JP2019090610A - Cell sorting method, and flow cytometry and cell sorter using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、新規なセルソーティング方法、並びにこれを利用したフローサイトメトリー及びセルソーターに関する。 The present invention relates to a novel cell sorting method, and flow cytometry and cell sorter using the same.
フローサイトメトリーは、蛍光色素でラベルした抗体等をターゲット細胞に結合させ、その蛍光や散乱光によって粒子を分析・分離する手法をいう。この際、細胞等の微粒子集団から特定の細胞(微生物を含む)を分離する手法が、セルソーティング技術である(非特許文献1等)。セルソーティング技術は、細胞挙動や細胞機能を理解する上で、非常に重要な方法である。 Flow cytometry refers to a method in which an antibody or the like labeled with a fluorescent dye is bound to a target cell, and particles are analyzed and separated by the fluorescence or scattered light. Under the present circumstances, the method of isolate | separating a specific cell (a microbe is included) from microparticles | fine-particles groups, such as a cell, is a cell sorting technique (nonpatent literature 1 grade | etc.,). Cell sorting technology is a very important method to understand cell behavior and cell function.
非特許文献1の技術(図18参照)では、蛍光色素等でラベルした抗体を結合させたターゲット細胞の懸濁液を液流とし、まず、その流路内で該細胞に、標識した蛍光色素に応じて励起光を照射し、各細胞から発する蛍光又は散乱光の波長や強度を解析して所望の細胞を識別する。次いで、上記光の波長や強度等の解析結果によって識別された特定の性質を有する細胞に電圧を印加して帯電させ、偏向電極を利用して上記で帯電された細胞の弁別、定量、統計解析等を行う。 In the technique of Non-Patent Document 1 (see FIG. 18), a suspension of target cells to which an antibody labeled with a fluorescent dye or the like is bound is used as a liquid flow, and first, the fluorescent dye labeled to the cells in the flow channel In accordance with the above, excitation light is irradiated, and the wavelength or intensity of fluorescence or scattered light emitted from each cell is analyzed to identify a desired cell. Then, a voltage is applied to the cells having specific properties identified by the analysis result such as the wavelength and intensity of the light to charge the cells, and discrimination, quantification and statistical analysis of the cells charged in the above using the deflection electrode Etc.
このように、従来のセルソーティング技術は、流路に沿って流れてくる1個1個の細胞を順番に解析し、回収する技術である。より具体的には、検出部を通過する瞬間の細胞から発せられるシグナル(主に蛍光や散乱光)の絶対値で解析する技術である。したがって、多数の細胞について多数の項目について解析を行うことに対しては不向きである。しかも、当該技術は、偽陽性や偽陰性の発生も懸念される技術でもある。他方、偽陽性や偽陰性の頻度を少なくし且つ多数の細胞について多数の項目について解析を行う手法としては、マイクロアレイ技術がある。しかしながら、当該技術では、取得が望まれる細胞が見出された際、当該細胞が入っているマイクロウェルにマイクロマニピュレーターを挿入する手法にて当該細胞を取得するという点で、所望細胞取得の自動化には不向きである。したがって、本発明は、偽陽性や偽陰性の頻度を低減させつつ複数の被検体(例えば細胞)を同時に解析可能であり且つ自動化が可能な被検体(例えば細胞)取得技術を提供することを課題とする。 As described above, the conventional cell sorting technology is a technology for sequentially analyzing and collecting single cells flowing along the flow path. More specifically, it is a technique of analyzing the absolute value of the signal (mainly fluorescence or scattered light) emitted from the cell at the moment of passing through the detection unit. Therefore, it is unsuitable for conducting analysis on many items for many cells. Furthermore, the technology is also a technology that is also concerned about the occurrence of false positives and false negatives. On the other hand, there is a microarray technology as a method for reducing the frequency of false positives and false negatives and analyzing a large number of items for a large number of cells. However, in the art, when cells desired to be obtained are found, in order to obtain the cells by the method of inserting the micromanipulator into the microwell containing the cells, it is possible to automate acquisition of desired cells. Is unsuitable. Therefore, it is an object of the present invention to provide an object (for example, cell) acquisition technique capable of analyzing a plurality of subjects (for example, cells) simultaneously while reducing the frequency of false positives and false negatives and capable of automation. I assume.
本発明は下記の通りである:
[1] 複数のマイクロウェルを有する流路と、
複数の被検体(例えば被検細胞)を含有する液を、前記流路に導入可能な導入路と、
前記複数のマイクロウェルに収納された複数の被検体(例えば被検細胞)から情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部が取得した情報に基づき、一のマイクロウェル内の被検体(例えば被検細胞)を当該マイクロウェル内から選択的に取り出し可能な選択取り出し手段と、
前記選択取り出し手段により選択的に取り出された被検体(例えば被検細胞)を回収可能な被検体(例えば被検細胞)回収部と
を有するセルソーター又はフローサイトメーターであって、
前記複数のマイクロウェルが、被検体(例えば被検細胞)及び分解性ゲル(例えば光分解性ゲル)を収納可能であり、
前記選択取り出し手段が、取り出されるべき被検体(例えば被検細胞)が保持されたマイクロウェル内の分解性ゲル(例えば光分解性ゲル)に対し、当該分解性ゲル(例えば光分解性ゲル)が分解する処理を施す(例えば当該光分解性ゲルが分解する波長の光を照射可能な)分解処理部(例えば分解光照射部)である
よう構成されたセルソーター又はフローサイトメーター。
[2] 前記流路が平面状であり、前記複数のマイクロウェルは、当該流路を構成する(上壁及び下壁の内の)下壁に設けられている、前記[1]のセルソーター又はフローサイトメーター。
[3] 前記情報取得部は、
前記複数のマイクロウェルからの前記情報を、マイクロウェル毎に取得、複数のマイクロウェルのうちの2以上のものについて一度に取得、又は前記複数すべてのマイクロウェルについて一度に取得可能である、前記[1]又は[2]のセルソーター又はフローサイトメーター。
[4] 前記情報取得部は、
前記複数のマイクロウェルに対して、取得されるべき前記情報のソースとなる情報ソース波を照射可能な情報ソース波照射部と、
前記情報ソース波照射部が前記複数のマイクロウェルに対して前記情報ソース波を照射した際、前記複数のマイクロウェルから発生し得る前記情報を受信する情報受信部と
を有する、前記[1]〜[3]のセルソーター又はフローサイトメーター。
[5] 前記情報ソース波照射部は、第一態様として、マイクロウェル毎に前記情報ソース波を照射可能であるか;第二態様として、複数のマイクロウェルのうちの2以上のものを一度に照射可能であるか;又は、第三態様として、前記複数すべてのマイクロウェルを一度に照射可能であり;前記第一態様及び前記第二態様の場合には、前記複数のマイクロウェルすべてを走査して照射し得る、前記[4]のセルソーター又はフローサイトメーター。
[6] 前記情報ソース波照射部は、解析項目の数に応じ、複数種の情報ソース波を出力可能である、前記[4]又は[5]のセルソーター又はフローサイトメーター。
[7] 前記情報ソース波照射部から照射される前記情報ソース波が光であり、前記分解性ゲルが光分解性ゲルであり、且つ、前記分解処理部が、前記光分解性ゲルが分解する波長の光を照射可能な光照射部である場合、当該光の波長は、前記光分解性ゲルが分解する光の波長とは異なる、前記[4]〜[6]のセルソーター又はフローサイトメーター。
[8] 前記セルソーター又はフローサイトメーターは、
前記情報取得部で取得した前記情報を自動解析する自動解析手段を有していてもよく、
更に、ユーザーの指示又は前記自動解析手段による解析結果に基づき、取得が望まれる被検体(例えば被検細胞)が収納されたマイクロウェル内の分解性ゲル(例えば光分解性ゲル)に当該ゲルが分解する処理を施す(例えば光分解性ゲルが分解する波長の光を照射する)よう、前記選択取り出し手段を制御する選択取り出し制御手段
を更に有する、前記[1]〜[7]のセルソーター又はフローサイトメーター。
[9] 前記[1]〜[8]のセルソーター又はフローサイトメーター用である、前記流路を備えたマイクロ流体デバイス。
[10] 前記[1]〜[8]のセルソーター又はフローサイトメーター用である、前記分解性ゲルを形成し得る材料を含有する液体(例えば、下記第一成分を含有する液と、下記第二成分を含有する液と、を少なくとも含むキット)。
[11] 複数のマイクロウェルを有する流路に、被検体(例えば被検細胞)を含有する液を流し、前記マイクロウェル内に前記被検体(例えば被検細胞)を充填する充填工程と、
前記充填工程後、前記マイクロウェル内に充填された前記被検体(例えば被検細胞)を解析する解析工程と、
前記解析工程後、前記被検体(例えば被検細胞)を取り出す取得工程と
を含む被検体(例えば細胞)回収方法であって、
前記液が、第一成分と、前記第一成分とは異なる第二成分と、を含有し、
前記第一成分が、基本骨格が生体適合性ポリマーであり且つ前記第二成分と結合し得る第一部を有し、
前記第二成分が、基本骨格が生体適合性ポリマーであり且つ前記第一成分と結合し得る第二部を有し、
前記解析工程の際には、前記第一部と前記第二部との結合形成により、前記第一成分と前記第二成分とが架橋したゲルが、前記マイクロウェル内に形成された状態にあり、
前記第一成分及び/又は前記第二成分は、分解性部分(例えば光分解性部分)を更に有しており、
前記取得工程においては、分解処理(例えば光照射)を行うことで、前記分解性部分(例えば光分解性部分)を分解させて前記ゲルを分解し、前記被検体(例えば被検細胞)を取り出す、被検体(例えば細胞)回収方法。
[12] 前記第一部がアジドであり、前記第二部がアルキンである、前記[9]の被検体(例えば細胞)回収方法。
The invention is as follows:
[1] a channel having a plurality of microwells,
An introduction path which can introduce a liquid containing a plurality of analytes (for example, test cells) into the flow path;
An information acquisition unit that acquires information from a plurality of subjects (for example, test cells) stored in the plurality of microwells;
A selective extraction unit capable of selectively extracting an analyte (for example, a test cell) in one microwell from the microwell based on the information acquired by the information acquisition unit;
A cell sorter or a flow cytometer having a subject (for example, a test cell) recovery unit capable of recovering a subject (for example, a test cell) selectively removed by the selective removal means.
The plurality of microwells can accommodate a subject (eg, a test cell) and a degradable gel (eg, a photodegradable gel);
For the degradable gel (e.g., photodegradable gel) in the microwell in which the subject (e.g., test cell) to be taken out is retained, the selective extraction means is the degradable gel (e.g., photodegradable gel). A cell sorter or a flow cytometer configured to be a decomposition processing unit (for example, decomposition light irradiation unit) that is subjected to decomposition processing (for example, capable of irradiating light of a wavelength that the photolytic gel decomposes).
[2] The cell sorter according to the above [1] or the cell sorter according to the above [1], wherein the flow channel is planar, and the plurality of microwells are provided in a lower wall (of upper and lower walls) constituting the flow channel. Flow cytometer.
[3] The information acquisition unit
The information from the plurality of microwells may be acquired for each microwell, for at least two of the plurality of microwells at one time, or for all the plurality of microwells at one time. Cell sorter or flow cytometer of 1] or [2].
[4] The information acquisition unit
An information source wave irradiation unit capable of irradiating an information source wave serving as a source of the information to be acquired to the plurality of microwells;
When the information source wave irradiator irradiates the information source wave to the plurality of microwells, the information source wave irradiator further includes an information receiver that receives the information that may be generated from the plurality of microwells. Cell sorter or flow cytometer of [3].
[5] In the first aspect, the information source wave irradiator can irradiate the information source wave for each microwell; in the second aspect, two or more of the plurality of microwells at one time Or, in a third embodiment, all of the plurality of microwells can be irradiated at one time; in the case of the first and second embodiments, all of the plurality of microwells are scanned The cell sorter or flow cytometer of the above-mentioned [4], which can be irradiated.
[6] The cell sorter or flow cytometer according to [4] or [5], wherein the information source wave irradiator can output a plurality of types of information source waves according to the number of analysis items.
[7] The information source wave irradiated from the information source wave irradiating unit is light, the degradable gel is a photodegradable gel, and the decomposable processing unit is a process of decomposing the photodegradable gel When it is a light irradiation part which can irradiate the light of a wavelength, the cell sorter or flow cytometer of said [4]-[6] whose wavelength of the said light differs from the wavelength of the light which the said photolytic gel decomposes | disassembles.
[8] The cell sorter or flow cytometer
It may have an automatic analysis means for automatically analyzing the information acquired by the information acquisition unit,
Furthermore, based on the user's instruction or the analysis result by the automatic analysis means, the gel is contained in a degradable gel (e.g. photo-degradable gel) in the microwell containing the subject (e.g. test cell) desired to be obtained. The cell sorter or the flow according to the above [1] to [7], further comprising selective extraction control means for controlling the selective extraction means to perform decomposition processing (for example, irradiation with light of a wavelength that the photolytic gel decomposes). Cytometer.
[9] A microfluidic device provided with the flow path, which is for the cell sorter or flow cytometer of the above [1] to [8].
[10] A liquid (for example, a liquid containing the following first component) containing a material capable of forming the degradable gel, which is for the cell sorter or flow cytometer of the above [1] to [8], A solution containing at least a component).
[11] A filling step of flowing a liquid containing a subject (for example, a test cell) in a channel having a plurality of microwells, and filling the microwell with the subject (for example, a test cell);
An analysis step of analyzing the sample (for example, a test cell) filled in the microwell after the filling step;
A subject (for example, cell) recovery method including an acquisition step of taking out the subject (for example, a test cell) after the analysis step,
The liquid contains a first component and a second component different from the first component,
The first component has a first part in which the basic skeleton is a biocompatible polymer and capable of binding to the second component,
The second component has a second part whose basic skeleton is a biocompatible polymer and capable of binding to the first component,
In the analysis step, a gel in which the first component and the second component are crosslinked due to the bond formation between the first portion and the second portion is formed in the microwell. ,
The first component and / or the second component further comprises a degradable moiety (eg, a photodegradable moiety),
In the acquiring step, the degradable portion (e.g., photodegradable portion) is decomposed by decomposing treatment (e.g., light irradiation) to decompose the gel and take out the subject (e.g., test cell) , A method of collecting a subject (eg, cell).
[12] The method of collecting a subject (eg, cell) according to [9], wherein the first part is an azide and the second part is an alkyne.
本発明によれば、偽陽性や偽陰性の頻度を低減させつつ複数の被検体(例えば細胞)を同時に解析可能であり且つ自動化が可能な被検体(例えば細胞)取得技術を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an object (for example, cell) acquisition technique capable of analyzing a plurality of subjects (for example, cells) simultaneously while reducing the frequency of false positives and false negatives and capable of automation. .
