へ移動しなければならない。そのため、細胞10のマイクロチャンバー112への移動速度は遅い。そのため、凸部133を有しない細胞配列チップ100’では、マイクロチャンバー112内への細胞10の収容に長時間を要する。   On the other hand, as shown in FIG. 3B, in the conventional cell array chip 100 ′ that does not have the convex portion 133, the cell 10 must move to the microchamber 112 only by its own weight. Therefore, the moving speed of the cell 10 to the microchamber 112 is slow. For this reason, in the cell array chip 100 ′ that does not have the convex 133, it takes a long time to accommodate the cells 10 in the microchamber 112.

天板130に凸部133を形成する方法は、特に限定されない。凸部133を形成する方法の例には、金型成形加工やリソグラフィ、エッチング、収束イオンビーム(FIB)などが含まれる。また、凸部133が形成されたフィルムを平板に貼り付けてもよい。   The method for forming the convex portion 133 on the top plate 130 is not particularly limited. Examples of the method for forming the convex portion 133 include mold forming processing, lithography, etching, and focused ion beam (FIB). Moreover, you may affix the film in which the convex part 133 was formed on a flat plate.

天板130の素材は、特に限定されないが、蛍光顕微鏡などを用いて外部から流路121内を観察する観点からは、光透過性を有する素材であることが好ましい。天板130の素材の例には、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリジメチルシロキサン、アクリル樹脂、シクロオレフィンポリマーなどの樹脂が含まれる。また、枠体120と同様に、天板130の流路121の天面となる面(凸部133が配置されている面)も表面処理(例えばブロッキング処理)されていてもよい。   The material of the top plate 130 is not particularly limited, but from the viewpoint of observing the inside of the channel 121 from the outside using a fluorescent microscope or the like, a material having light transmittance is preferable. Examples of the material of the top plate 130 include resins such as polystyrene, polyethylene, polypropylene, polyamide, polycarbonate, polydimethylsiloxane, acrylic resin, and cycloolefin polymer. Similarly to the frame body 120, the surface (the surface on which the convex portion 133 is disposed) that becomes the top surface of the channel 121 of the top plate 130 may also be subjected to surface treatment (for example, blocking treatment).

以上の構成により、本実施の形態に係る細胞配列チップ100を製造することができる。たとえば、細胞配列チップ100は、マイクロチャンバーチップ110、枠体120および天板130をこの順番で積層し、互いに固定することで製造されうる。これらを固定する方法は、特に限定されないが、観察やメンテナンスの観点から互いに取り外し可能に固定されることが好ましい。固定方法の例には、係合による固定、螺子を用いた固定、粘着剤を用いた固定が含まれる。   With the above configuration, the cell array chip 100 according to the present embodiment can be manufactured. For example, the cell array chip 100 can be manufactured by stacking the microchamber chip 110, the frame body 120, and the top plate 130 in this order and fixing them together. The method for fixing them is not particularly limited, but it is preferable that they are fixed detachably from the viewpoint of observation and maintenance. Examples of the fixing method include fixing by engagement, fixing using a screw, and fixing using an adhesive.

[細胞の配列方法]
次に、本実施の形態に係る細胞配列チップ100の使用方法(本実施の形態に係る細胞の配列方法)について説明する。
[Cell arrangement method]
Next, a method for using the cell array chip 100 according to the present embodiment (the cell array method according to the present embodiment) will be described.

まず、本実施の形態に係る細胞配列チップ100を準備する。   First, the cell array chip 100 according to the present embodiment is prepared.

