WO2020152940A1 - 標的物質に対する応答性の高い細胞を選択する方法、及び、試料中の未知濃度の標的物質の濃度を決定する方法 - Google Patents

標的物質に対する応答性の高い細胞を選択する方法、及び、試料中の未知濃度の標的物質の濃度を決定する方法 Download PDF

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sample
target substance
fluorescence intensity
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祐史 木村
紗弥香 風見
橋本 優
伊藤 博康
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浜松ホトニクス株式会社
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    • G01N2500/00Screening for compounds of potential therapeutic value
    • G01N2500/10Screening for compounds of potential therapeutic value involving cells

Definitions

  • the present invention relates to a method for selecting cells having high responsiveness to a target substance and a method for determining the concentration of an unknown concentration of a target substance in a sample.
  • Patent Document 1 describes a method of contacting a sample with Spodoptera frugiperda cells that co-express an insect olfactory receptor protein and a fluorescent protein, and detecting an odor substance in the sample.
  • a sample containing an odorant is brought into contact with a container holding a cell chip, the average luminance value of the fluorescence image of the container before the odorant comes into contact, and the average of the fluorescence image of the container after contacting the odorant.
  • the brightness value is compared, and it is determined that the odor substance is detected when the increase rate of the average brightness value is equal to or higher than a predetermined value.
  • the detection sensitivity may not be sufficient. Then, this invention aims at detecting the target substance in a sample with high sensitivity.
  • the method for selecting cells having high responsiveness to a target substance is (1a) a step of bringing a sample containing the target substance into contact with a plurality of cells, wherein the cells include a receptor for the target substance and fluorescence.
  • the above method can be carried out using a microchannel device.
  • the micro flow channel device is a first flow channel, a second flow channel adjacent to the first flow channel, and a connecting portion that connects the first flow channel and the second flow channel, And a communication section having an opening capable of trapping the cells on the first flow path side.
  • the step 1a includes (A1) a suspension containing the plurality of cells in the first channel so that the pressure in the first channel is higher than the pressure in the second channel.
  • the method may include a step of releasing the captured cells from the opening, and (1e) a step of collecting the selected arbitrary cells among the released cells.
  • step 1c it is possible to select any cell showing the increase rate of the fluorescence intensity within the top 30% of the plurality of cells.
  • the method for determining the concentration of a target substance having an unknown concentration in a sample according to the present invention is (2a) a step of contacting a plurality of cells with a standard sample containing a target substance having a known concentration, wherein the cells are the target.
  • a step of calculating and (2c) a step of repeating the combination of step 2a and step 2b by using one or more standard samples containing different concentrations of the target substance, and calculating the rate of increase in fluorescence intensity for each standard sample.
  • (2d) a step of bringing a sample containing an unknown concentration of the target substance into contact with the cells
  • (2f) Among the cells, a step of selecting any cells whose increase rate of fluorescence intensity calculated for the sample or any of the standard samples is within the top 50%
  • the ascending rate to be compared is the ascending rate calculated for the cells selected in step 2f, and steps 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, and 2g are performed in this order, and step 2f is , After step 2b and before step 2g at any stage.
  • the above method can be carried out using a microchannel device.
  • the micro flow channel device is a first flow channel, a second flow channel adjacent to the first flow channel, and a connecting portion that connects the first flow channel and the second flow channel, And a communication section having an opening capable of trapping the cells on the first flow path side.
  • the method comprises, prior to the step 2a, a suspension containing the plurality of cells in the first channel such that the pressure in the first channel is higher than the pressure in the second channel.
  • a step of introducing a suspension and capturing the cells in the opening on the side of the first channel may be provided.
  • the standard sample is introduced into the first channel or the second channel while the pressure difference between the first channel and the second channel is maintained, and the capturing is performed.
  • a step of contacting the prepared cells with the standard sample may be provided.
  • the sample is introduced into the first channel or the second channel while maintaining the pressure difference between the first channel and the second channel, and the sample is captured.
  • a step of contacting the sample with the cells may be provided.
  • step 2f it is possible to select, from the cells, any cell having a rate of increase in fluorescence intensity calculated for the sample or any of the standard samples within the top 30%.
  • the rate of increase in the fluorescence intensity may be the time change rate of It in a predetermined time. It is (Ft-F0)/F0.
  • F0 represents the fluorescence intensity of the cells before contacting the sample or the standard sample, Ft after contacting the sample or the standard sample, and before the fluorescence intensity reaches a plateau.
  • the fluorescence intensity of the cells at any stage of is shown.
  • the predetermined time is a time between any two steps after the contact of the sample or the standard sample and before the fluorescence intensity reaches a plateau.
  • the rate of increase in the fluorescence intensity may be the maximum value of the time change rate of It.
  • a method for determining the concentration of a target substance having an unknown concentration in a sample is (3a) a step of contacting a plurality of cells with a standard sample containing a target substance having a known concentration, The cell is a cell having a receptor for the target substance and a fluorescent indicator, and the fluorescent indicator emits fluorescence as a result of the binding of the target substance and the receptor, and (3b) a rate of increase in fluorescence intensity. And (3c) repeating the combination of step 3a and step 3b using (3c) one or more standard samples containing different concentrations of the target substance, and increasing the rate of increase in fluorescence intensity for each standard sample.
  • the target substance may be an odorant
  • the plurality of cells may be insect cells having an insect olfactory receptor and a calcium-sensitive fluorescent protein.
  • the target substance may be bombical (hereinafter abbreviated as BAL), and the plurality of cells may be Sf21 cells having BmOR-3 protein and GCaMP6s protein.
  • the concentration can be determined even if the concentration of the target substance is low.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a microchannel device that can be used for selecting highly responsive cells and determining the concentration of a target substance.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a microchannel device that can be used for selecting highly responsive cells and determining the concentration of a target substance. It is a graph which shows the time-dependent change of It. It is a histogram which shows distribution of the maximum increase rate of fluorescence intensity.
  • (A), (B), and (C) are the results when using 30000 nM, 3000 nM, and 300 nM BAL solutions, respectively. It is a graph which shows the average value of the value within the top 100%, 30%, 25%, and 20% in the distribution of FIG.
  • the method for selecting cells having high responsiveness to a target substance according to the present invention is (1a) contacting a sample containing a target substance with a plurality of cells, (1b) calculating a rate of increase in fluorescence intensity for each cell, (1c) selecting any cell having the above-mentioned increase rate of fluorescence intensity within 50% of the plurality of cells.
  • the cell used in the present invention is a cell having a receptor for a target substance and a fluorescent indicator.
  • the target substance is not particularly limited, and includes BAL, bombicol, 1-octen-3-ol, geosmin, phenethyl alcohol, methylbenzoate, ethylbenzoate, benzyl alcohol, methyl salicylate, benzaldehyde, pentanal, hexanal, E2-hexanal, 2 It may be an odorant such as -heptanone, 6-methyl-5-hepten-2-one, 2-methylphenol.
  • the receptor for the target substance is not particularly limited and may be, for example, the receptor for the above-mentioned odor substance.
  • the odorant receptor may be, for example, an olfactory receptor of insects such as Bombyx mori, Drosophila melanogaster, Anopheles mosquito, and the like.
  • Examples of the olfactory receptor of Bombyx mori include BmOR-3 protein, which is a BAL receptor, and BmOR-1 protein, which is a Bombycor receptor.
  • Examples of the olfactory receptor of Drosophila melanogaster include Or13a protein which is a receptor of 1-octen-3-ol and Or56a protein which is a receptor of geosmin.
  • Fluorescent indicator is not particularly limited as long as it is a substance that emits fluorescence as a result of binding between a target substance and a receptor.
  • the fluorescent indicator may be, for example, a fluorescent protein or fluorescent dye.
  • the fluorescent indicator is preferably a genetically encoded fluorescent protein.
  • the fluorescent indicator may be a fluorescent protein or fluorescent dye that is sensitive to that ion.
  • fluorescent proteins are the calcium sensitive fluorescent proteins, GCaMP3 protein, GCaMP6s protein, and GCaMP7 protein.
  • fluorescent dyes are calcium sensitive fluorescent dyes such as Fluo 3-AM, Rhod 2-AM, Calbryte (trademark) 520, Fluo 4-AM, Fura 2-AM, Indo 1-AM, Calbryte 590, Calbryte 630. ..
  • the cell may further include a coreceptor.
  • coreceptors include the Orco protein, which is a coreceptor of insect olfactory receptors.
  • the cell may be, for example, a cell derived from Spodoptera frugiperda.
  • Examples of cells derived from Spodoptera frugiperda include Sf21 and Sf9.
  • a sample containing the target substance is brought into contact with a plurality of cells.
  • the target substance in the sample binds to the receptor, and as a result, the fluorescent indicator fluoresces.
  • the receptor is a calcium ion channel such as BmOR-3 protein
  • the binding of the target substance to the receptor causes the influx of calcium ions into the cell.
  • Calcium ions bind to calcium-sensitive fluorescent indicators existing in cells, and the fluorescent indicators emit fluorescence.
  • the intracellular calcium concentration rises, and the intensity of the fluorescence emitted from the cells also rises, but the rate of calcium ion uptake into the cells gradually decreases, and the intracellular calcium concentration increases. Reaches a plateau (constant), so the fluorescence intensity also plateaus.
  • the method of bringing the sample into contact with the cells is not particularly limited, and when the sample is a liquid, for example, the cells may be immersed in the sample for a predetermined time, or the sample may be flown at a predetermined flow rate to allow the cells to flow into the flow. May be arranged.
  • the sample is a gas, for example, cells may be arranged in a space filled with the sample.
