JP2019140914A - Heat transfer plate, well plate unit and cell peeling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、伝熱プレート、ウェルプレートユニット、及び、細胞剥離装置に関する。 The present invention relates to a heat transfer plate, a well plate unit, and a cell peeling device.
iPS細胞等の万能細胞を培養、分化させて目的の細胞を回収する方法が知られている。しかし、iPS細胞の樹立及び樹立後の分化誘導が成功する確率は比較的低いので、培養後の細胞の中から分化能および安全性の面で最適な細胞を選択して回収する必要がある。金ナノ粒子を含むコラーゲンゲル上で細胞を培養し、細胞に光照射することで光照射領域のコラーゲンゲルをゾル化し、光照射領域に含まれる細胞を剥離して回収する方法が知られている(例えば、特許文献1及び2参照)。
特許文献1 特開2012−39947号公報
A method for recovering a target cell by culturing and differentiating universal cells such as iPS cells is known. However, since there is a relatively low probability that iPS cell establishment and differentiation induction after establishment will be successful, it is necessary to select and recover optimally selected cells in terms of differentiation ability and safety from the cultured cells. A method is known in which cells are cultured on a collagen gel containing gold nanoparticles, and the cells are irradiated with light to solderize the collagen gel in the light irradiation region, and the cells contained in the light irradiation region are detached and recovered. (For example, refer to Patent Documents 1 and 2).
Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-39947
しかし、従来の方法によると大きな光照射強度及び/又は長い光照射時間が必要であり、細胞にとって侵襲性が高かった。 However, according to the conventional method, a high light irradiation intensity and / or a long light irradiation time are required, and the cell is highly invasive.
本発明の第1の態様においては、細胞が収納される複数のウェルを有する容器が載置される伝熱プレートであって、容器よりも熱伝導率が高く、複数のウェルの各々の外側の底面の少なくとも一部に接する本体部と、複数のウェルの各々の内側の底面の少なくとも一部の下方に、本体部を貫通した透明な複数の貫通部とを有する伝熱プレートを提供する。 In the first aspect of the present invention, there is provided a heat transfer plate on which a container having a plurality of wells in which cells are stored is placed, and has a higher thermal conductivity than the container, and is disposed outside each of the plurality of wells. Provided is a heat transfer plate having a main body part contacting at least a part of the bottom surface and a plurality of transparent through parts penetrating the main body part below at least a part of the bottom surface inside each of the plurality of wells.
本発明の第2の態様においては、複数のウェルを有する容器と、容器が載置された伝熱プレートと、伝熱プレートに接して配置されたヒーターと、ウェル内の対象領域に光照射する光照射部と、を備え、伝熱プレートは、容器よりも熱伝導率が高く、複数のウェルの各々の外側の底面の少なくとも一部に接する本体部と、複数のウェルの各々の内側の底面の少なくとも一部の下方に、本体部を貫通した透明な複数の貫通部とを有する細胞剥離装置を提供する。 In the second aspect of the present invention, a container having a plurality of wells, a heat transfer plate on which the container is placed, a heater disposed in contact with the heat transfer plate, and a target region in the well are irradiated with light. A heat radiating portion, and the heat transfer plate has a higher thermal conductivity than the container, a main body portion in contact with at least a part of an outer bottom surface of each of the plurality of wells, and an inner bottom surface of each of the plurality of wells There is provided a cell detaching device having a plurality of transparent penetrating parts penetrating through a main body part below at least a part of.
本発明の第3の態様においては、細胞が収納される複数のウェルを有する容器と、容器が載置される伝熱プレートとを備え、伝熱プレートは、容器よりも熱伝導率が高く、複数のウェルの各々の外側の底面の少なくとも一部に接する本体部と、複数のウェルの各々の内側の底面の少なくとも一部の下方に、本体部を貫通した透明な複数の貫通部とを有するウェルプレートユニットを提供する。 In the third aspect of the present invention, a container having a plurality of wells in which cells are stored, and a heat transfer plate on which the container is placed, the heat transfer plate has higher thermal conductivity than the container, A main body that is in contact with at least a part of the outer bottom surface of each of the plurality of wells; and a plurality of transparent through portions that penetrate the main body part below at least a part of the inner bottom surface of each of the plurality of wells. A well plate unit is provided.
なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 The summary of the invention does not enumerate all the features of the present invention. In addition, a sub-combination of these feature groups can also be an invention.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the invention.
図1は、本実施形態の細胞剥離装置10の構成の一例を示す。細胞剥離装置10は、光照射を利用して目的の細胞を選択的に剥離して回収する。細胞剥離装置10は、容器100、伝熱プレート200、ヒーター300、駆動部350、光照射部400、光学部材500、ミラー600、レンズ700、観察部800、及び、細胞取得部900を備える。
FIG. 1 shows an example of the configuration of the
容器100は、剥離対象となる細胞を収納する。容器100は、細胞が収納される複数のウェル110を有し、各ウェル110の各々において細胞を収納する。例えば、複数のウェル110は、容器100の上板に設けられた複数のくぼみである。容器100は樹脂またはガラス等の透明材料により形成される。容器100は、各ウェル110内に加熱により構造が変化する媒体を収納し、媒体上で細胞を保持する。一例として、媒体は、加熱によりゾル化するゲルと金微粒子とを含んでよい。
The
伝熱プレート200は、容器100が載置され、ヒーター300からの熱を容器100に伝える。伝熱プレート200は、本体部210と複数の貫通部220とを有し、主に本体部210で熱を伝導し、貫通部220において光を透過する。本体部210は、容器100よりも熱伝導率が高くてよい。複数の貫通部220は、本体部210において、複数のウェル110の一部または全部に対応する位置にそれぞれ設けられている。例えば、貫通部220は、2の累乗数個(2個、4個、8個、16個、32個、64個等)設けられてよい。また、複数の貫通部220は、伝熱プレート200の主面内において均等な間隔で設けられてよい。これにより、伝熱プレート200は、本体部210が容器100に接触して容器100への熱伝導を確保しつつ、ウェル110内の細胞への光照射を可能にする。
The
本体部210は、熱伝導性が良好な金属により構成されてよい。例えば、本体部210は、アルミニウム(例えば、バルクとしての熱伝導率は226〜237W/mK:以下、括弧内の値は金属のバルクとしての熱伝導率を示し、単位はW/mKである。)、金(318)、銀(429)、銅(386〜402)、鉄(72〜80.4)、タングステン(169〜176)、および、これらの一部を含有する合金を含んでよい。また、本体部210は、少なくとも一部が、熱伝導性が良好なグラファイト(例えば、熱伝導率200〜2000W/mK)等の非金属材料が形成されてもよい。また、本体部210は、容器100よりもバルクとしての熱伝導率が高い樹脂により構成されてもよい。例えば、アクリロニトリル・スチレン樹脂(例えば、バルクとしての熱伝導率は0.15〜0.16W/mK:以下、括弧内の値は樹脂のバルクとしての熱伝導率を示し、単位はW/mKである。)、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂(0.19〜0.36)、エポキシ樹脂(0.3)、四フッ化エチレン・エチレン共重合体(0.25)、四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体(0.25)、ポリアミド6(0.25〜0.43)、ポリアミド66(0.24〜0.43)、ポリアミド610(0.22)、ポリブチレンテレフタレート(0.25)、ポリカーボネート(0.19)、低密度ポリエチレン(0.33)、中密度ポリエチレン(0.33〜0.42)、高密度ポリエチレン(0.46〜0.52)、ポリエーテルエーテルケトン(0.26)、ポリエーテルサルホン(0.18〜0.24)、ポリエチレンテレフタレート(0.31)、フェノール樹脂(0.13〜0.25)、四フッ化エチレン・パーフルオロビニルエーテル共重合体(0.25)、ポリイミド(0.28〜0.34)、ポリメチルメタクリレート(0.17〜0.25)、ポリアセタール(0.23)、ポリプロピレン(0.125)、ポリフェニレンサルファイド(0.29)、ポリフェニレンオキシド(0.19)、ポリスチレン(0.10〜0.14)、ポリサルホン(0.12〜0.16)、四フッ化エチレン樹脂(0.25)、ポリ塩化ビニル(0.13〜0.29)、ポリ塩化ビニリデン(0.13)、ポリフッ化ビニリデン(0.13)、ポリ三フッ化塩化エチレン(0.19〜0.29)、ポリ四フッ化エチレン(0.25)、ポリオキシメチレン(0.23〜0.29)、セルロースアセテート(0.20)、セルロースアセテートブチレート(0.17〜0.33)、不飽和ポリエステル樹脂(0.17〜0.21)、ポリウレタン樹脂(0.21)、及び、シリコーン樹脂(0.15〜0.17)等の樹脂から、容器100よりも熱伝導率が高い樹脂を1つ以上選択し、本体部210の少なくとも一部に用いてよい。容器100は、例えば上述した樹脂から、本体部210よりもバルクとしての熱伝導率が低い樹脂を1つ以上選択し用いてもよい。特に熱伝導性、加工性、コスト等の観点から本体部210は、アルミニウムにより形成されることが好ましい。本体部210は、容器100が搭載されると、複数のウェル110の各々の外側の底面の少なくとも一部に接してよい。一例として、本体部210は、容器100が搭載されると、少なくとも複数のウェル110の外壁の底面を覆うように配置されてよい。
