JP2016166768A - Method of acquiring nucleated erythrocyte candidate cells, and nucleated erythrocyte candidate cell-smear substrate - Google Patents

Method of acquiring nucleated erythrocyte candidate cells, and nucleated erythrocyte candidate cell-smear substrate Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of acquiring nucleated erythrocyte candidate cells, which allows for reliably acquiring the nucleated erythrocyte candidate cells one by one from a substrate, and a nucleated erythrocyte candidate cell smear substrate.SOLUTION: Disclosed is a method of acquiring nucleated erythrocyte candidate cells including; a concentration step for concentrating nucleated erythrocytes in maternal blood by means of density-gradient centrifugation; a concentration adjustment step for adjusting erythrocyte concentration in a portion of the maternal blood containing nucleated erythrocytes concentrated in the concentration step; a smearing step for smearing a first substrate with the portion adjusted in the concentration adjustment step; a candidate cell identification step for identifying nucleated erythrocyte candidate cells in the portion smeared on the first substrate; and an acquisition step for acquiring the nucleated erythrocyte candidate cells from the first substrate. The erythrocyte concentration in the portion is adjusted to 1.0×10to 8.0×10erythrocytes per 1 mL, inclusive, in the concentration adjustment step. Also disclosed is a nucleated erythrocyte candidate cell smear substrate that is produced by using the above method and features an average center-to-center distance between the erythrocyte cells of 30-160 μm, inclusive.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、有核赤血球候補細胞の取得方法、および、有核赤血球候補細胞塗抹基板に係り、特に、妊娠母体血中の有核赤血球を検査するための有核赤血球候補細胞の取得方法、および、有核赤血球候補細胞塗抹基板に関する。   The present invention relates to a method for obtaining nucleated red blood cell candidate cells, and a nucleated red blood cell candidate cell smear substrate, and in particular, a method for obtaining nucleated red blood cell candidate cells for examining nucleated red blood cells in pregnant maternal blood, and The present invention relates to a nucleated red blood cell candidate cell smear substrate.

出生前診断として、従来より、羊水穿刺により羊水中の胎児細胞の染色体を調べる羊水検査が行われている。しかしながら、この方法では、流産の可能性のあることが問題として指摘されている。   As a prenatal diagnosis, an amniotic fluid test for examining the chromosomes of fetal cells in amniotic fluid by amniocentesis has been performed. However, it has been pointed out that this method has the possibility of miscarriage.

一方、妊娠母体(以下、単に「母体」ともいう)の血液中に胎児細胞が移行し、この胎児細胞が母体中を血液とともに循環していることが最近わかってきた。そこで、母体血を用いて、母体血中の胎児細胞の染色体のDNA(デオキシリボ核酸:deoxyribonucleic acid)を再現性よく確実に分析することができれば、流産の可能性のない安全な出生前診断を実現することができることとなる。   On the other hand, it has recently been found that fetal cells migrate into the blood of a pregnant mother (hereinafter also simply referred to as “maternal”), and these fetal cells circulate in the mother with blood. Therefore, if maternal blood can be used to reliably analyze fetal cell chromosome DNA (deoxyribonucleic acid) in maternal blood with high reproducibility, a safe prenatal diagnosis without the possibility of miscarriage will be realized. Will be able to.

しかしながら、母体の血液中に存在する胎児細胞(有核赤血球)は、母体血数mL中に1個程度しか存在しない。このように非常に少ない胎児細胞(有核赤血球)を確実に取得することが、母体血を利用した出生前診断を行う上で非常に大きな課題である。また、妊娠した母体血の中には、母体由来の有核赤血球も存在することが知られており、母体由来の有核赤血球と胎児由来の有核赤血球を分離することも、安全な出生前診断を実現する上で解決すべき課題である。   However, there are only about one fetal cell (nucleated erythrocyte) present in the maternal blood in one milliliter of maternal blood. Obtaining such a small number of fetal cells (nucleated red blood cells) with certainty is a very big problem in performing prenatal diagnosis using maternal blood. It is also known that maternal nucleated red blood cells are also present in pregnant maternal blood, and it is also safe to separate maternal nucleated red blood cells from fetal nucleated red blood cells. This is a problem to be solved in realizing diagnosis.

母体血中から胎児細胞である有核赤血球を取得する方法として、有核赤血球を濃縮する方法、例えば、密度勾配遠心分離を用いて、血漿成分、および母親の赤血球成分を取り除く技術がある。また、白血球の表面の蛋白質に特異的に免疫反応する抗体を用いて、磁気により母親の白血球を分離する技術(MACS法:Magnetic activated cell sorting)、胎児ヘモグロビンのγ鎖に特異的に免疫反応する抗体と蛍光色素を用いて胎児の有核赤血球を分離する技術(FACS法:Fluorescence activated cell sorting)などを用いて、母体血中の胎児細胞である有核赤血球を取得することが行われている。   As a method for obtaining nucleated red blood cells that are fetal cells from maternal blood, there is a method of concentrating nucleated red blood cells, for example, a technique of removing plasma components and maternal red blood cell components using density gradient centrifugation. In addition, a technology that separates maternal leukocytes magnetically using an antibody that specifically immunoreacts with proteins on the surface of leukocytes (MACS: Magnetic activated cell sorting), specifically immunoreacts with the gamma chain of fetal hemoglobin Using technology that separates fetal nucleated red blood cells using antibodies and fluorescent dyes (FACS method: Fluorescence activated cell sorting), etc., nucleated red blood cells that are fetal cells in maternal blood are obtained. .

これらの方法は、血液中の胎児由来の有核赤血球の濃度を増加させ、目的の細胞を取得する確率を高めるのに有用な技術である。しかしながら、胎児由来の有核赤血球の周りには、依然として母体由来の血液細胞が存在するため、確実に短時間で胎児由来の有核赤血球を取得できていなかった。   These methods are useful techniques for increasing the concentration of fetal nucleated red blood cells in the blood and increasing the probability of obtaining target cells. However, since there are still maternal blood cells around fetal nucleated red blood cells, fetal nucleated red blood cells could not be obtained reliably in a short time.

また、光学的な情報を用いて、細胞の種類を識別し、求める細胞を取得する技術が開示されている。例えば、下記の特許文献1には、細胞核および細胞質を染色して透過可視光の吸収画像を生成し、励起光を照射して核の蛍光画像を形成した後、細胞質と核のコントラスト画像を用いて有核赤血球を判別することが記載されている。特許文献2には、ヘモグロビンの最大吸収波長付近の415nmの波長の光を利用して、血球種類を識別する装置が記載されている。   In addition, a technique for identifying a cell type using optical information and acquiring a desired cell is disclosed. For example, Patent Document 1 below uses a contrast image of cytoplasm and nucleus after staining the cell nucleus and cytoplasm to generate an absorption image of transmitted visible light, irradiating excitation light to form a fluorescence image of the nucleus. Discrimination of nucleated red blood cells is described. Patent Document 2 describes a device for identifying a blood cell type using light having a wavelength of 415 nm near the maximum absorption wavelength of hemoglobin.

一方、基板上に血液を塗抹する技術について、特許文献3には、基板上の塗抹標本の厚みを均一にし、細胞の分布を均一にするために2つの基板のなす角度と相対移動速度を調節する方法が記載されている。特許文献4には、血液分析装置を用いて検体ごとに粘度などの特性を測定し、試料の滴下量や引きガラスの角度、引き速度を調整することで、良好な塗末標本を作製する方法が記載されている。また、特許文献5には、検体の特性により、塗抹条件を自由に設定することができるコンピューターが記載されている。   On the other hand, regarding the technique of smearing blood on a substrate, Patent Document 3 describes that the thickness of the smear on the substrate is made uniform and the angle and relative movement speed between the two substrates are adjusted in order to make the cell distribution uniform. How to do is described. Patent Document 4 discloses a method for producing a good smear by measuring properties such as viscosity for each specimen using a blood analyzer and adjusting the amount of the sample dropped, the angle of the pulling glass, and the pulling speed. Is described. Patent Document 5 describes a computer that can freely set smearing conditions according to the characteristics of a specimen.

特表2002−514304号公報Special Table 2002-514304 特開昭58−115346号公報JP 58-115346 A 特開昭61−45769号公報JP 61-45769 A 特開平3−94159号公報JP-A-3-94159 特開2006−78239号公報JP 2006-78239 A

出生前診断では、母体血中に存在する胎児由来の有核細胞を特定し、この細胞からDNAを抽出して染色体情報から胎児の異常がないかを確認する。したがって、確実に1つの胎児由来の細胞を選択し、遺伝子解析を行う必要がある。特許文献3から5には、細胞の観察による分析に関する記載はあるが、1つの細胞を回収して、分析を行うための条件については検討されていなかった。細胞の塗抹状態が安定せず、細胞の凝集などが見られると、塗抹標本上での細胞の識別を正確に行うことができず、また、識別できたとしても細胞1つずつを選択的に取得できない場合があった。   In prenatal diagnosis, fetal-derived nucleated cells present in maternal blood are identified, DNA is extracted from these cells, and the presence or absence of fetal abnormalities is confirmed from chromosome information. Therefore, it is necessary to select a single fetal cell and perform genetic analysis. Patent Documents 3 to 5 have a description regarding analysis by observation of cells, but the conditions for collecting and analyzing one cell have not been studied. If the smear state of the cells is not stable and cell aggregation is observed, it is not possible to accurately identify the cells on the smear sample. There were cases where it was not possible to obtain.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、出生前診断を行うにあたり、胎児の遺伝子を確実に抽出して遺伝子解析を実施するために、有核赤血球を選別するための最適な標本を作製し、有核赤血球候補を1つずつ確実に基板から取得することができる有核赤血球候補細胞の取得方法、および、有核赤血球候補細胞塗抹基板を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and in performing prenatal diagnosis, in order to reliably extract fetal genes and perform gene analysis, the present invention is optimal for sorting nucleated red blood cells. It is an object of the present invention to provide a method for obtaining nucleated red blood cell candidate cells and a nucleated red blood cell candidate cell smearing substrate capable of preparing a specimen and reliably obtaining nucleated red blood cell candidates one by one from the substrate.

本発明は上記目的を達成するために、母体血中の有核赤血球を密度勾配遠心分離により濃縮する濃縮工程と、濃縮工程により有核赤血球が濃縮された母体血の画分の血球濃度を調整する濃度調整工程と、濃度調整工程で調整された画分を第1の基板上に塗抹する塗抹工程と、第1の基板上に塗抹された画分から有核赤血球の候補細胞を識別する候補細胞識別工程と、有核赤血球の候補細胞を第1の基板上から取得する取得工程と、を有し、濃度調整工程は、血球濃度を画分1mLあたり1.0×10個以上8.0×10個以下に調整する有核赤血球候補細胞の取得方法を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention adjusts the concentration of nucleated red blood cells in maternal blood by density gradient centrifugation and the concentration of blood cells in the maternal blood fraction in which the nucleated red blood cells are concentrated by the concentration step. A concentration adjusting step, a smearing step for smearing the fraction adjusted in the concentration adjusting step on the first substrate, and a candidate cell for identifying candidate cells for nucleated red blood cells from the fraction smeared on the first substrate An identification step and an acquisition step of acquiring nucleated red blood cell candidate cells from the first substrate, and the concentration adjustment step has a blood cell concentration of 1.0 × 10 7 or more per 8.0 mL of fraction 8.0. Provided is a method for obtaining nucleated red blood cell candidate cells adjusted to 10 7 or less.

本発明の有核赤血球候補細胞の取得方法によれば、濃縮工程により濃縮された母体血の画分の血球濃度を1.0×10個以上8.0×10個以下に調整することで、第1の基板上に塗抹される血球濃度を均一にすることができる。第1の基板上に塗抹される画分の血球濃度を上記範囲で均一にすることで、第1の基板上での血球細胞同士の凝集を防ぐことができるので、目的の細胞の識別を行うことができ、取得工程において、目的の細胞を確実に取得することができる。なお、本発明において、「画分」とは、密度勾配遠心分離により複数の層に分けられた液層のことであり、特に有核赤血球を含む層のことをいう。 According to the method for obtaining nucleated red blood cell candidate cells of the present invention, the blood cell concentration of the maternal blood fraction concentrated in the concentration step is adjusted to 1.0 × 10 7 or more and 8.0 × 10 7 or less. Thus, the blood cell concentration smeared on the first substrate can be made uniform. By making the blood cell concentration of the fraction smeared on the first substrate uniform within the above range, aggregation of blood cells on the first substrate can be prevented, so that the target cells are identified. The target cell can be reliably acquired in the acquisition step. In the present invention, the “fraction” refers to a liquid layer divided into a plurality of layers by density gradient centrifugation, particularly a layer containing nucleated red blood cells.

本発明の別の態様においては、塗抹工程において、第1の基板上に画分を塗抹する量は、第1の基板1枚に対して1.0μL以上4.0μL以下であることが好ましい。   In another aspect of the present invention, in the smearing step, the amount of smearing the fraction on the first substrate is preferably 1.0 μL or more and 4.0 μL or less with respect to one first substrate.

この態様によれば、第1の基板上に塗抹する画分の量を、第1の基板1枚に対して、1.0μL以上4.0μL以下とすることで、第1の基板上に均一に、血球成分を塗抹することができる。   According to this aspect, the amount of the fraction to be smeared on the first substrate is 1.0 μL or more and 4.0 μL or less with respect to one first substrate, so that it is uniform on the first substrate. In addition, blood cell components can be smeared.

本発明の別の態様においては、塗抹工程は、第1の基板上に、画分を滴下する工程と、第1の基板上の画分に、第2の基板を、第1の基板と第2の基板とのなす角度が10°以上60°以下であり、かつ、0.5N以上2.5N以下の力で接触させる工程と、第2の基板を、第1の基板に接触させた状態で保持し、第1の基板と第2の基板との接触位置に画分を広げる工程と、0.5mm/sec以上300mm/sec以下の速度、第1の基板と第2の基板を接触させた時の角度および力で、第1の基板上で第2の基板を移動させることで、第1の基板上に画分を塗抹する工程と、からなることが好ましい。   In another aspect of the present invention, the smearing step includes a step of dropping a fraction on the first substrate, a second substrate, a first substrate and a first substrate on the fraction on the first substrate. A state in which the angle between the second substrate and the second substrate is 10 ° or more and 60 ° or less and the contact is made with a force of 0.5N or more and 2.5N or less, and the second substrate is in contact with the first substrate And the step of spreading the fraction to the contact position between the first substrate and the second substrate, and the contact between the first substrate and the second substrate at a speed of 0.5 mm / sec to 300 mm / sec. And a step of smearing a fraction on the first substrate by moving the second substrate on the first substrate with the angle and force at the time.

