JP2966904B2 - 細胞の処理方法、および処理装置 - Google Patents
細胞の処理方法、および処理装置Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
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- C12Q1/04—Determining presence or kind of microorganism; Use of selective media for testing antibiotics or bacteriocides; Compositions containing a chemical indicator therefor
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- Cell Biology (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、細胞処理装置に係り、特に細胞の生物活性
の評価の方法と装置に関する。
の評価の方法と装置に関する。
文献（河村喜雄ほか：マイクロメカニカルデバイスを
用いた１対１細胞融合技術の開発、精密工学会誌、56,1
（1990）86−91））に記載のような細胞融合装置が筆者
等により開発されている。この装置は、大量の細胞をハ
ンドリング操作して、約1600カ所の微小な隔室を有する
マイクロチャンバに、個別にしかも一括して注入操作す
るものである。マイクロチャンバ内に個別に注入された
細胞は、チャンバ壁面への付着を防止する目的のため、
特開平１−95768号公報に記載のように、チャンバ底部
のスリットから間歇的に流体的圧力を負荷している。
用いた１対１細胞融合技術の開発、精密工学会誌、56,1
（1990）86−91））に記載のような細胞融合装置が筆者
等により開発されている。この装置は、大量の細胞をハ
ンドリング操作して、約1600カ所の微小な隔室を有する
マイクロチャンバに、個別にしかも一括して注入操作す
るものである。マイクロチャンバ内に個別に注入された
細胞は、チャンバ壁面への付着を防止する目的のため、
特開平１−95768号公報に記載のように、チャンバ底部
のスリットから間歇的に流体的圧力を負荷している。
通常、植物の細胞融合に用いるプロトプラストは、葉
肉細胞を酵素処理で単離し細胞壁が除去された原形質体
である。文献（社団法人農林水産技術情報協会編集、研
究ジャーナル、Vol.13、No.5（1990−５）３−12）に記
載のように、細胞融合した雑種細胞は培地に移され細胞
壁を再生し、分裂し、カルス化して植物体へと成長す
る。プロトプラストの単離処理条件は植物の種類により
異なり、細胞壁を再生し分裂増殖する能力である分裂活
性を損なわないような最適な単離処理条件の開発が重要
とされている。通常は、ペクチナーゼやセルラーゼ等の
種々の酵素で処理を施したプロトプラストを再度培地に
移し、数週間かけて培養してその分裂再生状況を観察し
たり、さらに数カ月かけて培養して元の植物体を復元す
るか否かを調べるという試行錯誤の積み重ねにより、最
適な単離法や培養法，融合法などの処理条件を探索して
おり、結果が出るまでに少なくとも２〜３週間以上の時
間を要するという技術課題があった。さらに、長期間培
養のために無菌状態で培養することが必要となり、酵素
処理段階から無菌化対策の段取りや管理等に膨大な労力
を必要としていた。
肉細胞を酵素処理で単離し細胞壁が除去された原形質体
である。文献（社団法人農林水産技術情報協会編集、研
究ジャーナル、Vol.13、No.5（1990−５）３−12）に記
載のように、細胞融合した雑種細胞は培地に移され細胞
壁を再生し、分裂し、カルス化して植物体へと成長す
る。プロトプラストの単離処理条件は植物の種類により
異なり、細胞壁を再生し分裂増殖する能力である分裂活
性を損なわないような最適な単離処理条件の開発が重要
とされている。通常は、ペクチナーゼやセルラーゼ等の
種々の酵素で処理を施したプロトプラストを再度培地に
移し、数週間かけて培養してその分裂再生状況を観察し
たり、さらに数カ月かけて培養して元の植物体を復元す
るか否かを調べるという試行錯誤の積み重ねにより、最
適な単離法や培養法，融合法などの処理条件を探索して
おり、結果が出るまでに少なくとも２〜３週間以上の時
間を要するという技術課題があった。さらに、長期間培
養のために無菌状態で培養することが必要となり、酵素
処理段階から無菌化対策の段取りや管理等に膨大な労力
を必要としていた。
上記従来技術はプロトプラストの単離条件の探索に要
する時間の短縮化が行なえず、結果が出るまでに少なく
とも２〜３週間以上の時間を要するという技術課題があ
った。本発明の植物細胞のプロトプラストの最適な単離