以下、本発明をより具体的に説明する。ここで、本発明における「被検体」は、特に限定されず、例えば、細胞やビーズ(例えば、ウィルス等のターゲット成分を担持したビーズ)を挙げることができる。但し、以下では、「被検体」として本発明の好適態様である「細胞」を例に採り説明する。更に、本発明における「分解性ゲル」は、所定の処理を施すことにより分解し得るゲルであれば特に限定されず、エネルギー(例えば、光、音や熱)で分解し得るゲル、分解剤の添加により分解し得るゲルを挙げることができる。但し、以下では、「分解性ゲル」として本発明の好適態様である「光分解性ゲル」を例に採り説明する。尚、以下の項目に従い説明する。また、以下の説明にて、「セルソーター」又は「フローサイトメーター」として記載している場合であっても、「フローサイトメーター」又は「セルソーター」と読み替えたものも含むものとする。
(1.セルソーティング方法)
1−1.充填工程
1−1−1.マイクロ流体デバイスの構造
1−1−2.マイクロ流体デバイス内に流す第一液
1−1−2−1.第一成分及び第二成分
・基本骨格
・第一部/第二部
・光分解性部分
1−1−3.マイクロ流体デバイス内に流す第二液
1−1−4.プロセス
1−2.検出工程
1−3.解析工程
1−4.取得工程
(2.セルソーター)
2−1.マイクロ流体デバイス
2−2.レーザービーム照射部
2−3.シグナル検知部
2−4.ゲル分解用光照射部
Hereinafter, the present invention will be described more specifically. Here, the “analyte” in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include cells and beads (for example, beads carrying a target component such as a virus). However, in the following, a “cell” which is a preferred embodiment of the present invention will be described as an example of “subject”. Furthermore, the "degradable gel" in the present invention is not particularly limited as long as it is a gel that can be decomposed by performing a predetermined treatment, and a gel that can be decomposed by energy (for example, light, sound or heat), a decomposing agent Mention may be made of gels which can be degraded by the addition. However, in the following, as a "degradable gel", a "photodegradable gel" which is a preferred embodiment of the present invention will be described by way of example. The description will be made according to the following items. Moreover, in the following description, even when it is described as "cell sorter" or "flow cytometer", it shall include what was read as "flow cytometer" or "cell sorter".
(1. Cell sorting method)
1-1. Filling step 1-1-1. Structure of microfluidic device 1-1-2. First liquid to flow into the microfluidic device 1-1-2-1. First component and second component · Basic skeleton · First part / second part · Photodegradable part 1-1-3. Second liquid to be flowed into the microfluidic device 1-1-4. Process 1-2. Detection step 1-3. Analysis process 1-4. Acquisition process (2. Cell sorter)
2-1. Microfluidic Device 2-2. Laser beam irradiation unit 2-3. Signal detection unit 2-4. Light irradiation unit for gel decomposition
≪1.セルソーティング方法≫
本発明に係るセルソーティング方法は、
複数のマイクロウェルを有する流路に、被検細胞を含有する液を流し、前記マイクロウェル内に前記被検細胞を充填する充填工程と、
前記充填工程後、前記マイクロウェルに情報ソース波(例えば、レーザー光)を照射し、当該照射に起因したシグナルを検出するシグナル検出工程と、
前記シグナル検出工程での前記シグナルに基づき、前記マイクロウェル内に充填された前記被検細胞を解析する解析工程と、
前記解析工程後、前記被検細胞を取り出す取得工程と
を含む。以下、各工程について詳述する。
<< 1. Cell sorting method
The cell sorting method according to the present invention is
Filling the test cell-containing solution in a flow channel having a plurality of microwells, and filling the microwells with the test cells;
After the filling step, the microwell is irradiated with an information source wave (for example, laser light), and a signal detection step of detecting a signal caused by the irradiation;
Analyzing the test cells packed in the microwell based on the signal in the signal detection step;
And an acquisition step of taking out the test cell after the analysis step. Each step will be described in detail below.
<1−1.充填工程>
充填工程は、前記のように、マイクロウェルを有する流路(マイクロ流体デバイス)に、被検細胞を含有する第一液を流し、前記マイクロウェル内に前記被検細胞を充填し、その後に第二液を流してマイクロウェル外の第一液(マイクロウェルに入らなかった細胞を含有する第一液又は一部ゲル化されたものを含む液)を除去する工程である。図1〜図5を参照しながら、当該充填工程を詳述する。
<1-1. Filling process>
In the filling step, as described above, the first solution containing the test cells is flowed in the channel (microfluidic device) having the microwells, and the test cells are filled in the microwells, and then the The second solution is a step of removing the first solution (the first solution containing cells that did not enter the microwell or the solution containing a partially gelled solution) outside the microwell. The filling step will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 5.
{1−1−1.マイクロ流体デバイスの構造}
図1〜図3に、マイクロ流体デバイスAの一例を示す。ここで、図1は、マイクロ流体デバイスAの断面図であり、図2は、マイクロ流体デバイスAの上面図であり、図3は、マイクロ流体デバイスの分解図である。まず、図1から理解できるように、当該マイクロ流体デバイスAは、上面A−1と下面A−2との間にギャップを設けた平面構造を採っている。そして、図1及び図3に示すように、当該マイクロ流体デバイスAは、当該ギャップ内に液体を導入するための挿入口A−a(挿入口A−aに挿入された、液挿入用の導入口A1)と、当該ギャップ内の流体を排出するための開口部A−b(開口部A−bから排出される液を吸入し外部に排出可能な排出口A2)と、を有している。そして、図1〜図3に示すように、当該マイクロ流体デバイスAの下面には、多数のマイクロウェルA−3が設けられている。ここで、図3では、マイクロウェルの径として、20μm、30μm及び40μmのものを図示したが、これには限定されない。マイクロウェルの径は、対象とする細胞の大きさにより適宜選択され、好適には10〜50μmである。一般的な哺乳類細胞の場合、より好ましくは、15〜30μmである。好適な径よりも小さい場合は、細胞充填率が低下し、大きい場合は複数個の細胞が単一のウェルに充填されてしまい、単一細胞充填率が低下してしまう。また、マイクロ流体デバイスA内のウェル密度は、特に限定されないが、単一細胞のキャプチャーを高効率で行う観点からは、100〜10,000個/mm2である。一般的な哺乳類細胞の場合、より好ましくは、500〜2,000個/mm2である。好適なウェル密度よりも小さい場合は、一度の解析で処理できる細胞の数が減少してしまう。またウェル密度の上限は、前記好適な径を最密で並べた際の密度によって決まる。更に、ウェル間隔も、特に限定されないが、好適には2μm以上である。尚、マイクロ流体デバイスは、少なくとも、液体が通過可能な流路と、当該流路の壁面に設けられた複数のマイクロウェルと、前記流路に流体を注入するための注入口と、前記流路から流体を排出するための排出口と、を有する。
{1-1-1. Structure of microfluidic device}
An example of the microfluidic device A is shown in FIGS. 1 to 3. Here, FIG. 1 is a cross-sectional view of the microfluidic device A, FIG. 2 is a top view of the microfluidic device A, and FIG. 3 is an exploded view of the microfluidic device. First, as can be understood from FIG. 1, the microfluidic device A has a planar structure in which a gap is provided between the upper surface A-1 and the lower surface A-2. And as shown in FIG.1 and FIG.3, the said microfluidic device A is the insertion opening Aa for introduce | transducing a liquid in the said gap (Introduction for the liquid insertion inserted in the insertion opening Aa. A port A 1 ) and an opening A-b for discharging the fluid in the gap (a port A 2 capable of sucking in and discharging the liquid discharged from the port A- b ); ing. Then, as shown in FIGS. 1 to 3, a large number of microwells A-3 are provided on the lower surface of the microfluidic device A. Here, although the diameters of 20 μm, 30 μm and 40 μm are illustrated as the diameters of the microwells in FIG. 3, the present invention is not limited thereto. The diameter of the microwell is appropriately selected depending on the size of the target cell, and is preferably 10 to 50 μm. In the case of a common mammalian cell, it is more preferably 15 to 30 μm. If it is smaller than the preferred diameter, the cell filling rate is reduced, and if it is larger, a plurality of cells are filled in a single well, resulting in a decrease in single cell filling rate. Also, the well density in the microfluidic device A is not particularly limited, but is 100 to 10,000 / mm 2 from the viewpoint of performing single cell capture with high efficiency. In the case of general mammalian cells, more preferably, it is 500 to 2,000 cells / mm 2 . If it is smaller than the preferred well density, the number of cells that can be processed in one analysis decreases. Further, the upper limit of the well density is determined by the density when the above-mentioned preferred diameters are arranged in the closest packing. Furthermore, the well spacing is also not particularly limited, but preferably 2 μm or more. The microfluidic device includes at least a channel through which a liquid can pass, a plurality of microwells provided on the wall of the channel, an inlet for injecting a fluid into the channel, and the channel And an outlet for discharging fluid from the
なお、側壁の高さ(上面A−1と下面A−2との間隔)は、用いるウェルのサイズや、マイクロ流体デバイスに注入する各液の性状や注入条件等に合わせて適宜設計可能である。 The height of the side wall (the distance between the upper surface A-1 and the lower surface A-2) can be appropriately designed according to the size of the well used, the properties of each liquid to be injected into the microfluidic device, the injection conditions, etc. .
また、図1及び図3に示されるように、マイクロ流体デバイスAは、上面A−1及び下面A−2がそれぞれ別の部材により構成され、また、上面A−1及び下面A−2に介在することで流路を形成する側壁A−4が設けられているが、これはあくまで一例であり、上面A−1、下面A−2及び側壁A−4が一体に形成される等、本発明の用途に利用可能な限り、何ら限定されない。また、本例では、マイクロ流体デバイスAの上面A−1及び下面A−2を平面構造としているが、これには限定されず、微細な凹凸が設けられていてもよい。なお、上述のように、当該マイクロ流体デバイスAの下面A−2は、平面構造を採っているため、被検細胞を含有する第一液の流路が平面状となる。その結果、第一液の流れが円滑となり、より効率よくマイクロウェルへの第一液及び被検細胞の充填を行うことが可能となる。またこの場合、マイクロウェルは、本例のように、流路を構成する上下壁の下壁(即ち、本例では下面A−2)に設けられていることが好ましい。流路の下壁にマイクロウェルを設けることで、マイクロウェル内への被検細胞の充填を確実なものとすることが出来る。なお、マイクロウェルは、用途に応じて、流路を構成する上壁(上面A−1)や側壁A−4等に設けられていてもよい。 Further, as shown in FIG. 1 and FIG. 3, in the microfluidic device A, the upper surface A-1 and the lower surface A-2 are respectively constituted by different members, and the microdevice A intervenes in the upper surface A-1 and the lower surface A-2. Although the side wall A-4 which forms a channel by performing is provided, this is an example to the last, and upper surface A-1, lower surface A-2, and side wall A-4 are integrally formed, etc. There is no limitation as long as it can be used for the purpose of Moreover, in this example, although upper surface A-1 and lower surface A-2 of the microfluidic device A are made into planar structure, it is not limited to this, but fine unevenness may be provided. As described above, since the lower surface A-2 of the microfluidic device A has a planar structure, the flow path of the first liquid containing the test cells is planar. As a result, the flow of the first solution becomes smooth, and it becomes possible to more efficiently fill the microwell with the first solution and the test cells. Further, in this case, it is preferable that the microwell is provided on the lower wall of the upper and lower walls (that is, the lower surface A-2 in this example) constituting the flow path as in this example. By providing the microwell on the lower wall of the flow path, the filling of the test cell into the microwell can be ensured. The microwell may be provided on the upper wall (upper surface A-1), the side wall A-4, or the like that constitutes the flow channel, depending on the application.
{1−1−2.マイクロ流体デバイス内に流す第一液}
マイクロ流体デバイス内に流す第一液は、複数の被検細胞を含有する液であって、第一成分と、前記第一成分とは異なる第二成分と、を含有する。ここで、第一成分と第二成分は、時間経過に伴い反応し、ゲル化する。尚、第一成分及び第二成分は、液(例えば、細胞が生存可能な液体、例えば、生理食塩水や液体培地)に溶解した状態にて存在する。以下、第一液に含まれる各成分を詳述する。
{1-1-2. First fluid to flow into the microfluidic device}
The first liquid to be flowed into the microfluidic device is a liquid containing a plurality of test cells, and contains a first component and a second component different from the first component. Here, the first component and the second component react with time and gelate. The first component and the second component are present in the state of being dissolved in a liquid (for example, a liquid in which cells can survive, such as physiological saline or liquid medium). Hereinafter, each component contained in a 1st liquid is explained in full detail.
(1−1−2−1.第一成分及び第二成分)
第一成分及び第二成分は、前述のように、ゲル化材料である。ここで、第一成分は、基本骨格が生体適合性ポリマーであり且つ前記第二成分と結合し得る第一部を有する。また、第二成分は、基本骨格が生体適合性ポリマーであり且つ前記第一成分と結合し得る第二部を有する。更に、第一成分及び/又は第二成分は、光分解性部分を更に有している。以下、これら第一成分及び第二成分の「基本骨格」と「第一部・第二部」と「光分解性部分」についてそれぞれ詳述する。
(1-1-2-1. First component and second component)
The first component and the second component are, as mentioned above, gelling materials. Here, the first component has a first part in which the basic skeleton is a biocompatible polymer and capable of binding to the second component. Also, the second component has a second part in which the basic skeleton is a biocompatible polymer and can be bound to the first component. Furthermore, the first component and / or the second component further comprises a photodegradable moiety. Hereinafter, the “basic skeleton”, the “first and second portions”, and the “photodegradable portion” of the first component and the second component will be described in detail.
・基本骨格
基本骨格を構成する生体適合性ポリマーは、特に限定されず、炭水化物ベースポリマー(メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、エチルセルロース、デキストリン、シクロデキストリン、アルギン酸塩、ヒアルロン酸及びキトサン等);タンパク質ベースポリマー(ゼラチン、コラーゲン及びグリコールタンパク質等);ヒドロキシ酸ポリエステル(生体内分解性ポリラクチド−coグリコリド(PLGA)、ポリ乳酸(PLA)、ポリグリコリド、ポリヒドロキシ酪酸、ポリカプロラクトン、ポリバレロラクトン、ポリホスファゼン及びポリオルトエステル等);アルブミン;ポリアンヒドリド;ポリエチレングリコール;ポリビニルポリヒドロキシアルキルメタクリレート;ピロリドン;ポリビニルアルコールが挙げられる。これらの内、ポリエチレングリコールが好適である。特に、マルチアームPEG(例えば、2−アーム、4−アーム、8−アーム)が好適である。また、PEGの重量平均分子量は、好適には500〜100,000であり、より好適には2,000〜40,000である。このようなPEGは、細胞に対する影響が少ないため、細胞が本来有する機能を損なわない形にて細胞を回収できる(換言すれば、生存したまま細胞を回収できる)点で優れている。ここで、重量平均分子量は、MALDI−TOF−MSで測定した値である。
-Basic skeleton The biocompatible polymer constituting the basic skeleton is not particularly limited, and a carbohydrate base polymer (methylcellulose, carboxymethylcellulose, hydroxymethylcellulose, hydroxypropylcellulose, hydroxyethylcellulose, ethylcellulose, dextrin, cyclodextrin, alginate, hyaluronic acid and Chitosan etc.) Protein based polymers (gelatin, collagen and glycol protein etc.) Hydroxy acid polyester (biodegradable polylactide-co glycolide (PLGA), polylactic acid (PLA), polyglycolide, polyhydroxybutyric acid, polycaprolactone, poly Valerolactone, polyphosphazene and polyorthoester etc.); albumin; polyanhydrides; polyethylene glycol Polyvinyl polyhydroxyalkyl methacrylates; pyrrolidone, polyvinyl alcohol. Among these, polyethylene glycol is preferred. In particular, multi-arm PEG (for example, 2-arm, 4-arm, 8-arm) is suitable. Moreover, the weight average molecular weight of PEG is preferably 500 to 100,000, and more preferably 2,000 to 40,000. Such PEGs are excellent in that they can recover cells in a form that does not impair their inherent functions (in other words, they can recover cells while they survive) because they have less influence on the cells. Here, the weight average molecular weight is a value measured by MALDI-TOF-MS.
