KR20040100932A - 세포용 물질 도입 장치 및 세포용 물질 도입 시스템 - Google Patents

세포용 물질 도입 장치 및 세포용 물질 도입 시스템 Download PDF

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KR20040100932A
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Abstract

본 발명에 따른 세포용 물질 도입 장치는 세포를 입력하는 세포 입력부와; 세포를 출력하는 세포 출력부와; 상기 세포 입력부와 상기 세포 출력부를 연결하는 유로로서, 이 유로를 통해서 세포가 세포 입력부에서부터 세포 출력부로 흐르는 것인 유로와; 유로에 배치되고 유로에 흐르는 세포를 포착하는 포착부와; 포착부에서 포착된 세포 내에 물질을 도입시키는 바늘을 통과시킬 수 있는 삽입부를 포함한다. 물질이 도입된 세포는 유로를 통해서 세포 출력부로 흐르며 세포는 세포 출력부로부터 추출될 수 있다.

Description

세포용 물질 도입 장치 및 세포용 물질 도입 시스템{SYSTEM AND APPARATUS FOR INJECTING SUBSTANCE INTO CELL}
본 발명은 세포내에 유전자 용액 혹은 약제 용액 등의 물질을 도입하기 위한 물질 도입 장치 및 물질 도입 시스템에 관한 것이다.
재생 의료 및 게놈 기반의 약제 발견과 같은 생명 과학 분야에서 유전자 용액을 도입한 세포 혹은 약제 용액을 도입한 세포를 이용하는 것을 일반적이다. 이러한 세포들은 순수 연구를 수행하는 데 사용되거나 의료 분야에 사용된다. 이러한 세포들을 생성하기 위해서 다양한 유전자 전이 기법이 이용되고 있다.
그러나, 연구용으로 이러한 세포들을 생성하는 데 이용되는 기술은 의료 분야에 사용되는 세포를 생성하는 데 적용될 수 없다. 그 이유는, 의료 분야에서의 요구는 연구목적용의 요구와 다르기 때문이다. 의료 분야에서의 요구는,
1) 세포 또는 전이될 물질(이하, "전이 물질")의 모든 종류를 사용할 수 있는 가능성,
2) 고정밀도,
3) 대량 생성 가능성
을 포함한다.
종래 기술이 상기 요구 "세포 또는 전이 물질의 모든 종류를 이용할 수 있는 가능성"을 만족시키기는 어렵다. 다시 말하면, 대부분의 종래 기술에서 이용될 수 있는 전이 물질과 세포의 조합에는 한계가 있다. 연구 분야의 경우에는 이것이 많은 문제를 일으키지 않는다. 그 이유는, 연구 분야의 경우에는 가용한 종래 기술에서 이용될 수 있는 조합만이 이용되기 때문이다. 그러나, 의료 분야에서는 이용되는 전이 물질과 세포의 조합이 고정되어 있다. 따라서, 의료 분야에서는 세포와 전이 물질의 조합에 한계를 두지 않는 유전자 전이 방법이 요구된다.
연구 분야의 경우에, 많은 세포가 현탁액 내에 있고, 유전자는 세포 내에 바이러스 벡터 또는 약제 용액을 도입함으로써 세포 내에 집단적으로 전이된다. 그러나, 의료 치료 분야의 경우에는, 개개의 세포에 유전자를 도입한 후에 번호를 할당하는 방식으로 개개의 세포를 관리하여야 하는 이유와 도입 효과가 나타나는 지의 여부를 검사하기 위해서 개개의 세포가 관찰되어야 하는 이유 때문에, 개개의 세포는 유전자 도입 단계 직후부터 개별적으로 취급되어야 할 필요가 있다. 따라서, 세포를 집단적으로 취급하는 방법은 의료 분야에 적합하지 않다.
재생 의료의 경우에는 한번에 막대한 수의 표적 세포(약 105∼106)가 필요하다. 따라서, 의료 분야의 경우에는 세포의 대량 생성이 가능한 방법이 필요하며, 또한, 세포 또는 전이 물질의 모든 종류를 이용할 수 있는 가능성의 요구와 개별 세포 취급 가능성의 요구를 위해서 처리량이 희생될 수는 없다.
근래에, 벡터법, 트랜스펙션법, 전기충격법, 입자총(particle gun)법, 도입법 등과 같은 방법을 이용하여 세포 내에 유전자가 전이되어 왔다. 벡터법은 생물학적 방법이고 트랜스펙션법은 화학적 방법이다. 전기충격법, 입자총법 및 도입법은 물리적 방법이다.
생물학적 방법과 화학적 방법은 분자생물학의 연구에서 폭넓게 이용되고 있지만, 이들 방법은 세포와 전이 물질의 조합에 한계를 두기 때문에 재생 의료에는 적합하지 않다.
한편, 물리적 방법인 전기충격법과 입자총법은 세포와 전이 물질의 조합에 한계를 두지 않는다. 전기충격법에서는 전기 펄스를 이용하여 세포막을 찢어서 만든 구멍으로 유전자를 도입한다(일본 특허 공개 번호 H11-18770과 H11-506630 참조). 입자총법에서는 유전자를 붙인 극소 입자를 가속시키고 그 극소 입자로 세포를 때려서 세포막을 찢는다(일본 특허 공개 번호 H11-18770과 H11-506630 참조).
그러나, 전기 펄스를 이용하여 세포막을 찢는 방법은 장치의 제어가 어렵기 때문에 찢어진 것으로 인해 세포막이 죽는 경우가 많다. 극소 입자로 세포를 때리는 방법은 장치의 제어가 어렵기 때문에 일부 세포는 극소 입자로 적절하게 때려지지 않고 그들의 세포막을 간직한 채 그대로 유지된다. 그 결과, 이들 방법의 전이 성공률은 수 %에 불과하다.
한편, 인공 수정에 이용되는 도입법(일본 특허 공개 번호 H5-192171과 H6-343478 참조)의 성공률은 100%에 가깝다. 인공 수정에서는 숙련된 작업자가 현미경을 통해서 또는 고해상도 제어기를 이용하여 관찰하면서 세포 내에 정자를 전이시킨다. 작업자는 숙련되고 또한 현미경이나 고해상도 제어기를 이용하기 때문에, 바늘을 정밀하게 제어할 수 있고, 따라서 세포의 손상은 많지 않다. 또한, 도입법은 세포와 전이 물질의 조합에 한계를 두지 않고 성공률도 높다. 따라서, 이 방법은 가장 효과적인 방법으로 간주되어 왔다.