条件の確立を短時間で可能とする方法と手段を提供する
ことや、生物学的活性の高い細胞だけを生成選択して、
品質の安定した植物体を提供することを目的とする。ま
た、本発明は、任意の細胞の処理条件に適した種々の酵
素処理剤を提供することを目的とする。さらに、病理学
的面からは、悪性腫瘍細胞の活性を低下させる抗体や薬
剤、あるいは細胞の再生能力を促進する抗体や薬剤等を
特定し提供することを目的とする。
する時間の短縮化が行なえず、結果が出るまでに少なく
とも２〜３週間以上の時間を要するという技術課題があ
った。本発明の植物細胞のプロトプラストの最適な単離
条件の確立を短時間で可能とする方法と手段を提供する
ことや、生物学的活性の高い細胞だけを生成選択して、
品質の安定した植物体を提供することを目的とする。ま
た、本発明は、任意の細胞の処理条件に適した種々の酵
素処理剤を提供することを目的とする。さらに、病理学
的面からは、悪性腫瘍細胞の活性を低下させる抗体や薬
剤、あるいは細胞の再生能力を促進する抗体や薬剤等を
特定し提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、発明者による実験結果
から得た知見に基づいた手段を発明した。植物体を酵素
処理して単離されるプロトプラストは、処理剤の影響を
受けて細胞壁を再生し分裂増殖する能力である分裂活性
を損ないやすい。すなわち、生物学的活性度が低下す
る。
から得た知見に基づいた手段を発明した。植物体を酵素
処理して単離されるプロトプラストは、処理剤の影響を
受けて細胞壁を再生し分裂増殖する能力である分裂活性
を損ないやすい。すなわち、生物学的活性度が低下す
る。
一方、発明者の実験から、細胞に機械的なストレスを
負荷させると、処理過程で受けた細胞膜や原形質体の影
響を顕在化できることが発見された。すなわち、細胞の
分裂活性能力への影響を、細胞の形態の変化、特に細胞
の破壊速度の差異として顕在化できる。すなわち、細胞
に機械的なストレスを負荷させる手法により、細胞の分
裂活性能力を顕在化でき、相対的に定量化できることが
明らかになった。本発明はこの発見による手法を用いて
上記課題を解決した。
負荷させると、処理過程で受けた細胞膜や原形質体の影
響を顕在化できることが発見された。すなわち、細胞の
分裂活性能力への影響を、細胞の形態の変化、特に細胞
の破壊速度の差異として顕在化できる。すなわち、細胞
に機械的なストレスを負荷させる手法により、細胞の分
裂活性能力を顕在化でき、相対的に定量化できることが
明らかになった。本発明はこの発見による手法を用いて
上記課題を解決した。
〔作用〕 プロトプラストは吸引力等の機械的な負荷を受ける
と、時間の経過につれて、形態の変化するもの、特に破
壊するものの数が増す。従って、多量のプロトプラスト
を同一条件下で処理し、機械的ストレスを負荷し、細胞
の個々の形態の時間的変化を把握できる手段を用いるこ
とにより、プロトプラストの分裂活性能力を定量化でき
る。さらに、機械的なストレスを負荷することにより分
裂活性能力の変化を短時間で顕在化できるので、プロト
プラストの分裂活性能力の定量化を短時間で行うことを
可能とうる。さらに、被測定細胞を所望の状態に設定す
る条件決定が容易になるので、品質の安定した細胞を選
択し、効率良くその増殖体を生成できる。
と、時間の経過につれて、形態の変化するもの、特に破
壊するものの数が増す。従って、多量のプロトプラスト
を同一条件下で処理し、機械的ストレスを負荷し、細胞
の個々の形態の時間的変化を把握できる手段を用いるこ
とにより、プロトプラストの分裂活性能力を定量化でき
る。さらに、機械的なストレスを負荷することにより分
裂活性能力の変化を短時間で顕在化できるので、プロト
プラストの分裂活性能力の定量化を短時間で行うことを
可能とうる。さらに、被測定細胞を所望の状態に設定す
る条件決定が容易になるので、品質の安定した細胞を選
択し、効率良くその増殖体を生成できる。
以下、本発明の実施例を第１図により説明する。他の
図中との共通な符号は同一機能のものを示している。
図中との共通な符号は同一機能のものを示している。
本発明の一実施例の外観図を第１図に、装置主要部分
の断面図を第２図に示す。被測定細胞10として植物細胞
のプロトプラストを用いる場合について述べる。プロト
プラストを収納して保持可能な隔室（マイクロチャン
バ）からなるマイクロチャンバプレート１、注入器21に
装填された多量のプロトプラストを吸着して個別に、か
つ一括して搬送し、マイクロチャンバプレートに注入す
る搬送ツールであるキャリアプレート２、キャリアプレ
ートに注入器からのプロトプラストを供給する供給槽
３、浸透圧を保持してプロトプラストの操作を行うため
の緩衝液23を満たす水槽４、供給槽３からマイクロチャ
ンバ１の矢印方向24へプロトプラストを吸着したキャリ
アプレートを水槽内の緩衝液中で搬送する移動台５、キ
