細胞分析装置
【課題】
細胞培養液の蒸発を抑えながら複数の分析容器に細胞を分注することができるようにする。
【解決手段】
シリコン基板７には基板を貫通して８個の細胞分析容器３が形成され、基板７の上面には排出流路４、底面には細胞導入流路２が形成されている。細胞導入流路２は段階的に均等に分岐をし、最終的に細胞分析容器３の数に等しくなるように分岐してそれぞれが細胞分析容器３に接続されている。それぞれの細胞分析容器３には排出流路４が接続され、排出流路４は段階的に均等に合流し、最終的に細胞排出口５に接続されている。細胞導入口１から排出口５までのすべての経路の流路抵抗が等しくなっている。
細胞培養液の蒸発を抑えながら複数の分析容器に細胞を分注することができるようにする。
【解決手段】
シリコン基板７には基板を貫通して８個の細胞分析容器３が形成され、基板７の上面には排出流路４、底面には細胞導入流路２が形成されている。細胞導入流路２は段階的に均等に分岐をし、最終的に細胞分析容器３の数に等しくなるように分岐してそれぞれが細胞分析容器３に接続されている。それぞれの細胞分析容器３には排出流路４が接続され、排出流路４は段階的に均等に合流し、最終的に細胞排出口５に接続されている。細胞導入口１から排出口５までのすべての経路の流路抵抗が等しくなっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞の薬剤や毒物に対する影響を評価するための、細胞を対象とした分析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
これまで細胞に対して多種類の薬剤の反応を測定する場合、一般に、マイクロプレートと呼ばれる２４〜３８４個の容器を１枚のプレート上に形成したものを用いている。また近年、微細加工技術を用いて数ｃｍ程度のプレートの上に１０００個以上の容器を形成し、細胞分析を行った報告がなされている（非特許文献１参照。）。いずれのプレートも、それに形成されている細胞を収容する個々の容器は、開口部が開放された凹部として形成されている。
そのような開放系の容器をもつマイクロプレート等の容器を分析容器として、そこに細胞を導入する場合、手動又はロボットによりマイクロピペット等の分注器具を用いて容器内に細胞を注入している。
【非特許文献１】High-throughput Screening of Anticancer Drugs Using Microarray Based Cell Chip、 S.R.Rao、 et.al、 Proc. of the TAS 2002 Symposium、 2002、 pp.86８64
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながらこのような細胞導入方法の場合、容器個数に比例して細胞導入に要する時間が増える。
また１プレート上の容器個数が増えるにしたがって、１容器あたりの体積が小さくなるため、細胞培養液が蒸発して培養液濃度が変化する時間が短くなる。そのため、細胞導入に要する時間を短くしなければならなくなるので、１プレート上の容器個数が増えると細胞導入時間が問題になってくる。
本発明は細胞培養液の蒸発を抑えながら複数の分析容器に細胞を分注することのできる細胞分析装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の問題を解決するために、本発明では、細胞導入口から基体内部の複数の細胞導入流路を均等に分岐させてその基体内部の細胞分析容器に導くことにより、１回の導入操作により複数の細胞分析容器に細胞を同時に導入できるようにした。
【０００５】
すなわち、本発明の細胞分析装置は、基体内部に空洞として形成されて試料細胞を分析するための複数の細胞分析容器、その基体内部に形成されて全ての細胞分析容器につながり試料細胞を導入するための細胞導入流路、及びその細胞導入流路につながる共通の試料導入口を備え、細胞導入流路は試料導入口から全ての細胞分析容器に向かって段階的に、かつ全ての細胞分析容器に対して均等に分岐する構造をもっていることを特徴とする。