この態様によれば、塗抹工程における第1の基板と第2の基板とを接触させる際の力、角度、および、第1の基板上を第2の基板を移動させる速度を、上記の範囲内とすることで、第1の基板上に均一に血球成分を塗抹することがき、血球細胞の凝集を防止することができる。また、細胞の形状を崩すことなく塗抹を行うことができるので、血球細胞の解析の精度を向上させることができる。したがって、細胞1つずつを確実に識別することができ、目的の細胞を確実に取得することができる。   According to this aspect, the force, angle, and speed at which the second substrate is moved on the first substrate in the smearing process are within the above range. By doing so, blood cell components can be uniformly smeared on the first substrate, and aggregation of blood cells can be prevented. In addition, since smearing can be performed without breaking the shape of the cells, the accuracy of blood cell analysis can be improved. Therefore, each cell can be reliably identified, and the target cell can be reliably obtained.

本発明の別の態様において、濃度調整工程は、血球濃度を画分1mLあたり2.0×10個以上5.0×10個以下に調整することが好ましい。 In another aspect of the present invention, the concentration adjustment step preferably adjusts the blood cell concentration to 2.0 × 10 7 or more and 5.0 × 10 7 or less per 1 mL fraction.

この態様は、濃度調整工程における好ましい濃度範囲をさらに規定したものであり、上記範囲とすることで、血球細胞の凝集を抑え、第1の基板上に存在する血球の数も所望の数とすることができる。したがって、有核赤血球の探索を効率良く行うことができ、かつ、細胞の識別、取得を1つずつ確実に行うことができる。   This aspect further defines a preferable concentration range in the concentration adjusting step. By setting the above range, aggregation of blood cells is suppressed, and the number of blood cells existing on the first substrate is also set to a desired number. be able to. Therefore, it is possible to efficiently search for nucleated red blood cells, and to reliably identify and acquire cells one by one.

本発明の別の態様においては、候補細胞識別工程は、細胞の形状および光学特性の少なくともいずれか一方に基づいて識別することが好ましい。   In another aspect of the present invention, the candidate cell identification step is preferably identified based on at least one of cell shape and optical properties.

この態様は、候補細胞識別工程の識別の方法を限定したものであり、細胞の形状および光学特性の少なくともいずれか一方に基づいて識別を行うことにより、細胞の形状で有核赤血球を、光学特性で赤血球と白血球、または、有核赤血球を母体由来または胎児由来とに、識別することができる。   In this embodiment, the identification method of the candidate cell identification step is limited. By performing identification based on at least one of the cell shape and the optical property, the nucleated red blood cell can be converted into the optical property by the cell shape. Thus, red blood cells and white blood cells or nucleated red blood cells can be distinguished from maternal or fetal origin.

本発明は上記目的を達成するために、母体血中の有核赤血球を密度勾配遠心分離により濃縮する濃縮工程と、濃縮工程により有核赤血球が濃縮された母体血の画分の血球濃度を、画分1mLあたり1.0×10個以上8.0×10個以下に調整する濃度調整工程と、濃度調整工程で調整された画分を第1の基板上に塗抹する塗抹工程と、第1の基板上に塗抹された画分から有核赤血球の候補細胞を識別する候補細胞識別工程と、からなる有核赤血球の候補細胞を塗抹した有核赤血球候補細胞塗抹基板であって、第1の基板上に塗抹された画分に含まれる血球細胞の中心間の平均距離が30μm以上160μm以下である有核赤血球候補細胞塗抹基板を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a concentration step of concentrating nucleated red blood cells in maternal blood by density gradient centrifugation, and a blood cell concentration of a fraction of maternal blood in which nucleated red blood cells are concentrated by the concentration step, A concentration adjusting step for adjusting the concentration to 1.0 × 10 7 or more and 8.0 × 10 7 or less per mL of the fraction; a smearing step for smearing the fraction adjusted in the concentration adjusting step on the first substrate; A candidate cell identifying step for identifying candidate cells for nucleated red blood cells from a fraction smeared on a first substrate, and a nucleated red blood cell candidate cell smeared substrate for smearing nucleated red blood cell candidate cells, A nucleated red blood cell candidate cell smear substrate in which the average distance between the centers of blood cells contained in the fraction smeared on the substrate is 30 μm or more and 160 μm or less.

本発明の有核赤血球候補細胞塗抹基板によれば、濃縮工程で濃縮した有核赤血球を含む画分を1.0×10個以上8.0×10個以下に濃度調整を行い、塗抹基板を作製することで、第1の基板上に塗抹された画分に含まれる血球細胞の中心間の平均距離を30μm以上160μm以下の距離とすることができる。したがって、細胞1つずつを確実に識別し、有核赤血球候補細胞を確実に取得することができる。なお、「血球細胞の中心の平均距離」とは、塗抹基板に塗抹された細胞の外周を円形近似、または、楕円近似し、その中心間の距離のことをいう。 According to the nucleated erythrocyte candidate cell smear substrate of the present invention, the concentration of the fraction containing nucleated erythrocytes concentrated in the concentration step is adjusted to 1.0 × 10 7 or more and 8.0 × 10 7 or less, and smear is performed. By producing the substrate, the average distance between the centers of the blood cells contained in the fraction smeared on the first substrate can be set to a distance of 30 μm or more and 160 μm or less. Therefore, it is possible to reliably identify one cell at a time and reliably obtain nucleated red blood cell candidate cells. The “average distance between the centers of blood cells” refers to the distance between the centers of the cells smeared on the smear substrate by circular approximation or ellipse approximation.

本発明の別の態様において、塗抹工程において、第1の基板上に画分を塗抹する量は、第1の基板1枚に対して1.0μL以上4.0μL以下であることが好ましい。   In another aspect of the present invention, in the smearing step, the amount of smearing the fraction on the first substrate is preferably 1.0 μL or more and 4.0 μL or less for one first substrate.

この態様によれば、第1の基板上に塗抹する画分の量を、第1の基板1枚に対して、1.0μL以上4.0μL以下とすることで、第1の基板上に均一に、血球成分を塗抹することができる。   According to this aspect, the amount of the fraction to be smeared on the first substrate is 1.0 μL or more and 4.0 μL or less with respect to one first substrate, so that it is uniform on the first substrate. In addition, blood cell components can be smeared.

本発明の別の態様においては、塗抹工程は、第1の基板上に、画分を滴下する工程と、第1の基板上の画分に、第2の基板を、第1の基板と第2の基板とのなす角度が10°以上60°以下であり、かつ、0.5N以上2.5N以下の力で接触させる工程と、第2の基板を、第1の基板に接触させた状態で保持し、第1の基板と第2の基板との接触位置に画分を広げる工程と、0.5mm/sec以上300mm/sec以下の速度、第1の基板と第2の基板を接触させた時の角度および力で、第1の基板上で第2の基板を移動させることで、第1の基板上に画分を塗抹する工程と、からなることが好ましい。   In another aspect of the present invention, the smearing step includes a step of dropping a fraction on the first substrate, a second substrate, a first substrate and a first substrate on the fraction on the first substrate. A state in which the angle between the second substrate and the second substrate is 10 ° or more and 60 ° or less, and the force is 0.5N or more and 2.5N or less, and the second substrate is in contact with the first substrate And the step of spreading the fraction to the contact position between the first substrate and the second substrate, and the contact between the first substrate and the second substrate at a speed of 0.5 mm / sec to 300 mm / sec. And a step of smearing a fraction on the first substrate by moving the second substrate on the first substrate with the angle and force at the time.

この態様によれば、塗抹工程における第1の基板と第2の基板とを接触させる際の力、角度、および、第1の基板上を第2の基板を移動させる速度を、上記の範囲内とすることで、第1の基板上に均一に血球成分を塗抹することがき、血球細胞の凝集を防止することができる。また、細胞の形状を崩すことなく塗抹を行うことができるので、血球細胞の解析の精度を向上させることができる。したがって、細胞1つずつを確実に識別することができ、目的の細胞を確実に取得することができる。   According to this aspect, the force, angle, and speed at which the second substrate is moved on the first substrate in the smearing process are within the above range. By doing so, blood cell components can be uniformly smeared on the first substrate, and aggregation of blood cells can be prevented. In addition, since smearing can be performed without breaking the shape of the cells, the accuracy of blood cell analysis can be improved. Therefore, each cell can be reliably identified, and the target cell can be reliably obtained.

本発明の有核赤血球候補細胞の取得方法、および、有核赤血球候補細胞塗抹基板によれば、基板上に塗抹する前の有核赤血球候補細胞を含む画分の血球濃度を規定することで、有核赤血球を識別するための最適な標本を作製することができ、有核赤血球候補細胞を1つずつ、確実に解析を行い、取得することができる。   According to the method for obtaining nucleated red blood cell candidate cells of the present invention and the nucleated red blood cell candidate cell smear substrate, by prescribing the blood cell concentration of the fraction containing the nucleated red blood cell candidate cells before smearing on the substrate, An optimal specimen for identifying nucleated erythrocytes can be prepared, and nucleated erythrocyte candidate cells can be reliably analyzed and acquired one by one.

有核赤血球候補細胞の取得方法の手順を示したフローチャート図である。It is the flowchart figure which showed the procedure of the acquisition method of a nucleated erythrocyte candidate cell. 塗抹工程を説明する図である。It is a figure explaining a smearing process. 細胞の形状(核の形状)により選別を行う手順を示したフローチャート図である。It is the flowchart figure which showed the procedure which sort | selects with the shape of a cell (shape of a nucleus). 選択したい細胞の形状を示す模式図(a)、および、除きたい細胞の形状を示す模式図(b)である。It is the schematic diagram (a) which shows the shape of the cell to select, and the schematic diagram (b) which shows the shape of the cell to remove. 還元ヘモグロビン(Hb)と、酸化ヘモグロビン(HbO)の波長に対する吸収係数を示すグラフ図である。And reduced hemoglobin (Hb), which is a graph showing an absorption coefficient for the wavelength of oxyhemoglobin (HbO 2).

以下、添付図面に従って、本発明に係る有核赤血球候補細胞の取得方法、および、有核赤血球候補細胞塗抹基板について説明する。なお、本明細書において「〜」とは、その前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。   Hereinafter, a method for obtaining nucleated red blood cell candidate cells and a nucleated red blood cell candidate cell smear substrate according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the present specification, “to” is used to mean that the numerical values described before and after it are included as a lower limit value and an upper limit value.

図1は、有核赤血球候補細胞の取得方法の手順を示したフローチャート図である。胎児由来の有核赤血球候補細胞の取得方法は、妊娠母体からの母体血を採取する採取工程(ステップS12)と、母体血中の有核赤血球を密度勾配遠心分離により濃縮する濃縮工程(ステップS14)と、濃縮工程により有核赤血球が濃縮された母体血の画分の血球濃度を調整する濃度調整工程(ステップS16)と、濃度が調整された有核赤血球を含む母体血の画分を第1の基板上に塗抹する塗抹工程(ステップS18)と、基板上に塗抹された画分から、画像情報(細胞の形状)、光学的情報(光学特性)により、有核赤血球候補細胞を識別する候補細胞識別工程(ステップS20)と、候補細胞識別工程により識別された有核赤血球候補細胞を第1の基板上から選択的に取得する取得工程(ステップS22)と、を有する。本発明の有核赤血球候補細胞の取得方法は、濃縮工程(ステップS14)から取得工程(ステップS22)までの工程である。   FIG. 1 is a flowchart showing a procedure of a method for obtaining nucleated red blood cell candidate cells. The method for obtaining fetal nucleated red blood cell candidate cells includes a collection step (step S12) for collecting maternal blood from a pregnant mother, and a concentration step (step S14) for concentrating nucleated red blood cells in the maternal blood by density gradient centrifugation. ), A concentration adjustment step (step S16) for adjusting the blood cell concentration of the fraction of the maternal blood in which the nucleated red blood cells are concentrated by the concentration step, and a fraction of the maternal blood containing the nucleated red blood cells whose concentration has been adjusted A candidate for identifying nucleated red blood cell candidate cells from the smearing step (step S18) for smearing on one substrate and image information (cell shape) and optical information (optical properties) from the fraction smeared on the substrate A cell identification step (step S20), and an acquisition step (step S22) for selectively acquiring nucleated red blood cell candidate cells identified by the candidate cell identification step from the first substrate. The method for acquiring nucleated red blood cell candidate cells of the present invention is a process from the concentration step (step S14) to the acquisition step (step S22).

<採取工程(ステップS12)>
採取工程は、血液試料である母体血を採取する工程である。母体血としては、侵襲のおそれのない妊娠母体の末梢血であることが好ましい。
<Collecting process (step S12)>
The collecting step is a step of collecting maternal blood that is a blood sample. The maternal blood is preferably peripheral blood of a pregnant mother who is not likely to invade.

母体の末梢血には、母体由来の好酸球、好中球、好塩基球、単核球、リンパ球等の白血球や、核のない成熟した赤血球に加えて、母体由来の有核赤血球、そして胎児由来の有核赤血球が含まれる。胎児由来の有核赤血球は、妊娠後、6週程度から母体血中に存在するといわれている。出生前診断を行う本実施形態においては、妊娠後6週程度以降の母体の末梢血を検査する。   Maternal peripheral blood includes maternal eosinophils, neutrophils, basophils, mononuclear cells, lymphocytes and other white blood cells, and mature erythrocytes without nuclei, as well as maternal nucleated red blood cells, And fetal nucleated red blood cells are included. Fetal nucleated red blood cells are said to be present in maternal blood from about 6 weeks after pregnancy. In this embodiment in which prenatal diagnosis is performed, the peripheral blood of the mother is examined after about 6 weeks after pregnancy.

胎児由来の有核赤血球は、胎盤を通過して、母体の血液中に存在する赤血球前駆体である。母体が妊娠中には、胎児の赤血球は有核であり得る。この赤血球には染色体が存在するため、侵襲性が低い手段で、胎児由来の染色体および胎児遺伝子の入手が可能となる。この胎児由来の有核赤血球は、母体血中の細胞の10個に1個の割合で存在しているといわれており、母体の末梢血中には非常に存在確率が少ない。 Fetal nucleated red blood cells are red blood cell precursors that pass through the placenta and are present in the maternal blood. When the mother is pregnant, fetal red blood cells can be nucleated. Since the erythrocytes have chromosomes, fetal chromosomes and fetal genes can be obtained by means of low invasiveness. The fetal nucleated red blood cells are said to be present in a ratio of 1 in 10 6 cells in maternal blood, and the existence probability is very low in the maternal peripheral blood.

