JP2016202021A - Cell membrane peeling device, peeling method, and observation method - Google Patents

Cell membrane peeling device, peeling method, and observation method Download PDF

Info

Publication number
JP2016202021A
JP2016202021A JP2015083841A JP2015083841A JP2016202021A JP 2016202021 A JP2016202021 A JP 2016202021A JP 2015083841 A JP2015083841 A JP 2015083841A JP 2015083841 A JP2015083841 A JP 2015083841A JP 2016202021 A JP2016202021 A JP 2016202021A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cell membrane
horn
cell
sample
cavitation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015083841A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6571373B2 (en
Inventor
治郎 臼倉
Jiro Usukura
治郎 臼倉
毅志 砂押
Takeshi Sunaoshi
毅志 砂押
和孝 二村
Kazutaka Futamura
和孝 二村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi High Tech Corp
Original Assignee
Hitachi High Technologies Corp
Hitachi High Tech Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi High Technologies Corp, Hitachi High Tech Corp filed Critical Hitachi High Technologies Corp
Priority to JP2015083841A priority Critical patent/JP6571373B2/en
Publication of JP2016202021A publication Critical patent/JP2016202021A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6571373B2 publication Critical patent/JP6571373B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To irradiate a cell sample highly accurately and easily with cavitation optimum to cell membrane peeling.SOLUTION: The present invention relates to a cell membrane peeling device in which a recess that is formed so as to be recessed from an end surface of a horn installed to a vibration element of ultrasonic oscillator is provided for the end surface. According to the present invention, a pressure change due to vibration at a tip of the horn attached to the vibration element becomes larger even if an output from an ultrasonic oscillator is low, and desired cavitation is generated even under a low output condition. Because cavitation suitable for cell membrane peeling can be generated, a cell sample can be irradiated with cavitation highly accurately and easily.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、細胞試料の細胞膜を剥離する技術に関する。   The present invention relates to a technique for peeling a cell membrane of a cell sample.

近年、顕微鏡の発展にともない、生物学の研究において多様な構造解析が実施されている。光学顕微鏡に関しては、共焦点レーザ顕微鏡、蛍光顕微鏡などを用いた生細胞イメージングにより、機能変化や分子間化学反応を観察することができる。電子顕微鏡は分子・原子レベルの解像度を有するため、細胞の微細構造を観察することができる。さらに、トモグラフィー法(電子顕微鏡内で試料を傾斜させ、あらゆる角度から像を撮影し、それらの像から本来の3次元像を復元する)は、構造の空間配置を可視化することができる。クライオ技法を用いることにより、より生細胞に近い状態で構造を高分解能で観察することができる。   In recent years, with the development of microscopes, various structural analyzes have been carried out in biological research. Regarding the optical microscope, functional changes and intermolecular chemical reactions can be observed by live cell imaging using a confocal laser microscope, a fluorescence microscope, or the like. Since the electron microscope has a molecular / atomic level resolution, it can observe the fine structure of the cell. Furthermore, the tomography method (tilting the sample in an electron microscope, taking images from any angle, and restoring the original three-dimensional image from those images) can visualize the spatial arrangement of the structure. By using the cryo technique, the structure can be observed with high resolution in a state closer to a living cell.

上記各手法と平行して、様々な観察目的に応じた試料作製(前処理)法が考案されている。例えば、タンパク質は細胞内で必要な時、合目的に複合体を形成し、多様な機能を発揮する。そのためタンパク質は、機能ドメイン、運動、情報伝達など多くの重要な機能と密接に関与していると考えられている。タンパク質は細胞膜の細胞質側の表面に密着して存在するため、細胞骨格や種々のタンパク質からなる空間的広がりを持った膜の裏打ち構造を、超微構造レベルで観察することにより、機能構造の解明が期待できる。   In parallel with the above methods, sample preparation (pretreatment) methods for various observation purposes have been devised. For example, when proteins are required in cells, they form a complex purposefully and perform various functions. For this reason, proteins are considered to be closely related to many important functions such as functional domains, movement, and signal transmission. Since proteins exist in close contact with the cytoplasmic surface of the cell membrane, the functional structure is elucidated by observing the cytoskeleton and the lining structure of the membrane with various spatial spreads at the ultrastructural level. Can be expected.

しかし、細胞内を埋める細胞骨格や可溶性タンパク質により、細胞膜の裏側は断片的にしか見ることができない。膜細胞骨格を広視野で調べるためには細胞質内を埋めている余分な細胞質を除かなければならない.このため細胞膜とその膜細胞骨格を残して細胞質の大半を除く細胞膜剥離法(unroofing)が考案された。   However, the back side of the cell membrane can only be seen in fragments due to the cytoskeleton and soluble proteins that fill the cell. In order to examine the membrane cytoskeleton with a wide field of view, it is necessary to remove the extra cytoplasm filling the cytoplasm. For this reason, a cell membrane detaching method (unroofing) has been devised which leaves most of the cytoplasm, leaving the cell membrane and its membrane cytoskeleton.

非特許文献1には、近年用いられている2つの細胞膜剥離法が記載されている。一方は、市販の超音波ホモジナイザー(細胞破砕機)によるキャビテーション効果によって細胞を破壊させ、ventral(腹)側の細胞膜裏打ち構造を残す方法である。もう一方は、接着性を高めたガラスなどを細胞の表面に軽く圧着し、apical(背)側の膜をその裏打ち構造とともに剥がす方法である。   Non-Patent Document 1 describes two cell membrane detachment methods used in recent years. One is a method in which cells are destroyed by a cavitation effect by a commercially available ultrasonic homogenizer (cell crusher) to leave a cell membrane lining structure on the ventral side. The other is a method in which glass or the like with improved adhesion is lightly pressed on the surface of the cell, and the apical (back) side film is peeled off together with the backing structure.

前者の方法は、細胞試料を浸漬している液中に先端径が約2〜4mmの小さなプローブを入れ、試料に対して超音波を0.5〜3秒ほど照射する。キャビテーションは、液体に超音波振動を照射することにより、圧力の高い領域と圧力の低い領域とが周期的に発生し、圧力の低い領域において瞬間的に空洞が生じる現象である。キャビテーションにより生じた空洞が圧力の高い領域において圧縮消滅し、非常に強い衝撃波となり周囲に大きな圧力を及ぼす。この物理的衝撃が洗浄、乳化、分散、破砕などの作用を生む。細胞膜剥離においてこれを用いる場合は、キャビテーションによって発生した空洞(気泡)を直接細胞に当てることにより細胞膜を破りとる。超音波を使用するため、可溶性タンパク質の大半を洗い流すのでクラスリン被覆などの膜に密着した構造を明瞭に観察できる。また、後者の方法に比べ再現性が良いのが特徴である。   In the former method, a small probe having a tip diameter of about 2 to 4 mm is placed in a liquid in which a cell sample is immersed, and the sample is irradiated with ultrasonic waves for about 0.5 to 3 seconds. Cavitation is a phenomenon in which a high pressure region and a low pressure region are periodically generated by irradiating a liquid with ultrasonic vibration, and a cavity is instantaneously generated in a low pressure region. The cavity generated by cavitation is compressed and extinguished in a high pressure region, and becomes a very strong shock wave and exerts a large pressure on the surroundings. This physical impact produces actions such as washing, emulsification, dispersion and crushing. When this is used in cell membrane detachment, the cell membrane is broken by directly applying a cavity (bubble) generated by cavitation to the cell. Since ultrasonic waves are used, most of the soluble protein is washed away, so that a structure adhered to a film such as clathrin coating can be clearly observed. In addition, the reproducibility is better than the latter method.