ャリアプレートへプロトプラストの供給，吸引，搬送，
マイクロチャンバへの注入、保持等のシーケンスを制御
する制御系６、40×40のマトリクス状に配列されたマイ
クロチャンバ内のプロトプラストを観察するための光学
顕微鏡７、光学顕微鏡に接続された撮像装置８、さらに
これらの光学系をx,y方向に走査するステージ９とから
主に構成される。マイクロチャンバに注入された被測定
細胞10であるプロトプラストは微小な吸引圧で、マイク
ロチャンバの底に設けられたスリットを介して吸引保持
されるが、間欠的に加圧する微圧変動器22によって、数
秒間隔の周期でスリットから微小距離だけ離脱浮上す
る。なお、プロトプラストの供給や吸引等の圧力差はサ
イフォンを用いて、各サイフォンの水位をＢ〜Ｇで表し
た。なお、本例の場合の各水位は、水槽の水位Ａを基準
とすると、 Ｂ＝−4mmAq,C＝−5mmAq,D＝10mmAq,E＝−5mmAq,F＝10m
mAq,G＝28mmAqである。
の断面図を第２図に示す。被測定細胞10として植物細胞
のプロトプラストを用いる場合について述べる。プロト
プラストを収納して保持可能な隔室（マイクロチャン
バ）からなるマイクロチャンバプレート１、注入器21に
装填された多量のプロトプラストを吸着して個別に、か
つ一括して搬送し、マイクロチャンバプレートに注入す
る搬送ツールであるキャリアプレート２、キャリアプレ
ートに注入器からのプロトプラストを供給する供給槽
３、浸透圧を保持してプロトプラストの操作を行うため
の緩衝液23を満たす水槽４、供給槽３からマイクロチャ
ンバ１の矢印方向24へプロトプラストを吸着したキャリ
アプレートを水槽内の緩衝液中で搬送する移動台５、キ
ャリアプレートへプロトプラストの供給，吸引，搬送，
マイクロチャンバへの注入、保持等のシーケンスを制御
する制御系６、40×40のマトリクス状に配列されたマイ
クロチャンバ内のプロトプラストを観察するための光学
顕微鏡７、光学顕微鏡に接続された撮像装置８、さらに
これらの光学系をx,y方向に走査するステージ９とから
主に構成される。マイクロチャンバに注入された被測定
細胞10であるプロトプラストは微小な吸引圧で、マイク
ロチャンバの底に設けられたスリットを介して吸引保持
されるが、間欠的に加圧する微圧変動器22によって、数
秒間隔の周期でスリットから微小距離だけ離脱浮上す
る。なお、プロトプラストの供給や吸引等の圧力差はサ
イフォンを用いて、各サイフォンの水位をＢ〜Ｇで表し
た。なお、本例の場合の各水位は、水槽の水位Ａを基準
とすると、 Ｂ＝−4mmAq,C＝−5mmAq,D＝10mmAq,E＝−5mmAq,F＝10m
mAq,G＝28mmAqである。
第３図にプロトプラストの単離処理方法の一例と、本
発明の細胞の生物学的活性度を求める手順を示す。適当
な葉齢の葉肉組織の切片を表皮処理して、セルラーセや
ペクチナーゼ等の酵素液に浮かせて恒温に保つと、次第
にプロトプラストが単離されて沈降する。プロトプラス
トの沈降した懸濁液を遠心分離等の洗浄処理工程を通し
て分取することにより単離処理が完了する。単離された
プロトプラストを第１図及び第２図に示した測定装置の
キャリアプレートに供給し吸着させ、マイクロチャンバ
へ搬入して、マイクロチャンバ内で保持する。マイクロ
チャンバ内のプロトプラストは間歇的に加圧による浮
上、吸引による沈降を繰り返す。細胞の生物学的活性は
マイクロチャンバ内のプロトプラストの形態を光学顕微
鏡で観察して計数して求める。
発明の細胞の生物学的活性度を求める手順を示す。適当
な葉齢の葉肉組織の切片を表皮処理して、セルラーセや
ペクチナーゼ等の酵素液に浮かせて恒温に保つと、次第
にプロトプラストが単離されて沈降する。プロトプラス
トの沈降した懸濁液を遠心分離等の洗浄処理工程を通し
て分取することにより単離処理が完了する。単離された
プロトプラストを第１図及び第２図に示した測定装置の
キャリアプレートに供給し吸着させ、マイクロチャンバ
へ搬入して、マイクロチャンバ内で保持する。マイクロ
チャンバ内のプロトプラストは間歇的に加圧による浮
上、吸引による沈降を繰り返す。細胞の生物学的活性は
マイクロチャンバ内のプロトプラストの形態を光学顕微
鏡で観察して計数して求める。
細胞の特性は次のような諸要因によってばらつくこと
が経験的かつ定性的に認められる。一つの植物体で
も、葉齢や葉肉の部位によって、細胞の大きさにばらつ
きがある。細胞壁を除去するための酵素処理条件によ
って細胞の壊れ易さが異なる。細胞壁の再生を防ぐた
め、栄養源の無い緩衝液中で保管すると、時間の経過に
伴ってプロトプラストの活性が落ちる。
が経験的かつ定性的に認められる。一つの植物体で
も、葉齢や葉肉の部位によって、細胞の大きさにばらつ
きがある。細胞壁を除去するための酵素処理条件によ
って細胞の壊れ易さが異なる。細胞壁の再生を防ぐた
め、栄養源の無い緩衝液中で保管すると、時間の経過に
