JPH0937762A - Flow chamber - Google Patents

Flow chamber

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JPH0937762A
JPH0937762A JP7182073A JP18207395A JPH0937762A JP H0937762 A JPH0937762 A JP H0937762A JP 7182073 A JP7182073 A JP 7182073A JP 18207395 A JP18207395 A JP 18207395A JP H0937762 A JPH0937762 A JP H0937762A
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cell
cells
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flat plate
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忠明 日比
Miyoji Sugiura
巳代治 杉浦
Hiromi Kano
広美 狩野
Shigeyuki Kimura
茂行 木村
Takeshi Kazami
武 風見
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NORIN SUISANSYO NOGYO SEIBUTSU SHIGEN KENKYUSHO
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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M35/00Means for application of stress for stimulating the growth of microorganisms or the generation of fermentation or metabolic products; Means for electroporation or cell fusion
    • C12M35/02Electrical or electromagnetic means, e.g. for electroporation or for cell fusion

Abstract

PURPOSE: To prevent attachment of a sample cell to an electrode plate and obtain an already treated cell in large amounts, compared with a conventional method by satisfactorily carrying out electric treatment to the sample cell. CONSTITUTION: In this flow chamber equipped with a flat plate spacer from which a part corresponding to a spacer for carrying out electric cell fusing method or a method for introducing nucleic acid to a cell is cut out, two sheets of electric plates which hold the flat spacer and a pressing means enabling pressing or its release to these electrode plates which hold the flat plate spacer, the electrode plates are formed as stripe-like electric plates 51A and 51B in which a non-electrode part 54B is formed in equal width or below, compared with an electrode part 54A, and at least the electrode part 54A of the electrode plates 51A and 51B are polished to mirror face.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はフローチャンバー、特に
電気細胞融合法および細胞内への核酸導入法に用いるの
に適したフローチャンバーに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flow chamber, particularly to a flow chamber suitable for use in an electric cell fusion method and a method for introducing nucleic acid into cells.

【0002】[0002]

【従来の技術】細胞融合法としては、主にポリエチレン
グリコール(以下、PEGという)を用いる化学的融合
法が用いられている。しかし、この方法では
2. Description of the Related Art As a cell fusion method, a chemical fusion method mainly using polyethylene glycol (hereinafter referred to as PEG) is used. But this way

【0003】(1)PEGは細胞に対して強い毒性を持
っている、(2)融合するにあたり最適な諸条件を見出
すのに手間がかかる、(3)融合に際して高度な技術が
要求され特定の技術に習熟した人にしか使えない、
(4)融合効率が低いなどの欠点を有している。
(1) PEG is highly toxic to cells, (2) it takes time to find optimal conditions for fusion, and (3) specific technology is required for fusion. It can only be used by people who are skilled in technology,
(4) It has drawbacks such as low fusion efficiency.

【0004】これに対して電気的融合法は、高度な技術
が不要で、簡単に効率よく融合させることができ、細胞
に与える毒性がなく高活性をもったままの状態で細胞を
融合させることができるという利点がある。電気的融合
法は、1981年に西ドイツのZimmermannが確立したも
のであり、その原理は、次の通りである。
On the other hand, the electric fusion method does not require advanced technology, can be easily and efficiently fused, and is capable of fusing cells while maintaining high activity without toxicity to cells. The advantage is that The electric fusion method was established by Zimmermann of West Germany in 1981, and the principle thereof is as follows.

【0005】すなわち、平行電極間に交流電圧をかけ、
そこに細胞を導入すると、細胞は、電流密度の高い方へ
引き寄せられて数珠上に並ぶ。この状態で数μsec〜数
十μsec単位の直流パルス電流を電極間にかけることに
より、細胞膜の電気伝導度が瞬間的に低下し、細胞膜を
構成する脂質二重層の可逆的乱れとその再構成が行わ
れ、その結果、細胞融合が起こるものである。
That is, an AC voltage is applied between the parallel electrodes,
When cells are introduced there, the cells are attracted to the one with the higher current density and line up on the beads. By applying a direct current pulse current of several μsec to several tens of μsec unit between the electrodes in this state, the electrical conductivity of the cell membrane is momentarily lowered, and reversible disorder and reconstitution of the lipid bilayer constituting the cell membrane The result is cell fusion, which results in cell fusion.

【0006】従来、この電気的融合法には(a)微小電
極法、(b)平行電極法、(c)Zimmermannの方法など
が知られている。しかし、微小電極法は、融合効率が低
く手間がかかるという欠点があり、平行電極法は、融合
率が低い(1〜3%)が、一度に大量の融合細胞(プロ
トプラスト)を扱え、融合細胞が電極に付着しないなど
の利点がある。
Conventionally, as the electric fusion method, (a) microelectrode method, (b) parallel electrode method, (c) Zimmermann method, etc. are known. However, the microelectrode method has a drawback that the fusion efficiency is low and it takes time, and the parallel electrode method has a low fusion rate (1 to 3%), but it can handle a large amount of fused cells (protoplasts) at a time, Has the advantage that it does not adhere to the electrodes.