The
複数の貫通部220のそれぞれは、光を透過し、本体部210を厚み方向に貫通するように設けられた開口であってよい。複数の貫通部220は、材料が充填されていない空隙であってよく、この場合、貫通部220は貫通孔となる。これに代えて、貫通部220には、熱伝導率が良好なガラス又は樹脂(例えば、本体部210の候補として挙げた樹脂)等の透明材料が充填されていてもよい。なお、貫通部220は、少なくとも光照射部400の出射光に含まれる波長の一部を透過させ、好ましくは可視光を透過させる。貫通部220は、複数のウェル110の各々の内側の底面の少なくとも一部の下方に設けられていてよい。
Each of the plurality of penetrating
ここで、伝熱プレート200は、容器100が伝熱プレート200に密着するように、容器100の形状に合わせた形状及び厚みを有してよい。例えば、容器100が外縁部に容器100の底面から突出する脚を有する場合、伝熱プレート200は当該脚が突出する長さよりも予め定められた大きさ分(例えば、0.01〜1mm)、大きな厚みを有してよい。これにより、伝熱プレート200は、伝熱性を維持しつつ容器100の脚以外の本体が伝熱プレート200から浮いてしまうのを防ぐことができる。一例として、伝熱プレート200は1〜3mmの厚みを有してよい。
Here, the
ヒーター300は、伝熱プレート200に接して配置され、熱を発生し、伝熱プレート200を介して容器100に熱を伝える。ヒーター300は、容器100及び伝熱プレート200のステージとしても機能する。すなわち、ヒーター300は、3次元空間を移動することで、容器100及び伝熱プレート200を移動する。また、ヒーター300を駆動するステージを別途用意してもよい。
The
例えば、矩形形状のヒーター300が、中央が矩形形状にくりぬかれたステージに嵌め込まれ、ステージと共に駆動されてもよい。ヒーター300は、伝熱プレート200を搭載する領域の少なくとも一部に光を透過する光透過部310を有する。ヒーター300は、光透過部310において発熱装置(すなわち、透明な発熱装置)を有し、光透過部310で発生した熱を伝熱プレート200に伝えてよい。これに代えて、ヒーター300は、光透過部310の周囲に不透明又は透明な発熱装置を備え、当該発熱装置からの熱を光透過部310を介して、伝熱プレート200に伝えるものであってもよい。
For example, the
駆動部350は、ヒーター300を駆動して3次元方向に移動する。駆動部350は、モーター等の動力手段により、容器100およびヒーター300等の主面方向(X−Y方向)および鉛直方向(Z方向)にヒーター300(またはヒーター300が組み込まれたステージ)を駆動してよい。また、駆動部350は、ヒーター300を主面平面内で回転させてもよい。
The driving
光照射部400は、容器100のウェル110内の対象領域に向けて光照射する。光照射部400は、ヒーター300で容器100を加熱しながら、貫通部220及び光透過部310を介して、ウェル内の剥離対象となる少なくとも1の細胞に対して光を照射し、これにより対象となる細胞を媒体から剥離してよい。光照射部400は、加熱により流動化する媒体が流動化する程度のエネルギーを付与する光を照射するものであればよく、波長400〜1200nm、強度0.1〜1000mWの光線を出射するレーザー光源であってよい。
The
光学部材500は、光照射部400から出射された光を入射し、入射した光線の光路、強度、及び/又は、位相を調整する。例えば、光学部材500は、デジタルミラーデバイス(DMD)、空間光変調器(SLM)、及び/又は、ガルバノミラーを含んでよい。
The
ミラー600は、光照射部400から出射されて光学部材500を通過した光を、容器100に向けて反射する。ミラー600は、観察部800による容器100内の細胞の観察を可能にするために光照射部400から出射された光以外の光を透過させてよい。例えば、ミラー600は、光照射部400の出射光の波長の光を反射し、それ以外の波長の光を透過するダイクロイックミラーであってよい。
The
レンズ700は、ミラー600とヒーター300の間の光路上に配置され、ミラー600により反射された光を入射し、入射した光を光透過部310に向けて出射する。レンズ700は、観察部800による容器100内の細胞の観察を可能にするための対物レンズとして機能する。
The
観察部800は、観察対象のウェル110およびレンズ700と同一の光路上に配置され、観察者にウェル110を拡大観察させる。例えば、観察部800は、接眼レンズを有し、レンズ700との組み合わせにより顕微鏡として機能し、観察者に拡大された細胞を観察させる。また、例えば、観察部800は、撮像素子を有し、撮像したウェル110内の拡大画像データを表示装置等に出力してよい。
The