・第一部/第二部
第一成分の基本骨格に結合した第一部(又は第二成分の基本骨格に結合した第二部)は、ゲルを構成する相手側である第二成分の基本骨格に結合した第二部(又は第一成分の基本骨格に結合した第一部)と結合し得るものである。このような第一部と第二部との組み合わせとしては、例えば、液中で化学的に結合を形成する反応基の組み合わせである、アジド基とアルキン基(環化付加反応)、アジド基とジベンゾシクロオクチン基(環化付加反応)、チオール基とマレイミド基(マイケル付加反応)、チオール基とヨードアセトアミド基、チオール基とビニルスルホン基、アルデヒド基とヒドラジン基、ケトン基とヒドラジン基、アルデヒド基とアミノオキシ基、ケトン基とアミノオキシ基、化学的な結合または強固な相互作用を形成するタンパク質とリガンドの組み合わせである、ビオチン基とストレプトアビジン、マルトシル基とマルトース結合タンパク質、グルタチオニル基とグルタチオン−S−トランスフェラーゼ、HaloTag(登録商標)リガンドとHaloTag(登録商標)タンパク質、グアニリルメチルフェニル基とSNAP−tag(登録商標)、シトシニルメチルフェニル基とCLIP−tag、Strep−tag(登録商標)とStrep−tactin(登録商標)、抗原と抗体、を挙げることができる。また、第一部と第二部として重合性のモノマーであるアクリル基、メタクリル基、ビニル基、エポキシ基のうちのどれかを用い、光分解性基とは波長が異なる可視光活性化型重合開始剤であるエオシンY、ローズベンガル、カンファ―キノン、エリトロシンのうちどれかを用いた重合によって結合し得るものであってもよい。尚、上述した組み合わせの内、アジド基とアルキン基との組み合わせが、細胞表面の官能基とは殆ど反応しないために好適である。尚、生体適合性ポリマーへの第一部及び第二部の修飾は、周知の手法で行うことができる。
-The first part / the second part The second part bonded to the basic skeleton of the first component (or the second part bonded to the basic skeleton of the second component) is the base of the second component which is the other side constituting the gel It can be linked to the second part linked to the backbone (or the first part linked to the basic backbone of the first component). As a combination of such a first part and a second part, for example, an azide group and an alkyne group (cycloaddition reaction), which is a combination of reactive groups that chemically form a bond in a liquid, and an azide group Dibenzocyclooctin group (cyclization addition reaction), thiol group and maleimide group (Michael addition reaction), thiol group and iodoacetamide group, thiol group and vinyl sulfone group, aldehyde group and hydrazine group, ketone group and hydrazine group, aldehyde group And aminooxy groups, ketone groups and aminooxy groups, combinations of proteins and ligands that form chemical bonds or strong interactions, biotin groups and streptavidin, maltosyl groups and maltose binding proteins, glutathionyl groups and glutathione S-transferase, HaloTag® ligand and H loTag (registered trademark) protein, guanylylmethylphenyl group and SNAP-tag (registered trademark), sitocinylmethylphenyl group and CLIP-tag, Strep-tag (registered trademark) and Strep-tactin (registered trademark), antigen and the like And antibodies. In addition, visible light activated polymerization which has a wavelength different from that of the photodegradable group using any of acrylic monomers, methacrylic groups, vinyl groups and epoxy groups which are polymerizable monomers as the first part and the second part It may be one that can be bonded by polymerization using any of the initiators Eosin Y, Rose Bengal, Camphor-quinone, and Erythrosin. Among the combinations described above, a combination of an azide group and an alkyne group is preferable because it hardly reacts with a functional group on the cell surface. The modification of the first and second parts to the biocompatible polymer can be performed by a known method.
・光分解性部分
光分解性部分は、第一成分及び第二成分の一方に存在していても、両方に存在していてもよい。ここで、光分解性部分は、光照射により脱離する任意の基をいい、例えば、ニトロベンジル基、ニトロフェニルエチルエステル基(NPE)、ジメトキシニトロベンジルエステル基(DMNB)、ブロモヒドロキシクマリン(Bhc)基、ジメトキシベンゾイン基、2−ニトロピペロニルオキシカルボニル(NPOC)基、2−ニトロベラトリルオキシカルボニル(NVOC)基、α−メチル−2−ニトロピペロニルオキシカルボニル(MeNPOC)基、α−メチル−2−ニトロベラトリルオキシカルボニル(MeNVOC)基、2,6−ジニトロベンジルオキシカルボニル(DNBOC)基、α−メチル−2,6−ジニトロベンジルオキシカルボニル(MeDNBOC)基、1−(2−ニトロフェニル)エチルオキシカルボニル(NPEOC)基、1−メチル−1−(2−ニトロフェニル)エチルオキシカルボニル(MeNPEOC)基、9−アントラセニルメチルオキシカルボニル(ANMOC)基、1−ピレニルメチルオキシカルボニル(PYMOC)基、3′−メトキシベンゾイニルオキシカルボニル(MBOC)基、3′,5′−ジメトキシベンゾイルオキシカルボニル(DMBOC)基、7−ニトロインドリニルオキシカルボニル(NIOC)基、5,7−ジニトロインドリニルオキシカルボニル(DNIOC)基、2−アントラキノニルメチルオキシカルボニル(AQMOC)基、α,α−ジメチル−3,5−ジメトキシベンジルオキシカルボニル基、5−ブロモ−7−ニトロインドリニルオシキカルボニル(BNIOC)基等を挙げることができる。これらの内、2−ニトロベンジル誘導体骨格を有する基は、通常の蛍光灯や白熱灯等の室内照明程度では光分解しないために好適である。
-Photolytic moiety The photolytic moiety may be present in one or both of the first component and the second component. Here, the photocleavable moiety refers to any group capable of leaving upon irradiation with light, and examples thereof include a nitrobenzyl group, a nitrophenylethyl ester group (NPE), a dimethoxynitrobenzyl ester group (DMNB), and a bromohydroxycoumarin (Bhc). ) Group, dimethoxybenzoin group, 2-nitropiperonyloxycarbonyl (NPOC) group, 2-nitroveratryloxycarbonyl (NVOC) group, α-methyl-2-nitropiperonyloxycarbonyl (MeNPOC) group, α -Methyl-2-nitroveratryloxycarbonyl (MeNVOC) group, 2,6-dinitrobenzyloxycarbonyl (DNBOC) group, α-methyl-2,6-dinitrobenzyloxycarbonyl (MeDNBOC) group, 1- (2- Nitrophenyl) ethyloxycarbonyl (NPEO ) Group, 1-methyl-1- (2-nitrophenyl) ethyloxycarbonyl (MeNPEOC) group, 9-anthracenylmethyloxycarbonyl (ANMOC) group, 1-pyrenylmethyloxycarbonyl (PYMOC) group, 3 ' -Methoxybenzoynyloxycarbonyl (MBOC) group, 3 ', 5'-dimethoxybenzoyloxycarbonyl (DMBOC) group, 7-nitroindolinyloxycarbonyl (NIOC) group, 5,7-dinitroindolinyloxycarbonyl (DNIOC) ) Group, 2-anthraquinonylmethyloxycarbonyl (AQMOC) group, α, α-dimethyl-3,5-dimethoxybenzyloxycarbonyl group, 5-bromo-7-nitroindinyl oxycarbonyl (BNIOC) group, etc. be able to. Among these, a group having a 2-nitrobenzyl derivative skeleton is preferable because it does not photolyze at room illumination level such as ordinary fluorescent lamps and incandescent lamps.
ここで、図4は、ゲル化成分である第一成分と第二成分との間でのゲル化の際の結合部の化学構造式の例と、光照射(当該ゲルが分解する波長の光)した際の分解部の化学構造式の例である。ここで、第一成分は、4−アームPEG−PL−アジド(4−アームのPEGに光分解性の2−ニトロベンジル誘導体骨格が結合しており、2−ニトロベンジル誘導体骨格にアジドが更に結合)であり、第二成分は、4−アームPEG−DBCO(4−アームのPEGにジベンジルシクロオクチンが結合)である。これらを液に添加・混入した後、アジドとDBCOとの間で架橋が形成される。 Here, FIG. 4 shows an example of the chemical structural formula of the bonding portion at the time of gelation between the first component and the second component, which are gelation components, and light irradiation (light of the wavelength at which the gel decomposes) ) Is an example of the chemical structural formula of the decomposition part at the time of Here, as the first component, 4-arm PEG-PL-azide (4-arm PEG is linked to a photocleavable 2-nitrobenzyl derivative skeleton, and the azide is further bound to the 2-nitrobenzyl derivative skeleton And the second component is 4-arm PEG-DBCO (4-arm PEG attached to dibenzylcyclooctin). After these are added and mixed into the solution, crosslinks are formed between the azide and DBCO.
尚、第一液は、前記のように、使用時においては、第一成分及び第二成分を含有する。但し、使用前、即ち、第一液の輸送時や保存時等においては、使用前における第一成分と第二成分とのゲル化反応を防止すべく、好適には、第一成分を含有する液と、第二成分を含有する液と、の少なくとも二液からなるキットの態様である。 The first liquid contains the first component and the second component at the time of use as described above. However, before use, that is, when transporting or storing the first solution, the composition preferably contains the first component to prevent the gelation reaction between the first component and the second component before use. It is an aspect of a kit consisting of at least two liquids of a liquid and a liquid containing a second component.
{1−1−3.マイクロ流体デバイス内に流す第二液}
被検細胞及びゲル化材料を含有する第一液をマイクロ流体デバイスAのギャップに流した後、第二液を流すことにより、マイクロウェル外に第一液を除去する。この際に使用する第二液は、特に限定されないが、第一液と相溶しない成分、例えば油が好適である。
{1-1-3. Second fluid to flow into the microfluidic device}
After flowing the first liquid containing the test cells and the gelling material into the gap of the microfluidic device A, the first liquid is removed from the microwell by flowing the second liquid. The second liquid to be used at this time is not particularly limited, but a component incompatible with the first liquid, such as oil, is suitable.
{1−1−4.プロセス}
図5は、以上のデバイス及び液を使用することで、被検細胞がマイクロウェル内に固定される様子を示した図である。図5を参照しながら説明すると、第一液(ゲル溶液)をマイクロ流体デバイスの導入口から内部に注入する(図中(a))。当該操作を複数回(図の例では5〜10回)繰り返す(図中(b))。当該操作により、マイクロウェル内に高効率にて細胞を充填することが可能となる。但し、注入操作は一回でもよい。この後、第二液(油)をマイクロ流体デバイスの導入口から内部に注入し、内部に存在する余剰の第一液をマイクロ流体デバイス外に排出する(図中(c))。その後、所定条件でインキュベートし、マイクロウェル内のゲル材料(第一成分及び第二成分)をゲル化させ、マイクロウェル内に収納された細胞を固定化する。
{1-1-4. process}
FIG. 5 is a view showing that a test cell is immobilized in a microwell by using the above device and liquid. As described with reference to FIG. 5, the first solution (gel solution) is injected into the inside from the inlet of the microfluidic device ((a) in the figure). The operation is repeated a plurality of times (five to ten times in the example of the figure) ((b) in the figure). By this operation, cells can be efficiently filled into the microwells. However, the injection operation may be performed once. After that, the second liquid (oil) is injected into the inside from the inlet of the microfluidic device, and the excess first liquid present inside is discharged out of the microfluidic device ((c) in the figure). After that, incubation is performed under predetermined conditions, the gel material (first component and second component) in the microwell is gelled, and the cells housed in the microwell are immobilized.
なお、本態様においては、第一液(ゲル溶液)をゲル化前にマイクロウェル内に充填させるプロセスとしたが、これには限定されない。より具体的には、被検細胞の周囲の第一液(ゲル溶液)をゲル化させた状態であり、第一液全体はゲル化されていない状態にて、第一液(ゲル溶液)をマイクロ流体デバイスの導入口から内部に注入することが好適である。このようなプロセスとすることにより、被検細胞の周囲のゲルが保護材として機能し、細胞が本来有する機能を損なわない形にて、マイクロウェル内に被検細胞を充填可能である。 In the present embodiment, the first solution (gel solution) is filled in the microwell before gelation, but this is not a limitation. More specifically, the first solution (gel solution) in a state in which the first solution (gel solution) around the test cells is gelled, and the entire first solution is not gelled. It is preferable to inject into the inside from the inlet of the microfluidic device. By such a process, the gel around the test cell functions as a protective material, and the test cell can be filled in the microwell in such a manner that the function originally possessed by the cell is not impaired.
<1−2.検出工程>
マイクロウェル内でゲルにより固定された被検細胞からのシグナル検出は、従来公知のフローサイトメトリーやセルソーターで用いられる検出手法と同様のものとすることができる。例えば、情報ソースとなる波を対象へ照射し、その応答を観測することで、検出対象の情報を取得可能である。より具体的な例としては、検出は、検出対象のマイクロウェルにレーザー光(例えば、アルゴン、ダイオード、ダイ、ヘリウムネオンなどのsingle laserまたはDual laser)を照射し、当該照射に起因して得られるシグナル{前方散乱光(FSC)や側方散乱光(SSC)、標的細胞を予め蛍光物質で標識した場合には当該蛍光標識した細胞の各種蛍光}を測定することにより実行し得る。なお、このような情報ソースとなる波としては特に限定されず、ガンマ線〜マイクロ波等の適宜の波長を有する電磁波や、音波等が例示可能である。
<1-2. Detection process>
Signal detection from a test cell fixed by gel in the microwell can be made similar to the detection method used in conventionally known flow cytometry and cell sorter. For example, by irradiating a wave serving as an information source to a target and observing the response, it is possible to acquire information of a detection target. As a more specific example, the detection is obtained by irradiating the microwell to be detected with a laser beam (for example, single laser or dual laser such as argon, diode, die, helium neon, etc.) and obtaining the irradiation The measurement can be carried out by measuring signals {forward scattered light (FSC) or side scattered light (SSC), and various fluorescences of the fluorescently labeled cells when target cells are previously labeled with a fluorescent substance}. In addition, it does not specifically limit as a wave used as such an information source, The electromagnetic waves which have appropriate wavelengths, such as a gamma ray-a microwave, a sound wave, etc. can be illustrated.
<1−3.解析工程>
解析は、従来公知のフローサイトメトリーやセルソーターで用いられる検出手法と同様のものとすることができる。例えば、上記検出工程にて得られたシグナル(データ)に基づく解析を通じ、細胞の大きさ、細胞の内部構造の複雑さ等が解析可能となる。特に、本発明によれば、細胞のイメージング(例えば、細胞膜分子の動態解析、細胞染色体の解析)等の、より詳細な解析を行うことも可能となる。本発明の一特徴は、マイクロウェル内に被検細胞が固定されているため、同時に複数の項目について解析が可能な点である。
<1-3. Analysis process>
The analysis may be similar to detection methods used in conventionally known flow cytometry and cell sorter. For example, through analysis based on the signals (data) obtained in the detection step, it is possible to analyze cell size, complexity of the internal structure of cells, and the like. In particular, according to the present invention, it is also possible to conduct more detailed analysis such as imaging of cells (for example, analysis of dynamics of cell membrane molecules, analysis of cell chromosomes). One feature of the present invention is that since test cells are immobilized in the microwell, analysis can be performed on a plurality of items at the same time.
<1−4.取得工程>
取得は、取得対象の被検細胞が収容されたマイクロウェルに光(マイクロウェル内にて被検細胞を包埋している光分解性ゲルを分解させる波長の光)を照射することで実施する。当該光が照射されたマイクロウェル内の光分解性ゲルは分解し、当該マイクロウェル内の被検細胞の固定が解除される(マイクロウェルの下方に落下)。その後、流路に液(例えば生理食塩水)を流すことで、当該液と共に前記被検細胞が排出される(なお、このような取得工程にて流路に放出される液体としては、細胞へのダメージ等が少ない液体、例えば生理食塩水、液体培地等が好適に使用可能である)。そして、液と共に排出された前記被検出細胞を取得する。このように、本発明の一特徴は、同一のアレイから、様々な種類の所望細胞を選択的に取得可能である点である。
<1-4. Acquisition process>
The acquisition is carried out by irradiating the microwell containing the test cells to be acquired with light (light of a wavelength that causes the photolytic gel in which the test cells are embedded in the microwell to be decomposed). . The photolysable gel in the microwell irradiated with the light is decomposed, and the fixation of the test cells in the microwell is released (drops below the microwell). Thereafter, the test cell is discharged together with the liquid (for example, as liquid to be released into the flow path in such an acquisition process, to the cells by flowing the liquid (for example, physiological saline) into the flow path. A liquid with little damage, etc., such as physiological saline, liquid medium, etc. can be suitably used). And the said to-be-detected cell discharged | emitted with the liquid is acquired. Thus, one feature of the present invention is that different types of desired cells can be selectively obtained from the same array.
