JP2020115823A - 気泡排出方法、粒子捕捉装置、及び粒子解析装置。 - Google Patents

気泡排出方法、粒子捕捉装置、及び粒子解析装置。 Download PDF

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Abstract

【課題】細胞等の粒子捕捉領域を有する粒子捕捉用チップであるマイクロチップを含むチャンバにおいて、チャンバ内の流体に存在する気泡を効率よく排出する技術の提供。【解決手段】少なくとも１つのウェル２又は貫通穴を有し、第一空間３と第二空間４に区切るマイクロチップ１０を含むチャンバ１００において、チャンバ１００内の流体に対して正圧を加える加圧工程と、第一空間３に接続された第一流路及び／又は第二空間４に接続された第二流路を開閉するためのバルブを操作するバルブ開閉工程と、を含む、気泡排出方法。【選択図】図２

Description

本技術は、気泡排出方法、粒子捕捉装置、及び粒子解析装置に関する。
単一細胞などの粒子を解析する技術に注目が集まっている。単一細胞などの粒子を解析する技術では、平面上に配列した多数のマイクロウェルの夫々に細胞を一つずつ捕捉すること、並びに、夫々の細胞の形態を個々に観察して各細胞の特徴を分析すること及び／又は夫々の細胞の試薬との反応を例えば蛍光などを指標として分析することが行なわれうる。
単一細胞などの粒子を解析する技術において用いられる市販入手可能な装置として、例えば、アズワンセルピッキングシステム（アズワン株式会社）を挙げることができる。この装置を使用した解析技術では、一つの細胞が入るサイズを有するウェルを多数有するマイクロチャンバに細胞懸濁液を施与し、当該ウェルのそれぞれの中に一つの細胞を沈降させる。そして、各ウェル内の一つの細胞が、個別に回収及び／又は分析される。当該ウェルは、当該マイクロチャンバ内のチップに設けられている。当該チップとして、細胞のサイズに合わせた複数種類のチップが用意されている。例えば、φ３０μｍのウェルがＸ及びＹ方向に８０μｍピッチで配列されたチップ（約８万ウェル）、及び、φ１０μｍのウェルがＸ及びＹ方向に３０μｍピッチで配列されたチップ（約３０万ウェル）などが用意されている。この装置によって各ウェル内に単離された細胞個々の特性が、蛍光検出などの手段で観察される。そして、関心のある細胞が、マイクロマニュピレータによりウェルから抽出され、96孔／384孔プレートへ移され、そして、例えばシークエンシングなどのより詳細な解析に付されうる。
また、１つの細胞を１つのウェル内に捕捉する技術として、例えば、下記特許文献１に記載されている技術を挙げることができる。下記特許文献１には、「サイズ選択マイクロキャビティアレイにより血液試料中に含まれる循環腫瘍細胞(ＣＴＣ)を捕捉することができるマイクロ流体デバイスであって、試料供給口と試料排出口、及び試料供給口と試料排出口を連通するマイクロ流路が形成され、マイクロ流路の一部に相当する位置にサイズ選択マイクロキャビティアレイ用開口窓が設けられた上部部材と；前記上部部材の開口窓の下方に相当する位置に、ＣＴＣ捕捉用の孔径、孔数、配置が制御された微細貫通穴を有するサイズ選択マイクロキャビティアレイと、該サイズ選択マイクロキャビティアレイを保持する密封性シールからなるマイクロキャビティアレイ保持部と；前記サイズ選択マイクロキャビティアレイの下方に相当する位置に設けられた吸引用開口窓と、前記吸引用開口窓と吸引口を連通する吸引流路が形成された下部部材と；を備えていることを特徴とするマイクロ流体デバイス。」が記載されている。
また、特許文献２には、被検出部の加熱などにより被検出部内の液体に気泡が発生した場合でも、当該気泡を取り除き、精度良い検出を行うことのできるマイクロチップ検査システムを提供することを目的とすることが記載されている。そして、特許文献２には、「そのためには、少なくとも標的物質と前記標的物質に特異的に結合する試薬とを含み、標的物質と前記試薬との反応が行われ、被検出部において反応の検出が行われるマイクロチップと、マイクロチップを収容可能なマイクロチップ収容部と、マイクロチップ収容部に収容されたマイクロチップの被検出部に対応して設けられ、反応の検出を行う光検出部と、マイクロチップ収容部に収容されたマイクロチップの被検出部内の気泡を除去する気泡除去手段と、気泡除去手段を作動させた後、反応の検出を行うよう光検出部を制御する制御部と、を有するマイクロチップ検査システムとすること」が記載されている。
特開２０１１−１６３８３０号公報 国際公開２００８／０９６５６３号公報
昨今のライフサイエンス領域への関心の高まりから、フローサイトメトリーなどの液状検体を行うことが多くなっている。しかし、流体を扱うと流路内に混入してしまう気泡が必ずあり、流路内から気泡を排出することは難しい。この混入した気泡が本来の測定などに影響を与え、最悪の場合、偽陰性や偽陽性となり、診断や判断に悪影響を及ぼすことがあることに、本開示者は着目した。
しかし、現時点において、本開示者が知る限り、混入した気泡に対する策として、上記特許文献２（例えば段落〔００８９〕〔００９５〕など）に、加圧による飽和ガス濃度の上昇で、混入した気泡の液体内への溶解を促すのみである。
特許文献２では、加圧によって液体内に気泡を溶解させた状態で液体ごと排出させるという考えであるため、気泡が大きくなり過ぎると液体内に溶解させることは難しいと本開示者は考えた。仮に大きくなり過ぎた気泡を溶解させるためには、より大きな圧力を必要となる。この場合、この加圧によって、装置の損傷など（例えばマイクロチップやマイクロチップを含むチャンバなどの流路への損傷など）のトラブルも生じやすいと本開示者は考えた。
そこで、本開示者は、流体に混入した気泡を排出する新たな試みが必要であり、このような混入した気泡を排出する技術が今後さらに必要になると考えた。
よって、本技術では、チャンバ内の流体に存在する気泡を効率よく排出する技術を提供することを主目的とする。
本技術では、少なくとも１つのウェル又は貫通穴を有し、第一空間と第二空間に区切るマイクロチップを含むチャンバにおいて、
前記チャンバ内の流体に対して正圧を加える加圧工程と、
前記第一空間に接続された第一流路及び／又は前記第二空間に接続された第二流路を開閉するためのバルブを操作するバルブ開閉工程と、を含む、気泡排出方法を提供することができる。
また、本技術では、前記マイクロチップが少なくとも1つのウェル又は貫通穴を含む粒子捕捉領域を有する粒子捕捉用チップであってもよい。
また、本技術では、前記第一流路は、流体が供給される第一供給バルブ及び流体が排出される第一排出バルブに接続された流路である、及び／又は、
前記第二流路は、流体が供給される第二供給バルブ及び流体が排出される第二排出バルブに接続された流路である、という構成であってもよい。
本技術は、前記バルブ開閉工程は、前記チャンバ内の流体に対して正圧を加えた後に前記供給バルブ及び／又は前記排出バルブを開閉し、前記チャンバから気泡を排出処理する工程を含んでもよい。
本技術は、前記加圧工程及び前記バルブ開閉工程を繰り返し行ってもよい。
本技術は、さらに、前記チャンバ内の気泡を撮像し取得された情報に基づいて、前記チャンバ内の気泡を解析する気泡解析工程を含んでもよい。
本技術は、前記気泡解析工程において前記チャンバ内の気泡が所定条件に該当するか否かを判定し、前記気泡が所定条件に該当すると判定した場合に、前記加圧工程及び前記バルブ開閉工程を行ってもよい。
本技術は、前記加圧工程において、前記供給バルブを開き、前記供給バルブ以外のバルブを閉じた状態で、前記チャンバ内の流体に対して加圧し、
前記バルブ開閉工程において、前記供給バルブを閉じた後、前記閉じたバルブの内いずれか１つ以上を断続的に開く、という構成であってもよい。
本技術は、前記加圧工程において、前記供給バルブを開き、前記供給バルブ以外のバルブを閉じた状態で、前記チャンバ内の流体に対して加圧し、
前記バルブ開閉工程において、前記閉じたバルブの内いずれか１つ以上を開く、という構成であってもよい。
本技術は、前記粒子が、単一細胞であってもよい。
また、本技術の別の側面として、少なくとも1つのウェル又は貫通穴を有し、第一空間と第二空間とに区切るマイクロチップを含むチャンバにおいて、
前記チャンバ内の流体に対して正圧を加える加圧工程と、前記第一空間に接続された第一流路及び／又は前記第二空間に接続された第二流路を開閉するためのバルブを操作するバルブ開閉工程を行い、前記チャンバ内の気泡を排出するように制御する圧力制御部、を備えており、
前記ウェル又は貫通穴に粒子を捕捉する、粒子捕捉装置を提供することができる。
本技術は、前記マイクロチップが、前記第一空間の上方が排出方向に従い高くなるように構成されていてもよい。
本技術は、前記マイクロチップは、幅方向の断面積が排出方向に従い大きくなるように構成されていてもよい。
本技術の別の側面として、少なくとも1つのウェル又は貫通穴を有し、第一空間と第二空間とに区切るマイクロチップを含むチャンバにおいて、
前記チャンバ内の流体に対して正圧を加える加圧工程と、前記第一空間に接続された第一流路及び／又は前記第二空間に接続された第二流路を開閉するためのバルブを操作するバルブ開閉工程を行い、前記チャンバ内の気泡を排出するように制御する圧力制御部、
前記チャンバ内の気泡を、及び／又は、前記ウェル又は貫通穴に捕捉された粒子を、顕微鏡にて撮像する観察部、及び、
前記観察部からの取得された情報に基づいて、前記気泡及び／又は前記捕捉粒子に関する解析を行う解析部と、を備える、粒子解析装置を提供することができる。
本技術に係る気泡排出方法に用いるチャンバの一例を示す図である。 本技術に係る気泡排出システム及び気泡排出方法を示す模式図である。 本技術に係る気泡排出方法の一例を示す模式図である。 本技術に係る気泡排出方法の一例を示す模式図である。 本技術に係る気泡排出方法に用いるマイクロチップの変形例を示す図である。 本技術に係るチャンバ内に設けられるウェル・貫通穴領域にあるウェル又は貫通穴の例を示す図である。 本技術に係る粒子捕捉装置又は粒子解析装置の概念図を示す図である。 本技術に係るチャンバの変形例を示す図である。 本技術の装置の一例のブロック図である。 本技術の粒子捕捉用チャンバ内に設けられるウェルの一例を示す模式図である。
以下、本技術を実施するための好適な形態について図面を参照しながら説明する。
以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。なお、説明は以下の順序で行う。なお、図面については、同一又は同などの要素又は部材には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。また、本技術により奏される効果は、項目ごとに記載された効果に必ずしも限定されるものではなく、本明細書中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
１．本技術に係る気泡排出方法
＜１−１．本技術の第一の実施形態の気泡排出方法＞
＜１−２．本技術の第二の実施形態の気泡排出方法＞
＜１−３．本技術の第三の実施形態の気泡排出方法＞
＜１−４．本技術の気泡排出方法を用いる他の実施形態＞
＜１−４（Ａ）本技術の粒子捕捉方法及び粒子解析方法の例１＞
＜１−４（Ｂ）本技術の粒子捕捉方法及び粒子解析方法の例２＞
＜１−５．本技術の気泡排出方法における実施例１〜３＞
２．本技術に係る装置
＜２−１．本技術に係るチャンバ及び圧力制御部を備える装置＞
＜２−２．本技術に係るチャンバ及びマイクロチップ＞
＜２−３．本技術に係る粒子捕捉装置＞
＜２−４．本技術に係る粒子解析装置＞
＜２−５．本技術に係る装置の例１＞
＜２−６．本技術に係る装置の例２＞
１．本技術に係る気泡排出方法
本技術は、少なくとも１つのウェル又は貫通穴を有し、第一空間と第二空間に区切るマイクロチップを含むチャンバにおいて、気泡排出方法を提供するものである（例えば、図１〜５参照）。当該気泡排出方法は、前記チャンバ内の流体に対して正圧を加える加圧工程と、前記第一空間に接続された第一流路及び／又は前記第二空間に接続された第二流路を開閉するためのバルブを操作するバルブ開閉工程と、を含むものである。これにより、チャンバ内の流体に存在する気泡を効率よく排出することができる。
本技術において、チャンバとは、流体が移動するための空間が設けられた構造物である。当該流体は、特に限定されず、液体又は気体のいずれでもよい。また、当該流体は、粒子を含んでいてもよく、粒子の詳細については後述する。マイクロチップは粒子捕捉用のマイクロチップであってもよく、当該マイクロチップは少なくとも1つのウェル又は貫通穴を含む粒子捕捉領域を有することが好適である。
また、本技術のチャンバに備えうる、ウェルや貫通穴、第一空間や第二空間、第一流路や第二流路などの空間は、流体が適宜移動できうるような構成を採用することができ、これらの構成については特に限定されない。
本技術のチャンバは、少なくとも１つのウェル又は貫通穴を有し、第一空間と第二空間に区切るように構成されていることが好適である。本技術において、第一空間は、流体が適宜移動できうる流路又は当該流路を含む部分でありうる。また、本技術において、第二空間は、流体が適宜移動できうる流路又は当該流路を含む部分でありうる。