【0007】Zimmermannの方法は、前記微小電極法およ
び平行電極法に比較して融合率が高いため、最も実用的
な方法として利用されているが、融合細胞が電極表面に
付着するため、融合細胞を傷つけることなく回収するた
めの電気材料を如何に開発するか、融合細胞をいかに大
量にしかも迅速に作成するかが重要な課題とされてい
た。
The Zimmermann method is used as the most practical method because it has a higher fusion rate than the microelectrode method and the parallel electrode method, but since the fused cells adhere to the electrode surface, the fused cells It was an important subject how to develop an electric material for recovering cells without damaging them, and how to prepare fused cells in a large amount and rapidly.

【0008】一方、電気的核酸導入法は、1982年に
Neumannなどにより開発された、細胞と核酸を混合して
電極に懸濁した後、数μsec〜数十μsecの直流パルス電
位を印加することによって、核酸を細胞内に導入する方
法であるが、この場合にも導入効率を高めることが重要
な課題であった。
On the other hand, the method of introducing electric nucleic acid was introduced in 1982.
This is a method developed by Neumann et al. In which cells and nucleic acids are mixed and suspended in an electrode, and then a DC pulse potential of several μsec to several tens of μsec is applied to introduce the nucleic acid into cells. Even in this case, improving the introduction efficiency was an important issue.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、細胞融
合と核酸導入ができる電気的細胞操作装置の従来の平行
電極および操作チャンバーの諸欠点、すなわち、(A)
融合率や導入率が低い、(B)融合細胞を傷つける、
(C)細胞が電極に付着する、(D)融合細胞を大量か
つ迅速に作成できないなどの問題点を一挙に解決するた
めの新規な装置を先に提案した。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The inventors of the present invention have proposed various drawbacks of conventional parallel electrodes and operation chambers of an electrical cell manipulation device capable of cell fusion and nucleic acid introduction, that is, (A)
Low fusion rate or introduction rate, (B) damage the fused cells,
A new device was proposed in advance to solve the problems such as (C) cells adhering to electrodes and (D) inability to rapidly and rapidly prepare a large number of fused cells.

【0010】しかし、この提案装置で使われるチャンバ
ーは、1回の細胞融合または核酸導入毎にチャンバーを
構成するスペーサや平行電極を分解し組み立てなければ
ならず、多数回の操作を迅速に行うには不便であった。
本発明は前記従来技術の課題に鑑みなされたものであ
り、その目的は、大量の細胞の迅速な操作を可能とする
フローチャンバーを提供することにある。
However, the chamber used in the proposed apparatus must be assembled by disassembling and assembling the spacers and parallel electrodes that form the chamber each time cell fusion or nucleic acid introduction is performed, and thus many operations can be performed quickly. Was inconvenient.
The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and an object thereof is to provide a flow chamber that enables rapid manipulation of a large amount of cells.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明にかかるフローチャンバーは、電気細胞融合法
または細胞への核酸導入法を行うためのスペースに該当
する部分が切り取られた平板スペーサーと、該平板スペ
ーサーを挟持した2枚の電極板と、該平板スペーサーを
挟持した電極板に対し圧着およびその解除を可能とする
圧着手段と、を備えたフローチャンバーにおいて、前記
電極板を、非電極部が電極部に比較して等巾以下に形成
された縞状の電極板とし、該電極板の少なくとも電極部
を鏡面研磨したことを特徴とするフローチャンバー。
In order to achieve the above object, a flow chamber according to the present invention is a flat plate spacer in which a portion corresponding to a space for performing an electric cell fusion method or a nucleic acid introduction method into cells is cut out. In the flow chamber, the two electrode plates sandwiching the flat plate spacer, and the crimping means capable of crimping and releasing the flat plate spacer are sandwiched between the electrode plates. A flow chamber characterized in that a striped electrode plate is formed in which the electrode portion has a width equal to or less than that of the electrode portion, and at least the electrode portion of the electrode plate is mirror-polished.

【0012】また、本発明にかかるフローチャンバー
は、前記平板スペーサーにおいて、電気細胞融合法また
は細胞への核酸導入法を行うためのスペースを、試料細
胞の移動方向に複数個の広路部および狭路部が連ねられ
た略瓢箪状のスペースとし、前記電極板を、その電極部
が前記平板スペーサーの広路部に位置し、その非電極部
が前記平板スペーサーの狭路部に位置するように形成さ
れた縞状の電極板としたことを特徴とする。
Further, in the flow chamber according to the present invention, in the flat plate spacer, a space for performing the electric cell fusion method or the nucleic acid introduction method into cells is provided with a plurality of wide passages and narrow passages in the moving direction of the sample cell. The electrode plate is formed such that its electrode portion is located in the wide path portion of the flat plate spacer and its non-electrode portion is located in the narrow path portion of the flat plate spacer. It is characterized by using a striped electrode plate.