  • the concentration of the sample in step 1a may be unknown or known.
  • the rate of increase in fluorescence intensity is calculated for each cell.
  • the fluorescence intensity may be the measured value itself (absolute value) or a relative value to the fluorescence intensity of cells before contacting the sample.
  • the rate of increase of the fluorescence intensity may be a rate of change in absolute or relative fluorescence intensity over time in a predetermined time.
  • the rate of increase in fluorescence intensity can be obtained by calculating the rate of change in Ft over time dFt/dt. ..
  • Ft represents the fluorescence intensity (measurement value itself) of cells at any stage after the sample is contacted and before the fluorescence intensity reaches the plateau.
  • the predetermined time refers to the time between any two steps after contacting the sample and before the fluorescence intensity reaches a plateau.
  • the dFt/dt may be obtained by calculating the slope of the curve obtained by plotting Ft with respect to the time that has elapsed since the sample was contacted.
  • the maximum value of dFt/dt may be used as the increasing rate of the fluorescence intensity.
  • t2 the stage after the time t1 has elapsed and the stage after the time t2 have passed since the sample was brought into contact are stages before the fluorescence intensity reaches the plateau, and t2>t1.
  • the rate of increase in fluorescence intensity is calculated as the rate of change in Ft/F0 over time d/dt (Ft/F0). It can be obtained by
  • F0 represents the fluorescence intensity (measurement value itself) of cells before contacting the sample.
  • the predetermined time refers to the time between any two steps after contacting the sample and before the fluorescence intensity reaches a plateau.
  • the increase rate of the fluorescence intensity can be obtained by calculating the time change rate dIt/dt of It in a predetermined time.
  • It is (Ft-F0)/F0.
  • the predetermined time refers to the time between any two steps after contacting the sample and before the fluorescence intensity reaches a plateau.
  • the dIt/dt may be obtained by calculating the slope of the curve obtained by plotting It with respect to the time elapsed after the sample is contacted.
  • the maximum value of dIt/dt may be used as the increasing rate of the fluorescence intensity.
  • the rate of increase in fluorescence intensity can be calculated using the following equation (3). By modifying the formula (3), the same formula as the formula (2) is obtained.
  • Increase rate of fluorescence intensity (It2-It1)/(t2-t1) (3)
  • step 1c of the total cells, select any cell that shows a rate of increase in fluorescence intensity within the top 50%.
  • cells having the highest increase rate of fluorescence intensity within the top 50% 40%, 30%, 25%, or 20% are selected.
  • the cells to be selected may be all cells or some of the cells whose fluorescence intensity increase rate is within the top 50%.
  • the selected cells can be collected first and used for detection of the target substance in the sample or for determination of its concentration. Alternatively, the selected cells can be directly used for detection of the target substance in the sample or determination of the concentration thereof without being recovered. Since the cells selected by the method according to the present invention exhibit high responsiveness to the target substance, the target substance in the sample can be detected with high sensitivity by using the cells according to the present invention.
  • the method of detecting the target substance in the sample or determining its concentration using the selected and collected cells is not particularly limited, and a known method can be used. For example, by culturing the collected cells by a known method and analyzing the fluorescence emitted when the sample is brought into contact with the cultured cells, the target substance in the sample can be detected or its concentration can be determined. ..
  • the fluorescent indicator possessed by the selected cells is not genetically encoded, it is necessary that a fluorescent indicator such as a fluorescent dye is present in the cultured cells.
  • the rate of increase in fluorescence intensity may be used, or the fluorescence intensity at any stage before the fluorescence intensity reaches the plateau or at the stage where the plateau is reached may be used. Good.
  • the presence of the target substance in the sample is analyzed by contacting at least the selected cell among all the cells with a sample that may contain the target substance and analyzing the fluorescence emitted from the selected cell. Can be detected.
  • the present invention is a method for determining the concentration of an unknown concentration of a target substance in a sample, (2a) contacting a plurality of cells with a standard sample containing a known concentration of the target substance, (2b) calculating the rate of increase in fluorescence intensity for each cell, (2c) using one or more standard samples containing different concentrations of the target substance, repeating the combination of step 2a and step 2b to calculate the rate of increase in fluorescence intensity for each standard sample; (2d) contacting a sample containing an unknown concentration of the target substance with the cells, (2e) calculating a rate of increase in fluorescence intensity after contacting the sample for each cell, (2f) A step of selecting, from the cells, any cell whose rate of increase in fluorescence intensity calculated for the sample or any of the standard samples is within the top 50%, (2g) The rate of increase in fluorescence intensity calculated for the sample in step 2e is compared with the
  • step 2g is the rising speed calculated for the cells selected in step 2f.
  • steps 2a, 2b, 2c, 2d, 2e, and 2g are performed in this order, and step 2f is performed at an arbitrary stage after step 2b and before step 2g.
  • Steps 2a to 2c relate to measurement of the rate of increase in the fluorescence intensity of cells when using a standard sample. Details of step 2a and step 2b are as described for step 1a and step 1b. However, in steps 2a and 2b, a standard sample containing a known concentration of the target substance is used instead of the sample. In step 2c, the combination of step 2a and step 2b is repeated using one or more standard samples to associate the concentration of the target substance with the increase rate of the fluorescence intensity of each cell. A calibration curve showing the relationship between the concentration of the target substance and the increasing rate of the fluorescence intensity of each cell may be created.
  • the number of standard samples to be used is not particularly limited, and a more accurate standard curve can be prepared by using a larger number of standard samples, and therefore, the concentration of the target substance in the sample can be more accurately determined. it can.
  • Steps 2d and 2e relate to measurement of the rate of increase in the fluorescence intensity of cells when a sample containing a target substance of unknown concentration is used. Details of step 2d and step 2e are as described for step 1a and step 1b. However, in step 2d and step 2e, a sample containing an unknown concentration of the target substance is used.
  • Step 2f relates to cell selection. Details of step 2f are as described for step 1c. However, in the step 2f, the cells are selected based on the data of the increase rate of the fluorescence intensity obtained in any of the steps 2b, 2c, and 2e. In other words, in step 2f, cells having a rise rate calculated in step 2b within the top 50% may be selected from among all cells, or the rise rate calculated in step 2c may be selected among all cells. Cells that are within 50% may be selected, or cells that have the increase rate calculated in step 2e within the top 50% may be selected from all cells. That is, this step may be performed after step 2b, before step 2c, or before step 2d.
  • step 2f When the cell selection (step 2f) is performed between step 2b and step 2c, it is not necessary to measure the rate of increase in fluorescence intensity in step 2c and step 2e for all cells, and it was selected at least in step 2f. Suffice it to do with cells. Therefore, in steps 2c and 2d, it is sufficient to bring the standard sample or sample into contact with at least the cells selected in step 2f. Similarly, when the cell selection (step 2f) is performed between step 2c and step 2d, the measurement of the increase rate of the fluorescence intensity in step 2e does not need to be performed for all cells, and is selected in at least step 2f. Suffice it to do with cells. Further, in step 2d, it is sufficient that the sample is brought into contact with at least the cells selected in step 2f.
  • Step 2g relates to the determination of the concentration of the target substance in the sample.
  • the value of the increase rate of the fluorescence intensity calculated for the sample containing the unknown concentration of the target substance is calculated by using, for example, a calibration curve, the value of the increase rate of the fluorescence intensity calculated for the standard sample.
  • the concentration of the target substance in the sample is determined by comparison with (Step 2b and Step 2c).
  • the concentration is determined based on the fluorescence of cells showing high responsiveness to the target substance, so that the target substance in the sample has high sensitivity. Therefore, even if the concentration of the target substance is low, its concentration can be determined. Further, according to the method for determining the concentration of the target substance in the sample according to the above embodiment, since the rate of increase in fluorescence intensity is used as an index for determining the concentration, before the fluorescence intensity reaches a plateau. It is possible to determine the concentration. Therefore, it is possible to more quickly determine the concentration of the target substance in the sample as compared with the conventional technique in which the concentration is determined based on the fluorescence intensity at the plateau.
  • the step 2f of selecting cells having a high rate of increase in fluorescence intensity is important, but if the concentration of the target substance is higher than the detection limit, high sensitivity is required. It may not be done.
  • another aspect of the present invention is a method for determining the concentration of a target substance of unknown concentration in a sample, (3a) contacting a plurality of cells with a standard sample containing a known concentration of the target substance, (3b) calculating a rate of increase in fluorescence intensity for each cell, (3c) using one or more standard samples containing different concentrations of the target substance, repeating the combination of step 3a and step 3b, and calculating the rate of increase in fluorescence intensity for each standard sample, (3d) contacting a sample containing an unknown concentration of the target substance with the cells, (3e) calculating a rate of increase in fluorescence intensity after contacting the sample for each cell, (3f) comparing the rising rate of the sample calculated in step 3e with the rising rate of the standard sample calculated in steps 3b and 3c, and calculating the concentration of the target substance in the sample.
  • a method of preparing in this order is provided.
  • the rising speed compared in step 3f may be the rising speed calculated for all cells, or may be the rising speed calculated for any part of the cells.
  • the method for determining the concentration of the target substance in the sample since the increase rate of the fluorescence intensity is used as an index for determining the concentration, before the fluorescence intensity reaches a plateau. It is possible to determine the concentration. Therefore, it is possible to more quickly determine the concentration of the target substance in the sample as compared with the conventional technique in which the concentration is determined based on the fluorescence intensity at the plateau. In particular, when the concentration of the target substance in the sample is low, it takes a long time for the fluorescence intensity to reach the plateau, so the present method, which can determine the concentration before reaching the plateau, is useful.