次に、細胞配列チップ100のマイクロチャンバー112内に、細胞10を回収する。具体的には、細胞を含有する液体(細胞懸濁液)を導入口131から流路121内に導入して、流路121内を細胞懸濁液で満たす。次いで、細胞配列チップ100を一定時間(例えば1〜15分間)静置する。これにより、細胞懸濁液に含まれる細胞10の一部をマイクロチャンバー112内に沈降させることができる。しかし、残部の細胞10はマイクロチャンバー112外に沈降してしまう。そのため、マイクロチャンバー112外に沈降している細胞10をマイクロチャンバー112内に回収するために、間欠送液を行うことが好ましい。間欠送液を行うことにより、マイクロチャンバー112外の細胞10に間欠的に移動力を付与し、細胞10をマイクロチャンバー112内に回収することができる。   Next, the cells 10 are collected in the micro chamber 112 of the cell array chip 100. Specifically, a cell-containing liquid (cell suspension) is introduced into the channel 121 from the inlet 131, and the channel 121 is filled with the cell suspension. Next, the cell array chip 100 is allowed to stand for a certain time (for example, 1 to 15 minutes). Thereby, a part of the cells 10 contained in the cell suspension can be precipitated in the microchamber 112. However, the remaining cells 10 settle out of the microchamber 112. Therefore, in order to collect the cells 10 that have settled out of the microchamber 112 into the microchamber 112, it is preferable to perform intermittent liquid feeding. By performing intermittent liquid feeding, a moving force can be intermittently applied to the cells 10 outside the microchamber 112, and the cells 10 can be collected in the microchamber 112.

間欠送液は、マイクロチャンバー112外の細胞10を送液方向に移動させるためのワンショット送液工程と、移動した細胞10を沈降させるための静置工程とを含む。送液を行う装置が、所定の送液圧を所定の時間、流路121内に発生させて、マイクロチャンバー112外の細胞10を送液方向に移動させるように送液をすると、「ワンショット送液」となる。一方、この装置が、送液圧を発生させないと「静置」となる。ワンショット送液工程の開始から静置工程の終了までを1サイクルとすると、マイクロチャンバー112外の細胞10は、例えば1サイクルで送液方向に50μm程度移動する。マイクロチャンバー112外の細胞10がマイクロチャンバー112の直上に移動した場合は、その細胞10はマイクロチャンバー112内に沈降する。マイクロチャンバー112外の細胞10をマイクロチャンバー112内に回収する観点からは、間欠送液のサイクル数は、2回以上が好ましく、10回以上がより好ましい。   The intermittent liquid feeding includes a one-shot liquid feeding process for moving the cells 10 outside the microchamber 112 in the liquid feeding direction, and a stationary process for sedimenting the moved cells 10. When a device that performs liquid feeding generates a predetermined liquid feeding pressure in the channel 121 for a predetermined time and moves the cells 10 outside the microchamber 112 in the liquid feeding direction, “one shot” "Liquid feeding". On the other hand, if this apparatus does not generate liquid feeding pressure, it will be “standing still”. Assuming one cycle from the start of the one-shot liquid feeding process to the end of the stationary process, the cells 10 outside the microchamber 112 move about 50 μm in the liquid feeding direction in one cycle, for example. When the cell 10 outside the microchamber 112 moves directly above the microchamber 112, the cell 10 settles in the microchamber 112. From the viewpoint of collecting the cells 10 outside the microchamber 112 into the microchamber 112, the number of cycles of intermittent liquid feeding is preferably 2 times or more, and more preferably 10 times or more.

なお、間欠送液では、導入口131からだけでなく、排出口132から送液を行ってもよい。たとえば、導入口131から間欠送液を1サイクルまたは2サイクル以上を行った後、排出口132から間欠送液を1サイクルまたは2サイクル以上を行ってもよい。導入口131および排出口132から交互に間欠送液を行うことで、マイクロチャンバー112内に細胞10をより効率的に回収することができる。   In intermittent liquid feeding, liquid feeding may be performed not only from the inlet 131 but also from the outlet 132. For example, intermittent liquid feeding may be performed from the inlet 131 for one cycle or two cycles or more, and then intermittent liquid feeding may be performed from the discharge port 132 for one cycle or two cycles or more. By performing intermittent liquid feeding alternately from the inlet 131 and the outlet 132, the cells 10 can be collected in the microchamber 112 more efficiently.