그러나, 도입법은 처리량이 낮다. 페트리 접시 위에 놓인 세포를 관찰하면서 손으로 전이를 수행하기 때문에, 숙련된 작업자조차도 최대 시간당 수백개의 세포를 작업할 수 있는데 지나지 않는다. 또한, 작업자는 유전자 이식 세포가 담긴 페트리 접시를 들고 세포 배양을 위한 배양 장치로 가야 한다.
이 단점을 극복하기 위해서 몇 가지 제안이 있어 왔다. 예컨대, 일본 특허 공개 번호 2000-23657은 세포를 1차원 어레이 또는 2차원 어레이로 정렬하고 나서어레이형으로 정렬된 모세관을 이용하여 한번에 여러 개의 유전자들을 도입하는 방법을 개시하고 있다.
일본 특허 공개 번호 2002-027969는 각 표적 세포를 현미경으로 관찰하면서 유전자를 도입하는 방법을 개시하고 있다. 구체적으로, 이 방법에서는 실리콘 기판의 표면에 1차원 어레이로 정렬된 포착부에서 세포를 포착하고, 현미경으로 조작을 관찰하면서 어레이형으로 정렬된 모세관을 이동시켜서 유전자를 도입한다.
그러나, 일본 특허 공개 번호 2000-23657에서 개시한 방법은 작업자가 여전히 세포를 배양 장치로 들고 가야 하기 때문에 처리량이 적다. 또한, 세포는 페트리 접시에서 무질서하게 정렬되어 있기 때문에 각 세포를 개별적으로 취급하는 것이 곤란하다. 또한, 세포들의 크기와 모양이 다양하기 때문에, 모세관이 세포를 찌를 때 일부 모세관은 세포를 찌르는데 실패하거나 심지어 세포를 파괴하기도 한다. 따라서, 이 방법은 의료 분야용으로 적합하지 않다.
일본 특허 공개 번호 2002-027969에 개시된 방법은 처리량도 적다. 그 이유는, 이 방법은 세포 공급 및 추출의 자동화를 의도하지 않은 것이기 때문이다. 따라서, 이 방법은 의료 치료용으로 적합하지 않다.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제1의 실시예에 따른 장치를 포함하는 시스템의 설명도이다.
도 3은 도 2에 도시된 시스템의 일부 확대도이다.
도 4는 본 발명의 장치 중 포착부 부근의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 장치 중 포착부 부근의 윗면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 장치의 포착부의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 장치의 포착부의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 시스템의 개략도이다.
도 9는 흡인 장치를 이용하여 세포를 포착하는 방법을 설명하기 위한 설명도이다.
도 10은 본 발명에 따라서 유전자 도입 세포를 생성하는 처리 절차의 흐름도이다.
도 11은 포착 장치를 이용하여 세포를 포착하는 방법을 설명하기 위한 설명도이다.
도 12는 세포친화 물질을 이용하여 세포를 포착하는 방법을 설명하기 위한 설명도이다.
<도면에 사용된 부호의 간단한 설명>
1: 세포 입력부
2: 세포 출력부
3: 유로
4: 포착부
5: 삽입부
6: 세포
7: 바늘
8: 송액 장치
9: 배양 장치
10: 흡인 장치
11: 세포
20: 세포용 물질 도입 장치
21: 스테이지
22: 지주
23: 렌즈 유닛
33: 개구부
34: 포착 구멍
35: 사행부
36: 단차부
40: 상측판
44: 개구부
45: 삽입 관통 구멍
51: 튜브
52: 착탈 부재
61: 튜브
62: 착탈 부재
70: 바늘 구동 장치
81:
82: 착탈 부재
90: 광원
본 발명의 목적은 의료 분야에 사용하기에 적합한 세포용 물질 도입 장치 및 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 한 형태에 따른 세포용 물질 도입 장치는, 세포를 입력하는 세포 입력부와; 세포를 출력하는 세포 출력부와; 상기 세포 입력부와 상기 세포 출력부를 연결하는 유로로서, 이 유로를 통해서 세포가 세포 입력부에서부터 세포 출력부로 흐르는 것인 유로와; 유로에 배치되고 유로에 흐르는 세포를 포착하는 포착부와; 포착부에서 포착된 세포 내에 물질을 도입시키는 바늘을 통과시킬 수 있는 삽입부를 포함한다. 물질이 도입된 세포는 유로를 통해서 세포 출력부로 흐르며 세포는 세포 출력부로부터 추출될 수 있다.
본 발명의 다른 형태에 따른 세포용 물질 도입 시스템은, 본 발명에 따른 세포용 물질 도입 장치와; 세포 입력부에 연결되는 액송 장치와; 세포 출력부에 연결된 배양 장치와; 바늘을 구동하는 바늘 구동 장치와; 조작자가 상기 포착부에서 포착된 세포를 관측하도록 이용되는 관측부 및 광원을 포함한다.
본 발명의 또 다른 형태에 따른 세포용 물질 도입 시스템은, 본 발명에 따른 세포용 물질 도입 장치와; 세포가 들어 있는 액체를 세포 입력부에 공급하는 제1 송액 장치와; 세포 출력부로부터 세포를 추출하는 제2 송액 장치와; 제2 송액 장치에 의해서 추출된 세포를 받아들이는 분배기를 포함한다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점은 첨부 도면과 연계하여 읽으면 뒤이은 본 발명의 상세한 설명에 구체적으로 기재되어 있거나 그 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 세포 내에 물질을 도입하는 시스템 및 장치의 예시적인 실시예에 관하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 설명도이다. 본 발명에서, 유전자 도입 또는 약제 도입에 관여될 세포(6)는 자동적으로 배급되고 유전자 도입 또는 약제 도입에관여된 세포(6)는 자동적으로 추출되어, 처리량을 크게 개선할 수 있다.
본 발명에 따른 세포용 물질 도입 장치(20)는 포착부(4)와 삽입부(5)를 구비한다. 포착부(4)와 삽입부(5) 중 적어도 하나는 투명한 재질로 구성된다. 따라서, 도입 조작은 포착부(4)에 포착된 세포(6) 내에, 삽입부(5)로부터 삽입되는 바늘(7)을 이용하여 유전자 용액 또는 약제 용액을 도입하는 과정을 관찰하면서 수행된다.