  • a sample containing a target substance may be introduced into a flow cell holding cells, and fluorescence emitted from the cells may be analyzed as described above.
  • a device having a plurality of recesses capable of capturing a single cell may be used. After capturing the cells in the recesses, a sample containing the target substance can be introduced into the recesses, and the fluorescence emitted from the cells can be analyzed as described above. Further, a micro device having a fine flow path can be used.
  • FIG. 1 shows an example of a microchannel device.
  • the microchannel device 10 shown in FIG. 1 includes a substrate 2 having a fork-shaped groove on one main surface, and a cover glass 1 laminated on the main surface of the substrate 2 on the grooved side.
  • the groove provided in the substrate 2 includes a channel 3, three inlets 4, 5, and 6 provided at one end of the channel 3, and a channel provided at the other end of the channel 3. It has an outlet 7 and has a fork-like shape.
  • the substrate 2 is not particularly limited, but may be made of resin such as silicon rubber (eg, dimethylpolysiloxane), for example. When the substrate 2 is made of resin, the flow path 3, the injection ports 4, 5, and 6 and the spout 7 can be easily formed by photolithography.
  • a syringe (not shown) filled with the cell suspension or the solution may be connected to each of the three inlets 4, 5, and 6.
  • the cell suspension or solution introduced into the channel 3 through the inlets 4, 5, and 6 is discharged to the outside of the microchannel device 10 through the outlet 7.
  • the surface of the flow channel 3 may be modified with a cell adhesive substrate such as polylysine or polyethylene glycol (PEG) phospholipid, if necessary.
  • the microchannel device 10 can be used in a method for selecting cells having high responsiveness to a target substance, for example, as follows.
  • the surface of the channel 3 is modified with a cell adhesive substrate.
  • the syringes S4, S5, and S6 are connected to the inlets 4, 5, and 6, respectively.
  • the syringes S4, S5, and S6 are filled with a sample containing a cell suspension, a buffer, and a target substance, respectively.
  • the buffer is, for example, Ringer's solution (40 mM NaCl, 5.6 mM KCl, 4.5 mM CaCl 2 , 11.26 mM MgCl 2 , 10 mM HEPES, and 9.4 mM D-glucose, pH 7.2).
  • the cell suspension is introduced into the flow path 3 from the syringe S4.
  • the cells introduced into the channel 3 adhere to the channel 3 by the action of the cell adhesive substrate.
  • the introduction of the cell suspension from the syringe S4 is stopped.
  • a buffer is introduced from the syringe S5 into the flow channel 3 to wash away cells that have not adhered to the flow channel 3.
  • the introduction of the buffer from the syringe S5 is stopped, the sample is introduced into the channel 3 from the syringe S6, and brought into contact with the cells adhered to the channel 3 (step 1a).
  • the fluorescence emitted from the cells is analyzed, and cells having high responsiveness are selected by the method described above (steps 1b and 1c). If necessary, the selected cells may be recovered from the channel 3 by a known means such as a pipette.
  • the microchannel device 10 can be similarly used for the method of determining the concentration of the target substance in the sample.
  • the microchannel device 10 can be used in a method of selecting cells having high responsiveness to a target substance, for example, as follows.
  • the syringes S4, S5, and S6 are connected to the injection ports 4, 5, and 6, respectively.
  • the syringes S4 and S6 are filled with the sample containing the target substance, and the syringe S5 is filled with the cell suspension.
  • the cell suspension or sample is simultaneously introduced into the channel 3 from the syringes S4, S5, and S6.
  • a three-layer laminar flow including a layer of cell suspension and two sample layers sandwiching the layer is formed in the channel 3. ..
  • the width of the layer of cell suspension is preferably adjusted so that the cells are aligned in a line within the layer.
  • the target substance in the sample diffuses in the laminar flow, and downstream of the flow path 3, the diffused target substance comes into contact with cells in the layer of cell suspension (step 1a).
  • the fluorescence emitted from the cells is analyzed, and cells having high responsiveness are selected by the method described above (steps 1b and 1c). Since the cells are discharged to the outside of the micro flow channel device 10 through the spout 7 while being aligned in a line, only the selected cells can be recovered from the discharged cells, if necessary.
  • the microchannel device 10 can be similarly used for the method of determining the concentration of the target substance in the sample.
  • Fig. 2 shows another example of the microchannel device.
  • the microchannel device 40 shown in FIG. 2A includes a channel 23, a channel 24 adjacent to the channel 23, and a connecting portion 30 connecting the channels 23 and 24.
  • the flow path 23, the flow path 24, and the connecting portion 30 are all grooves provided in the substrate 22, and the cover glass 21 is laminated on the main surface of the substrate 22 on the side where the groove is formed.
  • the substrate 22 is not particularly limited, but may be made of resin such as silicon rubber (eg, dimethylpolysiloxane), for example. When the substrate 22 is made of resin, the flow path 23, the flow path 24, and the connecting portion 30 can be easily formed by photolithography.
  • the flow path 23 is provided with liquid inlets 25 and 26 and a spout 28, and the flow path 24 is provided with a liquid inlet 27 and a spout 29.
  • a suspension containing cells C is injected into the inlet 25.
  • Other solutions such as a sample, a standard sample, and a buffer are injected into the remaining inlets.
  • the cell suspension or solution introduced from the inlets 25 and 26 into the channel 23 is discharged from the outlet 28 to the outside of the microchannel device 40, and the solution introduced from the inlet 27 into the channel 24 is It is discharged from the pouring port 29 to the outside of the microchannel device 40.
  • the suspension and the solution can be injected into the injection port using, for example, a syringe.
  • the inlet 26 may be omitted, or one or more inlets may be added to the flow paths 24 and/or 23.
  • the communication part 30 has a hole 32 that connects the flow path 23 and the flow path 24, and an opening portion (open end) 31 that can capture the cells C.
  • "capturing the cells C” means that the cells C existing in the flow channel 23 are introduced into the opening 31 on the flow channel 23 side under the condition that the pressure in the flow channel 23 is higher than the pressure in the flow channel 24. Means that you can hold.
  • the opening 31 forms a recess, but the shape of the opening 31 is not particularly limited as long as the cells C can be captured.
  • the connecting portion 30 needs to have a shape that the cell C cannot pass through. Therefore, it is preferable that the pore diameter of the pore 32 is sufficiently smaller than the diameter of the cell C.
  • the pore diameter of the pore 32 may be 1 ⁇ m to 15 ⁇ m.
  • the connecting portion 30 connects the flow path 23 and the flow path 24 through the hole 32, but the hole 32 may be replaced with a slit.
  • the opening 31 need only be provided on the side of the flow path 23 where the cells C are present, and it is not necessary to provide the opening on the side of the flow path 24.
  • the step 1a is, for example, (A1) A suspension containing a plurality of cells C is introduced into the flow path 23 so that the pressure in the flow path 23 is higher than the pressure in the flow path 24, and the cells C are introduced into the opening 31 on the flow path 23 side.
  • Capturing the (A2) a step of introducing a sample containing the target substance into the channel 23 while maintaining the pressure difference between the channel 23 and the channel 24, and bringing the sample containing the target substance into contact with the captured cells C; You may be prepared.
  • the cell suspension can be flown through the inlet 25 into the flow path 23.
  • a buffer such as Ringer's solution can be flown in the flow path 24 via the inlet 27.
  • the method of producing the pressure difference between the flow path 23 and the flow path 24 is not particularly limited.
  • the driving pressure of the syringe that introduces the cell suspension into the flow path 23 is set higher than the drive pressure of the syringe that introduces the buffer into the flow path 24.
  • the pressure in the flow path 23 can be made higher than the pressure in the flow path 24.
  • step A2 the injection of the cell suspension can be stopped and the sample can be introduced into the flow path 23 through the injection port 26.
  • the buffer may be continuously flown through the channel 24.
  • the pressure difference between the flow path 23 and the flow path 24 can be kept constant by adjusting the driving pressure of the syringe.
  • the fluorescence emitted by bringing the sample into contact with the cells C captured in the opening 31 is analyzed in step 1b as described above, and cells having high responsiveness are selected in the subsequent step 1c.
  • the cells selected in step 1c are (1d) a step of introducing a liquid into the channel 24 so that the pressure in the channel 24 becomes higher than the pressure in the channel 23, and releasing the captured cells C from the opening 31; (1e) The step of collecting any of the selected cells among the released cells C can be collected.
  • the liquid introduced into the flow path 24 in the step 1d is not limited and may be, for example, a buffer.
  • the method of reversing the pressure difference between the flow path 23 and the flow path 24 is not particularly limited.
  • the driving pressure of the syringe that introduces the sample into the flow path 23 is set lower than the drive pressure of the syringe that introduces the buffer into the flow path 24.
  • the pressure in the passage 24 can be made higher than the pressure in the passage 23.
  • the cells C released by reversing the pressure difference can be collected from the outlet 28.
  • step A2 the sample can be introduced into the channel 24 via the inlet 27b instead of the channel 23.
  • a buffer can be introduced into the flow path 23 through the injection port 26.
  • step 1d the driving pressure of the syringe that introduces the buffer into the flow channel 23 is set lower than the driving pressure of the syringe that introduces the sample into the flow channel 24, so that the pressure in the flow channel 24 becomes equal to the pressure in the flow channel 23. Can be higher than.
  • the microchannel device 40 can also be used in the method of determining the concentration of a target substance having an unknown concentration in a sample according to the present invention.
  • the cell C is captured in the opening 31 on the flow channel 23 side by the same step as the step A1 before the step 2a.