細胞膜剥離法によって、細胞膜の細胞質側表面を立体的に観察することができるようになり、生化学的事象を形態的に検証できるようになった。現在も、本手法を応用した解析手法が検討されている。   With the cell membrane detachment method, the cytoplasmic surface of the cell membrane can be observed three-dimensionally, and biochemical events can be morphologically verified. Currently, analysis methods applying this method are being studied.

臼倉治郎、“よくわかる生物電子顕微鏡技術”、共立出版Jiro Usukura, “Bio-Electron Microscopy Technology Understandable”, Kyoritsu Publishing

近年、顕微鏡技術の発展にともない、試料作製技術の高精度化がますます求められている。上記細胞膜剥離技術は、膜細胞骨格やタンパク質からなる空間的広がりを持った構造を観察するための必要不可欠な前処理法である。そこで、本願発明者が、更に高精度かつ容易に細胞膜を剥離することについて鋭意検討した結果、次の知見を得るに至った。   In recent years, with the development of microscope technology, there is an increasing demand for higher precision in sample preparation technology. The cell membrane detachment technique is an indispensable pretreatment method for observing a structure having a spatial extension composed of a membrane cytoskeleton and proteins. Therefore, as a result of intensive studies on the exfoliation of cell membranes with higher accuracy and ease, the inventors of the present application have obtained the following knowledge.

超音波発振器の出力が高い場合、超音波振動による圧力差が増大することにより、キャビテーションが増加する。また、超音波振動による総エネルギーが高くなり、細胞膜の局所的な剥離だけでなく、細胞そのものが強く破壊され、基質から脱落する。   When the output of the ultrasonic oscillator is high, cavitation increases due to an increase in pressure difference due to ultrasonic vibration. In addition, the total energy due to the ultrasonic vibration increases, and not only the local detachment of the cell membrane but also the cell itself is strongly destroyed and falls off the substrate.

しかし、市販の超音波ホモジナイザーは、強力な超音波振動が望ましい細胞破砕や乳化分散などを目的としているため、装置の出力条件を最小としても、細胞膜を剥離するには強すぎる場合が多かった。   However, since commercially available ultrasonic homogenizers are intended for cell disruption or emulsification dispersion, where strong ultrasonic vibration is desirable, the output conditions of the apparatus are often too strong to exfoliate the cell membrane.

そこで、本願発明者は、低出力側で細かく出力条件を調整できるように、市販の超音波ホモジナイザーを改造したが、低出力にしすぎるとキャビテーションは発生しなかった。また、発生したとしても、キャビテーションが発生する位置や方向がバラバラであった。この場合、細胞膜が剥離されず、標的構造物である細胞膜の裏打ち構造が観察できなった。   Therefore, the present inventor modified a commercially available ultrasonic homogenizer so that the output conditions can be finely adjusted on the low output side, but cavitation did not occur when the output was too low. Moreover, even if it generate | occur | produced, the position and direction where cavitation generate | occur | produced were disjoint. In this case, the cell membrane was not exfoliated, and the backing structure of the cell membrane as the target structure could not be observed.

なお、非特許文献1には、超音波発振器の出力、キャビテーション発生用ホーンの先端(プローブ)形状などの具体的な技術情報は開示されていない。   Non-Patent Document 1 does not disclose specific technical information such as the output of the ultrasonic oscillator and the tip (probe) shape of the cavitation generating horn.

本発明の目的は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、細胞膜剥離に最適なキャビテーションを、高精度にかつ容易に細胞試料に対して照射することに関する。   The object of the present invention has been made in view of the above-described problems, and relates to irradiating a cell sample with high accuracy and ease of cavitation optimal for cell membrane detachment.

本発明は、超音波発振器の振動素子に取り付けるホーンの端面に、端面から窪むように形成された凹部が設けられていることに関する。   The present invention relates to a concave portion formed so as to be recessed from an end face on an end face of a horn attached to a vibration element of an ultrasonic oscillator.

本発明によれば、超音波発振器の出力が低くとも、振動素子に取り付けたホーン先端の振動による圧力変化が大きくなり、低出力条件下でも所望のキャビテーションが発生する。細胞膜剥離に適したキャビテーションを発生させることができるため、高精度かつ容易に細胞試料に対してキャビテーションを照射させることができる。   According to the present invention, even if the output of the ultrasonic oscillator is low, the pressure change due to the vibration of the horn tip attached to the vibration element increases, and desired cavitation occurs even under low output conditions. Since cavitation suitable for cell membrane detachment can be generated, it is possible to irradiate the cell sample with high accuracy and ease.

実施形態1に係る細胞膜剥離装置100の構成図である。1 is a configuration diagram of a cell membrane peeling apparatus 100 according to Embodiment 1. FIG. ホーン103の側面図である。3 is a side view of the horn 103. FIG. ホーン先端部1031の端面を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the end surface of the horn front-end | tip part 1031. FIG. ホーン103の別形状例を示す側面図である。It is a side view which shows the example of another shape of the horn 103. ホーン先端部1031の端面の別構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another structural example of the end surface of the horn front-end | tip part. ホーン先端部1031の端面の別構成例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another structural example of the end surface of the horn front-end | tip part. 実施形態2に係る細胞膜剥離装置100の構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of the cell membrane peeling apparatus 100 which concerns on Embodiment 2. FIG. ホーン駆動部603の詳細構造を示す図である。It is a figure which shows the detailed structure of the horn drive part 603. FIG. 実施形態1〜2で説明した細胞膜剥離装置100を用いて細胞試料を観察する手順を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the procedure which observes a cell sample using the cell membrane peeling apparatus 100 demonstrated in Embodiment 1-2. 実施形態1〜2で説明した細胞膜剥離装置100を用いて細胞試料の細胞膜を剥離し、さらにCLEM法を組み合わせた構造解析手順のフローチャートである。It is a flowchart of the structural analysis procedure which peeled the cell membrane of a cell sample using the cell membrane peeling apparatus 100 demonstrated in Embodiment 1-2, and also combined CLEM method.