【0013】[0013]

【作用】本発明にかかるフローチャンバーによれば、前
述したように電極板を、非電極部が電極部に比較して等
巾以下に形成された縞状の電極板とし、該電極板の少な
くとも電極部を鏡面研磨したことから、試料細胞に対し
電気的処理を良好に行い、その試料細胞の電極板への付
着を防ぐことが可能となるので、処理済細胞を大量に得
ることが可能となる。
According to the flow chamber of the present invention, as described above, the electrode plate is a striped electrode plate in which the non-electrode part is formed with a width equal to or less than that of the electrode part, and at least the electrode plate is formed. Since the electrode part is mirror-polished, it is possible to perform good electrical treatment on the sample cells and prevent the sample cells from adhering to the electrode plate, and it is possible to obtain a large number of treated cells. Become.

【0014】また、本発明にかかるフローチャンバーに
よれば、前述したように前記平板スペーサーにおいて、
電気細胞融合法または細胞への核酸導入法を行うための
スペースを、試料細胞の移動方向に複数個の広路部およ
び狭路部が連ねられた略瓢箪状のスペースとし、前記電
極板を、その電極部が前記平板スペーサーの広路部に位
置し、その非電極部が前記平板スペーサーの狭路部に位
置するように形成された縞状の電極板とすることによ
り、電極板の電極部の位置する、平板スペーサーの広路
部にて、試料細胞の電気的処理をさらに良好に行なうこ
とが可能となり、その試料細胞を、狭路部を介して次段
の広路部に移動させることにより試料細胞を良好に移動
することが可能となるので、処理済細胞をさらに大量に
得ることが可能となる。
According to the flow chamber of the present invention, as described above, in the flat plate spacer,
The space for performing the electric cell fusion method or the method of introducing a nucleic acid into a cell is a substantially gourd-shaped space in which a plurality of wide and narrow paths are connected in the moving direction of the sample cell, and the electrode plate is The position of the electrode part of the electrode plate is formed by forming a striped electrode plate in which the electrode part is located in the wide path part of the flat plate spacer and the non-electrode part is located in the narrow path part of the flat plate spacer. It becomes possible to perform better electrical treatment of the sample cells in the wide part of the flat plate spacer, and by moving the sample cells to the next broad part through the narrow part, the sample cells are removed. Since it is possible to move well, it is possible to obtain a larger amount of treated cells.

【0015】[0015]

【実施例】まず、電気的細胞操作装置全体の構成を第1
図に概略的に示す。本発明で用いるフローチャンバー
は、従来我々が提案しているものと同じく基本的に平板
スペーサー3と、それを挟む電極1、2から構成されて
いる。電極1、2に交流発信器4およびパルス発信器5
がつながれており、交流の周期、電圧およびパルス電
圧、パルス巾はオシロスコープ6でモニターする。この
装置を使用した電気的細胞融合の過程を第2図を用いて
説明する。
[First Embodiment] First, the construction of the entire electrical cell manipulating apparatus is described below.
It is shown schematically in the figure. The flow chamber used in the present invention is basically composed of a flat plate spacer 3 and electrodes 1 and 2 sandwiching the flat plate spacer 3 as has been proposed by us. AC oscillator 4 and pulse oscillator 5 on electrodes 1 and 2
The AC cycle, voltage and pulse voltage, and pulse width are monitored by the oscilloscope 6. The process of electrical cell fusion using this device will be described with reference to FIG.

【0016】第2図中上欄には電極に印加するシグナル
シーケンスを、下欄にはそれに対応する細胞融合の過程
を模式的に示す。
In FIG. 2, the upper column shows the signal sequence applied to the electrodes, and the lower column schematically shows the corresponding cell fusion process.

【0017】過程(1)では、電極に電圧が印加されて
いない。この状態で細胞を第1図の平板電極1、2に挟
まれたスペーサー3のチャンバースペース内に導入す
る。過程(2)では、発信器4(第1図)からの交流成
分の電位の印加により細胞が数珠上に配列する、
In step (1), no voltage is applied to the electrodes. In this state, cells are introduced into the chamber space of the spacer 3 sandwiched between the plate electrodes 1 and 2 in FIG. In the process (2), cells are arranged in a row on the beads by applying the potential of the AC component from the transmitter 4 (Fig. 1).

【0018】過程(3)では、直流パルスにより細胞接
触面で細胞膜の一時崩壊が起きる。過程(4)では、細
胞膜の再構成にともなって細胞融合が起こる。
In step (3), the direct current pulse causes a temporary disruption of the cell membrane at the cell contact surface. In the process (4), cell fusion occurs with the reconstitution of the cell membrane.

【0019】次にフローチャンバーについて説明する
が、電気分解を起こしにくい物質の表面を鏡面状にした
平行平板電極を用い、電場そのものが均質になるととも
に、細胞が電極表面に付着せず、電場に均一にさらされ
た細胞が高い融合率を示すように構成される点は、前出
の本出願人による先の提案と同様である。第3図および
第4図は、フローチャンバーの各実施例を示し、それぞ
れ(a)は分解斜視図、(b)は組立後の使用状態の斜
視図である。
Next, the flow chamber will be described. Using parallel plate electrodes in which the surface of a substance that is less likely to undergo electrolysis is mirror-like, the electric field itself becomes homogeneous, and cells do not adhere to the electrode surface and Similar to the previous proposal by the applicant, the uniformly exposed cells are configured to exhibit a high fusion rate. 3 and 4 show respective embodiments of the flow chamber, (a) is an exploded perspective view, and (b) is a perspective view of a use state after assembly.

