JPS62265975A - 細胞への高分子導入装置 - Google Patents
細胞への高分子導入装置Info
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- JPS62265975A JPS62265975A JP61109178A JP10917886A JPS62265975A JP S62265975 A JPS62265975 A JP S62265975A JP 61109178 A JP61109178 A JP 61109178A JP 10917886 A JP10917886 A JP 10917886A JP S62265975 A JPS62265975 A JP S62265975A
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS 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
- C12M35/00—Means for application of stress for stimulating the growth of microorganisms or the generation of fermentation or metabolic products; Means for electroporation or cell fusion
- C12M35/02—Electrical or electromagnetic means, e.g. for electroporation or for cell fusion
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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。
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）
本発明は遺伝子などの高分子を電気刺激などを用いて細
胞内に取り込ませるための装置に関するものである。
胞内に取り込ませるための装置に関するものである。
（従来の技術）
細胞内に遺伝子などの高分子を電気刺激などを利用して
取り込ませることは古くから知られ、この方法を用いて
遺伝子を細胞内に導入することが行なわれている。これ
は、細胞に電気刺激を加えると細胞膜の脂質二重層が一
次的に乱され、細胞の極が発生する事実に基づいている
。この細胞の極は電気刺激が加えられた方向と同一の頂
点において特に顕著に発生する。細胞の極が発生するこ
とを一般に「細胞に孔が開く」と称され、この孔を通し
て細胞の外にある遺伝子が細胞内に取り込まれる。
取り込ませることは古くから知られ、この方法を用いて
遺伝子を細胞内に導入することが行なわれている。これ
は、細胞に電気刺激を加えると細胞膜の脂質二重層が一
次的に乱され、細胞の極が発生する事実に基づいている
。この細胞の極は電気刺激が加えられた方向と同一の頂
点において特に顕著に発生する。細胞の極が発生するこ
とを一般に「細胞に孔が開く」と称され、この孔を通し
て細胞の外にある遺伝子が細胞内に取り込まれる。
従来の高分子導入装置では、チャンバ内に一対の対向す
る電極を設け、細胞とその細胞へ導入しようとする遺伝
子などの高分子を懸濁した細胞懸濁液をその一対の電極
間に収容し、電極に電圧を印加することにより細胞に電
気刺激を与えるようになっている。
る電極を設け、細胞とその細胞へ導入しようとする遺伝
子などの高分子を懸濁した細胞懸濁液をその一対の電極
間に収容し、電極に電圧を印加することにより細胞に電
気刺激を与えるようになっている。
（発明が解決しようとする問題点）
細胞膜に一次的に乱れを作るために加えられる電気刺激
は、適切に加えないと細胞の破壊につながる。また、電
気刺激を適切に加えた場合においても、細胞膜の乱れは
数秒程度で消滅し、元の状態に戻ってしまう。遺伝子な
どの高分子が細胞内へ取り込まれるのは細胞膜が一次的
に乱されている期間に限られるので、遺伝子などの高分
子が細胞内へ取り込まれる確率は低く、そのため細胞内
での遺伝子の発現率が低いという問題がある。
は、適切に加えないと細胞の破壊につながる。また、電
気刺激を適切に加えた場合においても、細胞膜の乱れは
数秒程度で消滅し、元の状態に戻ってしまう。遺伝子な
どの高分子が細胞内へ取り込まれるのは細胞膜が一次的
に乱されている期間に限られるので、遺伝子などの高分
子が細胞内へ取り込まれる確率は低く、そのため細胞内
