JP5090316B2

JP5090316B2 - 遠心分離容器

Info

Publication number: JP5090316B2
Application number: JP2008290183A
Authority: JP
Inventors: 浩垣立
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2008-11-12
Filing date: 2008-11-12
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2028-11-12
Also published as: JP2010115142A

Description

本発明は、遠心分離容器に関するものである。

従来、細胞懸濁液に含まれる細胞を洗浄するための容器として、略円筒形状の側壁と、円錐形状の底壁とを有し、その円錐形底壁の頂角が５０°〜９０°の細長遠心管が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
この細長遠心管によれば、細胞懸濁液を貯留して遠心させることにより、遠心力の作用によって比重の大きな細胞が底壁に向かって移動し、円錐形状の底壁に沿ってその中央近傍に集められる。これにより、細胞懸濁液を円錐形状の底壁中央に溜まる細胞層とその上方の上清とに分離することができる。

特許第３６１５２２６号公報

しかしながら、特許文献１に示されるような従来の遠心分離容器では、遠心分離により上清と細胞層とを分離し、分離された上清を吸引廃棄し、代わりに洗浄液を供給して細胞層を攪拌する作業を繰り返すことで細胞を洗浄することが行われるが、単に洗浄液を遠心分離容器内に供給するだけでは細胞層を十分に攪拌することができず、細胞層内に分解酵素が残っていたり、細胞層が遠心分離容器に付着してしまったりする不都合がある。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、簡易な構成で分離された細胞層を十分に洗浄するとともに、内面に付着し難くして、細胞を効率的に回収することを可能とする遠心分離容器を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、細胞懸濁液を貯留し、遠心力を作用させることで該細胞懸濁液を細胞層と上清とに分離する遠心分離容器であって、軸方向の一端が閉塞され他端に開口を有する筒状の容器本体と、該容器本体の開口を閉塞する蓋体と、該蓋体から前記容器本体の閉塞端に向けて延び、前記細胞層と前記上清との境界面の上方に配置されたその先端開口から洗浄液を容器本体内に供給する一方、前記先端開口から上清を吸引する給排管とを備え、前記先端開口が、前記容器本体の軸線に対して傾斜して前記閉塞端側に向かう方向に洗浄液を吐出するように形成されている遠心分離容器を提供する。

本発明によれば、開口を閉塞されることにより密封された容器本体内に細胞懸濁液を貯留した状態で、遠心力を作用させることにより、細胞懸濁液が細胞層と上清とに分離される。この状態で、蓋体から閉塞端に向けて延びる給排管の先端開口から上清を吸引し、閉塞端に残った細胞層に対して洗浄液を供給して攪拌し、遠心分離を行う作業を繰り返すことで、細胞を洗浄することができる。

この場合において、先端開口が斜め下方に向かって洗浄液を吐出させるので、細胞層が形成されている閉塞端の近傍に渦を起こすような流れが形成され、細胞層が効率的に攪拌される。その結果、細胞層が十分に洗浄され、あるいは、容器本体の内面に付着していた細胞層が十分に剥離させられる。したがって、細胞に付着している分解酵素等を十分に希釈することができ、また、容器本体内に細胞が付着して残留してしまう不都合の発生を防止することができる。

上記発明においては、前記先端開口が、周方向に間隔をあけて複数備えられていることが好ましい。
このようにすることで、洗浄液の流れが複数方向に形成され、より乱れた流れが形成されて細胞層の攪拌効率を向上ることができる。

また、上記発明においては、前記容器本体が、その閉塞端に向かって漸次先細になるテーパ内面を備え、前記先端開口が、前記テーパ内面に対して閉塞端に向かう方向に９０°より浅い角度で洗浄液を入射させるように設けられていることが好ましい。
このようにすることで、給排管の先端開口から吐出された洗浄液は、テーパ内面に対して９０°より浅い角度で入射することにより、入射位置で発生する分岐を抑えて、その流れの勢いを閉塞端近傍の細胞層に向けることができる。これにより、細胞層をさらに効率的に攪拌して洗浄することができる。

また、上記発明においては、前記先端開口が、前記テーパ内面に対して、偏心した方向に沿って洗浄液を入射させるように設けられていてもよい。
このようにすることで、給排管の先端開口から吐出された洗浄液はテーパ内面に入射することでテーパ内面の接線成分を有する流れとなり、テーパ内面の周方向に沿う螺旋状の流れが形成される。これにより、細胞層をさらに効率的に攪拌して洗浄することができる。