【0020】これらの実施例においては、例えばガラス
基板に金蒸着した2枚の電極11、12;21、22で
スペーサー13、23をサンドイッチし、クリップ1
4、24で圧着している。2枚の電極には電極線15、
25をつけ、電位が印加される。さらにスペーサーは厚
さ200μmで、中央部分を切り取ってあるポリビニル
クロライド板を用い、切り取ってある部分と両電極に挟
まれた部分が細胞操作のためのスペース16、26にな
る。
In these examples, the spacers 13 and 23 are sandwiched by two electrodes 11, 12;
It is crimped at 4, 24. The electrode wire 15 for the two electrodes,
Turn on 25, and the potential is applied. Further, the spacer has a thickness of 200 μm and uses a polyvinyl chloride plate having a central portion cut out, and the cut portion and the portion sandwiched by both electrodes serve as spaces 16 and 26 for cell manipulation.

【0021】第3図のフローチャンバーは、全体が細長
い矩形状で、これに応じチャンバースペース16も細長
く例えば容量5μlで、電極11、12には、電極線1
5を取付け易くするための張出し部17がそれぞれ反対
方向に突き出ている。
The flow chamber of FIG. 3 has an elongated rectangular shape as a whole, and accordingly, the chamber space 16 is also elongated and has a capacity of 5 μl, for example.
Overhanging portions 17 for facilitating attachment of 5 are projected in opposite directions.

【0022】さらに、スペース16内へ連続的に細胞を
導き、また、そこから細胞を排出するための導入・出手
段が設けられており、これら導入・出手段は、スペーサ
13と同様、両電極間に挟持される接続導管18、1
8’および非電極の内面にその端面から始まってスペー
ス16との連通を可能とする地点で終端する傾斜溝19
a,19b;19a’,19b’(図示せず)でそれぞ
れ構成されている。
Further, there are provided introducing / extracting means for continuously guiding cells into the space 16 and discharging the cells therefrom, and these introducing / extracting means are similar to the spacer 13 in both electrodes. Connecting conduits 18, 1 sandwiched between
8'and the slanted groove 19 starting from the end face on the inner surface of the non-electrode and terminating at a point enabling communication with the space 16
a, 19b; 19a ', 19b' (not shown), respectively.

【0023】なお、20、20’は、接続導管18、1
8’を受け入れるため、スペーサ13の両端に各々形成
された切り取り部である。このように構成された各構成
部材を、第3(b)図に示したように組み立て、接続導
管18、18’を、それぞれ不図示のポンプ、細胞リザ
ーバ、細胞採取管などに接続すれば、細胞融合の場合に
は、フローチャンバー内に細胞が導入され、一旦停止後
電気的処理が行われ、しかる後排出されると同時に新た
な細胞が導入される。
Reference numerals 20, 20 'denote connection conduits 18, 1
The cutouts are formed at both ends of the spacer 13 for receiving 8 '. By assembling the respective constituent members thus configured as shown in FIG. 3 (b) and connecting the connecting conduits 18 and 18 ′ to a pump, a cell reservoir, a cell collection tube and the like not shown respectively, In the case of cell fusion, cells are introduced into the flow chamber, once stopped, electrical treatment is performed, and then they are discharged, and at the same time, new cells are introduced.

【0024】また、核酸導入に際しては、細胞融合のよ
うな手続きが不要で、フローチャンバー内を連続的に細
胞と核酸溶液を流しながら、連続的に電気的処理を行っ
て核酸導入細胞を採取できる。一方、第4図のフローチ
ャンバーは、全体がほぼ正方形で、それに応じた長円形
のチャンバースペース26の容量が大きい。
Further, in introducing the nucleic acid, a procedure such as cell fusion is not required, and the nucleic acid-introduced cells can be collected by continuously performing electrical treatment while continuously flowing the cells and the nucleic acid solution in the flow chamber. . On the other hand, the flow chamber shown in FIG. 4 has a substantially square shape as a whole, and the volume of the oval chamber space 26 corresponding thereto is large.

【0025】細胞の導入・出手段は、導入管27、導出
管28で構成され、導入・出管27、28の内端は、ス
ペース26の両端に各々開口している。したがって、こ
のような各構成部品を第4(b)図に示したように組み
立て、導入・出管27、28をそれぞれ不図示のポン
プ、細胞リザーバ、細胞採取管などに接続すれば、前記
したと同じく細胞融合および核酸導入ができる。
The cell introducing / extracting means comprises an introducing tube 27 and an extracting tube 28, and the inner ends of the introducing / extracting tubes 27, 28 are open at both ends of the space 26. Therefore, by assembling the respective components as shown in FIG. 4 (b) and connecting the introducing / extracting pipes 27 and 28 to a pump, a cell reservoir, a cell collecting pipe, etc., which are not shown, respectively, Cell fusion and nucleic acid transfer can be performed in the same manner as in.