本技術のチャンバは、１つのウェル又は１つの貫通穴を少なくとも含む領域（以下、「ウェル・貫通穴領域」ともいう）を有することが好適である。当該ウェル又は貫通穴は、第一空間及び／又は第二空間に連通されうる。前記ウェル又は貫通穴は、前記第一空間及び／又は第二空間に連通するための孔を設けてもよく、当該孔を介してウェル又は貫通穴と前記第一空間及び／又は第二空間とが連通されうる。前記ウェルや貫通穴の形状などの詳細は後述するが、ウェル又は貫通穴において、粒子が流入する開口は、上向き又は下向きのいずれでもよいが、開口が上向きである場合、自重等の沈降方向で粒子を捕捉できる観点で、好ましい。当該ウェル・貫通穴領域は、少なくとも1つのウェル又は貫通穴を含む粒子捕捉領域として機能することも可能である。
また、本技術のチャンバは、少なくとも１つのウェル又は貫通穴を有するマイクロチップを含む構成を採用することができる。また、本技術は、少なくとも１つのウェル又は貫通穴を有し、第一空間と第二空間に区切るマイクロチップの構成を採用することも可能であり、また、当該マイクロチップを含むチャンバの構成を採用することも可能である。
本技術の気泡排出方法は、前記チャンバにおいて、加圧工程及びバルブ開閉工程を少なくとも行う方法である。本技術は、チャンバ内の気泡を解析する気泡解析工程をさらに行うことが、より好適である。当該気泡排出方法において、気泡解析工程にてチャンバ内にある気泡の状況を把握し適切に処理することは、気泡を効率よく排出できる観点から、好ましい。
本技術の気泡排出方法は、前記チャンバ内の第一流路及び第二流路のそれぞれに第一バルブ及び第二バルブを有するような構成と、チャンバ内の圧力を制御する圧力制御部を有するような構成とを備える装置にて行うことが好ましい。第一バルブ及び第二バルブのそれぞれのバルブ数は、単数又は複数のいずれでもよい。第一バルブ及び第二バルブのそれぞれのバルブの数は、供給及び排出を行う観点から、それぞれ少なくとも２つ以上であることが好適である。
本技術の第一流路は、流体が供給される第一供給バルブ及び流体が排出される第一排出バルブに接続された流路であることが好ましい。また、本技術の第一流路は、前記第一空間に接続されると共に、流体が供給される第一供給バルブ及び流体が排出される第一排出バルブに接続されるように構成されていることが好適である。第一流路は、複数有することが好ましく、第一供給バルブ側に１つと第一排出バルブ側に１つを有することがより好ましい。第一供給バルブ側の第一流路と第一排出バルブ側の第一流路との間に第一空間が存在し、当該第一空間は両者の第一流路に接続されているような構成が好適である。第一供給バルブ及び第一排出バルブの開閉により、チャンバ内（主に第一空間内）の流速や流圧などの流体の制御も容易に行うことができる。
本技術の第二流路は、流体が供給される第二供給バルブ及び流体が排出される第二排出バルブに接続された流路であることが好ましい。また、本技術の第二流路は、前記第二空間に接続されると共に、流体が供給される第二供給バルブ及び流体が排出される第二排出バルブに接続されるように構成されていることが好適である。第二流路は、複数有することが好ましく、第二供給バルブ側に一つと第二排出バルブ側に１つを有することがより好ましい。第二供給バルブ側の第二流路と第二排出バルブ側の第二流路との間に第二空間が存在し、当該第二空間は両者の第二流路に接続されているような構成が好適である。第二供給バルブ及び第二排出バルブの開閉により、チャンバ内（主に第二空間内）の流速や流圧などの流体の制御も容易に行うことができる。
また、本技術の気泡排出方法に用いられるチャンバは、第一流路が接続された第一空間と、第二流路が接続された第二空間との間に、ウェル又は貫通穴を有する領域を備えるような構成を採用することが好適である。前記第一空間及び前記第二空間は、サンドイッチ構造のように、ウェル・貫通穴領域を挟むように配置されていることが好適であり、第一空間又は第二空間の流体は、ウェル・貫通穴領域を介して他方の第二空間又は第一空間に移動することが可能である。
本技術の気泡排出方法は、このような構成を有するチャンバにおいて、当該チャンバ内の圧力を制御することにより、混入した気泡をより効率よく取り除くことができる。
なお、本技術における加圧工程及びバルブ開閉工程の前に、チャンバ内には、緩衝液等の流体を流入させる。チャンバ内に流体を流すことによって、混入した気泡をある程度は排出させることができるが、実際にはチャンバ内に気泡が残存することが多く、気泡を完全に排出させることは難しい。本技術の気泡排出方法を実行することにより、このようなチャンバ内に混入した気泡を効率よく排出させることができる。また、本技術の気泡排出方法を実行することにより、チャンバ内から気泡が排出されて、ウェル・貫通穴領域、第一空間や第二空間などのチャンバ内を、より気泡がない状態の流体で満たすことができる。本技術によれば、より気泡がない状態の流体で粒子捕捉や粒子解析等を行うことができるので、これらの精度を向上させることができる。
本技術では、チャンバ内に第一空間及び第二空間が配置されているが、この第一空間又は第二空間に混入した気泡が存在する場合がある。
チャンバ内の第一空間に気泡が存在する場合、第一バルブを用いて、気泡の排出を行うことが好適である。より具体的には、チャンバ内の第一空間に存在する気泡は、第一供給バルブ及び第一排出バルブを用いて、気泡の排出を行うことが、効率の観点から、より好適である。
また、チャンバ内の第二空間に気泡が存在する場合、第二バルブを用いて、気泡の排出を行うことが好適である。より具体的には、チャンバ内の第二空間に存在する気泡は、第二供給バルブ及び第二排出バルブを用いて、気泡の排出を行うことが、効率の観点から、より好適である。
なお、本技術において、第一空間を上に配置して、第一空間を上流路とし第二空間を下流路としてもよく、その逆に、第二空間を上に配置して、第一空間を下流路とし第二空間を上流路とすることもできる。
本技術における加圧工程及びバルブ開閉工程を含む基本的工程の例１〜３について、以下に説明する（例えば、図３〜５参照）が、本技術はこれに限定されない。また、本技術において、供給側とは、流体を供給する側であり、より具体的にはバルブ供給側である。また、本技術において、排出側とは、流体を排出する側であり、より具体的にはバルブ排出側である。
基本的工程の例１（例えば、図３参照）：全ての出入り口（供給側及び排出側）のバルブを閉じた状態で、１つのバルブを開く。開いたバルブから流体に正圧を加えてチャンバ内の気泡を収縮させた後に、そのバルブを閉じる。そして、１つの排出バルブを開くことにより、気泡が膨張して、気泡は一定距離を移動し停止する。そして、排出バルブを断続的に開くことにより、気泡は膨張と収縮とを繰り返し、この膨張と収縮によって気泡は一定距離だけ移動することと停止することを繰り返す。この繰り返しにより、排出側の出口まで気泡を移動させる。例えば、より具体的な例として、排出バルブを開いたときに収縮していた気泡は膨張し排出側に一定距離だけ移動して停止する；排出バルブを閉じたときには膨張していた気泡は停止状態で収縮する；排出バルブを再び開いたときに気泡は膨張し再び排出側に移動し停止する。このとき、使用する供給バルブ及び排出バルブは、同じ空間に流路などを介して接続されていることが好適である。このように、正圧を加える加圧工程と、バルブの開閉を断続的に行うバルブ開閉工程を行うことが好ましく、さらに好ましくは、この加圧工程及びバルブ開閉工程を繰り返して行うことである。これにより、チャンバ内から気泡を排出処理することができる。
基本的工程の例２（例えば、図４参照）：全ての出入り口（供給側及び排出側）のバルブを閉じ、次いで１つのバルブを開く。開いたバルブから流体に正圧を加えて気泡を収縮させた状態で、このバルブを閉じずに、１つの排出バルブを開き、いきよいよく気泡を排出側の出口から排出する。このとき、使用する供給バルブ及び排出バルブは、同じ空間に流路などを介して接続されていることが好適である。このように、正圧を加える加圧工程と、加圧状態でバルブを開くバルブ開閉工程を行うことが好ましい。これにより、チャンバ内から気泡を排出処理することができる。
基本的工程の例３（例えば、図５参照）：上流路の高さを第一排出バルブの出口に向かうに従い高くしていくように構成することにより、気泡を出口に誘導させることができる。気泡は自重とは逆方向に進みやすい特性を利用して、出口に向かうに従い高くなる傾斜を上流路に設ける。上流路は、第一空間又は第二空間のいずれかで上方にした方の空間をいう。この構造特性を利用することにより、チャンバ内から気泡を排出処理することができる。
本技術において、基本的工程の例１〜３を適宜組み合わせ、例えば基本的工程の例１及び例２の組み合わせなど、を採用することで、高い確立でチャンバ内の気泡を排出処理することができる。
本技術の気泡排出方法について、以下にさらに詳しく説明する。
本技術における加圧工程は、前記チャンバ内の流体に対して正圧を加えることを行う。
チャンバ内の流体に対して正圧を加えることで、チャンバ内の流体中の気泡が収縮する又は流体中に溶解されうる。例えば、加圧工程により収縮した気泡は、流体を移動する際に内壁面等への接触が少なくなる等により、流体中の流れにのって移動しやすくなる。また、例えば、加圧工程により内壁面等に接触し付着していた気泡が収縮することで、収縮した気泡が内壁面より外れたり収縮した気泡の接触面が小さくなり、収縮した気泡が流体の流れにのって移動しやすくなる。
前記加圧工程において、正圧を加える場合、正圧を加える側は、流体を供給する側や排出する側のいずれからでもよく、特に限定されない。より好適には、正圧を加える場合、流体を供給する側（より具体的にはバルブ供給側）から行うことが好適であり、正圧を加えたときに流体を排出する側（より具体的にはバルブ排出側）に気泡を移動させることもできるためである。
正圧を加える手段は、特に限定されず、例えば、流体の流量や流圧を調整できる装置（例えば、ポンプなど）などが挙げられる。当該正圧を加える手段は、バルブ開閉手段とは別に構成されていてもよいし、ポンプやバルブ等をバルブ開閉手段と共有して使用するような構成であってもよい。
さらに、当該正圧を加える手段は、圧力制御部によって、流体の加圧などを制御されうることが好適である。また、正圧を加えるための流路を、チャンバ内に第一流路及び第二流路とは別に新たに設けて、第一空間又は第二空間に接続してもよい。また、正圧を加えるための流路として、第一流路又は第二流路を使用してもよく、これによりチャンバ内の構成が簡略化できる。
本技術におけるバルブ開閉工程では、前記第一空間に接続された第一流路を開閉するためのバルブを操作する、及び／又は、前記第二空間に接続された第二流路を開閉するためのバルブを操作する、ことが好ましい。加圧工程後にバルブを開くことで、開いた側にチャンバ内の気泡が移動することになる。開くバルブは、流体を排出する側（例えば、バルブ排出側）であることが好適であり、バルブを開いたときに流体を排出する側に気泡を移動させることができる。また、気泡は流体のなかで浮上するので、上方にある空間（具体的には第一空間又は第二空間）に接続されている排出バルブを開くことが好適である。流体を排出する側のバルブに接続されているポンプ等の吸引手段により、気泡を吸引して排出を促してもよい。
さらに、開いたバルブについて、これを閉じた後に開閉を断続的に繰り返すことで、気泡の膨張収縮で排出側に気泡を移動させることができる。断続的な開閉の繰り返しの間で、さらに上述した加圧工程を再度行い、チャンバ内（特に第一空間や第二区間）を加圧状態にしてもよい。加圧により気泡が移動する距離を増やすことができ、気泡を効率よく排出させることができるので、好適である。
チャンバ内のバルブ（例えば、開閉弁、流量調整弁、流圧調整弁など又はこれらの２種以上の組み合わせなど）の開閉は、圧力制御部によって制御されうることが好適である。これにより、チャンバ内の第一流路及び／又は第二流路を開閉するためのバルブを操作することができる。当該開閉により、第一流路及び第二流路にそれぞれ接続されている第一空間及び第二空間で移動する流体（例えば、流量や流圧など）を制御することができ、チャンバ内の気泡をより効率よく排出することができる。
本技術におけるバルブ開閉工程は、前記チャンバ内の流体に対して正圧を加えた後に供給バルブ及び／又は排出バルブを適宜開閉することが好適である。これにより、前記チャンバ内における気泡の膨張と収縮によって移動させ、チャンバ内から気泡を効率よく排出することができる。
さらに、本技術は、前記加圧工程及び前記バルブ開閉工程を繰り返し行うことが好適である。加圧工程は、チャンバ内の気泡を収縮させる又は流体に溶解させることができ、次いで行うバルブ開閉工程は、チャンバ内に存在する気泡を排出側に移動させることができる。さらに、加圧工程及びバルブ開閉工程を繰り返すことで、気泡の移動距離／１ターンが総和されていき、排出側に気泡を効率よく移動させることができる。チャンバ内の気泡が排出されるまで、この繰り返しを行うことが好適である。この繰り返しの程度の判断を行う場合には、粒子解析工程を並列して行い、観察部にてチャンバ内の気泡の移動状況を観察することが望ましい。
この加圧工程及びバルブ開閉工程の繰り返しによって、チャンバ内の流体（例えば、流速や流圧など）の制御を行うことができ、当該制御によってチャンバ内の気泡を効率よく排出することができる。