<濃縮工程(ステップS14)>
次に、密度勾配遠心分離による濃縮工程により、採取工程で採取した母体血中の有核赤血球の濃縮を行う。
<Concentration step (step S14)>
Next, the nucleated red blood cells in the maternal blood collected in the collection step are concentrated by a concentration step by density gradient centrifugation.

〔密度勾配遠心分離法〕
密度勾配遠心分離法は、血液中の成分の密度の差により分離する方法であり、分離する成分の密度値を挟むように、第1の媒体および第2の媒体を選択することで、遠心分離後の第1の媒体と第2の媒体の間の界面に目的の成分(本実施形態においては、胎児由来の有核赤血球)を集めることができる。そして、この第1の媒体と第2の媒体の間の界面に存在する画分を採取することで、有核赤血球が濃縮された血液を得ることができる。
[Density gradient centrifugation]
The density gradient centrifugation method is a method of separation based on the difference in density of components in blood, and is selected by selecting the first medium and the second medium so as to sandwich the density values of the components to be separated. The target component (in this embodiment, fetal nucleated red blood cells) can be collected at the interface between the first medium and the second medium later. And the blood which concentrated the nucleated red blood cell can be obtained by extract | collecting the fraction which exists in the interface between this 1st medium and the 2nd medium.

国際公開WO2012/023298号公報には、胎児の有核赤血球を含めた母体の血液の密度が記載されている。その記載によると、想定される胎児由来の有核赤血球の密度は、1.065〜1.095g/mL程度、母体の血球の密度は、赤血球が1.070〜1.120g/mL程度、好酸球は1.090〜1.110g/mL程度、好中球は1.075〜1.100g/mL程度、好塩基球が、1.070〜1.080g/mL程度、リンパ球が、1.060〜1.080g/mL程度、単核球が、1.060〜1.070g/mL程度である。   International Publication No. WO2012 / 023298 describes the density of maternal blood including fetal nucleated red blood cells. According to the description, the expected density of fetal nucleated red blood cells is about 1.065 to 1.095 g / mL, and the density of maternal blood cells is about 1.070 to 1.120 g / mL for red blood cells. Acid spheres are about 1.090 to 1.110 g / mL, neutrophils are about 1.075 to 1.100 g / mL, basophils are about 1.070 to 1.080 g / mL, lymphocytes are 1 About 0.060 to 1.080 g / mL, and mononuclear cells are about 1.060 to 1.070 g / mL.

積層する媒体(第1の媒体および第2の媒体)の密度は、密度が1.065〜1.095g/mL程度の胎児由来の有核赤血球を、母体中の他の血球成分と分離するために、設定される。胎児由来の有核赤血球の中心の密度は、1.080g/mL程度であるため、この密度を挟む2つの異なる密度の媒体を作成し、隣接して重層することで、その界面に所望の胎児由来の有核赤血球を集めることが可能となる。好ましくは、第1の媒体の密度を1.08g/mL以上1.10g/mL以下、第2の媒体の密度は1.06g/mL以上1.08g/mL以下として設定することが好ましい。更に好ましくは、第1の媒体の密度を1.08g/mL以上1.09g/mL以下、第2の媒体の密度を1.065g/mL以上1.08g/mL以下である。具体的な例としては、第1の媒体の密度を1.085g/mL、第2の媒体の密度を1.075g/mLに設定することで、血漿成分、および好酸球、単核球を、回収する所望の画分から分離することが可能となる。また、赤血球、好中球、リンパ球の一部も分離することが可能となる。本発明では、第1の媒体と、第2の媒体は同じ種類でも、異なる種類でも、本発明の効果を実現できる限りにおいて制限はないが、同じ種類の媒体を用いることが好ましい態様である。   The density of the medium to be laminated (first medium and second medium) is to separate fetal nucleated red blood cells having a density of about 1.065 to 1.095 g / mL from other blood cell components in the mother's body. To be set. Since the density of the center of nucleated red blood cells derived from a fetus is about 1.080 g / mL, two different density media sandwiching this density are created, and adjacent layers are layered to form a desired fetus at the interface. It is possible to collect nucleated red blood cells derived from them. Preferably, the density of the first medium is set to 1.08 g / mL or more and 1.10 g / mL or less, and the density of the second medium is set to 1.06 g / mL or more and 1.08 g / mL or less. More preferably, the density of the first medium is 1.08 g / mL or more and 1.09 g / mL or less, and the density of the second medium is 1.065 g / mL or more and 1.08 g / mL or less. As a specific example, by setting the density of the first medium to 1.085 g / mL and the density of the second medium to 1.075 g / mL, plasma components, eosinophils, and mononuclear cells are added. It is possible to separate the desired fraction to be collected. It is also possible to separate some of red blood cells, neutrophils, and lymphocytes. In the present invention, the first medium and the second medium may be the same type or different types, as long as the effects of the present invention can be realized. However, it is preferable to use the same type of medium.

本実施形態では、密度勾配遠心分離用の密度の異なる第1の媒体および第2の媒体としては、ポリビニルピロリドンでコートされた直径15〜30nmのケイ酸コロイド粒子分散液であるPercoll(登録商標)、ショ糖から作られた側鎖に富んだ中性の親水性ポリマーであるFicoll(登録商標)−Paque、ポリスクロースとジアトリゾ酸ナトリウムによる溶液であるHistopaque(登録商標)等の媒体を使用することができる。本実施形態では、Percoll(登録商標)、およびHistopaque(登録商標)を使用することが好ましい。Percoll(登録商標)は、密度(比重)1.130の製品が市販されており、希釈することで目的とする密度(比重)の媒体を調製することが可能である。Histopaque(登録商標)は、市販されている密度1.077の媒体と、密度1.119の媒体を用いて、第1の媒体および第2の媒体を所望の密度に調製することが可能である。   In the present embodiment, the first medium and the second medium having different densities for density gradient centrifugation are Percoll (registered trademark), which is a colloidal particle dispersion of 15-30 nm in diameter and coated with polyvinylpyrrolidone. Use media such as Ficoll®-Paque, a neutral hydrophilic polymer rich in side chains made from sucrose, Histopaque®, a solution of polysucrose and sodium diatrizoate Can do. In the present embodiment, it is preferable to use Percoll (registered trademark) and Histopaque (registered trademark). For Percoll (registered trademark), a product having a density (specific gravity) of 1.130 is commercially available, and a medium having a target density (specific gravity) can be prepared by dilution. Histopaque (registered trademark) can prepare the first medium and the second medium to a desired density using a commercially available medium having a density of 1.077 and a medium having a density of 1.119. .

<濃度調整工程(ステップS16)>
濃度調整工程は、濃縮工程により得られた有核赤血球が濃縮された母体血の画分の血球濃度を調整する工程である。
<Density Adjustment Step (Step S16)>
The concentration adjustment step is a step of adjusting the blood cell concentration of the maternal blood fraction in which the nucleated red blood cells obtained in the concentration step are concentrated.

密度勾配遠心分離による濃縮工程により、密度の異なる媒体の界面に集まる有核赤血球候補細胞を取得することができる。濃縮工程により得られる母体血の所望の画分は、血球が主な構成になるが、母体の個人差による粘度などの違い、サンプリングを行う密度媒体の界面の乱れ、作業環境の温度の違いなどにより媒体の粘度が異なる関係で、得られた画分の血球濃度を作業ごとに一定に制御することは非常に難しい。そのため、そのまま基板上に塗抹した場合、細胞の基板上の数が変化し、細胞が重なったり、あるいは、非常に細胞の間隔が大きくなったりし、その後の解析、細胞の取得に支障が出る場合が多くなる。したがって、部屋の温度、患者が異なる場合などの条件においても、血球細胞を均一に塗抹するために、濃縮工程後にサンプリングした血球細胞を含有する母体血の画分の溶液の血球濃度を調整する。母体血の画分の溶液の血球濃度を調整することにより、基板上に塗抹される細胞の画分中の密度を一定に保ち、作製される基板上の血球細胞同士の凝集を防ぎ、均一な基板の作製、確実な解析を実現することができる。また、解析を確実に行うことにより、胎児由来の有核赤血球候補となる細胞を識別することができ、確実に1つずつ基板上から胎児由来の有核赤血球候補となる細胞を取得することができる。   Nucleated erythrocyte candidate cells that collect at the interface of media with different densities can be obtained by the concentration step by density gradient centrifugation. The desired fraction of maternal blood obtained by the concentration process is mainly composed of blood cells, but there are differences in viscosity due to individual differences in the mother, disturbances in the interface of the density medium for sampling, differences in the temperature of the working environment, etc. Due to the difference in the viscosity of the medium, it is very difficult to control the blood cell concentration of the obtained fraction uniformly for each operation. Therefore, if the number of cells on the substrate changes when they are smeared on the substrate as they are, the cells may overlap or the interval between cells may become very large, which may hinder subsequent analysis and cell acquisition. Will increase. Therefore, in order to uniformly smear blood cells even under conditions such as room temperature and different patients, the blood cell concentration of the maternal blood fraction solution containing blood cells sampled after the concentration step is adjusted. By adjusting the blood cell concentration of the maternal blood fraction solution, the density of the cells smeared on the substrate is kept constant, preventing aggregation of blood cells on the substrate to be produced, and uniform Substrate fabrication and reliable analysis can be realized. Moreover, by performing the analysis reliably, cells that are fetal nucleated red blood cell candidates can be identified, and cells that are fetal nucleated red blood cell candidates can be reliably obtained one by one from the substrate. it can.

血球濃度の調整は、まず、濃縮工程により赤血球と有核赤血球を分離したサンプルの血球濃度をセルカウンターで測定し、血球濃度が目的の範囲となるように、希釈倍率を算出する。この算出した希釈倍率に基づいて、希釈液を用いて血球濃度の調整を行う。   To adjust the blood cell concentration, first, the blood cell concentration of a sample obtained by separating red blood cells and nucleated red blood cells in the concentration step is measured with a cell counter, and the dilution rate is calculated so that the blood cell concentration falls within the target range. Based on this calculated dilution factor, the blood cell concentration is adjusted using the diluent.

濃度調整工程により、調整される血球濃度の範囲としては、血球濃度を1mLあたり1.0×10個以上8.0×10個以下に調整することが好ましく、1mLあたり1.5×10個以上5.5×10個以下に調整することがより好ましく、1mLあたり2.0×10個以上5.0×10個以下に調整することが更に好ましい。この範囲に血球濃度を調整することによって、基板上の細胞の平均距離が30μm以上160μm以下であり、凝集する細胞が少ない基板を実現することが可能となる。したがって、有核赤血球候補の細胞を1つ1つ別々に基板上より取得することが可能となる。 As a range of blood cell concentration to be adjusted by the concentration adjusting step, the blood cell concentration is preferably adjusted to 1.0 × 10 7 or more and 8.0 × 10 7 or less per mL, and preferably 1.5 × 10 5 per mL. it is more preferable to adjust the seven or more 5.5 × 10 7 or less, and more preferably adjusted to 2.0 × 10 7 or more per 1 mL 5.0 × 10 7 or less. By adjusting the blood cell concentration within this range, it is possible to realize a substrate in which the average distance of cells on the substrate is 30 μm or more and 160 μm or less, and there are few cells to aggregate. Therefore, it becomes possible to acquire nucleated red blood cell candidate cells one by one from the substrate.

血球濃度を測定する方法として、例えば、バイオラッド社の全自動セルカウンターTC20を使用することにより測定することができる。母体血の採取後、濃縮した有核赤血球候補が含まれる血液試料をピペットで10μL取得して全自動セルカウンターTC20専用の測定基板に封入する。この専用基板をTC20に挿入すると、自動的に血球濃度が測定される。この値を基にして、血球濃度が目的の範囲となるように希釈倍率を算出し、算出した希釈倍率に基づいて、希釈液を用いて血球濃度の調整を行う。   As a method for measuring the blood cell concentration, for example, it can be measured by using a fully automatic cell counter TC20 manufactured by Bio-Rad. After the maternal blood is collected, 10 μL of a blood sample containing concentrated nucleated red blood cell candidates is obtained with a pipette and sealed in a measurement substrate dedicated to the fully automatic cell counter TC20. When this dedicated substrate is inserted into the TC 20, the blood cell concentration is automatically measured. Based on this value, the dilution factor is calculated so that the blood cell concentration falls within the target range, and the blood cell concentration is adjusted using the diluent based on the calculated dilution factor.

基板上に塗抹する血球を含む溶液の血球濃度の調整に用いる希釈液としては、リン酸緩衝液(PBS:Phosphate buffered saline)を使用することが好ましい。   As a diluent used for adjusting the blood cell concentration of a solution containing blood cells to be smeared on the substrate, it is preferable to use a phosphate buffered saline (PBS).

<塗抹工程(ステップS18)>
次に、濃度調整工程で濃度が調整された母体血の画分を第1の基板上に塗抹する。塗抹工程としては、引きガラス法(ウエッジ法)、クラッシュ法(押し潰し法)、手伸ばし法、スピン法などにより行うことができ、特に引きガラス法で行うことが好ましい。図2は、引きガラス法により塗抹を行う塗抹工程を説明する図である。塗抹工程は、濃度が調整された母体血の画分16を滴下手段14を用いて第1の基板12上に滴下する工程(図2(a))、第1の基板12上の画分16に第2の基板18を接触させる工程(図2(b))、第1の基板12と第2の基板18との接触位置に滴下した画分16を広げる工程(図2(c))、第2の基板18を所定の速度で第1の基板12上を移動させることで、第1の基板12上に画分16を塗抹する工程(図2(d))を有する。
<Smearing step (step S18)>
Next, the fraction of maternal blood whose concentration has been adjusted in the concentration adjusting step is smeared on the first substrate. The smearing step can be performed by a drawing glass method (wedge method), a crushing method (crushing method), a hand stretching method, a spin method, etc., and it is particularly preferably performed by a drawing glass method. FIG. 2 is a diagram illustrating a smearing process in which smearing is performed by a pulling glass method. The smearing step is a step of dropping the fraction 16 of the maternal blood whose concentration has been adjusted onto the first substrate 12 using the dropping means 14 (FIG. 2A), and the fraction 16 on the first substrate 12. A step of bringing the second substrate 18 into contact with the first substrate 12 (FIG. 2B), a step of spreading the fraction 16 dropped onto the contact position between the first substrate 12 and the second substrate 18 (FIG. 2C), There is a step (FIG. 2 (d)) of smearing the fraction 16 on the first substrate 12 by moving the second substrate 18 on the first substrate 12 at a predetermined speed.