【0026】第3図のフローチャンバーは、容量が比較
的小さいため、低い電源パワーで操作を実現できるが、
電源のパワーアップが可能ならば、容量の大きい第4図
のフローチャンバーの方が簡単でしかも取り扱いが容易
であり、1回の操作量も高められる。
Since the flow chamber of FIG. 3 has a relatively small capacity, it can be operated with a low power source.
If the power supply can be powered up, the flow chamber of FIG. 4 having a large capacity is simpler and easier to handle, and the amount of operation per operation can be increased.

【0027】電極間隔およびチャンバースペースの容量
は、スペーサーの厚みを変えることにより調節可能であ
り、また電極のサイズも自由に大きくできる。さらに、
1つのチャンバーに設けるスペースの数は、1つに限ら
れず、スペースの大きさ、厚さが異なった複数の平板ス
ペーサーとそれに対応した複数の平板電極を用意し、こ
れらの平板スペーサーを挟む形で2枚の平板電極を組み
立て、各スペース毎に独立の細胞導入・出手段を設け、
1つのチャンバー内に複数のスペースのある構成とする
こともできる。
The space between the electrodes and the volume of the chamber space can be adjusted by changing the thickness of the spacer, and the size of the electrodes can be freely increased. further,
The number of spaces provided in one chamber is not limited to one, and a plurality of flat plate spacers having different space sizes and thicknesses and a plurality of flat plate electrodes corresponding thereto are prepared, and the flat plate spacers are sandwiched between them. Assemble two flat plate electrodes, provide independent cell introduction / extraction means for each space,
It is also possible to have a configuration having a plurality of spaces in one chamber.

【0028】第5図は、対電極を多数ある間隔に配置し
たチャンバーを示す。同図Aは、電極54A、非電極5
4B等巾縞状チャンバーを示す。2枚の電極非電極等巾
の縞模様の板51A、52Aで、長方形に内部が切り抜
かれたスペーサ53を挟み、2枚の電極板を外部の先と
結ぶ部分に相当する量をずらしてチャンバーを構成して
ある。
FIG. 5 shows a chamber in which a large number of counter electrodes are arranged at certain intervals. FIG. A shows an electrode 54A and a non-electrode 5
4B shows a striped chamber. Two electrodes, non-electrodes, striped plates 51A and 52A of equal width sandwich a spacer 53, the inside of which is cut out in a rectangular shape, and the two electrodes are displaced by an amount corresponding to the portion connecting the electrodes to the outside of the chamber. Is configured.

【0029】このようなチャンバーに試料を導入し、交
流電位を全電極に印加して、直流パルスを印加して電気
的処理後、電極の巾分だけ試料を移動させ、再度電気的
処理を対電極に対して行い、電的処理後、チャンバー内
の試料を新しい試料に入れ換えることにより細胞操作を
行う。
The sample is introduced into such a chamber, an AC potential is applied to all the electrodes, and a DC pulse is applied to carry out electrical treatment, and then the sample is moved by the width of the electrode, and the electrical treatment is performed again. The cells are manipulated by replacing the sample in the chamber with a new sample after performing the electrical treatment on the electrode.

【0030】同図Bは、非電極狭巾電極縞状チャンバー
を示す。電極巾54Bに比較して、非電極巾55Bを狭
くして多数の電極を配列した2枚の電極板で電極巾以下
の試料を入れる部分57−1〜57−5を複数個配置
し、各試料スペースを通り抜ける流路分58を配置し、
2枚の電極板を外部の線と結ぶ部分に相当する分をずら
してスペーサーを挟んでチャンバーを構成している。
FIG. 3B shows a non-electrode narrow electrode striped chamber. Compared to the electrode width 54B, the non-electrode width 55B is made narrower, and two electrode plates in which a large number of electrodes are arranged are provided with a plurality of portions 57-1 to 57-5 into which a sample having a width equal to or less than the electrode width is placed. A flow path portion 58 passing through the sample space is arranged,
A chamber is formed by sandwiching a spacer by shifting a portion corresponding to a portion connecting the two electrode plates to an external line.

【0031】第6図は、試料の流れに対して複数のチャ
ンバーを配置した例を示す。第7図は、試料の流れに対
して複数のチャンバーを直列に配置した例を示す。な
お、図中、同一番号は同じものを示す。第6図および第
7図において、交流発信器62およびパルス発信器63
は、各チャンバー64〜68の電極線69〜73に接続
されている。
FIG. 6 shows an example in which a plurality of chambers are arranged for the sample flow. FIG. 7 shows an example in which a plurality of chambers are arranged in series with respect to the sample flow. In the drawings, the same numbers indicate the same things. In FIG. 6 and FIG. 7, an AC oscillator 62 and a pulse oscillator 63
Are connected to the electrode wires 69 to 73 of the respective chambers 64 to 68.

