JP4272137B2 - 細胞破砕装置及び破砕法 - Google Patents

Description

１細胞などの極少数の細胞中のｍＲＮＡやタンパク質などの生体物質を分析するための細胞破壊装置および細胞破壊方法に関する。

生体物質の分離に関しては、例えば、アミノ酸や糖の分離では、今でも、液体クロマトグラフィーが最も重要な分離手段であるが、そのバリエーションは、ペーパークロマトグラフィー、箔層クロマトグラフィー、カラムクロマトグラフィーなどクロマトグラフィーを実行する上での形状のバリエーションに加え、分離単体の種類と分離溶媒のバリエーションが多様であるので、条件を最適化することで多くの生化学物質や化学物質を分離することが可能である。あるいはこれに類似の技術で、溶液の搬送を電気浸透流で行う方法も利用されている。

タンパク質やポリヌクレオチド（ＤＮＡやＲＮＡ）などの電荷を持った高分子の分離には一般的に電気泳動が用いられる。電気泳動においても、分離単体の選択と、溶媒の選択（多くの場合、ｐＨと静電力のコントロールを行う）により、高分離で、一般的には、サイズの２％くらいまでの違いを識別し分離できる。あるいはチャージの違いで分ける等電点電気泳動では０．０２ｐＨの違いに対応する等電点の違いでタンパク質を分離できる。ポリヌクレオチドの分野で、ＤＮＡシーケンサーに用いられている技術では、類似配列のＤＮＡに限れば、７００ｂｐと７０１ｂｐのＤＮＡを長さの差で分離することも可能である。

生化学研究の分野は、このような分離手段に支えられて発展してきた。生命の構成要素を成分ごとに分離し、それらの特性を明らかにすることで、生命現象全体が再構築できると考えられていたからである。近年のゲノム研究をはじめとするオーミクス研究では、生体の構成要因は遺伝子だけでも数万に及び、それ以外に、ゲノム情報によらずに関係し合う化学物質や物質間の相互作用は膨大な数にのぼることが明らかになりつつある。このため、生命現象は物質の複雑な相互作用の結果であるという古典的な解釈が再浮上している。

このような研究を進めるには、まず、細胞を破壊し、その中に含まれる種々物質を分離し、上記手法で分析するのが一般的な手法である。すでに多くの細胞破壊の方法が実施されている。たとえば、細胞を機械的にすりつぶす方法、高速に回転するカッターで裁断する方法、細胞に超音波を照射して破壊する方法、ボイリングウォーター法と呼ばれる煮沸による方法、強アルカリを用いる方法、有機溶媒を用いる方法、酵母や植物などでは酵素を用いて細胞表面をプロトプラスト化した後、界面活性剤などで細胞膜を破壊する方法、赤血球などでは、低張溶液で細胞をバーストさせる方法、これらのほかにも各細胞に即した細胞は解放が数多く実用化されている。

いずれにせよ、細胞内の生体物質を分析しようとすると、一般的には、細胞を破壊して可溶化して分析せざるを得ない場合が多い。ところが、上記のように、細胞破壊方法としては各細胞に即した細胞破壊方法があるということは、汎用的な細胞破壊方法があまりないということである。機械的に破壊する方法や超音波を用いる方法は比較的汎用的に用いられているが、細胞数がたとえば１個のように少ない場合は実質上用いることが困難である。なぜなら、機械的にすりつぶしたり超音波を照射したりするには、少なくても１００μｌ程度の溶液として取り扱う必要があり、微量の細胞の取り扱いが厄介になる。有機溶媒を用いる方法などでは、細胞破壊後の有機溶媒の除去が問題となる。アルコール沈殿などでゲノムやＲＮＡは回収できるが、細胞数が少なくなると回収率が低下する。

また、通常は容器に細胞懸濁液を入れて操作を行うが、細胞懸濁液の量を少なくすると溶媒体積に対する容器の表面積が大きくなり、溶質である生体物質が吸着により失われる現象が起きる。一般に細胞質を破壊すると、その中に含まれる種々の酵素が活性化され、たとえばｍＲＮＡのようなものは急激に分解され得る、などの問題を抱えている。このため、実質１細胞を破壊してその中に含まれる生化学物質を回収しようとしても、その量の制約や物質そのものの損傷から、実施困難である。

本発明は、以上のような従来技術の問題点を解消し、単に生化学物質を分離するという観点だけではなく、細胞の機能を明らかにするため、細胞に対して活性のある極小数の分子を、機能追跡が可能な形で分離する新しい技術手段を提供することを課題としている。