伴ってプロトプラストの活性が落ちる。
このように実験条件の再現性が悪い対象については、
特性を個々に評価して統計的に処理することは難しい。
従って、細胞の耐久性に及ぼす要因の解析に際しては、
同一条件で単離した数百個程度の細胞を短時間に測定す
る手段が必要である。本発明で開発した測定装置は、大
量の細胞を個別にマイクロチャンバに数分間で注入し、
緩衝液中で個々の細胞の形態を把握できる特長を有して
いる。マイクロチャンバ内で周期的に機械的ストレスを
加えた細胞を全数観察して、細胞が破壊せず正常な球形
で残っている数を計数測定することにより、細胞の生物
学的活性度を評価できるようになった。
特性を個々に評価して統計的に処理することは難しい。
従って、細胞の耐久性に及ぼす要因の解析に際しては、
同一条件で単離した数百個程度の細胞を短時間に測定す
る手段が必要である。本発明で開発した測定装置は、大
量の細胞を個別にマイクロチャンバに数分間で注入し、
緩衝液中で個々の細胞の形態を把握できる特長を有して
いる。マイクロチャンバ内で周期的に機械的ストレスを
加えた細胞を全数観察して、細胞が破壊せず正常な球形
で残っている数を計数測定することにより、細胞の生物
学的活性度を評価できるようになった。
第４図にプロトプラストが破壊し、減少する時間経過
の測定例を示す。パラメータとして酵素処理時間を変え
た。細胞数は測定時間内の平均値とし、測定時間に渡る
範囲を横実線で示した。破線は各データの回帰直線で、
変曲点を境にして片対数グラフ上で、すべてのデータが
直線に乗ることが明らかになった。従って、マイクロチ
ャンバ内での保持時間をｔ、正常なプロトプラスト数を
ｎとすると次式が成立する。
の測定例を示す。パラメータとして酵素処理時間を変え
た。細胞数は測定時間内の平均値とし、測定時間に渡る
範囲を横実線で示した。破線は各データの回帰直線で、
変曲点を境にして片対数グラフ上で、すべてのデータが
直線に乗ることが明らかになった。従って、マイクロチ
ャンバ内での保持時間をｔ、正常なプロトプラスト数を
ｎとすると次式が成立する。
ｎ＝n0・exp（−t/τ） …（１） ここで、τは時間の次元を持ち、細胞が活性を維持し
ている時間を示すので、τを活性時定数と定義する。ま
た、n0は搬入直後の初期細胞数であり、n/n0が時間ｔ経
過後の生存率である。
ている時間を示すので、τを活性時定数と定義する。ま
た、n0は搬入直後の初期細胞数であり、n/n0が時間ｔ経
過後の生存率である。
次に、本発明の測定装置での細胞の生物学的活性度の
定量化の方法について述べる。マイクロチャンバに注入
し隔離保持された全てのプロトプラストは、機械的スト
レスとして、間歇的な浮上力と吸引力による負荷を、同
時に均一に受ける。マトリクス状に番地付けされたマイ
クロチャンバをステージ走査により割り出して、光学顕
微鏡下で観察し、所定の形態を成すプロトプラストの数
を計数してn0とする。所定時間ｔ経過後、再度、該隔室
内を測定して、所定の形態をなすプロトプラスト数を計
数して、その時の数をｎとすると、活性時定数τは、次
式で与えられる。
定量化の方法について述べる。マイクロチャンバに注入
し隔離保持された全てのプロトプラストは、機械的スト
レスとして、間歇的な浮上力と吸引力による負荷を、同
時に均一に受ける。マトリクス状に番地付けされたマイ
クロチャンバをステージ走査により割り出して、光学顕
微鏡下で観察し、所定の形態を成すプロトプラストの数
を計数してn0とする。所定時間ｔ経過後、再度、該隔室
内を測定して、所定の形態をなすプロトプラスト数を計
数して、その時の数をｎとすると、活性時定数τは、次
式で与えられる。
τ＝t/ln（n0/n） …（２） 第４図において酵素処理４時間のデータをみると、注
入直後から平均10分までの測定では80個の正常な細胞数
が、それより60分後には20個に低減している。従って、
この時の活性時定数は式（２）より44分である。また、
酵素処理0.5時間の場合には、注入直後から平均10分ま
での測定では96個の正常な細胞数が、それより55分後に
は70個になっているので活性時定数は174分である。
入直後から平均10分までの測定では80個の正常な細胞数
が、それより60分後には20個に低減している。従って、
この時の活性時定数は式（２）より44分である。また、
酵素処理0.5時間の場合には、注入直後から平均10分ま
での測定では96個の正常な細胞数が、それより55分後に
は70個になっているので活性時定数は174分である。
プロトプラストの分裂活性能力に影響するパラメータ
の一つである酵素処理時間に対する活性時定数を、上述
した本発明の方法で求めた結果を第５図に示す。酵素処
理時間が短い程、活性時定数が大きい傾向が認められ
る。このように、酵素処理時間をパラメータとした場合
に、活性時定数を求めることにより、プロトプラストを