本技術は、加圧工程及びバルブ開閉工程に加えて、気泡解析工程をさらに行うことが、好適である。当該気泡解析工程にて、チャンバ内の気泡をより良好に効率よく排出することができる。本技術の気泡排出方法において、当該気泡解析工程の順番及び配置は特に限定されず、当該気泡解析工程は、加圧工程やバルブ開閉工程を行っている同時期又は別の時期に行うことも可能である。当該気泡解析工程は、加圧工程及びバルブ開閉工程と並列して行うことが、気泡状況を追跡し、加圧工程及びバルブ開閉工程を行う状況を判断しやすいので、好適である。
本技術の気泡解析工程において、前記チャンバ内の気泡を撮像し取得された情報に基づいて、当該チャンバ内の気泡を解析する。前記チャンバ内の気泡の解析については観察部や解析部からの撮像取得情報に基づき判断を行うことが可能である。当該気泡解析工程において、この解析結果に基づき、チャンバ内に気泡が存在する場合には、チャンバ内に気泡が存在しなくなるまで、前記加圧工程及び前記バルブ開閉工程を適宜行うように、圧力制御部などに命令を行うことが好適である。さらに気泡解析工程を行うことで、チャンバ内の流体に存在する気泡をより確実により効率よく排出することができ、これにより粒子捕捉や粒子解析などの精度をより向上させることもできる。
さらに、本技術における気泡解析工程は、前記チャンバ内の気泡が所定条件に該当するか否かを判断することが好適である。当該気泡解析工程は、前記気泡が所定条件に該当すると判断した場合に、前記加圧工程及び前記バルブ開閉工程を行うように命令することが好適である。当該判断を行う部は、解析部でもよいし、圧力制御部でもよいし、観察部でもよいし、これらを統括する中央制御部でもよいし、特に限定されない。また、所定条件を記憶しておく場合、これらの部でも可能であるが特に限定されず、外部又は内部にある記憶部で記憶されていてもよい。これにより、当該制御によってチャンバ内の気泡を効率よく排出することができる。
当該所定の条件は、適宜設定してもよいし、人工知能（ＡＩ）システムで気泡情報などを蓄積して条件を設定又は再設定を行ってもよい。
本技術において、チャンバ内に気泡が存在すると判断するときの気泡の大きさや数は、特に限定されず、適宜対応可能である。チャンバ内に気泡が存在すると判断するときの気泡の大きさは、記憶部や解析部などの各部において、予め適宜設定しておくことができる。
前記判断するときの気泡の数として、特に限定されないが、好適には加圧したときに流体に溶解しない気泡がチャンバ内に単数又は複数存在している場合に、気泡の数や存在場所等の気泡の状態を圧力制御部に出力することが、効率性の観点から、好適である。
前記判断するときの気泡の大きさは特に限定されないが、正圧を加える前の気泡の大きさが、好適にはΦ５０μｍ以上、より好適にはΦ２０μｍ以上のときに本技術を行うことが好ましい。チャンバ内の気泡の大きさが一定以下の場合には、チャンバ内の流体に対して正圧を加えて流体に溶解させて気泡を排出させることが、効率性の観点から、好ましい。
また、正圧を加えた後の気泡の大きさが、所定の大きさより大きいと判断した場合には、一気に気泡を排出するような工程（例えば第二実施形態）を採用するように、圧力制御部に出力することが、効率性の観点から、好適である。正圧を加えたときの気泡の大きさが、好適にはΦ２００μｍ以上、より好適にはΦ５００μｍ以上のときに、一気に気泡を排出するような工程を行うことが好ましい。
また、前記チャンバ内の気泡を撮像する手段としては、後述するような、顕微鏡や撮像装置などが挙げられるが、特に限定されない。当該チャンバ内の気泡を撮像する手段は、粒子解析を行うことが可能な観察部であってもよいし、粒子や気泡を解析する解析部と協働するような構成であってもよいし、当該観察部や解析部によって撮像が制御されてもよい。
前記気泡を解析する手段は、後述するような解析部や観察部のような構成を採用することが好適であり、前記チャンバ内の気泡を撮像し取得された情報を解析してもよい。
本技術の気泡を解析する手段は、気泡解析情報を他の部から取得してチャンバ内の気泡の状態を解析し、チャンバ内の気泡を効率よく排出する方法を検討できるように構成されていることが好適である。
本技術の気泡解析工程において、気泡排出条件を設定し実行するように命令することもできる。このときの気泡排出条件として、例えば、上述の他に、本技術における気泡排出の各手順や各工程（例えば、第一〜第三の実施形態等）の選択、用いるバルブの選択なども適宜設定することができるが、本技術はこれに限定されない。
一例として、気泡解析において、気泡が所定条件以下であると判断した場合には、圧力制御部などが、第一の実施形態の気泡排出方法を選択し実行するように命令することができる。また、気泡解析において、気泡がないと判断する条件に達するまで、圧力制御部などが、第一の実施形態の気泡排出方法を繰り返し行うことを選択し実行するように命令することができる。
また、気泡解析において、気泡が所定以上に多数存在すると判断した場合には、圧力制御部などが、第二の実施形態の気泡排出方法を選択し実行するように命令することができる。その後、気泡解析工程において、所定条件以下になったと判断した場合には、圧力制御部などが、第一の実施形態の気泡排出方法に切り替えを実行するように命令することができる。
なお、本技術の気泡排出方法を、各種装置のＣＰＵなどを含む制御部、及び記憶媒体（ＵＳＢメモリ、ＨＤＤ、ＣＤやネットワークサーバなど）などを備えるハードウエア資源にプログラムとして格納し、制御部によって実現させることも可能である。また、本技術は、本技術の気泡排出方法として、コンピュータを機能させるためのプログラムとすることも可能である。
本技術によれば、チャンバ内の流体に存在する気泡を効率よく排出することができる。これにより、流路系を用いる粒子の分析、粒子の捕捉、粒子の解析などのための装置やシステムにおいて、粒子解析や粒子捕捉などの精度や効率などを向上させることが可能である。例えば、従来技術の場合、気泡が混入した領域については細胞などの粒子の分画捕捉ができないが、本技術によって混入気泡が排出できることによって分画捕捉できる細胞など粒子の数が増える。例えば、イメージングなどの画像解析によって形状から細胞などの粒子のカウントをする場合、細胞などの粒子と同程度の大きさの気泡が混入していると偽陽性になってしまうが、本技術によって混入した気泡が排出できることによってこのようなことを低減、防止又は回避することができる。例えば、細胞などの粒子捕捉する場合、細胞などの粒子を捕捉した後の細胞などの粒子イメージング画像で、気泡が混入している場合と比較して、本技術によって本技術によって混入した気泡が排出できることによってより良好なコントラストが得られる。
なお、本技術により奏される効果は、ここに記載された効果に必ずしも限定されるものではなく、本明細書中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
＜１−１．本技術の第一の実施形態の気泡排出方法＞
本技術の第一の実施形態の気泡排出方法として以下に説明する（例えば、図２及び図３参照）。
本技術の気泡排出方法の開始は、チャンバ内に流体が存在していれば、特に限定されない。例えば、いずれかのバルブ５１，５２，６１，６２を開き、チャンバ内に流体を流し込んでから、又は、既にチャンバ内に流体が流入している状態から、本技術における気泡の排出を行うことを開始する。チャンバ内に気泡が確認できない場合でも、本技術の気泡排出方法を少なくとも１回行うことが、望ましい。これにより、観察で見落としていた気泡を排出でき、その後の粒子捕捉や粒子解析の精度を向上できる。
本技術の第一の実施形態において、チャンバ内に流体が存在している状態で、全てのバルブ５１，５２，６１，６２を閉じることが好ましい（例えば、図３Ａ参照）。そして、正圧を加えるために供給バルブを開き、この供給バルブ以外のバルブを閉じた状態で、前記チャンバ内の流体に対して正圧を加える（図３Ｂ参照：加圧工程）。正圧を加えることにより、チャンバ内の気泡３０は、収縮して小さくなる、又は流体中に溶解する。
なお、正圧を加えるための供給バルブは、気泡３０が存在している空間と接続している供給バルブが好ましい。例えば、第一空間３に気泡が存在している場合には、第一供給バルブ５１が好ましく、第二空間４に気泡が存在している場合には、第二供給バルブ６１が好ましい。また、第一空間３が上方である場合には、気泡は浮上しやすいので、第一供給バルブ５１が好ましい。
さらに、前記バルブ開閉工程において、上述の供給バルブを閉じ、全てのバルブ５１，５２，６１，６２を閉じる。閉じたバルブのうちでいずれか１つ以上のバルブを開く（例えば、図３Ｃ参照）。バルブを開くことで、混入した気泡が膨張しつつ開いたバルブ側に移動する。
このとき開くバルブとして、正圧を加えるときの供給バルブと同じ空間（第一空間又は第二空間）に接続されている排出バルブを開くことが好適である。例えば、第一供給バルブ５１の場合には第一排出バルブ５２が好ましく、第二供給バルブ６１の場合には第二排出バルブ６２が好ましい。排出バルブを開くことで、混入した気泡が排出側にさらに移動する。
排出バルブを開閉することにより、チャンバ内に混入した気泡が排出バルブを開いたときに膨張し、排出バルブを閉じたときに収縮しながら、気泡は排出バルブ側に移動する。このときの気泡の動きとして、気泡は膨張のときに移動し、収縮のときに停止する。
さらに、排出バルブを断続的に開閉することが好ましく、断続的に開閉することで、気泡の膨張収縮によって、気泡は移動と停止を繰り返しながら、排出バルブ側に移動させることができる。この断続的な開閉を行うとき、同じ排出バルブ（例えば、第一排出バルブと第一排出バルブ）を用いてもよく、異なる排出バルブ（例えば、第一排出バルブと第二排出バルブ）を用いてもよい。より好ましくは、同じ排出バルブを用いて断続的に開閉することである。
なお、流体は、図３に示すように、上述のような加圧工程や開閉工程よって、第一排出バルブ５２側に移動するとともに、ウェル・貫通穴領域９を経て第二排出バルブ６２側にも移動することができる。
このような加圧工程及びバルブ開閉工程により、チャンバ内から気泡をより効率よく排出処理することができる。
前記バルブ開閉工程において、正圧を加えるための供給バルブの開閉と、次いで排出バルブの断続的な開閉とを繰り返し行うことが好適である。より具体的には、例えば、供給バルブを開いてチャンバ内の流体に正圧を加えて気泡を収縮させ、その後供給バルブを閉じ、次いで排出バルブの開閉を断続的に行い、気泡の膨張と収縮を繰り返し行い、排出バルブ側に移動させる。これにより、チャンバ内の気泡を排出側により効率よく移動させることができる。さらに、排出バルブ側を吸引などで負圧することで、排出側への気泡の移動をさらに促してもよい。このような断続的なバルブ開閉により、チャンバ内から気泡をより効率よく排出処理することができる。
また、本技術の第一の実施形態の気泡排出方法において、第一空間３又は第一流路５に気泡が存在する場合、第一空間３及び第一流路５に接続されている第一バルブ（第一供給バルブ５１、第一排出バルブ５２）を用いて気泡の排出を行うことが好ましい。また、第二空間４又は第二流路６に気泡が存在する場合には、第二空間４及び第二流路６に接続されている第二バルブ（第二供給バルブ６１、第二排出バルブ６２）を用いて気泡の排出を行うことが好ましい。
流体中において気泡は重力の反対方向に上昇しやすいので、上方になっている空間及び流路に接続されているバルブを用いて気泡の排出を行うことが好ましい。例えば、第一空間が上面で第二空間が下面になっている場合には、第一空間及び第一流路に接続されている第一バルブを用いて気泡の排出を行うことが好ましい。当該第一実施形態の方法は、チャンバ内に存在する小さめの気泡に対して有効である。
さらに、チャンバ内の気泡の状態を撮像により観察してもよい。気泡の観察により、チャンバ内の気泡を排出するまで本技術の気泡の排出を効率よく行うことができる。また、気泡の観察によりチャンバ内に気泡が存在しないことを確認することで、例えば、粒子捕捉工程や粒子解析工程などにおける捕捉や解析などの効率性や精度を高めることができる。
また、チャンバ内の気泡が、第一空間及び第一流路、又は、第二空間及び第二流路などの空間のいずれに存在するかの判断は、気泡の観察にて行うことができる。例えば、一例として、観察部のフォーカス機能などにより気泡のピントがあった場所に基づき、第一空間及び第一流路、第二空間及び第二流路などのチャンバ内のいずれの場所かを判断することもできる。さらに、気泡を観察した結果に基づき、効率よく気泡を排出する観点から、好ましい。このようなチャンバ内の気泡の観察や気泡状況の判断等を行う気泡解析工程をさらに行うことが好ましい。
斯様に、本技術の第一の実施形態の気泡排出方法によれば、チャンバ内の流体に存在する気泡を効率よく排出することができる。さらに、本技術の第一の実施形態の気泡排出方法の場合、緩衝液などの流体の消費を比較的抑えることができる。
＜１−２．本技術の第二の実施形態の気泡排出方法＞
本技術の第二の実施形態の気泡排出方法として以下に説明する（例えば、図２及び図４参照）。上述した本技術の気泡排出方法（第一の実施形態等）の構成と重複する構成の説明は適宜省略する。
本技術の気泡排出方法の開始は、チャンバ内に流体が存在していれば、特に限定されない。
