JP5765763B2 - Cell automatic sorting apparatus and cell automatic sorting method - Google Patents

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本発明は、細胞自動分取装置及び細胞自動分取方法に関し、特にセルアレイソータを用いて所望の生細胞を選別して分取する細胞自動分取装置及び細胞自動分取方法に関する。   The present invention relates to an automatic cell sorting device and an automatic cell sorting method, and more particularly to an automatic cell sorting device and an automatic cell sorting method for sorting and sorting desired living cells using a cell array sorter.

近年、医療の進歩により、損傷したり失われたりした組織又は臓器等を細胞培養により作り直したり、外部から細胞を供給することにより自己再生を促進したりする再生医療が大きな注目を集めている。また、体外に取り出した細胞に対して遺伝子の修復等を行った後、再び体内に戻す遺伝子治療も注目されている。   In recent years, regenerative medicine that regenerates damaged or lost tissues or organs by cell culture or promotes self-renewal by supplying cells from the outside due to advances in medicine has attracted much attention. In addition, gene therapy is also attracting attention after performing gene repair on cells taken out of the body and then returning them to the body again.

このような、再生医療及び遺伝子治療を実現するためには、目的とする特定の細胞を選別し、生きたまま回収する技術が不可欠である。例えば、胚性幹細胞(ES細胞)、万能細胞(iPS細胞)又は未分化細胞等を採取して培養する過程においては、細胞の分化が進行したり、細胞に破損や障害が生じたりする。分化が進行した細胞及び破損又は障害が生じた細胞等を除去して、安全な万能細胞等を分取することは再生医療等を進めるために必要である。   In order to realize such regenerative medicine and gene therapy, it is essential to select a specific target cell and collect it alive. For example, in the process of collecting and culturing embryonic stem cells (ES cells), universal cells (iPS cells), undifferentiated cells, etc., cell differentiation proceeds, or cells are damaged or damaged. It is necessary in order to advance regenerative medicine and the like to remove cells that have undergone differentiation, cells that have been damaged or damaged, and sort out safe universal cells.

細胞を選別して回収する方法として、フローサイトメトリーを用いるフローセルソータ等が用いられている。フローセルソータは、フローサイトメトリーを用いて流体中に分散した細胞を1つずつセンサーの前を通過させて分析を行った後、標的となる細胞を含む液滴に電場又は磁場をかけることにより、標的細胞だけを回収する(例えば、特許文献1等を参照。)。   As a method for selecting and collecting cells, a flow cell sorter using flow cytometry or the like is used. The flow cell sorter performs analysis by passing cells dispersed in a fluid one by one in front of a sensor using flow cytometry, and then applying an electric field or a magnetic field to a droplet containing target cells. Only target cells are collected (see, for example, Patent Document 1).

特開2010−216992号公報JP 2010-216992 A

しかし、フローセルソータは、細胞の選別精度に問題がある。自らの正常な造血幹細胞を単離し、移植することができれば、拒絶反応等を生じさせることなく白血病及び骨髄腫等を治療することが可能になると期待される。一方、フローサイトメトリー等を用いた細胞分取装置では、造血幹細胞のみを単離することは困難であり、腫瘍細胞の混入が避けられない。このため、造血幹細胞の自己移植を適用できる症例は限られている。   However, the flow cell sorter has a problem in cell sorting accuracy. If one's own normal hematopoietic stem cells can be isolated and transplanted, it is expected that leukemia and myeloma can be treated without causing rejection or the like. On the other hand, in a cell sorting apparatus using flow cytometry or the like, it is difficult to isolate only hematopoietic stem cells, and contamination of tumor cells is unavoidable. For this reason, there are only a limited number of cases where hematopoietic stem cell autotransplantation can be applied.

また、フローサイトメトリー等を用いた装置は、一般に大型であり高価であること、試料が多量に必要であること、液滴を作成する段階で細胞に損傷を与えるおそれが高いこと、試料を直接観察できないこと等の問題も有している。   In addition, devices using flow cytometry are generally large and expensive, require a large amount of sample, have a high risk of damaging cells at the stage of creating droplets, There are also problems such as inability to observe.

本発明は、前記の問題を解決し、少量の試料であっても精度良く自動的に細胞を分取する細胞自動分取装置を実現できるようにすることを目的とする。   An object of the present invention is to solve the above-described problems and to realize an automatic cell sorting apparatus that automatically and accurately sorts cells even with a small amount of sample.

前記の目的を達成するため、本発明は細胞自動分取装置を、セルアレイソータの接着スポットに接着された細胞の光学的データに基づいて不用細胞かどうかを自動的に判断し、不用細胞を死滅させる構成とする。   In order to achieve the above object, the present invention automatically determines whether a cell is an unnecessary cell based on the optical data of the cell adhered to the adhesion spot of the cell array sorter, and kills the unnecessary cell. The configuration is to be

具体的に、本発明に係る細胞自動分取装置は、細胞が接着される複数の接着スポットを有するセルアレイソータを収容する培養部と、接着スポットに接着された細胞を選別して除去する選別部と、培養部及び選別部を制御する制御部とを備え、接着スポットは、刺激により細胞接着性の状態と細胞非接着性の状態とが変化する刺激応答性ポリマーが表面に固定され、制御部は、選別部を駆動して、複数の接着スポットのそれぞれについて接着された細胞の光学的データを取得し、光学的データに基づいて細胞が、標的細胞であるか不用細胞であるかを判定し、標的細胞であると判定した細胞を選択的に回収する。   Specifically, the automatic cell sorting apparatus according to the present invention includes a culture unit that houses a cell array sorter having a plurality of adhesion spots to which cells are adhered, and a sorting unit that sorts and removes cells adhered to the adhesion spots. And a control unit that controls the culture unit and the selection unit, and the adhesion spot has a stimulus-responsive polymer that is changed between a cell adhesive state and a cell non-adhesive state by stimulation, fixed on the surface. Drives the sorting unit to obtain optical data of the adhered cells for each of the plurality of adhesion spots, and determines whether the cells are target cells or unnecessary cells based on the optical data. The cells determined to be target cells are selectively collected.

本発明の細胞自動分取装置は、制御部が選別部を駆動して、複数の接着スポットのそれぞれについて接着された細胞の光学的データを取得し、光学的データに基づいて細胞が、標的細胞であるか不用細胞であるかを判定し、標的細胞であると判定した細胞を選択的に回収する。このため、精度良く且つ高速に細胞の選別を自動的に行うことができる。また、接着スポットには刺激応答性ポリマーが固定されているため、細胞の接着及び遊離を制御することができる。従って、細胞の選別後に標的細胞にダメージを与えることなく回収することができる。   In the automatic cell sorting apparatus of the present invention, the control unit drives the sorting unit to obtain optical data of cells adhered to each of the plurality of adhesion spots, and the cells are selected as target cells based on the optical data. It is determined whether it is a non-required cell or not, and the cell determined to be a target cell is selectively recovered. For this reason, it is possible to automatically select cells with high accuracy and high speed. Moreover, since the stimulus-responsive polymer is fixed to the adhesion spot, it is possible to control cell adhesion and release. Therefore, the cells can be collected without damaging the target cells after sorting.

本発明の細胞自動分取装置において、刺激応答性ポリマーは、第1の温度において細胞接着性となり第2の温度において細胞非接着性となる温度応答性ポリマーであり、選別部は、複数の接着スポットから一の接着スポットを選択する選択部と、選択された接着スポットに接着された細胞の光学像を得ると共に、光源からの光を選択された接着スポットに集光する光学系と、細胞の光学像を光学的データに変換するデータ変換部とを有し、制御部は、培養部の温度を第1の温度として、接着スポットに細胞を接着させ、選別部を駆動して、接着スポットのそれぞれについて、光学的データを取得して、判定を行い、不用細胞であると判定した場合には光源からの光を照射して、不用細胞を接着スポットから選択的に除去し、不用細胞を除去した後に培養部の温度を第2の温度として、接着スポットに接着された細胞を遊離させて回収する動作を行う構成とすればよい。   In the automatic cell sorting apparatus of the present invention, the stimulus-responsive polymer is a temperature-responsive polymer that becomes cell-adhesive at the first temperature and non-cell-adhesive at the second temperature. A selection unit that selects one adhesion spot from the spot; an optical system that obtains an optical image of a cell adhered to the selected adhesion spot; and an optical system that focuses light from the light source onto the selected adhesion spot; A data conversion unit that converts the optical image into optical data, and the control unit uses the temperature of the culture unit as a first temperature to adhere cells to the adhesion spot, drives the sorting unit, For each, obtain optical data, make a determination, and if it is determined that it is a waste cell, irradiate light from the light source to selectively remove the waste cell from the adhesion spot and remove the waste cell Shi After the temperature of the culture part as the second temperature, it was adhered to the adhesive spots cell may be configured to perform an operation to recover by free.

この場合において、光を照射して不用細胞の温度を上昇させて死滅させることにより、不用細胞を除去しても、光を照射して不用細胞が接着された接着スポットの温度を第2の温度とすることにより、不用細胞を除去してもよい。   In this case, by irradiating light to raise the temperature of the unnecessary cells and killing them, the temperature of the adhesion spot where the unnecessary cells are adhered by irradiating light is set to the second temperature even if the unnecessary cells are removed. By doing so, unnecessary cells may be removed.