細胞取得部900は、光照射部400から照射された光により媒体から剥離された細胞を取得する。例えば、細胞取得部900は、毛細管効果により細胞を吸引可能な毛細管を有して良い。また、細胞取得部900は、容器100を回収容器の上に移動して反転させることにより、剥離した細胞を回収する機構を有して良い。
The
以上のように、細胞剥離装置10は、光照射部400から出射した光を、光学部材500、ミラー600、レンズ700、光透過部310、及び貫通部220を介して、容器100のウェル110内に導き、剥離対象の細胞に光照射する。ここで、細胞剥離装置10は、ヒーター300で容器100を加熱しながら、光照射部400による細胞への光照射を実行する。
As described above, the
これにより、細胞剥離装置10は、より短い時間及び弱い光照射で、細胞を媒体から剥離することができる。この結果、細胞剥離装置10は、細胞への侵襲を低減し、細胞をより少ないダメージで確実に回収することができる。
Thereby, the
また、細胞剥離装置10は、伝熱プレート200と容器100の間にグラファイトシートを備えてもよい。容器100の形状に個体差があり、容器100の脚が他の長すぎる、又は、容器100の面が不均一である等の理由で、容器100が伝熱プレート200と面接触できない場合がある。このような場合であっても、容器100と伝熱プレート200の間の空間の少なくとも一部を熱伝導性と柔軟性に優れるグラファイトシートで充填することにより、効率よくヒーター300からの熱を容器100に伝えることができる。なお、グラファイトシートを設ける場合、観察部800による観察の障害とならないように、グラファイトシートに貫通部220に準じた形状の開口が設けられてよい。
Moreover, the
図2は、本実施形態の伝熱プレート200の構成の一例を示す。図示するように、伝熱プレート200の本体部210は、複数層構成であり、貫通部220は空隙であってよい。例えば、伝熱プレート200の本体部210は、コア層212、表面層214、および、表面層216を含んで良い。
FIG. 2 shows an example of the configuration of the
一例として、コア層212は厚さアルミニウム板であり、表面層214及び表面層216はグラファイトシートであってよく、コア層212と表面層214及び表面層216とは粘着剤等により接着されてよい。これにより、伝熱プレート200は、強度を維持しつつ熱伝導性を高めることができる。
As an example, the core layer 212 may be an aluminum plate having a thickness, the
図3は、本実施形態のウェル110の構成の一例を示す。ここでは、容器100の複数のウェル110のうち剥離対象の細胞を含むウェルを拡大した図を示す。図示するように、細胞剥離処理時に、ウェル110は、媒体112、細胞117、及び、培養液118を含む。
FIG. 3 shows an example of the configuration of the well 110 of the present embodiment. Here, the figure which expanded the well containing the cell of peeling object among the some
媒体112は、ゲル114と金微粒子116とを含む。ゲル114は、予め定められた温度以上(例えば、40℃)になると構造が変化するゲル材料であってよく、例えば、コラーゲンゲルまたはゼラチンゲル等であってよい。金微粒子116は、光照射部400が出射する波長の光を吸光して発熱する。
The medium 112 includes a
これにより、光照射部400からの光(図中で点線矢印で示す)が入射した領域近傍にゲル114のみが金微粒子116の発熱により構造が変化し、結果として、光照射された領域に含まれる細胞117のみが足場を失って媒体112から剥離される。観察者は、観察部800でウェル110内を観察しながら、目的の細胞117に光照射をしてよい。この結果、細胞取得部900は、観察ウェル110内に収納される多数の細胞117のうち、目的の細胞117のみ剥離して選択的に取得できる。
As a result, the structure of only the
図4は、本実施形態の容器100の外観の一例を示す。図示するように、容器100は、複数のウェル110がマトリクス状に配置されたマイクロプレートであってよい。容器100のうちウェル110の形成部分以外は、容器100の形成材料で充填されていてよく、これに代えて、少なくとも一部が空隙であってよい。
FIG. 4 shows an example of the appearance of the
図5は、図4に対応する本実施形態の伝熱プレート200の外観の一例を示す。図示するように、伝熱プレート200は、図4のウェル110に対応してマトリクス状に設けられた複数の貫通部220が設けられたプレートであってよい。図5は、複数の開口のそれぞれは、マトリクスの行方向及び/又は列方向において均等な間隔で設けられ、対応するウェルの底面よりも大きい形態を示す。
FIG. 5 shows an example of the appearance of the
これにより、ウェル110と貫通部220の位置合わせが容易になる。これに代えて、複数の開口のそれぞれは、対応するウェル110の底面よりも小さくてもよい。この場合、伝熱プレート200の本体部210の面積が大きくなるので、ウェル110に対する熱伝導性が向上する。