  • the standard sample is brought into contact with the cells C captured by the same method as in step A2.
  • a sample containing an unknown concentration of the target substance is brought into contact with the captured cells C by the same method as in step A2.
  • Sf21 cells containing BmOR-3 protein, GCaMP6s protein, and Orco protein were suspended in a medium and introduced into a flow cell. After the cells adhered to the surface of the glass slide, a buffer was introduced into the flow cell to wash away the medium together with the non-adhered cells. A Ringer's solution was used as the buffer.
  • the flow cell was set in a fluorescence microscope and the fluorescence of 100 cells was observed.
  • a buffer containing 30 nM BAL was introduced into the flow cell, and a fluorescent image of the cells was observed and recorded for several minutes.
  • F0 immediately before the BAL solution was introduced
  • Ft fluorescence intensity
  • Ft fluorescence intensity
  • Linear fitting was repeated with a constant time width for the It curve shown in FIG. 3 to determine the change over time in the slope of the curve.
  • the slope of the curve represents the rate of increase in fluorescence intensity.
  • the maximum value of the slope was obtained for each cell, and the histogram of the maximum value of the slope shown in FIG. 4 was created.
  • 4(A), (B), and (C) are the results when using 30,000 nM, 3000 nM, and 300 nM BAL solutions, respectively. From the histogram, all values within the top 100% (ie, total cells), top 30%, 25%, or 20% were selected for each concentration of the BAL solution, and the average value of each was calculated. Results are shown in FIG.

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Abstract

本発明に係る標的物質に対する応答性の高い細胞を選択する方法は、(1a)標的物質を含む試料を複数の細胞に接触させる工程であって、上記細胞は、上記標的物質の受容体と蛍光指示薬とを有する細胞であり、上記蛍光指示薬は、上記標的物質と上記受容体との結合の結果蛍光を発する工程と、(1b)蛍光強度の上昇速度を上記細胞ごとに算出する工程と、(1c)上記複数の細胞のうち、上位50%以内の上記蛍光強度の上昇速度を示した任意の細胞を選択する工程と、を備える。本発明によれば、試料中の標的物質を高い感度で検出することができる。

Description

標的物質に対する応答性の高い細胞を選択する方法、及び、試料中の未知濃度の標的物質の濃度を決定する方法
 本発明は、標的物質に対する応答性の高い細胞を選択する方法、及び、試料中の未知濃度の標的物質の濃度を決定する方法に関する。
 従来、昆虫が匂いを識別する仕組みを利用して匂い物質を検出する方法が知られている。例えば、特許文献1には、昆虫の嗅覚受容体タンパク質及び蛍光タンパク質を共発現するスポドプテラ・フルギペルダ細胞に試料を接触させて、試料中の匂い物質を検出する方法が記載されている。かかる方法では、細胞チップを保持した容器に匂い物質を含む試料を接触させ、匂い物質が接触する前の容器の蛍光画像の平均輝度値と、匂い物質を接触した後の容器の蛍光画像の平均輝度値とを比較し、平均輝度値の増加率が所定の値以上であった場合に匂い物質を検出したと判定する。
特開2013-27376号公報
 特許文献1に記載の方法では、検出感度が十分でない場合があった。そこで、本発明は、試料中の標的物質を高い感度で検出することを目的とする。
 本発明に係る標的物質に対する応答性の高い細胞を選択する方法は、(1a)標的物質を含む試料を複数の細胞に接触させる工程であって、上記細胞は、上記標的物質の受容体と蛍光指示薬とを有する細胞であり、上記蛍光指示薬は、上記標的物質と上記受容体との結合の結果蛍光を発する工程と、(1b)蛍光強度の上昇速度を上記細胞ごとに算出する工程と、(1c)上記複数の細胞のうち、上位50%以内の上記蛍光強度の上昇速度を示した任意の細胞を選択する工程と、を備える。
 上記方法は、マイクロ流路デバイスを用いて実施することができる。マイクロ流路デバイスは、第一の流路と、上記第一の流路に隣接する第二の流路と、上記第一の流路と上記第二の流路とをつなぐ連絡部であって、上記第一の流路側に上記細胞を捕捉可能な開口部を有する連絡部と、を備える。上記工程1aは、(A1)上記第一の流路内の圧力が上記第二の流路内の圧力よりも高くなるように上記第一の流路に上記複数の細胞を含む懸濁液を導入し、上記第一の流路側の開口部に上記細胞を捕捉する工程と、(A2)上記第一の流路と上記第二の流路との圧力差を維持したまま、上記第一の流路又は上記第二の流路に標的物質を含む試料を導入し、上記捕捉された細胞に上記標的物質を含む試料を接触させる工程と、を備えてよい。上記方法は、上記工程1cの後に、(1d)上記第二の流路内の圧力が上記第一の流路内の圧力よりも高くなるように上記第二の流路に液体を導入し、上記捕捉された細胞を上記開口部から解放する工程と、(1e)上記解放された細胞のうち上記選択された任意の細胞を回収する工程と、を備えてよい。
 上記工程1cにおいて、上記複数の細胞のうち、上位30%以内の上記蛍光強度の上昇速度を示した任意の細胞を選択してもよい。
 本発明に係る試料中の未知濃度の標的物質の濃度を決定する方法は、(2a)既知濃度の標的物質を含む標準試料を複数の細胞に接触させる工程であって、上記細胞は、上記標的物質の受容体と蛍光指示薬とを有する細胞であり、上記蛍光指示薬は、上記標的物質と上記受容体との結合の結果蛍光を発する工程と、(2b)蛍光強度の上昇速度を上記細胞ごとに算出する工程と、(2c)異なる濃度の上記標的物質を含む1以上の標準試料を用いて、工程2a及び工程2bの組み合わせを繰り返し、各標準試料について、蛍光強度の上昇速度を算出する工程と、(2d)未知濃度の標的物質を含む試料を上記細胞に接触させる工程と、(2e)上記試料を接触させた後の蛍光強度の上昇速度を上記細胞ごとに算出する工程と、(2f)上記細胞のうち、上記試料又はいずれかの上記標準試料について算出された蛍光強度の上昇速度が上位50%以内であった任意の細胞を選択する工程と、(2g)工程2eにおいて上記試料について算出された蛍光強度の上昇速度を、工程2b及び工程2cにおいて上記標準試料について算出された蛍光強度の上昇速度と比較して、上記試料中の上記標的物質の濃度を算出する工程であって、上記比較される上昇速度は、工程2fにおいて選択された細胞について算出された上昇速度である工程と、を備え、工程2a、2b、2c、2d、2e、及び2gはこの順に行われ、工程2fは、工程2bの後かつ工程2gの前に任意の段階で行われる。
 上記方法は、マイクロ流路デバイスを用いて実施することができる。マイクロ流路デバイスは、第一の流路と、上記第一の流路に隣接する第二の流路と、上記第一の流路と上記第二の流路とをつなぐ連絡部であって、上記第一の流路側に上記細胞を捕捉可能な開口部を有する連絡部と、を備える。上記方法は、上記工程2aの前に、上記第一の流路内の圧力が上記第二の流路内の圧力よりも高くなるように上記第一の流路に上記複数の細胞を含む懸濁液を導入し、上記第一の流路側の開口部に上記細胞を捕捉する工程を備えてもよい。上記工程2aは、上記第一の流路と上記第二の流路との圧力差を維持したまま、上記第一の流路又は上記第二の流路に上記標準試料を導入し、上記捕捉された細胞に上記標準試料を接触させる工程を備えてもよい。上記工程2dは、上記第一の流路と上記第二の流路との圧力差を維持したまま、上記第一の流路又は上記第二の流路に上記試料を導入し、上記捕捉された細胞に上記試料を接触させる工程を備えてもよい。