本発明の細胞自動分取装置において、刺激応答性ポリマーは、第1の温度において細胞接着性となり第2の温度において細胞非接着性となる温度応答性ポリマーであり、選別部は、複数の接着スポットから一の接着スポットを選択する選択部と、選択された接着スポットに接着された細胞の光学像を得ると共に、光源からの光を選択された接着スポットに集光する光学系と、細胞の光学像を光学的データに変換するデータ変換部とを有し、制御部は、培養部の温度を第1の温度として、接着スポットに細胞を接着させ、選別部を駆動して、接着スポットのそれぞれについて、光学的データを取得して、判定を行い、標的細胞であると判定した場合には光源からの光を照射して接着スポットの温度を第2の温度として、標的細胞を接着スポットから選択的に遊離させ、遊離した細胞を回収する動作を行う構成とすればよい。   In the automatic cell sorting apparatus of the present invention, the stimulus-responsive polymer is a temperature-responsive polymer that becomes cell-adhesive at the first temperature and non-cell-adhesive at the second temperature. A selection unit that selects one adhesion spot from the spot; an optical system that obtains an optical image of a cell adhered to the selected adhesion spot; and an optical system that focuses light from the light source onto the selected adhesion spot; A data conversion unit that converts the optical image into optical data, and the control unit uses the temperature of the culture unit as a first temperature to adhere cells to the adhesion spot, drives the sorting unit, For each, optical data is acquired and determined. If it is determined to be a target cell, light from the light source is irradiated and the temperature of the adhesion spot is set to the second temperature, and the target cell is determined to be the adhesion spot. Et selectively liberated may be configured to perform an operation to recover the liberated cells.

本発明の細胞自動分取装置において、光源はレーザ光源とすればよい。   In the automatic cell sorting apparatus of the present invention, the light source may be a laser light source.

本発明の細胞自動分取装置において、培養部は、細胞の状態に応じて細胞を特異的に標識する標識試薬を接着スポットに接着された細胞に供給する供給部を有し、制御部は、標識の有無により判定を行えばよい。この場合において、標識試薬は、不用細胞を特異的に認識する一次抗体と、光を吸収する色素により標識され且つ一次抗体を特異的に認識する二次抗体とを含む構成とすればよい。   In the automatic cell sorting apparatus of the present invention, the culture unit has a supply unit that supplies a labeling reagent that specifically labels the cell according to the state of the cell to the cell adhered to the adhesion spot, and the control unit includes: The determination may be made based on the presence or absence of a sign. In this case, the labeling reagent may be configured to include a primary antibody that specifically recognizes unnecessary cells and a secondary antibody that is labeled with a dye that absorbs light and specifically recognizes the primary antibody.

本発明に係る細胞自動分取方法は、刺激に応答して細胞接着性の状態と細胞非接着性の状態とが変化する刺激応答性ポリマーが固定された複数の接着スポットを有するセルアレイソータを用いた細胞自動分離方法を対象とし、刺激応答性ポリマーを細胞接着性の状態として、接着スポットに細胞を接着する工程と、接着スポットに接着された細胞のうち不用細胞を選別して除去する工程と、不用細胞を除去した後、刺激応答性ポリマーを細胞非接着性の状態とすることにより接着スポットに接着された細胞を回収する工程とを備え、不用細胞を選別する工程は、複数の接着スポットのそれぞれについて、接着された細胞の光学的データを取得する工程と、光学的データに基づいて、接着された細胞が標的細胞であるか不用細胞であるかを自動的に判定する工程と、不用細胞を接着スポットから選択的に除去する工程とを含んでいる。   The cell automatic sorting method according to the present invention uses a cell array sorter having a plurality of adhesion spots to which a stimulus-responsive polymer that changes between a cell adhesion state and a cell non-adhesion state in response to a stimulus is fixed. A method of attaching cells to an adhesion spot with a stimulus-responsive polymer in a cell adhesive state, and a step of selecting and removing unnecessary cells from cells adhered to the adhesion spot. Recovering cells adhered to the adhesion spot by removing the unwanted cells and then bringing the stimuli-responsive polymer into a non-cell-adhesive state, and the step of selecting the unwanted cells comprises a plurality of adhesion spots. For each of the above, the process of obtaining optical data of the adhered cells and automatically determining whether the adhered cells are target cells or unnecessary cells based on the optical data It includes a determining step, and a step of selectively removing the unnecessary cells from the adhesive spot.

本発明の細胞自動分取方法において、不用細胞を選別する工程は、不用細胞を特異的に標識する標識試薬により不用細胞を標識する工程を含み、標識の有無を光学的データに基づいて確認することにより不用細胞であるかどうかを判定すればよい。   In the automatic cell sorting method of the present invention, the step of selecting unnecessary cells includes a step of labeling unnecessary cells with a labeling reagent that specifically labels unnecessary cells, and confirms the presence or absence of labeling based on optical data. What is necessary is just to determine whether it is a useless cell.

本発明に係る細胞自動分取装置によれば、少量の試料であっても精度良く自動的に細胞を分取することが可能となる。   According to the automatic cell sorting apparatus according to the present invention, it is possible to sort cells automatically with high accuracy even with a small amount of sample.

一実施形態に係る細胞自動分取装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the cell automatic sorting apparatus which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係る細胞自動分取装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the cell automatic sorting apparatus which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係る細胞自動分取装置に用いるセルアレイソータを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cell array sorter used for the automatic cell sorter concerning one embodiment. 一実施形態に係る細胞自動分取装置の制御部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control part of the cell automatic sorting apparatus which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係る細胞自動分取装置に用いるセルアレイソータの変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the modification of the cell array sorter used for the automatic cell sorter concerning one embodiment. 一実施形態に係る細胞自動分取装置に用いるセルアレイソータの変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the modification of the cell array sorter used for the cell automatic sorting apparatus which concerns on one Embodiment.

図1に示すように、本実施形態の細胞自動分取装置は、セルアレイソータ105に接着された細胞を培養する培養部101と、セルアレイソータ105に接着された細胞を選別する選別部102と、培養部101及び選別部102を駆動する制御部103とを有している。   As shown in FIG. 1, the automatic cell sorting apparatus of the present embodiment includes a culture unit 101 for culturing cells adhered to the cell array sorter 105, a sorting unit 102 for sorting cells adhered to the cell array sorter 105, It has the control part 103 which drives the culture | cultivation part 101 and the selection part 102. FIG.

図2に示すように、培養部101は、セルアレイソータ105を収容し所定の温度に保持するチャンバー111と、チャンバー111に収容されたセルアレイソータ105に細胞浮遊液及び標識試薬等を供給する供給部112、標的細胞を回収する回収部113と、不用細胞及び使用後の試薬等を廃棄する廃棄部114とを有している。チャンバー111の上面は透明であり、上方からチャンバー111内に収容されたセルアレイソータ105を観察することができる。チャンバー111は、培地のpHを一定に保つための二酸化炭素(CO2)の導入機能及びCO2濃度の調整機能等を有している。供給部112は、標的細胞等を供給するブロックと、標識試薬等を供給するブロック等に分かれていてもよい。不用細胞は廃棄するのではなく、標的細胞とは異なる回収部により回収してもよい。また、セルアレイソータに接着されなかった余剰な細胞を回収してもよい。 As shown in FIG. 2, the culture unit 101 contains a cell array sorter 105 and holds it at a predetermined temperature, and a supply unit that supplies a cell suspension, a labeling reagent, and the like to the cell array sorter 105 housed in the chamber 111. 112, a recovery unit 113 that recovers target cells, and a discard unit 114 that discards unnecessary cells and reagents after use. The upper surface of the chamber 111 is transparent, and the cell array sorter 105 accommodated in the chamber 111 can be observed from above. The chamber 111 has a carbon dioxide (CO 2 ) introduction function and a CO 2 concentration adjustment function for keeping the pH of the medium constant. The supply unit 112 may be divided into a block that supplies target cells and the like, a block that supplies labeling reagents, and the like. The unnecessary cells may not be discarded, but may be collected by a collecting unit different from the target cells. Moreover, you may collect | recover the surplus cells which were not adhere | attached on the cell array sorter.

セルアレイソータ105は、図3に示すようにガラスからなる基板501の上に形成された金等からなる複数の接着スポット502を有している。接着スポット502の表面には、第1の温度において細胞接着性となり、第2の温度において細胞非接着性となる温度応答性ポリマー503が固定されている。温度応答性ポリマー503の特性は、分取する細胞の種類等に応じて適宜選択すればよいが、通常の細胞の場合には例えば第1の温度が37℃程度となり、第2の温度が25℃程度となるようにすればよい。基板501における接着スポット502を除く領域には、細胞との相互作用が小さい細胞非接着性ポリマー504が固定されている。   As shown in FIG. 3, the cell array sorter 105 has a plurality of adhesion spots 502 made of gold or the like formed on a substrate 501 made of glass. A temperature-responsive polymer 503 that is cell-adhesive at the first temperature and non-cell-adhesive at the second temperature is fixed to the surface of the adhesion spot 502. The characteristics of the temperature-responsive polymer 503 may be appropriately selected according to the type of cells to be sorted, but in the case of normal cells, for example, the first temperature is about 37 ° C., and the second temperature is 25. What is necessary is just to set it as about ℃. A cell non-adhesive polymer 504 having a small interaction with cells is fixed in a region excluding the adhesion spot 502 on the substrate 501.

選別部102は、接着スポット502に接着された細胞の光学像を結像する光学系121と、光学像を画像データ等の光学的データに変換するデータ変換部であるカメラ122と、光学系121により接着スポット502に集光されるレーザを生成するレーザ光源123と、光学系121の視野内に任意の接着スポット502を移動させる位置選択部124とを有している。本実施形態において、光学系121は蛍光顕微鏡であり、対物レンズ211と、ダイクロイックミラー212と、蛍光フィルタ213とを有している。レーザ光源123は、蛍光顕微鏡の励起光源と不用細胞を死滅させるための光源とを兼用している。レーザ光源123の出力は、光ファイバ等により光学系121に導けばよい。位置選択部124は、培養部101が搭載されたXYステージである。XYステージの分解能は接着スポットのサイズ及びピッチにもよるが数十nm〜数百nm程度あればよい。XYステージの移動速度は、数ms〜数s/ピッチとすればよく、これよりも高速であってもかまわない。   The selection unit 102 includes an optical system 121 that forms an optical image of a cell adhered to the adhesion spot 502, a camera 122 that is a data conversion unit that converts the optical image into optical data such as image data, and the optical system 121. The laser light source 123 for generating a laser beam focused on the adhesive spot 502 by the above and the position selection unit 124 for moving the arbitrary adhesive spot 502 within the field of view of the optical system 121. In the present embodiment, the optical system 121 is a fluorescence microscope, and includes an objective lens 211, a dichroic mirror 212, and a fluorescence filter 213. The laser light source 123 serves as both the excitation light source of the fluorescence microscope and the light source for killing unnecessary cells. The output of the laser light source 123 may be guided to the optical system 121 by an optical fiber or the like. The position selection unit 124 is an XY stage on which the culture unit 101 is mounted. The resolution of the XY stage may be about several tens nm to several hundreds nm although it depends on the size and pitch of the adhesion spot. The moving speed of the XY stage may be several ms to several s / pitch, and may be faster than this.

