フィルタユニットおよび細胞回収装置
【課題】血球等の血液成分を効果的に除去するとともに、細胞の回収率を向上することができるフィルタユニットを提供する。
【解決手段】細胞懸濁液Ａを一方向に通過させることで捕捉される細胞数と回収液Ｃを逆方向に通過させることで回収される細胞数とが略同等になるような厚さを有する複数のフィルタ１１ａ〜１１ｄと、フィルタ１１ａ〜１１ｄを接続する配管１３と、各フィルタ間において配管１３から分岐する分岐配管１４ａ，１４ｂと、各フィルタ間にそれぞれ配置され、細胞捕捉時には細胞懸濁液Ａが複数のフィルタ１１ａ〜１１ｄを流通するように流路を切り替えるとともに、細胞回収時には回収液Ｃがフィルタ１１ａ〜１１ｄ通過後に分岐配管１４ａ，１４ｂを流通するように流路を切り替える三方弁１２ａ，１２ｂとを備えるフィルタユニット１を採用する。
【解決手段】細胞懸濁液Ａを一方向に通過させることで捕捉される細胞数と回収液Ｃを逆方向に通過させることで回収される細胞数とが略同等になるような厚さを有する複数のフィルタ１１ａ〜１１ｄと、フィルタ１１ａ〜１１ｄを接続する配管１３と、各フィルタ間において配管１３から分岐する分岐配管１４ａ，１４ｂと、各フィルタ間にそれぞれ配置され、細胞捕捉時には細胞懸濁液Ａが複数のフィルタ１１ａ〜１１ｄを流通するように流路を切り替えるとともに、細胞回収時には回収液Ｃがフィルタ１１ａ〜１１ｄ通過後に分岐配管１４ａ，１４ｂを流通するように流路を切り替える三方弁１２ａ，１２ｂとを備えるフィルタユニット１を採用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞懸濁液から細胞を回収するためのフィルタユニットおよび細胞回収装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、フィルタに細胞懸濁液を通過させることで、必要な細胞をフィルタにより捕捉する細胞回収方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。この細胞回収方法は、細胞懸濁液送液工程、リンス工程、細胞回収工程の３つの工程を有している。細胞懸濁液送液工程では、血球成分を含む細胞懸濁液をフィルタに一方向に通過させる。リンス工程では、細胞懸濁液送液工程における送液方向と同方向に生理食塩水等のリンス液を流通させ、フィルタに捕捉された血球等の血液成分の除去を行う。細胞回収工程では、細胞懸濁液送液工程における送液方向とは逆の方向に回収液を流通させ、フィルタに捕捉された細胞を回収する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４０３６３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１には、フィルタ内において、送液される上流側に多くの細胞が捕捉され、下流側で捕捉される細胞数が少なくなることが記載されている。これは、細胞がフィルタ内を移動しにくいことに起因する。
【０００５】
リンス工程は、血液成分の大きさが、細胞の大きさに比べて小さいことを利用している。すなわち、生理食塩水等のリンス液を流すことで、血球成分をフィルタのより深部へ潜り込ませる、もしくはフィルタを通過させることにより、血球等の血液成分等をフィルタから除去することができる。
【０００６】
しかしながら、リンス工程において多くの生理食塩水を流すと、血球成分は効果的に除去できるものの、細胞もフィルタの深部へ潜り込んでしまうため、細胞回収工程における細胞の回収率を低下させてしまう。そこで、特許文献１では、リンス工程での液移動量を限定することで、細胞がなるべくフィルタ内へ潜り込まないようにしている。しかしながら、特許文献１での実施例を見る限り、細胞回収率は約８０％程度、血球除去率も約８０％程度にとどまっている。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、血球等の血液成分を効果的に除去するとともに、細胞の回収率を向上することができるフィルタユニットおよび細胞回収装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明の第１の態様は、細胞懸濁液を一方向に通過させることで捕捉される細胞数と回収液を逆方向に通過させることで回収される細胞数とが略同等になるような厚さを有する複数のフィルタと、複数の前記フィルタを接続する配管と、各前記フィルタ間において前記配管から分岐する分岐配管と、各前記フィルタ間にそれぞれ配置され、細胞捕捉時には前記細胞懸濁液が複数の前記フィルタを流通するように流路を切り替えるとともに、細胞回収時には前記回収液が前記フィルタ通過後に前記分岐配管を流通するように流路を切り替える流路切替手段とを備えるフィルタユニットである。
【０００９】
本発明の第１の態様によれば、複数のフィルタが配管で接続されるとともに、各フィルタ間において分岐配管が配管から分岐し、これら配管と分岐配管の流路が流路切替手段により切り替えられる。このような構成を有することで、配管で接続された複数のフィルタに細胞懸濁液を通過させることによって、フィルタにより細胞懸濁液中の細胞が捕捉される。その後、細胞が捕捉された複数のフィルタに、細胞懸濁液の流通方向とは逆方向に回収液を通過させることによって、フィルタにより捕捉された細胞が回収される。
【００１０】
この場合において、複数のフィルタは、細胞懸濁液を一方向に通過させることで捕捉される細胞数と、回収液を逆方向に通過させることで回収される細胞数とが略同等になるような厚さをそれぞれ有している。これにより、細胞懸濁液やリンス液を多く流通した場合にも、フィルタに捕捉された細胞がフィルタの深部にまで潜り込んでしまうことを防止することができる。これにより、リンス液を流通させた際に血球等の血液成分を効率的に除去するとともに、回収液を流通させた際に細胞の回収率を向上することができる。
【００１１】
また、流路切替手段により、細胞捕捉時には細胞懸濁液が複数のフィルタを流通するように流路が切り替えられるとともに、細胞回収時には回収液がフィルタ通過後に分岐配管を流通するように流路が切り替えられる。これにより、細胞懸濁液を流通させた場合には、複数のフィルタで効率的に細胞を捕捉することができる。また、回収液を流通させた場合には、回収液によりフィルタから解放された細胞が、他のフィルタに再び捕捉されてしまうことを防止することができ、細胞の回収率を向上することができる。
以上のように、本発明の第１の態様によれば、血球等の血液成分を効率的に除去するとともに、細胞の回収率を向上することができる。
【００１２】
上記の第１の態様において、前記流路切替手段が、前記分岐配管の分岐点に設けられた三方弁であることとしてもよい。
分岐配管の分岐点に三方弁を設けることで、前述の流路切替手段として機能させることができる。このように流路切替手段を１つの三方弁とすることで、フィルタユニットを簡易的な装置構成とすることができる。
【００１３】
上記の第１の態様において、前記分岐配管および前記三方弁が、各前記フィルタ間においてそれぞれ２つずつ設けられていることとしてもよい。
このようにすることで、各フィルタ間において、分岐配管が配管から２つずつ分岐するとともに、三方弁が２つの分岐配管の分岐点にそれぞれ設けられた構成とすることができる。このような構成とすることで、各フィルタに回収液を流通させてフィルタに捕捉された細胞を回収する作業を、複数のフィルタで同時に行うことができ、作業の効率化を図ることができる。
【００１４】
本発明の第２の態様は、上記のフィルタユニットと、前記配管に前記細胞懸濁液を供給する細胞懸濁液供給手段と、前記配管または前記分岐配管に前記回収液を供給する回収液供給手段とを備える細胞回収装置である。
【００１５】
本発明の第２の態様によれば、前述のフィルタユニットを有しているため、細胞懸濁液供給手段により配管に細胞懸濁液を供給することで、複数のフィルタで効率的に細胞を捕捉することができる。また、回収液供給手段により配管または分岐配管に回収液を供給することで、回収液によりフィルタから解放された細胞が、他のフィルタに再び捕捉されてしまうことを防止することができ、細胞の回収率を向上することができる。
【００１６】
上記の第２の態様において、前記配管にリンス液を供給するリンス液供給手段を備えることとしてもよい。
リンス液供給手段により配管にリンス液を供給することで、フィルタに捕捉された血球等の血液成分を効率的に除去することができ、回収する細胞の純度を向上することができる。
【００１７】
上記の第２の態様において、前記複数のフィルタの後段に設けられ、前記複数のフィルタ通過後の細胞懸濁液中に含まれる血液成分を検出する血液成分検出手段と、該血液成分検出手段により検出された血液成分の濃度に基づいて前記リンス液供給手段を制御する制御部とを備えることとしてもよい。