This facilitates the alignment of the well 110 and the through
図6は、本実施形態のウェルプレートユニットの一例を示す。本実施形態において、容器100と伝熱プレート200は、組み合わされてウェルプレートユニットを構成してよい。ウェルプレートユニットは図1に示すように伝熱プレート200上にそのまま容器100が積み重ねられた形態であってよいが、図6に示すように下側が開口された空隙となっている容器100の下側に伝熱プレート200が組み入れられた形態であってもよい。
FIG. 6 shows an example of the well plate unit of the present embodiment. In the present embodiment, the
この場合、容器100は、ウェル110を形成する部分と上側プレート部分と側壁部分とからなる。すなわち、容器100は、図6の上側にはウェル110を形成するくぼみが設けられた上側プレートを有するが、下側にはプレートがなく空隙となっていて、伝熱プレート200の貫通部220も空隙となる。
In this case, the
これにより、複数のウェル110のそれぞれが、対応する貫通部220の複数の開口に嵌め込まれた形態となる。なお、本形態においては複数の開口のそれぞれは対応するウェル110の底面よりも大きくなる。この形態によると容器100の側部からも伝熱プレート200からの加熱がなされるので、より効率的に容器100に熱を伝えることができる。
Thus, each of the plurality of
図7は、本実施形態の細胞剥離装置10の処理フローの一例を示す。本実施形態において、細胞剥離装置10は、S110〜S190の処理を実行する。
FIG. 7 shows an example of a processing flow of the
まず、S110において、加熱によりに流動化する媒体112を、細胞培養用の基材として、複数のウェル110を備える容器100に供給する。媒体112は、加熱により流動化するゲルと金微粒子とを含んでよい。例えば、特許文献1〜2に記載されるように、アセチル化コラーゲンペプチドからアセチル化コラーゲンペプチド修飾デンドリマー溶液を生成し、テトラクロロ金(III)酸溶液を混合し、その後、金イオンを還元して、金微粒子を含むコラーゲンゲルを生成し、これを本実施形態における媒体112としてよい。
First, in S110, a medium 112 that is fluidized by heating is supplied to a
S110において、容器100の複数のウェル110の全部また一部に対して媒体112を供給してよい。また、媒体112の供給後にリン酸緩衝生理食塩水(PBS(−))を供給して、所定の温度(例えば、37℃)で所定時間(例えば、6時間)の間、ウェル110内で溶液を保持することで、媒体112の洗浄を実行してもよい。
In S110, the medium 112 may be supplied to all or a part of the plurality of
次に、S120において、媒体112に細胞117を固定する。例えば、8.0×103個のHela細胞を媒体112に播種してよい。更に、S120において、固定された細胞117に対してDMEM等の培養液118を供給してよい。
Next, in S120, the
次に、S130において、固定された細胞117を培養する。例えば、所定の温度(例えば、37℃)で所定時間(例えば、24時間)、細胞117が固定された容器100を保持し、インキュベーションを実行する。
Next, in S130, the fixed
次に、S140において、容器100のウェル110内を洗浄する。例えば、ウェル110内の培養液118を除去し、PBS(−)等の洗浄液で少なくとも1回(例えば3回)洗浄する。これにより、細胞117を媒体112から剥離する前にウェル110内を洗浄し、剥離作業を実行しやすくし、細胞とともに回収される不純物を低減する。なお、S140を省略してもよい。
Next, in S140, the inside of the well 110 of the
次に、S150において、ウェル110内の溶液の少なくとも一部を除去する。例えば、S140の洗浄が実行された場合、ウェル110内に残存する洗浄液を少なくとも一部除去する。細胞117を保護する観点から、ウェル110に洗浄液を少なくとも一部残存させてもよい。また、ウェル110内の洗浄液を全て除去した後に培養液118を新しく供給してもよい。
Next, in S150, at least a part of the solution in the well 110 is removed. For example, when the cleaning of S140 is executed, at least a part of the cleaning liquid remaining in the well 110 is removed. From the viewpoint of protecting the