<本発明の基本的な考え方>
先に説明したように、超音波発振器の出力が高いと液中の圧力差が大きくなり、キャビテーションが発生させるエネルギーも大きくなるので、細胞に対して過大なエネルギーが加えられて細胞そのものが破壊される恐れがある。他方で超音波発振器の出力が低いと液中の圧力差が小さすぎてキャビテーションが発生しない。これらのバランスを取るためには、熟練した作業者が試行錯誤を繰り返す必要があり、効率的な観察作業を実施する妨げになっている。
<Basic concept of the present invention>
As explained earlier, when the output of the ultrasonic oscillator is high, the pressure difference in the liquid increases and the energy generated by cavitation also increases, so excessive energy is applied to the cell and the cell itself is destroyed. There is a risk. On the other hand, if the output of the ultrasonic oscillator is low, the pressure difference in the liquid is too small and cavitation does not occur. In order to balance these, it is necessary for a skilled worker to repeat trial and error, which hinders efficient observation work.

本発明者等は、振動素子に取り付けるホーン(先端部分を液中に浸す部材)の端面に後述するV型溝などの凹部を設けることにより、超音波発振器の出力が低く液中に対して加えられるエネルギーが相対的に小さい場合であっても、細胞膜剥離に適したキャビテーションを良好に発生させ得ることを見出した。以下ではまず同知見に基づくホーンの形状等について説明し、次にこれを用いて細胞試料を観察する具体的構成について説明する。   The present inventors have provided a recess such as a V-shaped groove, which will be described later, on the end face of a horn (a member that immerses the tip portion in the liquid) attached to the vibration element, so that the output of the ultrasonic oscillator is low and added to the liquid. It has been found that even when the generated energy is relatively small, cavitation suitable for cell membrane detachment can be generated satisfactorily. In the following, the shape of the horn based on the knowledge will be described first, and then a specific configuration for observing a cell sample using this will be described.

<実施の形態1>
図1は、本発明の実施形態1に係る細胞膜剥離装置100の構成図である。細胞膜剥離装置100は、細胞試料の細胞膜を剥離させる装置であり、超音波発生器101、振動素子102、ホーン103を備える。超音波発生器101と振動素子102は、電気的に接続されている。振動素子102とホーン103は、結合部104においてネジ結合、ろう接、半田付けなどによって密着される。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a configuration diagram of a cell membrane peeling apparatus 100 according to Embodiment 1 of the present invention. The cell membrane peeling device 100 is a device for peeling a cell membrane of a cell sample, and includes an ultrasonic generator 101, a vibration element 102, and a horn 103. The ultrasonic generator 101 and the vibration element 102 are electrically connected. The vibration element 102 and the horn 103 are brought into close contact with each other at the coupling portion 104 by screw coupling, brazing, soldering, or the like.

細胞試料の細胞膜を剥離させる際には、試料容器105内に液体を満たして細胞試料を浸漬し、その液中にホーン103の先端を浸して、超音波発生器101より高周波電力を出力する。高周波電力は振動素子102により機械振動に変換され、この機械振動によりホーン103から微小な超音波振動を発生させる。この超音波振動が液中でキャビテーションを発生させ、細胞膜を剥離する。   When the cell membrane of the cell sample is peeled off, the sample container 105 is filled with a liquid and the cell sample is immersed, the tip of the horn 103 is immersed in the liquid, and high frequency power is output from the ultrasonic generator 101. The high-frequency power is converted into mechanical vibration by the vibration element 102, and minute ultrasonic vibration is generated from the horn 103 by this mechanical vibration. This ultrasonic vibration causes cavitation in the liquid and peels off the cell membrane.

図2は、ホーン103の側面図である。ホーン103は、例えば超音波振動の伝搬効率が良いチタン合金によって構成されている。ホーン103は、ホーン先端部1031から結合部104にかけて末広がりの円筒形状(長さ100mm)を有している。結合部104のサイズは、直径(以下φと略す)16mm、長さ10mmである。   FIG. 2 is a side view of the horn 103. The horn 103 is made of, for example, a titanium alloy with good propagation efficiency of ultrasonic vibration. The horn 103 has a cylindrical shape (length: 100 mm) that extends from the horn tip portion 1031 to the coupling portion 104. The size of the coupling portion 104 is 16 mm in diameter (hereinafter abbreviated as φ) and 10 mm in length.

図3は、ホーン先端部1031の端面を示す斜視図である。ホーン先端部1031はφ4.0mm以下(例えばφ2.5mm)の円柱状に形成されている。ホーン先端部1031の端面中央には例えば幅0.5mmのV型溝1032が形成されている。ホーン先端部1031の端面にV型溝1032などの凹部を設けることにより、ホーン103が振動した際の圧力変化を高めることができると考えられる。これにより、振動素子102に対して印加する電力(超音波発生器101の出力)が小さい場合であっても、キャビテーションを発生させることができる。実験の結果、上記材質および寸法のホーン103を用いた場合、超音波発生器101の出力が3Wであってもキャビテーションを良好に発生させることができた。   FIG. 3 is a perspective view showing an end face of the horn tip portion 1031. The horn tip portion 1031 is formed in a cylindrical shape with a diameter of φ4.0 mm or less (for example, φ2.5 mm). For example, a V-shaped groove 1032 having a width of 0.5 mm is formed at the center of the end face of the horn tip 1031. It is considered that a pressure change when the horn 103 vibrates can be increased by providing a concave portion such as a V-shaped groove 1032 on the end face of the horn tip portion 1031. Thereby, even when the power applied to the vibration element 102 (the output of the ultrasonic generator 101) is small, cavitation can be generated. As a result of the experiment, when the horn 103 having the above material and dimensions was used, cavitation could be generated satisfactorily even when the output of the ultrasonic generator 101 was 3 W.

図4は、ホーン103の別形状例を示す側面図である。図4に示す形状例において、結合部104はφ15mm、長さ20mmである。ホーン先端部1031は2段で構成されている。上段(結合部104に近い側)は長さ410mm、φ40mmである。下段(端面を有している側)は長さ430mm、φ2.5mmである。   FIG. 4 is a side view showing another example of the shape of the horn 103. In the shape example shown in FIG. 4, the connecting portion 104 has a diameter of 15 mm and a length of 20 mm. The horn tip portion 1031 has two stages. The upper stage (side closer to the coupling portion 104) has a length of 410 mm and φ40 mm. The lower stage (the side having the end face) has a length of 430 mm and φ2.5 mm.

図5は、ホーン先端部1031の端面の別構成例を示す斜視図である。ホーン先端部1031の端面には、図3で説明したV型溝1032に加えて、端面上のV型溝1032とは別の箇所に形成した切り欠き1033を設けることもできる。   FIG. 5 is a perspective view showing another configuration example of the end face of the horn tip portion 1031. In addition to the V-shaped groove 1032 described with reference to FIG. 3, a notch 1033 formed at a location different from the V-shaped groove 1032 on the end surface can be provided on the end surface of the horn tip portion 1031.