【0032】試料リザーバ61は撹拌器60を備え、該
撹拌器60により試料リザーバ61内の試料は撹拌され
る。各チャンバーから導出された操作細胞は、ポンプ8
0の吸引力により操作細胞ハーベスタ81内に回収さ
れ、該操作細胞ハーベスタ81内に回収された操作細胞
は、定温装置により一定の温度に保たれている。
The sample reservoir 61 has an agitator 60, and the agitator 60 agitates the sample in the sample reservoir 61. The manipulated cells derived from each chamber are pump 8
The manipulated cells harvested in the manipulated cell harvester 81 by the suction force of 0 and the manipulated cells collected in the manipulated cell harvester 81 are kept at a constant temperature by a thermostat.

【0033】交流発信器62からの出力を、チャンバー
64〜68に印加し、パルス発信器63からの出力は、
順次切り換えながら各チャンバー64〜68の電極69
〜73に印加して電気的処理を行う。第6図および第7
図のポンプ80は、吸引型を示しているが、ポンプをチ
ャンバーの試料入口側に配置し、試料を送液することも
できる。
The output from the AC oscillator 62 is applied to the chambers 64 to 68, and the output from the pulse oscillator 63 is
Electrodes 69 of each chamber 64-68 while switching sequentially
To 73 for electrical treatment. 6 and 7
The pump 80 shown in the figure is of a suction type, but it is also possible to place the pump on the sample inlet side of the chamber to send the sample.

【0034】また、同時に各チャンバーに試料を導入す
る代わりに、1個のチャンバー内に細胞をフローさせ、
その後フローを停止した状態で細胞融合又は拡散導入を
行うための電気的処理を行い、その後フローさせて処理
した細胞を流すと共に、新しい細胞をフローチャンバー
に導入する動作を各チャンバー毎に順次切り換えながら
行うことによっても大量の操作細胞を得ることができ
る。これを行うためには、試料リザーバー61の出力管
に切換弁を設置し、この切換弁を切り換えて行うことが
できる。
Further, instead of introducing the sample into each chamber at the same time, the cells are caused to flow in one chamber,
After that, an electrical treatment for cell fusion or diffusion introduction is performed with the flow stopped, and then the treated cells are allowed to flow and flow, and the operation of introducing new cells into the flow chamber is sequentially switched for each chamber. A large amount of manipulated cells can also be obtained by carrying out. To do this, a switching valve can be installed in the output tube of the sample reservoir 61 and this switching valve can be switched.

【0035】これまでは主として各フローチャンバーに
ついて、細胞融合を行う場合の流路や電場印加等を示し
たが、流れを停止させて細胞融合を行うことを説明する
ためである。次に、第3図のフローチャンバー(容量5
0μl)を用いて細胞融合とRNA導入(核酸感染)を
行った例について説明する。第8図に細胞融合の場合の
フローチャートを示す。
Up to now, the flow path and the electric field application for cell fusion have been mainly shown for each flow chamber, but this is for explaining that the cell fusion is performed by stopping the flow. Next, the flow chamber of FIG.
An example of cell fusion and RNA introduction (nucleic acid infection) using 0 μl) will be described. FIG. 8 shows a flowchart in the case of cell fusion.

【0036】同図において、まず、ポンプを動作して5
0μlの細胞試料を送液した後、AC6Vを1分印可
し、細胞を数珠状に配列する。つぎに、AC2Vを加え
ながら40V、50μsのDCパルスを2回印加して細
胞膜の一時崩壊を引き起こした後、AC2Vを1分印加
して細胞融合を生ぜしめる。次いて得られた融合セルを
採取した後、以上の過程を20回繰り返し、合計1m
l、2×105のプロトプラストを融合操作した。所要
時間は1サイクル2分×20回=40分で、融合率は4
0%であった。
In the figure, first, the pump is operated to
After feeding 0 μl of the cell sample, AC6V is applied for 1 minute, and the cells are arranged in a beaded pattern. Next, while applying AC2V, a DC pulse of 40 V and 50 μs is applied twice to cause temporary collapse of the cell membrane, and then AC2V is applied for 1 minute to cause cell fusion. After collecting the fused cells obtained next, the above process was repeated 20 times to obtain a total of 1 m.
1, 2 × 10 5 protoplasts were fused. The time required is 2 minutes per cycle x 20 times = 40 minutes, and the fusion rate is 4
It was 0%.

【0037】第9図は、RNA導入(核酸感染)の場合
のフローチャートを示した。同図において、2×105
/mlのプロトプラストにTMV−RNAを10μg/
mlを加え、これを50μl/secmp流量で連続送
液しながら、40V、50μsのDCパルスを10回/
秒の割合で連続印加した。この操作を80秒継続し、合
計4ml、8×105のプロトプラストを採取した。そ
の結果感染率は96%、生存率は85%であった。
FIG. 9 shows a flow chart in the case of RNA introduction (nucleic acid infection). In the figure, 2 × 10 5
TMV-RNA in 10 μg / ml of protoplasts / ml.
ml was added, and while continuously feeding this at a flow rate of 50 μl / secmp, a DC pulse of 40 V and 50 μs was applied 10 times /
It was continuously applied at a rate of 2 seconds. This operation was continued for 80 seconds to collect a total of 4 ml of 8 × 10 5 protoplasts. As a result, the infection rate was 96% and the survival rate was 85%.