【０００６】
細胞分析容器からの試料を排出するために、その基体内部に形成されて全ての細胞分析容器につながり試料細胞を排出するための試料排出流路、及び試料排出流路につながる共通の試料細胞排出口をさらに備えていることが好ましい。この場合、試料排出流路は全ての細胞分析容器から試料細胞排出口に向かって段階的に均等に合流を繰り返す構造をもっていることが好ましい。
【０００７】
細胞に対する影響を調べようとする薬剤や毒物を細胞分析容器に供給できるようにするために、細胞分析容器に設けられた試薬入口、その試薬入口につながる試薬供給流路、及びその試薬供給流路に配置されて試薬の流入を制御するマイクロバルブをさらに備えていることが好ましい。この場合、そのマイクロバルブは、その試薬供給口が試薬入口と一体化して細胞分析容器に面するように、細胞分析容器と一体的に形成されていることが好ましい。
【０００８】
さらに好ましくは、マイクロバルブの試薬供給口は細胞分析容器の空洞の上面又は下面に位置している。
細胞分析装置の好ましい一例は、細胞分析容器を構成する空洞の少なくとも一部が上面と下面に開口をもつ貫通穴として形成されており、それらの開口の少なくとも一方は光透過性の部材で閉じられ、外部から光学検出が可能になっているものである。
【０００９】
細胞分析装置の他の好ましい一例は、細胞分析容器を構成する空洞の上下面の一方の面の一部が開口をもってその開口が基体とは別の部材で閉じられており、その面の開口部以外の部分にマイクロバルブの試薬供給口が形成されており、そのマイクロバルブはその試薬供給口を開閉するダイヤフラムを備えたものである。その場合、マイクロバルブは、他のダイヤフラムにより開閉される試薬排出口をさらに備え、試薬供給流路を試薬供給口と試薬排出口に任意に接続できるものとすることができる。
【００１０】
細胞分析装置のさらに他の好ましい一例は、細胞分析容器を構成する空洞の上下面の一方の面の一部が開口をもってその開口が基体とは別の部材で閉じられており、空洞のその面の開口部以外の部分は基体が厚さ方向に一部残存したものであり、マイクロバルブの試薬供給口はその残存部分に垂直方向に形成された貫通穴となっているものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の細胞分析装置では、細胞導入流路を段階的に均等に分岐させていることにより、細胞分析容器までの全ての経路の流路抵抗が等しくなり、細胞導入口から導入する細胞を全ての細胞分析容器に同時に導入できるようになる。そして、一度の導入操作で複数の細胞分析容器に同時に細胞を導入することができるため、細胞の導入から分析までの総分析時間を短縮することができる。また、従来用いられているマイクロプレートと比較して、細胞分析容器も細胞導入流路も基体内部に形成されているため、細胞導入時の細胞培養液の蒸発を抑えることができ、より微量な試料を扱うことができて微小化による大規模な集積化が可能である。
【００１２】
細胞分析容器からの試料を排出する試料排出流路を備えれば、分析終了後の試料排出処理が容易になる。その場合、各細胞分析容器から試料細胞排出口までの試料排出流路の流路抵抗も互いに等しくなるようにすれば、細胞導入流路から細胞分析容器へのほぼ均等な細胞導入が一層容易になる。
【００１３】
細胞分析容器に試薬を供給する試薬供給流路を設け、その試薬供給流路には試薬の流入を制御するマイクロバルブを備えるとともに、そのマイクロバルブの試薬供給口を細胞分析容器の試薬入口と一体化して細胞分析容器に面するように、細胞分析容器と一体的に形成すれば、マイクロバルブと細胞分析容器との間のデッドボリュームが少なくなり、細胞分析容器内の反応を正確に制御することができるようになる。