図6は、ホーン先端部1031の端面の別構成例を示す斜視図である。ホーン先端部1031の端面には、図3で説明したV型溝1032に加えて、V型溝1032と略直交するように形成された第2溝1034を設けることもできる。   FIG. 6 is a perspective view showing another configuration example of the end face of the horn tip 1031. In addition to the V-shaped groove 1032 described with reference to FIG. 3, a second groove 1034 formed so as to be substantially orthogonal to the V-shaped groove 1032 may be provided on the end surface of the horn tip portion 1031.

<実施の形態1:まとめ>
以上のように、本実施形態1に係る細胞膜剥離装置100は、端面にV型溝1032などの凹部を形成したホーン103を備える。この構成により、超音波発生器101から振動素子102に対して加える出力が小さい(例えば3W)場合であっても、細胞膜剥離に適したキャビテーションを良好に発生させることができる。これにより、作業者が熟練していなくとも良質な細胞試料を容易に作製することができる。
<Embodiment 1: Summary>
As described above, the cell membrane peeling apparatus 100 according to the first embodiment includes the horn 103 in which a concave portion such as the V-shaped groove 1032 is formed on the end surface. With this configuration, even when the output applied from the ultrasonic generator 101 to the vibration element 102 is small (for example, 3 W), cavitation suitable for cell membrane separation can be generated satisfactorily. Thereby, even if an operator is not skilled, a quality cell sample can be easily produced.

本実施形態1においては、ホーン先端部1031の全体形状および端面の構成例について、図2〜図6で説明した。ホーン先端部1031のこれら形状および端面形状のいずれの組み合わせにおいても、超音波発生器101の出力が3Wであってもキャビテーションを良好に発生させることができた。凹部の形状は必ずしもこれらに限るものではなく、低出力(例えば3W)であってもキャビテーションを効率良く発生させることができればその他形状でもよい。もっとも、加工の容易性などの観点からは、図3で説明したV型溝1032が好適であると思われる。   In the first embodiment, the overall shape of the horn tip portion 1031 and the configuration example of the end face have been described with reference to FIGS. In any combination of these shapes and end face shapes of the horn tip portion 1031, cavitation could be generated satisfactorily even when the output of the ultrasonic generator 101 was 3 W. The shape of the recess is not necessarily limited to these, and may be any other shape as long as cavitation can be efficiently generated even at a low output (for example, 3 W). However, the V-shaped groove 1032 described in FIG. 3 seems to be preferable from the viewpoint of ease of processing.

<実施の形態2>
図7は、本発明の実施形態2に係る細胞膜剥離装置100の構成を示す側面図である。図7において、光学顕微鏡600の下方に試料台601が配置され、その上に試料容器105が載置される。試料容器105としては、生物試料の場合であればシャーレなどが用いられる。光学顕微鏡600と試料台601の間には、ホーン103、観察位置を照射するためのライト602が配置されている。
<Embodiment 2>
FIG. 7 is a side view showing the configuration of the cell membrane peeling apparatus 100 according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 7, a sample stage 601 is disposed below the optical microscope 600, and the sample container 105 is placed thereon. A petri dish or the like is used as the sample container 105 in the case of a biological sample. Between the optical microscope 600 and the sample stage 601, a horn 103 and a light 602 for irradiating an observation position are arranged.

ホーン駆動部603は、ホーン103の位置、傾斜、回転を制御する。これにより、様々な形状の試料容器105内において、キャビテーションを所望の位置で発生させることができる。超音波発生器101は、3W以下の出力を段階的に出力することができる。これにより各試料に応じた出力を選択できる。   The horn drive unit 603 controls the position, inclination, and rotation of the horn 103. Thereby, cavitation can be generated at a desired position in the sample containers 105 having various shapes. The ultrasonic generator 101 can output an output of 3 W or less stepwise. Thereby, the output according to each sample can be selected.

ライト602は、光ファイバなどの光伝達配線によって光源604と接続され、光源604より光を取り入れる。ライト駆動部605は、ライト602の位置と傾斜を制御することにより、ホーン103から発生したキャビテーションが光学顕微鏡600から見えやすくなる位置にライト602の照射位置を調整する。   The light 602 is connected to the light source 604 through a light transmission line such as an optical fiber, and takes in light from the light source 604. The light driving unit 605 adjusts the irradiation position of the light 602 so that the cavitation generated from the horn 103 can be easily seen from the optical microscope 600 by controlling the position and inclination of the light 602.

制御装置606は、超音波発生器101、ライト602、ホーン駆動部603、光源604、ライト駆動部605を制御する。制御装置606はコンピュータ607に接続されており、コンピュータ607からの指示にしたがって各部を制御する。   The control device 606 controls the ultrasonic generator 101, the light 602, the horn driving unit 603, the light source 604, and the light driving unit 605. The control device 606 is connected to the computer 607 and controls each unit in accordance with instructions from the computer 607.

コンピュータ607は、装置の操作画面(Graphical User Interface:GUI)を表示するディスプレイ607a、キーボードやマウス等の入力装置607bを備える。コンピュータ607、制御装置606、各構成部は、各々通信線により接続されている。   The computer 607 includes a display 607a for displaying an operation screen (Graphical User Interface: GUI) of the apparatus, and an input device 607b such as a keyboard and a mouse. The computer 607, the control device 606, and each component are connected by communication lines.

図7において、制御装置606は、超音波発生器101、ライト602、ホーン駆動部603、光源604、ライト駆動部605と接続されているが、この接続形態は1例に過ぎず、通信用の配線などの種々の変形例も本発明に含まれるものとする。また、操作者が各構成部を手動で動かすための機構を設けることもできる。   In FIG. 7, the control device 606 is connected to the ultrasonic generator 101, the light 602, the horn drive unit 603, the light source 604, and the light drive unit 605, but this connection form is only an example, and is used for communication. Various modifications such as wiring are also included in the present invention. In addition, it is possible to provide a mechanism for the operator to manually move each component.

操作者は、光学顕微鏡600を用いて試料容器105内の試料像を観察し、ピンセットなどで細胞が培養された被検体(例えばガラス基板やグリッドメッシュなど)をつまみ、細胞部にキャビテーションを当てる。光学顕微鏡600の上部にカメラを取り付け、カメラとコンピュータ607を接続し、観察像をディスプレイ607aに表示しながら作業してもよい。キャビテーション発生・停止の指示や出力調整は、入力装置607bを介して実施する。ボタンやフッドペダルを超音波発生器101と接続し、操作者の指や足などによってキャビテーション発生・停止を指示することもできる。   The operator observes the sample image in the sample container 105 using the optical microscope 600, picks up a subject (for example, a glass substrate or a grid mesh) on which cells are cultured with tweezers, and applies cavitation to the cell portion. A camera may be attached to the upper part of the optical microscope 600, the camera and the computer 607 may be connected, and the operation may be performed while displaying an observation image on the display 607a. Cavitation generation / stop instructions and output adjustment are performed via the input device 607b. A button or a foot pedal can be connected to the ultrasonic generator 101 to instruct the generation / stop of cavitation by the operator's finger or foot.