〔滴下する工程(図2(a))〕
まず、濃度調整工程で濃度が調整された画分16を、滴下手段14を用いて第1の基板12の端に滴下する。第1の基板12としては、透明な基板が好ましく、具体的にはスライドガラスが好ましい。滴下する量は、1枚の第1の基板に対して、1.0μL以上4.0μL以下が好ましく、更には、1.5μL以上2.5μL以下がより好ましい。塗抹液として使用する画分(血液)の量が、1.0μL以上であると、量が適度に存在するため、後の工程の画分16に第2の基板18を接触させ、画分16を毛細管現象で広げる際に、十分に画分16が広がり、塗抹を均一に行うことが可能となる。1.0μL未満であると、量が少ないため、塗抹領域が第1の基板12の一部に限られてしまい、第1の基板12を効率的に使用することができなくなり、検査すべき塗抹基板が増加して、検査に非常に時間がかかる場合があるが、1.0μL以上であると、そのような場合は生じない。また、4.0μL以下であると、画分の液量を適度の量とすることができ、塗抹工程終了時に、第1の基板12上に濡れ残った液が存在することなく、塗抹領域の後半部分(第2基板を移動させる方向)に血球成分が均一な塗抹基板が形成される。塗抹領域の後半部分に目的とする有核赤血球が存在する場合にも、細胞の識別、取得を容易に行うことが可能となる。
[Step of dropping (FIG. 2 (a))]
First, the fraction 16 whose concentration has been adjusted in the concentration adjusting step is dropped onto the end of the first substrate 12 using the dropping means 14. As the first substrate 12, a transparent substrate is preferable, and specifically, a slide glass is preferable. The amount dropped is preferably 1.0 μL or more and 4.0 μL or less, and more preferably 1.5 μL or more and 2.5 μL or less with respect to one first substrate. If the amount of the fraction (blood) used as the smear is 1.0 μL or more, the amount is appropriately present. Therefore, the second substrate 18 is brought into contact with the fraction 16 in the subsequent step, and the fraction 16 When the layer is spread by capillarity, the fraction 16 is sufficiently widened and smearing can be performed uniformly. If it is less than 1.0 μL, the amount is small, so that the smear region is limited to a part of the first substrate 12 and the first substrate 12 cannot be used efficiently, and the smear to be inspected. There are cases where the number of substrates increases and it takes a very long time for inspection. In addition, when the amount is 4.0 μL or less, the amount of the liquid in the fraction can be set to an appropriate amount, and at the end of the smearing process, there is no liquid left on the first substrate 12 and the smeared area is removed. A smear substrate having a uniform blood cell component is formed in the latter half (the direction in which the second substrate is moved). Even when the target nucleated red blood cell is present in the latter half of the smear region, it becomes possible to easily identify and acquire cells.

〔接触させる工程(図2(b))〕
次に、第1の基板12上の画分16に第2の基板18を接触させる。第2の基板18を接触させる位置は、図2(b)に示すように、第1の基板12上に滴下された画分16を広げる方向の端部に接触させる。第2の基板18としては、第1の基板16と同様に、透明な基板が好ましく、具体的にはスライドガラスが好ましい。
[Step of contacting (FIG. 2B)]
Next, the second substrate 18 is brought into contact with the fraction 16 on the first substrate 12. As shown in FIG. 2B, the position where the second substrate 18 is brought into contact is brought into contact with the end portion in the direction in which the fraction 16 dropped on the first substrate 12 is expanded. The second substrate 18 is preferably a transparent substrate, specifically a slide glass, like the first substrate 16.

第2の基板18は、第1の基板16に対して、10°以上60°以下の角度θをつけて第2の基板18の先端を接触させることが好ましい。より好ましくは、25°以上40°以下である。また、第2の基板18を第1の基板16に接触させる力は、0.5N以上2.5N以下が好ましく、より好ましくは、1.5N以上2.0N以下である。第1の基板12と第2の基板18を接触させる際の角度、力を上記範囲とすることで、血球成分を均一に塗抹することができる。また、細胞の形状も維持することができるので、細胞の画像解析の精度を向上させることができ、細胞の取得を行うことができる。   The second substrate 18 is preferably in contact with the tip of the second substrate 18 at an angle θ of 10 ° or more and 60 ° or less with respect to the first substrate 16. More preferably, it is 25 ° or more and 40 ° or less. Further, the force for bringing the second substrate 18 into contact with the first substrate 16 is preferably 0.5 N or more and 2.5 N or less, more preferably 1.5 N or more and 2.0 N or less. By setting the angle and force when the first substrate 12 and the second substrate 18 are in contact with each other within the above range, the blood cell component can be smeared uniformly. Moreover, since the shape of a cell can also be maintained, the accuracy of cell image analysis can be improved, and cells can be obtained.

〔広げる工程(図2(c))〕
第2の基板18を第1の基板12に接触させた後、その状態で第2の基板18を保持し、第2の基板18と第1の基板12とが接触した接触位置で、第1の基板12と第2の基板18とで囲まれた空間に母体血の画分16を広げる。母体血の画分16は、押し付けた接触位置(図2において紙面を貫く方向)に沿って広がり、広がる力として毛細管現象を利用することが好ましい。滴下した画分16を十分に第1の基板12と第2の基板18との間に広げるため、2秒から5秒、第2の基板18を第1の基板12に接触した状態を維持することが好ましい。
[Step of spreading (FIG. 2 (c))]
After the second substrate 18 is brought into contact with the first substrate 12, the second substrate 18 is held in that state, and the first substrate 12 is brought into contact with the first substrate 12 at the contact position where the second substrate 18 and the first substrate 12 are in contact. The maternal blood fraction 16 is spread in a space surrounded by the substrate 12 and the second substrate 18. It is preferable that the maternal blood fraction 16 spreads along the pressed contact position (direction passing through the paper surface in FIG. 2) and utilizes the capillary phenomenon as the spreading force. In order to sufficiently spread the dropped fraction 16 between the first substrate 12 and the second substrate 18, the second substrate 18 is kept in contact with the first substrate 12 for 2 to 5 seconds. It is preferable.

〔塗抹する工程(図2(d))〕
画分16を第2の基板18と第1の基板16との間に広げた後、第2の基板18を一定の速度で第1の基板12上を移動させることで、第1の基板12上に画分16を広げ、血球を塗抹する。第2の基板18と第1の基板12の間に十分に濡れ広がった画分16を一定速度で移動させることで、第1の基板12上に血球濃度を調整した母体血の画分16を均一に塗抹することができる。第2の基板18の移動速度は、一定速度で移動させることが好ましく、速度の値は、0.5mm/sec以上300mm/sec以下が好ましく、より好ましくは50mm/sec以上250mm/sec以下であり、更に好ましくは100mm/sec以上200mm/sec以下である。
[Step of smearing (FIG. 2 (d))]
After the fraction 16 is spread between the second substrate 18 and the first substrate 16, the second substrate 18 is moved on the first substrate 12 at a constant speed, whereby the first substrate 12 is moved. Spread fraction 16 on top and smear blood cells. By moving the fraction 16 sufficiently wet and spread between the second substrate 18 and the first substrate 12 at a constant speed, the fraction 16 of the maternal blood whose blood cell concentration is adjusted on the first substrate 12 is obtained. Can be smeared uniformly. The moving speed of the second substrate 18 is preferably moved at a constant speed, and the value of the speed is preferably 0.5 mm / sec or more and 300 mm / sec or less, more preferably 50 mm / sec or more and 250 mm / sec or less. More preferably, it is 100 mm / sec or more and 200 mm / sec or less.

このように作製した基板(図2(e))上では、母体血の画分16に含まれる血球細胞の中心間の平均距離を30μm以上160μm以下とすることができる。血球細胞の大きさは、平均して10数μm程度であるため、第1の基板12上から1つの細胞として取得するために、細胞同士が重なることを避ける必要があり、細胞間の間隔が30μm以上有することが好ましい。さらに、血球細胞の中心間の平均距離が40μm以上120μm以下であることが好ましい。血球細胞の中心間の平均距離を上記範囲とした塗抹基板を用いることにより、1つ1つの細胞に対して、確実に解析を行うことが可能となり、後述するように、1つの細胞として、確実に有核赤血球の候補細胞を取得することができる。   On the substrate thus prepared (FIG. 2 (e)), the average distance between the centers of blood cells contained in the maternal blood fraction 16 can be 30 μm or more and 160 μm or less. Since the average size of blood cells is about several tens of μm, in order to obtain one cell from the first substrate 12, it is necessary to avoid the cells from overlapping each other. It is preferable to have 30 μm or more. Furthermore, the average distance between the centers of blood cells is preferably 40 μm or more and 120 μm or less. By using a smear substrate in which the average distance between the centers of blood cells is in the above range, it becomes possible to perform analysis on each cell with certainty. Candidate cells for nucleated red blood cells can be obtained.

<候補細胞識別工程(ステップS20)>
次に、第1の基板16上に塗抹した母体血の血球細胞に対して、解析を実施して、有核赤血球候補細胞を識別する。候補細胞識別工程により、有核赤血球候補細胞が第1の基板上に存在することを確認することで、有核赤血球候補細胞が塗抹された有核赤血球候補細胞塗抹基板を作製することができる。
<Candidate cell identification step (step S20)>
Next, analysis is performed on maternal blood cells smeared on the first substrate 16 to identify nucleated red blood cell candidate cells. By confirming that the nucleated red blood cell candidate cells are present on the first substrate by the candidate cell identification step, a nucleated red blood cell candidate cell smeared substrate on which the nucleated red blood cell candidate cells are smeared can be produced.

本発明において、好ましい解析法としては、細胞の形態、細胞核の形態から、有核赤血球を解析する方法や、380nm〜420nmの波長域に大きな吸収を持つ赤血球の細胞質に存在するヘモグロビンの情報から、白血球と赤血球を分離する方法や、胎児特有のグロビンの光学情報を利用した分離方法、胎児グロビンに特異的に相互作用する抗胎児ヘモグロビン抗体を標識化して分離する方法などを用いた解析を行うことが好ましい。   In the present invention, as a preferable analysis method, from the form of cells, the form of cell nuclei, from the method of analyzing nucleated red blood cells, or from the information of hemoglobin present in the cytoplasm of red blood cells having a large absorption in the wavelength range of 380 nm to 420 nm, Perform analysis using methods such as separation of leukocytes and red blood cells, separation methods using optical information of fetal globin, and labeling and separation of anti-fetal hemoglobin antibodies that specifically interact with fetal globin. Is preferred.

以下に、解析法の一態様として、画像解析により、有核赤血球候補を識別する方法について説明する。本態様においては、細胞の形状による情報で選別した後、光学特性により選別することで、有核赤血球候補細胞を選別する。   Hereinafter, as one aspect of the analysis method, a method for identifying nucleated red blood cell candidates by image analysis will be described. In this embodiment, nucleated erythrocyte candidate cells are selected by selecting according to information based on cell shape and then selecting according to optical characteristics.

(細胞の形状の情報による選別)
細胞の形状による選別としては、細胞質の面積に対する核領域の面積の割合、核の円形度合い、核領域の面積、核の明度、核のつぶれ方、などを挙げることができる。なかでも、細胞質の面積に対する核領域の面積の割合、および、核の円形度合いを満たす条件を有する細胞を、胎児由来の有核赤血球候補として選別することが好ましい。細胞質の面積、及び核領域の面積は、分析用の標本の観察される面における面積である。
(Selection based on cell shape information)
Examples of the selection based on the cell shape include the ratio of the area of the nucleus region to the area of the cytoplasm, the circularity of the nucleus, the area of the nucleus region, the brightness of the nucleus, and how the nucleus collapses. In particular, it is preferable to select cells having conditions satisfying the ratio of the area of the nuclear region to the area of the cytoplasm and the circularity of the nucleus as fetal nucleated red blood cell candidates. The area of the cytoplasm and the area of the nucleus region are the areas on the observed surface of the specimen for analysis.

図3は、有核赤血球選別工程における細胞の形状(核の形状)により選別を行う工程の一例の手順を示したフローチャート図である。   FIG. 3 is a flowchart showing an example of a procedure for sorting by cell shape (nucleus shape) in the nucleated red blood cell sorting step.

細胞の形状による選別は、まず、細胞を抽出する(ステップS32)。細胞であるか否かの判断は、2値化画像を用いて行われる。白色光光源を用いて分析用の標本を撮影して得られた画像の輝度情報を所定の閾値を用いて2値化画像を生成し、生成された2値化画像から点状および島状の連続領域を有するもの、すなわち、任意の閉曲線で閉じられている領域を細胞として抽出する。なお、2値化した画像は、Erosion・Dilationなどのモルフォロジー処理を施して、連続領域の形状を整えた上で、大きさを求めてもよい。   In the selection based on the shape of the cell, first, the cell is extracted (step S32). Judgment whether it is a cell is performed using a binarized image. A brightness information of an image obtained by photographing a sample for analysis using a white light source is used to generate a binarized image using a predetermined threshold value, and dot-like and island-like shapes are generated from the generated binarized image. A cell having a continuous region, that is, a region closed by an arbitrary closed curve is extracted as a cell. Note that the binarized image may be subjected to morphological processing such as Erosion / Dilation to adjust the shape of the continuous region and then the size may be obtained.

次に、ステップS32で抽出した細胞を核の有無により選別する(ステップS34)。核の有無は、細胞内に核(点状物)が存在するかにより選別する。核の有無の判断にも2値化画像を用いることができる。細胞として抽出された領域の中に、細胞として抽出された領域未満の面積を有する任意の閉曲線で閉じられている領域が存在する場合には、当該領域を核として抽出することができる。   Next, the cells extracted in step S32 are selected based on the presence or absence of nuclei (step S34). The presence or absence of nuclei is selected depending on whether nuclei (dots) are present in the cells. A binarized image can also be used to determine the presence or absence of a nucleus. When there is a region closed by an arbitrary closed curve having an area smaller than the region extracted as a cell in the region extracted as a cell, the region can be extracted as a nucleus.