【００１８】
このようにすることで、複数のフィルタ通過後の細胞懸濁液中に含まれる血液成分を血液成分検出手段により検出し、検出された血液成分の濃度に基づいてリンス液供給手段を制御部により制御することができる。これにより、フィルタに捕捉された血球等の血液成分を効果的に除去するとともに、リンス液を過度に流通させることによる細胞の損失を防止して、細胞の回収率を向上することができる。
【００１９】
上記の第２の態様において、前記血液成分検出手段が、前記複数のフィルタ通過後の細胞懸濁液の色を検出する色センサであることとしてもよい。
フィルタ通過後の細胞懸濁液の色（例えば赤色系）を色センサにより検出することで、複数のフィルタ通過後の細胞懸濁液中に含まれる血液成分の濃度を検出することができ、フィルタに捕捉された血球等の血液成分を効果的に除去することができる。
【００２０】
上記の第２の態様において、前記血液成分検出手段が、前記複数のフィルタ通過後の細胞懸濁液の光学的特性を検出する光学センサであることとしてもよい。
フィルタ通過後の細胞懸濁液の光学的特性（例えば吸光度や散乱光）を光学センサにより検出することで、複数のフィルタ通過後の細胞懸濁液中に含まれる血液成分の濃度を検出することができ、フィルタに捕捉された血球等の血液成分を効果的に除去することができる。
【００２１】
上記の第２の態様において、前記血液成分検出手段が、前記複数のフィルタ通過後の細胞懸濁液の電気伝導率を検出する導電センサであることとしてもよい。
フィルタ通過後の細胞懸濁液の電気伝導率を導電センサにより検出することで、複数のフィルタ通過後の細胞懸濁液中に含まれる血液成分の濃度を検出することができ、フィルタに捕捉された血球等の血液成分を効果的に除去することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、血球等の血液成分を効果的に除去するとともに、細胞の回収率を向上することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る細胞回収装置の概略構成図である。
【図２】図１のフィルタユニットの模式図である。
【図３】図２の各フィルタの特性を示すグラフである。
【図４】図２の各フィルタにより捕捉される細胞数および血球数と深さとの関係を示すグラフであり、（ａ）はリンス液供給前、（ｂ）はリンス液供給後の状態を示している。
【図５】本発明の第１の変形例に係る細胞回収装置の概略構成図である。
【図６】本発明の第２の変形例に係るフィルタユニットの模式図である。
【図７】図６の中段〜下段のフィルタにより捕捉された細胞を回収する際の状態を説明する図である。
【図８】図６の最上段のフィルタにより捕捉された細胞を回収する際の状態を説明する図である。
【図９】本発明の第３の変形例に係るフィルタユニットの模式図である。
【図１０】図９のフィルタにより捕捉された細胞を回収する際の状態を説明する図である。
【図１１】従来のフィルタにより捕捉される細胞数および血球数と深さとの関係を示すグラフであり、（ａ）はリンス液供給前、（ｂ）はリンス液供給後の状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の一実施形態に係るフィルタユニット１およびフィルタユニット１を備える細胞回収装置１００について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る細胞回収装置１００は、図１に示されるように、後述するフィルタユニット１と、細胞懸濁液Ａを収容する細胞懸濁液容器１０１と、リンス液Ｂを収容するリンス液容器１０２と、フィルタユニット１に細胞懸濁液Ａおよびリンス液Ｂを供給するポンプ（細胞懸濁液供給手段、リンス液供給手段）１０６と、回収液Ｃを収容する回収液容器１０４と、フィルタユニット１に回収液Ｃを供給するポンプ（回収液供給手段）１０７と、フィルタユニット１により捕捉された細胞を回収液Ｃとともに収容する回収容器１０３と、フィルタユニット１からの廃液を回収する廃液容器１０５とを備えている。
【００２５】
細胞懸濁液容器１０１とポンプ１０６との間にはバルブ１１１が設けられ、リンス液容器１０２とポンプ１０６との間にはバルブ１１２が設けられている。これらバルブ１１１，１１２を開閉動作させることで、フィルタユニット１への供給を細胞懸濁液Ａとリンス液Ｂとで切り替えるようになっている。
また、フィルタユニット１と回収容器１０３との間にはバルブ１１３が設けられ、フィルタユニット１と廃液容器１０５との間にはバルブ１１４が設けられている。
【００２６】
本実施形態に係るフィルタユニット１は、図２に示されるように、複数のフィルタ１１ａ〜１１ｄと、フィルタ１１ａ〜１１ｄを接続する配管１３（１３ａ，１３ｂ）と、フィルタ１１ａ〜１１ｄにそれぞれ接続された回収液配管１５ａ〜１５ｄと、各フィルタ間において配管１３から分岐する分岐配管１４ａ，１４ｂと、各フィルタ間にそれぞれ配置された三方弁（流路切替手段）１２ａ，１２ｂとを備えている。
【００２７】
なお、図２において、フィルタ１１ｃと１１ｄとの間には、１つ以上のフィルタと、各フィルタ間に配置される分岐配管および三方弁とが備えられていてもよいが、本実施形態では作図の都合上、フィルタ１１ｃと１１ｄとの間のフィルタ、分岐配管、および三方弁については図示を省略する。
【００２８】
フィルタ１１ａとフィルタ１１ｂとは配管１３ａにより接続されている。配管１３ａには、その途中位置に三方弁１２ａが設けられ、三方弁１２ａには分岐配管１４ａが接続されている。このような構成を有することで、三方弁１２ａを動作させることにより、フィルタ１１ａとフィルタ１１ｂとの間の流路、すなわち配管１３ａと分岐配管１４ａの流路が切り替えられるようになっている。
【００２９】
フィルタ１１ｂとフィルタ１１ｃとは配管１３ｂにより接続されている。配管１３ｂには、その途中位置に三方弁１２ｂが設けられ、三方弁１２ｂには分岐配管１４ｂが接続されている。このような構成を有することで、三方弁１２ｂを動作させることにより、フィルタ１１ｂとフィルタ１１ｃとの間の流路、すなわち配管１３ｂと分岐配管１４ｂの流路が切り替えられるようになっている。
【００３０】
同様に、フィルタ１１ｃとフィルタ１１ｄとの間にも図示しない三方弁が設けられており、この三方弁を動作させることにより、フィルタ１１ｃとフィルタ１１ｄとの間の流路が切り替えられるようになっている。
【００３１】
このように構成されたフィルタユニット１に対して、細胞懸濁液Ａおよびリンス液Ｂが、配管１３から一方向（図２において紙面下方向）に通過させられる。また、回収液Ｃが、回収液配管１５ａ〜１５ｄからフィルタ１１ａ〜１１ｄのそれぞれに供給され、フィルタ１１ａ〜１１ｄに細胞懸濁液Ａとは逆方向（図２において紙面上方向）に通過させられる。
【００３２】
ここで、細胞懸濁液Ａは、脂肪組織等の生体組織が消化酵素液により消化されて、生体組織から細胞が単離した懸濁液のことである。リンス液Ｂは、例えば生理食塩水であり、フィルタ１１ａ〜１１ｄに捕捉された細胞懸濁液Ａ中の血球等の血液成分を除去するために供給される液体である。回収液Ｃは、例えば生理食塩水であり、フィルタ１１ａ〜１１ｄに捕捉された細胞をフィルタから解放して回収するために供給される液体である。
【００３３】
フィルタ１１ａ〜１１ｄは、例えば不織布で構成され、目開きが細胞よりも小さくされたフィルタであり、細胞懸濁液Ａ中の細胞を捕捉できるようになっている。
ここで、一般的にフィルタは、図３に示すように、その厚さが大きくなるほど、細胞の捕捉率（捕捉した細胞数／通過させた細胞懸濁液中の細胞数）は指数関数的に大きくなる。さらに、フィルタの厚さが小さすぎると、細胞の捕捉率が低下するだけでなく、リンス液を流通させた場合に、血球等の血液成分だけでなく、一旦は捕捉した細胞も流出してしまう。
【００３４】
しかしながら、フィルタの厚さが大きくなるほど、細胞の捕捉率と回収率（回収可能な細胞数／捕捉した細胞数）とが乖離する。これは、フィルタの厚さが大きいと、細胞がフィルタの深部へ潜り込んでしまい、回収液を逆方向から流通させてもフィルタから解放することのできない細胞が増加するためである。すなわち、フィルタは、その厚さが大きくなるほど、捕捉率を高めることができるものの、回収率が低下してしまう。
【００３５】
そこで、本実施形態におけるフィルタ１１ａ〜１１ｄは、図３に示すように、捕捉率に対して回収率が良い領域の厚さに設定する。すなわち、フィルタ１１ａ〜１１ｄは、細胞懸濁液Ａを一方向に通過させることで捕捉される細胞数と、回収液Ｃを逆方向に通過させることで回収される細胞数とが略同等になるような厚さに設定する。
【００３６】
このような厚さのフィルタとすることで、各フィルタそれぞれについての捕捉率は低いものの、上記のフィルタを複数積層することによって、フィルタユニット全体としての細胞の捕捉率を向上させるとともに、細胞の回収率をも向上することができる。
【００３７】
図２に示すように、三方弁１２ａ，１２ｂは、細胞捕捉時および細胞洗浄時には、細胞懸濁液Ａおよびリンス液Ｂが、複数のフィルタ１１ａ〜１１ｄを流通するように流路を切り替える。すなわち、細胞捕捉時および細胞洗浄時には、三方弁１２ａ，１２ｂは、配管１３ａ，１３ｂの流路を開くとともに、分岐配管１４ａ，１４ｂへの流路を閉じて、細胞懸濁液Ａおよびリンス液Ｂを配管１３，１３ａ，１３ｂの順に流通させる。
【００３８】
また、三方弁１２ａ，１２ｂは、細胞回収時には、回収液Ｃがフィルタ通過後に分岐配管１４ａ，１４ｂを流通するように流路を切り替える。すなわち、細胞回収時には、三方弁１２ａ，１２ｂは、配管１３ａ，１３ｂの流路を閉じるとともに、分岐配管１４ａ，１４ｂへの流路を開いて、回収液配管１５ｂ，１５ｃから供給された回収液Ｃを、それぞれ分岐配管１４ａ，１４ｂに流通させる。
【００３９】
配管１３には、細胞懸濁液Ａを収容する細胞懸濁液容器１０１と、リンス液Ｂを収容するリンス液容器１０２とが接続されている（図１参照）。配管１３は、例えばチューブであり、その途中位置には細胞懸濁液Ａおよびリンス液Ｂを供給するポンプ１０６が設けられている。
【００４０】
回収液配管１５ａ〜１５ｄには、回収液Ｃを収容する回収液容器１０４が接続されている（図１参照）。回収液配管１５ａ〜１５ｄは、例えばチューブであり、その途中位置には回収液Ｃを供給するポンプ１０７が設けられている。
ポンプ１０６，１０７は、例えばベリスタリックポンプであり、図示しないローラによりチューブを外部から押し潰すことで、チューブ内の液体を送るようになっている。
【００４１】
分岐配管１４ａ，１４ｂには、フィルタ１１ｂ，１１ｃに捕捉された細胞を、回収液配管１５ｂ，１５ｃから供給された回収液Ｃとともに収容する回収容器１０３が接続されている（図１参照）。また、回収容器１０３は、配管１３にも接続されており、最上段のフィルタ１１ａに捕捉された細胞を、回収液配管１５ａから供給された回収液Ｃとともに収容するようになっている。
【００４２】
上記構成を有するフィルタユニット１および細胞回収装置１００の作用について以下に説明する。
まず、三方弁１２ａ，１２ｂを動作させて、細胞懸濁液Ａおよびリンス液Ｂが、複数のフィルタ１１ａ〜１１ｄを流通するように流路を切り替える。この状態において、図１に示すように、バルブ１１１を開くとともにバルブ１１２を閉じて、ポンプ１０６を作動させ、細胞懸濁液容器１０１から細胞懸濁液Ａをフィルタユニット１（配管１３）に供給する。これにより、細胞懸濁液Ａ中の細胞および血球がフィルタ１１ａ〜１１ｄに捕捉される。
【００４３】
次に、バルブ１１１を閉じるとともにバルブ１１２を開いて、ポンプ１０６を作動させ、リンス液容器１０２からリンス液Ｂをフィルタユニット１（配管１３）に供給する。これにより、フィルタ１１ａ〜１１ｄに捕捉された血球がフィルタ１１ａ〜１１ｄから除去される。
【００４４】
次に、三方弁１２ａ，１２ｂを動作させて、回収液Ｃがフィルタ通過後に分岐配管１４ａ，１４ｂを流通するように流路を切り替える。この状態において、図１に示すように、ポンプ１０７を作動させて、回収液容器１０４から回収液Ｃをフィルタユニット１（回収液配管１５ａ〜１５ｄ）に供給する。これにより、フィルタ１１ａ〜１１ｄに捕捉された細胞が、配管１３および分岐配管１４ａ，１４ｂから回収される。
【００４５】
この場合におけるフィルタユニット１の細胞の捕捉率および回収率について、従来例との比較を行いながら説明する。図１１は従来のフィルタユニットにおけるフィルタ深さと捕捉される細胞数および血球数との関係を示している。図４は本実施形態のフィルタユニット１におけるフィルタ深さと捕捉される細胞数および血球数との関係を示している。なお、図１１および図４において、グラフの実線は細胞を、グラフの点線は血球を示している。
【００４６】
従来のフィルタユニットによれば、図１１（ａ）に示すように、細胞懸濁液Ａをフィルタに通過させた場合に、フィルタの深部になるほど、捕捉される細胞および血液成分（血球）も指数関数的に減少する。なお、血液成分（血球）は細胞よりも粒径が小さいため、フィルタの奥深くに入り込みやすい。そのため、フィルタ深部においては、血液成分（血球）が細胞よりも多くなっている。
【００４７】
このように細胞および血球が捕捉されたフィルタにリンス液Ｂを流通させることで、図１１（ｂ）に示すように、血液成分（血球）は減少するものの、リンス液Ｂにより細胞および血球がフィルタの奥深くに流されて、それぞれの分布曲線の曲率が小さくなる。この場合には、特に、細胞がフィルタのより奥深くに潜り込むこととなり、回収液Ｃを逆方向から流通させても、フィルタから細胞を回収することが困難となる。
【００４８】
これに対して、本実施形態に係るフィルタユニット１によれば、図４（ａ）に示すように、細胞懸濁液Ａをフィルタに通過させた場合に、フィルタ１１ａ〜１１ｄのそれぞれにおいて細胞懸濁液Ａ中の細胞および血球が捕捉される。このフィルタ１１ａ〜１１ｄにより捕捉される細胞および血球の数は、細胞懸濁液Ａを流通させる上流方向に従って多くなる（すなわち、フィルタ１１ａ＞フィルタ１１ｂ＞フィルタ１１ｃ＞フィルタ１１ｄ）。また、各フィルタにおいて、フィルタの深部になるほど、捕捉される細胞および血液成分（血球）も指数関数的に減少する。
【００４９】
このように細胞および血球が捕捉されたフィルタ１１ａ〜１１ｄにリンス液Ｂを流通させることで、図４（ｂ）に示すように、血液成分（血球）は減少するものの、リンス液Ｂにより細胞および血球がフィルタの奥深くに流されて、それぞれの分布曲線の曲率が小さくなる。しかしながら、前述のように、フィルタ１１ａ〜１１ｄは、細胞懸濁液Ａを一方向に通過させることで捕捉される細胞数と、回収液Ｃを逆方向に通過させることで回収される細胞数とが略同等になるような厚さに設定されている。したがって、回収液Ｃを逆方向から流通させた場合に、各フィルタから細胞を容易に回収することができる。
【００５０】
以上のように、本実施形態に係るフィルタユニット１および細胞回収装置１００によれば、配管１３で接続された複数のフィルタ１１ａ〜１１ｄに細胞懸濁液Ａを通過させることで、フィルタ１１ａ〜１１ｄにより細胞懸濁液Ａ中の細胞が捕捉される。その後、細胞が捕捉されたフィルタ１１ａ〜１１ｄに、細胞懸濁液Ａの流通方向とは逆方向に回収液Ｃを通過させることで、フィルタ１１ａ〜１１ｄにより捕捉された細胞が回収される。
【００５１】
この場合において、フィルタ１１ａ〜１１ｄは、細胞懸濁液Ａを一方向に通過させることで捕捉される細胞数と、回収液Ｃを逆方向に通過させることで回収される細胞数とが略同等になるような厚さをそれぞれ有している。これにより、細胞懸濁液Ａやリンス液Ｂを多く流通した場合にも、フィルタ１１ａ〜１１ｄに捕捉された細胞がフィルタ１１ａ〜１１ｄの深部にまで潜り込んでしまうことを防止することができる。これにより、リンス液Ｂを流通させた際に血球等の血液成分を効果的に除去するとともに、回収液Ｃを流通させた際に細胞の回収率を向上することができる。
【００５２】
また、三方弁１２ａ，１２ｂにより、細胞捕捉時には細胞懸濁液Ａが複数のフィルタ１１ａ〜１１ｄを流通するように流路が切り替えられるとともに、細胞回収時には回収液Ｃがフィルタ１１ａ〜１１ｄ通過後に分岐配管１４ａ，１４ｂを流通するように流路が切り替えられる。これにより、細胞懸濁液Ａを流通させた場合には、フィルタ１１ａ〜１１ｄで効率的に細胞を捕捉することができる。また、回収液Ｃを流通させた場合には、回収液Ｃによりフィルタ１１ａ〜１１ｄから解放された細胞が、他のフィルタ１１ａ〜１１ｄに再び捕捉されてしまうことを防止することができ、細胞の回収率を向上することができる。
【００５３】
上述のように、本実施形態に係るフィルタユニット１および細胞回収装置１００によれば、血球等の血液成分を効率的に除去するとともに、細胞の回収率を向上することができる。
また、上記の流路切替手段として、分岐配管１４ａ，１４ｂの分岐点に三方弁を設けることで、フィルタユニット１を簡易的な装置構成とすることができる。
【００５４】
[第１の変形例]
本実施形態の第１の変形例として、図５に示すように、前述の細胞回収装置１００において、フィルタユニット１（フィルタ１１ｄ）の後段に、フィルタ１１ａ〜１１ｄ通過後の細胞懸濁液Ａの色を検出する血液成分検出手段２０１を設け、該血液成分検出手段により検出された血液成分の濃度に基づいてポンプ１０６（リンス液供給手段）を制御部２０２により制御することとしてもよい。
【００５５】
このようにすることで、複数のフィルタ１１ａ〜１１ｄ通過後の細胞懸濁液Ａ中に含まれる血液成分を血液成分検出手段２０１により検出し、検出された血液成分の濃度に基づいてポンプ１０６を制御部２０２により制御することができる。これにより、フィルタ１１ａ〜１１ｄに捕捉された血球等の血液成分を効果的に除去するとともに、リンス液Ｂを過度に流通させることによる細胞の損失を防止して、細胞の回収率を向上することができる。
【００５６】
なお、上記の血液成分検出手段２０１は、フィルタ１１ａ〜１１ｄ通過後の細胞懸濁液Ａの赤色系を検出する色センサであることとしてもよい。
フィルタ１１ａ〜１１ｄ通過後の細胞懸濁液Ａの赤色（血液成分）を色センサにより検出することで、フィルタ１１ａ〜１１ｄ通過後の細胞懸濁液Ａ中に含まれる血液成分の濃度を検出することができ、フィルタ１１ａ〜１１ｄに捕捉された血球等の血液成分を効果的に除去することができる。
【００５７】
また、上記の血液成分検出手段２０１は、フィルタ１１ａ〜１１ｄ通過後の細胞懸濁液Ａの光学的特性を検出する光学センサであることとしてもよい。
フィルタ１１ａ〜１１ｄ通過後の細胞懸濁液Ａの光学的特性（例えば吸光度や散乱光）を光学センサにより検出することで、フィルタ１１ａ〜１１ｄ通過後の細胞懸濁液Ａ中に含まれる血液成分の濃度を検出することができ、フィルタ１１ａ〜１１ｄに捕捉された血球等の血液成分を効果的に除去することができる。
【００５８】
また、上記の血液成分検出手段２０１は、フィルタ１１ａ〜１１ｄ通過後の細胞懸濁液Ａの電気伝導率を検出する導電センサであることとしてもよい。
フィルタ１１ａ〜１１ｄ通過後の細胞懸濁液Ａの電気伝導率を導電センサにより検出することで、フィルタ１１ａ〜１１ｄ通過後の細胞懸濁液Ａ中に含まれる血液成分の濃度を検出することができ、フィルタ１１ａ〜１１ｄに捕捉された血球等の血液成分を効果的に除去することができる。
【００５９】
[第２の変形例]
本実施形態の第２の変形例として、前述のフィルタユニット１において、回収液Ｃの供給位置を変えることとしてもよい。
本変形例に係るフィルタユニット２は、図６に示すように、分岐配管１４ａ，１４ｂを、フィルタ１１ａ〜１１ｄに捕捉された細胞を回収液Ｃとともに回収する配管としてだけでなく、回収液Ｃを供給する配管（図２における回収液配管１５ａ〜１５ｄ）として利用している。すなわち、分岐配管１４ａ，１４ｂには、それぞれ、回収液容器１０４と回収容器１０３とが接続されるとともに、その流路を切り替えるバルブ（図示略）が設けられている。
【００６０】
本変形例に係るフィルタユニット２によれば、フィルタ１１ｂに捕捉されている細胞を回収する場合には、図７に示すように、配管１３ａの流路を閉じるとともに、分岐配管１４ａへの流路を開いて、分岐配管１４ｂから供給された回収液Ｃを分岐配管１４ａに流通させる。
【００６１】
また、フィルタ１１ａに捕捉されている細胞を回収する場合には、図８に示すように、配管１３ａのフィルタ１１ｂへの流路を閉じるとともに、配管１３ａのフィルタ１１ａへの流路を開いて、分岐配管１４ａから供給された回収液Ｃを配管１３に流通させる。
【００６２】
以上のように、本変形例に係るフィルタユニット２によれば、前述のフィルタユニット１と同様の効果に加えて、回収液配管１５ａ〜１５ｄを無くすことができ、フィルタユニットの装置構成の小型化を図ることができる。
【００６３】
[第３の変形例]
本実施形態の第３の変形例として、前述の第２の変形例に係るフィルタユニット２において、フィルタ間の配管１１ａ，１１ｂに、分岐配管および三方弁をそれぞれ２つずつ設けることとしてもよい。
【００６４】
本変形例に係るフィルタユニット３は、図９に示すように、第２の変形例の構成（図６参照）に加えて、配管１３ａに三方弁１７ａと分岐配管１８ａとが設けられ、配管１３ｂに三方弁１７ｂと分岐配管１８ｂとが設けられている。
【００６５】
三方弁１７ａは、配管１３ａにおいて三方弁１２ａとフィルタ１１ｂとの間に設けられている。分岐配管１８ａは、三方弁１７ａに接続されることで、配管１３ａから分岐している。
三方弁１７ｂは、配管１３ｂにおいて三方弁１２ｂとフィルタ１１ｃとの間に設けられている。分岐配管１８ｂは、三方弁１７ｂに接続されることで、配管１３ｂから分岐している。
【００６６】
上記構成を有する本変形例に係るフィルタユニット３によれば、フィルタ１１ａに捕捉されている細胞を回収するためには、図１０に示すように、三方弁１２ａの三方弁１７ａへの流路を閉じるとともに、三方弁１２ａのフィルタ１１ａへの流路を開いて、分岐配管１４ａから供給された回収液Ｃを配管１３に流通させる。
【００６７】
また、フィルタ１１ｂに捕捉されている細胞を回収するためには、図１０に示すように、三方弁１２ｂの三方弁１７ｂへの流路を閉じるとともに、三方弁１２ｂのフィルタ１１ｂへの流路を開く。また、三方弁１７ａの分岐配管１８ａへの流路を開いて、分岐配管１４ｂから供給された回収液Ｃを分岐配管１８ａに流通させる。この際、三方弁１７ａは、分岐配管１８ａへの流路を開いていればよく、三方弁１２ａへの流路については開いていても閉じていてもよい。
【００６８】
本変形例に係るフィルタユニット３によれば、上記のフィルタ１１ａに捕捉されている細胞を回収する作業と、フィルタ１１ｂに捕捉されている細胞を回収する作業とを同時に行うことができる。すなわち、本変形例に係るフィルタユニット３によれば、前述のフィルタユニット２と同様の効果に加えて、各フィルタ１１ａ〜１１ｄに回収液Ｃを流通させてフィルタ１１ａ〜１１ｄに捕捉された細胞を回収する作業を、複数のフィルタ１１ａ〜１１ｄで同時に行うことができ、作業の効率化を図ることができる。
【００６９】
以上、本発明の実施形態および各変形例について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、本発明の実施形態と各変形例を適宜組み合わせてもよく、特に限定されるものではない。
【００７０】
また、本実施形態では、フィルタを４つ備えた例について説明したが、２つ以上のフィルタを備えていればよく、フィルタの段数に関わらず、各フィルタ間に分岐配管および三方弁を設ければ、本実施形態と同様の効果が得られる。
【００７１】
また、回収したい細胞の種類（粒径）等によって使用するフィルタの段数を変更してもよい。この場合には、細胞の種類とフィルタの段数とが対応付けられたテーブルを予め記憶しておき、回収したい細胞の種類に応じて三方弁を動作させて、使用するフィルタの段数を自動的に決定することとしてもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１，２，３ フィルタユニット
１１ａ〜１１ｄ フィルタ
１２ａ，１２ｂ 三方弁（流路切替手段）
１３，１３ａ，１３ｂ 配管
１４ａ，１４ｂ 分岐配管
１５ａ〜１５ｄ 回収液配管
１００，２００ 細胞回収装置
１０１ 細胞懸濁液容器
１０２ リンス液容器
１０３ 回収容器
１０４ 回収液容器
１０５ 廃液容器
１０６ ポンプ（細胞懸濁液供給手段、リンス液供給手段）
１０７ ポンプ（回収液供給手段）
２０１ 血液成分検出手段
２０２ 制御部
Ａ 細胞懸濁液
Ｂ リンス液
Ｃ 回収液
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞懸濁液から細胞を回収するためのフィルタユニットおよび細胞回収装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、フィルタに細胞懸濁液を通過させることで、必要な細胞をフィルタにより捕捉する細胞回収方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。この細胞回収方法は、細胞懸濁液送液工程、リンス工程、細胞回収工程の３つの工程を有している。細胞懸濁液送液工程では、血球成分を含む細胞懸濁液をフィルタに一方向に通過させる。リンス工程では、細胞懸濁液送液工程における送液方向と同方向に生理食塩水等のリンス液を流通させ、フィルタに捕捉された血球等の血液成分の除去を行う。細胞回収工程では、細胞懸濁液送液工程における送液方向とは逆の方向に回収液を流通させ、フィルタに捕捉された細胞を回収する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４０３６３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１には、フィルタ内において、送液される上流側に多くの細胞が捕捉され、下流側で捕捉される細胞数が少なくなることが記載されている。これは、細胞がフィルタ内を移動しにくいことに起因する。
【０００５】
リンス工程は、血液成分の大きさが、細胞の大きさに比べて小さいことを利用している。すなわち、生理食塩水等のリンス液を流すことで、血球成分をフィルタのより深部へ潜り込ませる、もしくはフィルタを通過させることにより、血球等の血液成分等をフィルタから除去することができる。
【０００６】
しかしながら、リンス工程において多くの生理食塩水を流すと、血球成分は効果的に除去できるものの、細胞もフィルタの深部へ潜り込んでしまうため、細胞回収工程における細胞の回収率を低下させてしまう。そこで、特許文献１では、リンス工程での液移動量を限定することで、細胞がなるべくフィルタ内へ潜り込まないようにしている。しかしながら、特許文献１での実施例を見る限り、細胞回収率は約８０％程度、血球除去率も約８０％程度にとどまっている。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、血球等の血液成分を効果的に除去するとともに、細胞の回収率を向上することができるフィルタユニットおよび細胞回収装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明の第１の態様は、細胞懸濁液を一方向に通過させることで捕捉される細胞数と回収液を逆方向に通過させることで回収される細胞数とが略同等になるような厚さを有する複数のフィルタと、複数の前記フィルタを接続する配管と、各前記フィルタ間において前記配管から分岐する分岐配管と、各前記フィルタ間にそれぞれ配置され、細胞捕捉時には前記細胞懸濁液が複数の前記フィルタを流通するように流路を切り替えるとともに、細胞回収時には前記回収液が前記フィルタ通過後に前記分岐配管を流通するように流路を切り替える流路切替手段とを備えるフィルタユニットである。
【０００９】
本発明の第１の態様によれば、複数のフィルタが配管で接続されるとともに、各フィルタ間において分岐配管が配管から分岐し、これら配管と分岐配管の流路が流路切替手段により切り替えられる。このような構成を有することで、配管で接続された複数のフィルタに細胞懸濁液を通過させることによって、フィルタにより細胞懸濁液中の細胞が捕捉される。その後、細胞が捕捉された複数のフィルタに、細胞懸濁液の流通方向とは逆方向に回収液を通過させることによって、フィルタにより捕捉された細胞が回収される。
【００１０】
この場合において、複数のフィルタは、細胞懸濁液を一方向に通過させることで捕捉される細胞数と、回収液を逆方向に通過させることで回収される細胞数とが略同等になるような厚さをそれぞれ有している。これにより、細胞懸濁液やリンス液を多く流通した場合にも、フィルタに捕捉された細胞がフィルタの深部にまで潜り込んでしまうことを防止することができる。これにより、リンス液を流通させた際に血球等の血液成分を効率的に除去するとともに、回収液を流通させた際に細胞の回収率を向上することができる。
【００１１】
また、流路切替手段により、細胞捕捉時には細胞懸濁液が複数のフィルタを流通するように流路が切り替えられるとともに、細胞回収時には回収液がフィルタ通過後に分岐配管を流通するように流路が切り替えられる。これにより、細胞懸濁液を流通させた場合には、複数のフィルタで効率的に細胞を捕捉することができる。また、回収液を流通させた場合には、回収液によりフィルタから解放された細胞が、他のフィルタに再び捕捉されてしまうことを防止することができ、細胞の回収率を向上することができる。
以上のように、本発明の第１の態様によれば、血球等の血液成分を効率的に除去するとともに、細胞の回収率を向上することができる。
【００１２】
上記の第１の態様において、前記流路切替手段が、前記分岐配管の分岐点に設けられた三方弁であることとしてもよい。
分岐配管の分岐点に三方弁を設けることで、前述の流路切替手段として機能させることができる。このように流路切替手段を１つの三方弁とすることで、フィルタユニットを簡易的な装置構成とすることができる。
【００１３】
上記の第１の態様において、前記分岐配管および前記三方弁が、各前記フィルタ間においてそれぞれ２つずつ設けられていることとしてもよい。
このようにすることで、各フィルタ間において、分岐配管が配管から２つずつ分岐するとともに、三方弁が２つの分岐配管の分岐点にそれぞれ設けられた構成とすることができる。このような構成とすることで、各フィルタに回収液を流通させてフィルタに捕捉された細胞を回収する作業を、複数のフィルタで同時に行うことができ、作業の効率化を図ることができる。
【００１４】
本発明の第２の態様は、上記のフィルタユニットと、前記配管に前記細胞懸濁液を供給する細胞懸濁液供給手段と、前記配管または前記分岐配管に前記回収液を供給する回収液供給手段とを備える細胞回収装置である。
【００１５】
本発明の第２の態様によれば、前述のフィルタユニットを有しているため、細胞懸濁液供給手段により配管に細胞懸濁液を供給することで、複数のフィルタで効率的に細胞を捕捉することができる。また、回収液供給手段により配管または分岐配管に回収液を供給することで、回収液によりフィルタから解放された細胞が、他のフィルタに再び捕捉されてしまうことを防止することができ、細胞の回収率を向上することができる。
【００１６】
上記の第２の態様において、前記配管にリンス液を供給するリンス液供給手段を備えることとしてもよい。
リンス液供給手段により配管にリンス液を供給することで、フィルタに捕捉された血球等の血液成分を効率的に除去することができ、回収する細胞の純度を向上することができる。
【００１７】
上記の第２の態様において、前記複数のフィルタの後段に設けられ、前記複数のフィルタ通過後の細胞懸濁液中に含まれる血液成分を検出する血液成分検出手段と、該血液成分検出手段により検出された血液成分の濃度に基づいて前記リンス液供給手段を制御する制御部とを備えることとしてもよい。
【００１８】
このようにすることで、複数のフィルタ通過後の細胞懸濁液中に含まれる血液成分を血液成分検出手段により検出し、検出された血液成分の濃度に基づいてリンス液供給手段を制御部により制御することができる。これにより、フィルタに捕捉された血球等の血液成分を効果的に除去するとともに、リンス液を過度に流通させることによる細胞の損失を防止して、細胞の回収率を向上することができる。
【００１９】
上記の第２の態様において、前記血液成分検出手段が、前記複数のフィルタ通過後の細胞懸濁液の色を検出する色センサであることとしてもよい。
フィルタ通過後の細胞懸濁液の色（例えば赤色系）を色センサにより検出することで、複数のフィルタ通過後の細胞懸濁液中に含まれる血液成分の濃度を検出することができ、フィルタに捕捉された血球等の血液成分を効果的に除去することができる。
【００２０】
上記の第２の態様において、前記血液成分検出手段が、前記複数のフィルタ通過後の細胞懸濁液の光学的特性を検出する光学センサであることとしてもよい。
フィルタ通過後の細胞懸濁液の光学的特性（例えば吸光度や散乱光）を光学センサにより検出することで、複数のフィルタ通過後の細胞懸濁液中に含まれる血液成分の濃度を検出することができ、フィルタに捕捉された血球等の血液成分を効果的に除去することができる。
【００２１】
上記の第２の態様において、前記血液成分検出手段が、前記複数のフィルタ通過後の細胞懸濁液の電気伝導率を検出する導電センサであることとしてもよい。
フィルタ通過後の細胞懸濁液の電気伝導率を導電センサにより検出することで、複数のフィルタ通過後の細胞懸濁液中に含まれる血液成分の濃度を検出することができ、フィルタに捕捉された血球等の血液成分を効果的に除去することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、血球等の血液成分を効果的に除去するとともに、細胞の回収率を向上することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る細胞回収装置の概略構成図である。
【図２】図１のフィルタユニットの模式図である。
【図３】図２の各フィルタの特性を示すグラフである。
【図４】図２の各フィルタにより捕捉される細胞数および血球数と深さとの関係を示すグラフであり、（ａ）はリンス液供給前、（ｂ）はリンス液供給後の状態を示している。
【図５】本発明の第１の変形例に係る細胞回収装置の概略構成図である。
【図６】本発明の第２の変形例に係るフィルタユニットの模式図である。
【図７】図６の中段〜下段のフィルタにより捕捉された細胞を回収する際の状態を説明する図である。
【図８】図６の最上段のフィルタにより捕捉された細胞を回収する際の状態を説明する図である。
【図９】本発明の第３の変形例に係るフィルタユニットの模式図である。
【図１０】図９のフィルタにより捕捉された細胞を回収する際の状態を説明する図である。
【図１１】従来のフィルタにより捕捉される細胞数および血球数と深さとの関係を示すグラフであり、（ａ）はリンス液供給前、（ｂ）はリンス液供給後の状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の一実施形態に係るフィルタユニット１およびフィルタユニット１を備える細胞回収装置１００について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る細胞回収装置１００は、図１に示されるように、後述するフィルタユニット１と、細胞懸濁液Ａを収容する細胞懸濁液容器１０１と、リンス液Ｂを収容するリンス液容器１０２と、フィルタユニット１に細胞懸濁液Ａおよびリンス液Ｂを供給するポンプ（細胞懸濁液供給手段、リンス液供給手段）１０６と、回収液Ｃを収容する回収液容器１０４と、フィルタユニット１に回収液Ｃを供給するポンプ（回収液供給手段）１０７と、フィルタユニット１により捕捉された細胞を回収液Ｃとともに収容する回収容器１０３と、フィルタユニット１からの廃液を回収する廃液容器１０５とを備えている。
【００２５】
細胞懸濁液容器１０１とポンプ１０６との間にはバルブ１１１が設けられ、リンス液容器１０２とポンプ１０６との間にはバルブ１１２が設けられている。これらバルブ１１１，１１２を開閉動作させることで、フィルタユニット１への供給を細胞懸濁液Ａとリンス液Ｂとで切り替えるようになっている。
また、フィルタユニット１と回収容器１０３との間にはバルブ１１３が設けられ、フィルタユニット１と廃液容器１０５との間にはバルブ１１４が設けられている。
【００２６】
本実施形態に係るフィルタユニット１は、図２に示されるように、複数のフィルタ１１ａ〜１１ｄと、フィルタ１１ａ〜１１ｄを接続する配管１３（１３ａ，１３ｂ）と、フィルタ１１ａ〜１１ｄにそれぞれ接続された回収液配管１５ａ〜１５ｄと、各フィルタ間において配管１３から分岐する分岐配管１４ａ，１４ｂと、各フィルタ間にそれぞれ配置された三方弁（流路切替手段）１２ａ，１２ｂとを備えている。
【００２７】
なお、図２において、フィルタ１１ｃと１１ｄとの間には、１つ以上のフィルタと、各フィルタ間に配置される分岐配管および三方弁とが備えられていてもよいが、本実施形態では作図の都合上、フィルタ１１ｃと１１ｄとの間のフィルタ、分岐配管、および三方弁については図示を省略する。
【００２８】
フィルタ１１ａとフィルタ１１ｂとは配管１３ａにより接続されている。配管１３ａには、その途中位置に三方弁１２ａが設けられ、三方弁１２ａには分岐配管１４ａが接続されている。このような構成を有することで、三方弁１２ａを動作させることにより、フィルタ１１ａとフィルタ１１ｂとの間の流路、すなわち配管１３ａと分岐配管１４ａの流路が切り替えられるようになっている。
【００２９】
フィルタ１１ｂとフィルタ１１ｃとは配管１３ｂにより接続されている。配管１３ｂには、その途中位置に三方弁１２ｂが設けられ、三方弁１２ｂには分岐配管１４ｂが接続されている。このような構成を有することで、三方弁１２ｂを動作させることにより、フィルタ１１ｂとフィルタ１１ｃとの間の流路、すなわち配管１３ｂと分岐配管１４ｂの流路が切り替えられるようになっている。
【００３０】
同様に、フィルタ１１ｃとフィルタ１１ｄとの間にも図示しない三方弁が設けられており、この三方弁を動作させることにより、フィルタ１１ｃとフィルタ１１ｄとの間の流路が切り替えられるようになっている。
【００３１】
このように構成されたフィルタユニット１に対して、細胞懸濁液Ａおよびリンス液Ｂが、配管１３から一方向（図２において紙面下方向）に通過させられる。また、回収液Ｃが、回収液配管１５ａ〜１５ｄからフィルタ１１ａ〜１１ｄのそれぞれに供給され、フィルタ１１ａ〜１１ｄに細胞懸濁液Ａとは逆方向（図２において紙面上方向）に通過させられる。
【００３２】
ここで、細胞懸濁液Ａは、脂肪組織等の生体組織が消化酵素液により消化されて、生体組織から細胞が単離した懸濁液のことである。リンス液Ｂは、例えば生理食塩水であり、フィルタ１１ａ〜１１ｄに捕捉された細胞懸濁液Ａ中の血球等の血液成分を除去するために供給される液体である。回収液Ｃは、例えば生理食塩水であり、フィルタ１１ａ〜１１ｄに捕捉された細胞をフィルタから解放して回収するために供給される液体である。
【００３３】
フィルタ１１ａ〜１１ｄは、例えば不織布で構成され、目開きが細胞よりも小さくされたフィルタであり、細胞懸濁液Ａ中の細胞を捕捉できるようになっている。
ここで、一般的にフィルタは、図３に示すように、その厚さが大きくなるほど、細胞の捕捉率（捕捉した細胞数／通過させた細胞懸濁液中の細胞数）は指数関数的に大きくなる。さらに、フィルタの厚さが小さすぎると、細胞の捕捉率が低下するだけでなく、リンス液を流通させた場合に、血球等の血液成分だけでなく、一旦は捕捉した細胞も流出してしまう。
【００３４】
しかしながら、フィルタの厚さが大きくなるほど、細胞の捕捉率と回収率（回収可能な細胞数／捕捉した細胞数）とが乖離する。これは、フィルタの厚さが大きいと、細胞がフィルタの深部へ潜り込んでしまい、回収液を逆方向から流通させてもフィルタから解放することのできない細胞が増加するためである。すなわち、フィルタは、その厚さが大きくなるほど、捕捉率を高めることができるものの、回収率が低下してしまう。
【００３５】
そこで、本実施形態におけるフィルタ１１ａ〜１１ｄは、図３に示すように、捕捉率に対して回収率が良い領域の厚さに設定する。すなわち、フィルタ１１ａ〜１１ｄは、細胞懸濁液Ａを一方向に通過させることで捕捉される細胞数と、回収液Ｃを逆方向に通過させることで回収される細胞数とが略同等になるような厚さに設定する。
【００３６】
このような厚さのフィルタとすることで、各フィルタそれぞれについての捕捉率は低いものの、上記のフィルタを複数積層することによって、フィルタユニット全体としての細胞の捕捉率を向上させるとともに、細胞の回収率をも向上することができる。
【００３７】
図２に示すように、三方弁１２ａ，１２ｂは、細胞捕捉時および細胞洗浄時には、細胞懸濁液Ａおよびリンス液Ｂが、複数のフィルタ１１ａ〜１１ｄを流通するように流路を切り替える。すなわち、細胞捕捉時および細胞洗浄時には、三方弁１２ａ，１２ｂは、配管１３ａ，１３ｂの流路を開くとともに、分岐配管１４ａ，１４ｂへの流路を閉じて、細胞懸濁液Ａおよびリンス液Ｂを配管１３，１３ａ，１３ｂの順に流通させる。
【００３８】
また、三方弁１２ａ，１２ｂは、細胞回収時には、回収液Ｃがフィルタ通過後に分岐配管１４ａ，１４ｂを流通するように流路を切り替える。すなわち、細胞回収時には、三方弁１２ａ，１２ｂは、配管１３ａ，１３ｂの流路を閉じるとともに、分岐配管１４ａ，１４ｂへの流路を開いて、回収液配管１５ｂ，１５ｃから供給された回収液Ｃを、それぞれ分岐配管１４ａ，１４ｂに流通させる。
【００３９】
配管１３には、細胞懸濁液Ａを収容する細胞懸濁液容器１０１と、リンス液Ｂを収容するリンス液容器１０２とが接続されている（図１参照）。配管１３は、例えばチューブであり、その途中位置には細胞懸濁液Ａおよびリンス液Ｂを供給するポンプ１０６が設けられている。
【００４０】
回収液配管１５ａ〜１５ｄには、回収液Ｃを収容する回収液容器１０４が接続されている（図１参照）。回収液配管１５ａ〜１５ｄは、例えばチューブであり、その途中位置には回収液Ｃを供給するポンプ１０７が設けられている。
ポンプ１０６，１０７は、例えばベリスタリックポンプであり、図示しないローラによりチューブを外部から押し潰すことで、チューブ内の液体を送るようになっている。
【００４１】
分岐配管１４ａ，１４ｂには、フィルタ１１ｂ，１１ｃに捕捉された細胞を、回収液配管１５ｂ，１５ｃから供給された回収液Ｃとともに収容する回収容器１０３が接続されている（図１参照）。また、回収容器１０３は、配管１３にも接続されており、最上段のフィルタ１１ａに捕捉された細胞を、回収液配管１５ａから供給された回収液Ｃとともに収容するようになっている。
【００４２】
上記構成を有するフィルタユニット１および細胞回収装置１００の作用について以下に説明する。
まず、三方弁１２ａ，１２ｂを動作させて、細胞懸濁液Ａおよびリンス液Ｂが、複数のフィルタ１１ａ〜１１ｄを流通するように流路を切り替える。この状態において、図１に示すように、バルブ１１１を開くとともにバルブ１１２を閉じて、ポンプ１０６を作動させ、細胞懸濁液容器１０１から細胞懸濁液Ａをフィルタユニット１（配管１３）に供給する。これにより、細胞懸濁液Ａ中の細胞および血球がフィルタ１１ａ〜１１ｄに捕捉される。
【００４３】
次に、バルブ１１１を閉じるとともにバルブ１１２を開いて、ポンプ１０６を作動させ、リンス液容器１０２からリンス液Ｂをフィルタユニット１（配管１３）に供給する。これにより、フィルタ１１ａ〜１１ｄに捕捉された血球がフィルタ１１ａ〜１１ｄから除去される。
【００４４】
次に、三方弁１２ａ，１２ｂを動作させて、回収液Ｃがフィルタ通過後に分岐配管１４ａ，１４ｂを流通するように流路を切り替える。この状態において、図１に示すように、ポンプ１０７を作動させて、回収液容器１０４から回収液Ｃをフィルタユニット１（回収液配管１５ａ〜１５ｄ）に供給する。これにより、フィルタ１１ａ〜１１ｄに捕捉された細胞が、配管１３および分岐配管１４ａ，１４ｂから回収される。
【００４５】
この場合におけるフィルタユニット１の細胞の捕捉率および回収率について、従来例との比較を行いながら説明する。図１１は従来のフィルタユニットにおけるフィルタ深さと捕捉される細胞数および血球数との関係を示している。図４は本実施形態のフィルタユニット１におけるフィルタ深さと捕捉される細胞数および血球数との関係を示している。なお、図１１および図４において、グラフの実線は細胞を、グラフの点線は血球を示している。
【００４６】
従来のフィルタユニットによれば、図１１（ａ）に示すように、細胞懸濁液Ａをフィルタに通過させた場合に、フィルタの深部になるほど、捕捉される細胞および血液成分（血球）も指数関数的に減少する。なお、血液成分（血球）は細胞よりも粒径が小さいため、フィルタの奥深くに入り込みやすい。そのため、フィルタ深部においては、血液成分（血球）が細胞よりも多くなっている。
【００４７】
このように細胞および血球が捕捉されたフィルタにリンス液Ｂを流通させることで、図１１（ｂ）に示すように、血液成分（血球）は減少するものの、リンス液Ｂにより細胞および血球がフィルタの奥深くに流されて、それぞれの分布曲線の曲率が小さくなる。この場合には、特に、細胞がフィルタのより奥深くに潜り込むこととなり、回収液Ｃを逆方向から流通させても、フィルタから細胞を回収することが困難となる。
【００４８】
これに対して、本実施形態に係るフィルタユニット１によれば、図４（ａ）に示すように、細胞懸濁液Ａをフィルタに通過させた場合に、フィルタ１１ａ〜１１ｄのそれぞれにおいて細胞懸濁液Ａ中の細胞および血球が捕捉される。このフィルタ１１ａ〜１１ｄにより捕捉される細胞および血球の数は、細胞懸濁液Ａを流通させる上流方向に従って多くなる（すなわち、フィルタ１１ａ＞フィルタ１１ｂ＞フィルタ１１ｃ＞フィルタ１１ｄ）。また、各フィルタにおいて、フィルタの深部になるほど、捕捉される細胞および血液成分（血球）も指数関数的に減少する。
【００４９】
このように細胞および血球が捕捉されたフィルタ１１ａ〜１１ｄにリンス液Ｂを流通させることで、図４（ｂ）に示すように、血液成分（血球）は減少するものの、リンス液Ｂにより細胞および血球がフィルタの奥深くに流されて、それぞれの分布曲線の曲率が小さくなる。しかしながら、前述のように、フィルタ１１ａ〜１１ｄは、細胞懸濁液Ａを一方向に通過させることで捕捉される細胞数と、回収液Ｃを逆方向に通過させることで回収される細胞数とが略同等になるような厚さに設定されている。したがって、回収液Ｃを逆方向から流通させた場合に、各フィルタから細胞を容易に回収することができる。
【００５０】
以上のように、本実施形態に係るフィルタユニット１および細胞回収装置１００によれば、配管１３で接続された複数のフィルタ１１ａ〜１１ｄに細胞懸濁液Ａを通過させることで、フィルタ１１ａ〜１１ｄにより細胞懸濁液Ａ中の細胞が捕捉される。その後、細胞が捕捉されたフィルタ１１ａ〜１１ｄに、細胞懸濁液Ａの流通方向とは逆方向に回収液Ｃを通過させることで、フィルタ１１ａ〜１１ｄにより捕捉された細胞が回収される。
【００５１】
この場合において、フィルタ１１ａ〜１１ｄは、細胞懸濁液Ａを一方向に通過させることで捕捉される細胞数と、回収液Ｃを逆方向に通過させることで回収される細胞数とが略同等になるような厚さをそれぞれ有している。これにより、細胞懸濁液Ａやリンス液Ｂを多く流通した場合にも、フィルタ１１ａ〜１１ｄに捕捉された細胞がフィルタ１１ａ〜１１ｄの深部にまで潜り込んでしまうことを防止することができる。これにより、リンス液Ｂを流通させた際に血球等の血液成分を効果的に除去するとともに、回収液Ｃを流通させた際に細胞の回収率を向上することができる。
【００５２】
また、三方弁１２ａ，１２ｂにより、細胞捕捉時には細胞懸濁液Ａが複数のフィルタ１１ａ〜１１ｄを流通するように流路が切り替えられるとともに、細胞回収時には回収液Ｃがフィルタ１１ａ〜１１ｄ通過後に分岐配管１４ａ，１４ｂを流通するように流路が切り替えられる。これにより、細胞懸濁液Ａを流通させた場合には、フィルタ１１ａ〜１１ｄで効率的に細胞を捕捉することができる。また、回収液Ｃを流通させた場合には、回収液Ｃによりフィルタ１１ａ〜１１ｄから解放された細胞が、他のフィルタ１１ａ〜１１ｄに再び捕捉されてしまうことを防止することができ、細胞の回収率を向上することができる。
【００５３】
上述のように、本実施形態に係るフィルタユニット１および細胞回収装置１００によれば、血球等の血液成分を効率的に除去するとともに、細胞の回収率を向上することができる。
また、上記の流路切替手段として、分岐配管１４ａ，１４ｂの分岐点に三方弁を設けることで、フィルタユニット１を簡易的な装置構成とすることができる。
【００５４】
[第１の変形例]
本実施形態の第１の変形例として、図５に示すように、前述の細胞回収装置１００において、フィルタユニット１（フィルタ１１ｄ）の後段に、フィルタ１１ａ〜１１ｄ通過後の細胞懸濁液Ａの色を検出する血液成分検出手段２０１を設け、該血液成分検出手段により検出された血液成分の濃度に基づいてポンプ１０６（リンス液供給手段）を制御部２０２により制御することとしてもよい。
【００５５】
このようにすることで、複数のフィルタ１１ａ〜１１ｄ通過後の細胞懸濁液Ａ中に含まれる血液成分を血液成分検出手段２０１により検出し、検出された血液成分の濃度に基づいてポンプ１０６を制御部２０２により制御することができる。これにより、フィルタ１１ａ〜１１ｄに捕捉された血球等の血液成分を効果的に除去するとともに、リンス液Ｂを過度に流通させることによる細胞の損失を防止して、細胞の回収率を向上することができる。
【００５６】
なお、上記の血液成分検出手段２０１は、フィルタ１１ａ〜１１ｄ通過後の細胞懸濁液Ａの赤色系を検出する色センサであることとしてもよい。
フィルタ１１ａ〜１１ｄ通過後の細胞懸濁液Ａの赤色（血液成分）を色センサにより検出することで、フィルタ１１ａ〜１１ｄ通過後の細胞懸濁液Ａ中に含まれる血液成分の濃度を検出することができ、フィルタ１１ａ〜１１ｄに捕捉された血球等の血液成分を効果的に除去することができる。
【００５７】
また、上記の血液成分検出手段２０１は、フィルタ１１ａ〜１１ｄ通過後の細胞懸濁液Ａの光学的特性を検出する光学センサであることとしてもよい。
フィルタ１１ａ〜１１ｄ通過後の細胞懸濁液Ａの光学的特性（例えば吸光度や散乱光）を光学センサにより検出することで、フィルタ１１ａ〜１１ｄ通過後の細胞懸濁液Ａ中に含まれる血液成分の濃度を検出することができ、フィルタ１１ａ〜１１ｄに捕捉された血球等の血液成分を効果的に除去することができる。
【００５８】
また、上記の血液成分検出手段２０１は、フィルタ１１ａ〜１１ｄ通過後の細胞懸濁液Ａの電気伝導率を検出する導電センサであることとしてもよい。
フィルタ１１ａ〜１１ｄ通過後の細胞懸濁液Ａの電気伝導率を導電センサにより検出することで、フィルタ１１ａ〜１１ｄ通過後の細胞懸濁液Ａ中に含まれる血液成分の濃度を検出することができ、フィルタ１１ａ〜１１ｄに捕捉された血球等の血液成分を効果的に除去することができる。
【００５９】
[第２の変形例]
本実施形態の第２の変形例として、前述のフィルタユニット１において、回収液Ｃの供給位置を変えることとしてもよい。
本変形例に係るフィルタユニット２は、図６に示すように、分岐配管１４ａ，１４ｂを、フィルタ１１ａ〜１１ｄに捕捉された細胞を回収液Ｃとともに回収する配管としてだけでなく、回収液Ｃを供給する配管（図２における回収液配管１５ａ〜１５ｄ）として利用している。すなわち、分岐配管１４ａ，１４ｂには、それぞれ、回収液容器１０４と回収容器１０３とが接続されるとともに、その流路を切り替えるバルブ（図示略）が設けられている。
【００６０】
本変形例に係るフィルタユニット２によれば、フィルタ１１ｂに捕捉されている細胞を回収する場合には、図７に示すように、配管１３ａの流路を閉じるとともに、分岐配管１４ａへの流路を開いて、分岐配管１４ｂから供給された回収液Ｃを分岐配管１４ａに流通させる。
【００６１】
また、フィルタ１１ａに捕捉されている細胞を回収する場合には、図８に示すように、配管１３ａのフィルタ１１ｂへの流路を閉じるとともに、配管１３ａのフィルタ１１ａへの流路を開いて、分岐配管１４ａから供給された回収液Ｃを配管１３に流通させる。
【００６２】
以上のように、本変形例に係るフィルタユニット２によれば、前述のフィルタユニット１と同様の効果に加えて、回収液配管１５ａ〜１５ｄを無くすことができ、フィルタユニットの装置構成の小型化を図ることができる。
【００６３】
[第３の変形例]
本実施形態の第３の変形例として、前述の第２の変形例に係るフィルタユニット２において、フィルタ間の配管１１ａ，１１ｂに、分岐配管および三方弁をそれぞれ２つずつ設けることとしてもよい。
【００６４】
本変形例に係るフィルタユニット３は、図９に示すように、第２の変形例の構成（図６参照）に加えて、配管１３ａに三方弁１７ａと分岐配管１８ａとが設けられ、配管１３ｂに三方弁１７ｂと分岐配管１８ｂとが設けられている。
【００６５】
三方弁１７ａは、配管１３ａにおいて三方弁１２ａとフィルタ１１ｂとの間に設けられている。分岐配管１８ａは、三方弁１７ａに接続されることで、配管１３ａから分岐している。
三方弁１７ｂは、配管１３ｂにおいて三方弁１２ｂとフィルタ１１ｃとの間に設けられている。分岐配管１８ｂは、三方弁１７ｂに接続されることで、配管１３ｂから分岐している。
【００６６】
上記構成を有する本変形例に係るフィルタユニット３によれば、フィルタ１１ａに捕捉されている細胞を回収するためには、図１０に示すように、三方弁１２ａの三方弁１７ａへの流路を閉じるとともに、三方弁１２ａのフィルタ１１ａへの流路を開いて、分岐配管１４ａから供給された回収液Ｃを配管１３に流通させる。
【００６７】
また、フィルタ１１ｂに捕捉されている細胞を回収するためには、図１０に示すように、三方弁１２ｂの三方弁１７ｂへの流路を閉じるとともに、三方弁１２ｂのフィルタ１１ｂへの流路を開く。また、三方弁１７ａの分岐配管１８ａへの流路を開いて、分岐配管１４ｂから供給された回収液Ｃを分岐配管１８ａに流通させる。この際、三方弁１７ａは、分岐配管１８ａへの流路を開いていればよく、三方弁１２ａへの流路については開いていても閉じていてもよい。
【００６８】
本変形例に係るフィルタユニット３によれば、上記のフィルタ１１ａに捕捉されている細胞を回収する作業と、フィルタ１１ｂに捕捉されている細胞を回収する作業とを同時に行うことができる。すなわち、本変形例に係るフィルタユニット３によれば、前述のフィルタユニット２と同様の効果に加えて、各フィルタ１１ａ〜１１ｄに回収液Ｃを流通させてフィルタ１１ａ〜１１ｄに捕捉された細胞を回収する作業を、複数のフィルタ１１ａ〜１１ｄで同時に行うことができ、作業の効率化を図ることができる。
【００６９】
以上、本発明の実施形態および各変形例について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、本発明の実施形態と各変形例を適宜組み合わせてもよく、特に限定されるものではない。
【００７０】
また、本実施形態では、フィルタを４つ備えた例について説明したが、２つ以上のフィルタを備えていればよく、フィルタの段数に関わらず、各フィルタ間に分岐配管および三方弁を設ければ、本実施形態と同様の効果が得られる。
【００７１】
また、回収したい細胞の種類（粒径）等によって使用するフィルタの段数を変更してもよい。この場合には、細胞の種類とフィルタの段数とが対応付けられたテーブルを予め記憶しておき、回収したい細胞の種類に応じて三方弁を動作させて、使用するフィルタの段数を自動的に決定することとしてもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１，２，３ フィルタユニット
１１ａ〜１１ｄ フィルタ
１２ａ，１２ｂ 三方弁（流路切替手段）
１３，１３ａ，１３ｂ 配管
１４ａ，１４ｂ 分岐配管
１５ａ〜１５ｄ 回収液配管
１００，２００ 細胞回収装置
１０１ 細胞懸濁液容器
１０２ リンス液容器
１０３ 回収容器
１０４ 回収液容器
１０５ 廃液容器
１０６ ポンプ（細胞懸濁液供給手段、リンス液供給手段）
１０７ ポンプ（回収液供給手段）
２０１ 血液成分検出手段
２０２ 制御部
Ａ 細胞懸濁液
Ｂ リンス液
Ｃ 回収液
【特許請求の範囲】
【請求項１】
細胞懸濁液を一方向に通過させることで捕捉される細胞数と回収液を逆方向に通過させることで回収される細胞数とが略同等になるような厚さを有する複数のフィルタと、
複数の前記フィルタを接続する配管と、
各前記フィルタ間において前記配管から分岐する分岐配管と、
各前記フィルタ間にそれぞれ配置され、細胞捕捉時には前記細胞懸濁液が複数の前記フィルタを流通するように流路を切り替えるとともに、細胞回収時には前記回収液が前記フィルタ通過後に前記分岐配管を流通するように流路を切り替える流路切替手段とを備えるフィルタユニット。
【請求項２】
前記流路切替手段が、前記分岐配管の分岐点に設けられた三方弁である請求項１に記載のフィルタユニット。
【請求項３】
前記分岐配管および前記三方弁が、各前記フィルタ間においてそれぞれ２つずつ設けられた請求項２に記載のフィルタユニット。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載のフィルタユニットと、
前記配管に前記細胞懸濁液を供給する細胞懸濁液供給手段と、
前記配管または前記分岐配管に前記回収液を供給する回収液供給手段とを備える細胞回収装置。
【請求項５】
前記配管にリンス液を供給するリンス液供給手段を備える請求項４に記載の細胞回収装置。
【請求項６】
前記複数のフィルタの後段に設けられ、前記複数のフィルタ通過後の細胞懸濁液中に含まれる血液成分を検出する血液成分検出手段と、
該血液成分検出手段により検出された血液成分の濃度に基づいて前記リンス液供給手段を制御する制御部とを備える請求項５に記載の細胞回収装置。
【請求項７】
前記血液成分検出手段が、前記複数のフィルタ通過後の細胞懸濁液の色を検出する色センサである請求項６に記載の細胞回収装置。
【請求項８】
前記血液成分検出手段が、前記複数のフィルタ通過後の細胞懸濁液の光学的特性を検出する光学センサである請求項６に記載の細胞回収装置。
【請求項９】
前記血液成分検出手段が、前記複数のフィルタ通過後の細胞懸濁液の電気伝導率を検出する導電センサである請求項６に記載の細胞回収装置。
【請求項１】
細胞懸濁液を一方向に通過させることで捕捉される細胞数と回収液を逆方向に通過させることで回収される細胞数とが略同等になるような厚さを有する複数のフィルタと、
複数の前記フィルタを接続する配管と、
各前記フィルタ間において前記配管から分岐する分岐配管と、
各前記フィルタ間にそれぞれ配置され、細胞捕捉時には前記細胞懸濁液が複数の前記フィルタを流通するように流路を切り替えるとともに、細胞回収時には前記回収液が前記フィルタ通過後に前記分岐配管を流通するように流路を切り替える流路切替手段とを備えるフィルタユニット。
【請求項２】
前記流路切替手段が、前記分岐配管の分岐点に設けられた三方弁である請求項１に記載のフィルタユニット。
【請求項３】
前記分岐配管および前記三方弁が、各前記フィルタ間においてそれぞれ２つずつ設けられた請求項２に記載のフィルタユニット。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載のフィルタユニットと、
前記配管に前記細胞懸濁液を供給する細胞懸濁液供給手段と、
前記配管または前記分岐配管に前記回収液を供給する回収液供給手段とを備える細胞回収装置。
【請求項５】
前記配管にリンス液を供給するリンス液供給手段を備える請求項４に記載の細胞回収装置。
【請求項６】
前記複数のフィルタの後段に設けられ、前記複数のフィルタ通過後の細胞懸濁液中に含まれる血液成分を検出する血液成分検出手段と、
該血液成分検出手段により検出された血液成分の濃度に基づいて前記リンス液供給手段を制御する制御部とを備える請求項５に記載の細胞回収装置。
【請求項７】
前記血液成分検出手段が、前記複数のフィルタ通過後の細胞懸濁液の色を検出する色センサである請求項６に記載の細胞回収装置。
【請求項８】
前記血液成分検出手段が、前記複数のフィルタ通過後の細胞懸濁液の光学的特性を検出する光学センサである請求項６に記載の細胞回収装置。
【請求項９】
前記血液成分検出手段が、前記複数のフィルタ通過後の細胞懸濁液の電気伝導率を検出する導電センサである請求項６に記載の細胞回収装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−７０６４０（Ｐ２０１２−７０６４０Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１６０２３（Ｐ２０１０−２１６０２３）
【出願日】平成２２年９月２７日（２０１０．９．２７）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２７日（２０１０．９．２７）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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