また、上記発明においては、閉塞端近傍に配置され、細胞層を吸引する細胞吸引口を備えていてもよい。
このようにすることで、細胞吸引口から吸引することにより、閉塞端近傍に配置されている細胞層を残すことなく吸引して取り出すことができる。吸引に際しては、生理食塩水等を供給して再懸濁した細胞懸濁液を吸引することとしてもよい。

本発明によれば、簡易な構成で分離された細胞層を十分に洗浄するとともに、内面に付着し難くして、細胞を効率的に回収することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る遠心分離容器１について、図１〜図９を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る遠心分離容器１は、図１に示されるように、容器本体２と、該容器本体２の上部開口２ａを閉塞する蓋体３と、該蓋体３に設けられた給排手段４と、前記蓋体３に設けられたフィルタ５とを備えている。

容器本体２は、図２に示されるように、上部開口２ａから延びる略円筒形状の円筒内面２ｂと、該円筒内面２ｂに滑らかに接続し、先端に向かって所定のテーパ角度で漸次先細になり先端が閉塞されたテーパ内面２ｃとを備えている。円筒内面２ｂは、先端に向かって若干先細に形成されている。上部開口２ａの半径方向外側には鍔部２ｄが設けられている。

蓋体３は、容器本体２の上部開口２ａに嵌合し、Ｏリング６によって上部開口２ａを密閉するようになっている。また、蓋体３には、容器本体２の鍔部２ｄに係合して、蓋体３を容器本体２の上部開口２ａに嵌合状態に維持するための係合突起３ａが周方向に間隔をあけて複数設けられている。

給排手段４は、蓋体３の中央を厚さ方向に貫通する２重管状に形成され、蓋体３が容器本体２の上部開口２ａを閉塞する位置に嵌合された状態で、その先端の開口部（細胞吸引口）４ａがテーパ内面２ｃ先端の閉塞端２ｅ近傍に配置される第１の管路４ｂと、その半径方向外方に同心に配置される第２の管路（給排管）４ｃとを備えている。

第１の管路４ｂには、蓋体３の外側に配置される端部に、例えば、シリンジのような吸引手段を接続可能なポート４ｄが設けられている。図中、ポート４ｄはキャップ４ｅによって閉塞されている。このポート４ｄにシリンジを接続して吸引することにより、容器本体２の閉塞端２ｅ近傍から内容物全てを吸引することができるようになっている。

第２の管路４ｃは、その先端において、第１の管路４ｂとの隙間が閉塞されているとともに、軸線に対して傾斜して閉塞端２ｅ側に向かう方向に開口する貫通穴４ｆを備えている。貫通穴４ｆは、テーパ内面２ｃに対して閉塞端に向けて９０°より浅い角度で洗浄液を入射させるように形成されている。第２の管路４ｃと第１の管路４ｂとの間の円筒状の隙間には、蓋体３の外部において外部配管（図示略）が接続されるようになっている。
また、貫通穴４ｆは、図３に示されるように、周方向に間隔をあけて複数箇所、例えば、４箇所放射状に設けられている。

これにより、第１の配管４ｂと第２の配管４ｃとの間の円筒状の空間を介して、細胞懸濁液Ａが容器本体２内に貫通穴４ｆから導入され、または、容器本体２の上清Ｃが貫通穴４ｆから吸引され、または、生理食塩水のような洗浄液が貫通穴４ｆから供給、排出されるようになっている。２重管状に形成された給排手段４は、蓋体３から軸方向に延びる筒状部３ｂによって支持されている。これにより、遠心分離容器１に遠心力が作用しても、給排手段４の位置が変動しないように保持され、第１の配管４ｂおよび第２の配管４ｃの先端の開口部４ａおよび貫通穴４ｆが位置決め状態に維持されるようになっている。

フィルタ５は、外部からの外気Ｇを容器本体２に導入する際に、外気Ｇに含まれている塵埃や細菌等が容器本体２内に入らないように遮断する役割を有している。フィルタ５を介して外気Ｇを導入することにより、上清Ｃや細胞等の吸引時に容器本体２内部の空間が負圧になることを防止し、吸引動作をスムーズに行うことができるようになっている。