処理条件に対する活性時定数の大小、すなわち、生物学
的活性度の高低を明確に定量化でき、しかもその結果が
数十分以内という短時間に得られる。この評価方法は、
プロトプラストに機械的ストレスを負荷することによ
り、細胞原形質に生じているわずかな分裂活性能力の変
化を顕在化できるためである。
の一つである酵素処理時間に対する活性時定数を、上述
した本発明の方法で求めた結果を第５図に示す。酵素処
理時間が短い程、活性時定数が大きい傾向が認められ
る。このように、酵素処理時間をパラメータとした場合
に、活性時定数を求めることにより、プロトプラストを
処理条件に対する活性時定数の大小、すなわち、生物学
的活性度の高低を明確に定量化でき、しかもその結果が
数十分以内という短時間に得られる。この評価方法は、
プロトプラストに機械的ストレスを負荷することによ
り、細胞原形質に生じているわずかな分裂活性能力の変
化を顕在化できるためである。
プロトプラストの分裂活性能力に影響するパラメータ
としては、上述した酵素処理時間以外に、用いる植物の
種類、葉齢、細胞の組織部位、単離に用いる酵素の種
類、酵素液の濃度、処理温度、洗浄処理条件、緩衝液の
濃度、プロトプラストの保管条件等があり、しかもそれ
ぞれが相互に影響する。従来は、これらの条件をパラメ
ータとして変えて、逐一、何日も培養して結果を判定す
るという膨大な労力を必要としていた。本発明の方法を
用いれば、短時間で定量化が可能であるため、最適なパ
ラメータ条件の設定が容易になるという大きな特長を有
している。
としては、上述した酵素処理時間以外に、用いる植物の
種類、葉齢、細胞の組織部位、単離に用いる酵素の種
類、酵素液の濃度、処理温度、洗浄処理条件、緩衝液の
濃度、プロトプラストの保管条件等があり、しかもそれ
ぞれが相互に影響する。従来は、これらの条件をパラメ
ータとして変えて、逐一、何日も培養して結果を判定す
るという膨大な労力を必要としていた。本発明の方法を
用いれば、短時間で定量化が可能であるため、最適なパ
ラメータ条件の設定が容易になるという大きな特長を有
している。
機械的ストレスの掛け方として、上述の実施例では50
Paの負の吸引圧のもとに、60Paの正圧を４秒周期で印加
して、プロトプラストを200μｍ程度、間歇的に浮上さ
せる方法を用いた。また、機械的ストレスの掛け方とし
て、50Paの吸引圧を連続的に負荷すると、第４図で示し
た特性の変化を約５倍速く加速評価できることが認めら
れた。
Paの負の吸引圧のもとに、60Paの正圧を４秒周期で印加
して、プロトプラストを200μｍ程度、間歇的に浮上さ
せる方法を用いた。また、機械的ストレスの掛け方とし
て、50Paの吸引圧を連続的に負荷すると、第４図で示し
た特性の変化を約５倍速く加速評価できることが認めら
れた。
機械的ストレスの掛け方は、対象とする細胞の形態の
把握の難易度に応じて選択し設定できるので、評価に要
する時間を早めたり遅くすることが可能である。さらに
は、電気的刺激を印加する手段や低周波や超音波による
機械的振動を細胞に与える手段、細胞を加熱冷却する手
段等を用いることも可能である。いずれの場合も、機械
的ストレスの掛け方を同一にしておけば、細胞の分裂活
性能力を活性時定数を用いて相対的に定量化できる。
把握の難易度に応じて選択し設定できるので、評価に要
する時間を早めたり遅くすることが可能である。さらに
は、電気的刺激を印加する手段や低周波や超音波による
機械的振動を細胞に与える手段、細胞を加熱冷却する手
段等を用いることも可能である。いずれの場合も、機械
的ストレスの掛け方を同一にしておけば、細胞の分裂活
性能力を活性時定数を用いて相対的に定量化できる。
本発明では、マイクロチャンバ内の細胞の形態の把握
を光学顕微鏡観察で行う例を述べたが、撮像装置からの
映像を画像処理して、細胞の形態を把握し計数する方法
も考えられる。さらに、マイクロチャンバの細胞を吸引
するスリットの両側に、吸引された細胞を挾む形で、各
チャンバごとに独立に配置した電極を用いて、スイッチ
ング回路で切り替えて、電極間のインピーダンスを測定
して、電極間に保持された細胞の形態を把握する方法な
どが本発明の自動化に際して好ましく実験的に確認して
ある。細胞の形態を把握する方法に応じて、機械的スト
レスの掛け方を変えれば、細胞の分裂活性能力の評価に
要する時間を短縮できる。
を光学顕微鏡観察で行う例を述べたが、撮像装置からの
映像を画像処理して、細胞の形態を把握し計数する方法
も考えられる。さらに、マイクロチャンバの細胞を吸引
するスリットの両側に、吸引された細胞を挾む形で、各
チャンバごとに独立に配置した電極を用いて、スイッチ
ング回路で切り替えて、電極間のインピーダンスを測定
して、電極間に保持された細胞の形態を把握する方法な
どが本発明の自動化に際して好ましく実験的に確認して
ある。細胞の形態を把握する方法に応じて、機械的スト