세포용 물질 도입 장치(20)는 세포 입력부(1)와 세포 출력부(2)를 구비한다. 세포용 물질 도입 장치(20)는 본 발명에 따른 시스템으로부터 분리 가능하다. 따라서, 세포용 물질 도입 장치는 유지 보수를 위해서 쉽게 교체되거나 분해될 수 있다.
포착부(4)는 유로(3)의 표면에 형성되고, 포착부(4)는 세포(6)의 직경보다 충분히 작은 직경을 가지는 포착 구멍을 구비한다. 따라서, 세포(6)가 포착부(4)에 가까워지는 것이 확인된 후에, 세포(6)는 포착부(4)에 연결된 포착용 장치(10)를 조작함으로써 포착 구멍에서 포착될 수 있다.
대안으로, 흡인 장치(10)는 유로의 표면에 정렬된 개구부로부터 세포(6)를 흡인함으로써, 또는 유로(3)의 표면에 정렬된 개구부로부터 유로(3) 내에 삽입되는 포착 장치를 이용하여 세포(6)를 물리적으로 유지시킴으로써 세포(6)를 포착할 수도 있다.
대안으로, 세포친화 물질이 유로(3)의 표면에 배급되고 세포(6)는 이 세포친화 물질의 흡착력을 이용함으로써 포착될 수도 있다.
따라서, 유로(3)에 흐르고 있는 세포(6)는 쉽게 포착될 수 있고, 개개의 세포가 개별적으로 조작될 수 있다.
바람직하게는, 포착부(4)의 근방에서 유로(3)의 폭이 넓어지거나 사행되거나, 혹은 단차를 구비한다. 따라서, 세포(6)의 이동 속도는 포착부(4)의 근방에서 감속되기 때문에 포착 구멍에서 세포(6)가 확실하게 포착될 수 있다.
삽입부(5)는 포착부(4) 위에 배치된다. 삽입부(5)는 바늘(7)의 삽입을 방해하지 않도록 충분히 큰 직경의 삽입 구멍을 갖는다. 삽입 구멍은 세포가 투영적으로 포착되는 곳을 포함하도록 구성된다. 다시 말하면, 삽입 구멍의 중심을 통과하는 선이 세포(6)의 중심도 통과한다.
본 발명에 따른 세포용 물질 도입 시스템은 본 발명에 따른 세포용 물질 도입 장치(20)를 포함한다. 세포용 물질 도입 시스템은 또한, 세포 입력부(1)에 접속된 배양 장치(9)와, 세포 출력부(2)에 접속된 배양 장치(9)와, 삽입부(5)에 접속된 바늘 구동 장치(도시되지 않음)와, 포착부(4) 및 삽입부(5)를 관찰하는 데 이용되는 관측부(도시되지 않음) 및 광원(도시되지 않음)을 포함한다. 세포용 물질 도입 시스템은 포착부(4)에 접속된 흡입 장치로서의 장치(10)도 포함한다.
관측부는 렌즈 유닛(도시되지 않음)과, 스테이지(도시되지 않음)와, 지주(도시되지 않음)를 포함한다. 관측부는 포착부(4)로부터 소정 거리로 상승되어 있다. 구체적으로, 렌즈 유닛은 바늘 구동 장치의 바늘 구동 스트로크에 의해서 간섭받지 않는 거리로 상승되어 있다. 예컨대, 렌즈 유닛은 삽입부(5) 위로 약 30 밀리미터(㎜)만큼 상승되어 있다. 세포용 물질 도입 장치(20)는 스테이스에 고정된다. 지주도 역시 스테이지에 수직으로 고정되며, 포착부(4)로부터 일정한 거리에 삽입부(5)의 근방에서 렌즈 유닛이 회전할 수 있도록 렌즈 유닛을 유지한다. 따라서, 포착부(4)에 포착된 세포(6)와 삽입부(5)로부터 삽입된 바늘(7)은 렌즈 유닛을 통해서 다양한 각도로 동시에 관측될 수 있다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 세포용 물질 도입 시스템의 설명도이다. 도 3은 이 제1 실시예에 따른 세포용 물질 도입 시스템의 일부 확대도이다.
세포용 물질 도입 시스템은 세포용 물질 도입 장치(20), 스테이지(21), 지주(22), 송액 장치(8), 흡인 장치(10), 바늘(7)(극소형 바늘임), 배양 장치(9) 및 광원(90)을 포함한다.
세포용 물질 도입 장치(20)은 스테이지(21)에 고정된다. 지주(22)는 스테이지(21)에 고정되고 렌즈 유닛(23)을 지지한다. 송액 장치(8)는 캐리어액과 세포(6)를 세포 입력부(1)에 도입한다. 흡인 장치(10)는 유로(3)에서 흐르고 있는 세포를 흡인함으로써 포착부(4)에서 세포를 포착한다. 바늘(7)은 포착부(4)에 포착되어 있는 세포 내에 유전자 용액과 약제 용액을 도입시킨다. 바늘 구동 장치(70)는 바늘(7)을 구동시킨다. 배양 장치(9)는 유전자 용액 또는 약제 용액의 전이가 완료된 세포를 추출하고 그 세포를 배양시킨다. 광원(90)은 포착부(4)를 조명한다.
렌즈 유닛(23)은 포착부(4)에서부터 바늘 구동 장치(70)의 바늘 구동 스트로크에 의해서 간섭받지 않는 거리로 상승된다. 예컨대, 렌즈 유닛(23)은 바람직하게는 30 ㎜, 더욱 바람직하게는 50 ㎜만큼 상승된다. 렌즈 유닛(23)을 높게 상승시킴으로써, 포착부(4)에서 세포를 포작하는 조작과 바늘(7)을 이용하여 유전자나 약제를 도입하는 조작은 이들 조작에 의한 간섭 없이 관측될 수 있다.
지주(22)는 렌즈 유닛(23)이 삽입부(5)로부터 일정한 거리에서 삽입부(5)의 근방에서 회전될 수 있다. 그 결과, 포착부(4)에서 포착된 세포는 상이한 각도로부터 관측될 수 있고, 유전자 도입은 편리하게 수행될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 세포 입력부(1)는 유로(3)의 단부에 배치된다. 착탈 부재(52)는 송액 장치(8)로부터 오는 튜브(51)의 단부에 배치된다. 착탈 부재(52)는 나사 구조로 되어 있으며, 따라서 착탈 부재(52)는 세포 입력부(1)에 착탈 가능하게 접속될 수 있다.
