WO2019187477A1 - 微小粒子含有液分散装置、微小粒子沈降抑制方法、微小粒子分取又は測定装置、及び微小粒子沈降抑制用振動子 - Google Patents

微小粒子含有液分散装置、微小粒子沈降抑制方法、微小粒子分取又は測定装置、及び微小粒子沈降抑制用振動子 Download PDF

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Definitions

  • the cell-containing liquid Since the cell-containing liquid has a specific gravity higher than that of water, it will settle if left standing.
  • flow cytometry can selectively sort target cells from various cell suspensions, the sorting success rate depends on the concentration of the cell-containing solution. In particular, when the cell concentration is high, the cells are flowed in close proximity, which greatly affects the abort rate and purity, and it is desired that the liquid is fed at a constant concentration during the sorting.
  • Inorganic polymer materials include glass, silica, magnetic materials, and the like.
  • Metals include gold colloid, aluminum and the like.
  • the shape of these fine particles is generally spherical, but may be non-spherical, and the size and mass are not particularly limited.
  • the drive waveform is selected from the group consisting of, for example, a pulse waveform, a sine waveform, a sweep waveform, a triangle waveform, a sawtooth waveform, a square waveform, a trapezoidal waveform, and a stepped waveform and a multistage waveform.
  • a pulse waveform for example, a pulse waveform, a sine waveform, a sweep waveform, a triangle waveform, a sawtooth waveform, a square waveform, a trapezoidal waveform, and a stepped waveform and a multistage waveform.
  • a pulse waveform a sine waveform
  • a sweep waveform a triangle waveform
  • a sawtooth waveform a square waveform
  • a trapezoidal waveform a stepped waveform and a multistage waveform.
  • the present invention is not limited thereto, and the combination is not limited.

Abstract

細胞を含む微小粒子を分散できる微小粒子含有液分散装置及び微小粒子沈降抑制方法、微小粒子分取又は測定装置、並びに微小粒子沈降抑制用振動子を提供すること。 微小粒子含有液が入ったバッグに吊着するための固定具を備えた、前記バックを鉛直下側方向に吊り下げる微小粒子沈降抑制用振動子と、前記バッグを吊持するスタンドとを含む、微小粒子含有液分散装置である。

Description

微小粒子含有液分散装置、微小粒子沈降抑制方法、微小粒子分取又は測定装置、及び微小粒子沈降抑制用振動子
 本発明は、微小粒子含有液分散装置、微小粒子沈降抑制方法、微小粒子分取又は測定装置、及び微小粒子沈降抑制用振動子に関する。
 近年、再生医療・細胞治療の研究が盛んに進められており、細胞を迅速に評価する手法としてフローサイトメータのニーズが高まっている。フローサイトメータは、解析の対象となる細胞を流体中に整列させた状態で流し込み、該細胞にレーザ光等を照射することにより、各細胞から発せられた蛍光や散乱光を検出することで細胞の解析や分取を行う分析手法である。フローサイトメータは、再生医療・細胞治療の研究において細胞を解析するツールとして使用されている。そして、種々の細胞解析装置が開発されている(特許文献1~4)。
 前記細胞解析装置に、細胞含有液を流入する際に、攪拌を行わずに送液すると、高濃度の送液によってチューブ内の詰まりが発生しやすくなり、細胞含有液供給先の装置の安定性を損なう問題が知られていた。そして、特に、細胞解析装置への送液においては、高濃度の細胞含有液が流れてくることで、ソーティング処理が間に合わず、細胞含有液を無駄にしてしまう問題が知られていた。
特開2012-127922号公報 特開2013-210287号公報 特開2014-036604号公報 特開2014-202573号公報
 細胞含有液は細胞の比重が水より高いため、静置していると沈降してしまう。フローサイトメトリーは多種細胞懸濁液から目的の細胞を選択的に分取することが可能であるが、分取成功率は細胞含有液の濃度に依存する。特に細胞濃度が濃い場合は近接状態で細胞が流されるため、アボート率や純度に大きく影響してしまい、分取中は一定濃度で送液されることが望まれる。
 一般的なフローサイトメータの場合、ソーティング対象の細胞含有液は汎用的に使われるプラスチック、ガラス等の硬質なチューブに入れられ、そのチューブごと、もしくは吸引ノズル自体を回転・振動等の外力を定期的に装置側から与えることで細胞沈降を抑制している。回転や振動機構はDCモータやステッピングモータ、偏心モータなどが用いられるが、これらモータが動作中に発熱するため、細胞懸濁液に熱伝達しないような工夫が必要である。また、振動が流量センサや圧力センサ、レーザ光学系にノイズをもたらさないような除振設計が極めて重要であり、装置設計の制約となることが課題であった。
 そこで、本発明者らは、前記課題解決のため鋭意研究し、細胞等の微小粒子を分散できる微小粒子含有液分散装置及び微小粒子沈降抑制方法、微小粒子分取又は測定装置、並びに微小粒子沈降抑制用振動子を開発した。
 即ち、本技術は、微小粒子含有液が入った柔軟性を有するバッグに吊着するための固定具を備えた、前記バックを鉛直下側方向に吊り下げる微小粒子沈降抑制用振動子を含む、微小粒子含有液分散装置を提供する。
 前記バッグは、オレフィン系プラスチック、ポリエステル系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリ塩化ビニル系エラストマー又はポリエチレン系エラストマーを材料として成形されていることが好ましい。
 前記バッグは、上端、下端及び横端が郭定され、
 前記上端は、前記微小粒子含有液が流出される流出ポートを有し、
 前記流出ポートは、前記微小粒子含有液が送液される、前記下端に向かって延在する導管を有し、
 前記下端は、前記微小粒子が貯留される、一部又は全部に勾配を有する底部を有することができる。
 前記バッグは、前記横端及び/又は下端に前記微小粒子沈降抑制用振動子着脱部を有することができる。
 また、前記バックの内側表面がコーティングされていてもよい。
 更に、前記微小粒子含有液分散装置は、更に振動子制御部を有することが好ましい。
 また、本技術は、微小粒子含有液が入ったバッグに吊着するための固定具を備えた、前記バックを鉛直下側方向に吊り下げる微小粒子沈降抑制用振動子を、微小粒子含有液が入ったバッグに吊着して、前記微小粒子沈降抑制用振動子を作動して前記バッグを搖動する、微小粒子沈降抑制方法を提供する。
 ここで、前記バッグはスタンドに吊持することができ、前記微小粒子沈降抑制用振動子を、前記スタンドに吊持された前記バッグの吊下支点から最も遠い鉛直下側端部に固定することが好ましい。
 前記微小粒子沈降抑制用振動子は、該微小粒子沈降抑制用振動子の駆動波形を変える振動子制御部により制御され得る。
 また、前記駆動波形は、パルス状波形、サイン状波形、スイープ状波形、トライアングル状波形、のこぎり状波形、スクエア状波形、台形状波形、並びにこれらの階段状波形及び多段状波形からなる群から選択される波形であり得る。
 また、本技術は、前記微小粒子含有液分散装置を備えた、微小粒子分取又は測定装置を提供する。
 更に本技術は、微小粒子含有液が入ったバッグに吊着するための固定具と、振動子とを有する、微小粒子沈降抑制用振動子を提供する。
 ここで、前記振動子は例えば電動アクチュエータであり、前記固定具は、接着、圧入、挿入、ねじ止め、磁力作用又はばね部材等による固定により前記バッグに吊着し得る。
 また、前記微小粒子は細胞であり得る。
 本技術によれば、微小粒子含有液中の微小粒子が分散し、分取中は一定濃度で送液される。なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
微小粒子含有液分散装置の概略を示す図である。 バッグを示す図である。 バッグを示す図である。 微小粒子沈降抑制用振動子をバッグに取り付けて粒子沈降抑止するイメージを示す図である。 バッグに取り付けた微小粒子沈降抑制用振動子によりバッグ内液体に対流が発生する機序を説明する図である。 微小粒子沈降抑制用振動子がもたらすバッグ姿勢制御効果を説明する図である。 微小粒子沈降抑制用振動子の例を示す図面代用写真である。 微小粒子沈降抑制用振動子の例を示す図面代用写真である。 本技術の実施態様を示す図面代用写真である。 振動子制御部による振動子駆動波形を示す図である。 微小粒子分取装置の一例を模式的に示す図である。 微小粒子分取キットの構成を示す図である。
 以下、本技術を実施するための好適な形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。説明は以下の順序で行う。
1.微小粒子含有液分散装置
 1-1.全体構成
 1-2.バッグ
2.微小粒子沈降抑制方法
 2-1.微小粒子沈降抑制の機序
 2-2.微小粒子沈降抑制用振動子
 2-3.振動子制御部
3.微小粒子分取又は測定装置
<1.微小粒子含有液分散装置>
1-1.全体構成
 図1を参照しつつ説明する。
 微小粒子含有液分散装置1は、少なくともバッグ2、スタンド3(フック4を含む)、微小粒子分散用振動子5及び振動子制御部6から構成される。
 バッグ2には、微小粒子含有液が入っている。微小粒子は分取、測定又は解析対象のものであり得る。本技術において、微小粒子とは、細胞や微生物、リポソームなどの生体関連微小粒子、あるいはラテックス粒子やゲル粒子、工業用粒子などの合成粒子などが広く含まれる。
 生体関連微小粒子には、各種細胞を構成する染色体、リポソーム、ミトコンドリア、オルガネラ(細胞小器官)などが含まれる。細胞には、動物細胞(血球系細胞など)および植物細胞が含まれる。微生物には、大腸菌などの細菌類、タバコモザイクウイルスなどのウイルス類、イースト菌などの菌類などが含まれる。さらに、生体関連微小粒子には、核酸やタンパク質、これらの複合体などの生体関連高分子も包含され得るものとする。また、工業用粒子は、例えば有機もしくは無機高分子材料、金属などであってもよい。有機高分子材料には、ポリスチレン、スチレン・ジビニルベンゼン、ポリメチルメタクリレートなどが含まれる。無機高分子材料には、ガラス、シリカ、磁性体材料などが含まれる。金属には、金コロイド、アルミなどが含まれる。これら微小粒子の形状は、一般には球形であるのが普通であるが、非球形であってもよく、また大きさや質量なども特に限定されない。
 スタンド3にはフック4があり、例えばバッグ2の上部に開けられた孔でフック4にバッグ2を吊り下げる。フック4は、バッグ2が吊下げられる構造であればフックに限定されず、例えばクリップ等の構造を有すればよい。
 バッグ2の下部には、微小粒子沈降抑制用振動子5が装着される。微小粒子沈降抑制用振動子は、バッグ中の微小粒子の沈降を抑制すべく搖動する。その振動時間、振動パターン等は、振動子制御部6で制御する。微小粒子沈降抑制用振動子5と振動子制御部6は後述する。
1-2.バッグ
 図2は、本技術に用いるバッグ2の一形態を示す模式図である。
 バッグ2の上端には、微小粒子含有液が流出される流出ポート201を有することが好ましい。流出ポート201は微小粒子含有液が送液される導管203を有する。導管203は、流出ポート201からバッグ下端に向かって延在する。導管203の長さは特に限定されないが、微小粒子含有液のほとんどを流出できるように、バッグ下端に近いことが好ましいが、バッグ2中の残液の量によって、導管203の長さを変えることができるようにしてもよい。
 バッグ下端は、好ましくは微小粒子が貯留されるように、一部又は全部に勾配がある底部を有することが好ましい。図2は、勾配202が下端の一部にある例を示し、図3は勾配202が全部にある例を示す。下端の形状はこれらに限定されない。
 バッグ下端204及び/又は横端205は、微小粒子沈降抑制用振動子5を着脱できる程度の幅を有していればよい。
 バッグ上端は流出ポート201を有する。前記導管203から吸い上げられた微小粒子含有液は流出ポート201を通って、流出ポート201に連結された外側チューブへ流れる。
 流出ポートの材質は特に限定されないが、例えば、ブチルゴム、イソプレンゴム、天然ゴム等のゴム製のものから、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ナイロン系エラストマー等の高分子エラストマー、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、環状ポリオレフィン等の熱可塑性樹脂等が挙げられる。
 また、コンタミネーション等を起こさないように、バッグの上端、及び上端と流出ポート201間が封止されていることが好ましい。
 バッグ2の材質は特に限定されないが、好ましくはオレフィン系プラスチックである。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド(ナイロン)、又はシクロオレフィンポリマーやシクロオレフィンコポリマーなどの環状ポリオレフィンでもよい。また、ポリエチレンやポリプロピレンなどをハードセグメントとして、ポリブタジエンゴムなどをソフトセグメントとしたものであるオレフィン系エラストマーであってもよい。例えば、ポリエチレン系エラストマーである。あるいは、ポリエステル系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー又はポリ塩化ビニル系エラストマーなどの熱可塑性エラストマーであってもよい。
 バッグ2は、図2に示すように上端、下端及び横端が郭定される。上記バッグ2の材質であれば、シーリング等により容易に郭定できる。この下端、横端を、微小粒子沈降抑制用振動子着脱部とすることができる。
 また、バッグ2の少なくとも内側表面には、微小粒子の非特異吸着を軽減するため、コーティングを施すことが好ましい。コーティング剤は特に限定されないが、低分子タンパク質、シリコン、及び水溶性ポリマーからなる群より選ばれるいずれか一種によるものであることが好ましい。また、前記低分子タンパク質は、アルブミンであることが好ましく、前記水溶性ポリマーは、カゼイン、ゼラチン、デキストラン、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ポリビニルプロリドン、及びポリエチレングリコールからなる群より選ばれる少なくとも一種以上であることが好ましい。
 バッグ2には、その他にポートやチューブ等を必要に応じて設置することができる。
 バッグ2の詳細については、特願2017-043714を参照されたい。
<2.微小粒子沈降抑制方法>
 本技術の微小粒子沈降抑制方法は、微小粒子含有液が入ったバッグに吊着するための固定具を備えた、前記バックを鉛直下側方向に吊り下げる微小粒子沈降抑制用振動子を、微小粒子含有液が入ったバッグに吊着して、前記微小粒子沈降抑制用振動子を作動して前記バッグを搖動する方法である。
2-1.微小粒子沈降抑制の機序
 図4の左側に示すように、バッグ2をスタンド3のフック4に吊持する。図4の中央に示すようにそのまま静置していると、微小粒子が沈降してしまう。そこで、図4の右側に示したように、微小粒子沈降抑制用振動子5をバッグ2に装着して振動を与える。
 微小粒子沈降抑制用振動子5の駆動直後は、図5に示したように、液面が振動解放端のために液面近傍で強い対流が発生するが、やがて表面付近の対流が成長し、全体を巻き込む大きな対流が形成される。微小粒子の沈降スピードよりも対流速度の方が上回ることで、微小粒子沈降抑制用振動子5を駆動させている間は、微小粒子は沈降せず、濃度は均一に保たれる。また、バッグ2の内壁にトラップされた気泡や、飛び跳ねや結露した水滴があったとしても、振動を与えることで解消することができる。
 また、微小粒子沈降抑制用振動子5によりバッグ2が揺れると、バッグ内壁と粒子分散液にせん断力が発生し、慣性抵抗や粘性抵抗により複雑な流れ場を形成することで沈降を抑止する。
 更に、バッグ内粒子分散液水面は振動伝達の解放端となるため、水面の振動自由度が高く、すなわち強力な対流が形成され易く、この対流をきっかけにバッグ内全体の大きな旋回流を形成することを特徴とする。
 また、図6の左側にしめすように、バッグ2をフック4に吊持したときに、バッグ2の横から見てバッグ2が斜めになっていることがある。
 バッグは柔軟なフィルムで作られているものが一般的であり、液体を入れた後でもバッグのシワやクセによる波打ちが残ったままであることや、液体量が少ない場合には、吊るしの姿勢が鉛直方向に保持されず傾くことがよくある。こういった場合、図6の中央に示すように、内壁面に粒子は沈降堆積しやすくなる。
 そこで、図6の右側に示すように、微小粒子沈降抑制用振動子5をフック4からなるべく離れた位置、例えば鉛直下側端部に固定する。それにより、すると、微小粒子沈降抑制用振動子5の重さで、モーメントによりバッグ2を鉛直方向に姿勢を正す力が効果的に働き、内壁に堆積しにくい状態で振動を与えることができる。つまり、微小粒子沈降抑制用振動子5はウェイトとしての機能も果たす。また、前記微小粒子含有液分散装置や後述の微小粒子分取又は測定装置への反力を極めて抑えて振動を与えることができ、除振・発熱に対する設計制約が緩和される。
 なお、ウェイトの重さは特に限定されないが、1g以上であることが好ましい。
 微小粒子沈降抑制用振動子5のバッグ2への吊着は、接着材、テープ等を用いてバッグ2に直接固定してもよいし、圧入、挿入、ねじ止め、磁力作用、ばね部材等を用いて固定してもよい。
 また、微小粒子沈降抑制用振動子5と電源とをつなぐコードの長さは適宜調節し、バッグ2の姿勢を崩さないようにする。あるいは、微小粒子沈降抑制用振動子5を電池内蔵構成にして電源コードをなくしてもよい。
2-2.微小粒子沈降抑制用振動子
 微小粒子沈降抑制用振動子5の振動子には、代表的には電動アクチュエータが挙げられ、例えば圧電素子、リニア振動アクチュエータ、円筒型偏心AC/DCモータ、コイン型偏心AC/DCモータ等、電流/圧電駆動の素子を用いることができる。例えば、コイン型偏心モータの場合は、回転数は5000~20000rpm程度にすると、微小粒子が例えば細胞のときに沈降を抑制できる。
 微小粒子沈降抑制用振動子の一例として、市販のコイン型偏心モータ(図7)をねじりバネとともに仕込んでクリップ型にした微小粒子沈降抑制用振動子(図8)を示す。
 微小粒子沈降抑制用振動子は、バッグの鉛直下側方向に吊下げて用いる(図9)。
 微小粒子沈降抑制用振動子は、前述のように、電源からの電力供給が有線か電池式かに関わらず、ユーザーでも容易に交換できるため、メンテナンス性も高い。
2-3.振動子制御部
 微小粒子沈降抑制用振動子5の駆動においては、素子の電流/電圧の駆動波形をパルス状、スイープ状、階段状、多段状(図10)などにすることで、振動モードを変化させ、沈降抑止のための対流をより複雑化、高速化する方法も含める。
 一定電圧で駆動するよりも、駆動電圧範囲で多段的に電圧変化させるか、スイープした方が液中の振動モードが変化するため、形成される対流はより複雑な流れとなり、微小粒子の攪拌力が上がる。
 駆動波形は、例えば、パルス状波形、サイン状波形、スイープ状波形、トライアングル状波形、のこぎり状波形、スクエア状波形、台形状波形、並びにこれらの階段状波形及び多段状波形からなる群から選択される波形であるがこれらに限定されず、組み合わせも限定されない。
 振動子制御部は、微小粒子含有液中の分散状態に応じて手動又は自動的に波形を選択することができる。微小粒子の分散状態は目視でもよく、撮像装置等を用いてもよいし、微小粒子に蛍光体等で標識をつけて検出できるようにしてもよい。
 振動時間は、微小粒子の分取が終わるまで、又はバッグ2中の微小粒子含有液がなくなるまでとしてもよいが、微小粒子の分散状態に応じて、適宜振動時間を区切ってもよい。
 これらの振動子の動きは、振動子制御部に組み込まれたあるいは連結された所定のプログラムで実行すればよい。
<3.微小粒子分取又は測定装置>
 図11に、本技術に係る微小粒子分取装置100の実施形態の一例を示す。
図11に示されるように、前記微小粒子分取装置100は微小粒子含有液分散装置120と、分取部12と、光照射部121と、光検出部122と、演算処理部123と、を備え、必要に応じて、位置制御部124、分解光照射部125、薬剤投入管理部126、培養部127、圧力調整部128等を備えていてもよい。以下、各部について説明する。
(1)微小粒子含有液分散装置
 図1に示したとおりであり、説明を省略する。
(2)分取部
 本技術に係る微小粒子分取装置100は、微小粒子の分取、貯留を行う微小粒子分取キット101を分取部12として備える。
 当該微小粒子分取キット101の構成を、図12に示す。
 微小粒子含有液分散装置120から送られた微小粒子含有液は、微小粒子含有液インレット111から微小粒子含有液流路112に導入される。また、シース液インレット113からはシース液が導入される。シース液インレット113から導入されたシース液は、2本のシース液流路114,114に分流されて送液される。微小粒子含有液流路112とシース液流路114,114は合流して主流路115となる。微小粒子含有液流路112を送液される微小粒子含有液層流Sと、シース液流路114、114を送液されるシース液層流Tと、は主流路115内において合流し、微小粒子含有液層流がシース液層流に挟み込まれたシースフローを形成する。
 また、シース液インレット113から導入されたシース液は、シース液流路114とは別に形成されたシース液バイパス流路118にも送液される。シース液バイパス流路118の一端はシース液インレット113に接続しており、他端は後述する分取流路116の主流路115への連通口近傍に接続している。シース液バイパス流路118のシース液導入端は、シース液インレット113及びシース液流路114,114を含むシース液の通流部位のいずれかの箇所に接続されていればよいが、好ましくはシース液インレット113に接続される。2つのシース液流路114が幾何学的に対称になる中心位置(すなわちシース液インレット113)にシース液バイパス流路118を接続することで、2つのシース液流路114へシース液が等流量分配されるようにできる。
 図12中符号115aは、励起光が照射され、微小粒子から発せられる蛍光及び散乱光の検出が行われる検出領域を示す。微小粒子含有液は、主流路115に形成されるシースフロー中に一列に配列した状態で検出領域115aに送流され、前記励起光により照射される。
 主流路115は、検出領域115aの下流において、3つの流路に分岐している。主流路115は、検出領域115aの下流において、分取流路116及び廃棄流路117,117の3つの分岐流路と連通している。このうち、分取流路116は、微小粒子含有液が取り込まれる流路である。前記微小粒子含有液内に含まれる標的微小粒子以外の微小粒子は、分取流路116内に取り込まれることなく、2本の廃棄流路117のいずれか一方に流れる。
 微小粒子含有液の分取流路116内への取り込みは、分取流路116内に負圧を発生させ、この負圧を利用して標的微小粒子を分取流路116内に吸い込むことによって行われる。負圧は、ピエゾ素子などの圧電素子を分取流路116において内空が拡張された領域として設けられた圧力室161に対応する位置に配置されている。
(3)光照射部
 本技術に係る微小粒子分取装置100は、前記微小粒子試料に対して光を照射する光照射部121を備える。
 具体的には、光照射部121は、主流路115上に設けられる検出領域115aを通流する微小粒子に光(励起光)を照射する。
 光照射部121は、例えば、励起光を出射する光源と、前記主流路115を通流する微小粒子に対して励起光を集光する対物レンズ等を含んで構成される。光源は、分析の目的に応じてレーザダイオード、SHGレーザ、固体レーザ、ガスレーザ及び高輝度LEDなどから適宜選択される。光照射部121は、必要に応じて、光源及び対物レンズ以外の光学素子を有していてもよい。
 (4)光検出部
 本技術に係る微小粒子分取装置101は、励起光が照射された微小粒子試料から発せられた蛍光及び散乱光を検出する光検出部122を備える。
 光検出部122は、具体的には、微小粒子試料から発せられた蛍光及び散乱光を検出して、電気信号へと変換する。そして、当該電気信号を前記演算処理部123へと出力する。
 当該光検出部122の構成は特に限定されず、公知の構成を採用することができ、更に電気信号への変換方法に関しても特に限定されない。
(5)演算処理部
 本技術に係る微小粒子分取装置100は、前記光検出部122で変換された電気信号が入力される演算処理部123を備える。
 この演算処理部123は、入力される電気信号に基づいて微小粒子含有液、及び当該微小粒子含有液内に含まれる微小粒子の光学特性を判定する。
 更に、当該演算処理部123では、微小粒子含有液から微小粒子を分取するための閾値、要求個数以上の微小粒子が分取されたか否かを判定するための閾値、標識した蛍光色素による蛍光強度に基づいて微小粒子を選別するための閾値等を算出するためのゲーティング回路を備える。
 このゲーティング回路の構成により、微小粒子試料から微小粒子を分取するための閾値が算出された場合には、これを分取のための電気信号に変換し、圧力室161の圧力を出力する。
 尚、前記演算処理部123の構成は特に限定されず公知の構成を採用することができる。更に、前記演算処理部123のゲーティング回路により行われる演算処理方法も公知の方法を採用することができる。
(6)位置制御部
 本技術に係る微小粒子分取装置100は、必要に応じて、位置制御部124を備えていてもよい。
 前記励起光は微小粒子分取キット101の検出領域115aに照射される必要があり、前記位置制御部124は、微小粒子分取キット101と前記光照射部121との相対的位置関係を制御する。
 当該位置制御部124の構成としては特に限定されず公知の構成を採用することができ、例えば駆動源となるアクチュエータなどが挙げられる。
(7)分解光照射部
 本技術に係る微小粒子分取装置100は、必要に応じて、分解光照射部125を備えていてもよい。
 前記微小粒子分取キット101が例えば標識部を備え、微小粒子が光分解性リンカを介して蛍光色素を標識される構成である場合、使用環境に応じて、前記微小粒子含有液から蛍光色素を排除する必要がある。
 前記分解光照射部125は、前記光分解性リンカに対して所定の光を照射する。その結果として、微小粒子試料から蛍光色素を排除することができる。
 ここで、分解性リンカに照射する光の波長は、各光分解性リンカに対応する波長であればよい。例えば、メトキシニトロベンジルの場合、346nmで分解効率が最も良く、これを1とすると、364nmでは0.89、406nmでは0.15、487nmでは0.007の分解効率となる。300nm以下の波長は、微小粒子試料にダメージを与える可能性があるので使用しないことが好ましい。また、微小粒子試料、特に微小粒子にダメージを与えない、例えば、30mW/cm^2,100sec.→3J/cm^2等で照射することが好ましい。照射量として、前記微小粒子が細胞である場合、その種にもよるが、500J/cm^2でDNAにダメージが生じて細胞成長を阻害すると言われている(Callegari, A. J. & Kelly, T. J. Shedding light on the DNA damage check point. Cell Cycle 6, 660-6 (2007))。また、42J/cm^2では細胞毒性が生じない、という報告もある(Masato T, et al, Optical cell separation from three-dimensional environment in photodegradable hydrogels for pure culture techniques, Scientific Reports 4, Article number. 4793(2014))。
(8)薬剤投入管理部
 本技術に係る微小粒子分取装置100は、必要に応じて、薬剤投入管理部126を備えていてもよい。
 前記微小粒子分取キット101の貯留部13に貯留された微小粒子は、必要に応じて、活性化・遺伝子導入を行う必要があり、前記薬剤投入管理部126は、前記貯留部13に対して微小粒子を活性化するための薬剤や当該微小粒子に対して遺伝子を導入するための薬剤を投入する。又は、貯留された微小粒子の状態に応じて各薬剤の投入量等を管理する。
 前記薬剤としては、活性化には各種サイトカイン(インターロイキン-2(IL-2)、IL-7、IL-15、IL-21など)や各種抗体(抗CD3抗体、抗CD28抗体など)など、遺伝子導入には、目的遺伝子を発現するプラスミドが導入された各種ウイルスベクター(アデノ随伴ウイルスベクター、アデノウイルスベクター、レトロウイルスベクター、レンチウイルスベクターなど)の公知の薬剤を用いることができ、貯留される微小粒子の種類や状態に応じて適切なものと選択することができる。更には、公知の薬剤を複数種類組み合わせて用いることもできる。
(9)培養部
 本技術に係る微小粒子分取装置100は、必要に応じて、培養部127を備えていてもよい。
 当該微小粒子分取装置100の用途に応じ、前記微小粒子分取キット101により分取された微小粒子の数量を増加させる必要が考えられる。すなわち、前記培養部127では、前記貯留部13に貯留された微小粒子(例えば単一細胞)を培養する。
 具体的には、前記貯留部内の温度制御を行い、当該貯留部内に収容される微小粒子を増加する。
 尚、前記培養部127における温度調整方法は特に限定されず、公知の方法を採用することができ、例えば貯留部に発熱体を設け、前記培養部127から前記発熱体に対して温度上昇/下降を制御する電気信号を出力するようにしてもよい。
(10)圧力調整部
 本技術に係る微小粒子分取装置100は、必要に応じて、圧力調整部128を備えていてもよい。
 前述の如く、前記微小粒子分取キット101では前記収容部11、分取部12、貯留部13が相互に密閉連結(密閉部14)されているため、前記貯留部13における圧力変化が収容部11及び/又は分取部12における圧力変化を引き起こす可能性がある。前記圧力調整部128は、前記貯留部13内の圧力を調整する。
 具体的には、前記貯留部13内に負圧を発生させる構成であり、ピエゾ素子などの圧電素子が挙げられる。
 更に、圧力調整部128は、収容部11から流出される微小粒子試料の流量を調整することにより、該収容部11内の圧力調整を行う構成であることが好ましい。加えて、シース容器18から流出されるシース液の流量を調整することにより、該シース容器18内の圧力調整を行う構成であることが好ましい。
(11)その他の構成
 本技術に係る微小粒子分取装置100は前記分離を行う分離部(図示外)を備える構成であってもよい。前記分離部は、例えば、公知の遠心分離装置であって、前記微小粒子分取キット101全体或いは当該微小粒子分取キット101が備える微小粒子収容部(図示外)を遠心分離する構成であってもよい。
 なお、本技術は、以下のような構成も採ることができる。
[1] 微小粒子含有液が入った柔軟性を有するバッグに吊着するための固定具を備えた、前記バックを鉛直下側方向に吊り下げる微小粒子沈降抑制用振動子を含む、微小粒子含有液分散装置。
[2] 前記バッグは、オレフィン系プラスチック、ポリエステル系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリ塩化ビニル系エラストマー又はポリエチレン系エラストマーを材料として成形されている、[1]に記載の微小粒子含有液分散装置。
[3] 前記バッグは、上端、下端及び横端が郭定され、
前記上端は、前記微小粒子含有液が流出される流出ポートを有し、
前記流出ポートは、前記微小粒子含有液が送液される、前記下端に向かって延在する導管を有し、
前記下端は、前記微小粒子が貯留される、一部又は全部に勾配を有する底部を有する、[1]又は[2]に記載の微小粒子含有液分散装置。
[4] 前記バッグは、前記横端及び/又は下端に前記微小粒子沈降抑制用振動子着脱部を有する、[1]~[3]のいずれかに記載の微小粒子含有液分散装置。
[5]前記バックの内側表面がコーティングされた、[1]~[4]のいずれかに記載の微小粒子含有液分散装置。
[6] 更に振動子制御部を有する、[1]~[5]のいずれかに記載の微小粒子含有液分散装置。
[7] 微小粒子含有液が入ったバッグに吊着するための固定具を備えた、前記バックを鉛直下側方向に吊り下げる微小粒子沈降抑制用振動子を、微小粒子含有液が入ったバッグに吊着して、前記微小粒子沈降抑制用振動子を作動して前記バッグを搖動する、微小粒子沈降抑制方法。
[8] 前記バッグをスタンドに吊持する、[7]に記載の微小粒子沈降抑制方法。
[9] 前記微小粒子沈降抑制用振動子を、前記スタンドに吊持された前記バッグの吊下支点から最も遠い鉛直下側端部に固定する、[7]又は[8]に記載の微小粒子沈降抑制方法。
[10] 前記微小粒子沈降抑制用振動子を、該微小粒子沈降抑制用振動子の駆動波形を変える振動子制御部により制御する、[7]~[9]のいずれかに記載の微小粒子沈降抑制方法。
[11] 前記駆動波形は、パルス状波形、サイン状波形、スイープ状波形、トライアングル状波形、のこぎり状波形、スクエア状波形、台形状波形、並びにこれらの階段状波形及び多段状波形からなる群から選択される波形である、[10]に記載の微小粒子沈降抑制方法。
[12][1]~[6]のいずれかに記載の微小粒子含有液分散装置を備えた、微小粒子分取又は測定装置。
[13] 微小粒子含有液が入ったバッグに吊着するための固定具と、振動子とを有する、微小粒子沈降抑制用振動子。
[14] 前記振動子は電動アクチュエータである、[13]に記載の微小粒子沈降抑制用振動子。
[15] 前記固定具は、接着、圧入、挿入、ねじ止め、磁力作用又はばね部材による固定により前記バッグに吊着し得る、[13]又は[14]に記載の微小粒子沈降抑制用振動子。
[16] 前記微小粒子は細胞である、[13]~[15]のいずれかに記載の微小粒子沈降抑制用振動子。
1、120 微小粒子含有液分散装置
2     バッグ
3     スタンド
4     フック
5     微小粒子分散用振動子
6     振動子制御部
100   微小粒子分取装置
101   微小粒子分取キット
201   流出ポート
202   勾配
203   導管

Claims (16)

  1.  微小粒子含有液が入った柔軟性を有するバッグに吊着するための固定具を備えた、前記バックを鉛直下側方向に吊り下げる微小粒子沈降抑制用振動子を含む、微小粒子含有液分散装置。
  2.  前記バッグは、オレフィン系プラスチック、ポリエステル系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリ塩化ビニル系エラストマー又はポリエチレン系エラストマーを材料として成形されている、請求項1に記載の微小粒子含有液分散装置。
  3.  前記バッグは、上端、下端及び横端が郭定され、
    前記上端は、前記微小粒子含有液が流出される流出ポートを有し、
    前記流出ポートは、前記微小粒子含有液が送液される、前記下端に向かって延在する導管を有し、
    前記下端は、前記微小粒子が貯留される、一部又は全部に勾配を有する底部を有する、
    請求項1に記載の微小粒子含有液分散装置。
  4.  前記バッグは、前記横端及び/又は下端に前記微小粒子沈降抑制用振動子着脱部を有する、請求項1に記載の微小粒子含有液分散装置。
  5.  前記バックの内側表面がコーティングされた、請求項1に記載の微小粒子含有液分散装置。
  6.  更に振動子制御部を有する、請求項1に記載の微小粒子含有液分散装置。
  7.  微小粒子含有液が入ったバッグに吊着するための固定具を備えた、前記バックを鉛直下側方向に吊り下げる微小粒子沈降抑制用振動子を、微小粒子含有液が入ったバッグに吊着して、前記微小粒子沈降抑制用振動子を作動して前記バッグを搖動する、微小粒子沈降抑制方法。
  8.  前記バッグをスタンドに吊持する、請求項7に記載の微小粒子沈降抑制方法。
  9.  前記微小粒子沈降抑制用振動子を、前記スタンドに吊持された前記バッグの吊下支点から最も遠い鉛直下側端部に固定する、請求項7に記載の微小粒子沈降抑制方法。
  10.  前記微小粒子沈降抑制用振動子を、該微小粒子沈降抑制用振動子の駆動波形を変える振動子制御部により制御する、請求項7に記載の微小粒子沈降抑制方法。
  11.  前記駆動波形は、パルス状波形、サイン状波形、スイープ状波形、トライアングル状波形、のこぎり状波形、スクエア状波形、台形状波形、並びにこれらの階段状波形及び多段状波形からなる群から選択される波形である、請求項10に記載の微小粒子沈降抑制方法。
  12.  前記請求項1~6のいずれかに記載の微小粒子含有液分散装置を備えた、微小粒子分取又は測定装置。
  13.  微小粒子含有液が入ったバッグに吊着するための固定具と、振動子とを有する、微小粒子沈降抑制用振動子。
  14.  前記振動子は電動アクチュエータである、請求項13に記載の微小粒子沈降抑制用振動子。
  15.  前記固定具は、接着、圧入、挿入、ねじ止め、磁力作用又はばね部材による固定により前記バッグに吊着し得る、請求項13に記載の微小粒子沈降抑制用振動子。
  16.  前記微小粒子は細胞である、請求項13に記載の微小粒子沈降抑制用振動子。
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