【００１４】
マイクロバルブの試薬供給口を細胞分析容器の空洞の上面又は下面に配置すれば、マイクロパルプの試薬供給口が細胞分析容器の直上又は真下に配置されて垂直方向を向くことになり、マイクロバルブと細胞分析容器との間のデッドボリュームがより少なくなるとともに、仮にデッドボリュームが存在したとしても落下又は拡散によって、そこに未反応の試薬が残存することがなくなり、細胞分析容器内の反応をより正確に制御することができるようになる。
【００１５】
この細胞分析装置は、シリコン基板などの基板をドライエッチングすることにより形成することができる。その際、ドライエッチングにより細胞分析容器を形成するとともに、その細胞分析容器の上部に基板を厚さ方向に一部残存させ、その残存部にマイクロパルプを形成すれば、同一基板上で細胞分析容器上部にマイクロバルブを形成することができる。同一基板上に加工を施すことによって、加工後の位置合わせ接合が不要となるため、マイクロバルブと細胞分析容器との正確な位置決めが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１に本発明の細胞分析装置の概念図を示す。細胞導入口１から導入された細胞は、基体内の細胞導入流路２を通って均等に分配されながら基体内の細胞分析容器３に導入される。その際、導入された細胞は細胞導入流路２の各分岐点においてほぼ均等に分配され、１回の導入操作によって複数の細胞分析容器３にほぼ同数の細胞が導入される。
また、マイクロプレートと異なり各細胞分析容器は蓋をされた状態であるため、細胞分析容器の体積が小さくなった場合でも培養液の蒸発が抑えられる。
【００１７】
本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説明する。
図２に一実施例を示し、図３に１つの細胞分析容器とそれにつながる細胞導入流路と排出流路を概略的に示す。
基板７には基板を貫通して８個の細胞分析容器３が形成され、基板７の上面には細胞分析容器３につながる溝状の排出流路４、底面には細胞分析容器３につながる溝状の細胞導入流路２が形成されている。細胞導入流路２の共通の一端が細胞導入部となり、その部分には基板７を貫通する貫通穴加工が施されている。基板７は例えばシリコン基板であるが、合成石英ガラス基板、パイレックス（登録商標）ガラス基板、その他のガラス基板などを用いることもできる。
【００１８】
基板７の上面には上部ガラス基板６、底面には下部ガラス基板８がそれぞれ接合されて一体構造となって基体を構成している。上部ガラス基板６には、細胞導入部の位置に細胞導入口１となる貫通穴加工が施され、排出流路４の共通の一端の位置に細胞排出口５となる貫通穴加工がそれぞれ施されている。
【００１９】
基板７の底面に形成された細胞導入流路２は段階的に均等に分岐をし、最終的に細胞分析容器３の数に等しくなるように分岐し、分岐した流路のそれぞれが細胞分析容器３に接続されている。それぞれの細胞分析容器３には基板７の上面に形成された排出流路４が接続されている。排出流路４は段階的に均等に合流し、最終的に細胞排出口５に接続されている。
【００２０】
細胞分析容器３の直径は細胞導入流路２及び排出流路４の幅に比べて大きく設定されている。また、胞導入流路２と排出流路４は均等に分岐又は合流をしているため、細胞導入口１から排出口５までのすべての経路の流路抵抗は等しくなっている。
細胞導入口１から試料細胞を含む溶液を供給すると、その溶液は基板７の底面に形成された細胞導入流路２を通って細胞分析容器３に導入される。このとき、すべての経路の流路抵抗が等しいため、８つの細胞分析容器３には試料細胞を含んだ溶液がほぼ均等に導入される。その結果、すべての細胞容器３にはほぼ同数の細胞を同時に導入することができる。
また、細胞分析容器３の直径は細胞導入流路２及び排出流路４の幅に比べて大きいため、細胞分析容器３内では試料溶液の流速が遅くなり、試料溶液の導入流速を調整することにより試料溶液に含まれる細胞を細胞分析容器３に留めることができる。