세포 출력부(2)는 유로(3)의 다른 단부에 배치된다. 착탈 부재(82)는 송배양 장치(9)로부터 오는 튜브(81)의 단부에 배치된다. 착탈 부재(82)는 나사 구조로 되어 있으며, 따라서 착탈 부재(82)는 세포 출력부(2)에 착탈 가능하게 접속될 수 있다.
포착부(4)는 유로(3)의 거의 중심에 배치되며 개구부를 가진다. 착탈 부재(62)는 흡인 장치(10)로부터 오는 튜브(61)의 단부에 배치된다. 착탈 부재(62)는 나사 구조로 되어 있으며, 따라서 착탈 부재(62)는 포착부(4)의 개구부에 착탈 가능하게 접속될 수 있다. 흡인 장치(10)는 유로(3)를 흐르는 캐리어액을 흡인하는 흡인력을 생성하고 포착부(4)에서 세포(6)를 포착한다.
삽입부(5)는 포착부(4) 위에서 배치되어 있고 개구부를 구비한다. 유전자 용액 또는 약제 용액의 도입은 삽입부(5)로부터 바늘(7)을 삽입하고, 포착부(4)에서 포착된 세포(6)를 바늘(7)로 찌름으로서 수행된다.
도 4는 포착부(4)의 근방에서의 세포용 물질 도입 장치(20)의 단면도이다.도 5는 포착부(4)의 근방에서의 세포용 물질 도입 장치(20)의 평면도이다.
세포용 물질 도입 장치(20)는 투명한 폴리카보네이트로 이루어지는 하측판(30)과 상측판(40)을 포함한다. 유로(3)는 하측판(30)에 형성되어 있고, 50 마이크로미터(㎛)의 폭과 50 ㎛의 깊이를 갖는다. 포착부(4)는 유로(3)의 거의 중앙부에 형성된다. 유로(3)는 포착부(4) 근방에서 폭이 확장되므로, 캐리어액의 흐름은 포착부(4) 근방을 지날 때 느려져 세포(6)를 쉽고 확실하게 포착하는 것이 가능해진다. 포착부(4) 근방에서의 유로(3)의 폭은 약 150 ㎛이다. 유로(3)의 폭과 깊이는 약 10 ㎛ 내지 20 ㎛인 세포(6)의 외경을 고려하여 결정된다.
직경이 0.5 ㎜인 개구부(33)와 직경이 5 ㎛인 포착 구멍(34)은 엑시머레이저를 이용한 레이저 가공에 의해서 유로(3)의 하부에 형성된다. 5 ㎛의 직경은 세포(6)가 포착 구멍(34)으로부터 빠져 나가지 못하도록 포착 구멍(34)에서 세포(6)를 확실하게 포착하는데 적합한다. 흡인 장치(10)는 개구부(33)에 결합된 착탈 부재(62)를 통해서 캐리어액을 흡인하고, 따라서 세포(6)는 포착 구멍(34)에서 포착된다.
상측판(40)에서, 바늘(7)을 삽입하는 데 이용되는 삽입부(5)는 포착부(4)의 반대측에 배치된다. 삽입부(5)는 개구부(44)와, 이 개구부(44) 안에 배치된 삽입 관통 구멍(45)을 구비한다. 삽입 관통 구멍(45)은 엑시머레이저 가공에 의해서 상측판(40)에 형성된다. 삽입 관통 구멍(45)의 직경은, 예컨대 10 ㎛과 20 ㎛ 사이이다. 10 ㎛ ∼ 20 ㎛의 직경은 삽입 관통 구멍(45)을 통해서 직경이 약 1 ㎛인 바늘(7)을 삽입하는 동시에, 캐리어액이 삽입 관통 구멍(45)으로부터 분출하는 것을 방지하는 데 적합하다. 세포 입력부(1)와 세포 출력부(2)는 상측판(40)에 형성된다.
도 3으로 되돌아가서, 세포 현탁액은 액체크로마토그래프용 펌프 등을 이용한 송액 장치(8)로부터 세포 입력부(1)로 전달된다. 세포 현탁액은 유로(3)를 통해서 포착부(4)를 향해 흐른다. 세포 현탁액은 세포를 포함하는 캐리어액이다. 즉, 세포 현탁액은 세포와 액체 배지의 혼합물이다.
세포(6)가 유로(3)에 진입하고 포착부(4)에 가까워지면, 유로(3)가 포착부(4) 근방에서 폭이 확장되기 때문에 세포(6)의 흐름 속도는 떨어진다(도 5 참조). 화상 처리 장치(도시되지 않음)는 포착부(4)에서 렌즈 유닛(23)을 통해 세포(6)를 검출하고, 이어서 흡인 장치(10)는 세포와 캐리어액을 흡인하도록 동작한다. 그 결과, 세포(6)는 포착 구멍(34)에서 포착된다. 세포용 물질 도입 장치(20)는 투명 부재로 형성되어 있다. 따라서, 광원(90)이 세포(6)를 조사하기 때문에 세포(6)가 포착되었는 지의 여부가 관측될 수 있다.
화상 처리 장치가 포착 구멍(34)에 포착되어 있는 세포(6)를 검출하면, 명령은 바늘 제어 장치(도시되지 않음)를 통해서 바늘 구동 장치(70)로 전송되어 바늘(7)을 세포(6) 쪽으로 이동시킨다. 바늘(7)은 삽입 구멍(45)을 통해서 관통하고 세포(6)를 찔러, 바늘(7) 안에 들어 있는 유전자 용액 또는 약제 용액이 세포(6) 내에 주입된다.
포착되어 있는 세포(6)의 중심은 삽입 관통 구멍(45)의 중심을 통과하는 선 상에 있다. 따라서, 바늘(7)이 직하방으로 움직이면 바늘(7)은 세포(6)를 찌르게된다.
렌즈 유닛(23)은 적어도 30 ㎜만큼 상측판(40) 위에 상승되어 있다. 따라서, 렌즈 유닛(23)은 바늘(7) 등의 움직임에 의해서 간섭받지 않는다.
화상 처리 장치는 주입이 완료되었는 지의 여부를 확인한다. 주입 조작이 완료되면, 흡인 장치(10)는 세포(6)를 포착 구멍(34)으로부터 해방시킨다.
포착부(4)로부터 해방된 세포(6)와 캐리어액은 유로(3)의 더욱 좁은 부분으로 진입하고 세포 출력부(2)에 도달하게 된다. 이어서, 세포(6)는 세포 출력부(2)에 접속된 착탈 부재(82) 및 튜브(81)를 경유하여 배양 장치(9)에 전달된다.