本発明は、少数の細胞または細胞塊を含む溶液を液滴として基板上に置き、この基板上の液滴に対して収束光を照射する。

本発明によれば、極微量の細胞、究極的には１細胞を確実に破壊できる。破壊にかかる時間は瞬間的であるので、従来の細胞破壊に比べ短時間で細胞を破壊できる。このことは、細胞内の生化学反応を瞬時に停止させることができることを意味する。さらに、液滴の形を維持しながら、液滴内で細胞を破壊し、その液滴内に破壊された細胞を保持できる。このため、細胞を破壊したそのときの細胞内の物質状況を安定して、固定できるメリットがある。

図１（Ａ）は、本発明の実施に好適な細胞保持基板１００の平面図、（Ｂ）は平面図のＡ−Ａ位置で矢印方向に見たときの断面図である。１はシリコン基板であり、例えば、その厚さは１ｍｍ、大きさは２０ｍｍ×２０ｍｍである。基板１の表面は疎水性領域２とされ、そのなかに、親水性領域３が配列される。親水性領域３の大きさは、この親水性領域３に保持したい液滴の直径に比べ十分に小さい大きさとしている。４は位置決め用のマーカーであり、シリコン基板１の一面に形成される。

親水性領域と疎水性領域の作成方法は、例えば、疎水性のシリコン基板１の上面を酸化して、一旦、全領域を親水性のＳｉＯ_２薄膜とする。その後、疎水性とすべき領域のＳｉＯ_２薄膜をフッ酸で溶解除去して疎水性領域を作成すれば良い。あるいは、基板１の材質が表面があらかじめＳiＯ₂薄膜形成してある親水性表面の場合、フッ素系樹脂，シリコン系樹脂等の疎水性材料を、その上に配置することで、疎水性領域を形成すれば良い。この場合は、疎水性領域中に存在する親水性領域が、疎水性材料の厚さだけ低くなったものとなる。図１の例は後者方法によって疎水性領域２とを形成した例である。

図２（Ａ）は、本発明の実施に好適な細胞保持基板１００の親水性領域３に細胞を含む液滴を構成するシステム構成の例を説明する概念図、図２（Ｂ）は、細胞保持基板１００の親水性領域３に細胞を含む液滴が形成された結果を示す断面図である。

図２（Ａ）では、細胞１２を含む液滴を形成するためのピペット１１の先端の液滴を光学的にモニターしながら細胞保持基板１００の親水性領域３に細胞１２を含む液滴を形成する。１９はＸＹ方向に駆動されるステージであり、２７はステージ１９の駆動装置である。ステージ１９の上面には細胞保持基板１００が載置される。細胞保持基板１００の上部には、液滴に包含されるべき細胞１２を含む懸濁液１３があらかじめ吸い上げられて保持されているピペット１１が配置される。ピペット１１の根元部には、チューブ３０を介してシリンジポンプ３１が設けられ、シリンジポンプ３１には駆動装置３２が取り付けられている。シリンジポンプ３１が駆動装置３２により駆動されると、ピペット１１内の懸濁液１３が細胞１２とともに押し出される。なお、ピペット１１の根元部とチューブ３０との接続部が離れたように図示されているのは、ピペット１１を拡大して表示するためである。

一方、ピペット１１の先端部には、ピペット１１の先端部に培養液を供給するための他のピペット２０の先端が配置される。ピペット２０の根元部にはチューブ３４を介してシリンジポンプ３５が設けられ、シリンジポンプ３５には駆動装置３６が取り付けられている。シリンジポンプ３５が駆動装置３６により駆動されると、シリンジポンプ３５内の培養液がピペット２０から押し出される。

また、ピペット１１の先端部に形成された液滴を細胞保持基板１００の親水性領域３に移すためのピペットの上下動駆動装置３７が設けられる。ここでは、上下動駆動装置３７はピペット１１に連係するものとする。上下動駆動装置３７に、使用者により、ピペット１１を下げる信号が与えられると、ピペット１１は下に動き、ピペット１１の先端部に形成された液滴を細胞保持基板１００の親水性領域３に移す。上下動駆動装置３７に、使用者により、ピペット１１を復旧させる信号が与えられると、ピペット１１は図に示す位置に戻る。ピペット１１の図に示す位置への復旧は、下げ操作から、パソコン２６により、タイムシーケンシャルに行われるものとしても良い。一点差線３９は上下動駆動装置３７とピペット１１との連係を意味する。