【００２１】
一実施例として、細胞分析容器３、細胞導入流路２及び排出流路４を、厚さが例えば３００μｍのシリコン基板に形成した。加工は反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）装置を用いて行なった。寸法の一例として、細胞分析容器３の直径を１ｍｍとした。その深さは基板の厚さに等しく、３００μｍである。細胞導入流路２及び排出流路４は、幅を５０μｍ、深さを１００μｍとした。
【００２２】
その実施例の細胞反応装置を用い、細胞の代替として直径約２０μｍの蛍光ビーズを導入した。図４は８個の細胞分析容器３に導入された蛍光ビーズを装置の底面から蛍光観察した結果を示している。全ての細胞分析容器３に蛍光ビーズが導入されていることが分かる。
この結果では、蛍光ビーズは１〜５個の範囲でばらついているが、蛍光ビーズの入っていない細胞分析容器３はない。本明細書で「ほぼ同数」、「ほぼ均等」と表現しているのは、この程度のばらつきをもったものも含む意味で使用している。
ここでは、細胞分析容器の数を８個としたが、これに限定されるものではない。
【００２３】
図５は他の実施例を表わし、各細胞分析容器２２に細胞導入流路４と排出流路（図示略）を接続するとともに、細胞に対する影響を評価するための薬剤や毒物を試薬として供給する試薬供給流路２８を備えた実施例の１つの細胞分析容器に関する部分を示したものである。その実施例における試薬供給に関する構成を図６に詳細に示す。図６では細胞導入流路と排出流路の図示は省略されている。
【００２４】
図６で、（Ａ）は概略斜視図、（Ｂ）はそのＡ−Ａ線位置での断面図である。ただし、図６は図５とは左右が逆に描かれている。
基板２０は例えばシリコン基板であり、基板２０には細胞分析容器２２、試薬を細胞分析容器２２に導く試薬供給流路２８、試薬入口３６、細胞分析容器２２から離れた位置に配置された試薬排出口４２を初め、必要な部分が細胞導入流路及び排出流路とともに、基板２０のエッチングにより形成されている。試薬供給流路２８はその供給口が基板２０の裏面側に形成されている。
基板２０は、図２の基板７と同様に、シリコン基板以外に、合成石英ガラス基板、パイレックス（登録商標）ガラス基板、その他のガラス基板などを用いることもできる。
【００２５】
細胞分析容器２２は基板２０を貫通する空洞として形成され、その上部には基板２０の表面部分の一部がエッチングされずに残された残存部分３２が設けられている。その残存部分３２には試薬供給流路２８からの試薬の導入を制御するマイクロバルブ４１が形成されている。マイクロバルブ４１では細胞分析容器２２への試薬供給口３６が残存部分３２に垂直方向の穴として形成されている。その穴３６がマイクロバルブ４１の試薬供給口と細胞分析容器２２の試薬入口を兼ねている。
マイクロバルブ４１は、試薬供給口３６を開閉するダイヤフラム４１ａと、排出口４２を開閉するダイヤフラム４１ｂを備えている。この実施例では、試薬供給流路２８と排出口４２は基板貫通穴を含んでいる。
【００２６】
マイクロバルブ４１でダイヤフラム４１ａ，４１ｂ上に空気室を形成するとともに、基板２０の上面で試薬供給流路２８につながる試薬供給口２８ａと、排出口４２につながる試薬排出口４４ａに開口を設け、ダイヤフラム４１ａ，４１ｂ上の空気室にマイクロバルブ駆動用の空気を供給するための流路を形成し、その空気供給用の流路につながる空気供給口３８ａ，３８ｂを設けるために、基板２０の上面に上部基板４０が接合されている。上部基板４０は例えばＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）による樹脂成型品であり、ダイヤフラム４１ａ，４１ｂはその上部基板４０と同じ材質のＰＤＭＳからなる薄膜である。それぞれの空気供給口３８ａ、３８ｂから流路を経てダイヤフラム４１ａ、４１ｂ上の空気室に駆動用空気が供給される。