また、S140が省略されてウェル110内にS120で供給された培養液118が残存している場合、培養液118のすくなとも一部を除去してもよい。培養液118の一部を除去することで、ウェル110の内容物の熱容量が減少し、媒体112をより短時間で昇温することができる。また、培養液118を全て除去せずに一部残存させておくとウェル110内の細胞117を保護することができる。
When S140 is omitted and the
次に、S160において、容器100をヒーター300で加熱する。例えば、ヒーター300の光透過部310上に伝熱プレート200を搭載し、伝熱プレート200の複数の貫通部220の位置と複数のウェル110と位置が対応するように容器100を伝熱プレート200上に配置し、ヒーター300を発熱させる。これにより、ヒーター300から発生した熱が伝熱プレート200を介して容器100に伝えられる。
Next, in S <b> 160, the
S160の加熱は、予め定められた温度又は加熱時間が達成されるまで継続されてよい。例えば、容器内の媒体112又は培養液118等の溶液が予め定められた温度(例えば、36℃)になったことに応じてS170の処理に進んでよい。
The heating of S160 may be continued until a predetermined temperature or heating time is achieved. For example, the process may proceed to S170 when the solution such as the medium 112 or the
次に、S170において、伝熱プレート200を介して容器100を加熱しながら、ウェル110内の剥離対象の細胞117に対して光照射部400からの光を照射し、当該細胞117を媒体112から剥離する。例えば、観察部800によりウェル110内を拡大して観察しながら、剥離対象の細胞117を特定し、特定した剥離対象の1つの細胞117に向けて光照射部400からレーザー光を照射する。
Next, in S <b> 170, while heating the
光照射部400からの光照射は予め定められた温度又は照射時間が達成されるまで継続されてよい。一例として、剥離対象の細胞117に対して、波長532nmのレーザー光を3mWの強度で10秒間照射する。
Light irradiation from the
光照射部400は、光学部材500、ミラー600、及び、レンズ700を介してヒーター300に出射光を入射させ、ヒーター300の光透過部310及び伝熱プレート200の貫通部220を介して透過してウェル110内の剥離対象の細胞117に光照射する。光照射された細胞117付近の媒体112は、ヒーター300からの熱に加えて、光照射部400からの光照射により加熱されて、流動化する。これにより、光照射部400は、剥離対象の細胞117を媒体112から剥離する。
The
ここで、光照射の前/間に、細胞剥離装置10は、照射光の位置及びフォーカスを調整してよい。例えば、駆動部350は、ステージとして機能するヒーター300を主面方向に移動することで、光照射部400の光照射の位置が剥離対象の細胞117の位置と一致するように調整してよい。
Here, before / between light irradiation, the
また、光学部材500のガルバノミラーの操作を行うことで、光照射部400の光照射の位置を変更してよい。また、細胞剥離装置10は、光学部材500、レンズ700、及び/又はその他の調整装置を調整することにより、レーザー光のフォーカス等の光学条件を調整してよい。
Further, the position of light irradiation of the
S170において、剥離対象の1つの細胞117に対して光照射を実行する代わりに、剥離対象の複数の細胞117に対して一括で光照射を実行してもよい。例えば、剥離対象の細胞117に対応する光照射パターンのデータをあらかじめ作成しておき、光学部材500のDMDまたはSLMにより当該光照射パターンを実現し、光照射部400は当該光照射パターンを介してウェル110に光照射を行ってよい。これにより、光照射部400は、ウェル110内の剥離対象の全部の細胞117を一度の光照射で剥離することができる。
In S170, instead of performing light irradiation on one
次に、S180において全ての剥離対象の細胞117に対する光照射が終了したか否かを判断する。終了した場合、処理をS200に進め、そうでない場合は処理をS190に進める。
Next, in S180, it is determined whether or not the light irradiation to all the
S190において、光照射部400による光照射の対象を変更する。例えば、駆動部350は、ヒーター300を主面方向に移動することで、光照射部400の光照射の位置を別の未剥離の剥離対象の細胞117に変更してよい。また、光学部材500がガルバノミラーの操作を行うことで、光照射部400の光照射の位置を別の未剥離の剥離対象の細胞117に変更してよい。
In S190, the light irradiation target by the
S200において、細胞取得部900が剥離された細胞117を取得する。例えば、観察部800で剥離された細胞117の位置を確認しながら、細胞取得部900が毛細管の先端を剥離された細胞117に近接し、毛細管で細胞117を吸引し、その後、吸引した細胞117を排出することで細胞117を取得してよい。