さらに、ピペット１１の先端部の近傍の内部および先端部に形成される液滴の大きさをモニターするための光学系を構成する光源１６、集光レンズ１７が設けられ、これに対向する位置で細胞保持基板１００の下部にコリメートレンズ１８およびモニター２５が設けられる。したがって、細胞保持基板１００およびステージ１９は、光学的に透明である必要がある。２６は、いわゆる、パソコンであり、モニター２５からの入力信号に応じて、あらかじめ格納してある所定のプログラムから得られる制御信号、および、使用者がモニター２５の表示画面を見ながら与える操作入力信号２８に応じて駆動装置２７，３２，３６および３７に必要な信号を与える。なお、ここでは、図示しなかったが、モニター２５の検出している画面と同一の表示をパソコン２６のモニターに表示するのが便利である。そうすれば、モニター２５は、小型のＣＣＤカメラとすることができる。また、操作入力信号２８は、パソコン２６の入力装置を介して与えられるものである。

なお、細胞保持基板１００およびステージ１９が、光学的に透明でない場合には、上面から照明して、反射光によるモニターとすれば良い。すなわち、基板が不透明な場合は、コリメトリーレンズとモニター２５を基板上部の光源１６と同じ側に設置し、反射像を観察すればよい。たとえば、光源を基板に対し斜めから照射し、直角方向から観察する。

ここで、ピペット１１のサイズについて考えると以下のようである。ピペット１１は、その先端に、必要な細胞数を持つ適当な大きさの液滴を構成できるようにすることが必要である。一方、ピペット１１内には、細胞を含む懸濁液１３をピペット１１で吸い上げてから使用するが、液滴２１を構成するときに、ピペット１１の先端を通過する細胞がモニター２５で誤り無く検出できることが必要である。したがって、ピペット１１の先端部の直径は細胞１個あるいは所定の細胞数の塊が通過するのを許すが、計数できないほどの細胞が、一度に通過できないものとする。すなわち、現在、汎用的に使用されている培養用ピペットのように径が太いものではなく、透明で、先端部の直径が、一般的な動物細胞用として２０〜１００μｍ、バクテリアなどの微生物用では５μｍ程度とするのが良い。

細胞保持基板１００の親水性領域３に細胞１２を含む液滴２１を形成する操作について以下説明する。まず、システムが起動されると、使用者は、図１（Ａ）で説明したマーカー４に着目して細胞保持基板１００が所定の起動位置にあるように位置決めする。次に、細胞１２を含む液滴２１の載置位置をピペット１１および２０の先端部に対応する位置に移動させる操作入力信号２８に応じて、駆動装置２７によりステージ１９を操作する。細胞保持基板１００が所定の位置まで来ると、ピペット１１内部の細胞懸濁液１３を細胞１２とともに排出する操作を行う。この際、ピペット１１の先端部の外側と先端部近傍の内部を光源１６とモニター２５からなる光学系で監視する。モニター２５の出力をパソコン２６に取り込み、パソコン２６の画像演算結果をもとに駆動装置３２を動作させて、シリンジポンプ３１の送液を制御することができる。

モニター２５でピペット１１の先端を監視しながら、駆動装置３２を動作させて、シリンジポンプ３１を動かし、細胞１２を含む懸濁液１３をピペット１１の先端から排出して、ピペット先端に液滴２１を形成する。このとき、液滴２１中に所定の細胞数が挿入されたことをモニター２５を通してパソコン２６が認識し、駆動装置３２に停止指令を出して、シリンジポンプ３１を停止させる。

以下、説明をシンプルにするため、液滴２１に挿入される細胞１２の数は1個として説明するが、細胞数は目的に応じて任意に使用者が決めればよい。たとえば、１０個でもよい。細胞１２の認識は、ピペット１１の先端部の液滴２１中に存在する細胞１２を直接検出するだけでも良いが、より効率的には、ピペット１１の内部を移動する細胞１２をモニター２５で監視し、パソコン２６で細胞のピペット内での位置と移動速度を計算し、ピペット１１の先端から液滴２１内に排出される時を予測してシリンジポンプ３１を制御してもよい。後者の認識方法を用いれば、たとえば短い間隔で複数の細胞がピペット内を移動している場合などに細胞を１個だけ液滴の中に入れる場合に有利となる。