【００２７】
ダイヤフラム４１ａ，４１ｂとなる薄膜としては、ＰＤＭＳのほか、シリコーン樹脂膜、フッ素アモルファス樹脂（例えば、ＣＹＴＯＰ：旭硝子株式会社製）などを用いることができ、その厚さは数十μｍ〜数百μｍが適当である。
【００２８】
基板２０の裏面側に透明ガラス基板２１、例えばパイレックス（登録商標）ガラスが接合され、裏面側から細胞分析容器２２内を光学的に観測できるようになっている。ガラス基板２１の厚さは特に限定はされないが、顕微鏡観察を行なうことを目的とする場合には、顕微鏡観察に適した厚さ、例えば０.１５ｍｍ程度のものを使用するのが好ましい。
基板２０、上部基板４０及びガラス基板２１が一体構造となって基体を構成している。
【００２９】
図７に図６の試薬供給流路による試薬供給動作を示す。
（Ａ）は試薬を細胞分析容器２２に供給するときのマイクロバルブ４１ａ、４１ｂの動作であり、試薬供給側のダイヤフラム４１ａには空気圧は加えられず、ダイヤフラム４１ｂに空気圧が加えられる。これにより供給口３６が開けられ、排出口４２が閉じられる。試薬供給流路２８から矢印のように供給された試薬は供給口３６から細胞分析容器２２内に供給される。
【００３０】
（Ｂ）は試薬交換のときなど、試薬供給流路２８に残留している試薬を新しい試薬と置換するためのパージモードを示したものである。このときダイヤフラム４１ａ、４１ｂは、（Ａ）とは逆にダイヤフラム４１ａ上の空気室に空気圧が与えられて供給口３６が閉じられ、ダイヤフラム４１ｂ上の空気室には空気圧が与えられずに排出口４２が開いた状態となる。新しい試薬を供給すると、流路２８に残留していた試薬は排出口４２から排出され、流路２８は新しい試薬で置換される。
【００３１】
試薬供給口３６は基板残存部分３２に垂直方向に開けられた穴であるので、マイクロバルブ４１と細胞分析容器２２との間に未反応の試薬が残留することがない。
試薬は細胞分析容器２２内で細胞と反応する。細胞分析容器２２の裏面は透明ガラス板２１であるので、細胞分析容器２２内の様子はその透明ガラス板２１を通して顕微鏡などにより光学的に観察することができる。
反応を終了した後の細胞は、排出流路４から排出口５へ排出される。
【００３２】
図８は試薬供給用の流路が１つの場合の実施例を、細胞導入部分を省略して示したものであり、（Ａ）は概略斜視図、（Ｂ）はそのＡ−Ａ線位置での断面図である。
基板２０にエッチングにより細胞分析容器２２、試薬を細胞分析容器２２に導く試薬供給流路２８、試薬入口３６、細胞分析容器２２から試薬を排出する試薬排出流路２６を初め、必要な部分が細胞導入流路及び排出流路とともに、基板２０のエッチングにより形成されている。
【００３３】
細胞分析容器２２の上部には基板２０の表面部分の一部がエッチングされずに残された残存部分３２が設けられ、その残存部分３２には試薬供給流路２８からの試薬の供給を制御するマイクロバルブ３４が形成されている。マイクロバルブ３４では細胞分析容器２２への試薬供給口３６が残存部分３２に垂直方向の穴として形成されている。その穴３６がマイクロバルブ３４の試薬供給口と細胞分析容器２２の試薬入口を兼ねている。マイクロバルブ３４はその穴３６を開閉するダイヤフラム３４ａを備えている。
【００３４】
図７と同様に、マイクロバルブ３４でダイヤフラム３４ａ上に空気室を形成するとともに、基板２０の上面で試薬供給流路２８につながる試薬供給口２４と、試薬排出流路２６につながる試薬排出口２６ａに開口を設け、ダイヤフラム３４ａ上の空気室にマイクロバルブ駆動用の空気を供給するための流路を形成し、その空気供給用の流路につながる空気供給口３８を設けるために、基板２０の上面に上部基板４０が接合されている。基板２０の裏面側には透明ガラス基板２１が接合され、裏面側から細胞分析容器２２内を光学的に観測できるようになっている。
【００３５】