ワンショット送液における送液量は、流路121の大きさなどに応じて適宜設定される。たとえば、ワンショット送液における送液量は、流路121内の細胞懸濁液の体積の1/100〜1/2程度が好ましい。また、流路121内の流速が1mm/秒以下となるように、単位時間あたりの送液量を調整することが好ましい。静置時間は、特に限定されないが、例えば1〜30秒間である。   The amount of liquid in the one-shot liquid feeding is appropriately set according to the size of the flow path 121 and the like. For example, the amount of liquid in one-shot liquid feeding is preferably about 1/100 to 1/2 of the volume of the cell suspension in the channel 121. In addition, it is preferable to adjust the liquid feeding amount per unit time so that the flow velocity in the flow channel 121 is 1 mm / second or less. The standing time is not particularly limited, but is, for example, 1 to 30 seconds.

前述のとおり、本実施の形態に係る細胞配列チップ100では、凸部133を有しない細胞配列チップ100’と比べて、マイクロチャンバー112内へ細胞10の移動速度が速い。そのため、本実施の形態に係る細胞配列チップ100では、凸部133を有しない細胞配列チップ100’と比較して静置時間を短くすることができる。   As described above, in the cell arrangement chip 100 according to the present embodiment, the moving speed of the cells 10 into the microchamber 112 is faster than the cell arrangement chip 100 ′ that does not have the convex portion 133. Therefore, in the cell arrangement chip 100 according to the present embodiment, the standing time can be shortened compared to the cell arrangement chip 100 ′ that does not have the convex portion 133.

以上のように、本実施の形態の細胞配列チップ100を使用することで、流路121内に細胞懸濁液を導入した際に、マイクロチャンバー112内へ細胞10を効率的に移動させることができる。このため、本実施の形態の細胞配列チップ100を使用することで、マイクロチャンバー112内に細胞10を収容するのに要する時間を短縮できる。   As described above, by using the cell array chip 100 of the present embodiment, when the cell suspension is introduced into the flow path 121, the cells 10 can be efficiently moved into the microchamber 112. it can. For this reason, by using the cell array chip 100 of the present embodiment, the time required to accommodate the cells 10 in the microchamber 112 can be shortened.

なお、上記実施の形態では、マイクロチャンバーチップ110の複数のマイクロチャンバー112と、天板130の複数の凸部133とがそれぞれ対応する細胞配列チップ100について説明した。しかしながら、マイクロチャンバー112と凸部133とは同数でなくてもよい。たとえば、図4に示されるように、細胞配列チップ100は、マイクロチャンバー112よりも少数の、流路121の幅方向に延在する凸部133(凸条)を有していてもよい。この場合、凸部133(凸条)の流路121の幅方向の長さは、マイクロチャンバー112の流路121の幅方向の長さよりも長く、各凸部133(凸条)は、複数のマイクロチャンバー112に対応する。このようにすることで、流路121の幅方向に隣接する凸部133の間を通って流れる液体が無くなり、マイクロチャンバー112に向かって流れる液体を増加させることができる。なお、本明細書において「凸条」とは、一方向に延びる細長い凸部を意味する。   In the above embodiment, the cell array chip 100 to which the plurality of micro chambers 112 of the micro chamber chip 110 and the plurality of convex portions 133 of the top plate 130 correspond respectively has been described. However, the number of the micro chambers 112 and the convex portions 133 may not be the same. For example, as shown in FIG. 4, the cell array chip 100 may have fewer protrusions 133 (projections) extending in the width direction of the channel 121 than the microchamber 112. In this case, the length in the width direction of the flow path 121 of the protrusion 133 (protrusion) is longer than the length in the width direction of the flow path 121 of the microchamber 112, and each protrusion 133 (protrusion) has a plurality of lengths. Corresponds to the microchamber 112. By doing in this way, the liquid which flows between the convex parts 133 adjacent to the width direction of the flow path 121 is lost, and the liquid which flows toward the micro chamber 112 can be increased. In the present specification, the “projection” means an elongated projection that extends in one direction.

以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例により限定されない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail with reference to an Example, this invention is not limited by these Examples.

