JP6421589B2 - 微小粒子捕捉装置 - Google Patents
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Description
微小粒子を捕捉可能な捕捉部を設けた基板と、前記基板と密着させることで前記捕捉部を有した液体保持部を形成可能な開口部を設けた可撓性の板と、前記可撓性の板と密着させることで前記液体保持部内の液体を密閉可能な蓋体とを備えた微小粒子捕捉装置であって、
可撓性の板に設けた開口部の蓋体側周囲にはシールリップを設けており、蓋体は前記シールリップと密着することで可撓性の板と着脱可能に密着している、前記捕捉装置である。
(1)微小粒子を含む液体を液体保持部に導入する工程
(2)液体保持部に導入された液体に含まれる微小粒子を基板に設けた捕捉部に捕捉させる工程
(3)蓋体を可撓性の板から取り外す工程
(4)捕捉部に捕捉された微小粒子を回収手段で回収する工程
また本発明の第七の態様は、前記(2)の工程を誘電泳動力を利用して行なう、前記第六の態様に記載の回収方法である。
微小粒子を捕捉可能な捕捉部(不図示)を設けた基板10と、
基板10と密着させることで前記捕捉部を有した液体保持部40を形成可能な開口部21を設けた可撓性の板20と、
可撓性の板20と密着させることで液体保持部40内の液体を密閉可能な蓋体30とを備えており、
可撓性の板20に設けた開口部21の蓋体側周囲にはシールリップ22を、蓋体30側のその他の領域には可撓性材料からなる円錐状の凸部23を、それぞれ設けており、
蓋体30はシールリップ22と密着し、凸部23と接触することで可撓性の板20と着脱可能に密着している。
図1に示す微小粒子捕捉装置100と、
微小粒子捕捉装置100をXY方向に移動させるための移動部210と、微小粒子捕捉装置100に設けた捕捉部に捕捉された微小粒子を吸引するノズル220および吸引吐出部部230と、ノズル220で吸引した微小粒子を回収するための回収容器240と、を設けた回収手段200と、
計測部310と解析部320とを設けた、捕捉部に捕捉された微小粒子を識別するための識別手段300と、
を備えている。
(1)図1に示す微小粒子捕捉装置100を構成する液体保持部40に微小粒子を含む液体を導入する。
(2)液体保持部40に導入された試料に含まれる微小粒子を基板10に設けた捕捉部に捕捉させる(細胞を含む液体のように微小粒子および分散液の導電率が低い場合は、誘電泳動力を利用して導入するとよい)。
(3)蓋体30を可撓性の板20から取り外す。
(4)基板10に設けた捕捉部に照射部(不図示)から光を照射し、当該照射により得られた微小粒子に関する光学情報や電気情報を計測部310で取得する。
(5)計測部310で取得した光学情報や電気情報を解析部320で抽出する。
(6)解析部320で抽出された情報に基づき、回収すべき微小粒子を決定する。
(7)移動部210により、回収すべき微小粒子が捕捉された捕捉部を、ノズル220による吸引位置の直下まで移動させる。
(8)ノズル220を捕捉部まで下降させた後、吸引吐出部230(例えばシリンジポンプ)により前記微小粒子を含む液体を吸引する。
(9)ノズル220を上昇させた後、移動部210により、回収容器240を、ノズル220による吐出位置の直下まで移動させる。
(10)ノズル220を回収容器240近傍まで下降させた後、吸引吐出部230により吸引した液体を回収容器240へ吐出する。
実施例で用いた微小粒子捕捉装置100の分解図を図5に、図5に示した微小粒子捕捉装置100を構成する基板10および蓋体30の分解図を図6に、それぞれ示す。基板10は、透明ガラス板10aの上に、孔間隔50μmでアレイ状に約30万個配置された、直径30μm、深さ30μmの細孔を有するITO電極膜10bおよび絶縁体10cを配置した構造となっており、透明ガラス板10a、ITO電極膜10bおよび絶縁体10cで囲まれた空間が捕捉部11として機能する。蓋体30は透明ガラス板30aの下に、ITO電極膜30bを配置した構造となっている。ITO電極膜10bとITO電極膜30bとは導線50で接続されており、信号発生器60により両電極膜へ信号を印加する。可撓性の板20は、図1および2に示す可撓性の板20と同様な構造であり、ジメチルポリシロキサンで成型した厚さ1.0mmの板に、シールリップを高さ200μm、幅2mmで設け、さらに底部250μm、高さ250μmからなる円錐上の凸部を1mm間隔で408個設けている。基板10、可撓性の板20および蓋体30とを密着させた後、金属製の台70およびカバー80で上下方向に挟み、ねじで固定することで微小粒子捕捉装置100を作製した。