In S200, the
また、細胞取得部900は、1個ずつ細胞117を回収することに代えて、1又は複数のウェル110における複数の剥離された細胞117を一度に取得してもよい。例えば、容器100を回収容器上に移動し、容器100を覆らすことで容器100内の全部の剥離された細胞117を回収容器内に一括して回収してもよい。
The
このように細胞剥離装置10を用いてS110〜S200の処理を実行することで、本実施形態の細胞剥離方法を実現する。本実施形態の細胞剥離方法によれば、伝熱プレート200を介して加熱により流動化する媒体112をゆるやかに加熱しながら光照射により媒体112を急速に加熱して媒体112を流動化するので、細胞117への侵襲性が高い光照射の時間を従来よりも短くすることができ、より確実に目的の細胞117を取得することができる。
In this way, the cell detachment method according to the present embodiment is realized by executing the processes of S110 to S200 using the
図8は、本実施形態の細胞剥離方法の効果の一例を示す。図8のグラフの横軸はヒーター300による加熱開始からの時間(秒)を示し、縦軸は媒体112の表面温度の測定結果(℃)を示す。測定は、ウェル110に媒体112のみを収容し、培養液118を充填しない条件で行われた。
FIG. 8 shows an example of the effect of the cell peeling method of the present embodiment. The horizontal axis of the graph in FIG. 8 indicates the time (seconds) from the start of heating by the
また、光照射部400からは、約180秒後の時点から532nmのレーザー光が5mWの強度で継続して照射された。図8中の点線グラフは、伝熱プレート200が無くヒーター300上に直接容器100を載置して測定した結果を示し、直線グラフは、アルミニウム製の伝熱プレート200をヒーター300と容器100の間に配置して測定した結果を示す。
Moreover, from the
グラフに示されるように、伝熱プレート200が無い条件では光照射するまでの間の昇温が遅く、光照射をしばらく継続した250秒付近でも媒体112の流動化温度である40℃に達していない。従って、伝熱プレート200がない条件では光照射の時間を長くし、光強度を大きくすることが必要で細胞117への侵襲性が高まる。
As shown in the graph, under the condition where there is no
一方で、伝熱プレート200を用いた場合、光照射をするまでの間に比較的早く昇温しており、光照射後数10秒程度で40℃に達した。このように伝熱プレート200を用いると光照射の時間を比較的短くすることができる。
On the other hand, when the
例えば、本実施形態の細胞剥離方法によると、伝熱プレート200を用いない方法に比べて、光照射強度を12分の1にすることができ、また、光照射時間を1/6にすることができた。また、本実施形態の細胞剥離方法を適用して細胞剥離後も細胞が製造していることをHela細胞及びMDCK細胞に対して確認することができた。
For example, according to the cell detachment method of this embodiment, the light irradiation intensity can be reduced to 1/12 and the light irradiation time can be reduced to 1/6 as compared with the method not using the
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。 The order of execution of each process such as operations, procedures, steps, and stages in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, the description, and the drawings is particularly “before” or “prior to”. It should be noted that the output can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Regarding the operation flow in the claims, the description, and the drawings, even if it is described using “first”, “next”, etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It is not a thing.
10 細胞剥離装置、100 容器、110 ウェル、112 媒体、114 ゲル、116 金微粒子、117 細胞、118 培養液、200 伝熱プレート、210 本体部、212 コア層、214 表面層、216 表面層、220 貫通部、300 ヒーター、310 光透過部、350 駆動部、400 光照射部、500 光学部材、600 ミラー、700 レンズ、800 観察部、900 細胞取得部 10 cell peeling device, 100 container, 110 well, 112 medium, 114 gel, 116 gold fine particle, 117 cell, 118 culture solution, 200 heat transfer plate, 210 main body part, 212 core layer, 214 surface layer, 216 surface layer, 220 Penetration part, 300 heater, 310 light transmission part, 350 drive part, 400 light irradiation part, 500 optical member, 600 mirror, 700 lens, 800 observation part, 900 cell acquisition part
Claims (12)
前記伝熱プレートを構成する素材のバルクとしての熱伝導率は、前記容器を構成する素材のバルクとしての熱伝導率よりも高く、
前記複数のウェルの各々の外側の底面の少なくとも一部に接する本体部と、
前記複数のウェルの各々の内側の底面の少なくとも一部の下方に、前記本体部を貫通するよう構成された透明な複数の貫通部と
を有する伝熱プレート。 A heat transfer plate on which a container having a plurality of wells in which cells are stored is placed,
The thermal conductivity as the bulk of the material constituting the heat transfer plate is higher than the thermal conductivity as the bulk of the material constituting the container,
A main body that contacts at least a portion of the outer bottom surface of each of the plurality of wells;
A heat transfer plate having a plurality of transparent penetrating parts configured to penetrate the main body part below at least a part of an inner bottom surface of each of the plurality of wells.
前記容器が載置された伝熱プレートと、
前記伝熱プレートに接して配置されたヒーターと、
前記ウェル内の対象領域に光照射する光照射部と、
を備え、
前記伝熱プレートに用いられる素材のバルクとしての熱伝導率は、
前記容器に用いられる素材のバルクとしての熱伝導率よりも高く、前記複数のウェルの各々の外側の底面の少なくとも一部に接する本体部と、
前記複数のウェルの各々の内側の底面の少なくとも一部の下方に、前記本体部を貫通した透明な複数の貫通部と
を有する細胞剥離装置。 A container having a plurality of wells;
A heat transfer plate on which the container is placed;
A heater disposed in contact with the heat transfer plate;
A light irradiator for irradiating a target region in the well;
With
The thermal conductivity as a bulk of the material used for the heat transfer plate is:
A body part that is higher in thermal conductivity as a bulk of the material used for the container and is in contact with at least a part of the outer bottom surface of each of the plurality of wells;
A cell detaching apparatus comprising: a plurality of transparent penetrating parts penetrating the main body part below at least a part of an inner bottom surface of each of the plurality of wells.
請求項5に記載の細胞剥離装置。 A cell acquisition unit for acquiring cells;
The cell peeling apparatus according to claim 5.
請求項5または6に記載の細胞剥離装置。 The heater has a light transmission part that transmits light from the light irradiation part,
The cell peeling apparatus according to claim 5 or 6.
請求項5から7のいずれか1項に記載の細胞剥離装置。 An observation unit for magnifying the inside of the well;
The cell peeling apparatus according to any one of claims 5 to 7.
前記容器が載置される伝熱プレートと
を備え、
前記伝熱プレートは、
前記容器よりも熱伝導率が高く、前記複数のウェルの各々の外側の底面の少なくとも一部に接する本体部と、
前記複数のウェルの各々の内側の底面の少なくとも一部の下方に、前記本体部を貫通した透明な複数の貫通部と
を有するウェルプレートユニット。 A container having a plurality of wells for storing cells;
A heat transfer plate on which the container is placed;
The heat transfer plate is
A body portion having a higher thermal conductivity than the container and contacting at least a part of an outer bottom surface of each of the plurality of wells;
A well plate unit having a plurality of transparent through portions penetrating through the main body portion below at least a part of the bottom surface inside each of the plurality of wells.
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