 上記工程2fにおいて、上記細胞のうち、上記試料又はいずれかの上記標準試料について算出された蛍光強度の上昇速度が上位30%以内であった任意の細胞を選択してもよい。
 上記いずれの方法においても、上記蛍光強度の上昇速度は、所定時間におけるItの時間変化率であってよい。Itは、(Ft-F0)/F0である。F0は、上記試料又は上記標準試料を接触させる前の上記細胞の蛍光強度を表し、Ftは、上記試料又は上記標準試料を接触させた後であって、かつ、上記蛍光強度がプラトーに達する前の任意の段階における上記細胞の蛍光強度を表す。上記所定時間は、上記試料又は上記標準試料を接触させた後であって、かつ、上記蛍光強度がプラトーに達する前の、任意の二つ段階の間の時間である。上記蛍光強度の上昇速度は、Itの時間変化率の最大値であってよい。
 本発明の他の側面に係る、試料中の未知濃度の標的物質の濃度を決定する方法は、(3a)既知濃度の標的物質を含む標準試料を複数の細胞に接触させる工程であって、上記細胞は、上記標的物質の受容体と蛍光指示薬とを有する細胞であり、上記蛍光指示薬は、上記標的物質と上記受容体との結合の結果蛍光を発する工程と、(3b)蛍光強度の上昇速度を上記細胞ごとに算出する工程と、(3c)異なる濃度の上記標的物質を含む1以上の標準試料を用いて、工程3a及び工程3bの組み合わせを繰り返し、各標準試料について、蛍光強度の上昇速度を算出する工程と、(3d)未知濃度の標的物質を含む試料を上記細胞に接触させる工程と、(3e)上記試料を接触させた後の蛍光強度の上昇速度を上記細胞ごとに算出する工程と、(3f)工程3eにおいて上記試料について算出された蛍光強度の上昇速度を、工程3b及び工程3cにおいて上記標準試料について算出された蛍光強度の上昇速度と比較して、上記試料中の上記標的物質の濃度を算出する工程と、をこの順に備える。
 上記いずれの方法においても、上記標的物質は匂い物質であってよく、上記複数の細胞は、昆虫の嗅覚受容体及びカルシウム感受性蛍光タンパク質を有する昆虫細胞であってよい。上記いずれの方法においても、上記標的物質は、ボンビカール(以下、BALと略す。)であってもよく、上記複数の細胞は、BmOR-3タンパク質及びGCaMP6sタンパク質を有するSf21細胞であってもよい。
 本発明に係る方法により選択された細胞を用いることにより、試料中の標的物質を高い感度で検出することが可能となる。また、本発明に係る試料中の未知濃度の標的物質の濃度を決定する方法によれば、標的物質の濃度が低くても、その濃度を決定することができる。
応答性の高い細胞の選択、及び、標的物質の濃度の決定に使用することのできるマイクロ流路デバイスの模式図である。 応答性の高い細胞の選択、及び、標的物質の濃度の決定に使用することのできるマイクロ流路デバイスの模式図である。 Itの経時変化を示すグラフである。 蛍光強度の最大上昇速度の分布を示すヒストグラムである。(A)、(B)、(C)は、それぞれ30000 nM、3000 nM、300 nMのBAL溶液を用いたときの結果である。 図4の分布における、上位100%、30%、25%、及び20%以内の値の平均値を示すグラフである。
 本発明に係る標的物質に対する応答性の高い細胞を選択する方法は、
 (1a)標的物質を含む試料を複数の細胞に接触させる工程と、
 (1b)蛍光強度の上昇速度を上記細胞ごとに算出する工程と、
 (1c)上記複数の細胞のうち、上位50%以内の上記蛍光強度の上昇速度を示した任意の細胞を選択する工程と、を備える。
 本発明において使用される細胞は、標的物質の受容体と蛍光指示薬とを有する細胞である。
 標的物質は、特に限定されず、BAL、ボンビコール、1-オクテン-3-オール、ゲオスミン、フェネチルアルコール、メチルベンゾエート、エチルベンゾエート、ベンジルアルコール、メチルサリシレート、ベンズアルデヒド、ペンタナール、ヘキサナール、E2-ヘキサナール、2-ヘプタノン、6-メチル-5-へプテン-2-オン、2-メチルフェノール等の匂い物質であってよい。
 標的物質の受容体は、特に限定されず、例えば、上記の匂い物質の受容体であってよい。匂い物質の受容体は、例えば、カイコガ、キイロショウジョウバエ、ハマダラカ等の昆虫の嗅覚受容体であってよい。カイコガの嗅覚受容体としては、例えば、BALの受容体であるBmOR-3タンパク質、及び、ボンビコールの受容体であるBmOR-1タンパク質が挙げられる。キイロショウジョウバエの嗅覚受容体としては、例えば、1-オクテン-3-オールの受容体であるOr13aタンパク質、及び、ゲオスミンの受容体であるOr56aタンパク質が挙げられる。
 蛍光指示薬は、標的物質と受容体との結合の結果蛍光を発する物質であれば特に限定されない。蛍光指示薬は、例えば、蛍光タンパク質又は蛍光色素であってよい。蛍光指示薬は、好ましくは遺伝的にコードされた蛍光タンパク質である。例えば、標的物質と受容体との結合が細胞内のイオン濃度の変化をもたらす場合、蛍光指示薬は、そのイオンに感受性の蛍光タンパク質又は蛍光色素であってよい。蛍光タンパク質の例は、カルシウム感受性蛍光タンパク質である、GCaMP3タンパク質、GCaMP6sタンパク質、及びGCaMP7タンパク質である。蛍光色素の例は、Fluo 3-AM、Rhod 2-AM、Calbryte(商標) 520、Fluo 4-AM、Fura 2-AM、Indo 1-AM、Calbryte 590、Calbryte 630等のカルシウム感受性蛍光色素である。
 細胞は、補助受容体をさらに含んでもよい。補助受容体の例としては、昆虫の嗅覚受容体の補助受容体であるOrcoタンパク質が挙げられる。
 細胞は、例えば、スポドプテラ・フルギペルダ由来の細胞であってよい。スポドプテラ・フルギペルダ由来の細胞としては、例えば、Sf21及びSf9が挙げられる。
 工程1aでは、標的物質を含む試料を複数の細胞に接触させる。細胞に試料を接触させることで、試料中の標的物質が受容体と結合し、その結果、蛍光指示薬が蛍光を発する。例えば、受容体がBmOR-3タンパク質等のカルシウムイオンチャネルである場合、標的物質の受容体への結合は、カルシウムイオンの細胞内への流入を引き起こす。カルシウムイオンは細胞内に存在しているカルシウム感受性蛍光指示薬に結合し、蛍光指示薬は蛍光を発する。試料を細胞に接触し続けることで細胞内のカルシウム濃度が上昇し、細胞から発せられる蛍光の強度も上昇するが、カルシウムイオンの細胞内への取り込み速度は次第に低下していき、細胞内カルシウム濃度はプラトー(一定)に達し、そのため、蛍光強度もプラトーとなる。
 試料を細胞に接触させる方法は特に限定されず、試料が液体である場合には、例えば、細胞を試料に所定時間浸してもよいし、試料を所定の流速で流し、その流れの中に細胞を配置してもよい。試料が気体である場合には、例えば、試料を充満させた空間に細胞を配置してもよい。工程1aにおける試料の濃度は、未知であっても既知であってもよい。
 工程1bでは、蛍光強度の上昇速度を細胞ごとに算出する。蛍光強度は、測定値そのもの(絶対値)であっても、試料を接触させる前の細胞の蛍光強度等に対する相対値であってもよい。蛍光強度の上昇速度は、所定時間における絶対又は相対的な蛍光強度の時間変化率であってよい。
 蛍光強度の上昇速度として所定時間における絶対的な蛍光強度の時間変化率を利用する場合、蛍光強度の上昇速度は、所定時間におけるFtの時間変化率dFt/dtを計算することにより求めることができる。ここで、Ftは、試料を接触させた後であって、かつ、蛍光強度がプラトーに達する前の任意の段階における細胞の蛍光強度(測定値そのもの)を表す。所定時間とは、試料を接触させた後であって、かつ、蛍光強度がプラトーに達する前の、任意の二つ段階の間の時間を指す。dFt/dtは、試料を接触させてから経過した時間に対してFtをプロットして得られる曲線の傾きを算出することにより求めてもよい。蛍光強度の上昇速度として、dFt/dtの最大値を利用してもよい。
 一例として、試料を接触させてから時間t1、t2経過後の段階における細胞の蛍光強度をそれぞれFt1、Ft2で表すと、蛍光強度の上昇速度は下式(1)を用いて計算することができる。
 蛍光強度の上昇速度=(Ft2-Ft1)/(t2-t1) ・・・ (1)
ただし、試料を接触させてから時間t1経過後の段階及び時間t2経過後の段階は、いずれも蛍光強度がプラトーに達する前の段階であり、t2>t1である。
 蛍光強度の上昇速度として所定時間における相対的な蛍光強度の時間変化率を利用する場合、蛍光強度の上昇速度は、所定時間におけるFt/F0の時間変化率d/dt(Ft/F0)計算することにより求めることができる。ここで、F0は、試料を接触させる前の細胞の蛍光強度(測定値そのもの)を表す。所定時間とは、試料を接触させた後であって、かつ、蛍光強度がプラトーに達する前の、任意の二つ段階の間の時間を指す。一例として、蛍光強度の上昇速度は下式(2)を用いて計算することができる。
 蛍光強度の上昇速度=(Ft2-Ft1)/F0/(t2-t1) ・・・ (2)
 あるいは、蛍光強度の上昇速度は、所定時間におけるItの時間変化率dIt/dtを計算することにより求めることができる。ここで、Itは、(Ft-F0)/F0である。所定時間とは、試料を接触させた後であって、かつ、蛍光強度がプラトーに達する前の、任意の二つ段階の間の時間を指す。dIt/dtは、試料を接触させてから経過した時間に対してItをプロットして得られる曲線の傾きを算出することにより求めてもよい。蛍光強度の上昇速度として、dIt/dtの最大値を利用してもよい。一例として、蛍光強度の上昇速度は下式(3)を用いて計算することができる。式(3)を変形すると式(2)と同じ式が得られる。
 蛍光強度の上昇速度=(It2-It1)/(t2-t1) ・・・ (3)
