JPH0452756B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は細胞融合における細胞の取扱い、及び
融合操作の自動化、及びフロー型微粒子計測装置
の高精度化に適した微粒子取扱い装置に関するも
のである。

〔従来の技術〕

従来、細胞の如き微粒子のマンピユレーシヨン
は顕微鏡下でマイクロピペツトを使つて実施して
いた。例えば、医療検査における赤血球、白血球
等の各種検査の操作、植物細胞育種における細胞
融合、細胞選抜時の操作がこれであり、細胞を１
個ずつ取出したり、移すときはマイクロピペツト
にする操作に頼らねばならなかつた。

細胞融合操作では、遺伝的に異なつたＡ、B2
種類の細胞から雑種細胞ABを能率的に作り出す
必要がある。植物育種では融合剤としてはポリエ
チレングリコール（PEG）が細胞阻害の少ない
ものとして良く用いられる。

ところで、この場合、雑種細胞ABのみではな
く、同種細胞同士の融合AA、BBも生成する。
このため各種細胞に遺伝子マーカを導入し、色
素、電荷等の特性を利用して雑種細胞のみを選択
する方法が試みられている。しかしながら、これ
らの方法は対象細胞が限定されていたり、成功例
が限られていたりして一般性がなく、また、前記
雑種細胞の選択はすべて検鏡下での手作業で行う
ものであり、能率が非常に悪いという問題があ
る。

これに対して、最近、雑種細胞のみを選択的に
生成する方法として、誘電泳動法（DEP）が提
案されている。この方法は第１図に示すように電
極１，２間の交流電解中にまず、Ａの細胞を入れ
両極に２分した後、Ｂの細胞の注入してＡの細胞
の先端に付着させ、電気融合によりABの雑種細
胞を生成する方法であり、エフ・イー・ビー・エ
ス・レターズ（FEBS Lettes）第137巻第１号
（1982）、第111〜13頁に掲載されている「エレク
トリツク・フイールドインデユースト・フユージ
ヨン、エレクトロハイドローリツク・プロシージ
ヤー・フオー・プロダクシヨン・オブ・ヘテロカ
リオン・セルズ・イン・ハイ・イールド」
（Electric Field−lnduced Fusion：Electro−
Hydraulic Procedure for production of
Heterokarion Cells in High yeild）と題する
文献に記載されている。この方法では、雑種細胞
は作れるが、細胞の注入時期や、電気パルスの印
加時間は顕微鏡下で熟練者の判断を必要とすると
いう別の問題がある。

また、これとは別に、第２図に示す如く、Ａ、
Ｂの細胞を別々に金属板３，４の孔にセツトし、
両金属を接触させた状態で、融合剤を流す方法も
提案されているが、細胞を上記金属板３，４の孔
にセツトするのは顕微鏡下での手作業であり、煩
わしい作業である点では同じ問題である。

以上細胞融合の現状の問題点を述べたが、これ
とは別に細胞や血球等を微粒子を高速で流れる浮
遊液と共に一次元的に流し、粒子の計数もしくは
粒子の性質や構造を解明する装置にセルカウン
タ、セルソース、サイトメトリ等がある。これら
の装置の共通の問題点として本来微粒子が適当な
間隔を置いて流れるべき所、複数個の微粒子が非
常に接近して流れる場合がある。この時粒子数の
計算ミスや、粒子の性質や構造の解析に誤つた結
果を導く。

〔発明の解決しようとする問題点〕

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、
その目点とするところは、従来の細胞融合方式の
問題点を解決し、融合の高精度下、高速化、自動
化を行い、また従来の微粒子計数装置、フローサ
イトメトリ、セルソータ等の装置の高精度化を達
成する手段を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の要点は、対象となる微粒子や細胞を１
個ずつ独立にその位置を制御することによつて上
述の目的を達成することである。本発明の特徴
は、フラスコ、試験管等の容器中に集団として溶
液中に分散している微粒子や細胞を一次元にほぼ
等間隔に配列する手段と、その後の位置移動手段
が必要である。本発明は前者の等間隔列手段を提
供するものである。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明す
る。容器３１には微粒子もしくは細胞が集団とし
て溶液中に存在する。コツク３３を開き、ピスト
ン３４を左方へ動かすことにより、微粒子もしく
は細胞をキヤピラリ３５の中に取り入れる。キヤ
ピラリはあらかじめ容器は同じ溶液で満たされて
いるものとする。またキヤピラリの径は細胞径の
２倍を越えないものとする。このような条件では
微粒子や細胞はキヤピラリの中に一次元状に吸入
されるが、粒子同士の間隔はでたらめである。こ
の状態を第４図に示す。