[実施例1]
1.細胞配列チップの作製
金型成形加工により、ポリスチレンからなる、スライドガラスと同じ大きさのマイクロチャンバーチップを作製した。マイクロチャンバーチップの上面の中央の領域(長手方向50mm,短手方向20mm)に、マイクロチャンバー(開口径100μm,底面径80μm,深さ50μm)をピッチ300μmで10000孔形成した。
[Example 1]
1. Production of Cell Array Chip A micro-chamber chip made of polystyrene and having the same size as a slide glass was produced by molding. In the center region (longitudinal direction 50 mm, short side direction 20 mm) of the microchamber chip, 10000 holes of microchambers (opening diameter 100 μm, bottom surface diameter 80 μm, depth 50 μm) were formed at a pitch of 300 μm.

金型成形加工により、アクリル樹脂からなる、2つの貫通孔(導入口および排出口)を有する天板(長手方向100mm,短手方向50mm)を作製した。天板の下面の中央の領域(長手方向50mm,短手方向20mm)に、凸部(長手方向50μm,短手方向50μm,高さ50μm)をピッチ300μmで10000個形成した。   A top plate (longitudinal direction 100 mm, short side direction 50 mm) made of acrylic resin and having two through-holes (introduction port and discharge port) was produced by molding. 10,000 convex portions (longitudinal direction 50 μm, short side direction 50 μm, height 50 μm) were formed at a pitch of 300 μm in the central region (longitudinal direction 50 mm, short side direction 20 mm) of the top plate.

マイクロチャンバーチップの上面上に、枠体として貫通孔を有する両面シール(厚み100μm)を積層した。さらに、枠体の上に天板を積層して、細胞配列チップAを作製した。細胞配列チップAでは、マイクロチャンバーチップの上面(流路の底面)に形成された各マイクロチャンバーと、天板の下面(流路の天面)に形成された各凸部とが対向している。細胞配列チップAを平面視した場合、各凸部の上流側側面の下端が、対応するマイクロチャンバーの開口部の中心と重なるように、各凸部は配置されている。   A double-sided seal (thickness: 100 μm) having a through hole as a frame was laminated on the upper surface of the microchamber chip. Further, a cell array chip A was produced by stacking a top plate on the frame. In the cell array chip A, each microchamber formed on the upper surface (bottom surface of the channel) of the microchamber chip and each convex portion formed on the lower surface of the top plate (top surface of the channel) face each other. . When the cell array chip A is viewed in plan, each convex portion is arranged so that the lower end of the upstream side surface of each convex portion overlaps the center of the opening of the corresponding microchamber.

また、比較例として、凸部を有する天板を用いる代わりに、凸部を有しない天板(平板状のアクリル樹脂基板)を用いて、細胞配列チップAと同様の手順により細胞配列チップBを作製した。   In addition, as a comparative example, instead of using a top plate having convex portions, a cell array chip B is formed by a procedure similar to that of the cell array chip A using a top plate (a flat acrylic resin substrate) having no convex portions. Produced.

2.細胞配列チップへの細胞の配列
以下の手順により、細胞配列チップA(実施例)および細胞配列チップB(比較例)に細胞懸濁液を導入し、マイクロチャンバー内に収容された細胞の割合を測定した。
2. Cell Arrangement on Cell Array Chip According to the following procedure, the cell suspension is introduced into the cell array chip A (Example) and the cell array chip B (Comparative Example), and the proportion of cells contained in the microchamber is determined. It was measured.