本技術の第二の実施形態において、チャンバ内に流体が存在している状態で、全てのバルブ５１，５２，６１，６２を閉じることが好ましい（例えば、図４Ａ参照）。そして、正圧を加えるために供給バルブを開き、この供給バルブ以外のバルブを閉じた状態で、前記チャンバ内の流体に対して加圧する（図４Ｂ参照：加圧工程）。正圧を加えることにより、チャンバ内の気泡３０は、収縮して小さくなる、又は流体中に溶解する。
なお、正圧を加えるための供給バルブは、気泡３０が存在している空間と接続している供給バルブが好ましい。例えば、第一空間３に気泡３０が存在している場合には、第一供給バルブ５１が好ましく、第二空間４に気泡が存在している場合には、第二供給バルブ６１が好ましい。また、第一空間３が上方である場合には、気泡３０は浮上しやすいので、第一供給バルブ５１が好ましい。
さらに、前記バルブ開閉工程において、正圧を加えるときの供給バルブを開いた状態で、排出バルブのいずれか１つ以上を開く。供給バルブが開いた状態であることにより、ポンプなどから正圧がチャンバ内に加えられ、その正圧が加えられた状態でバルブが開くことにより、瞬時にチャンバ内の気泡を取り除くことができる。当該第二の実施形態の方法は、種々の気泡に対応可能であり、チャンバ内に存在する大きめの気泡や大小多数の気泡を一気に排出する際にさらに有効である。当該第二の実施形態は、緩衝液などの液体の利用量の観点から気泡のサイズが大きめのときに行うことが好ましい。
このとき開くバルブとして、正圧を加えるときの供給バルブと同じ空間（第一空間又は第二空間）に接続されている排出バルブを開くことが好適であり、これにより効率よく気泡を移動させることができる。例えば、第一供給バルブ５１の場合には第一排出バルブ５２が好ましく、第二供給バルブ６１の場合には第二排出バルブ６２が好ましい。
なお、流体は、図４に示すように、上述のような加圧工程や開閉工程よって、第一排出バルブ５２側に移動するとともに、ウェル・貫通穴領域９を経て第二排出バルブ６２側にも移動することができる。
また、本技術の第二の実施形態の気泡排出方法において、第一空間３又は第一流路５に気泡が存在する場合、第一空間３及び第一流路５に接続されている第一バルブ（第一供給バルブ５１、第一排出バルブ５２）を用いて気泡排出を行うことが好ましい。また、第二空間４又は第二流路６に気泡が存在する場合には、第二空間４及び第二流路６に接続されている第二バルブ（第二供給バルブ６１、第二排出バルブ６２）を用いて気泡排出を行うことが好ましい。
流体中において気泡は重力の反対方向に上昇しやすいので、上方になっている空間及び流路に接続されているバルブを用いて気泡排出を行うことが好ましい。例えば、第一空間が上面で第二空間が下面になっている場合には、第一空間及び第一流路に接続されている第一バルブを用いて気泡排出を行うことが好ましい。
また、上述した本技術の第一の実施形態の気泡排出方法と同様に、チャンバ内の気泡の状態を撮像により観察してもよい。気泡の観察により、チャンバ内の気泡を排出するまで、効率よく当該方法を行うことができる。
斯様に、本技術の第二の実施形態の気泡排出方法によれば、チャンバ内の流体に存在する気泡を効率よく排出することができる。さらに、本技術の第二の実施形態の気泡排出方法の場合、気泡が大きめや気泡の壁面への付着、観察面内に気泡が散らばっているような場合すなわち気泡の数が多いなどで排出されにくい気泡を一気に排出することができる。
なお、チャンバ内の気泡を排出するために、本技術の第一の実施形態の気泡排出方法及び第二の実施形態の気泡排出方法を気泡の状態などによって適宜組み合わせたり、これら方法を交互で行ったりしてもよい。
＜１−３．本技術の第三の実施形態の気泡排出方法＞
第三の実施形態として、前記第一空間の上方が排出方向に従い高くなるように構成されているマイクロチップ（例えば、図５参照）を用いて、気泡の排出を行う。気泡の排出として、加圧工程及びバルブ開閉工程を行うことが好適であり、このとき上述した本技術の第一の実施形態の気泡排出方法や第二の気泡排出方法を適宜採用することがより好適である。
図５に本技術の第三の実施形態に用いるマイクロチップの一例を示すが、本技術はこれに限定されない。図５に示すように、少なくとも１つのウェル２又は貫通穴を有し、第一空間３と第二空間４に区切るマイクロチップ１０を含むチャンバにおいて、当該マイクロチップ１０は前記第一空間３の上方が排出方向に従い高くなるように構成されている。
以下に、本技術の第三の実施形態のマイクロチップを用いた、本技術の気泡排出方法の例を示すが、これに限定されない。
前記第一空間の上方が排出方向に従い高くなると共に幅方向の断面積が排出方向に従い大きくなるように構成されているマイクロチップを用いて、上述した第一の実施形態又は第二の実施形態に従って、加圧工程及びバルブ開閉工程を行う。これにより、チャンバ内の流体に存在する気泡を効率よく排出することができる。
このように意図的に出口方向になるにつれて断面積が大きくなるような構成を採用することで、チャンバ内の流速を遅くすることができる。一方で、チャンバ内の流速を一定にしたい場合、マイクロチップの断面積を一定にするような構成を採用することができる。
例えば、マイクロチップの出口方向に沿って高さを高くした分、出口方向に沿って幅を狭めるようにして断面積を一定にすること；マイクロチップの中央付近の高さを高くし左右は低くするような台形状などにして断面積を一定にすることなどが挙げられる。
＜１−４．本技術の気泡排出方法を用いる他の実施形態＞
＜本技術の粒子捕捉方法及び粒子解析方法＞
本技術の気泡排出方法は、チャンバを備える装置や当該装置を利用する方法に適宜適用することができる。また、本技術は、流体に粒子を含んでいてもよいので、粒子捕捉や粒子解析に用いることができる。本技術の気泡排出方法は、例えば、チャンバを用いる粒子捕捉方法又は粒子解析方法に好適に組み込むことができるが、これらに限定されない。
本技術の気泡排出方法は、例えば、粒子捕捉方法又は粒子解析方法において、前処理工程として行うことができる。また、本技術の気泡排出方法は、粒子捕捉方法や粒子解析方法と並列して又は途中で、必要に応じて適宜行うこともできる。粒子捕捉方法や粒子解析方法の工程途中で気泡が混入したり残存していることがあるので、本技術の気泡排出方法を用いることで、このような気泡を排出することができる。
斯様に、本技術は、本技術の気泡排出方法を含む粒子捕捉方法、又は本技術の気泡排出方法を含む粒子解析方法を提供することも可能である。また、本技術は、本技術の気泡排出方法が実行可能な構成を有する粒子捕捉装置又は粒子解析装置を提供することも可能である。
本技術において、前記マイクロチップが、少なくとも１つのウェル又は貫通穴を含む粒子捕捉領域を有する粒子捕捉用チップであることが好適である。さらに、前記粒子が、単一細胞であることが好適である。本技術の気泡排出方法を用いれば、チャンバ内の流体に存在する気泡を効率よく排出することができるので、粒子（例えば、単一細胞）捕捉も容易に行うことができる。また、本技術において、粒子に関する解析を行う粒子解析工程を行うことが好適である。
前記「粒子」は、例えば、一つずつ捕捉や解析などが求められるものが好適である。粒子として、例えば、細胞、微生物、生体由来固形成分、及びリポソームなどの生物学的微小粒子、並びに、ラテックス粒子、ゲル粒子、及び工業用粒子などの合成粒子などを挙げることができるがこれらに限定されない。前記細胞には、動物細胞及び植物細胞が含まれうる。動物細胞として、例えば腫瘍細胞及び血液細胞を挙げることができる。前記微生物には、大腸菌などの細菌類、イースト菌などの菌類などが含まれうる。前記生体由来固形成分として、例えば、生体中で生成される固形物結晶類を挙げることができる。前記合成粒子は、例えば有機若しくは無機高分子材料又は金属などからなる粒子でありうる。有機高分子材料には、ポリスチレン、スチレン・ジビニルベンゼン、及びポリメチルメタクリレートなどが含まれうる。無機高分子材料には、ガラス、シリカ、及び磁性体材料などが含まれうる。金属には、金コロイド及びアルミなどが含まれうる。また、本技術において、粒子は、例えば二つ又は三つなどの複数の粒子の結合物であってもよい。
本技術の粒子捕捉方法及び粒子解析方法は、上述した本技術のチャンバを用いることができる各種粒子捕捉装置や粒子解析装置などで実行可能な方法であれば特に限定されない。
以下に、粒子捕捉方法及び粒子解析方法について、例１及び例２を示すが、これら例に限定されず、本技術の気泡排出方法は一般的な粒子捕捉方法及び粒子解析方法に用いることが可能である。
＜１−４（Ａ）本技術の粒子捕捉方法及び粒子解析方法の例１＞
図７に示す装置を参照して本技術に用いる粒子捕捉方法及び粒子解析方法の一例を説明するが、本技術の方法及び装置は、この例に限定されない。
例えば、本技術の粒子捕捉方法の一例として、粒子捕捉工程、捕捉されなかった粒子の除去工程、捕捉された粒子の解析工程、捕捉された粒子のうちから所望の粒子を取得する工程、及び捕捉された他の粒子の回収工程が行われる例を挙げることができるが、本技術はこれに限定されない。
ステップＳ１００において、上述した本技術の気泡排出方法（より好適には、第一〜第三の実施形態）が、粒子捕捉方法又は粒子解析方法の前処理として行われうる。これにより、チャンバ内の流体に存在する気泡を効率よく排出することができる。そして、ステップＳ１０１以降の粒子捕捉及び粒子解析が開始される。
ステップＳ１０１において、本技術に用いる粒子捕捉方法が開始される。粒子捕捉方法の開始に先立ち、容器７０内に、粒子Ｓを含んだ流体が入れられている。
ステップＳ１０２において、粒子捕捉工程が行われる。粒子の供給又は吸引に先立ち、第一流路５と容器７０との間に設けられた粒子用流路７１に接続されている粒子供給バルブ７２は閉じられていてよい。当該粒子供給バルブ７２は、第一空間３への粒子の供給状況に応じて適宜開閉を調整することができる。当該粒子供給バルブ７２により、粒子の供給を調整することができる。粒子捕捉工程において、粒子用流路７１に接続されている粒子供給バルブ７２を開き、第一供給バルブ５１側又は第一排出バルブ５２側にあるポンプ（図中のＰ）による供給又は吸引が開始される。開始されると、当該供給又は吸引によって、粒子Ｓを含んだ流体が、容器７０から第一供給バルブ５１を介して第一流路５に入る。第一供給バルブ５１及び第一排出バルブ５２のバルブ開閉により、流体の流量や流速などの制御を行う。粒子Ｓを含んだ流体は、第一流路５を通って粒子捕捉用チャンバ１００の第一空間３内に入る。さらに流体の供給又は吸引をポンプで継続することで、粒子Ｓが、自重又は沈降にてウェル２内に入る。ウェル２に入った粒子Ｓは、孔８の入り口にぶつかり、そこで粒子Ｓは移動を停止する。このようにして、粒子がウェル２内に捕捉される。
ステップＳ１０３において、ウェルに捕捉されなかった粒子Ｓの除去工程が行われる。当該除去工程では、粒子捕捉用チャンバ１００から、ウェルに捕捉されなかった粒子Ｓが排出されうる。ウェル内に捕捉されなかった粒子Ｓは、第一排出バルブ５２に接続されているポンプにて吸引することで、第一流路５及び第一排出バルブ５２を経て排出可能である。
ステップＳ１０４において、ウェル内に捕捉された粒子の解析工程が行われる。当該解析工程では、例えば、倒立顕微鏡８０による観察が行なわれうる。また、当該解析工程では、倒立顕微鏡以外の解析装置による解析が行われてもよい。当該解析工程では、例えば光検出器により各粒子が発する蛍光の解析が行なわれうる。
ステップＳ１０５において、捕捉された粒子のうちから所望の粒子を取得する工程が行われる。当該取得工程では、まず、ステップＳ１０４における解析の結果、所望の粒子が選択される。例えば、所望の形態を有する粒子又は所望の蛍光を発する粒子が選択されうる。そして、選択された粒子が、例えばマイクロマニュピレータなどの単一粒子取得装置によって取得される。
ステップＳ１０６において、捕捉された他の粒子、すなわちステップＳ１０５で選択されなかった粒子の回収工程が行なわれる。まず、第一排出バルブ５２が開けられ、次に、これと接続しているポンプにより、ウェル２から粒子Ｓが出るように圧力（例えば正圧）が付与される。ウェル２から出た粒子Ｓは、第一排出バルブ５２側の第一流路５を通り、そして、容器（図示せず）に回収される。
ステップＳ１０７において、本技術の粒子捕捉方法が終了される。
以上のフローにおいて、粒子を一つずつ観察することが可能である。また、目的の粒子一つだけを取得することもできる。さらに、ウェルに捕捉された他の粒子及びウェルに捕捉されなかった粒子を回収することもでき、これらの粒子を他の試験に利用することもできる。また、以上のフローにおいて、ウェルの代わりに貫通穴を有する粒子捕捉用チャンバが用いられてもよい。
なお、上述のステップＳ１０１〜ステップＳ１０７において、チャンバ内に気泡が存在した場合には、適宜、本技術の気泡排出方法が行いうる。これにより、適宜、チャンバ内から気泡を排出することができる。好ましくは、ステップＳ１０２の粒子捕捉工程の直前に行うことで、気泡を排出して、粒子の分画捕捉が可能な数をより増やすことができる。また、好ましくは、ステップＳ１０４の粒子解析工程の直前に行うことで、気泡を排出して、粒子のイメージング画像等のコントラスト等や、粒子カウントの精度をより良好にすることができる。
＜１−４（Ｂ）本技術の粒子捕捉方法及び粒子解析方法の例２＞
図８に示す装置を参照して本技術に用いる粒子捕捉方法及び粒子解析方法の一例を説明するが、本技術の方法及び装置は、この例に限定されない。本技術の気泡排出方法は、チャンバが、図８のような、粒子を捕捉するための開口を下方向に向け、吸引にて捕捉するような場合でも適用可能である。上記例１と同じ構成については適宜省略する。