 工程1cでは、全細胞のうち、上位50%以内の蛍光強度の上昇速度を示した任意の細胞を選択する。好ましくは、全細胞のうち、蛍光強度の上昇速度の最大値が、上位50%、40%、30%、25%、又は20%以内である細胞を選択する。選択する細胞は、蛍光強度の上昇速度が上位50%以内である細胞のうち、全ての細胞であってもよく、一部の細胞であってもよい。
 選択された細胞は、まず回収し、そして試料中の標的物質の検出に又はその濃度の決定に利用することができる。あるいは、選択された細胞は、回収せずにそのまま試料中の標的物質の検出に又はその濃度の決定に利用することができる。本発明に係る方法により選択された細胞は標的物質に対して高い応答性を示すため、本発明に係る細胞を用いることにより、試料中の標的物質を高い感度で検出することができる。
 選択及び回収された細胞を用いて試料中の標的物質を検出し又はその濃度を決定する方法は特に限定されず、公知の方法を使用することができる。例えば、回収された細胞を公知の方法により培養し、培養細胞に試料を接触させたときに発せられる蛍光を分析することにより、試料中の標的物質を検出し又はその濃度を決定することができる。ただし、選択された細胞が有する蛍光指示薬が遺伝的にコードされていない場合、蛍光色素等の蛍光指示薬が培養細胞内に存在している必要がある。標的物質の検出及びその濃度の決定には、蛍光強度の上昇速度を利用してもよいし、蛍光強度がプラトーに達する前の任意の段階又はプラトーに達した段階の蛍光強度を利用してもよい。
 選択された細胞を回収せずにそのまま試料中の標的物質の検出に利用することもできる。この場合、全細胞のうち少なくとも上記選択された細胞に標的物質を含む可能性のある試料を接触させて、上記選択された細胞から発せられる蛍光を分析することにより、試料中の標的物質の存在を検出することができる。
 選択された細胞を回収せずにそのまま試料中の標的物質の濃度の決定に利用することもできる。すなわち、本発明は、試料中の未知濃度の標的物質の濃度を決定する方法であって、
 (2a)既知濃度の標的物質を含む標準試料を複数の細胞に接触させる工程と、
 (2b)蛍光強度の上昇速度を上記細胞ごとに算出する工程と、
 (2c)異なる濃度の上記標的物質を含む1以上の標準試料を用いて、工程2a及び工程2bの組み合わせを繰り返し、各標準試料について、蛍光強度の上昇速度を算出する工程と、
 (2d)未知濃度の標的物質を含む試料を上記細胞に接触させる工程と、
 (2e)上記試料を接触させた後の蛍光強度の上昇速度を上記細胞ごとに算出する工程と、
 (2f)上記細胞のうち、上記試料又はいずれかの上記標準試料について算出された蛍光強度の上昇速度が上位50%以内であった任意の細胞を選択する工程と、
 (2g)工程2eにおいて上記試料について算出された蛍光強度の上昇速度を、工程2b及び2cにおいて上記標準試料について算出された蛍光強度の上昇速度と比較して、上記試料中の上記標的物質の濃度を算出する工程と、を備える方法も提供する。ただし、工程2gで比較される上昇速度は、工程2fにおいて選択された細胞について算出された上昇速度である。また、工程2a、2b、2c、2d、2e、及び2gはこの順に行われ、工程2fは、工程2bの後かつ工程2gの前に任意の段階で行われる。
 工程2a~工程2cは、標準試料を用いたときの細胞の蛍光強度の上昇速度の測定に関する。工程2a及び工程2bの詳細は、工程1a及び工程1bについて説明したとおりである。ただし、工程2a及び工程2bでは、試料の代わりに既知濃度の標的物質を含む標準試料が使用される。工程2cでは、1以上の標準試料を用いて工程2a及び工程2bの組み合わせを繰り返すことにより、標的物質の濃度と各細胞の蛍光強度の上昇速度とを対応付ける。標的物質の濃度と各細胞の蛍光強度の上昇速度との関係を示す検量線を作成してもよい。用いる標準試料の数は特に限定されず、より多くの標準試料を用いることで、より正確な検量線を作成することができ、したがって、試料中の標的物質の濃度をより正確に決定することができる。
 工程2d及び工程2eは、未知濃度の標的物質を含む試料を用いたときの細胞の蛍光強度の上昇速度の測定に関する。工程2d及び工程2eの詳細は、工程1a及び工程1bについて説明したとおりである。ただし、工程2d及び工程2eでは、未知濃度の標的物質を含む試料が使用される。
 工程2fは、細胞の選択に関する。工程2fの詳細は、工程1cについて説明したとおりである。ただし、工程2fでは、細胞の選択は、工程2b、工程2c、及び工程2eのいずれかにおいて得られた蛍光強度の上昇速度のデータに基づいて行う。いいかえれば、工程2fでは、全細胞のうち工程2bで算出された上昇速度が上位50%以内であった細胞を選択してもよいし、全細胞のうち工程2cで算出された上昇速度が上位50%以内であった細胞を選択してもよいし、全細胞のうち工程2eで算出された上昇速度が上位50%以内であった細胞を選択してもよい。すなわち、本工程は、工程2bの後であれば、工程2cの前に行ってもよく、工程2dの前に行ってもよい。
 細胞の選択(工程2f)を工程2bと工程2cの間で行う場合、工程2c及び工程2eにおける蛍光強度の上昇速度の測定は、全ての細胞について行う必要はなく、少なくとも工程2fにおいて選択された細胞に対して行えば十分である。したがって、工程2c及び工程2dにおいて、標準試料又は試料は、少なくとも工程2fにおいて選択された細胞に対して接触させれば十分である。同様に、細胞の選択(工程2f)を工程2cと工程2dの間で行う場合、工程2eにおける蛍光強度の上昇速度の測定は、全ての細胞について行う必要はなく、少なくとも工程2fにおいて選択された細胞に対して行えば十分である。また、工程2dにおいて、試料は、少なくとも工程2fにおいて選択された細胞に対して接触させれば十分である。
 工程2gは、試料中の標的物質の濃度の決定に関する。本工程では、未知濃度の標的物質を含む試料について算出された蛍光強度の上昇速度の値(工程2e)を、例えば検量線を用いることにより、標準試料について算出された蛍光強度の上昇速度の値(工程2b及び工程2c)と比較して、試料中の標的物質の濃度を決定する。
 上記実施形態に係る試料中の標的物質の濃度を決定する方法によれば、標的物質に対して高い応答性を示す細胞の蛍光に基づいて濃度を決定するため、試料中の標的物質を高い感度で検出することができ、よって、標的物質の濃度が低くても、その濃度を決定することができる。また、上記実施形態に係る試料中の標的物質の濃度を決定する方法によれば、濃度を決定するための指標として蛍光強度の上昇速度を利用していることから、蛍光強度がプラトーに達する前に濃度を決定することが可能である。したがって、プラトーでの蛍光強度に基づいて濃度を決定する従来技術と比べて、より速く試料中の標的物質の濃度を決定することができる。
 なお、標的物質を高い感度で検出するという観点からは、蛍光強度の上昇速度が高い細胞を選択する工程2fが重要であるが、標的物質の濃度が検出限界よりも高ければ、高い感度が要求されない場合もある。そこで、本発明の他の側面は、試料中の未知濃度の標的物質の濃度を決定する方法であって、
 (3a)既知濃度の標的物質を含む標準試料を複数の細胞に接触させる工程と、
 (3b)蛍光強度の上昇速度を上記細胞ごとに算出する工程と、
 (3c)異なる濃度の上記標的物質を含む1以上の標準試料を用いて、工程3a及び工程3bの組み合わせを繰り返し、各標準試料について、蛍光強度の上昇速度を算出する工程と、
 (3d)未知濃度の標的物質を含む試料を上記細胞に接触させる工程と、
 (3e)上記試料を接触させた後の蛍光強度の上昇速度を上記細胞ごとに算出する工程と、
 (3f)工程3eにおいて算出された試料の上昇速度を、工程3b及び工程3cにおいて算出された標準試料の上昇速度と比較して、上記試料中の上記標的物質の濃度を算出する工程と、をこの順に備える方法を提供する。
 工程3a~3fの詳細は、工程2a~2e及び2gについて説明したとおりである。ただし、工程3fで比較される上昇速度は、全ての細胞ついて算出された上昇速度であってよく、任意の一部の細胞について算出された上昇速度あってもよい。上記他の実施形態に係る試料中の標的物質の濃度を決定する方法によれば、濃度を決定するための指標として蛍光強度の上昇速度を利用していることから、蛍光強度がプラトーに達する前に濃度を決定することが可能である。したがって、プラトーでの蛍光強度に基づいて濃度を決定する従来技術と比べて、より速く試料中の標的物質の濃度を決定することができる。特に、試料中の標的物質の濃度が低い場合は蛍光強度がプラトーに達するまで長い時間がかかるため、プラトー達する前に濃度を決定することができる本方法が有用である。
 本発明に係る標的物質に対する応答性の高い細胞を選択する方法、及び、試料中の未知濃度の標的物質の濃度を決定する方法には、種々のデバイスを用いることができる。例えば、細胞を保持したフローセル内に標的物質を含む試料を導入して、細胞から発せられる蛍光を上述のとおり分析してもよい。あるいは、単一の細胞を捕捉可能な凹部を複数個備えるデバイスを用いてもよい。凹部に細胞を捕捉した後、凹部に標的物質を含む試料を導入して、細胞から発せられる蛍光を上述のとおり分析することができる。さらに、微細な流路を備えるマイクロデバイスを用いることもできる。