ここで、細胞懸濁液１３の細胞濃度が低いときは、細胞がピペット１１の先端から出る直前に液滴２１を形成し始め、所定時間後に液滴形成を停止すれば、液滴２１の大きさを所定のものにすることができる。液滴を形成したくないときは、たとえばブロアーでピペット１１の先端から出てくる液を吹き飛ばせばよい。あるいは、基板１の外にドレインを設け、そこに排出してもよい。

一方、細胞懸濁液１３の細胞濃度が高いと、ピペット１１から排出される液量がまちまちとなる。すなわち、ピペット１１から排出される細胞１２の排出の頻度が上がるから、液を排出させる時間を所定の時間に固定していると、その時間内に次の細胞が液的２１の中に入ってしまう可能性がある。このようなケースでは、ピペット２０を用いる。ピペット２０とこれに連結されたシリンジポンプ３５には、培養液あるいは細胞希釈液のみが入れられている。すなわち、モニター２５を通して細胞１２が液滴２１に入るのをパソコン２６が確認したとき、駆動装置３２に停止指令を出して、シリンジポンプ３１を停止させるとともに、このときまでに液滴２１を形成するのに駆動されたシリンジポンプ３１の繰り出し量から、その時点の液滴２１の体積を割り出す。この体積と液滴２１の所望の体積との差をパソコン２６で計算する。この計算結果に応じて、その時点に出来ている液滴２１にピペット２０で培養液あるいは細胞希釈液を加えるように、パソコン２６から駆動装置３６に動作信号を送り、シリンジポンプ３５を駆動して、ピペット２０を用いて液滴２１の体積が所定の値になるまで液を加える。

このとき、ピペット２０に液滴中の細胞が逆流しないように、ピペット２０の先端は細胞が通らない大きさ、たとえば０．２μｍφとするのが良い。あるいは、先端が０．２μｍのフィルター構造を有するものとするのが良い。

このようにして作成した細胞が１個含まれる液滴２１は、ピペット１１の上下動駆動装置３７により、ステージ１９の上に置かれた基板１の上の親水性領域３に接触させられ、液滴２１は基板１の親水性領域３に移動する。液滴２１は、疎水性領域２にはじかれ、エネルギー的に安定な親水性領域３の位置で自己形成的に固定される。細胞１２を含む液滴２１が基板１の親水性領域３、すなわち、細胞保持基板１００の親水性領域３に移動したことが確認されると、使用者は操作を停止する。

図２（Ｂ）は、図２（Ａ）を参照して説明した、細胞保持基板１００に細胞を含む液滴を形成するシステムによって、細胞保持基板１００の親水性領域３に細胞を含む液滴が載置された結果を示す断面図である。シリコン基板１上の親水性領域３に細胞１２と、これを包み込む形の液滴１５が配置されている。

図３は、図１、図２を参照して説明したような、基板上に形成された液滴１５をターゲットとして、液滴内で細胞を破壊する装置の実施例の概要を示す斜視図である。図３で説明する装置は、独立の形であるが、図２で説明した液滴を構成するシステムと一体的で隣接した形で構成され、ステージ１９の制御による細胞保持基板１００の移動、レーザービームの照射等をパソコン２６に制御できるものとするのが好都合である。

図３において、細胞保持基板１００上の液滴１５は上下二方向より光照射されることができるようにしている。

上部の光源４１より照射された光は、フィルター４２により特定の波長に調整されコンデンサレンズ４３によって集光されて、液滴１５に照射される。照射された光は、透過光として対物レンズ４７、ダイクロイックミラー４８、ミラー４９、フィルター５１を介してカメラ５２に誘導され、液滴１５内部の透過光像は、カメラ５２の受光面に結像する。従って、液滴形成と同様、細胞保持基板１００およびステージ１９は光学的に透明な素材であることが望ましい。具体的には、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス等のガラスや、ポリスチレン等の樹脂やプラスチック、あるいはシリコン基板等の固体基板等が好適である。細胞保持基板１００の基板１にシリコン基板を用いる場合は、上部の光源４１は波長９００ｎｍ以上の波長の光とするのが良い。

下部の光源４７より照射された光は、フィルター４６により波長選択された後に、ダイクロイックミラー４８によって対物レンズ４７に誘導され、液滴１５内部の蛍光観察の励起光として用いられる。液滴１５内部から発した蛍光は再度対物レンズ４７によって観測され、フィルター５１によって励起光をカットした後の蛍光をカメラ５２で観察することができる。