レスの掛け方を変えれば、細胞の分裂活性能力の評価に
要する時間を短縮できる。
従来、細胞の分裂活性能力の評価は細胞を数週間に渡
って培養した後に判定しており、培養時の雑菌増殖の防
止の目的から、あらかじめプロトプラストの単離処理の
全工程を無菌条件下で行うことを必要とし、その段取り
と管理とが大変であった。これに対して、本発明の機械
的ストレスを負荷して活性時定数を求める評価方法は、
細胞の分裂活性能力の低下を加速し、現象を顕在化し、
細胞の分裂活性能力の評価に要する時間を数十分程度に
短縮できるため、細胞の分裂活性能力の評価のみを行う
際には、プロトプラストの単離処理時の無菌化対策が不
要になる利点がある。
って培養した後に判定しており、培養時の雑菌増殖の防
止の目的から、あらかじめプロトプラストの単離処理の
全工程を無菌条件下で行うことを必要とし、その段取り
と管理とが大変であった。これに対して、本発明の機械
的ストレスを負荷して活性時定数を求める評価方法は、
細胞の分裂活性能力の低下を加速し、現象を顕在化し、
細胞の分裂活性能力の評価に要する時間を数十分程度に
短縮できるため、細胞の分裂活性能力の評価のみを行う
際には、プロトプラストの単離処理時の無菌化対策が不
要になる利点がある。
本発明の応用例をつぎに述べる。本発明の測定装置は
被測定細胞の分裂活性能力を活性時定数を用いて短時間
に計測し、その結果を出力できるので、細胞の分裂活性
能力に影響するパラメータや処理媒体条件を適宜変化さ
せて、活性時定数が所望の設定値、すなわち生物学的活
性度が所望の値になるように制御する機能を有した処理
装置を提供できる。
被測定細胞の分裂活性能力を活性時定数を用いて短時間
に計測し、その結果を出力できるので、細胞の分裂活性
能力に影響するパラメータや処理媒体条件を適宜変化さ
せて、活性時定数が所望の設定値、すなわち生物学的活
性度が所望の値になるように制御する機能を有した処理
装置を提供できる。
本発明の細胞の生物学的活性度の測定方法を用いるこ
とにより、分裂活性能力の高い細胞を選択できるので、
分裂活性能力の高い細胞の分裂増殖体やさらにその増殖
を促進させた植物体を安定して提供できる。また、対象
とする被測定細胞の分裂活性能力の高いプロトプラスト
を単離するのに、最適な酵素処理液を提供できる。
とにより、分裂活性能力の高い細胞を選択できるので、
分裂活性能力の高い細胞の分裂増殖体やさらにその増殖
を促進させた植物体を安定して提供できる。また、対象
とする被測定細胞の分裂活性能力の高いプロトプラスト
を単離するのに、最適な酵素処理液を提供できる。
一方、病理学分野に於いては、被測定細胞に癌細胞な
どを用い、その処理媒体に抗体や薬剤を懸濁して用い、
被測定細胞の分裂活性能力を低下させる条件を選択し、
活性時定数が所定値となる抗体や薬剤を生成できるの
で、抗ガン剤用の抗体等の開発が効率良く推進でき、新
しい抗体や薬剤を提供可能となる。また、逆に、有用細
胞を対象とするときは、被測定物の活性時定数を高める
ような抗体や薬剤を提供することも容易である。
どを用い、その処理媒体に抗体や薬剤を懸濁して用い、
被測定細胞の分裂活性能力を低下させる条件を選択し、
活性時定数が所定値となる抗体や薬剤を生成できるの
で、抗ガン剤用の抗体等の開発が効率良く推進でき、新
しい抗体や薬剤を提供可能となる。また、逆に、有用細
胞を対象とするときは、被測定物の活性時定数を高める
ような抗体や薬剤を提供することも容易である。
本発明によれば、細胞の分裂活性能力を短時間に容易
に定量化できるので、バイオテクノロジ分野の育種や医
療の発展のための技術後発の効率を高められるという効
果がある。
に定量化できるので、バイオテクノロジ分野の育種や医
療の発展のための技術後発の効率を高められるという効
果がある。
第１図は本発明の一実施例の測定装置の外観図、第２図
は測定装置の主要機構を示す断面図、第３図は本発明の
方法の一実施例の手順を示す図、第４図は本発明の方法
で用いる活性時定数を求める根拠となるデータの一例
図、第５図は細胞の分裂活性能力に影響するパラメータ
に対する、本発明の方法による活性時定数の関係を示し
た測定結果例を示す図である。 １……マイクロチャンバプレート、２……キャリアプレ
ート、３……供給槽、４……水槽、６……制御系、７…
…光学顕微鏡、10……被測定細胞、22……微圧変動器。
は測定装置の主要機構を示す断面図、第３図は本発明の
方法の一実施例の手順を示す図、第４図は本発明の方法
で用いる活性時定数を求める根拠となるデータの一例
図、第５図は細胞の分裂活性能力に影響するパラメータ
に対する、本発明の方法による活性時定数の関係を示し
た測定結果例を示す図である。 １……マイクロチャンバプレート、２……キャリアプレ
ート、３……供給槽、４……水槽、６……制御系、７…
…光学顕微鏡、10……被測定細胞、22……微圧変動器。