次に、細胞の核の大きさ(点状および島状の連続領域の大きさ)が、1〜5μmのものを抽出する(ステップS36)。1〜5μmの大きさの核を有する細胞を選択することは有核赤血球を選別するのに有効である。なお、「点状および島状の連続領域の大きさ」とは、核の外形を表す閉曲線を円形、又は楕円形に近似し、核の外形を近似した円形の直径、又は細胞の外形を近似した楕円形の長径とすることができる。   Next, cell nuclei with a size of 1 to 5 μm are extracted (the size of the dotted and island-like continuous regions) (step S36). Selecting cells having nuclei with a size of 1-5 μm is effective for sorting nucleated red blood cells. Note that “the size of the dotted and island-like continuous regions” means that the closed curve representing the outer shape of the nucleus is approximated to a circle or an ellipse, and the circular diameter approximating the outer shape of the nucleus or the outer shape of the cell is approximated. The major axis of the ellipse can be made.

核の外形を近似した円形の例として、核の外形を表す閉曲線に外接する円形のうち直径が最小のものが挙げられる。核の外形を近似した楕円形の例として、核の外形を表す閉曲線に外接する楕円形のうち長径が最小のものが挙げられる。核の外形を近似した円形の直径、または、核の外形を近似した楕円形の長径が1〜5μmのものを抽出する。   As an example of a circular shape that approximates the outer shape of the nucleus, a circular shape that circumscribes the closed curve that represents the outer shape of the nucleus has the smallest diameter. As an example of an ellipse that approximates the outer shape of the nucleus, an ellipse that circumscribes the closed curve representing the outer shape of the nucleus and that has the smallest major axis can be cited. A circular diameter approximating the outer shape of the nucleus or an ellipse having a major axis of 1 to 5 μm approximating the outer shape of the nucleus is extracted.

次に、核の形状により細胞を選別する(ステップS38)。図4(a)は、選択したい細胞の形状を示す模式図であり、図4(b)は除きたい細胞の形状を示す模式図である。核の形状による選別の具体例として、細胞質の面積に対する核領域の面積の割合により選別を行う方法、および、核の円形度合いにより選別を行う方法を説明する。細胞質の面積に対する核領域の面積の割合が、下記(1)式を満たす場合に、胎児由来の有核赤血球の候補となる有核赤血球として選択される。細胞の細胞質の面積をC、細胞の核の面積をNとした場合、Cに対するNの割合が0.25を超え1.0未満の核を有する細胞が胎児由来の有核赤血球の候補となる有核赤血球として選択される。
0.25<(N/C)<1.0 (1)
Next, the cells are sorted according to the shape of the nucleus (step S38). FIG. 4A is a schematic diagram showing the shape of a cell to be selected, and FIG. 4B is a schematic diagram showing the shape of a cell to be excluded. As specific examples of the selection based on the shape of the nucleus, a method for performing selection based on the ratio of the area of the nucleus region to the area of the cytoplasm and a method for performing selection based on the circularity of the nucleus will be described. When the ratio of the area of the nuclear region to the area of the cytoplasm satisfies the following formula (1), it is selected as a nucleated red blood cell that is a candidate for a fetal nucleated red blood cell. When the cell cytoplasm area is C and the cell nucleus area is N, cells having nuclei with a ratio of N to C exceeding 0.25 and less than 1.0 are fetal nucleated red blood cell candidates. Selected as nucleated red blood cells.
0.25 <(N / C) <1.0 (1)

また、核の円形度合いの選択条件を満たす場合としては、下記(2)式を満たす場合が挙げられる。核の直径又は核の長径をLとしたとき、核の直径又は核の長径の平方に対する核の面積の割合が0.65を超え0.785未満である核を有する細胞が胎児由来の有核赤血球の候補となる有核赤血球として選択される。なお、核の直径又は核の長径としては、ステップS44で核の大きさを求めた場合と同様の方法により求めることができる。
0.65<(N/(L×L))<0.785 (2)
Moreover, as a case where the selection condition for the degree of circularity of the nucleus is satisfied, a case where the following expression (2) is satisfied can be cited. When the nucleus diameter or the major axis of the nucleus is L, the ratio of the area of the nucleus to the square of the nucleus diameter or the major axis of the nucleus is greater than 0.65 and less than 0.785. Selected as a nucleated red blood cell candidate for red blood cell. Note that the diameter of the nucleus or the major axis of the nucleus can be obtained by the same method as that for obtaining the nucleus size in step S44.
0.65 <(N / (L × L)) <0.785 (2)

細胞の形状の情報を用いて胎児由来の有核赤血球の候補なる有核赤血球を選別するシステムの構成例としては、光学顕微鏡、デジタルカメラ、スライドガラス用のステージ、光学搬送系、画像処理PC(personal computer)、制御PC、ディスプレイを装備しているシステムを挙げることができる。光学搬送系は、対物レンズとCCD(Charge Coupled Device)カメラを備え、画像処理PCは、データ解析、データ記憶を行う処理系を備える構成が挙げられる。制御PCは、スライドガラス用のステージの位置制御や、全体の処理を制御する制御系を備える構成が挙げられる。   Examples of the system configuration for selecting nucleated red blood cells that are candidates for fetal nucleated red blood cells using cell shape information include an optical microscope, a digital camera, a slide glass stage, an optical transport system, an image processing PC ( personal computer), a control PC, and a system equipped with a display. The optical transport system includes an objective lens and a CCD (Charge Coupled Device) camera, and the image processing PC includes a processing system that performs data analysis and data storage. The control PC includes a configuration including a position control of the slide glass stage and a control system for controlling the entire processing.

(光学特性による選別)
光学特性による選別は、赤血球に含まれるヘモグロビンの酸素親和性の違いに起因する分光特性を利用することができる。図5は、還元ヘモグロビン(Hb)と、酸化ヘモグロビン(HbO)の波長に対する吸収係数を示すグラフ図である(特開2014−1485号公報に記載)。ここで、吸収係数とは、光がある媒質に入射したとき、その媒質がどのくらいの光を吸収するかを示す定数である。図5に示すように、ヘモグロビンは酸素との相互作用によって、吸収係数が変化することが知られている。即ち、酸化ヘモグロビンは赤い色調を有しており、還元ヘモグロビンになるに従い、青味を帯びてくる。
(Sorting by optical characteristics)
The sorting based on the optical characteristics can utilize spectral characteristics resulting from the difference in oxygen affinity of hemoglobin contained in red blood cells. FIG. 5 is a graph showing absorption coefficients with respect to wavelengths of reduced hemoglobin (Hb) and oxidized hemoglobin (HbO 2 ) (described in JP-A-2014-1485). Here, the absorption coefficient is a constant indicating how much light the medium absorbs when the light enters the medium. As shown in FIG. 5, it is known that the absorption coefficient of hemoglobin changes due to the interaction with oxygen. That is, oxyhemoglobin has a red color tone, and becomes bluish as it becomes reduced hemoglobin.

光学特性による選別においては、胎児由来の有核赤血球が、母親の赤血球、および、わずかに存在する母体由来の有核赤血球に対して、ヘモグロビンの酸素親和性が異なることを利用して母体由来の有核赤血球と胎児由来の有核赤血球と、を選別することができる。例えば、ガラス基板上に塗布された血液成分を用いることにより、有核赤血球と、この有核赤血球の近傍に存在する赤血球との分光特性の差異を利用して、母体由来の有核赤血球と胎児由来の有核赤血球とに選別するものである。   In sorting by optical properties, fetal nucleated red blood cells are derived from maternal erythrocytes by utilizing the difference in oxygen affinity of hemoglobin with respect to maternal erythrocytes and slightly existing maternal nucleated red blood cells. Nucleated red blood cells and fetal nucleated red blood cells can be selected. For example, by using a blood component coated on a glass substrate, the difference in spectral characteristics between nucleated red blood cells and red blood cells present in the vicinity of the nucleated red blood cells can be used to obtain maternal nucleated red blood cells and fetuses. The nucleated red blood cells are selected.

分光特性とは、還元ヘモグロビンと酸化ヘモグロビンとの吸収係数の差異の存在する波長域で差を検出するものである。成人の赤血球中のヘモグロビンは、4量体α2β2(HbA)である。一方、胎児の赤血球中のヘモグロビンは、2本のα鎖と2本のγ鎖によって作られた4量体α2γ2(HbF)であり、生後、大部分を占めるHbAと少数のHbFからなるHbA2に置き換わっていくことが知られている。胎盤中では、血液中の妊娠母体のヘモグロビン(HbA)から酸素の提供を受けることで、胎児のヘモグロビンは酸素を得ている。そして、成人の血液中の赤血球に含まれるヘモグロビン(HbA)は、4量体α2β2であるが、胎児型のヘモグロビン(HbF)はα2γ2であり、HbAに比べて酸素親和性が高いという特徴を有する。出生前診断においては、血液試料として妊娠母体の末梢血を採取し、検査を行うことが好ましい。末梢血は、通常、静脈から採取するものであり、静脈中の血液の酸素の量は、動脈中の酸素の量より乏しくなる。健常人では、中心静脈血の酸素飽和度は、60〜80%が正常値といわれており、この値は、全身の酸素需要により上下する。HbAとHbFは、酸素親和性が異なるため、静脈血中においても、HbAとHbFの酸素結合量が異なり、HbFの酸素結合量がHbAの酸素結合量よりも高くなるという特徴を有している。   The spectral characteristic is to detect a difference in a wavelength region where there is a difference in absorption coefficient between reduced hemoglobin and oxidized hemoglobin. Hemoglobin in adult erythrocytes is tetramer α2β2 (HbA). On the other hand, hemoglobin in fetal erythrocytes is a tetramer α2γ2 (HbF) made up of two α chains and two γ chains, and is converted into HbA2 consisting of HbA, which occupies most and a small number of HbF after birth. It is known to replace it. In the placenta, the fetal hemoglobin obtains oxygen by receiving oxygen from the maternal hemoglobin (HbA) in the blood. And hemoglobin (HbA) contained in red blood cells in adult blood is tetramer α2β2, but fetal hemoglobin (HbF) is α2γ2, and has a characteristic of higher oxygen affinity than HbA. . In the prenatal diagnosis, it is preferable to perform a test by collecting peripheral blood of the pregnant mother as a blood sample. Peripheral blood is usually collected from veins, and the amount of oxygen in the veins is less than the amount of oxygen in the arteries. In healthy people, the oxygen saturation of central venous blood is said to be 60-80% normal, and this value fluctuates depending on the oxygen demand throughout the body. Since HbA and HbF have different oxygen affinity, the amount of oxygen binding between HbA and HbF is different even in venous blood, and the amount of oxygen binding between HbF is higher than that of HbA. .

母体のヘモグロビン(HbA)と胎児のヘモグロビン(HbF)においても、静脈中で酸素親和性に差があり、図5に示すように、還元ヘモグロビンと酸化ヘモグロビンは、吸収係数に差が生じるので、母体由来の有核赤血球と胎児由来の有核赤血球の吸光度の差を用いて選別する。吸光度の測定には、400〜650nmの光波長域が適用される。この光波長域から選択される波長を有する少なくとも1つの単色光を用いて吸光度が測定される。   Maternal hemoglobin (HbA) and fetal hemoglobin (HbF) also have a difference in oxygen affinity in the vein. As shown in FIG. 5, there is a difference in absorption coefficient between reduced hemoglobin and oxidized hemoglobin. Sorting is performed using the difference in absorbance between nucleated red blood cells derived from fetuses and nucleated red blood cells derived from fetuses. A light wavelength region of 400 to 650 nm is applied to the measurement of absorbance. The absorbance is measured using at least one monochromatic light having a wavelength selected from this light wavelength range.

また、吸光度の測定は、異なる波長の複数単色光を用いて、各波長の吸光度を測定し、各波長の測定値の割合を検出することでより確実に有核赤血球の選別を行うことができる。好ましくは、400〜500nmの光波長域から選択された波長の単色光を用いる態様であり、より好ましくは450nmを超え480nm未満の光波長域から選択された波長の単色光、および、550nmを超え575nm未満の光波長域から選択された波長の単色光をそれぞれ用い、各波長の吸光度の割合により選別することが好ましい。また、光波長域は、550nmを超え575nm未満の光波長域から選択された波長の単色光、および、575nmを超え585nm未満の光波長域から選択された波長の単色光をそれぞれ用い、各波長の吸光度の割合により選別することが好ましい。2種類以上の異なる単色光により測定した吸光度の割合を導出することで、個々の細胞間に、細胞の厚みや面積などの細胞間に起因する吸光度の誤差を排除することができる。これらの光波長域は、図5に示すように、酸化ヘモグロビン(HbO)と還元ヘモグロビン(Hb)とで、吸収係数の差が大きいので、この光波長域を用いることで、母体由来の有核赤血球と胎児由来の有核赤血球のとの選別を確実に行うことができる。 Absorbance can be measured more reliably by measuring the absorbance of each wavelength using multiple monochromatic lights of different wavelengths and detecting the ratio of the measured values of each wavelength. . Preferably, it is an embodiment using monochromatic light having a wavelength selected from a light wavelength range of 400 to 500 nm, more preferably monochromatic light having a wavelength selected from a light wavelength range of more than 450 nm and less than 480 nm, and more than 550 nm It is preferable to use a monochromatic light having a wavelength selected from a light wavelength region of less than 575 nm, respectively, and to sort by the ratio of absorbance at each wavelength. In addition, the light wavelength range is a monochromatic light having a wavelength selected from a light wavelength range exceeding 550 nm and less than 575 nm, and a monochromatic light having a wavelength selected from an optical wavelength range exceeding 575 nm and less than 585 nm. It is preferable to select according to the ratio of the absorbance. By deriving the ratio of absorbance measured by two or more different monochromatic lights, it is possible to eliminate absorbance errors caused by cells such as cell thickness and area between individual cells. As shown in FIG. 5, these light wavelength regions have a large difference in absorption coefficient between oxygenated hemoglobin (HbO 2 ) and reduced hemoglobin (Hb). Sorting between nuclear red blood cells and fetal nucleated red blood cells can be performed reliably.