尚、上記では、マイクロウェル内に細胞をゲルで包埋した後ただちに解析を実施し、所望の細胞を取得する態様を例示したが、これには限定されない。例えば、マイクロウェル内に細胞をゲルで包埋した後、培養液を流す等して、当該細胞をウェル内で培養し(例えば長時間培養し)、当該培養後の細胞について解析してもよい。 In addition, although the analysis was performed immediately after embedding cells with gel in a microwell in the above, and the aspect which acquires a desired cell was illustrated, it is not limited to this. For example, after embedding cells in a microwell with a gel, the culture solution may be poured, and the cells may be cultured in the wells (eg, cultured for a long time), and the cells after the culture may be analyzed. .
≪2.セルソーター≫
次に、図6及び図7を参照しながら、本発明の一例であるセルソーター又はフローサイトメーターを詳述する。尚、当該セルソーター又は当該フローサイトメーターの基本構成は、従来公知のものと同一である。したがって、従来のものと相違する点を中心に説明する。
<< 2. Cell sorter »
Next, the cell sorter or flow cytometer which is an example of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 6 and 7. The basic configuration of the cell sorter or the flow cytometer is the same as that of a conventionally known one. Therefore, points different from the conventional one will be mainly described.
本発明の一例であるセルソーター又はフローサイトメーター1は、
複数のマイクロウェル1−1−aを有する流路(マイクロ流体デバイス)1−1と、
前記複数のマイクロウェル1−1−aの一マイクロウェルに対してレーザービームを照射可能であるレーザービーム照射部1−2と、
前記レーザービーム照射部1−2が前記一マイクロウェルにレーザービームを照射した際、当該照射に起因して発せられたシグナルを検知するシグナル検知部1−3と、
前記シグナル検知部1−3からの前記シグナルに基づき、前記一マイクロウェル内の被検細胞を解析する解析部(図示せず)と、
を有しており、前記レーザービーム照射部1−2、前記シグナル検知部1−3及び前記解析部(図示せず)は、前記複数のマイクロウェル1−1−aすべてについて、前記照射、前記検知及び前記解析を実施可能に構成されたセルソーター1であって、
前記マイクロウェル1−1−aが、被検細胞及び光分解性ゲルを収納可能であり、
前記セルソーター1は、
前記解析部(図示せず)による前記解析後、前記光分解性ゲルを分解させるための光であって、前記レーザービームとは異なる波長の光を照射するゲル分解用光照射部1−4
を更に有する。以下、各部を詳述する。
The cell sorter or flow cytometer 1 which is an example of the present invention is
A channel (microfluidic device) 1-1 having a plurality of microwells 1-1-a,
A laser beam irradiation unit 1-2 capable of irradiating a laser beam to one microwell of the plurality of microwells 1-1-a;
When the laser beam irradiation unit 1-2 irradiates a laser beam to the one microwell, a signal detection unit 1-3 that detects a signal generated due to the irradiation;
An analysis unit (not shown) for analyzing a test cell in the one microwell based on the signal from the signal detection unit 1-3;
The laser beam irradiation unit 1-2, the signal detection unit 1-3, and the analysis unit (not shown) perform the irradiation, the irradiation, and the irradiation on all of the plurality of micro wells 1-1-a. A cell sorter 1 configured to be capable of performing detection and the analysis, wherein
The microwell 1-1-a can accommodate a test cell and a photodegradable gel,
The cell sorter 1 is
A light source for gel decomposition, which is light for decomposing the photolytic gel after the analysis by the analysis unit (not shown), and emits light of a wavelength different from that of the laser beam
Furthermore, it has. Each part will be described in detail below.
<2−1.マイクロ流体デバイス>
マイクロ流体デバイスは上述したので、説明を省略する(図1〜3に示されたマイクロ流体デバイスAと、図6及び図7に示されたにマイクロ流体デバイス1−1とは、形状は異なるが、有する機能は同様である)。尚、マイクロ流体デバイス1−1内のマイクロウェル1−1−aへの光照射(レーザービーム照射部1−2及び/又はゲル分解用光照射部1−4からの光照射)やシグナル検知(シグナル検知部1−3)を行うため、マイクロ流体デバイス1−1の、少なくともマイクロウェル1−1−aが存在する箇所は、光透過性であることが望ましい。
<2-1. Microfluidic Device>
Since the microfluidic device has been described above, the description thereof is omitted (the microfluidic device A shown in FIGS. 1 to 3 and the microfluidic device 1-1 shown in FIGS. , Has the same function). In addition, light irradiation (light irradiation from the laser beam irradiation part 1-2 and / or the light irradiation part 1-4 for gel decomposition) to the microwell 1-1-a in the microfluidic device 1-1 or signal detection ( In order to perform the signal detection unit 1-3), it is desirable that at least a portion of the microfluidic device 1-1 where the microwell 1-1-a exists is light transmissive.
<2−2.レーザービーム照射部>
レーザービーム照射部1−2は、複数のマイクロウェル1−1−aのそれぞれを独立して照射可能に構成されている。例えば、図6の例では、複数のマイクロウェル1−1−aそれぞれの直下(又は直上)に移動可能(前後左右)に構成されている(所謂、走査型である)。尚、この場合、後述するシグナル検知部1−3も、レーザービーム照射部1−2の移動に追従して移動可能(前後左右)に構成されている(図6(a)及び(b)参照)。尚、複数のマイクロウェル1−1−aそれぞれに独立して光照射する手法はこれに限られず、例えば、レーザービーム照射部1−2の根元は固定されている状況下で首振りにて照射するマイクロウェル1−1−aの位置を変える手法や、レーザービーム照射部1−2を複数のマイクロウェル1−1−aの数だけ設ける手法、一度に複数のマイクロウェル1−1−aを照射する手法(例えば、レーザービーム照射部をライン状に配置することで線状の光源とする手法や、ある一定範囲を一区画とし、当該一区画内の複数のマイクロウェルに光照射可能な面状の光源とする手法等)、一度に複数すべてのマイクロウェルを照射する手法等(すべてのマイクロウェルに光を照射可能な光源を用いる等)、であってもよい。また、複数の解析を同時に行う場合、解析の種類と対応して複数のレーザービーム照射部を設けてもよい。また、レーザービーム照射部が検知波の種類を変更可能とし、複数の解析を同時に行う構成としてもよい。なお、本例では、マイクロウェル1−1−aの直下(又は直上)から光照射される形態を示しているが、マイクロウェル1−1−aに対して斜め下方(又は斜め上方)から光照射を行う形態であってもよい。
2-2. Laser beam irradiation section>
The laser beam irradiation unit 1-2 is configured to be able to independently irradiate each of the plurality of microwells 1-1-a. For example, in the example of FIG. 6, the microwells 1-1-a are configured to be movable (back and forth and left and right) directly below (or immediately above) each of the plurality of microwells 1-1-a (so-called scanning type). In this case, the signal detection unit 1-3 described later is also configured to be movable (back and forth and left and right) following the movement of the laser beam irradiation unit 1-2 (see FIGS. 6A and 6B). ). In addition, the method of light-irradiating independently to each of several micro wells 1-1-a is not restricted to this, For example, irradiation is performed by a swing under the condition where the root of laser beam irradiation part 1-2 is being fixed. A method of changing the position of the micro well 1-1-a, a method of providing the laser beam irradiation unit 1-2 by the number of the plurality of micro wells 1-1-a, a plurality of micro wells 1-1-a at one time Method of irradiation (for example, a method of arranging a laser beam irradiation unit in a line to form a linear light source, or a certain range is defined as one section, and a plurality of micro wells in the one section can be irradiated with light) And the like), a method of irradiating all the plurality of microwells at one time, and the like (such as using a light source capable of irradiating all the microwells with light). In the case where a plurality of analyzes are performed simultaneously, a plurality of laser beam irradiation units may be provided in correspondence with the types of analysis. In addition, the laser beam irradiation unit may change the type of the detection wave, and a plurality of analyzes may be simultaneously performed. In this example, the light is irradiated from directly below (or immediately above) the microwell 1-1-a, but light is obliquely emitted from below (or obliquely above) the microwell 1-1-a. Irradiation may be performed.
<2−3.シグナル検知部>
シグナル検知部1−3は、レーザービーム照射部1−2によりレーザーが被検細胞に照射された際に発せられたシグナルを検知するものである。前記レーザービーム照射部1−2同様、複数のマイクロウェル1−1−aそれぞれのシグナルを検知する必要があるため、図6の例では、前記のように、レーザービーム照射部1−2の移動に追従して移動可能(前後左右)に構成されている(図6(a)及び(b)参照)。尚、複数のマイクロウェル1−1−aそれぞれのシグナルを検知する手法はこれに限られず、例えば、シグナル検知部1−3を複数のマイクロウェル1−1−aの数だけ設ける手法、複数のマイクロウェルからのシグナルを検知する手法(例えば、複数のシグナル検知部1−3をライン状に配置する手法や、ある一定範囲を一区画とし、当該一区画内の複数のマイクロウェルからのシグナルを検知可能とする手法)や一度に複数すべてのマイクロウェルからのシグナルを検知する手法等、であってもよい。例えば、シグナル検知部が顕微鏡である場合、一つ一つのマイクロウェルを撮像する、又は、複数のマイクロウェルを同時に撮像する等、適宜構成を変更可能である。また、複数の解析を同時に行う場合、解析の種類と対応して複数のシグナル検知部1−3を設けてもよい(例えば、一のマイクロウェルと対応した形にて複数のシグナル検知部をユニット化して設置)。なお、本例では、シグナル検知部1−3が、マイクロウェル1−1−aの存在する面(流路)を介して、レーザービーム照射部1−2の反対側に存在する形態を示したが、これには限定されず、レーザービーム照射部1−2と同じ側に存在させる等、検知するシグナルの種類に応じて適宜変更可能である。
<2-3. Signal detection unit>
The signal detection unit 1-3 detects a signal emitted when the laser is irradiated to the test cell by the laser beam irradiation unit 1-2. As in the case of the laser beam irradiation unit 1-2, since it is necessary to detect the signal of each of the plurality of micro wells 1-1-a, the movement of the laser beam irradiation unit 1-2 is performed as described above in the example of FIG. Are configured to be movable (back and forth and left and right) (see FIGS. 6A and 6B). The method of detecting the signal of each of the plurality of microwells 1-1-a is not limited to this. For example, a method of providing the signal detection unit 1-3 by the number of the plurality of microwells 1-1-a, a plurality of A method of detecting a signal from a microwell (for example, a method of arranging a plurality of signal detection units 1-3 in a line, or a certain range is one section, and signals from a plurality of microwells in the one section are It may be a method of making it detectable or a method of detecting signals from all the plurality of microwells at one time. For example, when the signal detection unit is a microscope, the configuration can be changed as appropriate, such as imaging one microwell or imaging a plurality of microwells simultaneously. Further, when performing a plurality of analyzes simultaneously, a plurality of signal detection units 1-3 may be provided corresponding to the type of analysis (for example, a plurality of signal detection units in a form corresponding to one microwell And install). In this example, the signal detection unit 1-3 is shown to be on the opposite side of the laser beam irradiation unit 1-2 via the surface (flow path) where the microwell 1-1-a exists. However, the present invention is not limited to this, and can be appropriately changed according to the type of signal to be detected, such as being on the same side as the laser beam irradiation unit 1-2.
<2−4.ゲル分解用光照射部>
ゲル分解用光照射部1−4は、複数のマイクロウェル1−1−aのそれぞれを独立して照射可能に構成されている。尚、図7では、図面の簡略化の観点から、レーザービーム照射部1−2と同じものとして記載しているが、レーザービーム照射部1−2の光とゲル分解用光照射部1−4の光とは波長が異なるため、通常は異なる光源である。但し、照射する光の波長を変更できる光源である場合にはレーザービーム照射部1−2とゲル分解用光照射部1−4とを分ける必要がない。更には、複数の光源(レーザービーム照射部1−2とゲル分解用光照射部1−4)をユニット化した光源であってもよい。ここで、ゲル分解用光照射部1−4も、レーザービーム照射部1−2と同様、図7の例では、複数のマイクロウェル1−1−aそれぞれの直下(又は直上)に移動可能(前後左右)に構成されている。尚、これも前述したレーザービーム照射部1−2同様、複数のマイクロウェル1−1−aそれぞれに独立して光照射する手法はこれに限られず、例えば、ゲル分解用光照射部1−4の根元は固定されている状況下で首振りにて照射するマイクロウェル1−1−aの位置を変える手法や、ゲル分解用光照射部1−4を複数のマイクロウェル1−1−aの数だけ設ける手法等、であってもよい。
<2-4. Light irradiation part for gel decomposition>
The gel decomposition light irradiation unit 1-4 is configured to be able to independently irradiate each of the plurality of microwells 1-1-a. In addition, in FIG. 7, although it describes as the same thing as the laser beam irradiation part 1-2 from a viewpoint of simplification of drawing, the light of the laser beam irradiation part 1-2 and the light irradiation part 1-4 for gel decomposition are 1-4. The light source is usually a different light source because it has a different wavelength. However, when it is a light source which can change the wavelength of the light to irradiate, it is not necessary to divide the laser beam irradiation part 1-2 and the light irradiation part 1-4 for gel decomposition | disassembly. Furthermore, it may be a light source in which a plurality of light sources (the laser beam irradiation unit 1-2 and the gel decomposition light irradiation unit 1-4) are unitized. Here, as in the case of the laser beam irradiation unit 1-2, the gel decomposition light irradiation unit 1-4 is also movable (or directly above) each of the plurality of micro wells 1-1-a in the example of FIG. Front and rear, left and right). As in the case of the laser beam irradiation unit 1-2 described above, the method of irradiating light independently to each of the plurality of micro wells 1-1-a is not limited to this. For example, the light irradiation unit 1-4 for gel decomposition is used. A method of changing the position of the microwell 1-1-a to be irradiated by swinging under the situation where the root of the gel is fixed, or the light decomposition unit 1-4 for gel decomposition is used for the plurality of microwells 1-1-a. It may be a method of providing only the number.
なお、レーザービーム照射部及びシグナル検知部を有する装置の具体例としては、共焦点レーザー顕微鏡等(CLSM)が例示可能である。より具体的には、共焦点レーザー顕微鏡で複数の細胞を同時にイメージング(顕微鏡解析)し、細胞を選別する。その後、目的の細胞が含まれるウェルに、CLSMのROI(Region of Interest)モードを使い、その部分にだけ光分解波長の光(例えば、405nmの光)を照射してゲルを分解する、等とすればよい。 In addition, a confocal laser microscope etc. (CLSM) can be illustrated as a specific example of an apparatus which has a laser beam irradiation part and a signal detection part. More specifically, multiple cells are simultaneously imaged (microscopic analysis) with a confocal laser microscope to sort the cells. After that, in the well containing the cells of interest, the region of interest (CLSM) mode is used in the well and the light of the light decomposition wavelength (for example, light of 405 nm) is irradiated to that portion to decompose the gel, etc. do it.
なお、本例のセルソーター又はフローサイトメーターでは、マイクロ流体デバイス1の導入口1−1−bから各種液を送液可能であり、分解したゲル等は、マイクロ流体デバイス1の排出口1−1−cから排出される構成としており、排出口1−1−cでは、排出された液及びゲルに含まれる細胞を回収するための箱1−6が設けられている(このような送液、排出、及び細胞回収等は、必要に応じて適宜の手段で行われればよい)。 In the cell sorter or flow cytometer of this example, various liquids can be fed from the introduction port 1-1-b of the microfluidic device 1, and the decomposed gel or the like is discharged to the discharge port 1-1 of the microfluidic device 1. The box 1-6 is provided at the discharge port 1-1-c for recovering cells contained in the discharged liquid and gel (such liquid transfer, Evacuation, cell recovery, etc. may be performed by appropriate means as needed).
<2−6.解析のフロー>
次に、本発明のセルソーター又はフローサイトメーター(以下、単にセルソーター1等とする)による解析の流れについて説明する。ここでは、被検細胞を含むゲルが充填されたマイクロウェルを有するマイクロ流体デバイス1−1が、セルソーター1の所定の位置に設置されている状態にて、検出工程及び解析工程を行う場合の解析のフローを一例として説明する。
<2-6. Analysis flow>
Next, the flow of analysis by the cell sorter or flow cytometer (hereinafter simply referred to as cell sorter 1 etc.) of the present invention will be described. Here, analysis in the case where the detection step and the analysis step are performed in a state where the microfluidic device 1-1 having the microwell filled with the gel containing the test cell is installed at a predetermined position of the cell sorter 1 The flow of will be described as an example.
なお、本例のセルソーター1は、図6及び図7に示した、一つのマイクウェルに対応したレーザー光照射が可能なレーザービーム照射部1−2(レーザー照射部1−2)、レーザー照射部1−2の光照射に由来するシグナルを検知可能なシグナル検知部1−3、及び、一つのマイクウェルに対応した光照射が可能なゲル分解用光照射部1−4を有し、各々が移動可能(前後左右)に構成されている。 In the cell sorter 1 of this example, the laser beam irradiation unit 1-2 (laser irradiation unit 1-2) capable of irradiating a laser beam corresponding to one mic well shown in FIGS. 6 and 7, a laser irradiation unit A signal detection unit 1-3 capable of detecting a signal derived from the light irradiation 1-2, and a gel decomposition light irradiation unit 1-4 capable of light irradiation corresponding to one microphone well It is configured to be movable (front and rear, left and right).
まず、図8は、本発明のセルソーター1の全体構成を示す概略図である。本図に示されるように、セルソーター1は、CPUとROM領域とRAM領域とを有する処理部100と、シグナル検知部1−3と、レーザー照射部1−2と、ゲル分解用光照射部1−4と、相液部2と、細胞回収部3と、表示部4とを有する。 First, FIG. 8 is a schematic view showing the entire configuration of the cell sorter 1 of the present invention. As shown in the figure, the cell sorter 1 includes a processing unit 100 having a CPU, a ROM area, and a RAM area, a signal detection unit 1-3, a laser irradiation unit 1-2, and a gel decomposition light irradiation unit 1. 4, the liquid phase portion 2, the cell recovery portion 3, and the display portion 4.
ここで、送液部2は、マイクロ流体デバイス1−1内に、各種液(前述の第一液、第二液及び生理食塩水等の液)を充填可能な装置であり、且つ、装置内の流路を変更することで、送液する液体を適宜選択及び切換え可能な装置である。細胞回収部3は、マイクロウェル1−1−aから排出される細胞を回収可能な装置(例えば、先述した箱1−6)である。表示部4は、処理部100の有する各種データ(例えば、後述する細胞情報等)を画像として表示可能な装置である。なお、その他の構成に関しては、上述の通りであるので省略する。 Here, the liquid transfer unit 2 is a device capable of filling various liquids (the first liquid, the second liquid, and a liquid such as physiological saline described above) in the microfluidic device 1-1, and in the device. By changing the flow path, it is possible to select and switch the liquid to be fed appropriately. The cell recovery unit 3 is an apparatus (for example, the box 1-6 described above) capable of recovering cells discharged from the microwell 1-1-a. The display unit 4 is an apparatus capable of displaying various data (for example, cell information and the like described later) of the processing unit 100 as an image. The other configurations are the same as described above and thus will not be described.
次に、図9は、本例のセルソーター1の、機能ブロック図である。本図に示されるように、処理部100は、解析工程/検出工程に係る装置を制御可能な検出装置制御部110と、取得工程に係る装置を制御可能なゲル分解装置制御部120と、送液部2を制御可能な送液制御部130と、細胞回収部3の細胞取得挙動(例えば、細胞を導入する開口部の開閉や、開口部の位置等)を制御可能な細胞回収制御部140と、情報記憶部150と、情報記憶部150に記憶された細胞情報に基づいた様々な判定を行うことが可能な細胞情報判定部160と、表示部4の映像出力等を制御可能な表示制御部170と、を有する。なお、本図に示されるように、本例では、レーザー照射部1−2及びシグナル検知部1−3を有する検出装置と、ゲル分解用光照射部1−4を有するゲル分解装置と、送液部2と、細胞回収部3と、表示装置4とが、処理部100に電気的に接続されている。 Next, FIG. 9 is a functional block diagram of the cell sorter 1 of this example. As shown in the figure, the processing unit 100 includes a detection device control unit 110 that can control an apparatus related to an analysis process / detection process, a gel decomposition apparatus control unit 120 that can control an apparatus related to an acquisition process, and A liquid transfer control unit 130 capable of controlling the liquid unit 2 and a cell collection control unit 140 capable of controlling cell acquisition behavior of the cell collection unit 3 (for example, opening and closing of an opening for introducing cells, position of the opening, etc.) , An information storage unit 150, a cell information determination unit 160 capable of performing various determinations based on cell information stored in the information storage unit 150, display control capable of controlling an image output of the display unit 4 and the like And a unit 170. As shown in this figure, in this example, a detection device having a laser irradiation unit 1-2 and a signal detection unit 1-3, a gel decomposition apparatus having a gel decomposition light irradiation unit 1-4, and The liquid unit 2, the cell collection unit 3, and the display device 4 are electrically connected to the processing unit 100.
また、検出装置制御部110は、レーザー照射部1−2におけるレーザー照射態様(照射時間や照射強度等)を制御可能なレーザー照射制御部111−1と、レーザー照射部1−2のマイクロウェルに対する照射位置を制御可能なレーザー照射位置制御部111−2と、シグナル検知部1−3の検知態様(検知時間等)を制御可能なシグナル検知制御部121−1と、シグナル検知部1−3のマイクロウェルに対する検知位置を制御可能なシグナル検知位置制御部112−2とを有する。 In addition, the detection device control unit 110 can control the laser irradiation mode (irradiation time, irradiation intensity, etc.) in the laser irradiation unit 1-2 with respect to the laser irradiation control unit 111-1 and the microwell of the laser irradiation unit 1-2. The laser irradiation position control unit 111-2 capable of controlling the irradiation position, the signal detection control unit 121-1 capable of controlling the detection mode (detection time etc.) of the signal detection unit 1-3, and the signal detection unit 1-3 And a signal detection position control unit 112-2 capable of controlling the detection position with respect to the microwell.
また、ゲル分解装置制御部120は、ゲル分解用光照射部1−4における光照射態様(照射時間や照射強度等)を制御可能なゲル分解用光照射制御部121−1と、ゲル分解用光照射部1−4の照射位置を制御可能なゲル分解用光照一射制御部121−2とを有する。 In addition, the gel decomposition apparatus control unit 120 includes a gel decomposition light irradiation control unit 121-1 capable of controlling a light irradiation mode (irradiation time, irradiation intensity, etc.) in the gel decomposition light irradiation unit 1-4, and for gel decomposition. It has a gel decomposition light irradiation control unit 121-2 capable of controlling the irradiation position of the light irradiation unit 1-4.
次に、図10は、セルソーター1における、細胞解析制御処理(ステップ1000)に係るフローチャートである。 Next, FIG. 10 is a flowchart according to the cell analysis control process (step 1000) in the cell sorter 1.
先ず、マイクロ流体デバイス1−1がセルソーター1の所定の位置に設置された状況下、ステップ1001で、処理部100は、細胞解析制御が開始された否かを判断する。ステップ1001でYesの場合、ステップ1002で、送液制御部130は、マイクロ流体デバイス1−1内に、送液部2から細胞含有液(第一液)を送液し、マイクロ流体デバイス1−1内のマイクロウェルに細胞含有液を充填する。次に、ステップ1004で、送液制御部130は、マイクロ流体デバイス1−1内に、送液部2から油を送液し、マイクロ流体デバイス1−1内の余剰の細胞含有液を排除する(なお、ステップ1004で送液される液体は油に限定されず、前述の第二液であればよい)。次に、ステップ1006で、処理部100は、レーザー照射部1−2及びシグナル検知部1−3の初期設定処理を行う(本例では、変数nとマイクロ流体デバイス1−1内の各マイクロウェルの位置情報とが結び付けられた状況下、nに1を代入する)。次に、ステップ1008で、レーザー照射位置制御部111−2及びシグナル検知位置制御部112−2は、レーザー照射部1−2及びシグナル検知部1−3をnの位置に移動させる。次に、ステップ1010で、レーザー照射制御部111−1は、レーザー照射部1−2から、nの位置に存在するマイクロウェルに対して検知用レーザーを照射する(この際、シグナル検知部1−3は、検知用レーザーを照射した際に得られるシグナルを検知する)。次に、ステップ1012で、処理部100は、シグナル検知部1−3が検知したシグナルに基づき、検知用レーザーを照射したマイクロウェル内に存在する細胞に係る細胞情報を、情報記憶部150に一時記憶する(なお、ここでは一例として、ウェル内に細胞が存在しない場合でも、細胞情報として一時記憶される態様としているが、ウェル内に細胞が存在しない場合には該当するマイクロウェルに関しての細胞情報を記憶しない構成としてもよい)。次に、ステップ1014で、処理部100は、すべてのマイクロウェルに対する検知用レーザーの照射が終了したか否か(nがfinまで到達したか否か)を判断する。ステップ1014でYesの場合、ステップ1018に移行する。他方、ステップ1014でNoの場合、ステップ1016で、処理部100は、nに1を加算し、ステップ1008に移行する。次に、ステップ1018で、細胞情報判定部160は、一時記憶されたすべての細胞情報{本例では、マイクロウェルの総数(n個)に等しい数の細胞情報}を参照し、予め設定された判定情報に基づき、各細胞が所望の細胞であるか否かを判定する。次に、ステップ1020で、細胞情報判定部160は、マイクロウェル内に所望の細胞が存在するか否かを判断する。ステップ1020でYesの場合、処理部100は、所望の細胞が存在するマイクロウェルの位置情報を、情報記憶部150に一時記憶し、ステップ2000に移行する。 First, in a situation where the microfluidic device 1-1 is installed at a predetermined position of the cell sorter 1, in step 1001, the processing unit 100 determines whether or not cell analysis control has been started. If Yes in step 1001, in step 1002, the fluid delivery control unit 130 delivers the cell-containing liquid (first fluid) from the fluid delivery unit 2 into the microfluidic device 1-1, and the microfluidic device 1- Fill the microwell in 1 with the cell-containing solution. Next, in step 1004, the fluid delivery control unit 130 delivers the oil from the fluid delivery unit 2 into the microfluidic device 1-1, and removes the excess cell-containing fluid in the microfluidic device 1-1. (Note that the liquid fed in step 1004 is not limited to oil, and may be the above-mentioned second liquid). Next, in step 1006, the processing unit 100 performs initial setting processing of the laser irradiation unit 1-2 and the signal detection unit 1-3 (in this example, the variable n and each microwell in the microfluidic device 1-1). (1) is substituted for n under the situation where it is linked with the position information of Next, in step 1008, the laser irradiation position control unit 111-2 and the signal detection position control unit 112-2 move the laser irradiation unit 1-2 and the signal detection unit 1-3 to the n position. Next, in step 1010, the laser irradiation control unit 111-1 causes the laser irradiation unit 1-2 to irradiate the detection well to the microwell present at the position n (in this case, the signal detection unit 1-). 3 detects a signal obtained when the detection laser is irradiated). Next, in step 1012, based on the signal detected by the signal detection unit 1-3, the processing unit 100 temporarily stores cell information related to cells present in the microwell irradiated with the detection laser in the information storage unit 150. In this embodiment, even if there is no cell in the well, it is temporarily stored as cell information, but if there is no cell in the well, the cell information on the corresponding microwell will be stored. May not be stored). Next, in step 1014, the processing unit 100 determines whether the irradiation of the detection laser to all the microwells has ended (whether n has reached to fin). In the case of Yes in step 1014, the process proceeds to step 1018. On the other hand, in the case of No at step 1014, the processing unit 100 adds 1 to n at step 1016, and proceeds to step 1008. Next, in step 1018, the cell information determination unit 160 refers to all temporarily stored cell information {in this example, a number of cell information equal to the total number (n) of microwells} and is set in advance. Based on the determination information, it is determined whether each cell is a desired cell. Next, in step 1020, the cell information determination unit 160 determines whether a desired cell is present in the microwell. If Yes in step 1020, the processing unit 100 temporarily stores the position information of the microwell in which the desired cell is present in the information storage unit 150, and shifts to step 2000.
他方、ステップ1001及びステップ1020でNoの場合には、細胞解析制御処理(ステップ1000)を終了する。 On the other hand, in the case of No in steps 1001 and 1020, the cell analysis control process (step 1000) is ended.
なお、上述のように、レーザー照射部1−2を複数設ける、又は、レーザー照射条件を変更する等して、複数種の検知用レーザーを用いた解析を行う場合には、ステップ1006〜ステップ2000までを繰り返し行ってもよい。 As described above, when performing analysis using a plurality of types of detection lasers by providing a plurality of laser irradiation units 1-2 or changing the laser irradiation conditions, etc., steps 1006 to 2000 You may repeat to.
ここで、本例では、変数nとマイクロ流体デバイス1−1内の各マイクロウェルの位置情報とが結び付けられているが、マイクロウェルの位置情報は、マイクロウェル自体の位置情報であってもよいし、マイクロウェルが設けられた面を適宜に区分(グループ化)し、その区分に関する情報であってもよく、何ら限定されない。また、このようなマイクロウェルの位置情報は、処理部100内に予め組み込まれたものであってもよいし、光学的な手法等によりマイクロウェルの位置を自動で判断可能としてもよい。 Here, in the present example, the variable n and positional information of each microwell in the microfluidic device 1-1 are linked, but the positional information of the microwell may be positional information of the microwell itself The surface on which the microwells are provided may be divided appropriately (grouped), and the information on the division may be used, and it is not limited at all. Further, such microwell position information may be previously incorporated in the processing unit 100, or the position of the microwell may be automatically determined by an optical method or the like.
なお、レーザー照射部1−2の移動に際しては、レーザー照射部1−2が、一つのマイクロウェルに対する解析を終了した後に次のマイクロウェルに移動する本例の構成(レーザー照射部1−2の停止と移動とが繰り返される構成)には限定されない。例えば、レーザー照射部1−2が、複数のマイクロウェルを跨いで連続的に移動可能な構成(スキャナーのように、一定範囲の解析を等速で実行する構成)であってもよい。この場合、マイクロウェルの位置が存在せずとも、所望の細胞情報が取得された位置をマイクロウェルの位置情報として読み替え可能となるため、マイクロウェルの位置情報の予めの設定等は不要となる(解析の開始条件や終了条件等を適宜変更すればよい)。 In addition, in the case of movement of the laser irradiation part 1-2, after completion | finish of the analysis with respect to one microwell, the laser irradiation part 1-2 moves to the following microwell (a structure of the laser irradiation part 1-2) It is not limited to the configuration in which stop and move are repeated. For example, the laser irradiator 1-2 may be configured to be able to move continuously across a plurality of microwells (a configuration in which a certain range of analysis is performed at a constant speed, like a scanner). In this case, even if the position of the microwell does not exist, the position at which the desired cell information is obtained can be read as the position information of the microwell, and thus presetting of the position information of the microwell, etc. The analysis start condition and end condition may be changed as appropriate).
また、本例では一つのマイクロウェルに対して一回のレーザー照射を行うことを想定しているが、前述のように、一度のレーザー照射にて複数のマイクロウェルに対する解析を可能な構成であってもよい。特に、各マイクロウェルに一対一対応する複数のレーザー照射部を有する場合や、一度のレーザー照射にてすべての複数のマイクロウェルに対する解析を可能な構成の場合等には、レーザー照射部1−2が停止したまますべての細胞情報を取得可能となるため、レーザー照射部1−2は移動せずともよい。また、本例では、レーザー照射部1−2自体が移動する例を示しているが、前述のように、レーザー照射部1−2を首振りさせたり、反射板により照射角度を変更する等により、解析を行うマイクロウェルを変更する構成であってもよい。 Further, in this example, it is assumed that one laser irradiation is performed on one microwell, but as described above, it is possible to analyze a plurality of microwells by one laser irradiation. May be In particular, in the case where each microwell has a plurality of laser irradiators corresponding to each other, or in a configuration where analysis can be performed on all the plurality of microwells by one laser irradiation, etc. The laser irradiation unit 1-2 may not move because it is possible to acquire all cell information while the stop is stopped. Further, in this example, the laser irradiator 1-2 itself is moved, but as described above, the laser irradiator 1-2 may be oscillated, or the irradiation angle may be changed by a reflection plate. The configuration may be such that the microwell to be analyzed is changed.
また、前述のように、解析工程で用いるレーザー照射部1−2から照射される検知用レーザーは、レーザー光に限定されず、細胞情報を取得可能な適宜の情報ソース波を照射可能な機能を有すればよく、なんら限定されない。更に、前述のように、レーザー照射部1−2は、複数の情報ソース波を発振可能な構成(即ち、発振する波長や周波数等を変更可能な構成や、発振端子を複数備える構成)であってもよいし、発振する情報ソース波の種類に応じて、複数のレーザー照射部1−2を備えていてもよい。 In addition, as described above, the detection laser irradiated from the laser irradiation unit 1-2 used in the analysis step is not limited to the laser light, and has a function capable of irradiating an appropriate information source wave capable of acquiring cell information. There is no limitation whatsoever, as long as it exists. Furthermore, as described above, the laser irradiation unit 1-2 is a configuration capable of oscillating a plurality of information source waves (that is, a configuration capable of changing the oscillation wavelength, frequency, etc., and a configuration including a plurality of oscillation terminals). A plurality of laser irradiators 1-2 may be provided depending on the type of information source wave to be oscillated.
また、レーザー照射部1−2の構成を変更した場合、シグナル検知部1−3の構成も適宜変更すればよく、シグナル検知が可能であれば何ら限定されない。例えば、簡単には、すべての複数のマイクロウェルに係る細胞情報を固定された一つのシグナル検知部1−3にて検知可能なように構成してもよい(この場合、シグナル検知部1−3の移動に係る制御等は不要となる)。また、複数の情報ソース波による解析を行う場合、シグナル検知部1−3は、一つの情報ソース波に対して一つのシグナル検知部1−3を有する構成であってもよいし、一つのシグナル検知部1−3によって複数のシグナルを検知可能な構成であってもよい。 Moreover, when the configuration of the laser irradiation unit 1-2 is changed, the configuration of the signal detection unit 1-3 may be changed as appropriate, and there is no limitation as long as signal detection can be performed. For example, in a simple manner, cell information related to all the plurality of microwells may be detected by one fixed signal detection unit 1-3 (in this case, the signal detection unit 1-3). Control related to the movement of Moreover, when analyzing with a plurality of information source waves, the signal detection unit 1-3 may be configured to have one signal detection unit 1-3 for one information source wave, or one signal. The detection unit 1-3 may be configured to detect a plurality of signals.
ここで、細胞解析制御処理(ステップ1000)においては、ステップ1004後に、細胞含有液(第一液)中の成分をゲル化させるために、後段の処理を待機するよう構成してもよい(又は、ゲル化を促進させる処理を介在するものであってもよい)。また、マイクロ流体デバイス1−1を複数用意し、あるマイクロ流体デバイス1−1に対してステップ1002及びステップ1004に係る処理を実行した後に、連続して、別のマイクロ流体デバイス1−1に対してステップ1002及びステップ1004に係る処理を実行可能なように構成してもよい。換言すれば、あるマイクロ流体デバイス1−1における細胞含有液中の成分のゲル化に要する待機時間中に、別のマイクロ流体デバイス1−1に対してステップ1002及びステップ1004に係る処理を実行可能としてもよい。この場合、更に、マイクロ流体デバイス1−1内の細胞含有液中の成分がゲル化されたものから順次、次の処理に移行するよう構成してもよい。 Here, in the cell analysis control process (step 1000), in order to gelate the component in the cell-containing liquid (first liquid) after step 1004, the processing of the latter stage may be made to stand by (or , And may be a treatment that promotes gelation). In addition, after preparing a plurality of microfluidic devices 1-1 and performing the processing according to step 1002 and step 1004 on a certain microfluidic device 1-1, successively, on another microfluidic device 1-1 The processing according to step 1002 and step 1004 may be configured to be executable. In other words, the processing according to step 1002 and step 1004 can be performed on another microfluidic device 1-1 during the waiting time required for gelation of the component in the cell-containing liquid in one microfluidic device 1-1 It may be In this case, the components in the cell-containing liquid in the microfluidic device 1-1 may be further configured to shift to the next process sequentially from the gelled ones.
次に、図11は、セルソーター1における、細胞取得制御処理(ステップ2000)のフローチャートである。 Next, FIG. 11 is a flowchart of the cell acquisition control process (step 2000) in the cell sorter 1.
先ず、ステップ2002で、処理部100は、情報記憶部150を参照し、所望の細胞が存在すると判断された所定のマイクロウェルの位置情報を読み出す。次に、ステップ2004で、処理部100は、ゲル分解用光照射部1−4の初期設定処理を行う(変数mと、マイクロ流体デバイス1−1における所定のマイクロウェルの位置情報と、が結び付けられた状況下、mに1を代入する)。なお、本例では、ステップ2002にて読み出した所定のウェルの位置情報のうち、マイクロ流体デバイス1−1の最も上流側の位置を初期位置(m=1)としている。次に、ステップ2006で、ゲル分解用光照射位置制御部121−2は、ゲル分解用光照射部1−4をmの位置に移動させる。次に、ステップ2008で、ゲル分解用光照射制御部121−1は、ゲル分解用光照射部1−4から、mの位置に存在するマイクロウェルに対してゲル分解用レーザーを照射する。次に、ステップ2010で、送液制御部130は、送液処理として、マイクロ流体デバイス1−1内に、送液部2から液(例えば生理食塩水)を送液する(この際、分解されたゲル及び当該ゲルに含まれる細胞はマイクロウェル外に移送される)。次に、ステップ2012で、細胞回収制御部140は、細胞取得処理として、細胞回収部3を制御し、送液された液と共に、分解した前記ゲル及びゲル内に含まれる細胞を、細胞回収部3内に回収する。次に、ステップ2014で、処理部100は、すべての所定のマイクロウェルに対して、ゲル分解用レーザーの照射を行ったか否かを判断する。ステップ2014でYesの場合、細胞取得制御処理2000を終了する。他方、ステップ2014でNoの場合、ステップ2016で、処理部100は、mに1を加算し、ステップ2006に移行する。 First, in step 2002, the processing unit 100 refers to the information storage unit 150, and reads out position information of a predetermined microwell determined to have a desired cell. Next, in step 2004, the processing unit 100 performs an initial setting process of the gel decomposition light irradiation unit 1-4 (a variable m is linked to position information of a predetermined microwell in the microfluidic device 1-1. Under the circumstances, substitute 1 for m). In the present example, among the position information of the predetermined well read out in step 2002, the position on the most upstream side of the microfluidic device 1-1 is the initial position (m = 1). Next, in step 2006, the gel decomposition light irradiation position control unit 121-2 moves the gel decomposition light irradiation unit 1-4 to the position of m. Next, in step 2008, the gel decomposition light irradiation control unit 121-1 causes the gel decomposition light irradiation unit 1-4 to irradiate the gel decomposition laser to the microwell present at the position of m. Next, in step 2010, the solution sending control unit 130 sends the solution (for example, physiological saline) from the solution sending unit 2 into the microfluidic device 1-1 as a solution sending process (in this case, the solution is decomposed). Gel and cells contained in the gel are transferred out of the microwell). Next, in step 2012, the cell recovery control unit 140 controls the cell recovery unit 3 as a cell acquisition process, and together with the liquid supplied, the gel and the cells contained in the gel that have been degraded are Collect in 3 Next, in step 2014, the processing unit 100 determines whether or not the irradiation of the gel decomposition laser has been performed on all predetermined microwells. In the case of Yes in step 2014, the cell acquisition control process 2000 ends. On the other hand, if No in step 2014, in step 2016, the processing unit 100 adds 1 to m, and proceeds to step 2006.
また、本例では一つのマイクロウェルに対して一回のゲル分解用レーザーの照射を行うことを想定しているが、各マイクロウェルに対応する複数のレーザー照射部を有する場合等、一度のレーザー照射にて複数のマイクロウェルに対するゲル分解を可能な構成であってもよい。また、本例では、ゲル分解用光照射部1−4自体が移動する例を示しているが、前述のように、ゲル分解用光照射部1−4を首振りさせたり、反射板により照射角度を変更する等により、ゲル分解を行うマイクロウェルを変更する構成であってもよい(この場合、ゲル分解用光照射部1−4が停止したまますべてのウェルにおけるゲル分解が可能となるため、ゲル分解用光照射部1−4は移動せずともよい)。 Further, in this example, it is assumed that one microwell is irradiated with a single gel decomposition laser, but in the case of having a plurality of laser irradiation parts corresponding to each microwell, one laser, etc. The configuration may be such that gel decomposition can be performed on a plurality of microwells by irradiation. Further, in this example, the gel decomposition light irradiation unit 1-4 itself is moved, but as described above, the gel decomposition light irradiation unit 1-4 is swung or irradiated by the reflection plate. The microwell for performing gel degradation may be changed by changing the angle or the like (in this case, gel decomposition in all the wells becomes possible while the light irradiation part 1-4 for gel degradation is stopped). And the light irradiation part 1-4 for gel decomposition does not need to move).
また、本例では、細胞解析制御処理(ステップ1000)と細胞取得制御処理(ステップ2000)とを連続した処理としているが、これらは独立した処理であってもよい。 Further, in the present example, the cell analysis control process (step 1000) and the cell acquisition control process (step 2000) are continuous processes, but they may be independent processes.
なお、本例では、検出工程及び解析工程までを一括して自動で行うシステムの一例について説明したが、これには限定されず、その一部において、手動での処理が介在するシステムであってもよい。以下に、そのようなシステムの一例について説明する。 In this example, although an example of a system that automatically performs up to the detection step and the analysis step has been described, the present invention is not limited thereto, and a system in which manual processing intervenes in part of the system. It is also good. An example of such a system is described below.
次に、図12は、本発明の一例であるセルソーター1における、細胞解析制御処理(S1000)の変更例に係る、細胞解析制御処理(S1000−2)のフローチャートである。ここでは、細胞解析制御処理(S1000)からの変更点のみ説明する。 Next, FIG. 12 is a flowchart of a cell analysis control process (S1000-2) according to a modification of the cell analysis control process (S1000) in the cell sorter 1 which is an example of the present invention. Here, only the changes from the cell analysis control process (S1000) will be described.
先ず、ステップ1014でYesの場合、ステップ1019−2に移行する。次に、ステップ1019−2で、表示制御部170は、情報記憶部150を参照し、表示装置4に細胞情報に係る情報を表示する。次に、ステップ1020−2で、処理部100は、後述する選択情報(本例では、操作者が入力端末等を用いて処理部100に入力した情報)に基づき、マイクロウェル内に所望の細胞が存在すると判断されたか否かを判断する。ステップ1020−2でYesの場合、細胞取得制御処理(ステップ2000)に移行する。 First, in the case of Yes in step 1014, the process proceeds to step 1019-2. Next, in step 1019-2, the display control unit 170 refers to the information storage unit 150, and displays information related to cell information on the display device 4. Next, in step 1020-2, the processing unit 100 selects desired cells in the microwell based on selection information described later (in this example, information input to the processing unit 100 by the operator using an input terminal or the like). It is judged whether or not it exists. In the case of Yes in step 1020-2, the process proceeds to a cell acquisition control process (step 2000).
なお、本変更例においては、ステップ1019−2とステップ1020−2との間で処理が中断され得る。ステップ1020−2の前、即ち処理が中断されている間に、操作者が、例えば、表示装置4(例えば、ディスプレイ)に表示された細胞情報を観測しながら、所望の細胞が存在するか否かの判断を行う。当該判断の結果に係る選択情報(所望の細胞が存在する所定のマイクロウェルがあるか否か及び所定のマイクロウェルの位置等)は、入力端末等を用いて処理部100(情報記憶部150)に一時記憶され、ステップ1020−2で処理部100に参照される。なお、このように、細胞解析制御処理(ステップ1000−2)を行う(操作者が細胞情報に関する判定を行う)場合には、処理部100は細胞情報判定部160を有さずともよい。 In the present modification, processing may be interrupted between step 1019-2 and step 1020-2. Before step 1020-2, that is, while the processing is interrupted, the operator may, for example, observe the cell information displayed on the display device 4 (for example, the display), and whether or not the desired cell is present Make a decision. The selection information (whether or not there is a predetermined microwell in which a desired cell is present, the position of the predetermined microwell, etc.) related to the result of the determination is processed using the input terminal etc. , And is referred to by the processing unit 100 in step 1020-2. As described above, when the cell analysis control process (step 1000-2) is performed (the operator performs the determination regarding the cell information), the processing unit 100 may not have the cell information determination unit 160.
このように、セルソーター1は、その一部に手動の操作が行われる態様(操作者が適宜判断を行い、当該判断等に基づき、各種処理を行う態様)であってもよい(他にも、例えば、細胞含有液の送液処理、油の送液処理、送液(例えば生理食塩水)処理、細胞取得等は、適宜手動で行われてもよい)。 As described above, the cell sorter 1 may be in a mode in which a manual operation is performed on part of the mode (a mode in which the operator makes an appropriate determination and performs various processes based on the determination or the like). For example, the liquid-feeding process of the cell-containing liquid, the liquid-feeding process of oil, the liquid-feeding (for example, physiological saline) process, the cell acquisition, and the like may be appropriately performed manually).
以下、実施例を参照しながら、本発明をより具体的に説明する。尚、本発明は実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be more specifically described with reference to examples. The present invention is not limited to the examples.
<実施例1>
(ゲル材料の合成)
概略、図13の合成スキームに基づき、本実施例で使用するゲル材料を合成した。以下、本実施例で使用するゲル材料である4−アームPEG−アジドと4−アームPEG−DBCOの詳細な合成方法を記載する。尚、原料の4−アームPEG―アミンの繰り返し数nは約111である。
・化合物2の合成
反応は遮光下で行った。50 mL枝付なすフラスコにN-Hydroxysuccinimide(NHS)を1.15 g(10.0 mmol, 2 eq)と1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide Hydrochloride(EDC)を1.99 g(10.0 mmol, 2 eq)を入れて20 分間ドライアップしたのち窒素置換をし、dry DMFを18 mL加えた。室温で撹拌してNHSとEDCを溶解させてから、4-[4-(1-Hydroxyethyl)-2-methoxy-5-nitrophenoxy]butyric acid (1)を1.51 g(5.01 mmol, 1 eq)入れ、さらにdry DMF 2 mLを加えた。室温で10.5 時間撹拌させてから反応の終了を確認し、溶液をエバポレーターで濃縮した。濃縮された溶液は濃い黄褐色であり、純水を加え、析出した薄黄色固体を吸引濾過で回収した。一晩真空乾燥させると、薄黄色固体が得られた。収量は1.97 g、収率は103%であった。収率が100%を超えてしまったのは、溶媒のDMFが除ききれなかったためと考える。生成物の同定は1H-NMR(CDCl3)で行った。1H NMR (600 MHz, CDCl3, TMS) δ = 7.59 (s, 1H), 7.31 (s, 1H), 5.57 (q, J = 5.9 Hz, 1H), 4.18 (t, J = 6.2 Hz, 2H), 3.99 (s, 3H), 2.90 (t, J = 8.5 Hz, 2H), 2.86 (br s, 4H), 2.29 (quin, J = 6.2 Hz, 2H), 1.56 (d, J = 6.4 Hz, 3H)
・化合物3の合成
反応は遮光、アルゴン雰囲気下で行った。50 mLなすフラスコに化合物2を1.11g(2.80 mmol, 1 eq)を入れてドライアップしてからアルゴン雰囲気下にし、dry DMFを10 mL加え、室温で撹拌した。溶液は橙色透明であった。3 - azidopropyl - 1 - amineを0.700 g(7.00 mmol, 2.5eq)を加えて室温で18 時間反応させ、溶液をエバポレーターにかけたところ、橙色透明のオイルとなった。これを一晩真空乾燥させた。100 mLの酢酸エチルで希釈させ、純水で三回washを行った。有機相をMgSO4で乾燥させ、濾過した後に溶液をエバポレーターにかけ、橙色透明のオイルを得た。真空乾燥を行い、褐色固体を得た。収量は0.97 g、収率は91%であった。生成物の同定は1H-NMR(CDCl3)で行った。1H NMR (600 MHz, CDCl3, TMS) δ = 7.56 (s, 1H), 7.31 (s, 1H), 5.91 (brs, 1H), 5.56 (q, J = 10.3 Hz, 1H), 4.11 (t, J = 8.8 Hz, 2H), 3.99 (s, 3H), 3.35 (dt, J = 10.3 Hz, 4H), 2.42 (t, J = 10.3 Hz, 2H), 2.20 (quin, J = 8.8 Hz, 2H), 1.78 (quin, J = 10.3 Hz, 2H), 1.56 (d, J = 10.2 Hz, 3H)
・化合物4の合成
反応は遮光、アルゴン雰囲気下で行った。10 mL二口なすフラスコにPL-azide(3)を61.7 mg(0.17 mmol, 1 eq)、4-Nitrophenyl Chloroformateを112 mg(0.79 mmol, 3.3 eq)入れてドライアップし、アルゴン雰囲気下にした。dry CH2Cl2を2 mL加えて撹拌したところ、橙色透明溶液であった。ここに、dry トリエチルアミンを110 mL(d=0.726 g/cm3, 0.80 mmol, 4.7 eq)加えて1.5 時間撹拌したところ、原料である化合物3の消失を確認した。直接真空ポンプへつなぎ、トリエチルアミンとCH2Cl2を留去したところ、黄緑色のオイルとなった。ヘキサン:酢酸エチル = 1 : 1→酢酸エチル100%でシリカゲルカラムクロマトグラフィーを行った。カラム径は2 cm、カラム長は10 cmで行った。目的物の含まれるフラクションをエバポレーターにかけ、真空乾燥を行い、薄黄色固体を得た。収量は46.3 mg、収率は50%であった。生成物の同定は1H-NMR(CDCl3)とESI-MS(pos)で行った。1H NMR (600 MHz, CDCl3, TMS) δ = 8.26 (d, J = 9.1 Hz, 2H), 7.62 (s, 1H), 7.35 (d, J = 9.1 Hz, 2H), 7.12 (s, 1H), 6.53 (quin, J = 6.4 Hz, 1H), 5.82 (brs, 1H), 4.14 (t, J = 6.2 Hz, 2H), 4.01 (s, 3H), 3.36 (m, 4H), 2.42 (t, J = 7.1 Hz, 2H), 2.21 (quin, J = 6.5 Hz, 2H), 1.79 (m, 5H)
・4−アームPEG−アジドの合成
反応は遮光、アルゴン雰囲気下で行った。10 mL二口なすフラスコにPTE-200PA(SUNBRIGHT社、末端NH2四分岐PEG、Mw~20000)を152mg (7.5 mmol, 1 eq)と化合物4を46.3 mg(84.7 mmol, 11 eq)入れてドライアップし、アルゴン雰囲気下にした。dry CH2Cl2を1.5 mL加えて室温で10.5 時間撹拌し原料であるPTE-200PAの消失を確認した。溶液を氷浴上でジエチルエーテルが30 mLずつ入ったチューブに滴下したところ、薄黄色の沈殿が生じた。チューブを遠心(4 °C, 10 krpm, 10 min)し、上澄みをデカンテーションして室温放置した後、デシケーター内で真空乾燥させジエチルエーテルを除去した。そこに50 mMのTris-HCl buffer (pH8.0)を3 mLずつとMilliQ3 mL加え、チューブを遠心(4 °C, 5000rpm, 3 min)して、上清をMiiliQ 1.8 L、分子量分画3500の透析膜で3.5日間透析を行った。凍結乾燥により目的物の4-arm PEG-PL-azideの白色固体を得た。収量は80 mg、収率は49%であった。生成物の同定と分子量測定はそれぞれ1H-NMR(CDCl3)とMALDI-TOF MS(matrix : sinapinic acid)で行った。1H NMR (600 MHz, CDCl3, TMS) δ = 7.58 (s, 4H), 7.02 (s, 4H), 6.34 (m, 4H), 6.00 (brs, 4H), 5.52 (brs, 4H), 3.25-4.11 (brm), 2.41 (m, 8H), 2.20 (m, 8H), 1.60-1.88 (brm, 12H+H2O)
・4−アームPEG-DBCOの合成
反応は窒素雰囲気下で行った。15 mL二口なすフラスコにPTE-200PAを150 mg(7.5 mmol, 1 eq)、DBCO NHS-esterを21.5 mg(52.5 mmol, 7 eq)入れてドライアップしN2置換してから、dry CH2Cl2 2 mLに溶解させ、室温で18時間撹拌した。原料であるPTE-200PAの消失を確認しジエチルエーテルを20 mLずつ入れた2本の50 mLの遠心チューブに氷浴で反応溶液を入れエーテル沈殿させたところ、白色沈殿が生じた。4 °C、10 krpmで7分間遠心して上澄みをデカンテーションして除き、室温で放置して乾燥させた後さらにデシケーター中で真空乾燥させた。それぞれのチューブに調整した50 mMのTris / HCl (pH = 8.0)のバッファーを3 mLずつ加えてさらにMilliQを2 mLずつ加えて懸濁させた。溶液を4 °C、3 krpmで3分間遠心して、3500分子量分画の透析膜を用いて、MilliQ 2 Lで透析を行った。水交換は、19.5 時間後と22.5 時間後に行った。凍結乾燥を行い、白色固体を得た。収量は130 mg、収率は83%であった。生成物の同定と分子量測定はそれぞれ1H-NMR(CDCl3)とMALDI-TOF-MS(matrix : sinapinic acid)で行った。1H NMR (600 MHz, CDCl3, TMS) δ = 7.68 (d, J = 7.3 Hz, 4H), 7.52 (d, J = 8.2 Hz, 4H), 6.23 (brs, 4H), 5.15 (d, J = 14.1 Hz, 4H), 3.25-4.65 (brm), 3.22 (q, J = 5.9 Hz, 8H), 2.79 (m, 4H), 2.42 (m, 4H), 2.17 (m, 4H), 1.95 (m, 4H)
(細胞含有液の調製)
複数のカルセイン染色Ba/F3細胞を生理食塩水に入れた後、図4に示した2種類のゲル材料(4−アームPEG−PL−アジド及び4−アームPEG−DBCO)を添加し、細胞含有液を得た。尚、細胞密度は50,000,000個/mLで、ゲル材料の濃度はともに、0.9w/v%である。
(マイクロウェルへの細胞固定)
調製した細胞含有液を、図1に示すマイクロ流体デバイスAの導入口A1から当該デバイス(マイクロウェル径=20μm)内に注入した。当該操作を複数回実施した。その後、4℃で5分間インキュベートし、マイクロウェル内へ細胞を沈降させた。その後、フロリナートFC−40(商品名)を導入口A1から当該デバイス内に注入し、マイクロウェル外に余剰に存在するものを排出口A2から排出した。その後、4℃で20分間インキュベートし、マイクロウェル内の細胞含有液をゲル化させた。その結果、図14に示すように、マイクロウェルの64%に細胞が収納されていることが確認できた。
(マイクロウェルに固定された細胞解析)
マイクロウェルに固定されたカルセイン染色Ba/F3細胞にレーザーを照射することにより発せられた蛍光を測定し、細胞の大きさや形状等を解析した。
(マイクロウェルに固定された細胞の除去)
前記細胞解析後、細胞が固定された特定のマイクロウェルに、波長が405nmの光を照射し、当該細胞を包埋していたゲルを分解させた。その後、マイクロ流体デバイスAの導入口A1から生理食塩水を流した。その結果、前記特定のマイクロウェル内に固定された前記細胞を選択的に取得することができた。
<実施例2>
実施例1と同様の手法にて、但し、赤色蛍光色素を修飾した光分解性ハイドロゲルを用いて、緑色蛍光タンパク質発現Ba/F3細胞を固定化した。その後、特定の細胞群について光(405nm)を照射し、これらのマイクロウェル内のゲルを溶解させた。その後、液体(生理条件の緩衝液)を流すことで、これら細胞群を選択取得した。ここで、図15aは、マイクロウェル内に光分解性ハイドロゲルで固定化した細胞の画像(緑色蛍光及び赤色蛍光像と明視野像との重ね合わせ画像)であり、四角で囲った部分が光(405nm)を照射したマイクロウェルである。また、図15bは、光照射後、液体(生理条件の緩衝液)で所定回数(本例では15回)洗浄した後の、マイクロウェル内に光分解性ハイドロゲルで固定化した細胞の画像である。図15bから分かるように、当該実施例では、複数(本例では7個)の細胞群を纏めて取得できた。
<実施例3>
実施例1及び2と同様の手法にて、但し、緑色蛍光及び赤色蛍光タンパク質(EGFP及びKusabira−Orange)発現Ba/F3細胞について試験した。図16は、マイクロウェルに固定化された蛍光タンパク質発現Ba/F3細胞の蛍光顕微鏡像である{aは、緑色蛍光像と赤色蛍光像との重ね合わせ画像(低倍率)であり、bは、緑色蛍光及び赤色蛍光像と明視野像の重ね合わせ画像(高倍率)である}。尚、図からは分かり難いが、緑色蛍光のみを発するマイクロウェル、赤色蛍光のみを発するマイクロウェル、赤色蛍光及び緑色蛍光を発するマイクロウェルが存在する。尚、緑色を主に発している細胞から赤色の蛍光も発しているのは、赤色蛍光を発するレーザー光を照射した際に細胞自身から散乱光として発せられた光が検出されたためである。逆に、緑色蛍光を発するレーザー光を照射した際は、EGFP発現の細胞からのみ緑色蛍光がでており、Kusabira−Orange発現の細胞からは緑色蛍光は出ていない。また、わずかではあるが、細胞が二つ入ったマイクロウェルも存在し、蛍光像と明視野像を照らし合わせることでこのようなマイクロウェルを識別できる。
<実施例4>
実施例3にて作製した、マイクロウェルに光分解性ハイドロゲルで固定化された蛍光タンパク質発現Ba/F3細胞に対して、(1段階目)赤色蛍光を有する細胞のみを選択的に取り出し、次いで、(2段階目)緑色蛍光を有する細胞のみを選択的に取り出した。ここで、図17a〜dは、マイクロウェル内に光分解性ハイドロゲルで固定化した細胞の画像(緑色蛍光及び赤色蛍光像と明視野像との重ね合わせ画像)である。尚、図からは分かり難いが、緑色蛍光のみを発するマイクロウェル、赤色蛍光のみを発するマイクロウェル、赤色蛍光及び緑色蛍光を発するマイクロウェルが存在する。そして、図17aは、1段階目の赤色蛍光細胞の選択取出し前の画像(四角で囲った部分=赤色蛍光細胞が存在しているウェル)であり、図17bは、1段階目の赤色蛍光細胞の選択取出し後の画像(四角で囲った部分=赤色蛍光細胞が存在していたウェル)である。更に、図17cは、2段階目の緑色蛍光細胞の選択取出し前の画像(四角で囲った部分=緑色蛍光細胞が存在しているウェル)であり、図17dは、2段階目の緑色蛍光細胞の選択取出し後の画像(四角で囲った部分=緑色蛍光細胞が存在していたウェル)である。
Example 1
(Synthesis of gel material)
The gel material used in the present example was synthesized based on the outline and the synthetic scheme of FIG. Hereinafter, the detailed synthesis method of 4-arm PEG-azide and 4-arm PEG-DBCO which are gel materials used in this example will be described. The repeating number n of the raw material 4-arm PEG-amine is about 111.
・ Synthesis of compound 2
The reaction was performed in the dark. In a 50 mL branched flask, 1.15 g (10.0 mmol, 2 eq) and 1-Ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride (EDC) 1.99 g (10.0 mmol, 2 eq) of N-Hydroxysuccinate (NHS) The reaction mixture was dried for 20 minutes, replaced with nitrogen, and then 18 mL of dry DMF was added. Stir at room temperature to dissolve NHS and EDC, then add 1.51 g (5.01 mmol, 1 eq) of 4- [4- (1-hydroxyethyl) -2-methoxy-5-nitrophenoxy] butyric acid (1), Further, 2 mL of dry DMF was added. After stirring at room temperature for 10.5 hours, completion of the reaction was confirmed, and the solution was concentrated by an evaporator. The concentrated solution was dark yellow-brown, pure water was added, and the precipitated pale yellow solid was collected by suction filtration. Vacuum drying overnight gave a pale yellow solid. The yield was 1.97 g, 103%. The reason why the yield exceeded 100% is considered to be that the solvent DMF could not be removed. The identification of the product was performed by 1 H-NMR (CDCl 3 ). 1 H NMR (600 MHz, CDCl 3 , TMS) δ = 7.59 (s, 1 H), 7.31 (s, 1 H), 5.57 (q, J = 5.9 Hz, 1 H), 4.18 (t, J = 6.2 Hz, 2 H ), 3.99 (s, 3 H), 2. 90 (t, J = 8.5 Hz, 2 H), 2. 86 (br s, 4 H), 2. 29 (quin, J = 6.2 Hz, 2 H), 1.56 (d, J = 6.4 Hz, 3H)
・ Synthesis of compound 3
The reaction was performed under a light-shielded, argon atmosphere. In a 50 mL flask, 1.11 g (2.80 mmol, 1 eq) of the compound 2 was put into a dry state and then placed under an argon atmosphere, 10 mL of dry DMF was added, and the mixture was stirred at room temperature. The solution was orange and clear. 0.700 g (7.00 mmol, 2.5 eq) of 3-azidopropyl-1-amine was added and allowed to react at room temperature for 18 hours, and the solution was evaporated to form an orange clear oil. This was vacuum dried overnight. It was diluted with 100 mL of ethyl acetate and washed three times with pure water. The organic phase was dried over MgSO 4 and after filtration the solution was evaporated to give an orange clear oil. Drying under vacuum gave a brown solid. The yield was 0.97 g, 91%. The identification of the product was performed by 1 H-NMR (CDCl 3 ). 1 H NMR (600 MHz, CDCl 3 , TMS) δ = 7.56 (s, 1 H), 7.31 (s, 1 H), 5. 91 (brs, 1 H), 5.56 (q, J = 10.3 Hz, 1 H), 4.11 (t , J = 8.8 Hz, 2 H), 3.99 (s, 3 H), 3. 35 (dt, J = 10.3 Hz, 4 H), 2.42 (t, J = 10.3 Hz, 2 H), 2. 20 (quin, J = 8.8 Hz, 2 H ), 1.78 (quin, J = 10.3 Hz, 2H), 1.56 (d, J = 10.2 Hz, 3H)
・ Synthesis of compound 4
The reaction was performed under a light-shielded, argon atmosphere. In a 10 mL two-necked flask, 61.7 mg (0.17 mmol, 1 eq) of PL-azide (3) and 112 mg (0.79 mmol, 3.3 eq) of 4-Nitrophenyl Chloroformate were placed, dried up, and placed under an argon atmosphere. When 2 mL of dry CH 2 Cl 2 was added and stirred, it was an orange clear solution. To this was added 110 mL of dry triethylamine (d = 0.726 g / cm 3 , 0.80 mmol, 4.7 eq), and the mixture was stirred for 1.5 hours. As a result, the disappearance of the raw material compound 3 was confirmed. It was directly connected to a vacuum pump, and when triethylamine and CH 2 Cl 2 were distilled off, it became a yellowish green oil. The silica gel column chromatography was performed with hexane: ethyl acetate = 1: 1 → ethyl acetate 100%. The column diameter was 2 cm and the column length was 10 cm. The fractions containing the desired product were evaporated and vacuum dried to obtain a pale yellow solid. The yield was 46.3 mg, and the yield was 50%. The identification of the product was performed by 1 H-NMR (CDCl 3 ) and ESI-MS (pos). 1 H NMR (600 MHz, CDCl 3 , TMS) δ = 8.26 (d, J = 9.1 Hz, 2 H), 7.62 (s, 1 H), 7. 35 (d, J = 9.1 Hz, 2 H), 7.12 (s, 1 H) ), 6.53 (quin, J = 6.4 Hz, 1 H), 5.82 (brs, 1 H), 4.14 (t, J = 6.2 Hz, 2 H), 4.01 (s, 3 H), 3.36 (m, 4 H), 2.42 (t) , J = 7.1 Hz, 2H), 2.21 (quin, J = 6.5 Hz, 2H), 1.79 (m, 5H)
Synthesis of 4-arm PEG-azide
The reaction was performed under a light-shielded, argon atmosphere. In a 10-mL two-necked flask, 152 mg (7.5 mmol, 1 eq) of PTE-200PA (SUNBRIGHT, terminal NH 2 four-branched PEG, Mw ~ 20000) and 46.3 mg (84.7 mmol, 11 eq) of compound 4 are placed and dried. Up and under an argon atmosphere. After adding 1.5 mL of dry CH 2 Cl 2 and stirring at room temperature for 10.5 hours, the disappearance of the raw material PTE-200PA was confirmed. The solution was dropped on a tube containing 30 mL of diethyl ether on an ice bath, and a pale yellow precipitate formed. The tube was centrifuged (4 ° C., 10 krpm, 10 min), the supernatant decanted and allowed to stand at room temperature, and then vacuum dried in a desiccator to remove diethyl ether. Add 3 mL of 50 mM Tris-HCl buffer (pH 8.0) and 3 mL of MilliQ, centrifuge the tube (4 ° C, 5000 rpm, 3 min), and centrifuge the supernatant to MiiliQ 1.8 L, molecular weight fraction 3500 The dialysis was performed for 3.5 days with the dialysis membrane. Lyophilization gave a white solid of the objective 4-arm PEG-PL-azide. The yield was 80 mg, and the yield was 49%. Identification of products and measurement of molecular weight were performed by 1 H-NMR (CDCl 3 ) and MALDI-TOF MS (matrix: sinapinic acid), respectively. 1 H NMR (600 MHz, CDCl 3 , TMS) δ = 7.58 (s, 4H), 7.02 (s, 4H), 6.34 (m, 4H), 6.00 (brs, 4H), 5.52 (brs, 4H), 3.25 -4.11 (brm), 2.41 (m , 8H), 2.20 (m, 8H), 1.60-1.88 (brm, 12H + H 2 O)
・ Synthesis of 4-arm PEG-DBCO
The reaction was performed under a nitrogen atmosphere. 150 mg (7.5 mmol, 1 eq) of PTE-200PA and 21.5 mg (52.5 mmol, 7 eq) of DBCO NHS-ester are put into a 15 mL two-necked flask and dried up for N 2 substitution, then dry CH 2 It was dissolved in 2 mL of Cl 2 and stirred at room temperature for 18 hours. It was confirmed that the raw material PTE-200PA disappeared, and the reaction solution was poured into two 50 mL centrifuge tubes containing 20 mL each of diethyl ether in an ice bath to cause ether precipitation, and a white precipitate was formed. The supernatant was decanted off by centrifugation at 10 krpm for 7 minutes at 4 ° C., left to dry at room temperature and then vacuum dried in a desiccator. Three mL each of the 50 mM Tris / HCl (pH = 8.0) buffer prepared was added to each tube, and 2 mL each of MilliQ was further added and suspended. The solution was centrifuged at 3 krpm for 3 minutes at 4 ° C. and dialyzed against MilliQ 2 L using a 3500 molecular weight fraction dialysis membrane. Water exchange took place after 19.5 and 22.5 hours. Lyophilization gave a white solid. The yield was 130 mg, and the yield was 83%. Identification of products and measurement of molecular weight were performed by 1 H-NMR (CDCl 3 ) and MALDI-TOF-MS (matrix: sinapinic acid), respectively. 1 H NMR (600 MHz, CDCl 3 , TMS) δ = 7.58 (d, J = 7.3 Hz, 4 H), 7.52 (d, J = 8.2 Hz, 4 H), 6.23 (brs, 4 H), 5. 15 (d, J = 14.1 Hz, 4H), 3.25-4.65 (brm), 3.22 (q, J = 5.9 Hz, 8H), 2.79 (m, 4H), 2.42 (m, 4H), 2.17 (m, 4H), 1.95 (m , 4H)
(Preparation of cell-containing solution)
After placing several calcein-stained Ba / F3 cells in physiological saline, add two types of gel materials (4-arm PEG-PL-azide and 4-arm PEG-DBCO) shown in FIG. I got a liquid. The cell density is 50,000,000 cells / mL, and the concentration of the gel material is 0.9 w / v%.
(Cell fixation to microwells)
The prepared cell-containing liquid was injected from the inlet port A 1 of the microfluidic device A to the device (microwell diameter = 20 [mu] m) in shown in FIG. The operation was performed multiple times. Then, it was incubated at 4 ° C. for 5 minutes to precipitate cells into the microwells. Then poured Fluorinert FC-40 (trade name) from the inlet A 1 in the device, was discharged those present in excess to the outside of the micro-well from the outlet A 2. Thereafter, the cells were incubated at 4 ° C. for 20 minutes to gel the cell-containing solution in the microwells. As a result, as shown in FIG. 14, it was confirmed that cells were accommodated in 64% of the microwells.
(Cell analysis fixed to microwell)
The fluorescence emitted by irradiating laser to calcein-stained Ba / F3 cells fixed to the microwell was measured to analyze the size, shape, etc. of the cells.
(Removal of cells immobilized in microwells)
After the cell analysis, a specific microwell to which the cells were fixed was irradiated with light having a wavelength of 405 nm to decompose the gel in which the cells were embedded. Thereafter, flushed with saline from the inlet A 1 of the microfluidic device A. As a result, it was possible to selectively obtain the cells immobilized in the specific microwell.
Example 2
Green fluorescent protein-expressing Ba / F3 cells were immobilized in the same manner as in Example 1, except that the red fluorescent dye-modified photodegradable hydrogel was used. Thereafter, light (405 nm) was irradiated on specific cell groups to dissolve the gel in these microwells. Then, these cells were selected and obtained by flowing a liquid (buffer under physiological conditions). Here, FIG. 15a is an image (a superimposed image of a green fluorescence and red fluorescence image and a bright field image) of a cell immobilized with a photolytic hydrogel in a microwell, and a portion surrounded by a square is a light. It is a microwell irradiated with (405 nm). Also, FIG. 15 b is an image of cells immobilized with photodegradable hydrogel in the microwell after being washed with a liquid (buffer under physiological conditions) a given number of times (15 times in this example) after light irradiation. is there. As can be seen from FIG. 15b, in this example, a plurality of (seven in this example) cell groups could be obtained collectively.
Example 3
In the same manner as in Examples 1 and 2, except that green fluorescent and red fluorescent protein (EGFP and Kusabira-Orange) expressing Ba / F3 cells were examined. FIG. 16 is a fluorescence microscope image of fluorescent protein-expressing Ba / F3 cells immobilized in a microwell {a is a superimposed image (low magnification) of a green fluorescence image and a red fluorescence image, b is Superimposed images (high magnification) of green and red fluorescence images and bright field images}. Although it is unclear from the figure, there are microwells that emit only green fluorescence, microwells that emit only red fluorescence, and microwells that emit red fluorescence and green fluorescence. In addition, the reason that red fluorescence is also emitted from cells emitting mainly green is because light emitted as scattered light from the cells themselves was detected when the laser light emitting red fluorescence was irradiated. On the contrary, when the laser light which emits green fluorescence is emitted, green fluorescence is emitted only from the cells expressing EGFP, and green fluorescence is not emitted from the cells expressing Kusabila-Orange. Also, although there are a few microwells containing two cells, it is possible to identify such microwells by comparing the fluorescence image and the bright field image.
Example 4
Only the cells having red fluorescence (first step) are selectively removed from the fluorescent protein-expressing Ba / F3 cells immobilized in the microwell with the photocleavable hydrogel prepared in Example 3 and then , (Second step) Only cells having green fluorescence were selectively removed. Here, FIGS. 17 a to 17 d are images of the cells immobilized with the photolytic hydrogel in the microwell (superimposed images of green fluorescence and red fluorescence images and bright field images). Although it is unclear from the figure, there are microwells that emit only green fluorescence, microwells that emit only red fluorescence, and microwells that emit red fluorescence and green fluorescence. And FIG. 17 a is an image before selective extraction of the first-step red fluorescent cells (portion surrounded by squares = well in which red fluorescent cells are present), and FIG. 17 b is a first-step red fluorescent cell Image after selective extraction (square part = well where red fluorescent cells were present). Furthermore, FIG. 17 c is an image before selective extraction of the second-step green fluorescent cells (squared portion = well in which green fluorescent cells are present), and FIG. 17 d is a second-step green fluorescent cell Image after selective extraction (square part = well where green fluorescent cells were present).
Claims (12)
複数の被検体を含有する液を、前記流路に導入可能な導入路と、
前記複数のマイクロウェルに収納された複数の被検体から情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部が取得した情報に基づき、一のマイクロウェル内の被検体を当該マイクロウェル内から選択的に取り出し可能な選択取り出し手段と、
前記選択取り出し手段により選択的に取り出された被検体を回収可能な被検体回収部と
を有するセルソーター又はフローサイトメーターであって、
前記複数のマイクロウェルが、被検体及び分解性ゲルを収納可能であり、
前記選択取り出し手段が、取り出されるべき被検体が保持されたマイクロウェル内の分解性ゲルに対し、当該分解性ゲルが分解する処理を施す分解処理部である
よう構成されたセルソーター又はフローサイトメーター。 A channel having a plurality of microwells,
An introduction path which can introduce a liquid containing a plurality of analytes into the flow path;
An information acquisition unit that acquires information from a plurality of subjects stored in the plurality of microwells;
A selective extraction unit capable of selectively extracting an object in one microwell from the microwell based on the information acquired by the information acquisition unit;
A cell sorter or a flow cytometer having a subject recovery unit capable of recovering a subject selectively removed by the selective removal means;
The plurality of microwells can store an analyte and a degradable gel;
A cell sorter or a flow cytometer configured such that the selective extraction means is a decomposition processing unit that subjects the degradable gel in the microwell in which the analyte to be extracted is held to the decomposition of the degradable gel.
前記複数のマイクロウェルからの前記情報を、マイクロウェル毎に取得、複数のマイクロウェルのうちの2以上のものについて一度に取得、又は前記複数すべてのマイクロウェルについて一度に取得可能である、請求項1又は2記載のセルソーター又はフローサイトメーター。 The information acquisition unit
The information from the plurality of microwells may be acquired per microwell, at one time for two or more of the plurality of microwells, or at one time for all the plurality of microwells. The cell sorter or flow cytometer according to 1 or 2.
前記複数のマイクロウェルに対して、取得されるべき前記情報のソースとなる情報ソース波を照射可能な情報ソース波照射部と、
前記情報ソース波照射部が前記複数のマイクロウェルに対して前記情報ソース波を照射した際、前記複数のマイクロウェルから発生し得る前記情報を受信する情報受信部と
を有する、請求項1〜3のいずれか一項記載のセルソーター又はフローサイトメーター。 The information acquisition unit
An information source wave irradiation unit capable of irradiating an information source wave serving as a source of the information to be acquired to the plurality of microwells;
4. The information receiving unit according to claim 1, further comprising: an information receiving unit that receives the information that may be generated from the plurality of microwells when the information source wave irradiation unit irradiates the plurality of microwells with the information source wave. The cell sorter or flow cytometer according to any one of the above.
前記情報取得部で取得した前記情報を自動解析する自動解析手段を有していてもよく、
更に、ユーザーの指示又は前記自動解析手段による解析結果に基づき、取得が望まれる被検体が収納されたマイクロウェル内の分解性ゲルに当該ゲルが分解する処理を施すよう、前記選択取り出し手段を制御する選択取り出し制御手段
を更に有する、請求項1〜7のいずれか一項記載のセルソーター又はフローサイトメーター。 The cell sorter or flow cytometer is
It may have an automatic analysis means for automatically analyzing the information acquired by the information acquisition unit,
Furthermore, based on the user's instruction or the analysis result by the automatic analysis means, the selective extraction means is controlled so that the degradable gel in the microwell in which the object to be obtained is stored is decomposed. The cell sorter or flow cytometer according to any one of claims 1 to 7, further comprising selective extraction control means for
前記充填工程後、前記マイクロウェル内に充填された前記被検体を解析する解析工程と、
前記解析工程後、前記被検体を取り出す取得工程と
を含む被検体回収方法であって、
前記液が、第一成分と、前記第一成分とは異なる第二成分と、を含有し、
前記第一成分が、基本骨格が生体適合性ポリマーであり且つ前記第二成分と結合し得る第一部を有し、
前記第二成分が、基本骨格が生体適合性ポリマーであり且つ前記第一成分と結合し得る第二部を有し、
前記解析工程の際には、前記第一部と前記第二部との結合形成により、前記第一成分と前記第二成分とが架橋したゲルが、前記マイクロウェル内に形成された状態にあり、
前記第一成分及び/又は前記第二成分は、分解性部分を更に有しており、
前記取得工程においては、分解処理を行うことで、前記分解性部分を分解させて前記ゲルを分解し、前記被検体を取り出す、被検体回収方法。 A step of flowing a solution containing an analyte into a channel having a plurality of microwells, and filling the microwell with the analyte;
An analysis step of analyzing the analyte filled in the microwell after the filling step;
A subject recovery method comprising: an acquisition step of taking out the subject after the analysis step;
The liquid contains a first component and a second component different from the first component,
The first component has a first part in which the basic skeleton is a biocompatible polymer and capable of binding to the second component,
The second component has a second part whose basic skeleton is a biocompatible polymer and capable of binding to the first component,
In the analysis step, a gel in which the first component and the second component are crosslinked due to the bond formation between the first portion and the second portion is formed in the microwell. ,
The first component and / or the second component further comprises a degradable portion,
In the acquisition step, a decomposition method is performed to decompose the degradable portion to decompose the gel and take out the analyte.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2024064956A (en) * | 2022-10-27 | 2024-05-14 | 醫華生技股▲フン▼有限公司 | Biological particle concentration device and its microdroplet generation device |
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