ステップＳ２００において、上述した本技術の気泡排出方法（より好適には、第一〜第三の実施形態）が、粒子捕捉方法又は粒子解析方法の前処理として行われうる。これにより、チャンバ内の流体に存在する気泡を効率よく排出することができる。そして、ステップＳ２０１以降の粒子捕捉及び粒子解析が開始される。
ステップＳ２０１において、本技術に用いる粒子捕捉方法が開始される。粒子捕捉方法の開始に先立ち、容器（図示せず）に、粒子を含んだ流体が入れられている。
ステップＳ２０２において、粒子捕捉工程が行われる。粒子の吸引に先立ち、バルブ５１，５２，６１,６２は閉じられていてよい。粒子捕捉工程において、第一供給バルブ５１又は第一排出バルブ５２を開き、それぞれに接続されているポンプ（図中のＰ）による吸引が開始される。開始されると、当該吸引によって、粒子Ｓを含んだ流体が、容器から粒子用流路７１を通って粒子捕捉用チャンバ１００の沈降側の第二空間４内に入る。さらに吸引を継続することで、粒子Ｓが、沈降側の第二空間４内を浮上し、ウェル２内に入る。ウェル２に入った粒子Ｓは、孔８の入り口にぶつかり、そこで粒子Ｓは移動を停止する。このようにして、粒子Ｓがウェル２内に捕捉される。粒子捕捉工程では、吸引開始から所定時間が経過した後に、吸引が停止され又は吸引力が減少される。これにより、粒子のチャンバ内の浮上が止まり、ウェル内に捕捉されなかった粒子はチャンバ底面に沈降する。
ステップＳ２０３において、ウェルに捕捉されなかった粒子の除去工程が行われる。当該除去工程では、粒子捕捉用チャンバ１００から、ウェルに捕捉されなかった粒子が排出されうる。例えば、粒子用流路７１に接続されているポンプにより吸引を行うことによって、チャンバ底面に沈降した粒子が、チャンバ１００から、粒子用流路７１を通って排出され、そして、容器（図示せず）内に回収されうる。
ステップＳ２０４において、ウェル内に捕捉された粒子の解析工程が行われる。
ステップＳ２０５において、捕捉された粒子のうちから所望の粒子を取得する工程が行われる。当該ステップＳ２０４及びＳ２０５は、上記ステップ１０４及び１０５と同様のステップでもよいので割愛する。
ステップＳ２０６において、捕捉された他の粒子、すなわちステップＳ２０５で選択されなかった粒子の回収工程が行なわれる。まず、第一供給バルブ５１又は第一排出バルブ５２が開けられこれに接続しているポンプにより、ウェルから粒子が出るように圧力（例えば正圧）が付与される。ウェルから出た粒子は、粒子用流路７１を通り、そして、回収用容器（図示せず）に回収されうる。
ステップＳ２０７において、本技術の粒子捕捉方法が終了される。
以上のフローにおいて、粒子を一つずつ観察することが可能である。また、目的の粒子一つだけを取得することもできる。さらに、ウェルに捕捉された他の粒子及びウェルに捕捉されなかった粒子を回収することもでき、これらの粒子を他の試験に利用することもできる。また、以上のフローにおいて、ウェルの代わりに貫通穴を有する粒子捕捉用チャンバが用いられてもよい。
なお、上述のステップＳ２０１〜ステップＳ２０７において、チャンバ内に気泡が存在した場合には、適宜、本技術の気泡排出方法が行いうる。これにより、適宜、チャンバ内から気泡を排出することができる。好ましくは、ステップＳ２０２の粒子捕捉工程の直前に行うことで、気泡を排出して、粒子の分画捕捉が可能な数をより増やすことができる。また、好ましくは、ステップＳ２０４の粒子解析工程の直前に行うことで、気泡を排出して、粒子のイメージング画像等のコントラスト等や、粒子カウントの精度をより良好にすることができる。
本技術に関して、当業者は、本技術及びその均等物の範囲内において、種々の変更、コンビネーション、サブコンビネーション、又は代替が、例えば設計上の要請又は他の要因などに応じて可能であることを理解する。
＜１−５．本技術の気泡排出方法における実施例１〜３＞
以下、実施例などに基づいて本技術をさらに詳細に説明する。なお、以下に説明する実施例などは、本技術の代表的な実施例などの一例を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。
[基本構成］
本開示を実現する形態として、図１や図２の全体構成図に示すようにメッシュ状にアレー化したマイクロウェル、そのウェルアレーを上下で挟むようにして上流路及び下流路の出入り口に開閉可能なバルブ５１，５２，６１，６２、その先に圧力制御部２０があることを想定している。そして、圧力制御部２０による正圧・負圧制御、及び各バルブ操作により混入気泡の排出を行う。
・マイクロウェルアレー（図１０参照）
細胞径をφ１０〜２０μｍと想定した場合、例えば以下の仕様で設計される。
・マイクロウェル： φ２０μｍｘ深さ２０μｍ
・微細貫通の孔： スリット形状／幅３．２μｍｘ長さ１０μｍｘ深さ１５μｍ
・基板材料： ガラス／アクリル、ポリスチレンなどのプラスチック樹脂／ＰＤＭＳなどゴム類
・ウェルピッチ：Ｘ，Ｙ方向に各６０μｍ
・ウェル数： 〜７，０００
・マイクロウェル領域寸法： Ｘ方向＿８ｍｍ ｘ Ｙ方向＿８ｍｍ
これらの数値はこの限りではなく、目的や細胞の種類によっていかようにも最適化され得る。
以下、実施例を記載するが、上流路に気泡混入した場合には、第一供給バルブ５１（上ＩＮバルブ）と第一排出バルブ５２（上ＯＵＴバルブ）を用いて、下流路に気泡混入した場合には、第二供給バルブ６１（下ＩＮバルブ）と第二排出バルブ６２（下ＯＵＴバルブ）を用いて混入気泡の除去を行う。
［実施例１］
実施例１について図３を用いて説明する。緩衝液などのプライミング時に気泡が混入した場合（図３Ａ）、第一供給バルブ５１（上ＩＮバルブ）を開放し、正圧を＋Δ３００ｈＰａ程度まで加えると、（図３Ｂ）のように混入した気泡３０が収縮する。この状態で第一供給バルブ５１（上ＩＮバルブ）を閉め、第一排出バルブ５２（上ＯＵＴバルブ）を開けると（図３Ｃ）のように混入気泡が少し出口側に移動する。この時、第一排出バルブ（上ＯＵＴバルブ）側を負圧にして、出口側への移動を促してもよい。この（図３Ｂ）と（図３Ｃ）の操作を繰り返し行うことにより、混入した気泡３０を出口まで移動させることができる。この方法だと緩衝液などの消費は比較的抑えられる。
［実施例２］
実施例２について図４を用いて説明する。実施例１と同様に緩衝液などのプライミング時に気泡が混入した場合（図４Ａ）、第一供給バルブ５１（上ＩＮバルブ）を開放し、正圧を＋Δ３００ｈＰａ程度まで加えると、（図４Ｂ）のように混入した気泡３０が収縮する。このとき、第一供給バルブ５１（上ＩＮバルブ）を閉めずに正圧を掛けた状態で、第一排出バルブ（上ＯＵＴバルブ）を開けると、（図３Ｃ）のように混入した気泡３０が出口側に勢いよく移動する。この時、第一排出バルブ５２（上ＯＵＴバルブ）側を負圧にして、出口側への移動をより促してもよい。この方法だと実施例１と比較して、瞬時に混入気泡を取り除くことができる。
［実施例３：応用例］
気泡は自重とは逆方向に進みやすい特性上、ウェルアレーの上流路に混入してしまうことが多い。そこで図５のように、上流路の上方（天井）を第一排出バルブ５２（上ＯＵＴバルブ）の出口に向かうに従い高くしていくことにより、気泡を出口に誘導する。具体的には第一供給バルブ５１（上ＩＮバルブ）側の高さ０．１ｍｍ、幅〜０．７ｍｍ、第一排出バルブ５２（上ＯＵＴバルブ）側の高さ０．３ｍｍ、幅〜１．５ｍｍとすることで実際に上手く気泡が出口側へ移動している。この上流路の形態とバルブ操作を加えることで、より高確率で混入気泡を排出することが可能である。
本応用例では、意図的に出口方向になるにつれて断面積が大きくなることで、流速が遅くなる設計になっているが、流速を一定にしたい場合には、１）高さを高くした分、幅を狭める、２）中央のみ高さを高くし、左右は低くする台形状など、断面積を一定にすることで対処できる。
さらに、小さい気泡については、正圧印加だけで液中へ溶解させられる可能性もあることから、イメージングなどで気泡有無の判定と同時に、気泡の大きさを判別することで１）正圧印加のみ、２）正圧印加＋バルブ操作、の選択を自動に行うシステムも容易に考えられる。
２．本技術に係る装置
＜２−１．本技術に係るチャンバ及び圧力制御部を備える装置＞
本技術に係る装置は、上述した本技術の気泡排出方法を実行できるように構成されており、チャンバ内の気泡を排出するための気泡排出装置であってもよい。
本技術に係る装置は、チャンバ及び圧力制御部を備える装置であることが好適である。当該チャンバは、1つのウェル又は１つの貫通穴を少なくとも有し、第一空間と第二空間とに区切るマイクロチップを含むチャンバであることが好適である。当該圧力制御部は、前記チャンバ内の流体に対して正圧を加える加圧工程と、バルブ開閉工程との実行処理を行い、前記チャンバ内の気泡を排出するように制御することが好適である。また、当該圧力制御部は、バルブ開閉工程を実行することによって、前記第一空間に接続された第一流路及び／又は前記第二空間に接続された第二流路を開閉するためのバルブを操作することが可能である。
また、前記圧力制御部が行う機能の一部又は全体は、本技術に係る装置の外に配置してもよいし、又は、アクセス可能な情報処理装置（例えば、サーバー等）内に配置してもよい。また、本技術の圧力制御部は、他の制御部や中央制御部と協働して作業してもよいし、他の制御部や中央制御部に組み込まれていてもよい。
本技術は、圧力制御装置、バルブ、ポンプ、観察装置、解析装置などを必要に応じて適宜備えることが可能である。当該観察装置は、チャンバ内に存在する気泡の場所、大きさなどを観察することができる。また、当該解析装置は、気泡解析や粒子解析などの解析を適宜行うことができる。
また、本技術の装置は、本技術の方法が実行可能な気泡排出装置を備える、前記ウェル又は貫通穴に粒子を捕捉する粒子捕捉装置であってもよい。また、本技術の装置は、本技術の方法が実行可能な気泡排出装置を備える、粒子を解析する粒子解析装置であってもよい。
なお、本技術に係る装置及びこの動作に関する構成及びステップについて、上述した構成及びステップと重複することについては、適宜省略する。
本技術に係る装置のチャンバは、流体又は粒子を含む流体を移動させるための空間が設けられた構造物であることが好適である。また、本技術のチャンバは、少なくとも１つのウェル又は貫通穴を有するマイクロチップを含む構成を採用することができる。また、本技術は、ウェル又は貫通穴を有し、第一空間と第二空間に区切るマイクロチップの構成を採用することも可能であり、また、当該マイクロチップを含むチャンバの構成を採用することも可能である。
本技術において、１つのウェル又は１つの貫通穴を少なくとも有し、第一空間と第二空間とに区切るように構成されている（例えば、図１など参照）。本技術は、１つのウェル又は１つの貫通穴を少なくとも含む領域を有することが好適である。
また、本技術において、第一空間及び第二空間は、それぞれ、流体又は粒子を含む流体が適宜移動できうる流路又は当該流路を含む部分であり得る。さらに、本技術において、前記第一空間に接続された第一流路及び／又は前記第二空間に接続された第二流路を有するものである。
また、本技術において、前記第一空間に接続された第一流路を開閉するためのバルブを備えること、又は、前記第二空間に接続された第二流路を開閉するためのバルブを備えることが好適である。また、本技術において、前記第一空間に接続された第一流路及び前記第二空間に接続された第二流路のいずれか又は両方を開閉するためのバルブを備えることが好適である。
本技術の気泡排出において、バルブの種類は特に限定されず、当業者が適宜選択されうる。当該バルブとして、市販入手可能なものを用いることができる。
また、本技術の気泡排出において、バルブ数は、単数又は複数のいずれでもよいが、気泡排出の制御が容易であることから、２以上が好適である。そして、２つのバルブを、流路の供給側及び排出側にそれぞれ接続することが好適である。
なお、本技術において、粒子の沈降の手段は、特に限定されず、例えば、重力や遠心力、吸引、押出など挙げられる。また、粒子の浮上の手段は特に限定されず、例えば、吸引や押出などが挙げられる。例えば、流路内の流体を吸引又は押出するような構成（例えばポンプなど）を備え、吸引又は押出により粒子をウェル又は貫通穴に移動させうる。
また、本技術において、当該吸引や押出は、当業者に既知の任意の手段により行われよく、例えばポンプなどにより行われ得る。当該ポンプとして、市販入手可能なものが用いられてもよい。ポンプの種類は、特に限定されず、例えば適用されるべき吸引力や押出力などによって当業者が適宜選択され得る。
＜２−２．本技術に係るチャンバ及びマイクロチップ＞
本技術のチャンバ又はマイクロチップの好ましい実施態様において以下に説明する。
本技術のチャンバ又はマイクロチップにおいて、前記ウェル内に孔が設けられうる（例えば、図６参照）。当該孔を介して、前記ウェルと前記第一流路及び／又は前記第二流路とが連通されうる。すなわち、当該孔は、ウェル側から前記第一流路側及び／又は前記第二流路側へとウェル領域を貫通している。当該孔を通じて、前記前記第一流路及び／又は前記第二流路を介した吸引を行うことで、前記ウェル内に粒子が移送されうる。各ウェルに設けられる孔の数は、例えば１〜１０、特には１〜５、より特には１〜３でありうる。製造の容易さの観点から、各ウェルに設けられる孔の数は１又は２、特には１でありうる。