また、光学特性により選別する光波長域は、図5に示すグラフの吸収係数が還元ヘモグロビンの吸収係数と酸化ヘモグロビンの吸収係数の大きさが逆転する波長を挟んでそれぞれの光波長域の波長で測定することが好ましい。すなわち、胎児由来の有核赤血球(酸化ヘモグロビンの割合が高い)の吸収係数が、母体由来の有核赤血球(酸化ヘモグロビンの割合が低い)の吸収係数より高い第1の光波長域の波長と、母体由来の有核赤血球の吸収係数が胎児由来の有核赤血球の吸収係数より高い第2の光波長域の波長と、で吸光度を測定する。そして、第1の光波長域の波長で測定した吸光度と、第2の光波長域の波長で測定した吸光度の割合を求め、比較することで、胎児由来の有核赤血球の割合と母体由来の有核赤血球の割合の差を大きくすることができるので、胎児由来の有核赤血球の選別を確実に行うことができる。   In addition, the optical wavelength range selected according to the optical characteristics is the wavelength of each optical wavelength region with the absorption coefficient of the graph shown in FIG. 5 sandwiching the wavelength where the absorption coefficient of reduced hemoglobin and the absorption coefficient of oxyhemoglobin are reversed. It is preferable to measure. That is, the wavelength of the first light wavelength region in which the absorption coefficient of fetal nucleated red blood cells (the ratio of oxygenated hemoglobin is high) is higher than the absorption coefficient of maternally derived nucleated red blood cells (the ratio of oxygenated hemoglobin is low); The absorbance is measured at a wavelength in the second light wavelength region where the absorption coefficient of the nucleated red blood cells derived from the mother is higher than the absorption coefficient of the nucleated red blood cells derived from the fetus. And by calculating | requiring and comparing the ratio of the light absorbency measured in the wavelength of the 1st light wavelength range, and the light absorbency measured in the wavelength of the 2nd light wavelength range, the ratio of the nucleated erythrocyte derived from a fetus and the maternal origin Since the difference in the proportion of nucleated red blood cells can be increased, fetal nucleated red blood cells can be reliably selected.

第1の光波長域としては、400nmを超え500nm未満、525nmを超え550nm未満、および、575nmを超え585nm未満の光波長域を挙げることができる。また、第2の光波長域としては、550nmを超え575nm未満の光波長域を挙げることができる。   Examples of the first light wavelength region include a light wavelength region exceeding 400 nm and less than 500 nm, exceeding 525 nm and less than 550 nm, and exceeding 575 nm and less than 585 nm. In addition, examples of the second light wavelength region include a light wavelength region of more than 550 nm and less than 575 nm.

また、各光波長域で、複数の波長で吸光度を測定し、それら吸光度の平均値を用いて選別を行うこともできる。吸光度の平均値により選別することで、吸光度の測定値に含まれるノイズの影響を低減することができる。   It is also possible to measure the absorbance at a plurality of wavelengths in each light wavelength region and perform selection using the average value of the absorbances. By selecting based on the average value of absorbance, the influence of noise included in the measured value of absorbance can be reduced.

分光特性により、胎児由来の有核赤血球と母体由来の有核赤血球とを選別する方法として、選別対象の有核赤血球の周囲に存在する核を有さない赤血球を参照赤血球とし、この参照赤血球と比較することで、選別対象の有核赤血球が胎児由来の有核赤血球か、母体由来の有核赤血球かを選別する。参照赤血球を、選別対象の有核赤血球と同じ波長の単色光で吸光度を測定し、その割合を求め、選別する有核赤血球の吸光度の割合と、参照赤血球の吸光度の割合を比較することで、より確実に選別対象の有核赤血球の中から胎児由来の有核赤血球を選別することができる。   As a method of selecting nucleated red blood cells derived from fetuses and nucleated red blood cells derived from the mother by spectral characteristics, red blood cells that do not have nuclei around nucleated red blood cells to be selected are used as reference red blood cells. By comparing, it is selected whether the nucleated red blood cells to be selected are fetal-derived nucleated red blood cells or maternally-derived nucleated red blood cells. By measuring the absorbance of the reference erythrocytes with monochromatic light having the same wavelength as the nucleated red blood cells to be sorted, determining the ratio, and comparing the absorbance ratio of the nucleated red blood cells to be sorted with the absorbance ratio of the reference red blood cells, Fetal nucleated red blood cells can be more reliably selected from nucleated red blood cells to be sorted.

<取得工程(ステップS22)>
図1に戻って、取得工程は、候補細胞識別工程で胎児由来の有核赤血球候補細胞、および、母体由来の有核赤血球として識別した有核赤血球候補細胞を、第1の基板上から選択的に1つずつ取得する工程である。細胞の取得には、レーザーマイクロダイセクション装置や、マイクロマニュピュレータを使用することができる。
<Acquisition process (step S22)>
Returning to FIG. 1, in the acquisition step, the nucleated red blood cell candidate cells derived from the fetus and the nucleated red blood cell candidate cells identified as mother-derived nucleated red blood cells in the candidate cell identification step are selectively selected from the first substrate. It is the process of acquiring one by one. For obtaining cells, a laser microdissection device or a micromanipulator can be used.

(レーザーマイクロダイセクション)
レーザーマイクロダイセクションとは、例えば市販されているZeiss社のPALM Micro Beamなどの顕微鏡とレーザーを組み合わせて微小領域の切断、加工を行うことができる装置システムのことである。レーザーダイセクションでは、基板(スライドガラス、もしくはガラス上にポリマーコートを付与したスライドガラスでもかまわない)に塗沫されたサンプルの目的の部位のみを選択的にレーザーで切り取り採取することができる装置である。このため、基板に均一に細胞もしくは組織が塗布されていることが好ましい。これにより、目的の単一細胞のみを取得することが可能となる。
(Laser microdissection)
The laser microdissection is an apparatus system that can cut and process a minute region by combining a laser such as a commercially available Zeiss PALM Micro Beam with a laser. Laser dissection is a device that can selectively cut out only the target part of a sample smeared on a substrate (slide glass or glass slide with a polymer coat on it). is there. For this reason, it is preferable that cells or tissues are uniformly applied to the substrate. Thereby, it becomes possible to acquire only the target single cell.

有核赤血球候補細胞を基板上から取得する取得工程では、分光特性により分別した基板上の細胞の位置情報をあらかじめ取得しておき、レーザーマイクロダイセクション装置へその位置情報を入力する。レーザーマイクロダイセクション装置に基板をセットすると、装置は位置情報を基に目的の位置に自動的に移動し、あらかじめ登録しておいたレーザー出力条件によって目的の細胞のみをレーザーで取得し、専用の回収チューブに細胞を分取する。   In the acquisition step of acquiring nucleated red blood cell candidate cells from the substrate, the positional information of the cells on the substrate sorted according to the spectral characteristics is acquired in advance, and the positional information is input to the laser microdissection device. When the substrate is set in the laser microdissection device, the device automatically moves to the target position based on the position information, acquires only the target cells with the laser according to the laser output conditions registered in advance, Sort cells into collection tube.

(マイクロマニピュレータ)
マイクロマニピュレータは,顕微鏡下で細胞をハンドリングすることが可能な装置である。例えば、市販の顕微鏡システムにアドオンできる形でナリシゲ社のマイクロインジェクションシステムやマイクロマニピュレータシステムなどを使用する。顕微鏡下で目的の細胞を塗沫したサンプル基板から、任意の単一細胞を取得することが可能である。
(Micromanipulator)
A micromanipulator is a device capable of handling cells under a microscope. For example, a Narishige microinjection system or a micromanipulator system is used in a form that can be added to a commercially available microscope system. Any single cell can be obtained from a sample substrate smeared with a target cell under a microscope.

有核赤血球候補細胞を基板上から取得する取得工程では、上記レーザーマイクロダイセクションと同様に分光特性により分別した基板上の細胞の位置情報をあらかじめ取得しておき、マイクロマニピュレータシステムに位置座標を入力する。マイクロマニピュレータシステムにセットした基板は位置情報を基に目的の細胞の取得位置まで移動する。その後マニピュレータを動作させ、目的の細胞のみを取得し、細胞回収液を入れたチューブに封入する。チューブに封入した細胞のDNAを解析する場合には、細胞回収液は、DNAフリーである細胞回収液であることが好ましい。   In the acquisition process of acquiring nucleated red blood cell candidate cells from the substrate, the positional information of the cells on the substrate sorted according to the spectral characteristics is acquired in advance as in the laser microdissection, and the position coordinates are input to the micromanipulator system. To do. The substrate set in the micromanipulator system moves to the target cell acquisition position based on the position information. Thereafter, the manipulator is operated to obtain only the target cells and sealed in a tube containing the cell recovery solution. When analyzing the DNA of cells enclosed in a tube, the cell recovery solution is preferably a DNA-free cell recovery solution.

<実施例1>
以下に実施例を挙げ、本発明をより詳細に説明する。ただし、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
<Example 1>
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to this embodiment.

(採取工程)
7mL採血管に抗凝固剤として、EDTA(エチレンジアミン四酢酸:ethylenediaminetetraacetic acid)のナトリウム塩を10.5mg添加した後、母体のボランティアから、インフォームドコンセントを行った後にボランティア血として末梢血7mLを採血管内に得た。その後、生理食塩水を用いて、血液を希釈した。
(Collection process)
After adding 10.5 mg of sodium salt of EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid) as an anticoagulant to 7 mL blood collection tube, 7 mL of peripheral blood was collected from the mother volunteer as volunteer blood after informed consent. I got it. Thereafter, the blood was diluted with physiological saline.

(濃縮工程)
Percoll液(登録商標)を使用して、密度1.070g/mLと、密度1.095g/mLの液を調製し、遠沈管に、遠沈管の底部に密度1.095g/mLの液1.6mlを添加した。添加後、4℃下に30分間置き、冷却した。その後、密度1.095g/mLの液の上に、界面が乱れないようにゆっくり、密度1.070g/mLの液2mLを重層し、その後、密度1.070g/mLの媒体の上に、上記で採血した血液の希釈液11mLをゆっくり、遠沈管に添加した。その後、遠心分離を2000rpm(回転数毎分)で20分間行った。その後、遠沈管を取り出し、密度1.070g/mLと、密度1.090g/mLの液の間に沈積した画分を、ピペットを用いて採取した。同様の操作の濃縮工程を、同じ母体から採取した血液に対して行い、ピペットで採取した血液の画分を複数種類準備した。それぞれの血液の画分は全て同じ操作で行ったものである。
(Concentration process)
Percoll liquid (registered trademark) is used to prepare 1.070 g / mL density liquid and 1.095 g / mL liquid density. The centrifuge tube has a density of 1.095 g / mL at the bottom of the centrifuge tube. 6 ml was added. After the addition, it was placed at 4 ° C. for 30 minutes and cooled. Thereafter, 2 mL of a liquid having a density of 1.070 g / mL is slowly layered on the liquid having a density of 1.095 g / mL so as not to disturb the interface, and then the above-described medium is put on the medium having a density of 1.070 g / mL. Slowly add 11 mL of the blood diluted in step 1 to the centrifuge tube. Then, centrifugation was performed at 2000 rpm (rotation number per minute) for 20 minutes. Thereafter, the centrifuge tube was taken out, and a fraction deposited between a liquid having a density of 1.070 g / mL and a liquid having a density of 1.090 g / mL was collected using a pipette. The concentration process of the same operation was performed on blood collected from the same mother, and a plurality of types of blood fractions collected with a pipette were prepared. All blood fractions were obtained by the same operation.

(濃度調整工程)
上記濃縮工程で採取した血液の画分を生理食塩水で洗浄した後、再度、遠心分離を行い、画分中の細胞濃度をセルカウンター(血球計算盤、全自動セルカウンター、TC20、バイオラッド社)で測定した。測定後、リン酸緩衝液(PBS)を用いて、それぞれ細胞濃度が1mLあたり、0.5×10個、1.0×10個、4.0×10個、8.0×10個、1.0×10個となるように調整した。また、血球濃度を調整しない未調整の画分についても評価を行った。
(Density adjustment process)
The blood fraction collected in the concentration step was washed with physiological saline, and then centrifuged again, and the cell concentration in the fraction was measured using a cell counter (hemocytometer, fully automatic cell counter, TC20, Bio-Rad). ). After the measurement, using a phosphate buffer solution (PBS), the cell concentration was 0.5 × 10 7 cells, 1.0 × 10 7 cells, 4.0 × 10 7 cells, 8.0 × 10 7 cells, 8.0 × 10, respectively. Seven and 1.0 × 10 8 were adjusted. The unadjusted fraction that did not adjust the blood cell concentration was also evaluated.

(塗抹工程)
第1のスライドガラス基板(第1の基板)を塗抹装置にセットし、その一端に血球濃度を4.0×10個/mLに調整した血液の画分2μLを滴下した。第2のスライドガラス基板(第2の基板)を装置にセットし、第1のスライドガラス基板に対して25°の角度で、0.5Nの接触力で接触させた。第2のスライドガラス基板の接触下面を血液の画分に触れさせ、3秒間その状態を保持することで、毛細管現象により、2枚のスライドガラスに囲まれた空間に血液の画分を広げた。第2のスライドガラス基板と第1のスライドガラス基板との角度を保ったまま、第2のスライドガラス基板を第1のスライドガラス基板の血液の画分を置いた領域と反対の領域の方向に、速度200mm/sの一定速度で滑らせることで、第1のスライドガラス基板上に血液の画分を均一に塗抹した塗抹基板を作製した。
(Smearing process)
The first slide glass substrate (first substrate) was set in a smearing device, and 2 μL of a blood fraction adjusted to a blood cell concentration of 4.0 × 10 7 cells / mL was dropped onto one end thereof. A second slide glass substrate (second substrate) was set in the apparatus and brought into contact with the first slide glass substrate at an angle of 25 ° with a contact force of 0.5N. By touching the lower surface of the second glass slide substrate to the blood fraction and holding that state for 3 seconds, the blood fraction was spread in a space surrounded by two glass slides by capillary action. . While maintaining the angle between the second slide glass substrate and the first slide glass substrate, place the second slide glass substrate in a direction opposite to the region where the blood fraction of the first slide glass substrate is placed. Then, by sliding at a constant speed of 200 mm / s, a smear substrate in which the blood fraction was smeared uniformly on the first slide glass substrate was produced.

同様にして、上記で濃度調整した画分、濃度未調整の画分についても、スライドガラス基板上に塗抹を行い、塗抹基板を作製した。   Similarly, smearing was performed on the slide glass substrate for the fractions whose concentration was adjusted as described above and the fractions whose concentration was not adjusted, thereby preparing a smeared substrate.

作製した塗抹基板を、メイ・ギュルンワンド染色液に3分浸漬し、リン酸Buffer液に浸漬して洗浄後、ギムザ染色液(リン酸Buffer液で希釈して濃度3%とした)に10分間浸漬した。その後、純水で洗浄後乾燥させた。このようにして染色済みのガラス基板を複数枚作製した。   The prepared smeared substrate is dipped in Mei Gulunwand staining solution for 3 minutes, immersed in phosphate buffer solution, washed, and then immersed in Giemsa staining solution (diluted with phosphate buffer solution to a concentration of 3%) for 10 minutes. did. Thereafter, it was washed with pure water and dried. In this way, a plurality of stained glass substrates were produced.

このように作製した塗抹基板の細胞間の平均距離を測定した。細胞間の距離は、細胞の外周を円形近似し、その中心間の距離とする。また、細胞は、濃度調整工程で調整した各濃度において、光学顕微鏡下で細胞50個を選択し、その細胞に最も近接する細胞との距離を測定し、50個の平均を取ることで、細胞間の平均距離を求めた。また、血球の凝集の程度についても観察した。結果を表1に示す。   The average distance between cells of the smeared substrate thus prepared was measured. The distance between the cells is a distance between the centers of the cells by circularly approximating the outer periphery of the cells. In addition, for each concentration adjusted in the concentration adjustment step, 50 cells are selected under an optical microscope, the distance from the cell closest to the cell is measured, and the average of the 50 cells is taken. The average distance between them was determined. The degree of blood cell aggregation was also observed. The results are shown in Table 1.

Figure 2016166768
Figure 2016166768

血球濃度を0.5×10個/mLに調整した塗抹基板は、スライドガラス上の血球の凝集はないものの、細胞間の距離が大きくなり、細胞が非常にまばらに存在した。血球濃度を小さくすると、スライドガラス上に存在する血球の数が少なくなるため、有核赤血球を探索する効率が低下した。血球濃度を1.0×10個/mLに調整することで、基板上の細胞間の距離を短くすることができ、有核赤血球を探索する効率を上げることができた。血球濃度を1.0×10に調整したサンプルは、細胞の凝集がところどころ観察され、細胞核が識別不可の細胞が存在し、標的細胞(有核赤血球細胞)を解析できない可能性があることが確認できた。濃度未調整の画分を塗抹したスライドガラスは、血球濃度が高く、細胞の凝集の頻度も高く、観察不可の細胞が非常に多かった。本発明においては、希少細胞である有核赤血球を1つずつ選択的に取得するため、凝集がないことが好ましく、塗抹する前の画分の血球濃度を8.0×10個/mL以下に調整することで、細胞の凝集を少なくできることが確認できた。 The smear substrate with the blood cell concentration adjusted to 0.5 × 10 7 cells / mL did not aggregate blood cells on the slide glass, but the distance between the cells increased and the cells were very sparse. When the blood cell concentration was decreased, the number of blood cells present on the slide glass decreased, and the efficiency of searching for nucleated red blood cells decreased. By adjusting the blood cell concentration to 1.0 × 10 7 cells / mL, the distance between cells on the substrate could be shortened, and the efficiency of searching for nucleated red blood cells could be increased. In the sample with the blood cell concentration adjusted to 1.0 × 10 8 , there is a possibility that cell aggregation is observed in some places, the cell nucleus is indistinguishable, and the target cell (nucleated red blood cell) cannot be analyzed. It could be confirmed. The slide glass smeared with the fraction whose concentration was not adjusted had a high blood cell concentration, a high frequency of cell aggregation, and a large number of cells that could not be observed. In the present invention, since nucleated red blood cells which are rare cells are selectively obtained one by one, it is preferable that there is no aggregation, and the blood cell concentration of the fraction before smearing is 8.0 × 10 7 cells / mL or less. It was confirmed that the cell aggregation could be reduced by adjusting to.

また、別の母体から採取した母体血の血液試料を用いて、上記と同様の方法で、塗抹標本を作製した。濃度調整工程における血球濃度は、下記の表2に示す血球濃度で行った。結果を表2に示す。   In addition, a smear was prepared in the same manner as described above, using a maternal blood sample collected from another mother. The blood cell concentration in the concentration adjusting step was the blood cell concentration shown in Table 2 below. The results are shown in Table 2.

Figure 2016166768
Figure 2016166768

表1、2より、スライドガラス上に画分を塗抹する前処理として血球濃度を1.0×10個/mL以上8.0×10個/mL以下の範囲内とすることで、細胞がスライドガラス上に均一に塗抹されていることが確認できた。さらに、血球濃度が5.0×10個/mLであれば、凝集のない塗抹標本を作製することができ、血球濃度を5.0×10個/mL以下に調整することが好ましいことが確認できた。 From Tables 1 and 2, as a pretreatment for smearing the fraction on the slide glass, the blood cell concentration is within the range of 1.0 × 10 7 cells / mL or more and 8.0 × 10 7 cells / mL or less. It was confirmed that was uniformly smeared on the slide glass. Furthermore, if the blood cell concentration is 5.0 × 10 7 cells / mL, a smear without aggregation can be prepared, and it is preferable to adjust the blood cell concentration to 5.0 × 10 7 cells / mL or less. Was confirmed.

<同条件で濃度調整した塗抹標本>
別途、他のボランティアの複数の母体から採血した血液試料を用いて、上記と同様の方法で、濃縮工程まで行った。得られた有核赤血球候補細胞を含む画分を、上記の血球濃度を4.0×10個/mLに調整した比率で、リン酸緩衝液(PBS)を用いて希釈を行った。その後、上記と同様の方法で、スライドガラス基板に塗抹を行い、塗抹基板を作製し、基板上の細胞を観察した。
<A smear with the concentration adjusted under the same conditions>
Separately, using a blood sample collected from a plurality of mothers of other volunteers, a concentration process was performed in the same manner as described above. The fraction containing the obtained nucleated red blood cell candidate cells was diluted with a phosphate buffer (PBS) at a ratio in which the blood cell concentration was adjusted to 4.0 × 10 7 cells / mL. Thereafter, the slide glass substrate was smeared by the same method as described above to prepare a smear substrate, and the cells on the substrate were observed.

各検体を一定の条件で希釈を行った場合、血球濃度が検体ごとに不均一となり、スライドガラス基板上での細胞の均一性にばらつきが生じた。細胞がスライドガラス基板上でまばらになるため、細胞間の距離が広くなり、解析の効率が低下する基板、あるいは、細胞の凝集が観察され解析できない細胞が存在し、血球の解析に支障がでるなど、ある特定の条件で希釈を行っても、一定の細胞間距離で塗抹された塗抹標本は作製できないことが確認された。   When each specimen was diluted under certain conditions, the blood cell concentration became non-uniform for each specimen, and the uniformity of cells on the slide glass substrate varied. Since the cells are sparse on the glass slide substrate, the distance between the cells is widened, and there are substrates where the efficiency of the analysis is reduced, or there are cells that cannot be analyzed due to cell aggregation being observed, which hinders analysis of blood cells It was confirmed that smears smeared at a certain distance between cells could not be prepared even if dilution was performed under certain specific conditions.

<塗抹時の接触力>
上記の条件で、第1のスライドガラス基板と第2のスライドガラス基板との接触力を変更して塗抹標本の作製を行った。塗抹時の接触力が、2.5N以下の場合は、塗抹後の細胞の形態を正常時の円形に維持することができ、塗抹方向に平行に引き伸ばされた形状となることを防止することができる。細胞の形状を円形に維持することで、画像解析により核の形状を測定して判別する場合に、目的の有核赤血球を判定することができ、良好に細胞を識別することが可能であった。また、接触力が0.5N以上の場合、第1のスライドガラス基板と第2のスライドガラス基板を接触させ、画分(血液)を毛細管現象で広げる動作時に、塗抹液を目的の領域内にうまく広げることができ、目的の領域以外に染み出ることを防止し、細胞を均一に塗抹することができた。また、第2のスライドガラス基板を安定して移動させることができ、細胞が均一に塗抹された標本を作製することができた。
<Contact force during smearing>
Under the above conditions, a smear was prepared by changing the contact force between the first slide glass substrate and the second slide glass substrate. When the contact force at the time of smearing is 2.5 N or less, the shape of the cells after smearing can be maintained in a normal circular shape, and it can be prevented from becoming a shape stretched parallel to the smearing direction. it can. By maintaining the shape of the cell in a circle, it was possible to determine the target nucleated red blood cell when measuring and discriminating the shape of the nucleus by image analysis, and to identify the cell well. . When the contact force is 0.5 N or more, the smear solution is placed in the target area during the operation of bringing the first glass slide substrate and the second glass slide substrate into contact with each other and spreading the fraction (blood) by capillary action. It spreads well, prevents exudation outside the target area, and smears the cells uniformly. In addition, the second slide glass substrate could be stably moved, and a specimen in which cells were smeared uniformly could be produced.

<第2のスライドガラス基板の移動速度>
また、上記の条件で、第1のスライドガラス基板上を、第2のスライドガラス基板を移動させる速度を変更して塗抹基板の作製を行った。第2のスライドガラス基板を移動させる速度が300mm/s以下であると、画分(血液)を均一に第一のスライドガラス基板上に広げることができ、細胞がまばらになることを防止することができ、均一に塗抹することが可能であった。また、0.5mm/s以上とすると、第2のスライドガラス基板側に、血球が多く引っ張られることを防止し、塗抹領域の後半部分に血球成分が偏った塗抹状態となるような現象がなくなり、均一な塗抹標本が得られることがわかった。
<Movement speed of the second slide glass substrate>
Moreover, the smear board | substrate was produced on the said conditions by changing the speed which moves the 2nd slide glass board | substrate on the 1st slide glass board | substrate. When the moving speed of the second glass slide substrate is 300 mm / s or less, the fraction (blood) can be uniformly spread on the first glass slide substrate, and the cells are prevented from becoming sparse. It was possible to smear uniformly. Further, if it is 0.5 mm / s or more, it prevents the blood cells from being pulled to the second slide glass substrate side, and the phenomenon that the blood cell components are smeared in the latter half of the smear area is eliminated. It was found that a uniform smear was obtained.

第1のスライドガラス基板上に血球が均一に広がらず、凝集が生じ、その凝集部分に希少細胞である胎児由来の有核赤血球があると、その胎児由来の有核赤血球の取得、解析が困難になる。したがって、細胞は均一に、凝集が生じないように塗抹されていることが好ましい。画像検出、および、細胞単離を効率的に実施するためには、細胞が均一に塗抹されることが好ましく、第2のスライドガラス基板を第1のスライドガラス基板上を移動させる速度を、0.5mm/s以上300mm/s以下とすることが好ましい。   If blood cells do not spread uniformly on the first glass slide substrate and aggregation occurs, and there are nucleated red blood cells derived from fetuses, which are rare cells, it is difficult to obtain and analyze nucleated red blood cells derived from the fetus. become. Therefore, the cells are preferably smeared uniformly so that no aggregation occurs. In order to efficiently perform image detection and cell isolation, it is preferable that the cells are smeared uniformly, and the speed at which the second slide glass substrate is moved on the first slide glass substrate is set to 0. It is preferable to set it to 5 mm / s or more and 300 mm / s or less.

(細胞の形状に基づき選別する工程)
上記で、血球濃度を4.0×10個/mLに調整してガラス基板上に塗抹した濃縮工程後の血液から、胎児由来の有核赤血球の候補となる有核赤血球を選別するため、電動二次元ステージ(以下、XYステージと記載する。)と、対物レンズ、CCDカメラを備えた光学顕微鏡の測定系と、XYステージ制御部、垂直方向(以下、Z方向と記載する)移動機構を制御するZ方向制御部とを備えた制御部と、画像入力部と画像処理部、およびXY位置記録部とを備えた制御ユニット部を準備した。上記のように準備した塗抹基板をXYステージに乗せて、ガラス基板上に焦点を合わせてスキャンし、光学顕微鏡より得られた画像を取り込み、画像解析により標的細胞である有核赤血球を探索した。
(Selection process based on cell shape)
In order to select nucleated red blood cells that are candidates for fetal nucleated red blood cells from the blood after the concentration step that has been adjusted to 4.0 × 10 7 cells / mL and smeared on a glass substrate, An electric two-dimensional stage (hereinafter referred to as XY stage), an objective lens, a measurement system of an optical microscope equipped with a CCD camera, an XY stage control unit, and a vertical direction (hereinafter referred to as Z direction) moving mechanism. A control unit including a Z direction control unit to be controlled, an image input unit, an image processing unit, and an XY position recording unit was prepared. The smeared substrate prepared as described above was placed on an XY stage, focused on a glass substrate, scanned, an image obtained from an optical microscope was taken in, and nucleated red blood cells as target cells were searched for by image analysis.

画像解析は、以下の式(1)、式(2)の条件を満たす細胞を検出し、解析対象の画像に直交する二軸からなる座標系を設定し、二軸の一方をX軸、二軸の他方をY軸とした場合の、検出された細胞のX方向の細胞の位置、及びY方向の位置を記録した。
0.25<(N/C)<1.0 (1)
0.65<(N/(L×L))<0.785 (2)
In the image analysis, cells satisfying the conditions of the following expressions (1) and (2) are detected, a coordinate system composed of two axes orthogonal to the image to be analyzed is set, and one of the two axes is an X axis, two The position of the detected cell in the X direction and the position in the Y direction when the other axis was the Y axis were recorded.
0.25 <(N / C) <1.0 (1)
0.65 <(N / (L × L)) <0.785 (2)

ここで、Cは、画像解析を行う細胞の細胞質の面積(解析に用いられる画像における細胞質を表す領域の面積)、Nは、画像解析を行う細胞の核の面積(解析画像における細胞の核を表す領域の面積)、Lは、画像解析する細胞の核の長径又は直径(解析画像における細胞の核を表す領域を楕円形に近似した際の楕円形の長径、又は解析画像における細胞の核を表す領域を円形に近似した際の円形の直径)、即ち、複雑な形をした細胞核に外接する楕円形の長径または円形の直径と定義する。これら(1)、(2)を満たすスライドガラス基板上に存在する胎児由来の有核赤血球の候補となる有核赤血球を選択し、次の工程の胎児由来の有核赤血球の候補とした。   Here, C is the area of the cytoplasm of the cell for image analysis (area of the region representing the cytoplasm in the image used for analysis), and N is the area of the nucleus of the cell for image analysis (the cell nucleus in the analysis image). L represents the major axis or diameter of the nucleus of the cell to be analyzed (the elliptical major axis when the region representing the nucleus of the cell in the analysis image is approximated to an ellipse, or the nucleus of the cell in the analysis image) The region to be expressed is defined as a circular diameter when approximated to a circular shape), that is, an elliptical major axis or a circular diameter circumscribing a complex-shaped cell nucleus. Nucleated erythrocytes that are candidates for fetal nucleated erythrocytes existing on the slide glass substrate satisfying these (1) and (2) were selected and used as fetal nucleated red blood cell candidates in the next step.