での遺伝子の発現率が低いという問題がある。
本発明は、細胞に加える電気刺激を極力抑えて細胞に与
える損傷を小さくするとともに、電気刺激が加わった後
の乱れを長く保つことにより遺伝子などの高分子が細胞
へ導入される確率を高めることのできる装置を提供する
ことを目的とするものである。
える損傷を小さくするとともに、電気刺激が加わった後
の乱れを長く保つことにより遺伝子などの高分子が細胞
へ導入される確率を高めることのできる装置を提供する
ことを目的とするものである。
（問題点を解決するための手段）
本発明の高分子導入装置では、細胞ｌ！Ｉ濁液を加熱す
る加熱部と、細胞懸濁液を冷却する冷却部とが一体的に
設けられ、細胞懸濁液を前記加熱部から冷却部へ移動さ
せる移動手段を備え、がっ、前記加熱部により加熱され
た細胞懸濁液に電気刺激を加える一対の電極を僅えてい
る。
る加熱部と、細胞懸濁液を冷却する冷却部とが一体的に
設けられ、細胞懸濁液を前記加熱部から冷却部へ移動さ
せる移動手段を備え、がっ、前記加熱部により加熱され
た細胞懸濁液に電気刺激を加える一対の電極を僅えてい
る。
（作用）
細胞に電気刺激を加えるときは、Ｈ胞悲濁液は加熱部に
より加熱された状態となっている。温度が上ると細胞膜
の流動性が増すので、細胞に過度の電気刺激を与えなく
ても細胞膜に乱れを発生させることができる。電気刺激
を与えた後は細胞懸濁液を冷却する。温度を下げること
により細胞膜の乱れの修復に時間を要するようになり、
細胞への遺伝子などの高分子の導入確率が高くなる。
より加熱された状態となっている。温度が上ると細胞膜
の流動性が増すので、細胞に過度の電気刺激を与えなく
ても細胞膜に乱れを発生させることができる。電気刺激
を与えた後は細胞懸濁液を冷却する。温度を下げること
により細胞膜の乱れの修復に時間を要するようになり、
細胞への遺伝子などの高分子の導入確率が高くなる。
（実施例）
第１図は本発明の第１の実施例を表わす。
上部にはチャンバを兼ねる加熱部２が設けられ、下部に
はチャンバを兼ねる冷却部４が設けられ、加熱部２と冷
却部４はその間が細い連結部６で連結されて一体化され
ている。加熱部２と冷却部４はそれぞれ樹脂又は発泡材
のような断熱材で構成されている。
はチャンバを兼ねる冷却部４が設けられ、加熱部２と冷
却部４はその間が細い連結部６で連結されて一体化され
ている。加熱部２と冷却部４はそれぞれ樹脂又は発泡材
のような断熱材で構成されている。
加熱部２には加熱素子８が埋め込まれ、温度制御装置１
０により加熱部２の温度が所定の温度、例えば３７°Ｃ
になるように制御される。加熱素子８としては例えばペ
ルチェ素子が用いられる。
０により加熱部２の温度が所定の温度、例えば３７°Ｃ
になるように制御される。加熱素子８としては例えばペ
ルチェ素子が用いられる。
加熱部２内にはピストン１２が設けられ、このピストン
１２は駆動装置１４により上下方向に移動できるように
なっている。ピストン１２と駆動装置１４は移動手段を
構成している。
１２は駆動装置１４により上下方向に移動できるように
なっている。ピストン１２と駆動装置１４は移動手段を
構成している。
加熱部２内に収容された細胞懸濁液１６はビスＩ−ン１
２によって下方向に押されることにより、連結６を通っ
て冷却部４へ送り出されていく。
２によって下方向に押されることにより、連結６を通っ
て冷却部４へ送り出されていく。
冷却部４には冷却素子１８が埋め込まれており、温度制
御装置２０により冷却部４の温度が一定温度、例えば１
０℃以下の適当な温度、になるように制御される。冷却
素子Ｉ８としてはペルチェ素子を用いることができる。
御装置２０により冷却部４の温度が一定温度、例えば１
０℃以下の適当な温度、になるように制御される。冷却
素子Ｉ８としてはペルチェ素子を用いることができる。
連結部６には一対の電極２２．２４が設けられ、この一
対の電極２２．２４の間には直流電源装置２６により所
定の電圧が印加されるようになっている。連結部６にお
ける電極２．！、２４の間隔は例えば１ｍｍ程度である
。
対の電極２２．２４の間には直流電源装置２６により所
定の電圧が印加されるようになっている。連結部６にお
ける電極２．！、２４の間隔は例えば１ｍｍ程度である
。
細胞懸濁液１６には遺伝子などの高分子と細胞が懸濁さ
れている。
れている。
本実施例では加熱部２に細胞懸濁液１６を入れ、加熱部
２を温度制御装置１０により一定温度、例えば３７°Ｃ
に保ち、冷却部４を温度制御装置２゜により一定温度、
例えば１０℃に保っておく。