【0038】[0038]

【発明の効果】【The invention's effect】 【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

以上説明したように、本発明にかかるフローチャンバー
によれば、連続的なフロー操作が可能となり、生物工学
分野で必要な多数の細胞の融合や核酸導入を効率よく迅
速に操作することができる。
As described above, according to the flow chamber of the present invention, continuous flow operation is possible, and fusion of a large number of cells and nucleic acid introduction required in the field of biotechnology can be efficiently and promptly operated.

【図1】電気的細胞操作装置の全体構成を示すブロック
図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an electrical cell manipulation device.

【図2】細胞融合の過程を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the process of cell fusion.

【図3】図(a)および(b)は、本発明によるフロー
チャンバーの一実施例の分解斜視図と組立後の使用状態
を示す斜視図である。
3 (a) and 3 (b) are an exploded perspective view of an embodiment of a flow chamber according to the present invention and a perspective view showing a use state after assembly.

【図4】図(a)および(b)は、本発明によるフロー
チャンバーの他の一実施例の分解斜視図と組立て後の使
用状態を示す斜視図である。
4 (a) and (b) are an exploded perspective view of another embodiment of the flow chamber according to the present invention and a perspective view showing a use state after assembly.

【図5】複数個のフローチャンバーを同時に並列使用す
る場合を示すもので、対電極を多数ある間隔に配置した
チャンバーを示し、図Aは電極非電極等巾縞状電極を、
図Bは非電極狭巾電極を示すものである。
FIG. 5 shows a case where a plurality of flow chambers are used in parallel at the same time, and shows a chamber in which a large number of counter electrodes are arranged at certain intervals.
FIG. B shows a non-electrode narrow electrode.

【図6】試料の流れに対する並列結合の多連チャンバー
の例を示す模式的説明図である。
FIG. 6 is a schematic explanatory view showing an example of multiple chambers connected in parallel to the flow of a sample.

【図7】試料の流れに対する直列結合の多連チャンバー
の例を示す模式的説明図である。
FIG. 7 is a schematic explanatory view showing an example of multiple chambers connected in series to the flow of a sample.

【図8】細胞融合の例を示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart showing an example of cell fusion.

【図9】RNA導入(核酸感染)の例を示すフローチャ
ートである。
FIG. 9 is a flowchart showing an example of RNA introduction (nucleic acid infection).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、2;11、12;21、22 電極 3、13、23 スペーサー 4 交流発信器 5 パルス発信器 6 オシロスコープ 14、24 圧着手段(クリップ) 15、25 電極線 16、26 チャンバースペース 18、19a、19b;27 細胞導入手段 18’、19’a、19’b;28 細胞導出手段 1, 2; 11, 12, 12; 21, 22 electrodes 3, 13, 23 spacer 4 AC oscillator 5 pulse oscillator 6 oscilloscope 14, 24 crimping means (clip) 15, 25 electrode wire 16, 26 chamber space 18, 19a, 19b; 27 cell introduction means 18 ', 19'a, 19'b; 28 cell derivation means

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成7年7月25日[Submission date] July 25, 1995

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0005[Correction target item name] 0005

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0005】すなわち、平行電極間に交流電圧をかけ、
そこに細胞を導入すると、細胞は、電流密度の高い方へ
引き寄せられて数珠上に並ぶ。この状態で数μsec〜
数十μsec単位の直流パルス電を電極間にかけるこ
とにより、細胞膜の電気伝導度が瞬間的に低下し、細胞
膜を構成する脂質二重層の可逆的乱れとその再構成が行
われ、その結果、細胞融合が起こるものである。
That is, an AC voltage is applied between the parallel electrodes,
When cells are introduced there, the cells are attracted to the one with the higher current density and line up on the beads. In this state, a few μsec
By applying a DC pulse voltage of several tens of μsec units between the electrodes, the electrical conductivity of the cell membrane is instantaneously lowered, reversible disturbance and its reconstitution of the lipid bilayer that constitutes the cell membrane is carried out, as a result , Cell fusion occurs.