유로(3)의 깊이와 폭은 약 50 ㎛이다. 따라서, 세포(6)는 거의 완전히 포착된다. 세포(6)가 포착되지 않고 배양 장치(9)가 세포(6)를 유전자 용액 또는 약제 용액이 주입되지 않고서 주입받더라도, 최종적으로 추출되는 세포는 주입에 의한 영향을 발현하는 세포뿐이기 때문에 문제는 없다.
따라서, 본 발명에 따른 세포용 물질 도입 시스템은 모든 공정이 자동화된다. 또한, 세포(6)는 유로(3)의 근방을 제외하고는 고속으로 흐르기 때문에 처리량이 높다. 또한, 세포용 물질 도입 장치(20)가 수지 재료로 만들어질 수 있기 때문에, 세포용 물질 도입 장치(20)의 대량 생산이 비교적 낮은 가격으로 가능하다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 장치의 포착부의 평면도이다. 유로(3b)는 하측판(30b)에 형성된다. 유로(3b)는 거의 일정한 폭(약 50 ㎛)을 가지며, 포착부(4) 주위에 사행부(35)를 가진다.
세포 현탁액이 사행부(35)에 흐르고 있는 때에는 세포 현탁액의 흐름 방향이변경되므로, 세포 현탁액은 속도가 떨어져 세포(6)를 포착하기가 더욱 쉬워진다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 장치의 포착부의 단면도이다. 유로(3c)는 하측판(30c)에 형성된다. 유로(3c)는 거의 일정한 폭(약 50 ㎛)을 가진다. 단차부(36)는 유로(3c)에서, 포착부(4) 근방 이후의 하류에서 형성된다. 단차부(36)는 세포(6)를 막고 있기 때문에 세포(6)를 포착하기가 더욱 쉬워진다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 시스템의 설명도이다. 제4 실시예에 따른 시스템에서는 세포용 물질 도입 장치(100)의 이전 스테이지와 이후 스테이지에 주변 장치가 추가된다.
이전 스테이지에 추가된 제1 송액 장치(103a)는 세포 현탁액(114)을 공급하는 제1 공급 장치(117a)와, 배지(115)를 전달하는 제2 공급 장치(117b)와, 공급 제어 장치(116a)와, 혼합 유닛(118a)을 포함한다.
제1 공급 장치(117a)를 채우는 세포 현탁액(114)과 제2 공급 장치(117b)를 채우는 배지(115)는 혼합 유닛(118a)에서 혼합되고, 이어서 세포 내에 개별적으로 전이 물질을 도입하기 위해서 적합한 농도로 희석되며, 파이프(102a)를 경유하여 장치(100)에 전달된다.
공급 제어 장치(116a)는 세포 현탁액(114)과 배지(115) 모두의 공급액 측정량 및 액압(液壓)을 제어하므로, 혼합 유닛(118a)으로부터 출력되는 세포 현탁액의 농도가 제어된다.
제1 공급 장치(117a)를 채우는 세포 현탁액의 농도는 약 106세포수/mL일 수있다. 일반적으로, 세포 현탁액의 농도는 부(副)배양 후에 이 값으로 된다.
이 세포 현탁액이 혼합 유닛(118a)에서 희석되어 100 분의 1 농도를 가지면, 농도가 약 104세포수/mL인 세포 현탁액이 얻어진다. 액체의 색층 분석을 위한 어떤 공지된 극소 액송 장치가 제1 공급 장치(117a), 제2 공급 장치(117b) 및 공급 제어 장치(116a)에 사용될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 액체 공급량이 약 1 ㎕/분이면 장치(100)의 처리 용량은 이 세포 현탁액의 농도에 기초하여 10 세포수/분이라고 추정된다.
장치(100)는 파이프(102a)와, 전이 물질이 도입된 세포를 전달하는 파이프(102b)에 접속된 유로(105)와, 광원(110a)과 대물 렌즈(110)를 구비하는 화상 처리 장치를 포함하는 세포 관측 장치(112)와, 유로(105) 상에서 하나씩 순차적으로 흐르는 세포를 포착하는 세포 포착 장치(포착부)(106)와, 전이 물질을 주입하도록 포착되는 세포의 세포막을 뚫는 바늘(108)을 포함한다. 세포 관측 장치(112)는 유로(105)를 항상 관측하고, 세포 검출 신호를 전송하며, 장치(106)가 세포의 포착을 완료하였는 지를 검출한다.
또한, 장치(100)는 장치(106)를 제어하는 제어 장치(107)와, 바늘(108)을 제어하는 제어 장치(107)와, 이 제어 장치(107)와 바늘 제어 장치(109)와 세포 관측 장치(112)를 제어하는 호스트 컴퓨터(113)를 포함한다.
호스트 컴퓨터(113)가 세포 관측 장치(112)로부터 세포 검출 신호를 수신하면, 호스트 컴퓨터(113)는 세포를 포착하기 시작하는 포착 개시 명령을 제어장치(107)에 송신한다. 이어서, 호스트 컴퓨터(113)가 세포 관측 장치(112)로부터 세포 포착 완료 신호를 수신하면, 호스트 컴퓨터(113)는 유전자 도입을 시작하기 위해서 바늘 제어 장치(109)에 명령을 보낸다. 전이 물질이 세포 내에 도입된 후에, 그 세포는 유로(105) 및 파이프(102b)를 경유하여 제2 송액 장치(103b)에 전달된다. 장치(100)에서, 유로(105)는 세포들을 일직선으로 흐르게 할 수 있는 내경을 가지는 것이 바람직하다. 세포의 외경이 약 15 ㎛ 내지 20 ㎛인 점을 감안하면, 유로(105)의 내경은 50 ㎛ 내지 100 ㎛인 것이 바람직하다.
유로(105)는 광원(110a)과 대물 렌즈(110b) 사이에 있는 현미경 범위 안에 배치되고, 유로(105) 상에서 세포를 관측하기 위해서 투명한 재질로 형성된다.
화상 처리 장치(111)는 현미경의 관찰 범위 내에서의 세포와, 장치(106)와, 바늘(108)의 상태, 예컨대 세포가 유로(105)에 진입하였는 지의 여부, 세포가 포착되었는 지의 여부, 유전자가 세포 내에 도입되었는 지의 여부 등을 검출한다.