細胞配列チップの導入口および排出口に、それぞれチューブコネクタを介して送液チューブを接続した。一端が導入口に接続された送液チューブの他端を、30%エタノール水溶液中に配置した。また、一端が排出口に接続された送液チューブの他端をシリンジポンプに接続した。この状態で、シリンジポンプを用いて15mL/分の速度でエタノール水溶液を吸引して、流路内全面(マイクロチャンバーの底面および側面を含む)を濡らした。次いで、一端が導入口に接続された送液チューブの他端を、リン酸緩衝液(PBS)中に移動させた。この状態で、シリンジポンプを用いて15mL/分の速度でリン酸緩衝液を吸引して、流路内を洗浄した。一端が導入口に接続された送液チューブの他端を、100μL中に2×10個の白血球細胞を含む細胞懸濁液中に配置した。また、一端が排出口に接続された送液チューブの他端をシリンジポンプに接続した。この状態で、シリンジポンプを用いて0.0005〜10mL/分の間の所定の速度で100μLの細胞懸濁液を吸引して、流路内を細胞懸濁液で満たした。5分間静置した後、光学顕微鏡を用いて、マイクロチャンバー内に収容された細胞数を計測し、各流速におけるマイクロチャンバー内への細胞の回収率を算出した。実験結果を表1に示す。 A liquid feeding tube was connected to each of the inlet and outlet of the cell array chip via a tube connector. The other end of the liquid feeding tube having one end connected to the inlet was placed in a 30% aqueous ethanol solution. Moreover, the other end of the liquid feeding tube having one end connected to the discharge port was connected to a syringe pump. In this state, the ethanol aqueous solution was sucked at a rate of 15 mL / min using a syringe pump to wet the entire surface of the flow path (including the bottom and side surfaces of the microchamber). Next, the other end of the liquid feeding tube having one end connected to the introduction port was moved into a phosphate buffer solution (PBS). In this state, the phosphate buffer was sucked at a rate of 15 mL / min using a syringe pump to wash the inside of the flow path. The other end of the liquid feeding tube having one end connected to the inlet was placed in a cell suspension containing 2 × 10 5 white blood cells in 100 μL. Moreover, the other end of the liquid feeding tube having one end connected to the discharge port was connected to a syringe pump. In this state, 100 μL of the cell suspension was sucked at a predetermined rate of 0.0005 to 10 mL / min using a syringe pump, and the flow path was filled with the cell suspension. After allowing to stand for 5 minutes, the number of cells accommodated in the microchamber was counted using an optical microscope, and the recovery rate of the cells into the microchamber at each flow rate was calculated. The experimental results are shown in Table 1.

Figure 2015198592
Figure 2015198592

表1に示されるように、実施例に係る細胞配列チップAでは、今回実施したすべての流速において比較例に係る細胞配列チップBよりも高い割合で細胞を回収することができた。特に、流速が0.01mL/分の場合、比較例に係る細胞配列チップBでは30%の細胞しか回収できなかったのに対し、実施例に係る細胞配列チップAでは80%もの細胞を回収することができた。   As shown in Table 1, in the cell array chip A according to the example, cells could be recovered at a higher rate than the cell array chip B according to the comparative example at all the flow rates performed this time. In particular, when the flow rate is 0.01 mL / min, the cell array chip B according to the comparative example can recover only 30% of the cells, whereas the cell array chip A according to the example recovers as many as 80% of the cells. I was able to.

以上の結果から、流路の天面に1または2以上の凸部を有する細胞配列チップは、マイクロチャンバーに細胞を収容するのに要する時間を短縮できることがわかる。   From the above results, it can be seen that the cell array chip having one or more convex portions on the top surface of the flow path can shorten the time required to accommodate cells in the microchamber.

[実施例2]
凸部の位置がそれぞれ異なる複数の細胞配列チップについて、流体解析ソフトウェア(FLOW−3D バージョン10;フローサイエンス社)を用いて、マイクロチャンバー近傍における液体の流れのシミュレーションを行った。マイクロチャンバーの開口部径を100μm、マイクロチャンバーの深さを50μm、凸部の長手方向の長さを100μm、凸部の高さを50μmと設定した。細胞配列チップを平面視した場合の液体の流れ方向における凸部の上流側側面の下端の位置を変数について、以下の5つの条件(変数)を設定した。
条件1:凸部がない場合(以下「凸なし」という)
条件2:対応するマイクロチャンバーの開口部の中心と重なる場合(以下「凸50」という)
条件3:対応するマイクロチャンバーの上流側開口縁と重なる場合(以下「凸100」という)
条件4:対応するマイクロチャンバーの上流側開口縁からさらに25μm上流側に位置する場合(以下「凸125」という)
条件5:対応するマイクロチャンバーの上流側開口縁からさらに50μm上流側に位置する場合(以下「凸150」という)
[Example 2]
With respect to a plurality of cell array chips each having a different position of the convex portion, a fluid flow simulation in the vicinity of the microchamber was performed using fluid analysis software (FLOW-3D version 10; Flow Science). The opening diameter of the microchamber was set to 100 μm, the depth of the microchamber was set to 50 μm, the length of the convex portion in the longitudinal direction was set to 100 μm, and the height of the convex portion was set to 50 μm. The following five conditions (variables) were set for the position of the lower end of the upstream side surface of the convex portion in the liquid flow direction when the cell array chip was viewed in plan.
Condition 1: When there is no protrusion (hereinafter referred to as “no protrusion”)
Condition 2: When overlapping with the center of the opening of the corresponding microchamber (hereinafter referred to as “convex 50”)
Condition 3: When overlapping with the upstream opening edge of the corresponding micro chamber (hereinafter referred to as “convex 100”)
Condition 4: When located further 25 μm upstream from the upstream opening edge of the corresponding microchamber (hereinafter referred to as “convex 125”)
Condition 5: When located 50 μm upstream from the upstream opening edge of the corresponding micro chamber (hereinafter referred to as “convex 150”)