この実施例において、細胞分析容器２２に試薬を供給するときは、マイクロバルブ３４でダイヤフラム３４ａ上の空気室に空気圧を印加しない状態で試薬供給流路２８から供給される試薬を試薬供給口３６から細胞分析容器２２へ導入する。細胞分析容器２２への試薬供給後は、ダイヤフラム３４ａにより試薬供給口３６を閉じる。
【００３６】
次に、図９により実施例の製造方法を説明する。ただし、この実施例は上記の実施例とは厳密には一致しない。細胞分析容器や流路は、シリコン基板にフォトリソグラフイーとデイープＲＩＥにより形成する。
【００３７】
（Ａ）厚さが例えば３００μｍのシリコン基板２０にドライエッチング時のマスクとなるシリコン酸化膜５０を熱酸化により１μｍの厚さに形成する。
（Ｂ）両面アライナーを用いたフォトリソグラフイーによりレジストパターンを形成し、そのレジストパターンをマスクとしてフッ酸を用いた酸化膜エッチングにより、酸化膜５０をパターニングする。このとき、基板２０の上面ではマイクロバルブと細胞分析容器の上部開口形状を決定する酸化膜パターン５０ａを形成し、基板２０の下面では試薬供給流路の形状が決定されるように酸化膜パターン５０ｂを形成する。
また、図８では省略しているが、同様に、基板２０の上面で細胞導入流路形状パターンを、基板２０の下面で排出流路形状パターンを、酸化膜５０に形成する。
【００３８】
（Ｃ）シリコン基板上面にフォトリソグラフイーにより、細胞分析容器の上部開口と、マイクロバルブにおける試薬供給口３６と試薬供給流路２８につながる口の形状、及び細胞導入流路形状を決定するフォトレジストパターン５２を形成する。
次に、このときフォトレジストパターンをマスクとして、シリコン基板２０をＩＣＰ（誘導結合プラズマ）−ＲＩＥを用いてドライエッチングにより５０μｍ程度の深さにエッチングする。
【００３９】
（Ｄ）フォトレジスト除去後、工程（Ｂ）でパターニングした酸化膜パターン５０ａをマスクにしてＣＣＰ（Capacitive Coupling Plasma）−ＲＩＥを用いて２０μｍ程度の深さにドライエッチングを行ない、マイクロバルブ形状を形成する。
【００４０】
（Ｅ）次に、シリコン基板２０の下面にフォトリソグラフイーにより、細胞分析容器の下面からの貫通穴の形状と試薬供給流路の基板厚さ方向の形状、及び細胞排出流路形状を決定するフォトレジストバターン５４を形成する。
次にこのフォトレジストバターン５４をマスクとしてシリコン基板２０をＩＣＰ−ＲＩＥを用いてドライエッチングする。
【００４１】
（Ｆ）フォトレジスト除去後、酸化膜パターン５０ａ、５０ｂをマスクとしてＩＣＰ−ＲＩＥを用いてドライエッチングを行なう。このエッチングで、細胞分析容器上部の一部３２を除いた部分が貫通し、マイクロバルブ３４が細胞分析容器２２の上部にせり出した形状が実現される。また同時に試薬供給用の流路２８が形成される。
（Ｇ）このように形成されたシリコン基板２０の下面にパイレックス（登録商標）ガラス板２１を陽極接合する。
【００４２】
（Ｈ）シリコン基板２０の上面にマイクロバルブのダイヤフラム３４ａとなるＰＤＭＳ薄膜を接合する。ＰＤＭＳ薄膜の接合は、例えば次のように行なう。まず、ＰＤＭＳ（Sylgard 184：Dow Corning社（米）の製品）をポリエステル膜やＰＥＴ(ポリエチレンテレフタレート)膜などの樹脂膜上にスピンコート法により３０μｍ程度の厚さに形成する。そのＰＤＭＳ薄膜を６０℃で３０分間加熱処理する。ＰＤＭＳはこの加熱処理では完全には硬化しない。次にそのＰＤＭＳ薄膜をシリコン基板２０の上面に貼りつけ、１０５℃で１時間加熱処理してＰＤＭＳを完全に硬化させることによりＰＤＭＳ薄膜をシリコン基板２０の上面に接合する。その後、ＰＤＭＳ薄膜を形成していた樹脂膜を剥離する。
【００４３】
次に、ＰＤＭＳ膜３４ａ上に、ダイヤフラム３４ａ上の空気室、その空気室にマイクロバルブ駆動用の空気を供給するための流路、その空気供給用流路につながる空気供給口、試薬供給口及び試薬排出口が形成されたＰＤＭＳによる樹脂成型品４０を貼り合せる。
