JP5870323B2 - がん細胞自動分離装置およびがん細胞自動分離方法 - Google Patents
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Description
腹腔洗浄細胞診の検出精度を上げるために腹腔洗浄液中のがん細胞を分離・濃縮する方法がある。その一例として、標的がん細胞を蛍光標識して画像認識により分離する方法(蛍光活性化セルソーター:FACS)、または特異的抗体反応や誘電泳動力(特許文献1)を利用した分離方法が挙げられる。
<発明の効果>
本発明よれば、微小流路に導入されたがん細胞を含む細胞懸濁流体から、がん細胞と他の細胞とのサイズ径の差を利用してがん細胞とその他の細胞を自動分離することにより、標的がん細胞自体ダメージの少ないうえに、極低濃度のがん細胞をその他の細胞から迅速にかつ正確に分離することができ、更に分離したがん細胞およびその他の細胞を非侵襲的に回収することができる。また、がん細胞分離に際して外部部品や高度な装置を必要とせずに、流路内の圧力変動に対してロバストかつ連続的に、がん細胞を分離することができるため、ベッドサイドなど幅広い環境で使用することが可能である。
図1には、本発明によるがん細胞自動分離装置およびがん細胞自動分離方法の原理が示されている。
図1(a)において、主流路11は両端にそれぞれ分岐流路を有しており、矢印20、21はそれぞれ第1の入口分岐流路12、第2の入口分岐流路13に導入される流体の流れの方向を表している。なお、請求項における微小流路、主流路、第1の入口分岐流路、第2の入口分岐流路、部分A、第1の出口分岐流路、第2の出口分岐流路とはそれぞれ流路10、11、12、13、14、15、16のことである。
微小流路10は、主流路11、第1の入口分岐流路12、第2の入口分岐流路13、第1の出口分岐流路15、及び第2の出口分岐流路16を含み、第2の入口分岐流路13は主流路11に対して所定の角度22をつけて設けられる。また、部分A14は主流路11の一部であり、第2の入口分岐流路13とは反対側に設置されている。第1の出口分岐流路15は、主流路11の下端において部分A14以外の部分に接続され、第2の出口分岐流路16は、主流路11の下端において部分A14に接続されている。ここで、主流路11に流れる上流および下流をそれぞれ上端および下端とする。
図2には、本発明によるがん細胞自動分離装置およびがん細胞自動分離方法の実施形態を備えたマイクロ流体チップ27が示されており、図2は図3(a)と図3(b)におけるA矢視図であり、図3(a)は図2におけるB−B 線による断面図、図3(b)は図2におけるC−C線による断面図である。
胃がん患者腹腔洗浄液には、5mMのEDTAと0.5%のBSAを添加する。
胃がん患者腹腔洗浄液に5mMのEDTAと0.5%のBSAを添加した流体を、入口ポート39から連続的に供給する。また、培養液もしくはPBSに5mMのEDTAと0.5%のBSAを添加した流体を入口ポート40から連続的に供給する。この時、流路構造内では、流体が層流を保ちつつ流れるほうが望ましい。なお、流体の導入に際して、シリンジポンプ等を用いた定流量導入、ボンベ、圧力装置等を用いた定圧導入の他に、電気浸透流や遠心力等を用いた方法などを用いることができる。
また、本発明は以上説明したように、細胞や微粒子を含まない流体の流れと、主流路内に設けた流路高さが標的がん細胞の代表径以下となる部分Aとそれによる内壁を用いて機械的にがん細胞塊を拘束する原理を用いるため、流路内の圧力変動に対してロバストかつ連続的に、がん細胞を分離することができる。
(産業上の利用可能性)
がんの予後向上においてはがん細胞の早期発見が非常に重要となるが、本発明に記載の装置および方法を用いることにより、極微量の胃がん患者腹腔洗浄液と極少量の培養液を導入するだけで直径25〜100μm程度のがん細胞の分離・濃縮が可能となる。
さらに、本発明は以上説明したように構成されているため、がん細胞への蛍光色素の標識や電磁気力の負荷による侵襲がなく、回収したがん細胞を例えば線維芽細胞と共に培養することでがん細胞塊の特性を評価し、がん幹細胞の発見や治療法の選択に役立てることも可能となる。
11:主流路
12:第1の入口分岐流路
13:第2の入口分岐流路
14:部分A
15:第1の出口分岐流路
16:第2の出口分岐流路
17:がん細胞以外の細胞
18:がん細胞(塊)
19:フィン
20:流れの方向
21:流れの方向
22:角度
23:基板
24:ガラス基板
25:流路高さ
26:流路高さ
27:マイクロ流体チップ
28:基板
29:ガラス基板
30:微小流路
31:主流路
32:第1の入口分岐流路
33:第2の入口分岐流路
34:部分A
35:第1の出口分岐流路
36:第2の出口分岐流路
37a〜d:フィン
38:角度
39:入口ポート
40:入口ポート
41:出口ポート
42:出口ポート
43:流路高さ
44:流路高さ
45:第1の入口分岐流路へ導入された胃がん患者腹腔洗浄液写真
46:第1の出口分岐流路から回収されたがん細胞が濃縮された流体の写真
47:第2の出口分岐流路から回収されたがん細胞以外の細胞を含む流体の写真
48:がん細胞(がん細胞塊)
49:がん細胞以外の細胞(中皮細胞や赤血球等)
50:マイクロ流体チップ
51:基板
52:ガラス基板
53:微小流路
54a〜e:主流路
55a〜e:第1の入口分岐流路
56a〜e:第2の入口分岐流路
57a〜e:部分A
58:第1の出口分岐流路
59a〜e:第2の出口分岐流路
60a〜o:フィン
61:入口ポート
62:入口ポート
63:出口ポート
64a〜e:出口ポート
65:マイクロ流体チップ
66:基板
67:ガラス基板
68:微小流路
69a〜c:主流路
70a〜c:第1の入口分岐流路
71a〜c:第2の入口分岐流路
72a〜c:部分A
73:第1の出口分岐流路
74a〜c:第2の出口分岐流路
75a〜l:フィン
76:入口ポート
77a〜c:入口ポート
78:出口ポート
79a〜c:出口ポート
Claims (3)
- 微小流路に導入されたがん細胞を含む細胞懸濁流体から、がん細胞を自動分離するがん細胞自動分離装置であって、
前記微小流路は、(a)主流路、(b)前記主流路の上端において、前記主流路の延長方向に設けられた、前記細胞懸濁流体が導入される第1の入口分岐流路、及び(c)前記主流路の上端において、前記主流路に対し所定の角度をつけて設けられた、細胞や微粒子を含まない流体が導入される第2の入口分岐流路を有し、
前記主流路は、その流路高さが標的がん細胞の代表径以下となる部分Aを、前記第2の入口分岐流路とは反対側に有し、
前記細胞や微粒子を含まない流体が、前記部分Aに対し、平行又は鋭角に流れるように誘導するフィンを、前記主流路内に備えることを特徴とするがん細胞自動分離装置。 - 前記微小流路は、さらに、(d)前記主流路の下端において、前記主流路のうち、前記部分A以外の部分に接続した第1の出口分岐流路、及び(e)前記主流路の下端おいて、前記部分Aに接続した第2の出口分岐流路を有することを特徴とする請求項1記載のがん細胞自動分離装置。
- 請求項1又は2に記載のがん細胞自動分離装置を用いて、がん細胞を含む細胞懸濁流体から、がん細胞を自動分離するがん細胞自動分離方法。
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