本技術のチャンバ又はマイクロチップにおいて、孔の入り口の形状として、任意の形状が採用されてよい。本技術において、孔の入り口とは、孔が設けられたウェル壁面における孔の開口部をいう。孔の入り口の形状は例えば円形、楕円形、多角形、例えば三角形、四角形（例えば矩形、正方形、平行四辺形、及びひし形など）、五角形、又は六角形などでありうる（例えば図４参照）。本技術において、孔の入り口の形状は、好ましくは四角形、より好ましくは矩形又は正方形、さらにより好ましくは矩形でありうる。
本技術のチャンバ又はマイクロチップにおいて、孔の入り口は、流体に含まれる粒子が吸引により孔を通過して他方の流路側へ進行することを防ぐような寸法を有しうることが望ましい。例えば、孔の入り口の最小寸法が、粒子の寸法未満である。
例えば、孔の入り口の形状が矩形である場合、流体に含まれる粒子の寸法（例えば粒子の直径など）よりも小さい寸法を、当該矩形の短辺又は長辺、特には当該矩形の短辺が有しうる。例えば、当該矩形の短辺の長さは、吸引に支障がないように設定されれば特に限定されず、例えば、流体に含まれる粒子の寸法（例えば粒子の直径）の０．０１倍以上０．９倍以下が挙げられる。このような孔の形状によって、粒子の損傷を抑制しつつ、粒子を捕捉することが可能となりうる。
本技術のチャンバ又はマイクロチップにおいて、好ましくは孔の入り口の形状は矩形である。矩形の長辺の長さは、好ましくは当該矩形の短辺の長さの１．２倍以上５倍以下が挙げられる。このようなスリット形状とすることで、粒子がウェル内に捕捉されるときの粒子への損傷が抑制されうる。このようなスリット形状は、粒子が細胞である場合に特に好ましい。孔の入り口が当該スリット形状を有することにより、細胞が孔を通過することを防ぎつつ、細胞への損傷が抑制される。例えば、孔の入り口の形状は、短辺が１μｍ〜１０μｍ、特には２μｍ〜８μｍであり、且つ、長辺が５μｍ〜２０μｍ、特には６μｍ〜１８μｍのスリット形状でありうる。
本技術のチャンバ又はマイクロチップにおいて、前記孔は、好ましくはウェルの底部に設けられうる。ウェルの底部に孔が設けられる場合、ウェルの側面に孔が設けられる場合よりも、孔の長さが短くなる。その結果、製造がより容易になりうる。ウェルの底部とは、例えば、ウェルを構成する壁のうち、ウェルの入り口とは反対側にある壁でありうる。
加工性の観点から、孔はより浅いことが好ましい。一方で、粒子捕捉における強度の観点からは、孔はより深いほうが好ましい。そのため、本技術において、孔がウェルの底部に設けられる場合、孔の深さ（すなわち、ウェル底面から粒子捕捉面と反対側の面までの距離）は、好ましくは５〜１００μｍ、より好ましくは６〜５０μｍ、さらにより好ましくは１０〜３０μｍでありうる。
なお、本技術における「粒子捕捉面」とは、流路を移動してきた粒子が、ウェル又は貫通穴に入るときの面である。また、本技術において、前記ウェルが設けられた面又は前記貫通穴が設けられた面を、「粒子捕捉面」ともいう。
本技術のチャンバ又はマイクロチップにおいて、ウェルは、第一空間又は第二空間のいずれの方向で開口していてよく、ウェルの入り口の向きは特に限定されず、粒子捕捉面に開口があることが好適である。例えば、粒子の自重や吸引などの沈降で捕捉する場合、ウェルの入り口は、粒子の沈降側の反対側を向いていてもよく、これにより、チャンバ内を移動する粒子が、自重や吸引などによりウェル内に捕捉することができる。一方で、粒子を沈降と反対側の力で捕捉する場合、例えば、ウェルの入り口は、粒子の沈降側を向いていることが好ましく、これにより、粒子の沈降側とは反対側に吸引することでチャンバ内を移動する粒子が、ウェル内に捕捉することができる。
本技術のチャンバ又はマイクロチップにおいて、ウェルのそれぞれが、一つの粒子を捕捉可能であるような形状を有しうる（例えば図６参照）。例えば、ウェルの入り口は例えば円形、楕円形、多角形、例えば三角形、四角形（例えば矩形、正方形、平行四辺形、及びひし形など）、五角形、及び六角形などでありうる。本技術において、ウェルの入り口とは、粒子を捕捉するためのウェルが設けられている面におけるウェルの入り口部をいう。ウェルの入り口の形状は、例えば、捕捉されるべき粒子がウェル内に入ることは可能であるが、捕捉されるべきでない粒子がウェル内に入ることが可能でないように設計されうる。
他の実施態様において、ウェルは、ウェルの入り口が最も狭く且つウェルの内部がより大きな断面積を有するような形状を有しうる。このような形状によって、ウェル内に入った粒子がウェル外に出ることが抑制されうる。
さらに他の実施態様において、ウェルは、ウェルの入り口が最も広く且つウェルの内部がより小さな断面積を有するような形状を有しうる。このような形状によって、粒子がウェル内により容易に入ることが可能となりうる。
本技術のチャンバ又はマイクロチップにおいて、貫通穴は、前記孔と同様の役割を果たす。前記孔についての説明の全てが、貫通穴についてもあてはまる。例えば、上記で前記孔の入り口について述べた形状及び寸法に関する説明が、貫通穴の２つの口（特には当該２つの口のうち粒子が捕捉される口）の説明についても当てはまる。
また、貫通穴の長さ（すなわち２つの口の間の距離）は、貫通穴領域の厚みと同じであってよく、特には以下で述べる板状部分の厚みと同じでありうる。
貫通穴の形状は、例えば、円柱、角柱（例えば三角柱状又は四角柱状など）、若しくは山形であってよく、又は、これら以外の形状であってもよい。
例えば貫通穴の形状が四角柱状である場合、当該貫通穴の粒子捕捉面における口の形状が矩形であり、当該矩形がその反対側の面へと連続していてよい。
また、貫通穴の形状が山形である場合、貫通穴の側面（即ち傾斜面）は直線的であってよく又は曲線的（例えば弧を描くような面）であってもよい。この場合、粒子は、貫通穴の口付近において捕捉されてよく、又は、貫通穴の途中において捕捉されてもよい。
また、貫通穴の他の形状として、例えば粒子捕捉面における貫通穴の口の形状が、貫通穴の途中まで連続し、当該途中から貫通穴の横断面積が徐々に小さくなるような形状であってもよい。このような形状の例として、例えばマイクロニードル形状などを挙げることができる。
本技術のチャンバ又はマイクロチップにおける前記ウェル領域又は貫通穴領域は、前記ウェル又は前記貫通穴が設けられた少なくとも一つの面を有しうる。本技術において、粒子捕捉が可能なように、前記ウェルが設けられた面又は前記貫通穴が設けられた面を、粒子捕捉面ともいう。
前記粒子捕捉面は平面であってよく、又は、曲面であってもよい。製造の容易さの観点からは、前記粒子捕捉面は平面であることが好ましい。前記粒子捕捉面が平面である場合、当該平面が粒子に対する重力の作用方向に対して垂直となるように前記粒子捕捉面が設けられてよく、又は、当該平面が当該作用方向に対して９０度未満の角度を形成するように前記粒子捕捉面が設けられてもよい。
本技術のチャンバ又はマイクロチップにおいて、前記ウェル又は前記貫通穴は、粒子を捕捉するための面に規則的に配置されうるものである。規則的なウェル又は貫通穴の配置によって、目的の粒子が捕捉されているウェル又は貫通穴の位置を特定することがより容易になる。その結果、例えばウェル又は貫通穴によって捕捉された粒子の取り出し及び／又は観察をより容易に行なうことが可能となる。例えば、前記ウェル若しくは前記貫通穴は所定の間隔で一列に又は複数列に粒子捕捉面に配置され、又は、前記ウェル若しくは前記貫通穴は所定の間隔で格子状に粒子捕捉面に配置されうる。前記間隔は、例えば施与される粒子の数及び捕捉されるべき粒子の数などによって、当業者により適宜選択されうる。前記間隔は、例えば２０μｍ〜３００μｍでありうる。例えばウェル又は貫通穴が格子状に配置される場合、粒子捕捉面上のＸ方向及びＹ方向に上記例示された間隔でウェル又は貫通穴が配置されうる。
本技術のチャンバ又はマイクロチップにおいて、より好適には、ウェル領域又は貫通穴領域は、前記チャンバ内部を第一空間と第二空間とに区切るように配置されうる。この区切りにより、ウェル・貫通穴領域が、第一空間又は第二空間に接する面を有する。
本技術において、前記ウェル領域又は前記貫通穴領域が、粒子捕捉領域であることが好適であり、このとき当該粒子捕捉領域は、前記区切りにより、粒子を捕捉するための面を少なくとも１つ有する。さらに好適には、当該粒子捕捉領域を有する粒子捕捉用チップである。
本技術のチャンバ又はマイクロチップにおいて、粒子捕捉領域がウェル又は貫通穴を有する場合、粒子は沈降や吸引によって、チャンバ内を移動し、ウェル内に捕捉されうる。前記領域にあるウェル又は貫通穴は、粒子を捕捉するための開口の方向は、特に限定されない。当該粒子捕捉領域は、このような粒子の移動、及び捕捉が可能となるように、チャンバ内に設けることができる。
本技術のチャンバ又はマイクロチップにおいて、ウェル又は貫通穴の数の範囲は、特に限定されず、例えば１〜１，０００，０００、特には１０〜８００，０００、より特には１００〜６００，０００、さらにより特には１，０００〜５００，０００でありうる。
本技術において、第一空間は、流体又は粒子を含む流体を流すための流路又は当該流路を含む部分であり得る。また、本技術において、第二空間は、流体又は粒子を含む流体を流すための流路又は当該流路を含む部分であり得る。
本技術のチャンバ又はマイクロチップにおいて、流体又は粒子を含む流体は、前記第一空間、前記第二空間、第一流路や第二流路を、移動することができる。これらは、ウェル内に又は貫通穴に粒子を捕捉する際に使用できるような構成となっていることが好適である。当該第一空間は、好ましくは第一流路と接続されている。当該第二空間は、好ましくは第二流路と接続されている。これにより、当該第一流路及び／又は第二流路を通じて、粒子がウェル内に又は貫通穴に捕捉されるように吸引が行なわれうる。
本技術のチャンバ又はマイクロチップにおいて、前記粒子捕捉領域は、吸引部に接続されていてよい。当該吸引部によって前記吸引が行なわれうる。吸引部は、例えば当業者に既知のポンプでありうる。本技術において用いられるポンプは、好ましくは吸引力を微調整できるポンプであり、より好ましくは１ｋＰａ付近にて数十Ｐａオーダーで圧力を制御できるポンプである。そのようなポンプは市販入手可能であり、例えばＫＡＬ−２００（ハルストラップ社）を挙げることができる。
本技術のチャンバ又はマイクロチップにおいて、前記粒子捕捉領域は、ウェル内に又は貫通穴に粒子を捕捉する場合だけでなく、ウェル内に捕捉された粒子を当該ウェルから排出する際に又は貫通穴に捕捉された粒子を当該貫通穴から放出する際にも使用されうる。例えば、負圧によって吸引が行なわれた場合、当該排出は、正圧を付与することにより行なわれうる。
本技術のチャンバ又はマイクロチップ（例えば、構成や構造等）及び本技術の気泡排出方法との併用効果により、細胞捕捉や細胞画像解析の精度や効率がより向上できる。
＜２−３．本技術に係る粒子捕捉装置＞
本技術に係る粒子捕捉装置及びこの動作に関する構成及びステップについて、上述した構成及びステップと重複することについて、適宜省略する。また、後述する本技術に係る装置の例１及び例２と重複する構成等についても適宜省略する。
本技術の粒子捕捉装置は、少なくとも１つのウェル又は貫通穴を有し、第一空間と第二空間とに区切るマイクロチップを含むチャンバを備える装置である。さらに、本技術の粒子捕捉装置は、前記チャンバ内の流体に対して正圧を加える加圧工程と、前記第一空間に接続された第一流路及び／又は前記第二空間に接続された第二流路を開閉するためのバルブを操作するバルブ開閉工程を行い、前記チャンバ内の気泡を排出するような構成を有する。本技術の粒子捕捉装置は、前記加圧工程及びバルブ開閉工程を制御する制御部をさらに備える。
さらに、本技術に係る粒子捕捉装置は、少なくとも１つのウェル又は貫通穴を有し、第一空間と第二空間とに区切るマイクロチップを含むチャンバにおいて、前記ウェル又は貫通穴に粒子を捕捉するように構成されている装置である。また、後述する観察部及び解析部をさらに備えることが好適である。
前記マイクロチップが少なくとも１つのウェル又は貫通穴を含む粒子捕捉領域を有する粒子捕捉用チップであることが好適である。また、前記粒子が、単一細胞であることが好適である。
本技術において、前記圧力制御部によって、チャンバ内の流体に存在する気泡を効率よく排出することができる。これにより、粒子捕捉などの精度や効率などを向上させることが可能である。例えば、従来技術の場合気泡が混入した領域については細胞などの粒子の分画捕捉ができないが、本技術によって混入気泡が排出できることによって分画捕捉できる細胞など粒子の数が増える。
なお、本技術により奏される効果は、ここに記載された効果に必ずしも限定されるものではなく、本明細書中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
＜２−４．本技術に係る粒子解析装置＞
本技術に係る粒子解析装置及びこの動作に関する構成及びステップについて、上述した構成及びステップと重複することについては、適宜省略する。また、後述する本技術に係る装置の例１及び例２と重複する構成等についても適宜省略する。