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0008[Correction target item name] 0008

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0008】一方、電気的核酸導入法は、1982年に
Neumannなどにより開発された、細胞と核酸を混
合して電極間懸濁した後、数μsec〜数十μsec
の直流パルス電位を印加することによって、核酸を細胞
内に導入する方法であるが、この場合にも導入効率を高
めることが重要な課題であった。
On the other hand, electrically nucleic acid transfer method was developed by the like Neumann in 1982, was suspended between a mixture of cells and nucleic electrodes, several μsec~ tens μsec
This is a method of introducing a nucleic acid into cells by applying the DC pulse potential of 1., but also in this case, it was an important issue to improve the introduction efficiency.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0011[Correction target item name] 0011

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】電気細胞融合法または細
胞への核酸導入法を行うためのスペースに該当する部分
が切り取られた平板スペーサーと、該平板スペーサーを
挟持した2枚の電極板と、該平板スペーサーを挟持した
電極板に対し圧着およびその解除を可能とする圧着手段
と、を備えたフローチャンバーにおいて、前記電極板
を、非電極部が電極部に比較して等巾以下に形成された
縞状の電極板とし、該電極板の少なくとも電極部を鏡面
研磨し、細胞融合を行う際には、試料細胞をチャンバー
に導入後、細胞流を一旦停止した状態で試料に電気的処
理を行い、電気的処理後、電極部の巾分だけ試料を移動
させることを繰り返し、細胞への核酸導入を行う際に
は、試料細胞を連続的に移動させる細胞液送り出し手段
を備えたことを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] A flat plate spacer in which a portion corresponding to a space for performing an electric cell fusion method or a nucleic acid introduction method into cells is cut off, and two electrode plates sandwiching the flat plate spacer. In a flow chamber provided with a crimping means capable of crimping and releasing the electrode plate sandwiching the flat plate spacer, the electrode plate is formed so that the non-electrode part has a width equal to or less than that of the electrode part. Striped electrode plate, at least the electrode part of the electrode plate is mirror-polished, and when performing cell fusion, sample cells are
After introduction into the cell, the cell flow was stopped and the sample was electrically treated.
The sample is processed and electrically processed, and then the sample is moved by the width of the electrode section.
Repeatedly, when introducing nucleic acid into cells
Is a means for delivering cell fluid that continuously moves sample cells
It is characterized by having.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 茂行 東京都日野市西平山5−16−10 (72)発明者 風見 武 茨城県新治郡新治村藤沢1616 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shigeyuki Kimura 5-16-10 Nishihirayama, Hino-shi, Tokyo (72) Inventor Takeshi Kazami 1616 Fujisawa, Shinji-mura, Shinji-gun, Ibaraki

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電気細胞融合法または細胞への核酸導入
法を行うためのスペースに該当する部分が切り取られた
平板スペーサーと、該平板スペーサーを挟持した2枚の
電極板と、該平板スペーサーを挟持した電極板に対し圧
着およびその解除を可能とする圧着手段と、を備えたフ
ローチャンバーにおいて、 前記電極板を、非電極部が電極部に比較して等巾以下に
形成された縞状の電極板とし、該電極板の少なくとも電
極部を鏡面研磨したことを特徴とするフローチャンバ
ー。
1. A flat plate spacer in which a portion corresponding to a space for carrying out an electric cell fusion method or a nucleic acid introduction method into a cell is cut off, two electrode plates sandwiching the flat plate spacer, and the flat plate spacer. In a flow chamber provided with a crimping means capable of crimping and releasing the sandwiched electrode plate, the electrode plate is formed into a striped pattern in which the non-electrode part is formed to have a width equal to or less than that of the electrode part. A flow chamber comprising an electrode plate, wherein at least an electrode portion of the electrode plate is mirror-polished.
【請求項2】 前記平板スペーサーにおいて、電気細胞
融合法または細胞への核酸導入法を行うためのスペース
を、試料細胞の移動方向に複数個の広路部および狭路部
が連ねられた略瓢箪状のスペースとし、 前記電極板を、その電極部が前記平板スペーサーの広路
部に位置し、その非電極部が前記平板スペーサーの狭路
部に位置するように形成された縞状の電極板としたこと
を特徴とする請求項1に記載のフローチャンバー。
2. In the flat plate spacer, a space for performing an electric cell fusion method or a nucleic acid introduction method into cells is formed into a substantially gourd-like shape in which a plurality of broad and narrow passages are connected in a moving direction of a sample cell. The electrode plate is a striped electrode plate formed such that its electrode portion is located in the wide path portion of the flat plate spacer and its non-electrode portion is located in the narrow path portion of the flat plate spacer. The flow chamber according to claim 1, wherein:
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007295922A (en) * 2006-04-03 2007-11-15 Tosoh Corp Cell fusion device and method for cell fusion using the same
US20110065171A1 (en) * 2004-05-12 2011-03-17 Sergey Dzekunov Methods and devices related to a regulated flow electroporation chamber
JP2017013060A (en) * 2004-09-09 2017-01-19 アンスティテュート キュリー Device for manipulation of packets in microchannels or other micro-containers

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110065171A1 (en) * 2004-05-12 2011-03-17 Sergey Dzekunov Methods and devices related to a regulated flow electroporation chamber
US9546350B2 (en) * 2004-05-12 2017-01-17 Maxcyte, Inc. Methods and devices related to a regulated flow electroporation chamber
JP2017013060A (en) * 2004-09-09 2017-01-19 アンスティテュート キュリー Device for manipulation of packets in microchannels or other micro-containers
JP2007295922A (en) * 2006-04-03 2007-11-15 Tosoh Corp Cell fusion device and method for cell fusion using the same

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