制御部103は、培養部101及び選別部102を駆動し、チャンバー111の温度の制御、チャンバー111への細胞浮遊液及び標識試薬の供給の制御、接着スポット502に接着された細胞が標的細胞か不用細胞かの判定、不用細胞へのレーザ光照射の制御、標的細胞の回収の制御等を行う。   The control unit 103 drives the culture unit 101 and the selection unit 102, controls the temperature of the chamber 111, controls the supply of the cell suspension and the labeling reagent to the chamber 111, and determines whether the cell adhered to the adhesion spot 502 is a target cell. It is judged whether it is a waste cell, control of laser light irradiation to the waste cell, control of recovery of the target cell, and the like.

以下に、本実施形態の細胞自動分取装置の動作について説明する。まず、チャンバー111内に収容されたセルアレイソータ105に、供給部112から細胞浮遊液が供給される。この際に、接着スポット502が細胞接着性となるようにチャンバー111の温度を第1の温度とする。これにより、細胞浮遊液中の細胞は、細胞接着性となっている接着スポット502に接着される。   Below, operation | movement of the cell automatic sorting apparatus of this embodiment is demonstrated. First, the cell suspension is supplied from the supply unit 112 to the cell array sorter 105 accommodated in the chamber 111. At this time, the temperature of the chamber 111 is set to the first temperature so that the adhesion spot 502 becomes cell adhesive. As a result, the cells in the cell suspension are adhered to the adhesion spot 502 having cell adhesion.

接着スポット502に接着された細胞を必要に応じて培養する。培養は通常は二酸化炭素(CO2)雰囲気において行う。培養の際に、供給部112から必要に応じて、培養に必要な薬液を供給したり、分化を促す試薬を供給したりしてもよい。供給部112は、供給する細胞浮遊液及び試薬の種類等に応じて複数設けられていてもよい。細胞を培養した後、供給部112から不用細胞を特異的に認識する標識試薬を供給し、不用細胞を標識する。標識試薬は不用細胞を特異的に標識できればどのようなものであってもよい。例えば、不用細胞を特異的に認識する一次抗体と、一次抗体を特異的に認識し、色素が結合された二次抗体とすればよい。 Cells adhered to the adhesion spot 502 are cultured as necessary. The culture is usually performed in a carbon dioxide (CO 2 ) atmosphere. When culturing, a chemical solution necessary for culturing may be supplied from the supply unit 112 or a reagent for promoting differentiation may be supplied as necessary. A plurality of supply units 112 may be provided according to the type of cell suspension and reagent to be supplied. After culturing the cells, a labeling reagent that specifically recognizes the unnecessary cells is supplied from the supply unit 112 to label the unnecessary cells. Any labeling reagent may be used as long as it can specifically label unnecessary cells. For example, a primary antibody that specifically recognizes unnecessary cells and a secondary antibody that specifically recognizes the primary antibody and has a dye bound thereto may be used.

次に、接着スポット502に接着された細胞の光学像をデータとして制御部103に取り込み、不用細胞かどうかの判定を行う。本実施形態においては、色素標識されている場合には不用細胞と判定し、色素標識されていない場合には標的細胞と判定する。具体的には蛍光顕微鏡である光学系121により接着スポット502に接着された細胞を観察し、色素による蛍光の有無により不用細胞かどうかの判定を行う。光学像を画像データへ変換するデータ変換部は、冷却CCD(Charge Coupled Device)カメラ等の撮像素子とすればよい。データ変換部を光電子増倍管等として、光子のカウントを行うことにより蛍光の有無を判定してもよい。標識の有無を観察する際には蛍光色素を励起するためにレーザ光源123の出力を低く抑え、細胞にダメージを与えないようにすればよい。   Next, an optical image of a cell adhered to the adhesion spot 502 is taken into the control unit 103 as data, and it is determined whether or not it is a useless cell. In the present embodiment, when the dye is labeled, it is determined as an unnecessary cell, and when the dye is not labeled, it is determined as a target cell. Specifically, the cells adhered to the adhesion spot 502 are observed by the optical system 121 that is a fluorescence microscope, and it is determined whether the cells are unnecessary cells based on the presence or absence of fluorescence by the dye. The data conversion unit that converts an optical image into image data may be an image sensor such as a cooled CCD (Charge Coupled Device) camera. The data converter may be a photomultiplier tube or the like, and the presence or absence of fluorescence may be determined by counting photons. When observing the presence or absence of the label, the output of the laser light source 123 may be kept low to excite the fluorescent dye so as not to damage the cells.

接着スポットに接着されている細胞が不用細胞であると判定した場合には、レーザ光源123を駆動して接着スポット502に接着された細胞にレーザ光を照射する。レーザ光が標識した色素に吸収されることにより、不用細胞の温度が上昇し、不用細胞が死滅する。不用細胞を死滅させる際にはレーザ光源123の出力を高くし不用細胞の温度を大きく上昇させる。死滅した不用細胞は、接着スポット502から剥離する。   When it is determined that the cells adhered to the adhesion spots are unnecessary cells, the laser light source 123 is driven to irradiate the cells adhered to the adhesion spots 502 with laser light. Absorption of the laser light by the labeled dye raises the temperature of the unwanted cells and kills the unwanted cells. When killing the unwanted cells, the output of the laser light source 123 is increased to greatly increase the temperature of the unwanted cells. Dead dead cells are detached from the adhesion spot 502.

1つの接着スポットに複数の細胞が接着されている場合もある。この場合にも、接着されている複数の細胞のそれぞれについて光学的データを取得して判定を行うことが可能である。接着スポットのサイズにもよるが、レーザ光のスポット径等を調整することにより、1つの接着スポットに接着されている複数の細胞のうちの不用細胞だけを死滅させることも可能である。また、1つの接着スポットに接着されている複数の細胞をまとめて死滅させることも可能である。   In some cases, a plurality of cells are adhered to one adhesion spot. Also in this case, it is possible to make a determination by acquiring optical data for each of a plurality of cells that are adhered. Although it depends on the size of the adhesion spot, it is possible to kill only unnecessary cells among a plurality of cells adhered to one adhesion spot by adjusting the spot diameter of the laser beam and the like. It is also possible to kill a plurality of cells adhered to one adhesion spot at a time.

位置選択部124を駆動して、光学的データの取り込み、不用細胞かどうかの判定及び不用細胞へのレーザ光の照射を全ての接着スポット502に対して行うことにより、セルアレイソータ105に不用細胞が接着されておらず標的細胞のみが接着された状態とすることができる。なお、光学的データの取り込み、不用細胞かどうかの判定及び不用細胞へのレーザ光の照射を接着スポットごとに連続して行う必要はなく、先に全ての又は複数個の接着スポット502に対して光学的データの取り込み及び不用細胞かどうかの判定を行った後、不用細胞と判定した接着スポット502に対してレーザ光の照射を行ってもよい。   The position selection unit 124 is driven to acquire optical data, determine whether or not the cell is a waste cell, and irradiate the unnecessary cell with a laser beam on all the adhesion spots 502, so that the cell array sorter 105 has a waste cell. It can be set as the state which was not adhere | attached but only the target cell was adhere | attached. In addition, it is not necessary to continuously acquire optical data, determine whether or not the cell is a waste cell, and irradiate the waste cell with a laser beam for each adhesion spot. After taking in optical data and determining whether or not the cell is a waste cell, the adhesion spot 502 determined to be a waste cell may be irradiated with a laser beam.

次に、死滅した不用細胞を洗い流した後、チャンバー111の温度を、接着スポット502が細胞非接着性となる第2の温度とし、接着スポット502に接着されている標的細胞を遊離させる。遊離させた標的細胞は回収部113に回収する。   Next, after dead dead cells are washed away, the temperature of the chamber 111 is set to a second temperature at which the adhesion spot 502 becomes non-cell-adhesive, and target cells adhered to the adhesion spot 502 are released. The released target cells are collected in the collection unit 113.

図4は、制御部103の構成を示している。なお、図4においては、光電子増倍管127を用いて光子をカウントすることにより蛍光の有無を判定する構成の場合を示している。制御部103は、バスライン132に接続された複数のインターフェース133、カウンティング部134及び演算部131を有している。インターフェース133を介して培養部101及び選別部102の制御を行う。また、表示部135への情報の出力及び入力部136からの操作入力を行う。選別部102に対しては、XYステージである位置選択部124の駆動、蛍光顕微鏡である光学系121の倍率切り換え及びピント調整、レーザ光源123の駆動、カメラ122の駆動及び画像データの取り込み並びに光電子増倍管127の出力の取り込み等を行う。光電子増倍管127の出力はインターフェース133を介してカウンティング部134に入力され、光子のカウントが行われる。カメラ122からの画像データ及び光子のカウント結果に基づいて、演算部131は不用細胞かどうかの判定を行う。不用細胞と判断した場合には、レーザ光源123を駆動して不用細胞に高出力のレーザ光を照射し、不用細胞を死滅させる。1つの接着スポットについて処理が終了すると、次の接着スポットが光学系121の視野内に収まるように位置選択部124を駆動する。これを繰り返し、全ての接着スポットについて選別を行う。   FIG. 4 shows the configuration of the control unit 103. FIG. 4 shows a case where the presence or absence of fluorescence is determined by counting photons using a photomultiplier tube 127. The control unit 103 includes a plurality of interfaces 133, a counting unit 134, and a calculation unit 131 connected to the bus line 132. The culture unit 101 and the selection unit 102 are controlled via the interface 133. In addition, information is output to the display unit 135 and an operation is input from the input unit 136. For the selection unit 102, driving of the position selection unit 124 that is an XY stage, magnification switching and focus adjustment of the optical system 121 that is a fluorescence microscope, driving of the laser light source 123, driving of the camera 122, capturing of image data, and photoelectron The output of the multiplier tube 127 is taken in. The output of the photomultiplier tube 127 is input to the counting unit 134 via the interface 133, and photons are counted. Based on the image data from the camera 122 and the photon count result, the calculation unit 131 determines whether the cell is a waste cell. When it is determined that the cells are unnecessary, the laser light source 123 is driven to irradiate the unnecessary cells with high-power laser light, thereby killing the unnecessary cells. When the process is completed for one adhesive spot, the position selection unit 124 is driven so that the next adhesive spot is within the field of view of the optical system 121. This is repeated, and all the adhesion spots are selected.