장치(106)는 도 9에 도시된 구성을 가질 수 있다. 도 9는 도 8에 있는 A 부분의 확대도이다. 장치(106)는 세포(121)를 포착 구멍(124)에서 포착하도록 유로(105) 안에 있는 세포(121)와 액체를 흡입한다.
한편, 세포는 압전 소자 등을 이용하여 구동되는 포착 장치를 접속함으로써, 또는 세포친화 물질을 이용함으로써 포착될 수 있다.
바늘(108)의 끝부분은 세포를 뚫기에 충분할 정도로 뾰족할 필요가 있다. 다시 말하면, 바늘(108)의 끝부분의 직경은 약 1 ㎛인 것이 바람직하다. 극소 크기의 바늘(108)이 관통하는 극소 구멍인 삽입 구멍(123)의 직경은 약 10 ㎛ 내지 20 ㎛인 것이 바람직하다.
도 8로 되돌아가서, 제2 송액 장치(103b)는 배지(115)와, 파이프(102b)를 경유하여 전달되는 전이 물질 도입 세포를 포함하는 세포 현탁액을 혼합한다. 제2 송액 장치(103b)는 배지(115)를 공급하는 공급 장치(117c)와, 세포 현탁액과 배지를 혼합하는 혼합 유닛(118b)과, 공급 장치(117c)를 제어하는 액체 공급 제어 장치(116b)를 포함한다.
전이 물질 도입 세포를 포함하는 세포 현탁액은 적절한 농도로 희석되어 개개의 세포가 개별적으로 취급될 수 있고, 이어서 파이프(102b)를 경유하여 분배기(104)로 전달된다. 분배기(104)는 범용의 다공판을 포함한다. 공지된 모든 분배기가 분배기(104)로서 사용될 수 있다.
도 10은 유전자 도입 세포를 생성하는 조작을 설명하는 흐름도이며, 호스트 컴퓨터(113)와, 화상 처리 장치(111)와, 제어 장치(107)와, 바늘 제어 장치(109)가 설명된다.
우선, 제1 공급 장치(117a)는 세포 현탁액(114)으로 채워진다. 점착성 세포의 경우에는 세포들이 트립신화(trypsinization)에 의해서 캐리어로부터 분리된다.
혼합 유닛(118a)은 제1 공급 장치(117a)를 채운 세포 현탁액(114)과, 제2 공급 장치(117b)를 채운 배지(115)를 혼합하고, 적절한 농도를 가지도록 세포 현탁액(114)을 희석하여 세포 내에 전이 물질을 개별적으로 주입시킨다.
이어서, 세포 현탁액은 파이프(102a)를 경유하여 장치(100)에 전달된다. 이어서, 세포 현탁액은 유로(105)에 진입한다. 유로(105)는 투명한 재질로 형성되므로, 세포 관측 장치(112)가 유로(105)를 관측할 수 있다.
세포 관측 장치(112)는 유로(105)를 항상 관측한다. 세포 관측 장치(112)가 관찰 범위에 전달되는 세포(121)를 검출하면, 세포 관측 장치(112)는 세포 검출 신호를 호스트 컴퓨터(113)에 전송한다. 호스트 컴퓨터(113)가 세포 검출 신호를 수신하면 호스트 컴퓨터(113)는 포착 개시 명령을 제어 장치(107)에 전송한다.
호스트 컴퓨터(113)로부터의 포착 개시 명령에 따라서, 제어 장치(107)는 도 9에 도시된 바와 같이, 유로(105)에 있는 포착 구멍(124)에서 세포(121)를 포착하도록 장치(106)를 동작시킨다.
세포 관측 장치(112)는 유로(105)를 항상 관측하고, 세포 관측 장치(112)가 장치(106) 근방에서 멈춘 세포를 검출하면, 세포 관측 장치(112)는 세포 포착 완료 신호를 호스트 컴퓨터(113)에 전송한다. 호스트 컴퓨터(113)는 세포 포착 완료 신호를 수신 시에, 유전자의 도입을 시작하게 하는 주입 개시 명령을 바늘 제어 장치(109)에 전송한다.
호스트 컴퓨터(113)으로부터의 주입 개시 명령에 따라서, 바늘 제어 장치(109)는 바늘(108)을 이동시켜서, 바늘(108)이 삽입 구멍(123)을 관통하고, 장치(106)에 의해서 포착된 세포(121)의 세포막에 달라붙는다. 그 결과, 바늘(108)은 세포(121) 내에 전이 물질을 주입하게 된다.
전이 물질은 바늘(108)에 있는 구멍에서 삽입되거나 바늘(108)의 끝부분에 점착될 수 있다. 전이 물질이 바늘(108)에서 삽입되면, 바늘 제어 장치(109)의 송액 장치는 적정량의 전이 물질이 세포 내에 주입되도록 제어를 행한다.
바늘 제어 장치(109)가 유전자 전이의 조작을 완료하면, 바늘 제어 장치(109)는 전이 완료 신호를 호스트 컴퓨터(113)에 전송한다. 전이 완료 신호에 따라서, 호스트 컴퓨터(113)는 해방 신호를 화상 처리 장치(111)와 제어 장치(107)에 전송한다. 이어서, 화상 처리 장치(111)는 신호 검출 조작을 종료하고, 제어 장치(107)는 포착된 세포(121)를 해방시키도록 장치(106)를 동작시킨다.
전이 물질이 세포(121) 내에 도입된 후에, 세포(121)는 유로(105) 및 파이프(102b)를 경유하여 제2 송액 장치(103b)에 전달된다. 제2 송액 장치(103b)의 혼합 유닛(118b)에서, 세포(121)를 포함하고 있는 세포 현탁액은 배지(115)와 혼합되고, 세포(121)를 개별적으로 다루기 위해서 적절한 농도로 희석된다.
분배기(104)는 제2 송액 장치(103b)로부터 전달되어 희석된 세포 현탁액을 범용 다공판에 분배한다. 이와 같이 하여, 여러 개의 세포들이 수용되면서 개개의 세포에 대한 조작을 가능하게 할 수 있다.
세포(121)가 개별적으로 수용된 후에, 세포(121)의 복제가 나타나는 지의 여부와 유전자 전이 또는 약제 전이가 나타나는 지의 여부가 요구에 따라서 확인될 수 있다.
전술의 설명에서, 세포(121)는 도 9에 도시된 장치(106)를 이용하여 포착된다는 점을 언급한 바 있다. 그러나, 세포(121)는 포착 장치를 이용하여 기계적으로 포착될 수도 있고, 세포친화 물질을 이용하여 포착될 수도 있다.
또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 세포(121)는 포착 장치(126)를 이용하여 포착될 수도 있다. 포착 장치(126)는 개구부(125)로부터 삽입되고 화살표 방향으로이동되어, 유로(105)로 들어오는 세포(121)를 포착한다. 전이 물질은 유로(105)의 벽면에 배치된 미소 구멍(123)으로부터 삽입된 바늘(108)을 이용하여 포착된 세포(122) 내에 주입된다.
또한, 도 12에 도시된 바와 같이, 세포(121)는 세포친화 물질(127)을 이용하여 포착될 수도 있다. 세포(121)는 세포친화 물질(!27)에 붙어 포착되게 된다. 전이 물질은 유로(105)의 벽면에 배치된 미소 구멍(123)으로부터 삽입된 바늘(108)을 이용하여 포착된 세포(122) 내에 주입된다.
주변 장치의 튜브들이 세포내 물질 도입 장치의 본체에 접속되면, 튜브는 전술한 실시예들에서 튜브의 단부에 배치된 나사 구조를 이용하여 본체에 직접 접속된다. 그러나, 튜브와 본체를 직접 접속시키는 대신에, 장치 상에 지그를 준비하여 튜브 상의 나사와 지그가 접속되게 할 수도 있다.
또한, 이 접속은 나사 구조에 한정되지 않는다. 예컨대, 착탈 부재에 탄성을 갖게하여 그 탄성력을 이용해서 개구부에 맞추어져도 좋다.
또한, 전술한 실시예들에서는 화상 처리 장치와 제어 장치를 이용하여 모든 공정이 자동화되지만, 일부 공정이 수동으로 수행되어도 좋다.
또한, 전술한 실시예들에서는 세포용 물질 도입 장치가 폴리카보네이트로 형성되지만, 세포용 물질 도입 장치는 다른 투명 수지이어도 좋고 유리이어도 좋다.
또한, 세포용 물질 도입 장치를 구성하는 상측판과 하측판이 단층 구조로서 설명되었지만, 구멍 깊이 등에 따라서 다층 구조가 이용되어도 좋다.
또한, 유로가 하측판에 배치되었지만, 유로가 세포 입력부와 세포 출력부를가지는 상측판에 배치되어도 좋다.
본 발명은 완전하고 명료한 개시를 위해서 특정한 실시예에 대해서 설명되었지만, 특허청구범위는 이들에 한정되지 않고, 당해 기술 분야의 숙련자에게 생길 수 있고 여기에 개시된 기본 교시 내에 명백히 속하는 모든 변형예 및 대체 구성을 구체화하는 것으로서 해석되어야 한다.
본 발명에 의하면, 세포용 물질 도입 장치에 세포를 거의 완전하게 포착하는 포착부를 둠과 동시에, 무든 공정을 자동화할 수 있으므로, 세포의 종류 및 도입 물질의 종류를 불문하는 인젝션 방식이면서, 높은 처리량을 실현할 수 있고, 나아가, 재생 의료 및 게놈 약제 발견 사업의 발전에 기여하는 바가 크다.

Claims (17)

  1. 상기 세포를 입력하는 세포 입력부와;
    상기 세포를 출력하는 세포 출력부와;
    상기 세포 입력부와 상기 세포 출력부를 연결하는 유로로서, 이 유로를 통해서 상기 세포가 상기 세포 입력부에서부터 상기 세포 출력부로 흐르는 것인 유로와;
    상기 유로에 배치되고 상기 유로에 흐르는 상기 세포를 포착하는 포착부와;
    상기 포착부에서 포착된 세포 내에 물질을 도입시키는 바늘을 통과시킬 수 있는 삽입부
    를 포함하고,
    상기 물질이 도입된 세포는 상기 유로를 통해서 상기 세포 출력부로 흐르며 상기 세포는 상기 세포 출력부로부터 추출되는 것인 세포용 물질 도입 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 포착부와 상기 삽입부 중 적어도 하나는 투명한 재질로 형성되는 것인 세포용 물질 도입 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 세포 입력부와, 상기 세포 출력부와, 상기 포착부 중 적어도 하나는 외부 파이프가 착탈형으로 연결되도록 이루어진 장치를 포함하는 것인 세포용 물질 도입 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 세포 입력부와, 상기 세포 출력부와, 상기 유로와, 상기 포착부는 판에 형성되고,
    상기 유로는 하측면을 포함하며,
    상기 포착부는 상기 유로에 연결되는 포착 구멍의 하측면에서 포착 개구부와 포착 구멍을 포함하고,
    상기 포착 구멍은 상기 세포의 직경보다 작은 직경을 가지며,
    상기 포착부에서 세포를 포착하는 장치에 의해서 상기 포착 개구부에서 흡인이 발생되는 것인 세포용 물질 도입 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 유로는 상기 포착부의 근방에 있는 제1 부분과, 이 제1 부분 이외의 부분에 있는 제2 부분을 포함하고, 상기 제1 부분은 상기 제2 부분보다 폭이 넓은 것인 세포용 물질 도입 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 유로는 상기 포착부의 근방에 있는 제1 부분과, 이 제1 부분 이외의 부분에 있는 제2 부분을 포함하고, 상기 제1 부분은 사행되며 상게 제2 부분은 실질적으로 직선인 것인 세포용 물질 도입 장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 유로의 하측면은 상기 포착부에서 단차를 포함하는 것인 세포용 물질 도입 장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 삽입부는 상기 세포 출력부와 상기 유로와 상기 포착부가 형성된 상기 판과는 다른 판에 형성되고;
    상기 유로는 상측면을 포함하며;
    상기 삽입부는 상기 삽입 개구부의 하측면에 삽입 개구부와 삽입 구멍을 포함하고;
    상기 삽입 구멍은 상기 바늘의 삽입을 가능하게 하는 직경을 가지며;
    상기 삽입부는 상기 유로와 상기 삽입 개구부가 연결되도록 상기 포착부의 반대쪽에 배치되는 것인 세포용 물질 도입 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 물질은 유전자 용액과 약제 용액 중 어느 하나인 것인 세포용 물질 도입 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 세포 입력부와, 상기 세포 출력부와, 상기 유로 및 상기 포착부는 판에 형성되고;
    상기 유로는 하측면을 포함하며;
    상기 포착부는 상기 유로의 하측면에 배치된 포착 구멍을 구비하고;
    상기 포착 구멍은 상기 세포의 직경보다 작은 직경을 가지며;
    상기 포착 구멍에서는 흡인이 발생하는 것인 세포용 물질 도입 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 세포 입력부와, 상기 세포 출력부와, 상기 유로 및 상기 포착부는 판에 형성되고;
    상기 유로는 하측면을 포함하며;
    상기 포착부는 상기 유로에 연결된 포착 개구부와, 이 포착 개구부에서 왕복할 수 있는 포착 로드(rod)를 포함하고;
    상기 포착 로드는 상기 세포를 포착하도록 단부에 노치부(notch)를 구비하는 것인 세포용 물질 도입 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 세포 입력부와, 상기 세포 출력굽와, 상기 유로 및 상기 포착부는 판에 형성되고;
    상기 유로는 하측면을 포함하며;
    상기 포착부는 점착력을 가지며 상기 유로의 하측면에 배치되는 물질을 포함하고;
    상기 세포는 상기 물질에 달라붙는 것인 세포용 물질 도입 장치.