このように構成された本実施形態に係る遠心分離容器１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る遠心分離容器１を用いて細胞懸濁液Ａから細胞を分離回収するには、容器本体２の上部開口２ａを蓋体３によって密封した状態で、外部配管を介して第１の配管４ｂと第２の配管４ｃとの間の円筒状の空間から容器本体２内に細胞懸濁液Ａを導入する。

細胞懸濁液Ａは、例えば、脂肪組織等の生体組織を消化液によって分解し、単離された細胞を消化液中に浮遊させたものである。
このようにして、図４に示されるように、容器本体２内に所定量の細胞懸濁液Ａが貯留された状態で、図示しない遠心分離機により容器本体２の閉塞端２ｅが半径方向外側に配されるように回転させることにより、容器本体２内の細胞懸濁液Ａに遠心力が作用し、比重の大きな細胞が閉塞端２ｅに向かって移動する。

細胞は、移動の途中においては、テーパ内面２ｃを転がることにより集められ、閉塞端２ｅに堆積していく。そして、十分に遠心分離が進行すると、図５に示されるように、細胞層Ｂと上清Ｃとが明確に分離して、両者の間に境界面Ｄが形成される。
本実施形態においては、細胞層Ｂと上清Ｃとの境界面Ｄの上方の上清Ｃ内に、第２の配管４ｃに設けた貫通穴４ｆが開口するようになる。

この状態で、第１の配管４ｂと第２の配管４ｃとの間の円筒状の空間を負圧に吸引すると、図６に示されるように、貫通穴４ｆを介して容器本体２内の上清Ｃが吸引され、図７に示されるように、細胞層Ｂの上方に若干の上清Ｃが残るまで吸引される。

次いで、第１の配管４ｂと第２の配管４ｃとの間の円筒状の空間に生理食塩水等の洗浄液Ｆを供給し、容器本体２内に残った細胞層Ｂおよび若干の上清Ｃに混合することにより再懸濁する。
この場合において、本実施形態に係る遠心分離容器１によれば、貫通穴４ｆが、軸線に対して傾斜して閉塞端２ｅに向かう方向に開口しているので、該貫通穴４ｆから吐出される洗浄液Ｆは、図８に示されるように、テーパ内面２ｃに９０°より浅い角度で入射する。これにより、テーパ内面２ｃに衝突した際に種々の方向に分散されることなく、その大部分が閉塞端２ｅに向かう同一方向に流動させられる。

そして、テーパ内面２ｃによって閉塞端２ｅに向かう方向に流動させられた洗浄液Ｆは、閉塞端２ｅの近傍において渦を巻くように流動させられて、その近傍に堆積している細胞層Ｂを攪拌するようになる。すなわち、閉塞端２ｅを鉛直下方に配置した状態では、洗浄液Ｆは斜め下向きに吐出されてテーパ内面２ｃにより流れの向きを変更され、細胞層Ｂを巻き込むような渦を形成して流動するので、細胞層Ｂを十分に攪拌して洗浄することができる。

遠心分離、上清Ｃの吸引、洗浄液Ｆの供給・再懸濁を１回以上繰り返すことにより、細胞に付着している消化液が洗浄され、細胞懸濁液Ａ内の消化酵素の濃度を低減することができる。また、細胞層Ｂに混入している脂肪組織の破片などを上清Ｃ側に追い出して効率よく除去することができる。

そして、十分に消化酵素の濃度が低減された状態で、分離された細胞層Ｂと若干の上清Ｃに対して少量の生理食塩水Ｆを供給して再懸濁することにより再懸濁液Ａ′を調製する。このとき、細胞層Ｂの付近に再度洗浄液による乱れた流れを形成することで閉塞端２ｅ近傍のテーパ内面２ｃに付着している細胞層Ｂを完全に剥離させることができる。

この状態で、図９に示されるように、第１の配管４ｂの容器本体２外の端部に取り付けたシリンジ（図示略）によって吸引する。これにより、第１の配管４ｂを介して、得られた再懸濁液Ａ′を容器本体２内に残すことなくシリンジ内に吸引することができる。

また、本実施形態に係る遠心分離容器１によれば、容器本体２の第１の円筒内面２ｂおよび第２の円筒内面２ｄが、いずれも先端に向かって若干先細となるような傾斜を有しているので、これを抜き勾配として使用し、樹脂射出成形のような方法によって、容易に製造することができる。