図8は、ホーン駆動部603の詳細構造を示す図である。ここではホーン103の端面側から見た図を示す。ホーン103は、円筒状の回転機構702の中空部分に固定ネジ701によって固定される。回転機構702は、回転機構固定部703と接合されている。回転機構702は±180度回転することができる。ホーン先端部1031の端面に設けられているV型溝1032などの凹部の向きによっては、ホーン103からキャビテーションが発生する向きが異なる場合がある。回転機構702がホーン103を回転させることにより、キャビテーションを任意の向きで試料に対して照射することができる。   FIG. 8 is a diagram showing a detailed structure of the horn drive unit 603. Here, the figure seen from the end surface side of the horn 103 is shown. The horn 103 is fixed to the hollow portion of the cylindrical rotation mechanism 702 with a fixing screw 701. The rotation mechanism 702 is joined to the rotation mechanism fixing unit 703. The rotation mechanism 702 can rotate ± 180 degrees. Depending on the direction of the concave portion such as the V-shaped groove 1032 provided on the end face of the horn tip portion 1031, the direction in which cavitation is generated from the horn 103 may be different. The rotating mechanism 702 rotates the horn 103, so that the sample can be irradiated with cavitation in an arbitrary direction.

回転機構固定部703は、傾斜機構704と接合されている。傾斜機構704は、回転機構固定部703を±90度傾斜させることができる。傾斜機構704は、Z軸駆動部705と接合されている。Z軸駆動部705は、Z軸レール706に沿って移動して傾斜機構704の高さを調整することができる。Z軸レール706は、Y軸駆動部707と接合されている。Y軸駆動部707は、Y軸レール708に沿って移動する。Y軸レール708は、X軸駆動部709と接合されている。X軸駆動部709は、X軸レール710に沿って移動する。XYZ各軸のレールは、例えば装置ステージや光学顕微鏡支持部などに固定されている。   The rotation mechanism fixing portion 703 is joined to the tilt mechanism 704. The tilt mechanism 704 can tilt the rotation mechanism fixing portion 703 by ± 90 degrees. The tilt mechanism 704 is joined to the Z-axis drive unit 705. The Z-axis drive unit 705 can move along the Z-axis rail 706 to adjust the height of the tilt mechanism 704. The Z-axis rail 706 is joined to the Y-axis drive unit 707. The Y axis drive unit 707 moves along the Y axis rail 708. The Y-axis rail 708 is joined to the X-axis drive unit 709. The X axis drive unit 709 moves along the X axis rail 710. The rails of the XYZ axes are fixed to, for example, an apparatus stage or an optical microscope support unit.

<実施の形態2:まとめ>
キャビテーションを発生させる装置とその操作作業を実施するための空間は比較的大きいため、光学顕微鏡600の直下でこれら作業を実施することは困難である。従来の細胞膜剥離法においてはこれを克服するため、試料像をミラーによりいったん反射させ、その試料像を光学顕微鏡で観察しながら作業する必要がある。したがって操作者は、ミラー像を見ながら作業をしなければならないので、操作が難しい。本実施形態2によれば、ホーン103の位置、角度、回転を自由に調整することができるので、ホーン103を光学顕微鏡600の直下に配置して作業を実施することができる。これにより操作者が作業に熟練していなくとも、効率的に観察作業を実施することができる。また様々な形状の試料に対してキャビテーションを照射することができる。
<Embodiment 2: Summary>
Since an apparatus for generating cavitation and a space for carrying out the operation work are relatively large, it is difficult to carry out these works directly under the optical microscope 600. In order to overcome this in the conventional cell membrane detachment method, it is necessary to work by reflecting the sample image once by a mirror and observing the sample image with an optical microscope. Therefore, since the operator has to work while looking at the mirror image, the operation is difficult. According to the second embodiment, since the position, angle, and rotation of the horn 103 can be freely adjusted, the operation can be performed with the horn 103 disposed immediately below the optical microscope 600. Thereby, even if the operator is not skilled in the work, the observation work can be performed efficiently. In addition, cavitation can be applied to samples of various shapes.

本実施形態2において、ライト駆動部605によりライト602の位置や角度を自由に調整することができるので、光学顕微鏡600を介してキャビテーションが見やすい角度から光を照射することができる。これにより、様々な角度から発生するキャビテーションに対して高コントラストな観察を実施できる。   In the second embodiment, the position and angle of the light 602 can be freely adjusted by the light driving unit 605, so that light can be emitted from an angle at which cavitation can be easily seen through the optical microscope 600. Thereby, high-contrast observation can be performed for cavitation generated from various angles.

<実施の形態3>
図9は、実施形態1〜2で説明した細胞膜剥離装置100を用いて細胞試料を観察する手順を説明するフローチャートである。細胞膜剥離法は一般に、培養細胞試料に対して用いられる。以下図9の各ステップについて説明する。
<Embodiment 3>
FIG. 9 is a flowchart illustrating a procedure for observing a cell sample using the cell membrane peeling apparatus 100 described in the first and second embodiments. The cell membrane detachment method is generally used for cultured cell samples. Hereinafter, each step of FIG. 9 will be described.

(図9:ステップS801)
作業者は、培養液を洗浄し、培養細胞をシャーレなどに入れた緩衝液中に浸す。本作業は、細胞膜剥離装置100の試料台601上で実施する。作業者は、緩衝液の入った試料容器105を光学顕微鏡600下に移動させ、ホーン先端部1031を緩衝液内に入れる。作業者は、培養細胞が付いたガラス基板やグリッドメッシュをピンセットでつかみ、光学顕微鏡600で確認しながら、細胞とホーン先端部1031の位置関係を決めてキャビテーションを発生させ、細胞に対して照射する。
(FIG. 9: Step S801)
An operator wash | cleans a culture solution and immerses a cultured cell in the buffer solution put into the petri dish. This operation is performed on the sample stage 601 of the cell membrane peeling apparatus 100. The operator moves the sample container 105 containing the buffer solution under the optical microscope 600 and puts the horn tip 1031 into the buffer solution. The operator grasps the glass substrate or grid mesh with the cultured cells with tweezers, determines the positional relationship between the cells and the horn tip 1031 while confirming with the optical microscope 600, generates cavitation, and irradiates the cells. .

(図9:ステップS802〜S803)
作業者は、細胞試料の細胞膜を剥離した後に光学顕微鏡600を用いて膜剥離の程度を確認する(S802)。膜剥離が不十分であればステップS801に戻って再度膜剥離を実施し、膜剥離が十分であればステップS804へ進む(S803)。
(FIG. 9: Steps S802 to S803)
The operator checks the degree of membrane peeling using the optical microscope 600 after peeling the cell membrane of the cell sample (S802). If film peeling is insufficient, the process returns to step S801, and film peeling is performed again. If film peeling is sufficient, the process proceeds to step S804 (S803).