(1)あらかじめカルセイン−AMで染色した、ヒト非小細胞肺がん由来のSKBR3培養細胞を、300mMマンニトール水溶液に懸濁させた後、当該懸濁液を微小粒子捕捉装置100に導入した。
(2)信号発生器50から、ITO電極膜10bおよびITO電極膜30bへ交流電圧(電圧20Vpp、周波数3MHz、矩形波)を1分間印加し、前記細胞を誘電泳動力により捕捉部11に捕捉させた。
(3)300mMマンニトール水溶液を0.5mL/minで1mL通液し、捕捉部11に捕捉されない細胞を除去した。
(4)微小粒子捕捉装置100を蛍光顕微鏡のステージ上へ載置し観察した。結果、蛍光観察にて目的の細胞が捕捉部に捕捉されていることを確認した。
(5)微小粒子捕捉装置100をステージから取り外した後、カバー80を取り外し、さらに蓋体30を可撓性の板20との接触面に対し水平方向に移動させることで取り外した。蓋体30を取り外す際の力は最大で0.24Nであり、滑らかに取り外すことができた。
(6)蓋体30を取り外した状態の微小粒子捕捉装置100を再び蛍光顕微鏡のステージ上へ載置し観察した。結果、蛍光観察にて目的の細胞が(4)で観察された位置のまま捕捉部に捕捉されていることを確認した。
(7)目的の細胞を回収手段で吸引し、PCRチューブへ吐出することで回収した。前記PCRチューブを蛍光顕微鏡で観察した結果、細胞由来の蛍光を確認し、確かに目的とする細胞が吸引されていることを確認した。
可撓性の板20として、シールリップや凸部を設けないシリコーンゴム板(厚さ1.0mm)を用いた他は、実施例1と同様な方法で、細胞を含む液体の導入、蓋体の取り外し、および蛍光顕微鏡での観察を行なった。結果、前記(5)の蓋体30取り外し工程における、蓋体30を取り外す際の力は最大で14Nとなり、可撓性の板20が基板10から外れてしまい、導入した液体が漏出した。また蛍光顕微鏡で観察した結果、捕捉部で捕捉されていた目的細胞の一部が捕捉部から流出していた。
10:基板
10a・30a:透明ガラス板
10b・30b:ITO電極膜
10c:絶縁体
11:捕捉部
20:可撓性の板
21:開口部
22:シールリップ
23:凸部
30:蓋体
31:導入口
32:排出口
40:液体保持部
41:(液体保持部内の)微小粒子
50:導線
60:信号発生器
70:金属製の台
80:金属製のカバー
200:回収手段
210:移動部
220:ノズル
230:吸引吐出部
240:回収容器
300:識別手段
310:計測部
320:解析部
Claims (8)
- 微小粒子を捕捉可能な捕捉部を設けた基板と、前記基板と密着させることで前記捕捉部を有した液体保持部を形成可能な開口部を設けた可撓性の板と、前記可撓性の板と密着させることで前記液体保持部内の液体を密閉可能な蓋体とを備えた微小粒子捕捉装置であって、
可撓性の板に設けた開口部の蓋体側周囲にはシールリップを設けており、蓋体は前記シールリップと密着することで可撓性の板と着脱可能に密着している、前記捕捉装置。 - 蓋体に、液体保持部内へ液体を導入するための流通部をさらに設けた、請求項1に記載の捕捉装置。
- 可撓性の板の蓋体側に可撓性の凸部をさらに複数設け、蓋体はシールリップと密着し、かつ前記凸部と接触することで可撓性の板と着脱可能に密着している、請求項1または2に記載の捕捉装置。
- 凸部の形状が錐体である、請求項3に記載の捕捉装置。
- 請求項1から4のいずれかに記載の捕捉装置と、基板に設けた捕捉部に捕捉された微小粒子を吸引することで前記微小粒子を回収可能な回収手段とを備えた、微小粒子回収装置。
- 以下の(1)から(4)の工程を含む、請求項5に記載の回収装置を用いた、液体に含まれる微小粒子を回収する方法。
(1)微小粒子を含む液体を液体保持部に導入する工程
(2)液体保持部に導入された液体に含まれる微小粒子を基板に設けた捕捉部に捕捉させる工程
(3)蓋体を可撓性の板から取り外す工程
(4)捕捉部に捕捉された微小粒子を回収手段で回収する工程 - 前記(2)の工程を誘電泳動力を利用して行なう、請求項6に記載の回収方法。
- 前記(3)の工程が、蓋体と可撓性の板との接触面に対し水平方向に蓋体を移動させて取り外す工程である、請求項6または7に記載の回収方法。
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