なお、本実施形態においては、第２の管路の先端に周方向に間隔をあけて４つの貫通穴４ｆを設けることとしたが、これに代えて、１つの貫通穴４ｆでもよいし、２以上の任意の和の貫通穴４ｆを設けることにしてもよい。また、軸方向に複数列貫通穴４ｆを設けることにしてもよい。

また、本実施形態においては、貫通穴４ｆを放射状に設けることとしたが、これに代えて、図１０に示されるように、各貫通穴４ｆが第２の管路４ｃの中心軸に対して偏心して配置されることにしてもよい。このようにすることで、各貫通穴４ｆから吐出される洗浄液Ｆがテーパ内面２ｃに対して面直に入射しないので、テーパ内面２ｃに衝突した後の流れにテーパ内面２ｃの周方向に沿う流れの成分を持たせることができる。その結果、テーパ内面２ｃの周方向に沿う螺旋状の流れを閉塞端２ｅ近傍に形成し、細胞層Ｂをより効率的に攪拌することが可能となる。

また、図１０のように貫通穴４ｆを第２の管路４ｃの中心軸に対して偏心させなくても、図１１に示されるように、第１および第２の管路４ｂ，４ｃ自体を容器本体２に対して偏心させておくことにしてもよい。このようにすることで、第２の管路４ｃの中心から半径方向に延びる貫通穴４ｆから吐出する洗浄液Ｆによって、テーパ内面２ｃの周方向に沿う螺旋状の流れを形成させることができる。

本発明の一実施形態に係る遠心分離容器を示す縦断面図である。図１の遠心分離容器の容器本体を示す縦断面図である。図１の遠心分離容器の給排手段の貫通孔部分の横断面図である。図１の遠心分離容器に細胞懸濁液を貯留した状態を示す縦断面図である。図４の遠心分離容器に遠心力を作用させて細胞層と上清とに分離した状態を示す縦断面図である。図５の遠心分離容器において、分離された上清を吸引・排出する工程を示す縦断面図である。図６の遠心分離容器において、上清を吸引・排出した状態を示す縦断面図である。図７の遠心分離容器において、第２の管路の貫通穴から洗浄液を吐出した状態を示す拡大縦断面図である。図８の遠心分離容器において、再懸濁された細胞懸濁液を吸引回収する工程を示す縦断面図である。図１の遠心分離容器の変形例を示す横断面図である。図１の遠心分離容器の他の変形例を示す横断面図である。

符号の説明

Ａ細胞懸濁液
Ｂ細胞層
Ｃ上清
Ｄ境界面
Ｆ洗浄液
１遠心分離容器
２容器本体
２ａ開口
２ｂ第１の円筒内面
２ｃテーパ内面（第１のテーパ内面）
２ｅ閉塞端
３蓋体
４ａ開口部（細胞吸引口）
４ｃ給排管（第２の配管）
４ｆ貫通穴（先端開口）

Claims

細胞懸濁液を貯留し、遠心力を作用させることで該細胞懸濁液を細胞層と上清とに分離する遠心分離容器であって、
軸方向の一端が閉塞され他端に開口を有する筒状の容器本体と、
該容器本体の開口を閉塞する蓋体と、
該蓋体から前記容器本体の閉塞端に向けて延び、前記細胞層と前記上清との境界面の上方に配置されたその先端開口から洗浄液を容器本体内に供給する一方、前記先端開口から上清を吸引する給排管とを備え、
前記先端開口が、前記容器本体の軸線に対して傾斜して前記閉塞端側に向かう方向に洗浄液を吐出するように形成されている遠心分離容器。
前記先端開口が、周方向に間隔をあけて複数備えられている請求項１に記載の遠心分離容器。
前記容器本体が、その閉塞端に向かって漸次先細になるテーパ内面を備え、
前記先端開口が、前記テーパ内面に対して閉塞端に向かう方向に９０°より浅い角度で洗浄液を入射させるように設けられている請求項１または請求項２に記載の遠心分離容器。
前記先端開口が、前記テーパ内面に対して、偏心した方向に沿って洗浄液を入射させるように設けられている請求項１から請求項３のいずれかに記載の遠心分離容器。
閉塞端近傍に配置され、細胞層を吸引する細胞吸引口を備える請求項１から請求項４のいずれかに記載の遠心分離容器。