評価指標としては、基板表面(マイクロチャンバー外の領域を基準とする)から天板方向22μm(一般的な細胞の直径に相当)の位置における、液体の流れ方向の液体の流速に対するマイクロチャンバーの深さ方向の液体の流速の比を採用した。本指標は、数値が大きいほど、細胞がマイクロチャンバーの深さ方向へ移動しやすいことを示唆する。   As an evaluation index, the depth of the microchamber with respect to the liquid flow velocity in the liquid flow direction at a position of 22 μm (corresponding to a general cell diameter) from the substrate surface (based on the area outside the microchamber) to the top plate direction. The ratio of liquid flow rate in the vertical direction was adopted. This index suggests that the larger the numerical value, the easier the cells move in the depth direction of the microchamber.

シミュレーションの結果を図5に示す。図5のグラフにおいて、横軸(r)は、マイクロチャンバーの開口部の中心を0とした場合に、液体の流れ方向における凸部の上流側側面の下端の位置(μm)を示す。rが−50〜50(μm)である位置に、マイクロチャンバーが開口している。一方、縦軸(C)は、前述の評価指標(流速の比)である。   The result of the simulation is shown in FIG. In the graph of FIG. 5, the horizontal axis (r) indicates the position (μm) of the lower end of the upstream side surface of the convex portion in the liquid flow direction when the center of the opening of the micro chamber is 0. The microchamber is opened at a position where r is −50 to 50 (μm). On the other hand, the vertical axis (C) is the above-described evaluation index (flow rate ratio).

図5に示されるように、流路の天面に凸部がない場合(凸なし)に比べて、流路の天面に凸部がある場合(凸50、凸100、凸125および凸150)では、マイクロチャンバー近傍において、深さ方向の液体の流速が増大しており、マイクロチャンバー内に細胞が移動しやすいことがわかる。特に、凸部の上流側側面の下端がマイクロチャンバー上に位置する場合(凸50および凸100)、深さ方向の液体の流速が顕著に増大することがわかる。   As shown in FIG. 5, when there are convex portions on the top surface of the flow path (convex 50, convex 100, convex 125 and convex 150), compared to the case where there is no convex portion on the top surface of the flow path (no convexity). ), The flow velocity of the liquid in the depth direction increases in the vicinity of the microchamber, and it can be seen that the cells easily move into the microchamber. In particular, when the lower end of the upstream side surface of the convex portion is located on the microchamber (convex 50 and convex 100), it can be seen that the flow rate of the liquid in the depth direction increases significantly.

本発明に係る細胞配列チップは、例えば疾患の迅速な検査などに有用である。   The cell array chip according to the present invention is useful, for example, for rapid examination of diseases.