本実施形態の自動細胞分取装置は、接着スポットのそれぞれについて接着された細胞が標的細胞か不用細胞かの判定を自動的に行うことができる。また、光学的な観察により標的細胞かどうかの判定を行うことができる。従って、判定の精度が高く標的細胞以外の不用細胞が混入するおそれを非常に小さくすることができる。さらに、接着スポットごとにピンポイントでレーザ光を照射することができるため、不用細胞を死滅させる際にその周囲の接着スポットに接着された標的細胞を傷つけるおそれがほとんどない。標的細胞の回収も温度を変化させるだけでよいため、回収の際に標的細胞を傷つけるおそれもほとんどない。このため、従来のフローセルソータと比べて回収効率を3倍以上向上させることができる。また、大がかりな流路を形成する必要がなく、装置を小型化でき、製造コストも大幅に低減できる。   The automatic cell sorting apparatus according to the present embodiment can automatically determine whether a cell adhered to each of the adhesion spots is a target cell or an unnecessary cell. In addition, it is possible to determine whether or not the cell is a target cell by optical observation. Therefore, the determination accuracy is high, and the possibility that unnecessary cells other than the target cells are mixed can be extremely reduced. Further, since laser light can be irradiated at each adhesion spot at a pinpoint, there is almost no risk of damaging the target cells adhered to the surrounding adhesion spots when killing unnecessary cells. Since the target cells can be collected only by changing the temperature, there is almost no risk of damaging the target cells during the collection. For this reason, it is possible to improve the recovery efficiency by a factor of three or more compared to the conventional flow cell sorter. Further, it is not necessary to form a large flow path, the apparatus can be miniaturized, and the manufacturing cost can be greatly reduced.

セルアレイソータは、数mm角〜数cm角の大きさに作成できるため、数百μlから数mlの少量の試料でも処理することができる。一方、判定する接着スポットの選択、不用細胞かどうかの判定及び不用細胞の破壊を制御部により自動的に行う。このため、セルアレイソータの基板上に数千個から数万個の接着スポットが設けられている場合にも、標的細胞の選別と回収とに要する時間を1時間程度とすることが可能である。   Since the cell array sorter can be made to have a size of several mm square to several cm square, it can be processed even with a small amount of sample of several hundred μl to several ml. On the other hand, selection of adhesion spots to be determined, determination of whether or not the cells are unnecessary, and destruction of unnecessary cells are automatically performed by the control unit. For this reason, even when thousands to tens of thousands of adhesion spots are provided on the substrate of the cell array sorter, the time required for the selection and recovery of the target cells can be reduced to about one hour.

本実施形態において、不用細胞を特異的に標識する例を示したが、標的細胞を特異的に標識してもよい。この場合は、標識されていない細胞にレーザ光を照射して死滅されればよい。標的細胞と不用細胞とのそれぞれに異なる標識を行ってもよい。また、抗体を用いた標識ではなく、細胞染色等により標識を行ってもよい。さらに、標識は必ずしも必要ではなく、細胞の形態の差異等により、標的細胞か不用細胞かを判定することも可能である。細胞機能の違いにより誘起される赤外又は近赤外吸収、ラマン散乱、化学発光、屈折率、細胞接着面のプラズモン吸収、細胞接着面の光熱変換効率又は酸化還元電流等の違いにより標的細胞か不用細胞かを判定してもよい。複数の判定方法を組み合わせることも可能である。   In this embodiment, an example of specifically labeling unnecessary cells has been shown, but target cells may be specifically labeled. In this case, the unlabeled cells may be killed by irradiating them with laser light. Different labeling may be performed on the target cells and the unnecessary cells. Further, labeling may be performed by cell staining or the like instead of labeling using an antibody. Furthermore, labeling is not always necessary, and it is possible to determine whether a target cell or an unnecessary cell is based on a difference in cell shape. The target cell depends on differences in infrared or near-infrared absorption, Raman scattering, chemiluminescence, refractive index, plasmon absorption on the cell adhesion surface, photothermal conversion efficiency on the cell adhesion surface, redox current, etc. You may determine whether it is a useless cell. It is also possible to combine a plurality of determination methods.

本実施形態において、接着スポットの選択を行う位置選択部124を、培養部101が搭載されたXYステージとし、光学系121の位置を固定しセルアレイソータ105の位置を移動させる例を示した。しかし、セルアレイソータ105の位置を固定して光学系121の位置を移動させる構成としてもよい。   In this embodiment, the position selection unit 124 for selecting the adhesion spot is an XY stage on which the culture unit 101 is mounted, and the position of the optical system 121 is fixed and the position of the cell array sorter 105 is moved. However, the position of the optical system 121 may be moved while the position of the cell array sorter 105 is fixed.

光学系121は、1つの接着スポット502が視野内に収まるような倍率とすればよい。但し、複数の接着スポット502が視野内に存在するような倍率であっても、制御部103において画像処理をすることにより、接着スポット502ごとに判定を行うことができる。また、低倍率と高倍率とを切り換えられるような構成としてもよい。例えば、10倍の対物レンズと50倍の対物レンズとを切り換えられるようにし、低倍率の状態でステージの移動等を行い、高倍率の状態で詳細な観察を行えばよい。   The optical system 121 may have a magnification that allows one adhesive spot 502 to be within the field of view. However, even if the magnification is such that a plurality of adhesive spots 502 exist in the field of view, the determination can be made for each adhesive spot 502 by performing image processing in the control unit 103. Moreover, it is good also as a structure which can switch a low magnification and a high magnification. For example, it is possible to switch between a 10 × objective lens and a 50 × objective lens, move the stage in a low magnification state, and perform detailed observation in a high magnification state.

レーザ光源123の波長及び出力等は、目的に応じて適宜決定すればよい。レーザ光のスポットサイズは、接着スポットのサイズと一致した数十μm〜数百μm程度であればよい。また、パルスレーザとしてもよい。例えば、波長が532nmでスポット径が50μmのレーザ光を5.82mJ/pulse/cm2の強度で1秒間照射することにより、不用細胞を死滅させることができた。この際に周囲の接着スポットに接着された標的細胞の死滅は認められなかった。なお、レーザ光源123が細胞を死滅させるためのレーザ光の光源と、蛍光色素を励起するための光源とを兼ねている構成としたが、細胞を死滅させるためのレーザ光の光源と、蛍光色素を励起するための光源とを別々に設けてもよい。また、蛍光を観察する必要がない場合には、蛍光色素を励起するための光源は不用である。光学系121は、位相差顕微鏡としたり、レーザ走査型顕微鏡としたりしてもよい。 The wavelength, output, and the like of the laser light source 123 may be appropriately determined according to the purpose. The spot size of the laser beam may be about several tens of μm to several hundreds of μm that matches the size of the adhesion spot. Further, a pulse laser may be used. For example, unnecessary cells could be killed by irradiating laser light having a wavelength of 532 nm and a spot diameter of 50 μm for 1 second at an intensity of 5.82 mJ / pulse / cm 2 . At this time, the death of the target cells adhered to the surrounding adhesion spots was not observed. The laser light source 123 serves as both a laser light source for killing cells and a light source for exciting fluorescent dyes. However, the laser light source for killing cells and fluorescent dyes are used. A light source for exciting the light source may be provided separately. Further, when there is no need to observe fluorescence, a light source for exciting the fluorescent dye is unnecessary. The optical system 121 may be a phase contrast microscope or a laser scanning microscope.

なお、光源はレーザ光源である必要はなく、蛍光観察等の細胞の診断及び細胞を死滅させるために必要な波長と強度が得られれば、ハロゲンランプ、キセノンランプ、水銀ランプ又は発光ダイオード(LED)ランプ光源等を使用してよい。   The light source does not need to be a laser light source. If a wavelength and intensity necessary for cell diagnosis and cell death such as fluorescence observation can be obtained, a halogen lamp, a xenon lamp, a mercury lamp, or a light emitting diode (LED) A lamp light source or the like may be used.