２を温度制御装置１０により一定温度、例えば３７°Ｃ
に保ち、冷却部４を温度制御装置２゜により一定温度、
例えば１０℃に保っておく。
駆動装置１４によりピストン１２を一定速度で下降させ
ることにより、細胞懸濁液１６は連結部６を通って一定
速度で冷却部４へ送り出される。
ることにより、細胞懸濁液１６は連結部６を通って一定
速度で冷却部４へ送り出される。
この時、直流電源装置２６により電極２２．２４の間に
所定の直流電圧を印加しておく。こ九により連結部６を
細胞懸濁液１６が通過するときに細胞に電気刺激が加え
られる。細胞に加えられる電気刺激の強さは連結部６で
印加される直流Ｎｇの電圧によって決まり、また、その
加えられる時間すなわち印加時間は連結部６を通過する
細胞懸濁液１６の通過速度と電極２２．２４の長さによ
って決まる。
所定の直流電圧を印加しておく。こ九により連結部６を
細胞懸濁液１６が通過するときに細胞に電気刺激が加え
られる。細胞に加えられる電気刺激の強さは連結部６で
印加される直流Ｎｇの電圧によって決まり、また、その
加えられる時間すなわち印加時間は連結部６を通過する
細胞懸濁液１６の通過速度と電極２２．２４の長さによ
って決まる。
連結部６で電気刺激を加えられ冷却部４に送り込まれた
細胞懸濁液１６は、冷却部４内で冷却される。
細胞懸濁液１６は、冷却部４内で冷却される。
細胞懸濁液１６が連結部６を通過する速度は駆動装置１
４により自由に変えることができる。
４により自由に変えることができる。
移動手段は第１図の実施例ではピストン１２を備えた形
式のものであるが１例えばチッ素ガスのような不活性ガ
スによる加圧システムでもよい。
式のものであるが１例えばチッ素ガスのような不活性ガ
スによる加圧システムでもよい。
要するに一定速度で細胞懸濁液１６を加熱部２から冷却
部４へ送り出すことのできる装置であればよい。
部４へ送り出すことのできる装置であればよい。
本実施例は細胞懸濁液１６自体を加熱部２から冷却部４
へ移動させるフロ一方式であるので、連結部６での電極
２２．２４の間隔を狭くすることができ、小さな直流電
源で細胞に大きな電界へ強さを与えることができる。電
極２２．２４の間隔は、細胞の直径と同程度にまで狭く
することができる。
へ移動させるフロ一方式であるので、連結部６での電極
２２．２４の間隔を狭くすることができ、小さな直流電
源で細胞に大きな電界へ強さを与えることができる。電
極２２．２４の間隔は、細胞の直径と同程度にまで狭く
することができる。
第２図は第２の実施例を表わす。
３０は樹脂あるいは発泡材のような断熱材で構成された
ケースであり、中央で開閉可能な隔壁３２で仕切られ、
一方が加熱部３０ａとなり他方が冷却部３０ｂとなって
いる。加熱部３０ａには加熱素子３４が設けられ、冷却
部３０ｂには冷却素子３６が設けられ、加熱素子３４と
冷却素子３６は温度制御装置３８により制御される。加
熱素子３４、冷却素子３６として例えばペルチェ素子を
用いることができる。加熱部３０ａは例えば３７°Ｃに
保たれ、冷却部３０ｂは例えば１０℃に保たれるように
温度制御が行なわれる。
ケースであり、中央で開閉可能な隔壁３２で仕切られ、
一方が加熱部３０ａとなり他方が冷却部３０ｂとなって
いる。加熱部３０ａには加熱素子３４が設けられ、冷却
部３０ｂには冷却素子３６が設けられ、加熱素子３４と
冷却素子３６は温度制御装置３８により制御される。加
熱素子３４、冷却素子３６として例えばペルチェ素子を
用いることができる。加熱部３０ａは例えば３７°Ｃに
保たれ、冷却部３０ｂは例えば１０℃に保たれるように
温度制御が行なわれる。
容器３０内には加熱部３０ａと冷却部３０ｂの間で移動
するチャンバ４０が設けられている。チャンバ４０は容
器３０の底面に設けられた溝４２を経て容器３０の下方
の移動手段としてのチャンバ移動装置４４により加熱部
３０ａと冷却部３０ｂの間で移動させられる。チャンバ
４ｏがチャンバ移動装置４４により移動させられるとき
、隔壁３２はチャンバ移動装置４４によって自動的に開
き、チャンバ４０の移動が完了したとき隔壁３２が自動
的に閉じるようになっている。
するチャンバ４０が設けられている。チャンバ４０は容
器３０の底面に設けられた溝４２を経て容器３０の下方
の移動手段としてのチャンバ移動装置４４により加熱部
３０ａと冷却部３０ｂの間で移動させられる。チャンバ
４ｏがチャンバ移動装置４４により移動させられるとき
、隔壁３２はチャンバ移動装置４４によって自動的に開
き、チャンバ４０の移動が完了したとき隔壁３２が自動
的に閉じるようになっている。
チャンバ４０には一対の平行電極４６．４８が設けられ