  13. 세포용 물질 도입 시스템으로서,
    1) 세포 내에 물질을 도입하기 위한 장치로서, 이 세포용 물질 도입 장치는,
    상기 세포를 입력하는 세포 입력부와;
    상기 세포를 출력하는 세포 출력부와;
    상기 세포 입력부와 상기 세포 출력부를 연결하는 유로로서, 이 유로를 통해서 상기 세포가 상기 세포 입력부에서부터 상기 세포 출력부로 흐르는 것인 유로와;
    상기 유로에 배치되고 상기 유로에 흐르는 상기 세포를 포착하는 포착부와;
    상기 포착부에서 포착된 세포 내에 물질을 도입시키는 바늘을 통과시킬 수 있는 삽입부를 포함하고,
    상기 물질이 도입된 세포는 상기 유로를 통해서 상기 세포 출력부로 흐르며 상기 세포는 상기 세포 출력부로부터 추출되는 것인 상기 세포용 물질 도입 장치와;
    2) 상기 세포 입력부에 연결되는 액송 장치와;
    3) 상기 세포 출력부에 연결된 배양 장치와;
    4) 상기 바늘을 구동하는 바늘 구동 장치와;
    5) 조작자가 상기 포착부에서 포착된 세포를 관측하도록 이용되는 관측부 및 광원
    을 포함하는 것인 세포용 물질 도입 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 관측부는,
    상기 세포용 물질 도입 장치를 지지하는 스테이지와;
    상기 세포용 물질 도입 장치에서 약 30 밀리미터 위에서 렌즈 유닛을 지지하는 지주로서, 상기 렌즈 유닛이 일정한 거리에서 상기 포착부에서 포착된 세포의 근방에서 회전될 수 있는 것인 지주를 포함하고,
    조작자는 상기 렌즈 유닛을 원하는 위치에 위치 지정함으로써 상기 삽입부로부터 삽입되는 바늘과 상기 포착부에서 포착된 세포를 동시에 관측할 수 있는 것인 것인 세포용 물질 도입 시스템.
  15. 세포용 물질 도입 시스템으로서,
    1) 세포 내에 물질을 도입하기 위한 장치로서, 이 세포용 물질 도입 장치는,
    상기 세포를 입력하는 세포 입력부와;
    상기 세포를 출력하는 세포 출력부와;
    상기 세포 입력부와 상기 세포 출력부를 연결하는 유로로서, 이 유로를 통해서 상기 세포가 상기 세포 입력부에서부터 상기 세포 출력부로 흐르는 것인 유로와;
    상기 유로에 배치되고 상기 유로에 흐르는 상기 세포를 포착하는 포착부와;
    상기 포착부에서 포착된 세포 내에 물질을 도입시키는 바늘을 통과시킬 수 있는 삽입부를 포함하고,
    상기 물질이 도입된 세포는 상기 유로를 통해서 상기 세포 출력부로 흐르며 상기 세포는 상기 세포 출력부로부터 추출되는 것인 상기 세포용 물질 도입 장치와;
    2) 상기 세포가 들어 있는 액체를 상기 세포 입력부에 공급하는 제1 송액 장치와;
    3) 상기 세포 출력부로부터 상기 세포를 추출하는 제2 송액 장치와;
    4) 상기 제2 송액 장치에 의해서 추출된 세포를 받아들이는 분배기
    를 포함하는 것인 세포용 물질 도입 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제1 송액 장치는,
    상기 세포 현탁액을 공급하는 제1 공급 장치와;
    배지를 공급하는 제2 공급 장치와;
    상기 제1 공급 장치에 의해서 공급된 상기 세포 현탁액과, 상기 제2 공급 장치에 의해서 공급된 상기 배지를 혼합하여 상기 액체를 생성하는 혼합 유닛과;
    상기 세포 현탁액의 농도와, 상기 배지의 공급량과, 상기 배기의 액압(液壓)을 제어하여 상기 혼합 유닛으로부터 출력되는 액체의 농도를 제어하는 액체 공급 제어 장치
    를 포함하는 것인 세포용 물질 도입 시스템.
  17. 제15항에 있어서, 상기 세포용 물질 도입 시스템은,
    상기 포착부와 상기 바늘의 움직임을 제어하는 제어 장치와;
    상기 유로에 흐르는 세포를 관측하는 세포 관측 유닛
    을 더 포함하고;
    상기 세포 관측 유닛은 상기 세포 관측 유닛이 상기 포착부의 근방에서 상기 세포를 관측할 때 제1 신호를 상기 제어 장치에 전송하며;
    상기 제어 장치는 상기 제1 신호의 수신 시에 제2 신호를 상기 포착부에 전송하고;
    상기 포착부는 상기 제2 신호의 수신 시에 상기 세포의 포착을 개시하며;
    상기 세포 관측 유닛은 상기 포착부가 상기 세포를 포착하였음을 검출한 때에 제3 신호를 상기 제어 장치에 전송하고;
    상기 제어 장치는 상기 제3 신호의 수신 시에 상기 바늘을 이동하게 하고 또한 유전자 용액 또는 제약 용액 중 어느 하나를 상기 세포에 도입하게 하며;
    상기 세포 관측 유닛은 상기 바늘에 의한 주입이 완료되었음을 검출한 때에 제5 신호를 전송하고;
    상기 제어 장치는 상기 제5 신호의 수신 시에 제6 신호를 상기 포착부에 전송하며;
    상기 포착부는 상기 제6 신호의 수신 시에 상기 세포를 해방시키는 것인 세포용 물질 도입 시스템.
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