キヤピラリの両端には電極対３６があり、交流
電源３７がスイツチ３８を通して電極と結線され
ている。第４図の状態から、スイツチ３８を閉
じ、電極対３７に交流電源を印加すると、誘電泳
動現象により、微粒子もしくは細胞は相互に数珠
つながりとなつて片方の電極に吸着される。この
現象はパールチエーン現象とよばれ、前記にあげ
た引用文献に詳細に説明されている。

第５図の状態が実現されてから、スイツチ３８
をオフにして、ピストン３４を右方へ移動する。
これによりパールチエーンは相互に吸着したま
ま、右方へ移動する。電極対の中心をラインｌと
すれば、微粒子もしくは細胞の最右列のもの39が
ｌにのるまでピストンを移動させる。この状態を
第６図に示す。

次に再びスイツチ３８に閉じれば、誘電泳動に
より先端の粒子だけが右方の電極に移動し、残り
の粒子は左方の電極に戻される。この状態を第７
図に示す。このような現象は誘電泳動が電界の勾
配の密度の大きい方向に粒子を吸着する現象であ
るからである。第７図は微粒子や細胞が集団から
１個だけ抽出することができたことを示してい
る。

以後第８図に示すようにスイツチ３８をオフに
してピストンと右方へ動かし、残りのプールチエ
ーンの最先端をラインｌへ移動して、上記過程を
繰り返えせば、粒子の間隔Δは電極間の距離をｄ
として、ｄ／２＜Δ＜ｄの範囲におさめることが
できる。

粒子間の距離が接近し過ぎていることにより、
誤差を生ずる粒子カウンタ、サイトメトソ等の装
置では、一次元フローを起こす前このような処理
を施せば、粒子間距離が一定となるので計測誤差
を大巾に改善することができる。

また細胞融合ではこのような細胞整列手段を使
つて雑種細胞を確実に生成する装置が実現でき
る。第９図に示すように細胞Ａを含む容器９１、
細胞Ｂを含む容器９２から第３図に示した細胞整
列手段９３，９４へ細胞Ａ、Ｂを送り整列させた
後、キヤピラリ中の溶液を等速度で降下させるこ
とにより、ノズル９５，９６から細胞Ａ、Ｂを等
間隔で噴射させることができる。これを第９図に
示すような等速で移動する一次元状に並んだ容器
列９７の中へ噴射させれば、容器の中に一対の細
胞も確実に注入することができる。容器の中には
たとえばポリエチレングリコールのような融合剤
をあらかじめ入れておけば、雑種細胞の融合が確
実に発生する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、微粒子間の距離を制御して、
微粒子の等間隔の一次元状の流れを形成できるの
で、微粒子カウンタやフローサイトメトリ、セル
ソータの精度の向上が可能であり、また細胞融合
では雑種細胞のみを確実に生成できる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図を本発明の一実施例を示す図、第２図は
従来の微粒子取扱方法を示す図、第３図は従来の
細胞融合装置の例を示す断面図、第４図〜第８図
は本発明の細胞整列の原理を示す断面図、第９図
は細胞融合装置へ応用した場合の斜視図である。 ３２……微粒子、３４……ピストン、３５……
キヤピラリ、３６……電極、３７……交流電源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数の微粒子が浮遊する液体が導入され、一
   端には微粒子の送出口を有するキヤピラリーと、
   前記キヤピラリー内に間隔をおいて設けられた第
   １、第２の電極と、前記第１、第２の電極間に交
   流電圧を印加して前記複数の微粒子を誘電泳動せ
   しめ、もつて前記複数の微粒子を一次元の鎖状の
   配列状態で前記第１、第２の電板の一方に吸着せ
   しめるオンオフ可能な電源と、前記キヤピラリー
   の内部の液体及び微粒子を移動できるよう前記キ
   ヤピラリーの他端に設けられたピストンを有し、
   前記電源をオフとして前記ピストンを操作するこ
   とにより鎖状に配列した複数の微粒子を前記第
   １、第２の電極の中間位置に移動せしめ、その後
   前記に電源をオンとした時に前記複数の微粒子の
   一部のみを鎖状の配列から分離して前記第１、第
   ２の電極の一方に残りを他方に誘電泳動により吸
   着せしめることを可能にし、上記動作のくり返し
   により前記複数の微粒子をひとつもしくは任意の
   個数ごとにほぼ等間隔で送出することを可能にし
   たことを特徴とする微粒子制御装置。