ている。一対の電極４６．４８には高圧パルス発生装置
５０により一定の直流電圧と一定のパルス幅（印加時間
）が印加される。チャンバ４０の一対の電極４６．４８
の間には細胞懸濁液１６が収容される。細胞懸濁液１６
には細胞とその細胞に導入しようとする遺伝子などの高
分子が憑濁している。
ている。一対の電極４６．４８には高圧パルス発生装置
５０により一定の直流電圧と一定のパルス幅（印加時間
）が印加される。チャンバ４０の一対の電極４６．４８
の間には細胞懸濁液１６が収容される。細胞懸濁液１６
には細胞とその細胞に導入しようとする遺伝子などの高
分子が憑濁している。
本実施例では、チャンバ４０を加熱部３０ａ内に置き、
チャンバ４０内に細胞）づ濁液１６を収容しておく。加
熱部３０ａを一定温度例えば３７６Ｃに保ち、冷却部３
０ｂを一定温度例えば１０°Ｃに保っておく。
チャンバ４０内に細胞）づ濁液１６を収容しておく。加
熱部３０ａを一定温度例えば３７６Ｃに保ち、冷却部３
０ｂを一定温度例えば１０°Ｃに保っておく。
細胞懸濁液１６を一定温度に加温した状態で、高圧パル
ス発生装置５０から細胞懸濁液１６に電気刺激を与えた
後、チャンバ移動装置４４によってチャンバ４０を冷却
部３０ｂに移動させる。これにより電気刺激を受けた細
胞は一定の温度に冷却され、細胞膜の乱れの修復が遅く
なる。
ス発生装置５０から細胞懸濁液１６に電気刺激を与えた
後、チャンバ移動装置４４によってチャンバ４０を冷却
部３０ｂに移動させる。これにより電気刺激を受けた細
胞は一定の温度に冷却され、細胞膜の乱れの修復が遅く
なる。
本実施例では移動手段としてチャンバ移動装置４４を用
い、チャンバ４０を加熱部３０ａから冷却部３０ｂへ移
動するようにしているが、このようなチャンバ移動装置
４４はチャンバ４０の移動と隔壁３０の開閉を速かに行
なうことができるものであればどのような機構のもので
もよい。
い、チャンバ４０を加熱部３０ａから冷却部３０ｂへ移
動するようにしているが、このようなチャンバ移動装置
４４はチャンバ４０の移動と隔壁３０の開閉を速かに行
なうことができるものであればどのような機構のもので
もよい。
（発明の効果）
本発明の高分子導入装置では、細胞）び濁液の温度を上
げて細胞に電気刺激を与えた後、その細胞！懸濁液を冷
却するように構成している。したがって、電気刺激を与
える際、細胞懸濁液の温度が上っていることによって細
胞膜の流動性が増し、比較的容易に細胞膜の乱れを作る
ことができるので、弱い細胞刺激によっても細胞の乱れ
を発生させることができ細胞への損傷が少なくなる。
げて細胞に電気刺激を与えた後、その細胞！懸濁液を冷
却するように構成している。したがって、電気刺激を与
える際、細胞懸濁液の温度が上っていることによって細
胞膜の流動性が増し、比較的容易に細胞膜の乱れを作る
ことができるので、弱い細胞刺激によっても細胞の乱れ
を発生させることができ細胞への損傷が少なくなる。
また、電気刺激によって細胞膜に乱れを作った後に温度
を下げるので、細胞膜の乱れの修復に時間を要するよう
になり、細胞への遺伝子などの高分子の導入確率が上る
。
を下げるので、細胞膜の乱れの修復に時間を要するよう
になり、細胞への遺伝子などの高分子の導入確率が上る
。
第１図は本発明の第１の実施例を示す概略断面図、第２
図は本発明の第２の実施例を示す概略断面図である。 ２．３０ａ・・・・・・加熱部、 ４．３０ｂ・・・・・・冷却部、 ８．３４・・・・・・加熱素子、 １２ ・・・ビス１〜ン、 １６・・・細胞懸濁液、 １８．３６・・・・・冷却素子、 ２２．２４，４６．４８・・・・・・電接、４０・・・
・・・チャンバ、 ４４・・・・・・チャンバ移動装置、
図は本発明の第２の実施例を示す概略断面図である。 ２．３０ａ・・・・・・加熱部、 ４．３０ｂ・・・・・・冷却部、 ８．３４・・・・・・加熱素子、 １２ ・・・ビス１〜ン、 １６・・・細胞懸濁液、 １８．３６・・・・・冷却素子、 ２２．２４，４６．４８・・・・・・電接、４０・・・
・・・チャンバ、 ４４・・・・・・チャンバ移動装置、
Claims (1)
- （１）細胞懸濁液を加熱する加熱部と、細胞懸濁液を冷
却する冷却部とを一体的に設け、細胞懸濁液を前記加熱
部から冷却部へ移動させる移動手段を備え、かつ、前記
加熱部により加熱された細胞懸濁液に電気刺激を加える