本技術の粒子解析装置は、少なくとも1つのウェル又は貫通穴を有し、第一空間と第二空間とに区切るマイクロチップを含むチャンバを備える装置である。さらに、本技術の粒子解析装置は、前記チャンバ内の流体に対して正圧を加える加圧工程と、前記第一空間に接続された第一流路及び／又は前記第二空間に接続された第二流路を開閉するためのバルブを操作するバルブ開閉工程を行い、前記チャンバ内の気泡を排出するような構成を有する。本技術の粒子解析装置は、前記加圧工程及びバルブ開閉工程を制御する圧力制御部を備える。
さらに、本技術に係る粒子解析装置は、前記チャンバ内の気泡を顕微鏡にて撮像する観察部、及び、前記観察部からの取得された情報に基づいて、前記気泡に関する解析を行う解析部とを備える。及び／又は、本技術に係る粒子解析装置は、前記ウェル又は貫通穴に捕捉された粒子を顕微鏡にて撮像する観察部、及び、前記観察部からの取得された情報に基づいて、前記捕捉粒子に関する解析を行う解析部とを備える。
本技術の気泡排出方法を行う時期は、チャンバ内に粒子を供給する前又は粒子を供給した後のいずれでもよい。
本技術の粒子解析装置において、前記圧力制御部及び前記解析部などによって、チャンバ内の流体に存在する気泡を効率よく排出することができる。これにより、粒子解析などの精度や効率などを向上させることが可能である。例えば、イメージングなどの画像解析によって形状から細胞などの粒子のカウントをする場合、細胞などの粒子と同程度の大きさの気泡が混入していると偽陽性になってしまうが、本技術によって混入気泡が排出できることによってこのようなことを低減、防止又は回避することができる。例えば、細胞などの粒子捕捉する場合、細胞などの粒子捕捉後の細胞などの粒子イメージング画像で、気泡が混入している場合と比較して、本技術によって本技術によって混入気泡が排出できることによってより良好なコントラストが得られる。
なお、本技術により奏される効果は、ここに記載された効果に必ずしも限定されるものではなく、本明細書中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
＜２−５．本技術に係る装置の例１＞
本技術に係る装置の一例（例えば、図２、図６及び図７参照）を挙げるが、本技術はこれに限定されるものではない。
本技術の装置は、少なくとも１つのウェル２を有し、第一空間３と第二空間４とに区切るマイクロチップを含むチャンバ１００を備えるものである。当該チャンバ１００は、圧力制御部２０を備えることが好適である。当該ウェル２は、そのウェル底部７に孔８が設けられていてもよく、またウェル２は貫通穴であってもよく、ウェル２又は貫通穴は第一空間３及び第二空間４と接続していることが好ましい。ウェル２又は貫通穴は粒子が一つだけ入るような寸法（又は空間）を有することが好適である。さらに、当該チャンバ１００は、少なくとも１つのウェル２又は貫通穴を含む領域９（以下、「ウェル・貫通穴領域９」ともいう）を有することが好適である。
本技術のチャンバ１００内の空間は、ウェル・貫通穴領域９によって、第一空間３及び第二空間４に区切られている。
前記第一空間３は第一流路５，５に接続されている。当該第一流路５，５の各流路は、それぞれ第一供給バルブ５１及び第一排出バルブ５２に接続されていることが好適である。第一流路５に接続されている第一バルブ５１，５２の開閉操作により、第一空間３への流体の排出及び供給を制御することができる。便宜上、第一供給バルブ５１を供給用のバルブとし、第一排出バルブ５２を排出用のバルブとするが、この第一バルブ５１，５２は供給用又は排出用に適宜変更可能である。
前記第二空間４は第二流路６，６に接続されている。当該第二流路６，６の各流路は、それぞれ第二供給バルブ６１及び第二排出バルブ６２に接続されていることが好適である。第二流路６に接続されている第二バルブ６１，６２の開閉操作により、第二空間４への流体の排出及び供給を制御することができる。便宜上、第二供給バルブ６１を供給用のバルブとし、第二排出バルブ６２を排出用のバルブするが、この第二バルブ６１，６２は供給用又は排出用に適宜変更可能である。
また、第一流路５は、第一供給バルブ５１又は第一排出バルブ５２を介して、流体を供給する流路及び／又は流体を排出する流路と接続されていてもよい。
また、第二流路６は、第二供給バルブ６１又は第二排出バルブ６２を介して、流体を供給する流路及び／又は流体を排出する流路と接続されていてもよい。
また、流体を供給する流路及び／又は流体を排出する流路は、第一流路５又は第二流路６を介して第一空間３又は第二空間４と接続されていてもよいし、第一空間３又は第二空間４と直結して接続されていてもよい。当該流体には、粒子を含んでいてもよい。
前記圧力制御部２０は、少なくとも１つのウェル２又は貫通穴を有し、第一空間３と第二空間４とに区切るマイクロチップを含むチャンバ１００において、当該チャンバ内の気泡を排出するように構成されている。当該圧力制御部２０は、前記チャンバ内の流体に対して正圧を加える加圧工程と、前記第一空間３に接続された第一流路５及び／又は前記第二空間４に接続された第二流路６を開閉するためのバルブ５１，５２，６１，６２を操作するバルブ開閉工程を行い、前記チャンバ内の気泡を排出するために制御するように構成されている。また、前記圧力制御部２０によって、上述した＜１．本技術に係る気泡排出方法＞を行うことができ、本技術の装置は、本技術の気泡排出方法を行うことができるように構成されている。
また、本技術の装置は、前記チャンバ内で粒子捕捉が可能であるものが好適である。この場合、ウェル・貫通穴領域９が、粒子を捕捉する粒子捕捉領域として機能し、ウェル２又は貫通穴に粒子が捕捉されうる。また、本技術の装置として、粒子捕捉装置又は粒子解析装置が好適である。
本技術の装置は、第一空間３又は第二空間４に存在する流体又は粒子を含む流体に対して吸引を行う吸引部（図示せず）を備えることが好適である。当該吸引部は、直接又は間接的に、第一空間３及び／又は第二空間４に接続することができる。当該吸引部は、第一空間３や第二空間４に間接的に接続する場合、例えば、第一流路５及び／又は第二流路６を介することなどが挙げられる。
前記吸引部によって、前記粒子の沈降側とは反対側に前記粒子を吸引するも可能であり、また、前記粒子の沈降の速度を調整することも可能である。
本技術のチャンバ１００は、ウェル２内に捕捉された粒子を顕微鏡８０などの撮像装置（図示せず）を用いて観察可能であるように構成されていてもよい。例えば、チャンバの一方の面を観察可能なように、透明な材料で構成されていることが好適である。このように、チャンバの少なくとも一部を透明な材料で構成することにより、捕捉された粒子を、例えば顕微鏡８０（例えば正立顕微鏡や倒立顕微鏡など）などの観察部により観察することができる。顕微鏡８０などの観察部によって、チャンバのウェル・貫通穴領域９の上面又は下面から、流路内に存在する、ウェル２又は貫通穴、粒子Ｓ、気泡などを観察することができる。
また、観察部は、撮像装置（図示せず）をさらに備えられうる。撮像装置として、例えばイメージセンサを備えた撮像装置、特にはデジタルカメラを挙げることができる。イメージセンサは、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）でありうる。撮像により得られた画像データは、当該撮像装置又は解析部に格納されてもよく、又は、当該撮像装置に有線又は無線で接続された外部のデータ格納装置に格納されてもよい。
本技術において、チャンバ内の流体に存在する気泡を効率よく排出することができる。これにより、流路系を用いる粒子の分析、粒子の捕捉、粒子の解析などのための装置やシステムにおいて、粒子解析や粒子捕捉などの精度や効率などを向上させることが可能である。なお、本技術により奏される効果は、ここに記載された効果に必ずしも限定されるものではなく、本明細書中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
なお、ウェル内に捕捉された粒子は、種々の観察及び／又は測定に付されうる。例えば、チャンバ内に粒子を供給する前に所定の蛍光標識を粒子に付けておき、粒子の捕捉後に最も強い蛍光を発する粒子を当該捕捉された粒子のうちから選択することができる。さらに、当該選択された粒子だけを、例えばマイクロマニュピレータなどの単一粒子取得装置によって、粒子捕捉用のチャンバ内から取り出すことができる。そして当該選択された粒子を利用して、さらに他の処理が行なわれる。粒子が細胞である場合、当該他の処理は、例えば遺伝子解析、培養、及び物質生産などでありうる。
また、例えば、所望の抗体分泌を行なう細胞の選択、所望の遺伝子発現を行なう細胞又は微生物の選択、及び所望の分化能を有する細胞の選択など、所望の特徴を有する粒子の選択が可能である。
＜２−６．本技術に係る装置の例２＞
本技術に係る装置の別の側面の例２を、図９を参照しながら説明する。図９は、本技術の装置の一例のブロック図である。
図９に示すように、本技術の装置１２００は、粒子捕捉用チャンバ１２０１、吸引部１２０２、流体供給部１２０３、流体回収部１２０４、観察部１２０５、制御部１２０６及び解析部１２０７を備え、当該制御部１２０６は圧力制御部（図示せず）を含むものである。なお、本技術の装置はこれに限定されない。
粒子捕捉用チャンバ１２０１は、少なくとも一つのウェル又は貫通穴を有する粒子捕捉領域と、前記ウェル内に又は前記貫通穴に粒子を捕捉する際に使用される粒子捕捉用流路部とを備えている。粒子捕捉用チャンバ１２０１は、さらに、流体供給流路部及び流体排出流路部が備えられている。
本技術において、粒子捕捉領域は取り換え可能であってよい。粒子捕捉用チャンバ１２０１内の粒子捕捉用チップが、当該チャンバから取り外し可能に設けられていてよい。そして、例えば分析毎に、粒子捕捉用チップがユーザによって交換されてよい。
代替的には、粒子捕捉用チャンバ１２０１自体が取り換え可能であってもよい。すなわち、本技術に従う装置１２００に、粒子捕捉用チャンバ１２０１が取り外し可能に設けられていてよい。例えば、本技術に従い、粒子捕捉用チップと当該チップを保持するチップホルダとが一体化されたカートリッジ状の粒子捕捉用チャンバユニットが、本技術に従う装置１２００に取り換え可能に備えられていてよい。この場合、ユーザは当該カートリッジを交換することで粒子捕捉領域を交換できるので、小型の薄膜である粒子捕捉領域のみを交換するよりも取り扱い易い。また、この場合、チャンバ内が露出することがないので、ウェルにゴミが付着することを防ぐことができる。
吸引部１２０２は、粒子捕捉用チャンバ１２０１の第一流路や第二流路を介して、チャンバ内の粒子の吸引を行うことができる。例えば、上述した粒子捕捉工程における吸引を行う。吸引部１２０２は、当該吸引が可能なように、粒子捕捉用チャンバ１２０１（例えば、第一空間や第二空間、第一流路や第二流路など）と接続されうる。この接続において、例えば、吸引を行うための管が連通されてもよい。当該管上にバルブが設けられてもよい。吸引部は例えばポンプを含む。
流体供給部１２０３は、粒子捕捉用チャンバ１２０１に、粒子を含んだ流体を供給する。例えば、上述した粒子捕捉工程において、粒子を含んだ流体を供給又は吸引によって粒子捕捉用チャンバ内に供給するために用いられる。流体供給部は、例えば粒子を含んだ流体を収容可能な容器及び当該容器に接続された管から構成される。当該管が、粒子捕捉用チャンバ１２０１（例えば、第一空間や第二空間、第一流路や第二流路）と連通されうる。当該管上にバルブが設けられてもよい。
流体回収部１２０４は、粒子捕捉用チャンバ１２０１から流体を回収する。例えば、流体回収部１２０４は、上述した除去工程における粒子の除去を行う。流体回収部１２０４は、粒子捕捉用チャンバ１２０１からの流体の回収が可能なように、粒子捕捉用チャンバ１２０１と接続されうる。例えば、粒子捕捉用チャンバ１２０１（例えば、第一空間や第二空間、第一流路や第二流路など）と、流体回収部１２０４の流体回収を行うための管とが連通されうる。当該管上にバルブが設けられていてもよい。流体回収部１２０４は例えばポンプを含んでもよい。当該ポンプによる吸引によって、チャンバ内の流体を回収する。流体回収部により吸引された液体が当該ポンプ内に入らないように、例えば、流体回収部１２０４は、液体回収容器を介して粒子捕捉用チャンバ１２０１に接続されうる。
流体回収部１２０４は、粒子捕捉用チャンバ１２０１に１つ、２つ、又は３つ以上設けられていてもよい。例えば、２つの流体回収部が粒子捕捉用チャンバ１２０１に備えられる場合、１つの流体回収部が、ウェル内に又は貫通穴に捕捉されなかった粒子を回収するために用いられ、及び、他の流体回収部が、ウェル内に又は貫通穴に捕捉された粒子を回収するために用いられうる。
観察部１２０５は、ウェル内に又は貫通穴に捕捉された粒子の観察及び／又はウェル内に又は貫通穴に捕捉された粒子に関する特徴を把握するために用いられる。また、観察部１２０５は、チャンバ内における混入した気泡を把握するために用いられてもよい。
また、粒子の観察とは、例えば粒子自体の形状、構造、及び／又は色などの観察がありうる。粒子に関する特徴の把握とは、例えば粒子から生じる光、例えば蛍光など、の波長及び／又は強度などの把握がありうる。
また、混入した気泡の観察とは、例えば、気泡自体の大きさ、数や動きなどの観察がありうる。混入した気泡の観察は、気泡に対して焦点を合わせたり、気泡の撮像によるものがありうる。また、気泡の観察は、撮像後の画像を取り込んで画像中の気泡の大きさ、数や動きを解析するなどの把握もありうる。