10 細胞
100,100’ 細胞配列チップ
110 マイクロチャンバーチップ
111 基板
112 マイクロチャンバー(凹部)
120 枠体
121 流路
122 貫通孔
130 天板
131 導入口
132 排出口
133 凸部
134 凸部の上流側側面の下端
10 cells 100, 100 'cell array chip 110 microchamber chip 111 substrate 112 microchamber (recess)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 120 Frame 121 Flow path 122 Through-hole 130 Top plate 131 Inlet port 132 Outlet port 133 Convex part 134 The lower end of the upstream side surface of a convex part

Claims (8)

液体が流れる流路と、
前記流路の底面に配置されている複数の凹部と、
前記流路の天面に配置されている1または2以上の凸部と、
を有する、細胞配列チップ。
A flow path through which liquid flows;
A plurality of recesses disposed on the bottom surface of the flow path;
One or more protrusions disposed on the top surface of the flow path;
A cell array chip.
前記流路での液体の流れ方向および前記凹部の深さ方向に沿った、前記凹部の中心を通る前記流路の断面において、前記凸部の上流側側面の下端は、前記流路での液体の流れ方向において、当該凹部の上流側開口縁から開口径の半分の長さ上流側に位置する点と、前記凹部の下流側開口縁から開口径の半分の長さ下流側に位置する点との間に配置されている、請求項1に記載の細胞配列チップ。   In the cross section of the flow path passing through the center of the recess along the flow direction of the liquid in the flow path and the depth direction of the recess, the lower end of the upstream side surface of the protrusion is the liquid in the flow path In the flow direction, the point located on the upstream side half the opening diameter from the upstream opening edge of the recess, the point located on the downstream side half the opening diameter from the downstream opening edge of the recess, The cell array chip according to claim 1, which is disposed between the two. 前記断面において、前記凸部の上流側側面の下端は、前記流路での液体の流れ方向において、当該凹部の上流側開口縁と前記凹部の下流側開口縁との間に配置されている、請求項2に記載の細胞配列チップ。   In the cross section, the lower end of the upstream side surface of the convex portion is disposed between the upstream opening edge of the concave portion and the downstream opening edge of the concave portion in the liquid flow direction in the flow path. The cell array chip according to claim 2. 前記凸部は、前記凹部上における前記流路での液体の流れ方向および前記凹部の深さ方向に対して直交する方向に延在する凸条である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の細胞配列チップ。   The said convex part is a protruding item | line extended in the direction orthogonal to the flow direction of the liquid in the said flow path on the said recessed part, and the depth direction of the said recessed part. The cell array chip according to 1. 前記凹部の底面は、細胞接着性を有し、
前記凹部の開口径は、20μm以上かつ500μm以下であり、
前記凹部の深さは、10μm以上かつ250μm以下である、
請求項1〜4のいずれか一項に記載の細胞配列チップ。
The bottom surface of the recess has cell adhesion,
The opening diameter of the recess is 20 μm or more and 500 μm or less,
The depth of the recess is 10 μm or more and 250 μm or less.
The cell arrangement chip according to any one of claims 1 to 4.
前記流路での液体の流れ方向および前記凹部の深さ方向に沿った前記流路の断面において、前記凸部の下端は、前記凹部の深さ方向において前記凹部の開口縁よりも前記流路の天面側に配置されており、
前記流路の天面の前記凸部が配置されていない領域と、前記流路の底面の前記凹部が配置されていない領域との間隔は、20μm以上かつ1000μm以下である、
請求項1〜5のいずれか一項に記載の細胞配列チップ。
In the cross section of the flow path along the flow direction of the liquid in the flow path and the depth direction of the concave portion, the lower end of the convex portion is more than the opening edge of the concave portion in the depth direction of the concave portion. Is located on the top side of
The distance between the area where the convex part of the top surface of the flow path is not disposed and the area where the concave part of the bottom surface of the flow path is not disposed is 20 μm or more and 1000 μm or less.
The cell arrangement chip according to any one of claims 1 to 5.
液体が流れる流路と、前記流路の底面に配置されている複数の凹部と、前記流路の天面に配置されている1または2以上の凸部と、を有する、細胞配列チップを準備する工程と、
細胞を含有する液体を前記流路内に導入し、前記凹部内に前記細胞を回収する工程と、
を含む、細胞配列方法。
A cell array chip having a flow path through which a liquid flows, a plurality of concave portions disposed on the bottom surface of the flow path, and one or more convex portions disposed on the top surface of the flow path is prepared. And a process of
Introducing a liquid containing cells into the flow path, and collecting the cells in the recess;
A cell array method comprising:
前記液体の導入は、間欠的に行われる、請求項7に記載の細胞配列方法。   The cell arrangement method according to claim 7, wherein the introduction of the liquid is performed intermittently.
JP2014078598A 2014-04-07 2014-04-07 Cell arrangement chip and method for arranging cell Pending JP2015198592A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014078598A JP2015198592A (en) 2014-04-07 2014-04-07 Cell arrangement chip and method for arranging cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014078598A JP2015198592A (en) 2014-04-07 2014-04-07 Cell arrangement chip and method for arranging cell