本実施形態においては、光の照射により不用細胞の温度を上昇させ、これにより不用細胞を死滅させて、接着スポットから不用細胞を除去する例を示した。しかし、熱により不用細胞を死滅させるのではなく、光の照射又はこれに伴う熱等により不用細胞が接着された足場が分解されることにより不用細胞が死滅するような構成としてもよい。また、不用細胞を除去できれば、死滅させなくてもよい。例えば、光の照射により接着スポットの温度を温度応答性ポリマーが細胞非接着状態となる第2の温度とし、不用細胞を接着スポットから遊離させてもよい。この場合には、温度を上昇させることにより細胞接着性から細胞非接着性へとスイッチする温度応答性ポリマーを用いればよい。また、接着スポットに、温度応答性ポリマーではなく、特定の波長の光を照射することにより細胞接着性と細胞非接着性とがスイッチする光応答性ポリマーを固定してもよい。光応答性ポリマーを用いる場合には、温度を変化させる必要がないため、低出力の光源を用いることができる。   In the present embodiment, an example has been shown in which the temperature of unnecessary cells is increased by light irradiation, thereby killing the unnecessary cells and removing the unnecessary cells from the adhesion spots. However, instead of killing the unwanted cells by heat, a configuration may be adopted in which the unwanted cells are killed by disassembling the scaffold to which the unwanted cells are adhered by irradiation of light or the accompanying heat. Moreover, if unnecessary cells can be removed, it is not necessary to kill them. For example, the temperature of the adhesion spot may be set to a second temperature at which the temperature-responsive polymer is brought into a cell non-adhered state by light irradiation, and unnecessary cells may be released from the adhesion spot. In this case, a temperature-responsive polymer that switches from cell adhesion to cell non-adhesion by raising the temperature may be used. Moreover, you may fix the photoresponsive polymer which switches cell adhesiveness and cell non-adhesiveness by irradiating the light of a specific wavelength instead of a temperature-responsive polymer to an adhesion spot. In the case of using a photoresponsive polymer, it is not necessary to change the temperature, and therefore a low output light source can be used.

本実施形態においては、不用細胞を先に除去した後、標的細胞を回収する例を示した。しかし、不用細胞を固定したままにし、標的細胞の方を遊離させて回収してもよい。この場合には、標的細胞にダメージを与えない条件において細胞接着状態から細胞非接着状態へとスイッチできる温度応答性ポリマー又は光応答性ポリマー等を接着スポットに固定したセルアレイソータを用いればよい。標的細胞に光を照射することにより、標的細胞にダメージを与えることなく、標的細胞を回収することが可能となる。   In this embodiment, the example which collect | recovers a target cell after removing an unnecessary cell previously was shown. However, it is also possible to leave the target cells fixed and release the target cells for recovery. In this case, a cell array sorter in which a temperature-responsive polymer or a photo-responsive polymer that can be switched from the cell adhesion state to the cell non-adhesion state under a condition that does not damage the target cells is fixed to the adhesion spot may be used. By irradiating the target cells with light, the target cells can be collected without damaging the target cells.

セルアレイソータ105として、基板501の上に形成された凸状の金膜である接着スポット502を有している例を示したが、図5に示すように金等からなる第1の層505に形成された開口部が接着スポット502aである構成としてもよい。図5に示すように開口部を接着スポット502aとした場合には、接着スポット内に細胞を保持することができるので、一旦接着された細胞の脱落を生じにくくすることができる。また、接着スポットからはみ出した細胞が、接着スポット以外の領域の影響を受けて変形したりすることを生じにくくすることができる。また、基板501として透明な材料を用いることにより位相差顕微鏡等による細胞の観察が可能となる。このため、接着スポット502aに接着された細胞のより詳細な形態を観察することができ、判定精度をさらに向上させることが可能となる。接着スポットを基板501の上に形成された凸部としたり、凹部としたりすることにより、接着スポットの位置を容易に決定することが可能となる。しかし、接着スポットの位置を明確にすることができれば、温度応答性ポリマー503が固定された接着スポットと、細胞非接着性ポリマー504が固定された領域とが平坦に形成されていてもよい。   As an example of the cell array sorter 105, the adhesion spot 502 which is a convex gold film formed on the substrate 501 is shown. However, as shown in FIG. 5, the first layer 505 made of gold or the like is formed on the first layer 505. The formed opening may be a bonding spot 502a. As shown in FIG. 5, when the opening is the adhesion spot 502a, the cells can be held in the adhesion spot, so that it is difficult to cause the cells once adhered to fall off. In addition, it is possible to make it difficult for cells that protrude from the adhesion spot to be deformed due to the influence of the area other than the adhesion spot. In addition, by using a transparent material as the substrate 501, cells can be observed with a phase contrast microscope or the like. For this reason, it is possible to observe a more detailed form of the cells adhered to the adhesion spot 502a, and it is possible to further improve the determination accuracy. By making the adhesion spot a convex portion or a concave portion formed on the substrate 501, the position of the adhesion spot can be easily determined. However, if the position of the adhesion spot can be clarified, the adhesion spot to which the temperature-responsive polymer 503 is fixed and the region to which the cell non-adhesive polymer 504 is fixed may be formed flat.

セルアレイソータ105の基板501は、例えばガラス基板等の透明な材料としても、シリコン基板等の不透明な材料としてもよい。また、プラスチック等の有機材料としてもよい。凸状の接着スポット502又は凹状の接着スポット502aを形成する材料には、金膜等を用いることができる。また、他の金属材料、ダイヤモンド様膜等の無機材料及びプラスチック等の有機材料を用いることもできる。接着スポットの直径は20μm〜500μm程度とすればよく、接着スポットはピッチが30μm〜500μm程度のマトリックス状に形成すればよい。凸状の接着スポット502の厚さは10nm〜100μm程度とすればよく、凹状の接着スポット502aの深さは10nm〜100μm程度とすればよく、形成が可能であればさらに厚く又は深くしてもよい。   The substrate 501 of the cell array sorter 105 may be a transparent material such as a glass substrate or an opaque material such as a silicon substrate. Moreover, it is good also as organic materials, such as a plastics. As a material for forming the convex adhesive spot 502 or the concave adhesive spot 502a, a gold film or the like can be used. Also, other metal materials, inorganic materials such as diamond-like films, and organic materials such as plastics can be used. The diameter of the adhesion spot may be about 20 μm to 500 μm, and the adhesion spot may be formed in a matrix shape with a pitch of about 30 μm to 500 μm. The thickness of the convex adhesive spot 502 may be about 10 nm to 100 μm, the depth of the concave adhesive spot 502 a may be about 10 nm to 100 μm, and if it can be formed, it can be made thicker or deeper. Good.

温度応答性ポリマー503は、高温において疎水性となり相分離し、低温において溶解するものであっても、低温において疎水性となり相分離し、高温において溶解するものであってもよい。高温において相分離する場合には、一般に下限臨界溶液温度(Lower Critical Solution Temperature:LCST)以上の温度に加熱すると白濁し、それ以下の温度に冷却すると再び溶解して透明に戻るという可逆的な相分離挙動を示す。逆に低温において相分離する場合には、上限臨界溶液温度(Upper Critical Solution Temperature:UCST)以下の温度になると相分離し、上限臨界温度以上の温度に加熱すると再び溶解するという可逆的な相分離挙動を示す。下限臨界溶液温度を示す温度応答性高分子の例としては、ポリ(N−置換アクリルアミド)、ポリ(N−置換メタクリルアミド)、ポリエーテル類及びメチルセルロース等がある。上限臨界溶液温度を示す温度応答性高分子の例としては、双極性高分子であるスルホベタインポリマー等がある。目的に応じてどちらのタイプの温度応答性高分子を用いてもよい。   The temperature responsive polymer 503 may be hydrophobic at high temperature and phase separated and dissolved at low temperature, or may be hydrophobic at low temperature and phase separated and dissolved at high temperature. In the case of phase separation at high temperatures, it is generally a reversible phase that becomes cloudy when heated to a temperature above the lower critical solution temperature (LCST), and dissolves again when it cools to a temperature lower than that. The separation behavior is shown. Conversely, in the case of phase separation at a low temperature, the phase separation occurs when the temperature falls below the upper critical solution temperature (UCST), and re-dissolves when heated to a temperature above the upper critical temperature. Shows behavior. Examples of the temperature-responsive polymer showing the lower critical solution temperature include poly (N-substituted acrylamide), poly (N-substituted methacrylamide), polyethers and methylcellulose. Examples of the temperature-responsive polymer showing the upper critical solution temperature include a sulfobetaine polymer that is a bipolar polymer. Either type of temperature-responsive polymer may be used depending on the purpose.

より具体的には、ポリ−N−イソプロピルアクリルアミド(PIPAAm)に代表される、ポリ(N−アルキル(メタ)アクリルアミド)(但し、アルキル基はエチル、n-プロピル、イソプロピル、3−エトキシプロピル、イソブチル、シクロヘキシルアクリルアミド、ヒドロキシメチル、ヒドロキシエチル、2−ヒドロキシプロピル、アセチル、trans−(2−エトキシ−1,3−ジオキサン−5−イル、ピレニル等である。)とすればよい。   More specifically, poly (N-alkyl (meth) acrylamide) represented by poly-N-isopropylacrylamide (PIPAAm) (wherein the alkyl group is ethyl, n-propyl, isopropyl, 3-ethoxypropyl, isobutyl) Cyclohexylacrylamide, hydroxymethyl, hydroxyethyl, 2-hydroxypropyl, acetyl, trans- (2-ethoxy-1,3-dioxane-5-yl, pyrenyl, etc.).

また、ポリ(メタクリロイルD,L−アラニンアルキルエステル(但し、アルキル基はメチル、エチル、プロピル等である。)、(Nα−アセチル−Nε−メタクリルアミド−D,L−リジンメチルエステル)、ポリ(Nε−アセチル−Nα−メタクリルアミド−D,L−リジンメチルエステル、及びポリ(N−(メタ)アクリロイル−D,L−プロリン)(但し、エステルアルキル基はエチル、メチル、プロピル等である。)等のアミノ酸誘導体ポリマーとしてもよい。この場合、光学異性体のL−体及びD−体の一方であっても、D−体及びL−体の混合物であってもよい。さらにD−体とL体との繰り返し単位が形成されていてもよい。   Further, poly (methacryloyl D, L-alanine alkyl ester (wherein the alkyl group is methyl, ethyl, propyl, etc.), (Nα-acetyl-Nε-methacrylamide-D, L-lysine methyl ester), poly ( Nε-acetyl-Nα-methacrylamide-D, L-lysine methyl ester, and poly (N- (meth) acryloyl-D, L-proline) (provided that the ester alkyl group is ethyl, methyl, propyl, etc.) In this case, one of the L-form and D-form of optical isomers or a mixture of D-form and L-form may be used. A repeating unit with the L-form may be formed.