一対の電極を備えた細胞への高分子導入装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61109178A JPS62265975A (ja) | 1986-05-12 | 1986-05-12 | 細胞への高分子導入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61109178A JPS62265975A (ja) | 1986-05-12 | 1986-05-12 | 細胞への高分子導入装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62265975A true JPS62265975A (ja) | 1987-11-18 |
Family
ID=14503631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61109178A Pending JPS62265975A (ja) | 1986-05-12 | 1986-05-12 | 細胞への高分子導入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62265975A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5720921A (en) * | 1995-03-10 | 1998-02-24 | Entremed, Inc. | Flow electroporation chamber and method |
| US6773669B1 (en) | 1995-03-10 | 2004-08-10 | Maxcyte, Inc. | Flow electroporation chamber and method |
| US7029916B2 (en) | 2001-02-21 | 2006-04-18 | Maxcyte, Inc. | Apparatus and method for flow electroporation of biological samples |
| US7141425B2 (en) | 2001-08-22 | 2006-11-28 | Maxcyte, Inc. | Apparatus and method for electroporation of biological samples |
| US7771984B2 (en) | 2004-05-12 | 2010-08-10 | Maxcyte, Inc. | Methods and devices related to a regulated flow electroporation chamber |
-
1986
- 1986-05-12 JP JP61109178A patent/JPS62265975A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5720921A (en) * | 1995-03-10 | 1998-02-24 | Entremed, Inc. | Flow electroporation chamber and method |
| US6773669B1 (en) | 1995-03-10 | 2004-08-10 | Maxcyte, Inc. | Flow electroporation chamber and method |
| US7029916B2 (en) | 2001-02-21 | 2006-04-18 | Maxcyte, Inc. | Apparatus and method for flow electroporation of biological samples |
| US7141425B2 (en) | 2001-08-22 | 2006-11-28 | Maxcyte, Inc. | Apparatus and method for electroporation of biological samples |
| US7186559B2 (en) | 2001-08-22 | 2007-03-06 | Maxcyte, Inc. | Apparatus and method for electroporation of biological samples |
| US7771984B2 (en) | 2004-05-12 | 2010-08-10 | Maxcyte, Inc. | 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 |
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