フロントページの続き (72)発明者 田中 伸司 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 佐藤 一雄 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 菊池 次郎 東京都千代田区大手町２丁目６番２号 日立工機株式会社内 (72)発明者 高橋 かほる 東京都千代田区大手町２丁目６番２号 日立工機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭54−37878（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−66748（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−81551（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−57954（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C12Q 1/00 - 3/00
Claims (2)
- 【請求項１】複数の被測定細胞を複数の隔室に隔離し
て、所定の形態をなす細胞数を計数し、所定の機械的ス
トレスを細胞に印加し、所定の時間経過後、再度、該隔
室内の、所定の形態をなす細胞数を計数して、その細胞
数の時間的変化を求め、細胞の生物学的活性度を求める
ことを特徴とする細胞の処理方法。 - 【請求項２】被測定細胞を吸引保持可能な複数の隔室手
段と、該隔室手段に細胞を個別に搬入する手段と、該隔
室内に存在する細胞の挙動を把握する検出手段と、該隔
室内の被測定細胞に機械的負荷を与える手段と、該隔室
に搬入された被測定細胞のうち所望の形態の細胞数と所
定時間経過後の所望の形態の細胞数とから細胞の生物学
的活性度を演算し出力表示する演算手段とを有すること
を特徴とする細胞の処理方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2208110A JP2966904B2 (ja) | 1990-08-08 | 1990-08-08 | 細胞の処理方法、および処理装置 |
| US07/742,419 US5308757A (en) | 1990-08-08 | 1991-08-08 | Biological cell treatment method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2208110A JP2966904B2 (ja) | 1990-08-08 | 1990-08-08 | 細胞の処理方法、および処理装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0494696A JPH0494696A (ja) | 1992-03-26 |
| JP2966904B2 true JP2966904B2 (ja) | 1999-10-25 |
Family
ID=16550805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2208110A Expired - Fee Related JP2966904B2 (ja) | 1990-08-08 | 1990-08-08 | 細胞の処理方法、および処理装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP2966904B2 (ja) |
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| US6042789A (en) * | 1996-10-23 | 2000-03-28 | Glaxo Group Limited | System for parallel synthesis of organic compounds |
| US6149869A (en) * | 1996-10-23 | 2000-11-21 | Glaxo Wellcome Inc. | Chemical synthesizers |
| EP0938674B1 (de) * | 1996-11-16 | 2005-06-01 | NMI Naturwissenschaftliches und Medizinisches Institut an der Universität Tübingen in Reutlingen Stiftung Bürgerlichen Rechts | Mikroelementenanordnung, verfahren zum kontaktieren von in einer flüssigen umgebung befindlichen zellen und verfahren zum herstellen einer mikroelementenanordnung |