これにより、細胞分析装置が完成する。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、細胞を対象として、細胞の薬剤や毒物に対する影響を評価する細胞分析装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の細胞分析装置を概念的に示す概略斜視図である。
【図２】一実施例を示す概略斜視図である。
【図３】同実施例の要部断面図である。
【図４】各細胞分析容器に導入された蛍光ビーズを示す蛍光画像である。
【図５】他の実施例を示す斜視断面図である。
【図６】同実施例を細胞導入用の流路を省略して表わす図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線位置での断面図である。
【図７】同実施例の動作を示す断面図である。
【図８】さらに他の実施例を細胞導入用の流路を省略して表わす図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線位置での断面図である。
【図９】１つの実施例の反応装置を製造する方法を示す工程断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１ 細胞導入口
２ 細胞導入流路
３ 細胞分析容器
４ 排出流路
５ 排出口
６ 上部ガラス基板
７，２０ 基板
８ 下部ガラス基板
２８ 試薬供給流路
３０ 排出用流路
３２ 残存部分
３４、４１ マイクロバルブ
３６ 試薬供給口
３４ａ、４１ａ、４１ｂ ダイヤフラム
４０ 上部基板
２１ 透明ガラス基板
３８、３８ａ、３８ｂ マイクロバルブ駆動用空気供給口
【技術分野】
【０００１】
本発明は、細胞の薬剤や毒物に対する影響を評価するための、細胞を対象とした分析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
これまで細胞に対して多種類の薬剤の反応を測定する場合、一般に、マイクロプレートと呼ばれる２４〜３８４個の容器を１枚のプレート上に形成したものを用いている。また近年、微細加工技術を用いて数ｃｍ程度のプレートの上に１０００個以上の容器を形成し、細胞分析を行った報告がなされている（非特許文献１参照。）。いずれのプレートも、それに形成されている細胞を収容する個々の容器は、開口部が開放された凹部として形成されている。
そのような開放系の容器をもつマイクロプレート等の容器を分析容器として、そこに細胞を導入する場合、手動又はロボットによりマイクロピペット等の分注器具を用いて容器内に細胞を注入している。
【非特許文献１】High-throughput Screening of Anticancer Drugs Using Microarray Based Cell Chip、 S.R.Rao、 et.al、 Proc. of the TAS 2002 Symposium、 2002、 pp.86８64
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながらこのような細胞導入方法の場合、容器個数に比例して細胞導入に要する時間が増える。
また１プレート上の容器個数が増えるにしたがって、１容器あたりの体積が小さくなるため、細胞培養液が蒸発して培養液濃度が変化する時間が短くなる。そのため、細胞導入に要する時間を短くしなければならなくなるので、１プレート上の容器個数が増えると細胞導入時間が問題になってくる。
本発明は細胞培養液の蒸発を抑えながら複数の分析容器に細胞を分注することのできる細胞分析装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の問題を解決するために、本発明では、細胞導入口から基体内部の複数の細胞導入流路を均等に分岐させてその基体内部の細胞分析容器に導くことにより、１回の導入操作により複数の細胞分析容器に細胞を同時に導入できるようにした。