(図9:ステップS804〜S805)
細胞膜剥離法を用いて細胞膜を剥離した後に構造を観察する試料を作製する手法(S804)、およびその観察手法(S805)について、以下に例を挙げる。
(FIG. 9: Steps S804 to S805)
Examples of the technique for preparing a sample for observing the structure after peeling the cell membrane using the cell membrane peeling method (S804) and the observation technique (S805) are given below.

(図9:ステップS804〜S805:フリーズエッチングレプリカ法)
例えば、細胞膜の細胞質側表面におけるタンパク質の空間的な分子構築、とりわけ表在性膜タンパク質の細胞質側表面上での分布や、細胞骨格の3次元的解析を実施する場合は、フリーズエッチングレプリカ法を用いる。本手法においては、細胞膜を剥離した試料を凍結した後に切削し、凍結により生成された氷を数ミクロン程度昇華させる。次にその切削面に白金などの金属膜を蒸着し、これを剥がすことにより細胞表面形状のレプリカを作製し、これを適当な顕微鏡(例えば光学顕微鏡、電子顕微鏡など)により観察する。
(FIG. 9: Steps S804 to S805: Freeze Etching Replica Method)
For example, when performing the spatial molecular construction of proteins on the cytoplasmic surface of the cell membrane, especially the distribution of superficial membrane proteins on the cytoplasmic surface and the three-dimensional analysis of the cytoskeleton, the freeze etching replica method is used. Use. In this method, the sample from which the cell membrane has been peeled is frozen and then cut, and the ice produced by freezing is sublimed by several microns. Next, a metal film such as platinum is vapor-deposited on the cut surface, and this is peeled off to produce a cell surface shape replica, which is observed with an appropriate microscope (for example, an optical microscope, an electron microscope, etc.).

(図9:ステップS804〜S805:免疫フリーズエッチングレプリカ法)
フリーズエッチングレプリカ法と、免疫標識法を組み合わせることにより、標的タンパク質の局在を明確に確認できる。
(FIG. 9: Steps S804 to S805: immune freeze etching replica method)
By combining the freeze etching replica method and the immunolabeling method, the localization of the target protein can be clearly confirmed.

(図9:ステップS804〜S805:凍結法)
近年、生きている状態により近い細胞内構造を観察するために、細胞の動きを急速凍結により瞬間的に止め、氷包埋状態で観察する手法(凍結法)が活発に研究されている。本手法を用いることにより、水を含んだタンパク質分子や膜細胞骨格などの自然な状態の構造を観察できる。これら前処理(細胞を凍結させる処理)は、例えば透過型電子顕微鏡(TEM)を用いる場合、TEM観察のために用いるTEMグリッド上で実施される。TEMグリッド上で凍結された試料は、そのままTEMグリッド上でTEM観察される。その他、一般にμmオーダからサブnmオーダの観察が可能な顕微鏡(例えば走査電子顕微鏡や原子間力顕微鏡など)を用いて試料を観察してもよい。
(FIG. 9: Steps S804 to S805: Freezing method)
In recent years, in order to observe the intracellular structure closer to the living state, a method (freezing method) in which the movement of cells is instantaneously stopped by rapid freezing and observed in an ice-embedded state (freezing method) has been actively studied. By using this method, it is possible to observe natural structures such as water-containing protein molecules and membrane cytoskeleton. These pretreatments (treatments for freezing cells) are performed on a TEM grid used for TEM observation, for example, when a transmission electron microscope (TEM) is used. The sample frozen on the TEM grid is observed on the TEM grid as it is. In addition, the sample may be observed using a microscope (for example, a scanning electron microscope, an atomic force microscope, or the like) that can generally observe from the μm order to the sub nm order.

<実施の形態4>
光学顕微鏡を用いて細胞試料を観察する際には、免疫標識法などによって標的部分の局在を明確にする。一方で、細胞を生きたままの状態で連続的に観察し、あるいは時間変化による分子動態を観察する手法がある。例えば蛍光顕微鏡法は、目的分子だけを蛍光で光らせ、これにより細胞内局在などの分子特異的な空間情報を得る。蛍光顕微鏡法においては、標的分子に対し蛍光が付加された抗体を加える免疫染色法や、遺伝子工学的にタンパク質と蛍光タンパク質の融合タンパク質の遺伝子をつくり標識とするなどの前処理方法がある。
<Embodiment 4>
When observing a cell sample using an optical microscope, the localization of the target portion is clarified by an immunolabeling method or the like. On the other hand, there are techniques for continuously observing cells as they are alive, or for observing molecular dynamics with time. For example, in fluorescence microscopy, only target molecules are illuminated with fluorescence, thereby obtaining molecular-specific spatial information such as intracellular localization. In fluorescence microscopy, there are an immunostaining method in which an antibody with fluorescence added to a target molecule is added, and a pretreatment method in which a gene of a fusion protein of a protein and a fluorescent protein is genetically engineered and used as a label.

近年、蛍光顕微鏡法と電子顕微鏡観察を組み合せたCorrelative Light and Electron Microscopy(CLEM)法が開発された。CLEM法は、蛍光顕微鏡で観察した場所を電子顕微鏡で観察し、2つの方法から得られた観察画像を比較して相関を取ることにより、ナノレベルの分解能で、分子特異的な局在を解析することが期待されている。そこで本発明の実施形態4は、CLEM法において細胞膜剥離処理を用いる手法について説明する。   In recent years, the Correlative Light and Electron Microscopy (CLEM) method that combines fluorescence microscopy and electron microscopy has been developed. In the CLEM method, the location observed with a fluorescence microscope is observed with an electron microscope, and the observed images obtained from the two methods are compared and correlated to analyze the molecular specific localization with nano-level resolution. Is expected to be. Therefore, Embodiment 4 of the present invention describes a method using cell membrane detachment processing in the CLEM method.

図10は、実施形態1〜2で説明した細胞膜剥離装置100を用いて細胞試料の細胞膜を剥離し、さらにCLEM法を組み合わせた構造解析手順のフローチャートである。以下図10の各ステップについて説明する。   FIG. 10 is a flowchart of a structural analysis procedure in which the cell membrane of the cell sample is peeled using the cell membrane peeling apparatus 100 described in Embodiments 1 and 2, and the CLEM method is combined. Hereinafter, each step of FIG. 10 will be described.

(図10:ステップS901〜S902)
作業者は、培養細胞に対して免疫染色や蛍光タンパク質の組み込みなどによって蛍光標識を施す(S901)。作業者は、蛍光顕微鏡により細胞試料の観察像を得る(S902)。細胞を培養しながら観察する場合は、ステップS901〜S902を並行して実施してもよい。
(FIG. 10: Steps S901 to S902)
The operator applies a fluorescent label to the cultured cells by immunostaining or incorporation of a fluorescent protein (S901). The operator obtains an observation image of the cell sample with a fluorescence microscope (S902). When observing cells while culturing, steps S901 to S902 may be performed in parallel.