このとき、フィルター４２、４６、５１の組み合わせを調整することで、透過光のみをカメラ５２で観察したり、あるいは蛍光のみを観察したり、透過光像と蛍光像を同時にカメラ５２で観察することもできる。

カメラで得られた画像データはパソコン２６によって解析され、液滴１５にレーザービーム６３の照準が合うように、ステージ１９を制御することができる。レーザービーム６３が紫外レーザーの場合は危険なので、ＣＣＤカメラ５２で観察を行う。ここでも、図示しなかったが、ＣＣＤカメラ５２の検出している画像信号はパソコン２６のモニターに表示するのが便利である。

６１はレーザービーム源、６２は波長選択のためのフィルターであり、実施例１ではＹＡＧレーザーの３倍高調波である３５５ｎｍを照射できるものである。レーザービーム６３の強さは、２００μＪ程度以上とし、集束して細胞に照射する。ここでは、レーザービームは６３、レーザービーム源６１から、直接、液滴１５を照射する形で示したが、構造上の制約があって、直接、液滴１５を照射できないときは、レーザービーム６３の光路に適当なミラーを配置してガイドすることができる。レーザービーム源６１の照射は、パソコン２６によって制御することができる。また、操作者は、パソコンに操作信号２８を与えて、レーザービーム源６１の照射を制御できる。

レーザービーム６３を、液滴１５中の細胞１２に照準を合わせ、顕微鏡観察下で、２００μＪのレーザーパルスを細胞に照射すると、瞬時に細胞膜が破壊され飛び散るのが観測される。本レーザーは紫外レーザーなので、レーザー照射系の光学系はすべて紫外対応のものを用いる。液滴が大きいとき、あるいは、内部の細胞数が多いときはレーザービーム６３の強さを大きくすれば良い。５ｍＪ程度のパワーを出すのは容易である。

ここで重要なのは光の波長と照射の仕方である。溶媒である水に吸収がある波長の光を用いると、溶媒である水自体が気化してしまう。そこで細胞には吸収があるが、溶媒で水の吸収は無視できる波長帯域で加熱することとする。具体的には細胞内の生化学物質やタンパク質や核酸が光を吸収し、熱に変換する帯域である紫外域を用いるのが一つの方法である。あるいは、可視光でも原因は不明であるが細胞を破壊できる。また、細胞に集束光として照射することで、瞬間的に細胞を殺傷破壊することができることを見出している。

本発明は、１細胞といった極微量の細胞を効率よく破壊し、その後の内容物の分析や内容物の回収に利用を効率よく実行することを目的とするため、細胞を液滴に封じ込め、細胞破壊時の細胞の内容物を液滴内に保持することにより希釈拡散を防ぐ。一般に、細胞と溶媒である水とでは光吸収が若干異なるので、水にはほとんど吸収がなく、細胞の諸機関には吸収があるような波長の光を液滴に照射し、細胞のみを加熱、破壊し、破壊された細胞の内容物を液滴内に保持する。光吸収と温度上昇が緩慢であると、溶媒の構成要素である水の温度も上がってしまう。そのため、強い光を一瞬当てることにより溶媒の温度上昇よりも細胞の吸収のある部分の光上昇の速度を速め、結果として細胞を可溶化させることが重要である。

図４は、実施例で説明したようにして、細胞が破壊された液滴１５の中の細胞片の懸濁液から、直接、生体物質を回収する具体例を説明する概念図である。細胞が破壊された液滴１５の中の細胞片の懸濁液にＲＮＡ用の蛍光インターカレーターサイバーグリーンＩＩを所定の量（０．１μｌ）添加する。これには、液滴１５に、直接、毛管により注入する。液滴１５に、白金電極７１とリニアージメチルポリアクリルアミド系のポリマーを主成分とする電気泳動分離媒体を充填した内径５０μｍのキャピラリー７２を接触させる。キャピラリー７２の他端は、容器７３に入れられた緩衝液に浸す。また、緩衝液には白金電極７４の一端を浸す。白金電極７１をマイナス、白金電極７４をプラスとして両電極間に、キャピラリー７２に５０ｖ／ｃｍの電界が印加されるようにして、１０秒間電圧をかける。その後、液滴１５に５０μｌの電気泳動緩衝液（トリス塩酸系）を加え、今度は２００Ｖ／ｃｍの電界が印加されるようにして電気泳動を続ける。液滴１５から１０ｃｍの位置に４８８ｎｍのアルゴンレーザー源７５からアルゴンレーザーを照射し、得られる蛍光を検出器７６でモニターする。

なお、図４では表示を省略したが、電極７１およびキャピラリー７２は、図２で説明した操作装置３７のような、任意の位置に先端が移動できる操作腕を持ったもので保持し、パソコン２６により操作するのが良い。

図５は、電気泳動により得られる泳動パターンの例を示す波形図である。横軸は泳動時間、縦軸は蛍光強度を示す。２本の鋭いピーク８１，８２は２種のｒＲＮＡ、ブロードなバンド８３はｍＲＮＡ由来のもので、８４は高分子ゲノムである。図５から分かるように、泳動時間に対応した時間後に、キャピラリー７２の他端から容器７３にこれらの生体物質が排出される、すなわち、本発明により、微量な細胞からの生体物質の回収ができる。しかも、これは、液滴の中で細胞を破壊して得られるものであるから、細胞を破壊したそのときの細胞内の物質状況を安定して固定できることは明らかである。

（Ａ）は、本発明の実施に好適な細胞保持基板１００の平面図、（Ｂ）は平面図のＡ−Ａ位置で矢印方向に見たときの断面図である。 （Ａ）は、本発明の実施に好適な細胞保持基板１００の親水性領域３に細胞を含む液滴を構成するシステム構成の例を説明する概念図、（Ｂ）は、細胞保持基板１００の親水性領域３に細胞を含む液滴が形成された結果を示す断面図である。 図１、図２を参照して説明したような、基板上に形成された液滴１５をターゲットとして、液滴内で細胞を破壊する装置の実施例の概要を示す斜視図である。 細胞が破壊された液滴１５の中の細胞片の懸濁液から、直接、生体物質を回収する具体例を説明する概念図である。 電気泳動により得られる泳動パターンの例を示す波形図である。

符号の説明

１…シリコン基板、２…疎水性領域、３…親水性領域、４…位置決め用のマーカー、１１…ピペット、１２…細胞、１３…懸濁液、１５…液滴、１６…光源、１７…集光レンズ、１８…コリメートレンズ、１９…ステージ、２５…モニター、２６…パソコン、２７，３２，３６，３７…駆動装置、２８…操作入力信号、３０，３４…チューブ、３１，３５…シリンジポンプ、４１…光源、４２，４６，５１…フィルター、４３…コンデンサレンズ、４７…対物レンズ、４８…ダイクロイックミラー、４９…ミラー、５２…カメラ、６１…レーザービーム源、６２…フィルター、６３…レーザービーム、７１，７４…白金電極、７２…キャピラリー、７３…容器、７５…アルゴンレーザー源、７６…検出器、１００…細胞保持基板。

Claims (5)

1. 所定の細胞を含む液滴を表面上に保持するための基板を載置するためのステージと、
   細胞を含む溶液を保持でき、所定の大きさの細胞ないし細胞塊が通過できる程度の先端開口径を有するピペットと、
   前記ピペットの先端を監視するための手段と、
   シリンジポンプおよびその駆動装置を含む、前記ピペットの先端部に細胞を含む溶液を該ピペットの内部から押し出して液滴を形成する手段と、
   前記ピペット先端から前記基板上に滴下した液滴に細胞に吸収帯域のある集束光を照射する光学系と
   を備える細胞破砕装置。
2. 前記基板が、前記細胞を含む液滴を保持するための該液滴のサイズより狭い範囲の親水性領域を有し、該親水性領域の周囲が撥水性である請求項１記載の細胞破壊装置。
3. 複数の細胞を含む溶液を保持でき、所定の大きさの細胞ないし細胞塊が通過できる程度の先端開口径を持つピペットと、
   前記ピペット先端の細胞を観察する手段と、
   シリンジポンプおよびその駆動装置を含む、前記ピペット先端部に細胞を含む溶液をピペット内部から押し出して液滴を形成する手段と、
   前記液滴内に所定の細胞が包含され、所定の大きさの液滴となったことを判断する手段と、
   前記ピペット先端部に形成された前記液滴を基板上の所定の位置に滴下する手段と、
   前記液滴に細胞に吸収帯域のある集束光を照射する光学系と
   を備える細胞破砕装置。
4. 前記ピペットの内部から押し出された前記液滴が１個の細胞を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の装置を用いて、周囲が撥水性で細胞のサイズより狭い範囲が親水性領域からなる基板表面の該親水性領域に細胞を含む液滴を保持し、液滴中の細胞が光吸収する波長帯域の集束光を照射する細胞破砕法。

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