(光学特性に基づき有核赤血球を選別する工程)
形状の情報により選択された胎児由来の有核赤血球の候補となる有核赤血球の10個について、顕微分光装置を用いて、光学特性の解析を行った。スライドガラス基板上の胎児由来の有核赤血球の候補となる有核赤血球10個を特定し、そのうちの1つの有核赤血球に対して、波長が460nmの単色光の吸光度1、および波長が560nmの単色光の吸光度2を測定し、吸光度の比(吸光度1/吸光度2)を計算した。次に、その有核赤血球の近傍位置にある、当該有核赤血球からの距離の短い順に参照赤血球として、核のない赤血球を5個選択し、同様にして一つ一つの参照赤血球に対して、吸光度の比(吸光度1/吸光度2)を計算し、平均値を計算した。
(Process to sort nucleated red blood cells based on optical properties)
The optical characteristics of ten nucleated red blood cells, which are candidates for fetal nucleated red blood cells selected based on the shape information, were analyzed using a microspectroscope. Ten nucleated red blood cells that are candidates for fetal nucleated red blood cells on a slide glass substrate are identified, and one of the nucleated red blood cells has an absorbance 1 of monochromatic light having a wavelength of 460 nm and a wavelength of 560 nm. The absorbance 2 of monochromatic light was measured, and the absorbance ratio (absorbance 1 / absorbance 2) was calculated. Next, five red blood cells without nuclei are selected as reference red blood cells in the short distance from the nucleated red blood cells in the vicinity of the nucleated red blood cells. Similarly, for each reference red blood cell, The ratio of absorbance (absorbance 1 / absorbance 2) was calculated, and the average value was calculated.

同様の方法で、ガラス基板上の胎児由来の有核赤血球の候補となる有核赤血球の残りの9個の細胞に対しても同様の計算を行った。この計算結果から、(有核赤血球の吸光度の比/参照赤血球の吸光度の比の平均値)を求め、この値が「1」からの差が一番大きく異 なる細胞を胎児由来の有核赤血球と見なして細胞Aとし、「1」からの差が一番小さい細胞を母体由来の有核赤血球と見なして細胞Bとした。   In the same manner, the same calculation was performed for the remaining nine cells of nucleated red blood cells that are candidates for fetal nucleated red blood cells on a glass substrate. From this calculation result, (the ratio of the absorbance of nucleated red blood cells / the average ratio of the absorbance of reference red blood cells) is calculated, and the cells having the largest difference from “1” are determined as fetal nucleated red blood cells. Cell A, and the cell with the smallest difference from “1” was regarded as the nucleated red blood cell derived from the mother and was designated as cell B.

(細胞単離工程)
上記工程で決定された細胞A、細胞Bを、マイクロマニュピュレータを使用して回収した。マイクロマニュピュレータは、オリンパスの自動ステージ付きの顕微鏡を搭載したナリシゲ社のマイクロインジェクションシステムをベースにした専用のマイクロマニュピュレータを用いた。上記工程で決定した細胞A、細胞Bが存在する塗抹標本をマイクロマニュピュレータのステージにセットし、取得しておいた細胞A、細胞Bの位置座標をマイクロマニュピュレータの自動ステージに読み込ませ、細胞取得位置まで移動させた。移動後、顕微鏡観察下で、マイクロマニュピュレータを動かし、細胞を取り出し、5μLのDNAフリーの細胞回収液を入れたチューブに取得した細胞を封入した。
(Cell isolation process)
Cells A and B determined in the above steps were collected using a micromanipulator. The micromanipulator was a dedicated micromanipulator based on the Narishige microinjection system equipped with an Olympus auto stage microscope. The smear sample containing cells A and B determined in the above process is set on the stage of the micromanipulator, and the position coordinates of the acquired cells A and B are read into the automatic stage of the micromanipulator. Moved to acquisition position. After the movement, the micromanipulator was moved under microscopic observation, the cells were taken out, and the obtained cells were sealed in a tube containing 5 μL of DNA-free cell recovery solution.

(増幅工程[DNA増幅工程])
マイクロマニュピュレータを用いて回収した細胞Aと細胞Bを用いて、New England Biolabs社製Single Cell WGA kitを用いて全ゲノム増幅を行い、説明書記載に則り細胞中の微量なDNAを約100万倍に増幅した。
(Amplification process [DNA amplification process])
Using the single cell WGA kit manufactured by New England Biolabs, the whole genome was amplified using the cells A and B collected using the micromanipulator, and a small amount of DNA in the cells was about 1 million according to the instructions. Amplified twice.

(確定工程[母体由来または胎児由来の確定工程])
各細胞から増幅した全ゲノム増幅産物を等分割してその一方を用いて、ILLUMINA社製ゲノムアナライザーMiseqを用いて、13番染色体のC1QTNF9B遺伝子領域、PCDH9遺伝子領域、BRCA2遺伝子領域、MTRF1遺伝子領域のSNP(SNP ID:rs3751355、rs1799955、rs2297555、rs9571740)を比較することで、細胞Aと細胞BのSNPが異なることが確認出来た。この結果から、それぞれの細胞が、1つずつスライドガラスから取得できていることが確認できた。
(Determination step [Determination step from maternal or fetal origin])
The whole genome amplification product amplified from each cell is equally divided and one of them is used, and using the genome analyzer Miseq made by ILLUMINA, the C1QTNF9B gene region, PCDH9 gene region, BRCA2 gene region, MTRF1 gene region of chromosome 13 By comparing SNPs (SNP IDs: rs3751355, rs1799955, rs2297555, rs9571740), it was confirmed that cell A and cell B had different SNPs. From this result, it was confirmed that each cell could be obtained from the slide glass one by one.

別途、スライドガラス上の白血球と予想される細胞Cをマイクロマニュピュレータで回収し、細胞A、細胞Bと同様にしてSNPを調べたところ、細胞BのSNPと一致することが確認された。以上より、細胞Aが胎児由来の有核赤血球、細胞Bが、母親由来の有核赤血球であることが確認された。   Separately, cells C expected to be leukocytes on the slide glass were collected with a micromanipulator, and SNPs were examined in the same manner as cells A and B. As a result, it was confirmed that they coincided with the SNPs of cell B. From the above, it was confirmed that cell A was a fetal nucleated red blood cell, and cell B was a mother-derived nucleated red blood cell.

以上のようにして、胎児由来の有核赤血球のDNAを取得し、解析することにより、出生前の診断が可能になることが判明した。   As described above, it was found that prenatal diagnosis is possible by obtaining and analyzing fetal nucleated red blood cell DNA.

12…第1の基板、14…滴下手段、16…画分、18…第2の基板   DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... 1st board | substrate, 14 ... Dropping means, 16 ... Fraction, 18 ... 2nd board | substrate

Claims (8)

母体血中の有核赤血球を密度勾配遠心分離により濃縮する濃縮工程と、
前記濃縮工程により有核赤血球が濃縮された母体血の画分の血球濃度を調整する濃度調整工程と、
前記濃度調整工程で調整された前記画分を第1の基板上に塗抹する塗抹工程と、
前記第1の基板上に塗抹された前記画分から有核赤血球の候補細胞を識別する候補細胞識別工程と、
前記有核赤血球の候補細胞を前記第1の基板上から取得する取得工程と、を有し、
前記濃度調整工程は、血球濃度を前記画分1mLあたり1.0×10個以上8.0×10個以下に調整する有核赤血球候補細胞の取得方法。
A concentration step of concentrating nucleated red blood cells in maternal blood by density gradient centrifugation;
A concentration adjusting step for adjusting the blood cell concentration of a fraction of maternal blood in which nucleated red blood cells are concentrated by the concentration step;
A smearing step of smearing the fraction adjusted in the density adjustment step on the first substrate;
A candidate cell identification step of identifying candidate cells of nucleated red blood cells from the fraction smeared on the first substrate;
Obtaining the nucleated red blood cell candidate cells from the first substrate, and
The concentration adjusting step is a method for obtaining nucleated red blood cell candidate cells, wherein the blood cell concentration is adjusted to 1.0 × 10 7 or more and 8.0 × 10 7 or less per 1 mL of the fraction.
前記塗抹工程において、前記第1の基板上に前記画分を塗抹する量は、前記第1の基板1枚に対して1.0μL以上4.0μL以下である請求項1に記載の有核赤血球候補細胞の取得方法。   2. The nucleated red blood cell according to claim 1, wherein in the smearing step, an amount of smearing the fraction on the first substrate is 1.0 μL or more and 4.0 μL or less with respect to one sheet of the first substrate. A method for obtaining candidate cells. 前記塗抹工程は、
前記第1の基板上に、前記画分を滴下する工程と、
前記第1の基板上の前記画分に、第2の基板を、前記第1の基板と前記第2の基板とのなす角度が10°以上60°以下であり、かつ、0.5N以上2.5N以下の力で接触させる工程と、
前記第2の基板を、前記第1の基板に接触させた状態で保持し、前記第1の基板と前記第2の基板との接触位置に前記画分を広げる工程と、
0.5mm/sec以上300mm/sec以下の速度、前記第1の基板と前記第2の基板を接触させた時の角度および力で、前記第1の基板上で前記第2の基板を移動させることで、前記第1の基板上に前記画分を塗抹する工程と、からなる請求項1または2に記載の有核赤血球候補細胞の取得方法。
The smearing process includes
Dropping the fraction onto the first substrate;
An angle formed between the first substrate and the second substrate is 10 ° or more and 60 ° or less, and 0.5N or more and 2 in the fraction on the first substrate. . Contacting with a force of 5 N or less;
Holding the second substrate in contact with the first substrate and spreading the fraction to a contact position between the first substrate and the second substrate;
The second substrate is moved on the first substrate at a speed of 0.5 mm / sec or more and 300 mm / sec or less at an angle and a force when the first substrate and the second substrate are brought into contact with each other. The method for obtaining nucleated red blood cell candidate cells according to claim 1 or 2, comprising the step of smearing the fraction on the first substrate.
前記濃度調整工程は、血球濃度を前記画分1mLあたり2.0×10個以上5.0×10個以下に調整する請求項1から3のいずれか1項に記載の有核赤血球候補細胞の取得方法。 4. The nucleated red blood cell candidate according to claim 1, wherein the concentration adjusting step adjusts the blood cell concentration to 2.0 × 10 7 or more and 5.0 × 10 7 or less per 1 mL of the fraction. How to get cells. 前記候補細胞識別工程は、細胞の形状および光学特性の少なくともいずれか一方に基づいて識別する請求項1から4のいずれか1項に記載の有核赤血球候補細胞の取得方法。   5. The method for obtaining nucleated red blood cell candidate cells according to claim 1, wherein the candidate cell identification step identifies based on at least one of a cell shape and optical characteristics. 母体血中の有核赤血球を密度勾配遠心分離により濃縮する濃縮工程と、
前記濃縮工程により有核赤血球が濃縮された母体血の画分の血球濃度を、前記画分1mLあたり1.0×10個以上8.0×10個以下に調整する濃度調整工程と、
前記濃度調整工程で調整された前記画分を第1の基板上に塗抹する塗抹工程と、
前記第1の基板上に塗抹された前記画分から有核赤血球の候補細胞を識別する候補細胞識別工程と、からなる有核赤血球の候補細胞を塗抹した有核赤血球候補細胞塗抹基板であって、
前記第1の基板上に塗抹された前記画分に含まれる血球細胞の中心間の平均距離が30μm以上160μm以下である有核赤血球候補細胞塗抹基板。
A concentration step of concentrating nucleated red blood cells in maternal blood by density gradient centrifugation;
A concentration adjusting step of adjusting a blood cell concentration of a fraction of maternal blood in which nucleated red blood cells are concentrated by the concentration step to 1.0 × 10 7 or more and 8.0 × 10 7 or less per 1 mL of the fraction;
A smearing step of smearing the fraction adjusted in the density adjustment step on the first substrate;
A candidate cell identification step for identifying candidate cells for nucleated red blood cells from the fraction smeared on the first substrate, and a nucleated red blood cell candidate cell smeared substrate for smearing nucleated red blood cell candidate cells,
A nucleated red blood cell candidate cell smear substrate, wherein an average distance between centers of blood cells contained in the fraction smeared on the first substrate is 30 μm or more and 160 μm or less.
前記塗抹工程において、前記第1の基板上に前記画分を塗抹する量は、前記第1の基板1枚に対して1.0μL以上4.0μL以下である請求項6に記載の有核赤血球候補細胞塗抹基板。   7. The nucleated red blood cell according to claim 6, wherein in the smearing step, an amount of smearing the fraction on the first substrate is 1.0 μL or more and 4.0 μL or less with respect to one sheet of the first substrate. Candidate cell smear substrate. 前記塗抹工程は、
前記第1の基板上に、前記画分を滴下する工程と、
前記第1の基板上の前記画分に、第2の基板を、前記第1の基板と前記第2の基板とのなす角度が10°以上60°以下であり、かつ、0.5N以上2.5N以下の力で接触させる工程と、
前記第2の基板を、前記第1の基板に接触させた状態で保持し、前記第1の基板と前記第2の基板との接触位置に前記画分を広げる工程と、
0.5mm/sec以上300mm/sec以下の速度、前記第1の基板と前記第2の基板を接触させた時の角度および力で、前記第1の基板上で前記第2の基板を移動させることで、前記第1の基板上に前記画分を塗抹する工程と、からなる請求項6または7に記載の有核赤血球候補細胞塗抹基板。
The smearing process includes
Dropping the fraction onto the first substrate;
An angle formed between the first substrate and the second substrate is 10 ° or more and 60 ° or less, and 0.5N or more and 2 in the fraction on the first substrate. . Contacting with a force of 5 N or less;
Holding the second substrate in contact with the first substrate and spreading the fraction to a contact position between the first substrate and the second substrate;
The second substrate is moved on the first substrate at a speed of 0.5 mm / sec or more and 300 mm / sec or less at an angle and a force when the first substrate and the second substrate are brought into contact with each other. The nucleated red blood cell candidate cell smearing substrate according to claim 6 or 7, further comprising a step of smearing the fraction on the first substrate.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023172062A1 (en) * 2022-03-08 2023-09-14 노을 주식회사 Method and device for detecting region to be imaged

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