(図10:ステップS801〜S805)
作業者は、実施形態3で説明したステップS801〜S805を実施する。試料作製処理にて凍結法を用いる場合には、細胞膜剥離後に試料を凍結し、蛍光顕微鏡と電子顕微鏡観察を実施してもよい。
(FIG. 10: Steps S801 to S805)
The worker performs steps S801 to S805 described in the third embodiment. When the freezing method is used in the sample preparation process, the sample may be frozen after cell membrane detachment, and observation with a fluorescence microscope and an electron microscope may be performed.

(図10:ステップS903)
作業者は、蛍光顕微鏡像により取得した観察像と電子顕微鏡により取得した観察像を比較し、両者の間の相関を確認する。
(FIG. 10: Step S903)
An operator compares the observation image acquired with the fluorescence microscope image with the observation image acquired with the electron microscope, and confirms the correlation between both.

<本発明の変形例について>
本発明は上記した実施形態の形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることもできる。また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることもできる。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成を追加・削除・置換することもできる。
<Modification of the present invention>
The present invention is not limited to the embodiments described above, and includes various modifications. The above embodiment has been described in detail for easy understanding of the present invention, and is not necessarily limited to the one having all the configurations described. A part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment. The configuration of another embodiment can be added to the configuration of a certain embodiment. Further, with respect to a part of the configuration of each embodiment, another configuration can be added, deleted, or replaced.

100:細胞膜剥離装置、101:超音波発生器、102:振動素子、103:ホーン、1031:ホーン先端部、1032:V型溝、1033:切り欠き、1034:第2溝、104:結合部、105:試料容器、600:光学顕微鏡、601:試料台、602:ライト、603:ホーン駆動部、604:光源、605:ライト駆動部、606:制御装置、607:コンピュータ、701:固定ネジ、702:回転機構、703:回転機構固定部、704:傾斜機構、705:Z軸駆動部、706:Z軸レール、707:Y軸駆動部、708:Y軸レール、709:X軸駆動部、710:X軸レール。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100: Cell membrane peeling apparatus, 101: Ultrasonic generator, 102: Vibration element, 103: Horn, 1031: Horn tip part, 1032: V-shaped groove, 1033: Notch, 1034: Second groove, 104: Coupling part, 105: Sample container, 600: Optical microscope, 601: Sample stage, 602: Light, 603: Horn drive unit, 604: Light source, 605: Light drive unit, 606: Control device, 607: Computer, 701: Fixing screw, 702 : Rotating mechanism, 703: Rotating mechanism fixing part, 704: Inclining mechanism, 705: Z axis driving part, 706: Z axis rail, 707: Y axis driving part, 708: Y axis rail, 709: X axis driving part, 710 : X-axis rail.

Claims (13)

超音波により細胞試料の細胞膜を剥離する細胞膜剥離装置であって、
前記細胞膜剥離装置は、ホーンを取り付けた振動素子を有する超音波発振器を備え、
前記ホーンは、柱形状を有する柱型先端部を備え、
前記柱型先端部の端面には、前記端面から窪むように形成された凹部が設けられている
ことを特徴とする細胞膜剥離装置。
A cell membrane peeling apparatus for peeling a cell membrane of a cell sample by ultrasonic waves,
The cell membrane peeling apparatus comprises an ultrasonic oscillator having a vibration element with a horn attached thereto,
The horn includes a columnar tip having a column shape,
A cell membrane detaching apparatus, wherein a recess formed so as to be recessed from the end surface is provided on an end surface of the columnar tip.
前記凹部は、前記端面上に設けられた溝として形成されている
ことを特徴とする請求項1記載の細胞膜剥離装置。
The cell membrane peeling apparatus according to claim 1, wherein the recess is formed as a groove provided on the end face.
前記端面は、前記溝に加えて切り欠き部分を有する
ことを特徴とする請求項2記載の細胞膜剥離装置。
The cell membrane peeling apparatus according to claim 2, wherein the end face has a cutout portion in addition to the groove.
前記端面は、前記溝と直交する方向に形成された第2溝を有する
ことを特徴とする請求項2記載の細胞膜剥離装置。
The cell membrane peeling apparatus according to claim 2, wherein the end surface has a second groove formed in a direction orthogonal to the groove.
前記柱型先端部の直径は4mm以下である
ことを特徴とする請求項1記載の細胞膜剥離装置。
The diameter of the columnar tip is 4 mm or less. The cell membrane peeling apparatus according to claim 1.
前記細胞膜剥離装置はさらに、
前記細胞試料を観察する光学顕微鏡、
前記細胞試料を浸漬する液体を収容する容器を支持する試料台、
前記光学顕微鏡が観察する位置を照射するライト、
を備えることを特徴とする請求項1記載の細胞膜剥離装置。
The cell membrane peeling apparatus further includes
An optical microscope for observing the cell sample;
A sample stage for supporting a container containing a liquid in which the cell sample is immersed;
A light for irradiating the position observed by the optical microscope;
The cell membrane peeling apparatus according to claim 1, comprising:
前記細胞膜剥離装置はさらに、3軸方向に前記ホーンを移動させ、前記ホーンを傾斜させ、および前記ホーンを中心軸周りで回転させる、ホーン駆動機構を備える
ことを特徴とする請求項6記載の細胞膜剥離装置。
7. The cell membrane according to claim 6, further comprising a horn drive mechanism that moves the horn in three axial directions, tilts the horn, and rotates the horn around a central axis. Peeling device.
前記細胞膜剥離装置はさらに、3軸方向に前記ライトを移動させ、および前記ライトを傾斜させる、ライト駆動機構を備える
ことを特徴とする請求項6記載の細胞膜剥離装置。
The cell membrane peeling apparatus according to claim 6, further comprising a light driving mechanism that moves the light in three axial directions and tilts the light.
超音波により細胞試料の細胞膜を剥離する剥離方法であって、
柱形状を有する柱型先端部を備え、当該柱型先端部の端面に、当該端面から窪むように形成された凹部が設けられているホーンを、前記細胞試料が浸漬されている液体に浸し、超音波発振器の振動素子から振動を発振することによりキャビテーションを発生させて、当該キャビテーションにより前記細胞膜を剥離する
ことを特徴とする剥離方法。
A peeling method for peeling a cell membrane of a cell sample by ultrasound,
A horn provided with a column-shaped tip having a column shape and provided with a recess formed on the end surface of the column-shaped tip is recessed from the end surface. A detachment method comprising generating cavitation by oscillating vibration from a vibration element of a sound wave oscillator, and detaching the cell membrane by the cavitation.
細胞試料を観察する観察方法であって、
透過型電子顕微鏡を用いた試料観察において用いるグリッド上に前記細胞試料を載置し、
柱形状を有する柱型先端部を備え、当該柱型先端部の端面に、当該端面から窪むように形成された凹部が設けられているホーンを、前記グリッドが浸漬されている液体に浸し、超音波発振器の振動素子から振動を発振することによりキャビテーションを発生させて、当該キャビテーションにより前記細胞膜を剥離し、
前記細胞膜を剥離した前記細胞試料を前記グリッド上で凍結させ、
前記グリッド上で前記細胞試料を前記透過型電子顕微鏡により観察する
ことを特徴とする観察方法。
An observation method for observing a cell sample,
Place the cell sample on a grid used in sample observation using a transmission electron microscope,
A horn provided with a column-shaped tip having a column shape and provided with a recess formed on the end surface of the column-shaped tip is recessed from the end surface. Cavitation is generated by oscillating vibration from the vibration element of the oscillator, and the cell membrane is peeled off by the cavitation,
Freezing the cell sample from which the cell membrane has been detached on the grid;
An observation method comprising observing the cell sample on the grid with the transmission electron microscope.
細胞試料を観察する観察方法であって、
柱形状を有する柱型先端部を備え、当該柱型先端部の端面に、当該端面から窪むように形成された凹部が設けられているホーンを、前記細胞試料が浸漬されている液体に浸し、超音波発振器の振動素子から振動を発振することによりキャビテーションを発生させて、当該キャビテーションにより前記細胞膜を剥離し、
前記細胞膜を剥離した前記細胞試料を凍結させた後に氷を除去し、
前記細胞試料の表面に金属膜を蒸着し、
前記細胞試料から前記金属膜を剥がして前記金属膜を顕微鏡により観察する
ことを特徴とする観察方法。
An observation method for observing a cell sample,
A horn provided with a column-shaped tip having a column shape and provided with a recess formed on the end surface of the column-shaped tip is recessed from the end surface. Cavitation is generated by oscillating vibration from a vibration element of a sound wave oscillator, and the cell membrane is peeled off by the cavitation,
Removing the ice after freezing the cell sample from which the cell membrane has been detached,
Depositing a metal film on the surface of the cell sample;
An observation method comprising peeling the metal film from the cell sample and observing the metal film with a microscope.
前記観察方法はさらに、
蛍光顕微鏡を用いて前記細胞試料を観察し、
前記観察により得られた観察像と、前記蛍光顕微鏡を用いて前記細胞試料を観察することにより得られた観察像とを比較する
ことを特徴とする請求項10または11記載の観察方法。
The observation method further includes:
Observe the cell sample using a fluorescence microscope,
The observation method according to claim 10 or 11, wherein an observation image obtained by the observation is compared with an observation image obtained by observing the cell sample using the fluorescence microscope.
細胞膜剥離装置にかかる超音波発振器の振動素子に取り付けるホーンであって、
前記ホーンは、柱形状を有する柱型先端部を備え、
前記柱型先端部の端面には、前記端面から窪むように形成された凹部が設けられている
ことを特徴とするホーン。
A horn attached to a vibration element of an ultrasonic oscillator applied to a cell membrane peeling apparatus,
The horn includes a columnar tip having a column shape,
A horn formed so as to be recessed from the end surface is provided on an end surface of the columnar tip.
JP2015083841A 2015-04-16 2015-04-16 Cell membrane peeling apparatus, peeling method, and observation method Expired - Fee Related JP6571373B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015083841A JP6571373B2 (en) 2015-04-16 2015-04-16 Cell membrane peeling apparatus, peeling method, and observation method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015083841A JP6571373B2 (en) 2015-04-16 2015-04-16 Cell membrane peeling apparatus, peeling method, and observation method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016202021A true JP2016202021A (en) 2016-12-08
JP6571373B2 JP6571373B2 (en) 2019-09-04