 図1にマイクロ流路デバイスの一例を示す。図1に示すマイクロ流路デバイス10は、フォーク状の溝を一方の主面に有する基板2と、基板2の溝が形成された側の主面に積層されたカバーガラス1とを備える。基板2に設けられた溝は、流路3と、流路3の一方の端に設けられた3つの注入口4、5、及び6と、流路3のもう一方の端に設けられた注出口7と、を有し、フォーク状の形をしている。基板2は、特に限定されないが、例えば、シリコンゴム(例えば、ジメチルポリシロキサン)等の樹脂製であってよい。基板2が樹脂製である場合、流路3、注入口4、5、及び6、並びに注出口7は、フォトリソグラフィーにより容易に形成することができる。3つの注入口4、5、及び6には、細胞懸濁液又は溶液が充填されたシリンジ(図示せず)をそれぞれ接続してもよい。注入口4、5、及び6から流路3に導入された細胞懸濁液又は溶液は、注出口7からマイクロ流路デバイス10の外に排出される。流路3の表面は、必要に応じて、ポリリジン、ポリエチレングリコール(PEG)リン脂質等の細胞接着性基材で修飾してもよい。
 マイクロ流路デバイス10は、例えば次のようにして、標的物質に対する応答性の高い細胞を選択する方法に使用することができる。まず、流路3の表面を細胞接着性基材で修飾する。注入口4、5、6に、それぞれシリンジS4、S5、S6を接続する。シリンジS4、S5、S6には、それぞれ細胞懸濁液、バッファー、標的物質を含む試料が充填されている。バッファーは、例えばリンガー溶液(40 mM NaCl,5.6 mM KCl,4.5 mM CaCl,11.26 mM MgCl,10 mM HEPES,及び9.4 mM D-グルコース,pH7.2)であってよい。工程1aに先立ち、細胞懸濁液をシリンジS4から流路3に導入する。流路3に導入された細胞は、細胞接着性基材の作用により流路3に接着する。細胞が接着した後、シリンジS4からの細胞懸濁液の導入を止める。バッファーをシリンジS5から流路3に導入し、流路3に接着しなかった細胞を洗い流す。シリンジS5からのバッファーの導入を止め、試料をシリンジS6から流路3に導入し、流路3に接着した細胞に接触させる(工程1a)。細胞から発せられる蛍光を分析して、上述の方法で応答性の高い細胞を選択する(工程1b、1c)。必要に応じて、上記選択された細胞をピペット等公知の手段により流路3から回収してもよい。マイクロ流路デバイス10は、同様にして、試料中の標的物質の濃度を決定する方法にも使用することができる。
 あるいは、マイクロ流路デバイス10は、例えば次のようにして、標的物質に対する応答性の高い細胞を選択する方法に使用することもできる。まず、注入口4、5、6に、それぞれシリンジS4、S5、S6を接続する。シリンジS4及びS6には標的物質を含む試料が充填されており、シリンジS5には細胞懸濁液が充填されている。シリンジS4、S5、及びS6から、細胞懸濁液又は試料を流路3に同時に導入する。シリンジS4、S5、及びS6の圧力を調整することで、流路3内で、細胞懸濁液の層と、その層を挟む2つの試料の層と、からなる3層の層流を形成する。ここで、細胞懸濁液の層の幅を、細胞が層内で一列に整列するように調整することが好ましい。試料中の標的物質は層流内で拡散していき、流路3の下流では、拡散された標的物質が細胞懸濁液の層内で細胞と接触する(工程1a)。細胞から発せられる蛍光を分析して、上述の方法で応答性の高い細胞を選択する(工程1b、1c)。細胞は一列に整列したまま注出口7を介してマイクロ流路デバイス10の外に排出されるため、必要に応じて、排出された細胞から上記選択された細胞のみを回収することができる。マイクロ流路デバイス10は、同様にして、試料中の標的物質の濃度を決定する方法にも使用することができる。
 図2にマイクロ流路デバイスの他の例を示す。図2の(A)に示すマイクロ流路デバイス40は、流路23と、流路23に隣接する流路24と、流路23と流路24とをつなぐ連絡部30とを備える。流路23、流路24、及び連絡部30は、いずれも基板22に設けられた溝であり、基板22の溝が形成された側の主面にはカバーガラス21が積層されている。基板22は、特に限定されないが、例えば、シリコンゴム(例えば、ジメチルポリシロキサン)等の樹脂製であってよい。基板22が樹脂製である場合、流路23、流路24、及び連絡部30は、フォトリソグラフィーにより容易に形成することができる。
 流路23には液体の注入口25及び26、並びに注出口28が設けられており、流路24には液体の注入口27及び注出口29が設けられている。注入口25には、細胞Cを含む懸濁液が注入される。残りの注入口には、試料、標準試料、バッファー等、他の溶液が注入される。注入口25及び26から流路23に導入された細胞懸濁液又は溶液は、注出口28からマイクロ流路デバイス40の外に排出され、注入口27から流路24に導入された溶液は、注出口29からマイクロ流路デバイス40の外に排出される。懸濁液及び溶液は、例えばシリンジを用いて注入口に注入することができる。注入口は、使用する溶液の数だけあってもよいが、一つの流路に対して少なくとも1つの注入口があれば足りる。したがって、注入口26はなくてもよいし、流路24及び/又は23に注入口を1つ以上追加してもよい。
 図2の(B)に連絡部30の拡大図を示す。連絡部30は、流路23と流路24とをつなぐ孔32と、細胞Cを捕捉可能な開口部(開口端)31と、を有する。ここで、細胞Cを捕捉可能とは、流路23内の圧力が流路24内の圧力よりも高い条件下において、流路23内に存在する細胞Cを流路23側の開口部31に保持することができることを意味する。図2では、開口部31がくぼみを形成しているが、開口部31の形状は、細胞Cを捕捉可能であれば特に限定されない。連絡部30は、細胞Cが通り抜けることができない形状である必要がある。したがって、孔32の孔径は、細胞Cの直径よりも十分に小さいことが好ましい。例えば、細胞がSf21である場合、孔32の孔径は、1 μm~15 μmであってよい。また、図2では、連絡部30は孔32を介して流路23と流路24とをつないでいるが、孔32をスリットに置き換えてもよい。開口部31は、細胞Cが存在する流路23側に設けられてさえいればよく、流路24側に開口部を設ける必要はない。
 次に、標的物質に対する応答性の高い細胞を、マイクロ流路デバイス40を用いて選択する方法の例をいくつか説明する。
 マイクロ流路デバイス40を用いる場合、上記工程1aは、例えば、
 (A1)流路23内の圧力が流路24内の圧力よりも高くなるように流路23に複数の細胞Cを含む懸濁液を導入し、流路23側の開口部31に細胞Cを捕捉する工程と、
 (A2)流路23と流路24との圧力差を維持したまま、流路23に標的物質を含む試料を導入し、捕捉された細胞Cに標的物質を含む試料を接触させる工程と、を備えてよい。
 工程A1では、注入口25を介して流路23に細胞懸濁液を流すことができる。流路23に細胞Cを含む懸濁液を流している間、流路24には注入口27を介してリンガー溶液等のバッファーを流すことができる。流路23と流路24との圧力差を生み出す方法は特に限定されない。例えば、流路23と流路24の形状が同一である場合、流路23に細胞懸濁液を導入するシリンジの駆動圧力を、流路24にバッファー導入するシリンジの駆動圧力より高くすることにより、流路23内の圧力を流路24内の圧力よりも高くすることができる。
 工程A2では、細胞懸濁液の注入を止め、注入口26を介して流路23に試料を導入することができる。このとき、流路24には引き続きバッファーを流していてもよい。流路23と流路24との圧力差は、シリンジの駆動圧力を調整することにより一定に保つことができる。開口部31に捕捉された細胞Cに試料を接触させることにより発せられた蛍光は、工程1bにおいて上述のとおり分析され、続く工程1cで応答性の高い細胞が選択される。
 工程1cにおいて選択された細胞は、
 (1d)流路24内の圧力が流路23内の圧力よりも高くなるように流路24に液体を導入し、捕捉された細胞Cを開口部31から解放する工程と、
 (1e)解放された細胞Cのうち上記選択された任意の細胞を回収する工程と、を備える方法により回収することができる。
 工程1dにおいて、流路24に導入する液体は限定されず、例えば、バッファーであってよい。流路23と流路24との圧力差を逆転させる方法は特に限定されない。例えば、流路23と流路24の形状が同一である場合、流路23に試料を導入するシリンジの駆動圧力を、流路24にバッファー導入するシリンジの駆動圧力よりも低くすることにより、流路24内の圧力を流路23内の圧力よりも高くすることができる。圧力差を逆転させることにより解放された細胞Cは、注出口28から回収することができる。
 図2に示すマイクロ流路デバイス40では、流路24に注入口は一つしか設けられていないが、流路24にはもう一つ注入口(以下、注入口27bと呼ぶ。)を追加してもよい。この場合、工程A2では、試料を流路23ではなく、注入口27bを介して流路24に導入することができる。この際、流路23には、注入口26を介してバッファーを導入することができる。工程1dでは、流路23にバッファーを導入するシリンジの駆動圧力を、流路24に試料を導入するシリンジの駆動圧力よりも低くすることにより、流路24内の圧力を流路23内の圧力よりも高くすることができる。
 上述の例では、使用する懸濁液及び溶液ごとに別々の注入口を設ける例を説明したが、懸濁液及び複数の溶液を単一の注入口から流路23又は24内に導入してもよい。
 マイクロ流路デバイス40は、本発明に係る試料中の未知濃度の標的物質の濃度を決定する方法にも使用することができる。マイクロ流路デバイス40を用いる場合、上記工程2aの前に、上記工程A1と同様の工程により、流路23側の開口部31に細胞Cを捕捉する。また、工程2aでは、上記工程A2と同様の方法により捕捉された細胞Cに標準試料を接触させる。さらに、工程2dでは、上記工程A2と同様の方法により、捕捉された細胞Cに未知濃度の標的物質を含む試料を接触させる。
 真空グリースを塗布した紙(25 mm×5 mm)2枚をスライドガラス上に配置し、その上にカバーガラス(18 mm×18 mm)を重ねた。紙は、5 mmの間隔をあけて互いに平行になるように配置した。スライドガラスの表面は、ウシ血清アルブミン(BSA)を吸着させた後、細胞接着性基材であるPEGリン脂質(BAM)で修飾した。この装置をフローセルとして用いた。
 BmOR-3タンパク質と、GCaMP6sタンパク質と、Orcoタンパク質とを有するSf21細胞を培地に懸濁し、フローセルに導入した。細胞がスライドガラスの表面に接着した後、フローセルにバッファーを導入して、接着しなかった細胞とともに培地を洗い流した。バッファーとしては、リンガー溶液を用いた。
 フローセルを蛍光顕微鏡にセットし、100個の細胞の蛍光を観察した。30 nMのBALを含むバッファーをフローセルに導入し、細胞の蛍光像を数分間観察及び記録した。細胞ごとに、BAL溶液を導入する直前の蛍光強度F0と、BAL溶液を導入した後の蛍光強度Ftとを蛍光画像から求め、下式で示されるItを算出し、経時的に記録した。
  It=(Ft-F0)/F0×100(%)
 300 nM、3000 nM、及び30000 nMのBAL溶液を用いて同様の実験を行った。Itの経時変化を示すグラフを図3に示す。
 図3に示すItの曲線に対して一定の時間幅で直線フィッティングを繰り返し、曲線の傾きの経時変化を求めた。曲線の傾きは蛍光強度の上昇速度を表す。傾きの最大値を細胞ごとに求め、図4に示す傾きの最大値のヒストグラムを作成した。図4の(A)、(B)、(C)は、それぞれ30000 nM、3000 nM、300 nMのBAL溶液を用いたときの結果である。ヒストグラムから、上位100%以内(すなわち、全細胞)、上位30%、25%、又は20%以内の全値をBAL溶液の濃度ごとに選択し、それぞれの平均値を算出した。結果を図5に示す。
 1,21・・・カバーガラス、2,22・・・基板、3,23,24・・・流路、4,5,6,25,26,27・・・注入口、7,28,29・・・注出口、10,40・・・マイクロ流路デバイス、30・・・連絡部、31・・・開口部、32・・・孔、C・・・細胞。

Claims (12)

  1.  標的物質に対する応答性の高い細胞を選択する方法であって、
     (1a)標的物質を含む試料を複数の細胞に接触させる工程であって、
     前記細胞は、前記標的物質の受容体と蛍光指示薬とを有する細胞であり、
     前記蛍光指示薬は、前記標的物質と前記受容体との結合の結果蛍光を発する工程と、
     (1b)蛍光強度の上昇速度を前記細胞ごとに算出する工程と、
     (1c)前記複数の細胞のうち、上位50%以内の前記蛍光強度の上昇速度を示した任意の細胞を選択する工程と、を備える、方法。
  2.  第一の流路と、
     前記第一の流路に隣接する第二の流路と、
     前記第一の流路と前記第二の流路とをつなぐ連絡部であって、前記第一の流路側に前記細胞を捕捉可能な開口部を有する連絡部と、を備えるマイクロ流路デバイスを用いて実施する請求項1に記載の方法であって、
     前記工程1aが、
      (A1)前記第一の流路内の圧力が前記第二の流路内の圧力よりも高くなるように前記第一の流路に前記複数の細胞を含む懸濁液を導入し、前記第一の流路側の開口部に前記細胞を捕捉する工程と、
      (A2)前記第一の流路と前記第二の流路との圧力差を維持したまま、前記第一の流路又は前記第二の流路に標的物質を含む試料を導入し、前記捕捉された細胞に前記標的物質を含む試料を接触させる工程と、を備え、
     前記工程1cの後に、
      (1d)前記第二の流路内の圧力が前記第一の流路内の圧力よりも高くなるように前記第二の流路に液体を導入し、前記捕捉された細胞を前記開口部から解放する工程と、
      (1e)前記解放された細胞のうち前記選択された任意の細胞を回収する工程と、を備える、請求項1に記載の方法。
  3.  前記蛍光強度の上昇速度が、所定時間におけるItの時間変化率であり、
     前記Itは、(Ft-F0)/F0であり、
     前記F0は、前記試料を接触させる前の前記細胞の蛍光強度を表し、
     前記Ftは、前記試料を接触させた後であって、かつ、前記蛍光強度がプラトーに達する前の任意の段階における前記細胞の蛍光強度を表し、
     前記所定時間は、前記試料を接触させた後であって、かつ、前記蛍光強度がプラトーに達する前の、任意の二つ段階の間の時間である、請求項1又は2に記載の方法。
  4.  前記工程1cにおいて、前記複数の細胞のうち、上位30%以内の前記蛍光強度の上昇速度を示した任意の細胞を選択する、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
  5.  試料中の未知濃度の標的物質の濃度を決定する方法であって、
     (2a)既知濃度の標的物質を含む標準試料を複数の細胞に接触させる工程であって、
     前記細胞は、前記標的物質の受容体と蛍光指示薬とを有する細胞であり、
     前記蛍光指示薬は、前記標的物質と前記受容体との結合の結果蛍光を発する工程と、
     (2b)蛍光強度の上昇速度を前記細胞ごとに算出する工程と、
     (2c)異なる濃度の前記標的物質を含む1以上の標準試料を用いて、工程2a及び工程2bの組み合わせを繰り返し、各標準試料について、蛍光強度の上昇速度を算出する工程と、
     (2d)未知濃度の標的物質を含む試料を前記細胞に接触させる工程と、
     (2e)前記試料を接触させた後の蛍光強度の上昇速度を前記細胞ごとに算出する工程と、
     (2f)前記細胞のうち、前記試料又はいずれかの前記標準試料について算出された蛍光強度の上昇速度が上位50%以内であった任意の細胞を選択する工程と、
     (2g)工程2eにおいて前記試料について算出された蛍光強度の上昇速度を、工程2b及び工程2cにおいて前記標準試料について算出された蛍光強度の上昇速度と比較して、前記試料中の前記標的物質の濃度を算出する工程であって、前記比較される上昇速度は、工程2fにおいて選択された細胞について算出された上昇速度である、工程と、を備え、
     工程2a、2b、2c、2d、2e、及び2gはこの順に行われ、
     工程2fは、工程2bの後かつ工程2gの前に任意の段階で行われる、方法。
  6.  第一の流路と、
     前記第一の流路に隣接する第二の流路と、
     前記第一の流路と前記第二の流路とをつなぐ連絡部であって、前記第一の流路側に前記細胞を捕捉可能な開口部を有する連絡部と、を備えるマイクロ流路デバイスを用いて実施する請求項3に記載の方法であって、
     前記工程2aの前に、前記第一の流路内の圧力が前記第二の流路内の圧力よりも高くなるように前記第一の流路に前記複数の細胞を含む懸濁液を導入し、前記第一の流路側の開口部に前記細胞を捕捉する工程を備え、
     前記工程2aが、前記第一の流路と前記第二の流路との圧力差を維持したまま、前記第一の流路又は前記第二の流路に前記標準試料を導入し、前記捕捉された細胞に前記標準試料を接触させる工程を備え、
     前記工程2dが、前記第一の流路と前記第二の流路との圧力差を維持したまま、前記第一の流路又は前記第二の流路に前記試料を導入し、前記捕捉された細胞に前記試料を接触させる工程を備える、請求項5に記載の方法。
  7.  前記蛍光強度の上昇速度が、所定時間におけるItの時間変化率であり、
     前記Itは、(Ft-F0)/F0であり、
     前記F0は、前記試料又は前記標準試料を接触させる前の前記細胞の蛍光強度を表し、
     前記Ftは、前記試料又は前記標準試料を接触させた後であって、かつ、前記蛍光強度がプラトーに達する前の任意の段階における前記細胞の蛍光強度を表し、
     前記所定時間は、前記試料又は前記標準試料を接触させた後であって、かつ、前記蛍光強度がプラトーに達する前の、任意の二つ段階の間の時間である、請求項5又は6に記載の方法。
  8.  前記工程2fにおいて、前記細胞のうち、前記試料又はいずれかの前記標準試料について算出された蛍光強度の上昇速度が上位30%以内であった任意の細胞を選択する、請求項5~7のいずれか一項に記載の方法。
  9.  前記蛍光強度の上昇速度が、Itの時間変化率の最大値である、請求項3又は7に記載の方法。
  10.  試料中の未知濃度の標的物質の濃度を決定する方法であって、
     (3a)既知濃度の標的物質を含む標準試料を複数の細胞に接触させる工程であって、
     前記細胞は、前記標的物質の受容体と蛍光指示薬とを有する細胞であり、
     前記蛍光指示薬は、前記標的物質と前記受容体との結合の結果蛍光を発する工程と、
     (3b)蛍光強度の上昇速度を前記細胞ごとに算出する工程と、
     (3c)異なる濃度の前記標的物質を含む1以上の標準試料を用いて、工程3a及び工程3bの組み合わせを繰り返し、各標準試料について、蛍光強度の上昇速度を算出する工程と、
     (3d)未知濃度の標的物質を含む試料を前記細胞に接触させる工程と、
     (3e)前記試料を接触させた後の蛍光強度の上昇速度を前記細胞ごとに算出する工程と、
     (3f)工程3eにおいて前記試料について算出された蛍光強度の上昇速度を、工程3b及び工程3cにおいて前記標準試料について算出された蛍光強度の上昇速度と比較して、前記試料中の前記標的物質の濃度を算出する工程と、をこの順に備える方法。
  11.  前記標的物質が匂い物質であり、
     前記複数の細胞が、昆虫の嗅覚受容体及びカルシウム感受性蛍光タンパク質を有する昆虫細胞である、請求項1~10のいずれか一項に記載の方法。
  12.  前記標的物質がボンビカールであり、
     前記複数の細胞が、BmOR-3タンパク質及びGCaMP6sタンパク質を有するSf21細胞である、請求項1~11のいずれか一項に記載の方法。
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