ポリ(ビニルカプロラクタム)、ポリビニルエーテル類、アルキルセルロース類(アルキル基はエチル、メチル、プロピル等)、ポリ(N−アルキルフマルアミド)、ポリ(エチルエチレンホスフェート)、ポリ(N,N−ジメチルアクリルアミド)、ポリ(γ−グルタメート)、ポリ(スチレンスルホン酸塩)、ポリ(ビニルイソブチルアミド)、ポリ(ビニルカプロラクタム)、及びポリ(スルホベタイン)からなるポリマーの繰り返し単位を有する多元ランダム共重合体、ブロック共重合体又はグラフト共重合体であってもよい。   Poly (vinyl caprolactam), polyvinyl ethers, alkyl celluloses (alkyl groups are ethyl, methyl, propyl, etc.), poly (N-alkyl fumarate), poly (ethyl ethylene phosphate), poly (N, N-dimethylacrylamide) , Random copolymer having a repeating unit of a polymer comprising poly (γ-glutamate), poly (styrenesulfonate), poly (vinylisobutyramide), poly (vinylcaprolactam), and poly (sulfobetaine), block It may be a copolymer or a graft copolymer.

また、先に述べた種々のポリマーがN,N-メチレンビスアクリルアミド等の架橋剤によりゲル化していたり、相互貫入型ポリマーネットワークとなっていてもよい。これらのポリマーのいずれかが、コア−シェル型ポリマー構造の少なくとも一方に含まれている構造であってもよい。これらのポリマーがシリカ若しくはマイカ等の無機担体表面又はポリホスファゼンの表面にグラフト重合した構造であってもよい。これらのポリマーとヒドロキシエチルセルロース若しくはヒドロキシプロピルセルロース等のポリマー担体又は無機担体との混合物であってもよい。   Further, the various polymers described above may be gelled by a crosslinking agent such as N, N-methylenebisacrylamide, or may be an interpenetrating polymer network. Any of these polymers may be a structure contained in at least one of the core-shell type polymer structures. A structure in which these polymers are graft-polymerized on the surface of an inorganic carrier such as silica or mica or the surface of polyphosphazene may be used. A mixture of these polymers and a polymer carrier such as hydroxyethyl cellulose or hydroxypropyl cellulose or an inorganic carrier may be used.

さらに、以下のような成分を共重合体成分として含んでいてもよい。アクリル酸、(メタ)アクリル3−(トリアルコキシシリル)プロピル、N−ビニルピロリドン、(3−(メタ)アクリルアミドプロピル)トリメチルアンモニウムクロリド、(メタ)アクリル酸メトキシトリエチレングリコール、(メタ)アクリル酸アルキル(メチル、エチル、プロピル、ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、2−ヘチルヘキシル等)、2−ビニルピリジン、4−ビニルピリジンスチレン、フマル酸アルキルエステル(メチル、エチル、プロピル、ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル等)、N−(メタ)アクリロイルスクシンイミド、ビニルホルムアミド、酢酸ビニル、(メタ)アクリル酸2−メトキシエチル、(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2−フェノキシエチル、(メタ)アクリル酸塩、メタクリル酸3−スルホプロピル塩、5−メタクリロイルオキシウンデンカン酸塩、11−メタクリロイルオキシウンデカン酸塩、ウンデセン酸、金属ポルフィリン錯体、O−(メタ)アクリロイル−D,L−セリン、O−(メタ)アクリロイル−D,L−トレオニン、N−D,L−アミノ酸(メタ)クリルアミド、D,L−アミノ酸(メタ)アクリル酸エステル(但し、アミノ酸はグリシン、アラニン等である。)2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン、ポリフェロセン−ブロック−ポリシロキサン、ポリフェニレンビニレン−ブロック−ポリスチレン、ポリブタジエン−ブロック−ポリエチレンオキシド、ポリスチレン−ブロック−ポリアクリル酸、ポリエチレンオキシド−ブロック−ポリ((メタ)アクリル酸2−テトラヒドロピラニル)、ポリエチレンオキシド−ブロック−ポリプロピレンオキシド−ブロック−ポリエチレンオキシド、ポリ(L−ラクチド−starブロック−ポリ(N−イソプロピルアクリルアミド)、デキストラン−グラフト−ポリ(N−イソプロピルアクリルアミド−co−N,N−ジメチルアクリルアミド)、及びポリエチルグリシジルエーテル−ブロック−ポリエチレングリコール等。   Furthermore, the following components may be included as a copolymer component. Acrylic acid, (meth) acrylic 3- (trialkoxysilyl) propyl, N-vinylpyrrolidone, (3- (meth) acrylamidopropyl) trimethylammonium chloride, (meth) acrylic acid methoxytriethylene glycol, (meth) acrylic acid alkyl (Methyl, ethyl, propyl, butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, 2-hexylhexyl, etc.), 2-vinylpyridine, 4-vinylpyridine styrene, fumaric acid alkyl ester (methyl, ethyl, propyl, butyl, Isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, etc.), N- (meth) acryloylsuccinimide, vinylformamide, vinyl acetate, 2-methoxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, (meth) acrylic Acid 2-phenoxyethyl , (Meth) acrylate, 3-sulfopropyl methacrylate, 5-methacryloyloxyundecanoate, 11-methacryloyloxyundecanoate, undecenoic acid, metalloporphyrin complex, O- (meth) acryloyl-D, L-serine, O- (meth) acryloyl-D, L-threonine, ND, L-amino acid (meth) acrylamide, D, L-amino acid (meth) acrylic acid ester (however, the amino acid is glycine, alanine, etc.) 2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine, polyferrocene-block-polysiloxane, polyphenylene vinylene-block-polystyrene, polybutadiene-block-polyethylene oxide, polystyrene-block-polyacrylic acid, polyethylene oxide-block-poly ((me T) 2-tetrahydropyranyl acrylate), polyethylene oxide-block-polypropylene oxide-block-polyethylene oxide, poly (L-lactide-star block-poly (N-isopropylacrylamide), dextran-graft-poly (N-isopropyl) Acrylamide-co-N, N-dimethylacrylamide), polyethylglycidyl ether-block-polyethylene glycol, and the like.

また、温度応答性ポリマーを固定しやすくするために、末端にアミノ基又はカルボキシル基等が導入されるような開始剤を用いて重合を行ったり、共重合成分を添加して重合を行ったりしてもよい。   In order to facilitate fixing of the temperature-responsive polymer, polymerization is performed using an initiator in which an amino group or a carboxyl group is introduced at the terminal, or polymerization is performed by adding a copolymer component. May be.

温度応答性ポリマーは、細胞培養の際にコラーゲン等の細胞接着性のタンパク質及びペプチド等を補助物質として細胞を接着させる足場を形成でき、温度変化によって接着した細胞が表面から遊離する性質を有していればよい。細胞の温度応答性ポリマーからの遊離は、温度変化によるポリマー鎖の媒体への溶解性の変化、ポリマー表面の親水性と疎水性との間の変化又はポリマー表面のイオン状態の変化等により引き起こすことができる。従って、これらの少なくとも1つの変化が生じるポリマーを温度応答性ポリマーとして用いることができる。細胞が温度応答性ポリマーから遊離する際に、タンパク質及びペプチド等の細胞接着の補助物質が共に遊離してもよく、補助物質の遊離が生じなかったり、補助物質の遊離が別のタイミングで生じてもよい。また、温度応答性ポリマーも接着スポットから遊離する構成であってもよい。   A temperature-responsive polymer can form a scaffold that allows cells to adhere using cell adhesion proteins such as collagen and peptides as auxiliary substances during cell culture, and the adhered cells are released from the surface due to temperature changes. It only has to be. Release of cells from temperature-responsive polymers is caused by changes in the solubility of polymer chains in the medium due to temperature changes, changes between the hydrophilicity and hydrophobicity of the polymer surface, or changes in the ionic state of the polymer surface, etc. Can do. Therefore, a polymer in which at least one of these changes occurs can be used as a temperature-responsive polymer. When cells are released from the temperature-responsive polymer, cell adhesion auxiliary substances such as proteins and peptides may be released together, and no auxiliary substances are released or auxiliary substances are released at different times. Also good. Further, the temperature-responsive polymer may be free from the adhesion spot.

温度応答性ポリマーは、相転移温度において、培養細胞の接着あるいは増殖時には細胞が接着できる足場となる細胞接着性の状態と、細胞が遊離する細胞非接着性の状態とがシャープに変化することが好ましい。相転移温度は、標的培養細胞に応じて、細胞の接着及び増殖が効果的にできる温度域にあることが好ましい。標的細胞が一般的な細胞の場合には、相転移温度は20℃〜40℃付近とし、培養に適した37℃付近において細胞接着性の状態となるようにすることが好ましい。また、疎水性の変化により細胞の接着性を変化させる場合には、細胞が接着状態となる場合に接触角を50°〜80°程度とし、細胞が遊離状態となる場合に接触角がそれ以下となるようにすればよい。   The temperature-responsive polymer can sharply change at the phase transition temperature between the cell-adhesive state that serves as a scaffold to which cells can adhere when cultured cells adhere or proliferate, and the non-cell-adherent state that the cells release. preferable. The phase transition temperature is preferably in a temperature range in which cell adhesion and proliferation can be effectively performed according to the target cultured cells. When the target cell is a general cell, it is preferable that the phase transition temperature is 20 ° C. to 40 ° C., and the cell adhesion state is obtained at 37 ° C. suitable for culture. In addition, when the adhesiveness of a cell is changed by a change in hydrophobicity, the contact angle is about 50 ° to 80 ° when the cell is in an adhesive state, and the contact angle is less than that when the cell is in a free state. What should be done.

細胞非接着性ポリマー504は、細胞との相互作用が小さく、細胞の非特異的な接着が少ない材料であればどのような材料であってもよい。一般的に細胞は親水性の表面には接着しにくいため、細胞非接着性ポリマー504は親水性が高いポリマーが好ましい。例えば、ポリ2−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリン等の合成リン脂質系ポリマー、ポリ2−エトキシアクリレート又はポリエチレングリコール等とすればよい。合成リン脂質系ポリマーは、メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンと2−(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネートとの共重合体等であってもよい。ポリエチレングリコールは、ポリ(メタ)アクリル酸ポリエチレングリコール又はポリ(メタ)アクリル酸ポリエチレングリコールアルキルエステル等とすればよい。   The cell non-adhesive polymer 504 may be any material as long as it has a small interaction with cells and less non-specific cell adhesion. In general, since cells are difficult to adhere to a hydrophilic surface, the cell non-adhesive polymer 504 is preferably a polymer having high hydrophilicity. For example, a synthetic phospholipid polymer such as poly-2-methacryloyloxyethyl phosphorylcholine, poly-2-ethoxyacrylate, polyethylene glycol, or the like may be used. The synthetic phospholipid-based polymer may be a copolymer of methacryloyloxyethyl phosphorylcholine and 2- (meth) acryloyloxyethyl isocyanate. Polyethylene glycol may be poly (meth) acrylic acid polyethylene glycol or poly (meth) acrylic acid polyethylene glycol alkyl ester or the like.

また、ポリビニルアルコールと、ポリエチレングリコール、ポリアクリルアミド、ポリスチレンスルホン酸の水溶性塩、ポリアクリル酸の水溶性塩、ポリグルタミン酸の水溶性塩及びポリビニルピロリドン等のうちの少なくとも1つとからなる混合高分子の含水ゲル成型物等を用いてもよい。ポリ(MPC)等の双性構造イオンのポリマー、ポリ(O−メタクリロイル−L−セリン)等の両性イオン構造のポリマー並びにポリアクリル酸及びポリエチレンイミン等のポリイオンコンプレックスを用いてもよい。さらに、これらのポリマーセグメントに、ランダム、ブロック又はグラフト状に他の共重合セグメントが含まれている構成としてもよい。合成ポリマーに限らず細胞非接着性のタンパク質等の天然高分子を用いてもよい。さらに、親水性にするのではなく、フッ素樹脂等を用いて高撥水性の表面とすることにより細胞非接着性を実現してもよい。また、基板501又は第1の層505がチタン合金又は酸化チタン等の細胞非接着性の材料からなる場合には、細胞非接着性ポリマー504を用いなくてもよい。   Also, a mixed polymer comprising polyvinyl alcohol and at least one of polyethylene glycol, polyacrylamide, water soluble salt of polystyrene sulfonic acid, water soluble salt of polyacrylic acid, water soluble salt of polyglutamic acid, polyvinyl pyrrolidone and the like. A hydrogel molded product or the like may be used. Polymers of zwitter structure ions such as poly (MPC), polymers of zwitterion structures such as poly (O-methacryloyl-L-serine), and polyion complexes such as polyacrylic acid and polyethyleneimine may be used. Furthermore, it is good also as a structure by which the other copolymer segment is contained in these polymer segments at random, a block, or the graft form. Not only synthetic polymers but also natural polymers such as non-cell-adhesive proteins may be used. Furthermore, the cell non-adhesiveness may be realized by making the surface highly hydrophobic using a fluororesin or the like instead of making it hydrophilic. Further, when the substrate 501 or the first layer 505 is made of a cell non-adhesive material such as a titanium alloy or titanium oxide, the cell non-adhesive polymer 504 may not be used.

温度応答性ポリマー503及び細胞非接着性ポリマー504の固定は、既知の方法により行えばよい。例えば、2官能性又は3官能性以上のリンカーを用いて固定すればよい。温度応答性ポリマー503又は細胞非接着性ポリマー504をガラス又はシリコン等の表面に固定する場合には、リンカーとしてω−アミノプロピルテトラアルコキシシラン等のシランカップリング剤を用いればよい。シランカップリング剤の有機官能基は固定するポリマーの種類に応じて適宜選択すればよい。シランカップリング剤を予めガラス等の表面に固定した後、ポリマーとカップリングさせても、予めシランカップリング剤をポリマーとカップリングさせた後、ガラス等の表面に固定してもよい。   The temperature-responsive polymer 503 and the cell non-adhesive polymer 504 may be fixed by a known method. For example, it may be fixed using a bifunctional or trifunctional or higher linker. When the temperature-responsive polymer 503 or the cell non-adhesive polymer 504 is fixed to a surface such as glass or silicon, a silane coupling agent such as ω-aminopropyltetraalkoxysilane may be used as a linker. What is necessary is just to select the organic functional group of a silane coupling agent suitably according to the kind of polymer to fix. The silane coupling agent may be fixed to the surface of glass or the like in advance and then coupled to the polymer, or the silane coupling agent may be previously coupled to the polymer and then fixed to the surface of glass or the like.

金膜等の表面にポリマーを固定する場合には、チオール基を有するジチオビススクシニミジルウンデカノエート(DSU)等をリンカーとして用いればよい。この場合にも、リンカーを予め金膜等の表面に固定した後、ポリマーをカップリングさせても、ポリマーとリンカーとを予めカップリングさせた後、金膜等の表面に固定してもよい。また、ポリマーの末端にチオール基を導入し、導入したチオール基と金膜等を反応させてもよい。   When a polymer is fixed on the surface of a gold film or the like, dithiobissuccinimidyl undecanoate (DSU) having a thiol group may be used as a linker. In this case, the linker may be fixed on the surface of a gold film or the like before coupling the polymer, or the polymer and the linker may be coupled in advance and then fixed on the surface of the gold film or the like. Alternatively, a thiol group may be introduced at the end of the polymer, and the introduced thiol group may react with a gold film or the like.

予め形成したポリマーを固定するのではなく、リンカー等を用いてガラス又は金膜等の表面に重合開始剤を固定し、固定した重合開始剤を用いてモノマーを重合して温度応答性ポリマー又は細胞非接着性ポリマーを形成してもよい。   Instead of fixing a preformed polymer, a polymerization initiator is fixed to the surface of a glass or gold film using a linker or the like, and a monomer is polymerized using the fixed polymerization initiator to temperature-responsive polymer or cell A non-adhesive polymer may be formed.

さらに、ポリマーは共有結合により基板又は金膜等の表面に固定されている必要はなく、アミノ基とカルボキシル基との間等に生じるイオン結合又は疎水結合等により固定されていてもよい。   Furthermore, the polymer does not need to be fixed to the surface of the substrate or the gold film by a covalent bond, and may be fixed by an ionic bond or a hydrophobic bond generated between an amino group and a carboxyl group.

接着スポットに温度応答性ポリマーが固定されたセルアレイソータについて説明したが、標的細胞にダメージを与えることなく接着スポットから遊離させることができればよく、温度以外の他の刺激に応答する刺激応答性ポリマーを接着スポットに固定してもよい。例えば、特定波長の光を照射することにより細胞接着性と細胞非接着性とがスイッチする光応答性ポリマーを用いることも可能である。光応答性ポリマーとしては、ポリ(2−N−ヒドロキシプロピルメタクリルアミド−co−メタクリル酸メチル)鎖に銅クロロフィリン錯体を三元共重合したポリマー等がある。光応答性ポリマーは、温度応答性ポリマーと同様の方法で接着スポットに固定することができる。また、pH又はイオン強度等に応答するポリマーであってもよい。接着スポットに熱又は光等の刺激により細胞接着性と細胞非接着性とがスイッチするポリマーを固定するのではなく、刺激により接着スポットの表面から剥離するポリマー等を介して細胞接着性のポリマーを固定してもよい。また、刺激により切断される部位が導入されており、刺激により接着スポットから剥離する細胞接着性のポリマーを固定してもよい。このような構成であっても、標的細胞にダメージを与えることなく、接着スポットから標的細胞を回収することができる。   Although the cell array sorter in which the temperature-responsive polymer is fixed to the adhesion spot has been described, it is sufficient that the target cell can be released from the adhesion spot without damaging the target cell. You may fix to an adhesion spot. For example, it is also possible to use a photoresponsive polymer that switches between cell adhesion and cell non-adhesion by irradiating with light of a specific wavelength. Examples of the photoresponsive polymer include a polymer obtained by terpolymerizing a copper chlorophyllin complex with a poly (2-N-hydroxypropylmethacrylamide-co-methyl methacrylate) chain. The photoresponsive polymer can be fixed to the adhesion spot in the same manner as the temperature responsive polymer. Further, it may be a polymer that responds to pH or ionic strength. Rather than fixing a polymer that switches between cell adhesion and cell non-adhesiveness by stimulation such as heat or light to the adhesion spot, cell adhesion polymer is attached via a polymer that peels off from the surface of the adhesion spot by stimulation. It may be fixed. Moreover, the site | part cut | disconnected by irritation | stimulation is introduce | transduced, You may fix the cell adhesive polymer which peels from an adhesion spot by irritation | stimulation. Even with such a configuration, the target cells can be recovered from the adhesion spot without damaging the target cells.

本実施形態の細胞自動分取装置は、セルアレイソータへの細胞の播種、細胞の培養、不用細胞の標識、細胞の選別及び細胞の回収の全ての操作を自動的に行う。しかし、細胞の選別操作以外の操作は手作業又は別の装置により行ってもよい。細胞の選別操作のみを行う場合には、細胞の培養が必要ないため、チャンバー111はセルアレイソータ105の温度を第1の温度に保持できればよく、セルアレイソータ105の下部に配置したヒータ等とすることができる。また、図6に示すようにセルアレイソータ105を、それぞれの接着スポット502の下側にヒータ506が埋め込まれている構成としてもよい。この場合には、レーザ光に代えて接着スポット502の下側に埋め込まれたヒータ506により不用細胞を加熱して、不用細胞を死滅させてもよい。また、不用細胞を死滅させるのではなく、接着スポットから遊離させることにより除去してもよく、標的細胞の方を選択的に遊離させて回収してもよい。   The automatic cell sorting apparatus of this embodiment automatically performs all operations of cell seeding on a cell array sorter, cell culture, labeling of unnecessary cells, cell sorting and cell recovery. However, operations other than the cell sorting operation may be performed manually or by another apparatus. When only the cell sorting operation is performed, cell culturing is not necessary. Therefore, the chamber 111 only needs to be able to maintain the temperature of the cell array sorter 105 at the first temperature, and may be a heater or the like disposed below the cell array sorter 105. Can do. Further, as shown in FIG. 6, the cell array sorter 105 may have a configuration in which a heater 506 is embedded below each adhesion spot 502. In this case, the unwanted cells may be killed by heating the unwanted cells with a heater 506 embedded under the adhesive spot 502 instead of the laser beam. Further, the unnecessary cells may be removed by releasing them from the adhesion spot instead of killing them, or the target cells may be selectively released and recovered.

本発明に係る細胞自動分取装置は、少量の試料であっても精度良く自動的に細胞を分取することができ、特に幹細胞及び万能細胞等を選別して自動的に分取する細胞自動分取装置等として有用である。   The automatic cell sorting apparatus according to the present invention can sort cells automatically with high accuracy even with a small amount of sample, and in particular, automatic cell sorting for sorting and automatically sorting stem cells, universal cells, etc. Useful as a sorting device.

101 培養部
102 選別部
103 制御部
105 セルアレイソータ
111 チャンバー
112 供給部
113 回収部
114 廃棄部
121 光学系
122 カメラ
123 レーザ光源
124 位置選択部
127 光電子増倍管
131 演算部
132 バスライン
133 インターフェース
134 カウンティング部
135 表示部
136 入力部
211 対物レンズ
212 ダイクロイックミラー
213 蛍光フィルタ
501 基板
502 接着スポット
502a 接着スポット
503 温度応答性ポリマー
504 細胞非接着性ポリマー
505 第1の層
506 ヒータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Culture | cultivation part 102 Selection part 103 Control part 105 Cell array sorter 111 Chamber 112 Supply part 113 Collection | recovery part 114 Discard part 121 Optical system 122 Camera 123 Laser light source 124 Position selection part 127 Photomultiplier tube 131 Calculation part 132 Bus line 133 Interface 134 Counting Part 135 display part 136 input part 211 objective lens 212 dichroic mirror 213 fluorescent filter 501 substrate 502 adhesion spot 502a adhesion spot 503 temperature-responsive polymer 504 cell non-adhesive polymer 505 first layer 506 heater

Claims (8)

細胞が接着される複数の接着スポットを有するセルアレイソータを収容する培養部と、
前記接着スポットに接着された細胞を選別して除去する選別部と、
前記培養部及び選別部を制御する制御部とを備え、
前記接着スポットは、刺激により細胞接着性の状態と細胞非接着性の状態とが変化する刺激応答性ポリマーが表面に固定され、
前記刺激応答性ポリマーは、第1の温度において細胞接着性となり第2の温度において細胞非接着性となる温度応答性ポリマーであり、
前記選別部は、
前記複数の接着スポットから一の接着スポットを選択する選択部と、
選択された前記接着スポットに接着された細胞の光学像を得ると共に、光源からの光を選択された前記接着スポットに集光する光学系と、
前記細胞の光学像を前記光学的データに変換するデータ変換部とを有し、
前記制御部は、
前記培養部の温度を前記第1の温度として、前記接着スポットに細胞を接着させ、
前記選別部を駆動して、前記複数の接着スポットのそれぞれについて接着された細胞の光学的データを取得し、
前記光学的データに基づいて前記細胞が、標的細胞であるか不用細胞であるかを判定し、前記不用細胞であると判定した場合には前記光源からの光を照射することにより、前記不用細胞の温度を上昇させて死滅させて、前記不用細胞を前記接着スポットから選択的に除去し、
前記不用細胞を除去した後に前記培養部の温度を前記第2の温度として、前記接着スポットに接着された細胞を遊離させて回収する動作を行うことを特徴とする細胞自動分取装置。
A culture unit containing a cell array sorter having a plurality of adhesion spots to which cells are adhered;
A sorting section for sorting and removing cells adhered to the adhesion spot;
A control unit for controlling the culture unit and the selection unit,
In the adhesion spot, a stimulus-responsive polymer in which a cell adhesive state and a cell non-adhesive state are changed by stimulation is fixed to the surface,
The stimulus-responsive polymer is a temperature-responsive polymer that becomes cell-adhesive at a first temperature and non-cell-adhesive at a second temperature;
The sorting unit
A selection unit for selecting one adhesive spot from the plurality of adhesive spots;
An optical system for obtaining an optical image of the cells adhered to the selected adhesion spot, and condensing light from a light source on the selected adhesion spot;
A data converter that converts the optical image of the cell into the optical data,
The controller is
With the temperature of the culture part as the first temperature, cells are adhered to the adhesion spot,
Drive the sorting unit to obtain optical data of cells adhered for each of the plurality of adhesion spots,
Based on the optical data, it is determined whether the cell is a target cell or a waste cell. When it is determined that the cell is a waste cell, the waste cell is irradiated with light from the light source. And killing the unwanted cells selectively from the adherent spots,
An automatic cell sorting apparatus characterized in that after removing the unnecessary cells, the temperature of the culture section is set to the second temperature, and the cells adhered to the adhesion spots are released and collected .
前記光源は、レーザ光源であることを特徴とする請求項に記載の細胞自動分取装置。 The automatic cell sorting apparatus according to claim 1 , wherein the light source is a laser light source. 前記培養部は、細胞の状態に応じて細胞を特異的に標識する標識試薬を前記接着スポットに接着された細胞に供給する供給部を有し、
前記制御部は、前記標識の有無により前記判定を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の細胞自動分取装置。
The culture unit has a supply unit that supplies a labeling reagent that specifically labels the cell according to the state of the cell to the cell adhered to the adhesion spot,
Wherein the control unit, automated cell sorting apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the determination by the presence or absence of said label.
前記標識試薬は、前記不用細胞を特異的に認識する一次抗体と、前記光源からの光を吸収する色素により標識され且つ前記一次抗体を特異的に認識する二次抗体とを含むことを特徴とする請求項に記載の細胞自動分取装置。 The labeling reagent includes a primary antibody that specifically recognizes the unnecessary cells, and a secondary antibody that is labeled with a dye that absorbs light from the light source and specifically recognizes the primary antibody. The automatic cell sorting device according to claim 3 . 前記不要細胞を死滅させる際には、前記標識の有無により前記判定を行う際よりも、前記光源の出力を高くすることを特徴とする請求項4に記載の細胞自動分取装置。5. The automatic cell sorting apparatus according to claim 4, wherein, when the unnecessary cells are killed, the output of the light source is made higher than when the determination is made based on the presence or absence of the label. 刺激に応答して細胞接着性の状態と細胞非接着性の状態とが変化する刺激応答性ポリマーが固定された複数の接着スポットを有するセルアレイソータを用いた細胞自動分離方法であって、
前記刺激応答性ポリマーを細胞接着性の状態として、前記接着スポットに細胞を接着する工程と、
前記接着スポットに接着された細胞のうち不用細胞を選別して除去する工程と、
前記不用細胞を除去した後、前記刺激応答性ポリマーを細胞非接着性の状態とすることにより前記接着スポットに接着された細胞を回収する工程とを備え、
前記不用細胞を選別して除去する工程は、
複数の前記接着スポットのそれぞれについて、接着された細胞の光学的データを取得する工程と、
前記光学的データに基づいて、接着された細胞が標的細胞であるか前記不用細胞であるかを自動的に判定する工程と、
前記不用細胞に光を照射して前記不要細胞の温度を上昇させることにより、前記不要細胞を死滅させて、前記不要細胞を前記接着スポットから選択的に除去する工程とを含んでいることを特徴とする細胞自動分取方法。
A cell automatic separation method using a cell array sorter having a plurality of adhesion spots to which a stimulus-responsive polymer in which a cell adhesive state and a cell non-adhesive state change in response to a stimulus is fixed,
Adhering cells to the adhesion spot with the stimulus-responsive polymer in a cell-adhesive state;
Selecting and removing unwanted cells from the cells adhered to the adhesion spots;
Recovering the cells adhered to the adhesion spots by removing the unwanted cells and then bringing the stimulus-responsive polymer into a non-cell-adhesive state,
The step of selecting and removing the unwanted cells includes:
Obtaining optical data of adhered cells for each of the plurality of adhesion spots;
Automatically determining whether the adhered cells are target cells or the unwanted cells based on the optical data;
Irradiating the unnecessary cells with light to raise the temperature of the unnecessary cells, thereby killing the unnecessary cells and selectively removing the unnecessary cells from the adhesion spot. Cell sorting method.
前記不用細胞を選別して除去する工程は、
前記不用細胞を特異的に標識する標識試薬により前記不用細胞を標識する工程を含み、
標識の有無を前記光学的データに基づいて確認することにより前記不用細胞であるかどうかを判定することを特徴とする請求項に記載の細胞自動分取方法。
The step of selecting and removing the unwanted cells includes:
Labeling the waste cells with a labeling reagent that specifically labels the waste cells,
The automatic cell sorting method according to claim 6 , wherein it is determined whether or not the cell is a waste cell by confirming the presence or absence of a label based on the optical data.
前記不要細胞を死滅させる際には、標識の有無を前記光学的データに基づいて確認する際よりも、前記細胞に照射する光の出力を高くすることを特徴とする請求項7に記載の細胞自動分取方法。8. The cell according to claim 7, wherein when the unnecessary cell is killed, the light output to the cell is made higher than when the presence or absence of a label is confirmed based on the optical data. Automatic sorting method.
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