Family

ID=57486124

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015083841A Expired - Fee Related JP6571373B2 (en) 2015-04-16 2015-04-16 Cell membrane peeling apparatus, peeling method, and observation method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6571373B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022091805A1 (en) * 2020-10-29 2022-05-05 シスメックス株式会社 Sample preparation method, cell analysis method, sample preparation apparatus, and cell analysis apparatus

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1990014170A1 (en) * 1989-05-15 1990-11-29 E.I. Du Pont De Nemours And Company Ultrasonic probe

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1990014170A1 (en) * 1989-05-15 1990-11-29 E.I. Du Pont De Nemours And Company Ultrasonic probe

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MICROSC. MICROANAL., vol. Vol. 20, Suppl. 3, JPN6019005513, 2014, pages pp. 1226-1227 *
TRAFFIC, vol. Vol. 1, JPN6019005512, 2000, pages pp. 545-552 *
顕微鏡, vol. Vol. 47, No. 1, JPN6019005510, 2012, pages pp. 38-43 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022091805A1 (en) * 2020-10-29 2022-05-05 シスメックス株式会社 Sample preparation method, cell analysis method, sample preparation apparatus, and cell analysis apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP6571373B2 (en) 2019-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Guan et al. Noncontact viscoelastic imaging of living cells using a long-needle atomic force microscope with dual-frequency modulation
US20140112107A1 (en) Methods and devices for generating high-amplitude and high-frequency focused ultrasound with light-absorbing materials
US9618445B2 (en) Optical microscopy systems based on photoacoustic imaging
JP2010032554A (en) Method for micro-dissection of tissue
US20050238539A1 (en) Apparatus for automated fresh tissue sectioning
CN109939913B (en) Sound tweezers device
Kotopoulis et al. Microfoam formation in a capillary
Mohammadzadeh et al. Photoacoustic shock wave emission and cavitation from structured optical fiber tips
JP6571373B2 (en) Cell membrane peeling apparatus, peeling method, and observation method
Vlček et al. Flow induced HeLa cell detachment kinetics show that oxygen-containing functional groups in graphene oxide are potent cell adhesion enhancers
JP7252539B2 (en) CELL ACQUISITION SYSTEM AND CELL ACQUISITION METHOD
JP2016535253A (en) Volume sample cutting
JP5914578B2 (en) Method for binding frozen hydrous samples to microprobes
JP2009216534A (en) Thin-film sample preparation method
JP2013253957A (en) Cosmetic cross-sectional observation method
Genc et al. Low-density plasma formation in aqueous biological media using sub-nanosecond laser pulses
JP5530081B2 (en) Ultrasonic dissection apparatus and ultrasonic dissection method
Beerlink et al. X-ray structure analysis of free-standing lipid membranes facilitated by micromachined apertures
JP2005168495A (en) Method for introducing extracellular substance into cell
JPH09119939A (en) Liquid-dipped scanning probe microscope device
Segura-Valdez et al. Visualization of internal in situ cell structure by atomic force microscopy
JP5975462B2 (en) Ablation device and three-dimensional electron microscope
Jeong et al. High precision cell slicing by harmonically actuated ultra-sharp SixNy blades
JP3106846U (en) Sample holder for charged particle beam equipment
Chung et al. Micro bubble fluidics by EWOD and ultrasonic excitation for micro bubble tweezers

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180315

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190130

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190219

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190314

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190716

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190808

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6571373

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees