JPH01170853A

JPH01170853A - 細胞選別装置

Info

Publication number: JPH01170853A
Application number: JP33133387A
Authority: JP
Inventors: Hideo Enoki; 英雄榎; Hiroshi Oki; 博大木; Isao Yamazaki; 功夫山崎; Akira Miyake; 亮三宅
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-12-25
Filing date: 1987-12-25
Publication date: 1989-07-05

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、細胞選別装置の構造に関する。

〔従来の技術〕

従来、細胞の判別・分離をおこなう装置としては、セル
ソータが知られている。このセルソータは、流体中の細
胞に光を照射し、その散乱光の強度等から細胞の種類や
大きさ、形状を判別し、その結果をもとに流体中から細
胞を分離し、選別するものである。これらについては特
開昭５９−１７４７４２号や米国特許第４２３０５８８
号等に記載されている。これらの装置の構造と動作を第
６図で説明する。まず、細胞を含むサンプル液１１１及
び、生理食塩水等を主成分とするシース液］１２は共に
圧力源１１３による圧力を受けて流動チャンバ］１４に
流入する。サンプル液１１１はシース液１１２に包まれ
た状態で流動チャンバ１１４のほぼ中央を流れる。流動
チャンバ１１４は透明材質から成っており、下流側が光
源１１５と受光部１１６より挾まれている。光源１１５
からの光を受けたサンプル液中の細胞による散乱光を受
光部１１６により検出、分析し細胞の判別をおこなう。

受光部１１６からの信号を受ける遅延部１１７では、細
胞が流動チャンバ１１４の末端に至るタイミングを計算
し、このタイミングに合わせ加振器１１８を介してプロ
ーブ１１９により流動チャンバ１１４を加振する。この
振動により細胞を含む流体チャンバ１１４の細い末端部
の液滴が分離し落下する。このときに前記受光部１１６
からの判別結果を知らせる信号に応じて、荷電パルス発
生部１２０により荷電電極１２１に荷電パルスを与え、
液滴を帯電させる。続いて液滴は、液滴の落下コースを
挾むように配置された偏向板１２２の間を通過する。偏
向板１２２は所定の電圧が印加されており、液滴の荷電
量に応じて落下コースは偏向され各々の判別用試験管１
２３に達し細胞の分離・選別が終了する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上の従来技術では、帯電した液滴が自由に落下するた
めの一定の垂直距離が必要であり、落下中に落下コース
を偏向するための幅方向距離も必要である。したがって
装置内に一定の落下空間が必要となり、また該落下空間
は周囲の空気の動揺を受けないように覆われる必要があ
り、装置が大型化する。また一定の垂直距離を確保せね
ばならず、設計の自由度が制限されるものであった。

本発明の目的は、装置の小型化が図れ、設計の自由度も
増す細胞選別装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、流体を含む流体を供給する供給口と前記流体
を排出する排出口とを結ぶ第１の流路に、この流路上の
細胞の位置検出及び判別をおこなう判別手段を有し、第
１の流路と交差し結合する１本以上の第２の流路を設け
、この第２の流路の一方には噴流発生手段を設は前記交
差点上にやってきた細胞を第２の流路の他方側へ押し出
す構成となっている。前記噴流発生手段は、前記判別手
段からの信号を受けるコン１−ロール手段から発せられ
る信号により働く。

尚、前記噴流発生手段はコンピュータやワープ口のプリ
ンタに使用されるインク噴出記録装置について開発され
た技術が゛そのまま利用できる。

〔作用〕

噴流発生手段を採用することにより、従来のように液滴
が落下するための落下空間は全く必要ではなく、したが
って装置の小型化が図れる。また噴流発生手段の向きは
自由であり、従来のように一定の垂直距離を確保する必
要がないので設計の自由度も増化する。

〔実施例〕

以下、本発明の第１実施例を第１図により説明する。第
１図は斜視図であり流路は液体の供給、排出部を除き密
閉されている。第１の流路の始点となる流路チャンバ１
の一端中央に隔壁で囲まれたサンプル液供給口２を配置
し、このサンプル液供給口の両側にシース液供給口３を
配する。サンプル液供給口２より供給された細胞を含む
サンプル液は、シース供給口３により供給されたシース
液に挾まれ、細いサンプル流となり主流路４の下流側に
流れる。この主流路４は透明材質から成り、＝４− 上下から光源５と受光部６に挾まれている。光源５から
発しサンプル流に達した光は、流れてきた細胞により散
乱される。この散乱光を受光部６により検出し、細胞を
検出した場合は、コントロール手段としての遅延部７を
介し加振パルス発生部８に加振パルス発生を司令する。

この加振パルスは、主流路４の下流側に交差して設けら
れた第２の流路の一方である副流路９１に備えられた圧
電素子１０（噴流発生手段に相当）を、歪曲させる。

この歪曲に伴い発生した噴流により、主流路４上（交差
点上）の細胞を含む液体の一部が、副流路９１（第２の
流路の一方側に相当）に対向する副流路９２（第２の流
路の他方側に相当）に押し出され液滴を形成する。主流
路４の最下流には排出口１２があり、不要の液体を排出
する。また副流路９１には、開口部１３を設は装置の始
動時の気泡の排出をおこなう。なお動作時にはこの開口
部１３を閉じるか、あるいは本実施例の変形例として、
図示しない他の加振源よりの噴流の供給口となる。

本実施例によれば、圧電素子により直接液体に力を加え
押し出すため、流路全体を振動させる従来の方法に比べ
装置自体の振動が少なく、また圧電素子の歪量に応じた
一定量の液滴が形成可能である。また、形成された液滴
は従来のように自由落下をせずに判別がなされる。した
がって装置の小型化が図れ、装置設計の自由度を増すこ
とができる。

第２図は第１図の装置を複数設けた状態を示す。

同一の部分については同一の番号を付して説明を省略す
る。噴流発生手段（１０）は第１図においては１個であ
ったが第２図においては８個存在する。実際には第、１
図に設けられる第２の流路すなわち副流路９１．９２は
複数列が設けられる。第２図でいえば４列である。各列
に１個ずつ噴流発生手段が設けられる。そのような装置
が２段重ねて設けられている。すなわち１段目で判別さ
れた液滴の一部は２段目のサンプル液供給口２に供給さ
れる（図中（ａ））。また他の副流路を運ばれてきた液
滴は互いに混合することができる（図中（ｂ））。この
ような混合は、例えば細胞融合等において必要な工程で
ある。あるいはさらに別の副流路を運ばれてきた液滴に
は試液供給装置１８から試液が与えられる（図中（Ｃ）
）。試液には極めて高価なものも存在し、このように微
小な液滴のまま試液を与えることができれば、微小量の
試液により必要な濃度の試液を与えることが可能となる
。

このように本実施例によれば、判別されて副流路を運ば
れ分離選別された液滴を、そのまま次の工程で処理する
ことができる。従来は分離選別された液滴は自由落下の
後、１度試験管あるいはビー力等で受けられねばならず
、試験管やビー力の中の液滴をそのまま次の工程につな
げることは困難であった。そして、従来は、通常分離選
別された液滴は他の液滴を集合されて大きな量となり、
人手によって運ばれて次の工程をおこなう別の機械に運
搬されていた。その別の装置では、再度、μ単位の大き
さを有する細胞を分離し液滴にしなければならないこと
が多かった。本実施例によれ＝７− ば流路中の液滴に存在する各細胞を、分離した状態のま
ま、次の工程に続ることかできるので、再度分離作業を
おこなう必要がない。

また、細胞は各液滴に分離された状態のまま流路の中に
存在させ得るので、この流路を構成する管路を透明材質
のもので構成すれば、細胞の位置が極限されているので
、細胞の観察が容易となる。

さらには、空気との接触を嫌う細胞も多数存在し、した
がって空気を隔絶する必要が生ずる場合がある。従来の
細胞選別装置では自由落下をおこなうことにより空気に
触れる可能性が大きい。しかし本実施例によれば、細胞
は密閉容器の中で判別され分離選別がおこなえる。

第３図〜第５図において本発明の第２実施例を説明する
。第１図及び第２図と同一の部分については同一の番号
を付して説明を省略する。第２の流路の他方側になる９
２の流路途中には、流体供給口１５が開口している。こ
の流体供給口１５からは、前記液滴を構成する流体とは
容易に混合しない別流体を供給する。この別流体は、窒
素、酸素等の気体あるいは一般に水を混合しにくい種々
の油等が用いられる。

次にこの第２実施例の作用について第４図を基に説明す
る。第４図の（Ａ）から（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）とすす
んで１サイクルを構成する。（Ａ）図は受光部により検
出された細胞が主流路４と副流路９１．９２の交差点に
接近した状態である。

このとき、副流路１４からは気体供給口１５をより副流
路９２の下流側に気体が流れている。次に、（Ｂ）図に
示すように副流路９１の始点にある圧電素子１０にパル
ス状の電圧を印加し圧電素子を歪曲させ、主流路４に向
って副流路９１から液体を噴出する。同時に気体供給口
１５からの気体の供給をやめる。これより副流路９２側
の圧力が下がる。噴流は主流路４と副流路９１．９２の
交差点付近を通過中の細胞１６を副流路９２に押し流す
。さらにこの噴流は細胞１６と共に副流路９２と第２副
流路１４の交差点を通過する。

次に、パルス状の電圧印加が終了すると、（Ｃ）図に示
すように、圧電素子１０がもとの状態に復元する。この
とき、気体供給口につながる第２副流路１４中の気体が
副流路９２に吸引され、副流路中の液体を主流路４側と
、副流路下流の細胞１６を含む液体１７に分離する。そ
の後、液体１６は気体供給部１５より供給される気体の
流れにより、副流路９２の下流側に運ばれる。以上の１
サイクルを経過して主流路４中の細胞の分離が終了する
。

本実施例によれば、副流路１４より供給する気体により
細胞１６を副流路９２に沿って円滑に搬送できる。

この第２実施例の全体図を第５図に示す。この第５図は
前記第１実施例の第２図と対応するものであり、第１実
施例と同様の効果を有することを示すものである。特に
流体供給口１５から気体を供給することにより各液滴を
分離した状態のままで確実に運ぶことが可能となる。ま
た供給する流体（本実施例では気体）の量を調整するこ
とにより液滴と液滴の間の距離を任意の距離にコントロ
ールすることができる。

〔他の実施例〕

以上の実施例においては噴流発生手段に、圧電素子を利
用している。この圧電素子を利用した従来の技術には、
ワープロ等のプリンタに使用されるインク噴流記録装置
がある。このインク噴流記録装置には圧電素子（ピエゾ
振動素子等）のほかに発熱抵抗素子を使ったバブルジェ
ット式のものも存在する。この発明においても液滴の種
類によってはバブルジット式の噴流発生手段を採用する
ことが可能である。このようなインク噴流記録装置に関
する従来技術として、例えば特公昭５３−１２１３８、
日経エレクトロニクス１９８１、（１０月２５日　１４
７頁〜１５４頁、）１９８２）（１月１８日　１５８頁
〜１６６頁）に開示された技術が存在する。

〔発明の効果〕

本発明によれば液滴の自由落下する落下空間が不用とな
り装置を小型化できる。また液滴が落下する垂直距離も
不必要であり、使用する噴流発生手段は噴流の方向が自
由であり、したがって装置設計の自由度が増すことにな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す斜視図、第２図は第
１図を使ったシステム装置全体を示す図、第３図は他の
実施例の斜視図、第４図は第３図の作用を説明するため
の図、第５図は第３図の装置を使ったシステム装置全体
を示す図、第６図は従来の装置を示す図である。１・・流体チャンバー、２・・・サンプル供給口、３・
・・シース液供給口、４・・・主流路、５・・・光源、
６・・・受光部、７・・・遅延部、８・・・加振パルス
発生部、９１．９２・・・副流路、１０・・・圧電素子
、１１１・・・サンプル液、１１２・・・シース液、１
１３・・・圧力源、１１４・・・流動チャンバ、１１５
・・・光源、１１６・・・受光部、１１７・・・遅延部
、１１８・・・加振器、１１９・・・プローブ、１２０
・・・荷電パルス発生部、１２１・・・荷電電極、１２
２・・・偏向板、１３・・・開口部、１４・・・副流路
、１５・・気体供給口、１６・・・細胞、１７・・・液
体、１８　・試液供給装置。１　：４ガ−鎖多りＶノ／＝−２：　　り−二２２ど−
ラｔ゛づ６イタ７２４：！璃５汐　　　　　　　３：多
−、？、／Ｊ！−−’８：〃ｌシ／λツカ、Ｆ　９２，
９１：　ｔｊ７−Ｉ−、Ｐａ１０゛石ｔシｆメ　　　　
　　１１：に−ｌ第２図弔（Ａ）４図（Ｂ）１゜第５図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）細胞を含む流体を供給する供給口と、前記流体を
排出する排出口と、前記供給口と排出口を結ぶ第１の流
路と、第１の流路上の細胞の位置検出及び判別をおこな
う判別手段と、前記第１の流路と交差し結合する１本以
上の第２の流路と、第２の流路の一方よりパルス状の噴
流を供給し前記交差点上にやってきた細胞を第２の流路
の他方側へ押し出す噴流発生手段と、前記判別手段から
の信号を受けて噴流発生手段を働かせる信号を発するコ
ントロール手段と、を有することを特徴とする細胞選別
装置。
（２）特許請求の範囲第１項記載の細胞選別装置の第２
の流路の他方側は、流路途中に前記流体とは容易に混合
しない別流体を提供する流体供給口を有することを特徴
とする細胞選別装置。