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015198592A true JP2015198592A (en) 2015-11-12

Family

ID=54550544

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014078598A Pending JP2015198592A (en) 2014-04-07 2014-04-07 Cell arrangement chip and method for arranging cell

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2015198592A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017154036A (en) * 2016-02-29 2017-09-07 住友理工株式会社 Silicone member for fluid device, and method of manufacturing the same
JP2018171660A (en) * 2017-03-31 2018-11-08 住友理工株式会社 Silicone member for fluid device and method for manufacturing the same
JP2019177307A (en) * 2018-03-30 2019-10-17 住友理工株式会社 Resin member for fluid device and manufacturing method thereof
JP2021514498A (en) * 2019-01-17 2021-06-10 ベイジン センスタイム テクノロジー デベロップメント カンパニー, リミテッド Target tracking method and device, storage medium

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017154036A (en) * 2016-02-29 2017-09-07 住友理工株式会社 Silicone member for fluid device, and method of manufacturing the same
JP2018171660A (en) * 2017-03-31 2018-11-08 住友理工株式会社 Silicone member for fluid device and method for manufacturing the same
JP7063541B2 (en) 2017-03-31 2022-05-09 住友理工株式会社 Silicone parts for fluid devices and their manufacturing methods
JP2019177307A (en) * 2018-03-30 2019-10-17 住友理工株式会社 Resin member for fluid device and manufacturing method thereof
JP7022639B2 (en) 2018-03-30 2022-02-18 住友理工株式会社 Resin members for fluid devices and their manufacturing methods
JP2021514498A (en) * 2019-01-17 2021-06-10 ベイジン センスタイム テクノロジー デベロップメント カンパニー, リミテッド Target tracking method and device, storage medium

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200122146A1 (en) Platelet-Targeted Microfluidic Isolation of Cells
JP7453653B2 (en) Particle separation systems and methods
JP6218185B2 (en) Cell deployment device and method for detecting rare cells
US10018632B2 (en) Microfluidic devices for the capture of biological sample components
Yu et al. Microfluidic blood cell sorting: now and beyond
US8372358B2 (en) Microfluidic system and method for using same
CN105980863B (en) Micro-fluidic chip and the real-time analytical equipment for utilizing it
US20120006760A1 (en) Microfluidic device for cell separation and uses thereof
CN105381824B (en) Collector framework layout designs
WO2010036912A2 (en) Capturing particles
JP2015198592A (en) Cell arrangement chip and method for arranging cell
US20150076049A1 (en) Microfilter and apparatus for separating a biological entity from a sample volume
JP2014219261A (en) Manufacturing method of micro chamber chip
Guo Microfluidic device for measuring the deformability of single cells
US20150203804A1 (en) Micro chamber chip for cell expansion
JP6303496B2 (en) Cell deployment device
Chavez-Pineda et al. Portable platform for leukocyte extraction from blood using sheath-free microfluidic DLD
JP2016059346A (en) Cell development method and kit for it
Sommansson Deterministic lateral separation of cells
JPWO2014007191A1 (en) Manufacturing method of microchamber chip for cell deployment
Lee et al. Combined erythrocyte deformability test by single cell marching microstructure and optical trapping
Bose Affinity Flow Fractionation for label-free cell sorting
JP2015117940A (en) Detection chip