| US6083761A (en) * | 1996-12-02 | 2000-07-04 | Glaxo Wellcome Inc. | Method and apparatus for transferring and combining reagents |
| US6083682A (en) | 1997-12-19 | 2000-07-04 | Glaxo Group Limited | System and method for solid-phase parallel synthesis of a combinatorial collection of compounds |
| EP1058830B1 (en) * | 1998-12-29 | 2012-07-11 | Ian Basil Shine | A method of analysing a sample of free cells |
| US6994781B2 (en) * | 2000-07-07 | 2006-02-07 | Baxter International Inc. | Medical system, method and apparatus employing MEMS |
| GB0215879D0 (en) * | 2002-07-09 | 2002-08-14 | Univ Cambridge Tech | Monitoring of cells |
| JP2006149227A (ja) * | 2004-11-25 | 2006-06-15 | Fujitsu Ltd | 微小物体の捕獲装置及び方法 |
| US20070256643A1 (en) * | 2005-06-21 | 2007-11-08 | Coiro Michael A | Remote animal cage environmental monitoring and control system |
| JP6646270B2 (ja) * | 2015-01-19 | 2020-02-14 | 学校法人立命館 | 細胞状態の検出方法及び装置、並びにプロトプラストの判別方法及び装置 |
| EP3599021B1 (en) * | 2018-07-23 | 2021-04-21 | Scienion AG | Apparatus and method for isolating single particles from a particle suspension |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1116054A1 (ru) * | 1981-11-13 | 1984-09-30 | Всесоюзный научно-исследовательский институт биосинтеза белковых веществ | Установка дл дезинтеграции клеток микроорганизмов |
| IL68507A (en) * | 1982-05-10 | 1986-01-31 | Univ Bar Ilan | System and methods for cell selection |
| US4760020A (en) * | 1985-05-03 | 1988-07-26 | Eye Research Institute Of Retina Foundation | Method for testing biocompatibility |
| JP2662215B2 (ja) * | 1986-11-19 | 1997-10-08 | 株式会社日立製作所 | 細胞保持装置 |
| JP2559760B2 (ja) * | 1987-08-31 | 1996-12-04 | 株式会社日立製作所 | 細胞搬送方法 |
-
1990
- 1990-08-08 JP JP2208110A patent/JP2966904B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-08-08 US US07/742,419 patent/US5308757A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0494696A (ja) | 1992-03-26 |
| US5308757A (en) | 1994-05-03 |
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|---|---|---|---|
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