観察部１２０５は、例えば当該観察及び／又は当該把握を可能にする装置であってよく、例えば顕微鏡及び／又は光検出器でありうるが、気泡を観察する場合には顕微鏡観察が好適である。粒子観察及び気泡の観察は、別々の装置を設けて行ってもよいし、同じ装置にて行ってもよい。
本技術において、チャンバ内の気泡や粒子が観察可能な位置に配置するように構成されている。例えば、観察部１２０５は、粒子捕捉用チャンバ１２０１の上方及び／又は下方に設けられうる。例えば、顕微鏡として倒立顕微鏡を用いることが好ましい。また、好ましくは顕微鏡は光学顕微鏡でありうる。すなわち、本技術において、観察部１２０５は、好ましくは倒立型の光学顕微鏡を含む。
細胞の外見的な特徴を観察するために、一般的に採用されている明視野観察又は暗視野観察が、本技術においても採用されてよい。また、透明な細胞の微細な内部構造を強調した状態で細胞を観察する場合には、このような場合に適している位相差観察又は微分干渉観察が、本技術において採用されてよい。これらの観察手法を採用することにより、細胞を染色せずに生きた状態で観察することが可能である。透明な細胞の観察のためには、特には位相差観察を採用することが好ましい。位相差観察を採用する場合、観察部１２０５は、ハロゲンランプ光源、対物レンズ、位相板、コンデンサレンズ、及びリング絞りを含むことが好ましい。
また、細胞を蛍光タンパク質で標識すれば、細胞内で興味のある特定の部分を強調した状態で、当該細胞を蛍光観察により観察することが可能である。このような蛍光観察は、例えば抗原抗体反応による抗原の同定又はミトコンドリアなど細胞内構造体の可視化などの種々の用途において用いられる。蛍光観察を行う場合、観察部１２０５は、励起用光源（一般的に水銀ランプ）、励起光の波長を選択するフィルター、物質が発光する波長の蛍光を取り出すダイクロイックミラー、及び蛍光波長以外をカットする吸収フィルターを含むことが好ましい。フィルターにより励起波長及び蛍光波長の組み合わせを選択することによって、一つの観察像から様々な解析を行うことが可能である。
また、観察部１２０５は、撮像装置をさらに備えられうる。撮像装置として、例えばイメージセンサを備えた撮像装置、特にはデジタルカメラを挙げることができる。イメージセンサは、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）でありうる。撮像により得られた画像データは、当該撮像装置又は解析部１２０７に格納されてもよく、又は、当該撮像装置に有線又は無線で接続された外部のデータ格納装置に格納されてもよい。
制御部１２０６は、吸引部１２０２、流体供給部１２０３、及び／又は流体回収部１２０４を制御しうる。例えば、吸引部１２０２、流体供給部１２０３、及び／又は流体回収部１２０４のポンプ及び／又はバルブを制御しうる。これにより、本技術の粒子捕捉方法又は粒子解析方法における種々の工程などが行われうる。
また、制御部１２０６は、圧力制御部を制御しうる、又は、圧力制御部を内部又は外部に含むこともできる。これにより、本技術の気泡排出工程における種々の工程、例えば加圧工程、バルブ開閉工程、気泡解析工程などが行われうる。
解析部１２０７は、観察部１２０５により得られたデータ、例えば画像データ又は光に関するデータなど、を解析する。例えば、解析部１２０７は、上述で述べた気泡排出方法における解析工程や粒子捕捉方法又は粒子解析方法における解析工程における解析を行うこともできる。
解析部１２０７は、例えば、得られた画像データに基づき所定の形状又は色を有する粒子や混入した気泡を選択しうる。又は、粒子の場合、得られた光に関するデータに基づき所定の蛍光を発する粒子を選択しうる。選択された粒子や混入した気泡に関する位置情報が、解析部１２０７から有線又は無線で接続された本技術の装置、例えば単一粒子捕捉装置（例えばマイクロマニュピレータなど）など、に送信されうる。当該混入した気泡の位置情報に基づき、混入した気泡の動き、大きさや数などを把握し、気泡の排出に利用されうる。また、当該粒子の位置情報に基づき、当該単一粒子捕捉装置によって、当該選択された粒子が単独で取得されうる。
装置１２００には、以上で述べた構成要素に加えて、他の構成要素、例えば上記単一粒子捕捉装置など、が備えられていてもよい。また、装置１２００には、必要に応じて、各種データを記憶する記憶部、ユーザからの混入した気泡や粒子捕捉に関する指示を入力するための入力部、並びに、混入した気泡の観察又は解析結果、捕捉結果及び解析結果などの各種結果を出力する出力部などが備えられていてもよい。
なお、本技術では、以下の構成を取ることもできる。
〔１〕
少なくとも１つのウェル又は貫通穴を有し、第一空間と第二空間に区切るマイクロチップを含むチャンバにおいて、
前記チャンバ内の流体に対して正圧を加える加圧工程と、
前記第一空間に接続された第一流路及び／又は前記第二空間に接続された第二流路を開閉するためのバルブを操作するバルブ開閉工程と、を含む、
気泡排出方法。
〔２〕
前記マイクロチップが少なくとも1つのウェル又は貫通穴を含む粒子捕捉領域を有する粒子捕捉用チップである、前記〔１〕記載の気泡排出方法。
〔３〕
前記第一流路は、流体が供給される第一供給バルブ及び流体が排出される第一排出バルブに接続された流路である、及び／又は、
前記第二流路は、流体が供給される第二供給バルブ及び流体が排出される第二排出バルブに接続された流路である、前記〔１〕又は〔２〕記載の気泡排出方法。
〔４〕
前記バルブ開閉工程は、前記チャンバ内の流体に対して正圧を加えた後に前記供給バルブ及び／又は前記排出バルブを開閉し、前記チャンバから気泡を排出処理する工程を含む、前記〔３〕記載の気泡排出方法。
〔５〕
前記加圧工程及び前記バルブ開閉工程を繰り返し行う、前記〔１〕〜〔４〕のいずれか記載の気泡排出方法。
〔６〕
さらに、前記チャンバ内の気泡を撮像し取得された情報に基づいて、前記チャンバ内の気泡を解析する気泡解析工程を含む、前記〔１〕〜〔５〕のいずれか記載の気泡排出方法。
〔７〕
前記気泡解析工程において前記チャンバ内の気泡が所定条件に該当するか否かを判定し、前記気泡が所定条件に該当すると判定した場合に、前記加圧工程及び前記バルブ開閉工程を行う、前記〔６〕記載の気泡排出方法。
〔８〕
前記加圧工程において、前記供給バルブを開き、前記供給バルブ以外のバルブを閉じた状態で、前記チャンバ内の流体に対して加圧し、
前記バルブ開閉工程において、前記供給バルブを閉じた後、前記閉じたバルブの内いずれか１つ以上を断続的に開く、
前記〔２〕〜〔７〕のいずれか記載の気泡排出方法。
〔９〕
前記加圧工程において、前記供給バルブを開き、前記供給バルブ以外のバルブを閉じた状態で、前記チャンバ内の流体に対して加圧し、
前記バルブ開閉工程において、前記閉じたバルブの内いずれか１つ以上を開く、
前記〔２〕〜〔７〕のいずれか記載の気泡排出方法。
〔１０〕
前記粒子が、単一細胞である、前記〔２〕記載の気泡排出方法。
〔１１〕
少なくとも1つのウェル又は貫通穴を有し、第一空間と第二空間とに区切るマイクロチップを含むチャンバにおいて、
前記チャンバ内の流体に対して正圧を加える加圧工程と、
前記第一空間に接続された第一流路及び／又は前記第二空間に接続された第二流路を開閉するためのバルブを操作するバルブ開閉工程を行い、前記チャンバ内の気泡を排出するように制御する圧力制御部、を備えており、
前記ウェル又は貫通穴に粒子を捕捉する、粒子捕捉装置。
〔１２〕
前記マイクロチップが、前記第一空間の上方が排出方向に従い高くなるように構成されている、前記〔１１〕記載の粒子捕捉装置。
〔１３〕
前記マイクロチップは、幅方向の断面積が排出方向に従い大きくなるように構成されている、前記〔１２〕記載の粒子捕捉装置。
〔１４〕
前記圧力制御部が、前記〔３〕〜〔９〕のいずれかの気泡排出方法を実行する、前記〔１１〕〜〔１３〕のいずれかの粒子捕捉装置。
〔１５〕
少なくとも1つのウェル又は貫通穴を有し、第一空間と第二空間とに区切るマイクロチップを含むチャンバにおいて、
前記チャンバ内の流体に対して正圧を加える加圧工程と、
前記第一空間に接続された第一流路及び／又は前記第二空間に接続された第二流路を開閉するためのバルブを操作するバルブ開閉工程を行い、前記チャンバ内の気泡を排出するように制御する圧力制御部、
前記チャンバ内の気泡を、及び／又は、前記ウェル又は貫通穴に捕捉された粒子を、顕微鏡にて撮像する観察部、及び、
前記観察部からの取得された情報に基づいて、前記気泡及び／又は前記捕捉粒子に関する解析を行う解析部と、
を備える、粒子解析装置。
〔１６〕
前記圧力制御部及び観察部は、中央制御部により制御され、当該中央制御部は前記〔３〕〜〔９〕のいずれかの気泡排出方法を実行する、前記〔１５〕のいずれかの粒子捕捉装置。
２ ウェル
３ 第一空間
４ 第二空間
５ 第一流路
６ 第二流路
７ ウェル底部
８ 孔
９ ウェル・貫通穴領域
１０ マイクロチップ
２０ 圧力制御器、圧力制御部
５１ 第一供給バルブ
５２ 第一排出バルブ
６１ 第二供給バルブ
６２ 第二排出バルブ
Ｐ ポンプ
７０ 容器
７１ 粒子用流路
７２ 粒子供給バルブ
８０ 顕微鏡、倒立顕微鏡
１００ チャンバ
１２００ 装置
１２０１ 粒子捕捉用チャンバ
１２０２ 吸引部
１２０３ 流体供給部
１２０４ 流体回収部
１２０５ 観察部
１２０６ 制御部

Claims (14)

  1. 少なくとも１つのウェル又は貫通穴を有し、第一空間と第二空間に区切るマイクロチップを含むチャンバにおいて、
    前記チャンバ内の流体に対して正圧を加える加圧工程と、
    前記第一空間に接続された第一流路及び／又は前記第二空間に接続された第二流路を開閉するためのバルブを操作するバルブ開閉工程と、を含む、
    気泡排出方法。
  2. 前記マイクロチップが少なくとも１つのウェル又は貫通穴を含む粒子捕捉領域を有する粒子捕捉用チップである、請求項１記載の気泡排出方法。
  3. 前記第一流路は、流体が供給される第一供給バルブ及び流体が排出される第一排出バルブに接続された流路である、及び／又は、
    前記第二流路は、流体が供給される第二供給バルブ及び流体が排出される第二排出バルブに接続された流路である、請求項１記載の気泡排出方法。
  4. 前記バルブ開閉工程は、前記チャンバ内の流体に対して正圧を加えた後に前記供給バルブ及び／又は前記排出バルブを開閉し、前記チャンバから気泡を排出処理する工程を含む、請求項３記載の気泡排出方法。
  5. 前記加圧工程及び前記バルブ開閉工程を繰り返し行う、請求項１記載の気泡排出方法。
  6. さらに、前記チャンバ内の気泡を撮像し取得された情報に基づいて、前記チャンバ内の気泡を解析する気泡解析工程を含む、請求項１記載の気泡排出方法。
  7. 前記気泡解析工程において前記チャンバ内の気泡が所定条件に該当するか否かを判定し、前記気泡が所定条件に該当すると判定した場合に、前記加圧工程及び前記バルブ開閉工程を行う、請求項６記載の気泡排出方法。
  8. 前記加圧工程において、前記供給バルブを開き、前記供給バルブ以外のバルブを閉じた状態で、前記チャンバ内の流体に対して加圧し、
    前記バルブ開閉工程において、前記供給バルブを閉じた後、前記閉じたバルブの内いずれか１つ以上を断続的に開く、
    請求項３記載の気泡排出方法。
  9. 前記加圧工程において、前記供給バルブを開き、前記供給バルブ以外のバルブを閉じた状態で、前記チャンバ内の流体に対して加圧し、
    前記バルブ開閉工程において、前記閉じたバルブの内いずれか１つ以上を開く、
    請求項３記載の気泡排出方法。
  10. 前記粒子が、単一細胞である、請求項２記載の気泡排出方法。
  11. 少なくとも1つのウェル又は貫通穴を有し、第一空間と第二空間とに区切るマイクロチップを含むチャンバにおいて、
    前記チャンバ内の流体に対して正圧を加える加圧工程と、
    前記第一空間に接続された第一流路及び／又は前記第二空間に接続された第二流路を開閉するためのバルブを操作するバルブ開閉工程を行い、前記チャンバ内の気泡を排出するように制御する圧力制御部 、を備えており、
    前記ウェル又は貫通穴に粒子を捕捉する、粒子捕捉装置。
  12. 前記マイクロチップが、前記第一空間の上方が排出方向に従い高くなるように構成されている、請求項１１記載の粒子捕捉装置。
  13. 前記マイクロチップは、幅方向の断面積が排出方向に従い大きくなるように構成されている、請求項１２記載の粒子捕捉装置。
  14. 少なくとも1つのウェル又は貫通穴を有し、第一空間と第二空間とに区切るマイクロチップを含むチャンバにおいて、
    前記チャンバ内の流体に対して正圧を加える加圧工程と、
    前記第一空間に接続された第一流路及び／又は前記第二空間に接続された第二流路を開閉するためのバルブを操作するバルブ開閉工程を行い、前記チャンバ内の気泡を排出するように制御する圧力制御部、
    前記チャンバ内の気泡を、及び／又は、前記ウェル又は貫通穴に捕捉された粒子を、顕微鏡にて撮像する観察部、及び、
    前記観察部からの取得された情報に基づいて、前記気泡及び／又は前記捕捉粒子に関する解析を行う解析部と、
    を備える、粒子解析装置。
JP2019011785A 2019-01-28 2019-01-28 気泡排出方法、粒子捕捉装置、及び粒子解析装置。 Pending JP2020115823A (ja)

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