JPS63160574A - 微粒子制御装置 - Google Patents

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ュレーションは顕微鏡
下でマイクロピペットを使って実施していた０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
フロピペラ］、にする操作に頼らねばならなかった。

４り 補胞融合操作では、遺伝的に異なった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（Ｐ
ＥＧ）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間の交流電界
中にまず、Ａの細胞を入れ両極に２分した後、Ｂの細胞
を注入して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・ニス・レターズ（Ｆ　Ｅ　Ｂ　Ｓ　　Ｌｅｔｔｅｓ
　）第１３７巻第１号（１９８２）、第１１〜１３頁に
掲載されている「エレクトリック・フィールドインデユ
ースト・フュージョン、エレクトロハイドロ−リック・
プロシージャー・フォー・プロダクション・オブ・ヘテ
ロカリオン・セルズ・イン・ハイ・イールドＪ　　（Ｅ
ｌｅｃｔｒｉｃ　Ｆｉｅｌｄ−１ｎｄｕｃｅｄ　Ｆｕｓ
ｉｏｎ　：Ｅｌｅｃｔｒｏ−１１ｙｄｒａｕｌｉｃ　Ｐ
ｒｏｃｅｄｕｒｅ　ｆｏｒ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆ
　ｔｌａｔｅｒｏｋａｒｉｏｎ　Ｃｅ１ｌｓ　ｉｎ　Ｈ
ｉｇｈ　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の孔にセットし、両全層
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の孔にセットするのは顕
微鏡下での手作業であり、煩わしい作業である点では同
じ問題がある。

以上細胞融合の現状の問題点を述べたが、これとは別に
細胞や血球等の微粒子を高速で流れる浮遊溶液と共に一
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
計数ミスや、粒子の性質や構造の解析に誤った結果を導
く。

〔発明が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。

その目的とするところは、従来の細胞融合方式の問題点
を解決し、融合の高精度化、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って上述の目的を達成
することである０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配列手
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。コック３３を開き、ビス１−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ャピラリ３５の
中に取り入れる。キャ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。またキャピラリの径は
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ャピラリの中に一次元状に吸入され
るが１粒子間士の間隔はでたらめである。この状態を第
４図に示す。

キャピラリの両端には電極対３Ｇがあり、交流型＠　３
７がスイッチ３８を通し不電極と結線されている。第４
図の状態から、スイッチ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ガリとなって
片方の電極に吸着される。この現象はバールチェーン現
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、スイッチ３８をオフに
して、ピストン３４を右方へ移動する。

これによりバールチェ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Ｑとすれば、微粒子
もしくは細胞の最右列のもの３９がＱ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。

次に再びスイッチ３８を閉じれば、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ッチ３８をオフにしてピス
トンを右方へ動かし、残りのバールチェーンの最先端を
ラインＱへ移動して、上記過程を繰り返えせば１粒子の
間隔Δは電極間の距離をｄとして、ｄ／２くΔく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、−次元
フローを起こす前にこのような処理を施せば１粒子間距
離が一定となるので計ｉ１１’ｌ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って雑種
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、キャピラリ中の客演
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
を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
ャビラ’１ｌ−２ｔＪ 竿３　旧 隼４　Ｉ！ｌ σり 第５回 ′４７頂 華６　旧 茅ヲ　凹

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ャピラリーと、前記キャピラ
   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、もっ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、前記キャピラリ
   ーの内部の液体及び微粒子を移動できるよう前記キャピ
   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。