【０００５】
すなわち、本発明の細胞分析装置は、基体内部に空洞として形成されて試料細胞を分析するための複数の細胞分析容器、その基体内部に形成されて全ての細胞分析容器につながり試料細胞を導入するための細胞導入流路、及びその細胞導入流路につながる共通の試料導入口を備え、細胞導入流路は試料導入口から全ての細胞分析容器に向かって段階的に、かつ全ての細胞分析容器に対して均等に分岐する構造をもっていることを特徴とする。
【０００６】
細胞分析容器からの試料を排出するために、その基体内部に形成されて全ての細胞分析容器につながり試料細胞を排出するための試料排出流路、及び試料排出流路につながる共通の試料細胞排出口をさらに備えていることが好ましい。この場合、試料排出流路は全ての細胞分析容器から試料細胞排出口に向かって段階的に均等に合流を繰り返す構造をもっていることが好ましい。
【０００７】
細胞に対する影響を調べようとする薬剤や毒物を細胞分析容器に供給できるようにするために、細胞分析容器に設けられた試薬入口、その試薬入口につながる試薬供給流路、及びその試薬供給流路に配置されて試薬の流入を制御するマイクロバルブをさらに備えていることが好ましい。この場合、そのマイクロバルブは、その試薬供給口が試薬入口と一体化して細胞分析容器に面するように、細胞分析容器と一体的に形成されていることが好ましい。
【０００８】
さらに好ましくは、マイクロバルブの試薬供給口は細胞分析容器の空洞の上面又は下面に位置している。
細胞分析装置の好ましい一例は、細胞分析容器を構成する空洞の少なくとも一部が上面と下面に開口をもつ貫通穴として形成されており、それらの開口の少なくとも一方は光透過性の部材で閉じられ、外部から光学検出が可能になっているものである。
【０００９】
細胞分析装置の他の好ましい一例は、細胞分析容器を構成する空洞の上下面の一方の面の一部が開口をもってその開口が基体とは別の部材で閉じられており、その面の開口部以外の部分にマイクロバルブの試薬供給口が形成されており、そのマイクロバルブはその試薬供給口を開閉するダイヤフラムを備えたものである。その場合、マイクロバルブは、他のダイヤフラムにより開閉される試薬排出口をさらに備え、試薬供給流路を試薬供給口と試薬排出口に任意に接続できるものとすることができる。
【００１０】
細胞分析装置のさらに他の好ましい一例は、細胞分析容器を構成する空洞の上下面の一方の面の一部が開口をもってその開口が基体とは別の部材で閉じられており、空洞のその面の開口部以外の部分は基体が厚さ方向に一部残存したものであり、マイクロバルブの試薬供給口はその残存部分に垂直方向に形成された貫通穴となっているものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の細胞分析装置では、細胞導入流路を段階的に均等に分岐させていることにより、細胞分析容器までの全ての経路の流路抵抗が等しくなり、細胞導入口から導入する細胞を全ての細胞分析容器に同時に導入できるようになる。そして、一度の導入操作で複数の細胞分析容器に同時に細胞を導入することができるため、細胞の導入から分析までの総分析時間を短縮することができる。また、従来用いられているマイクロプレートと比較して、細胞分析容器も細胞導入流路も基体内部に形成されているため、細胞導入時の細胞培養液の蒸発を抑えることができ、より微量な試料を扱うことができて微小化による大規模な集積化が可能である。
【００１２】
細胞分析容器からの試料を排出する試料排出流路を備えれば、分析終了後の試料排出処理が容易になる。その場合、各細胞分析容器から試料細胞排出口までの試料排出流路の流路抵抗も互いに等しくなるようにすれば、細胞導入流路から細胞分析容器へのほぼ均等な細胞導入が一層容易になる。
【００１３】
細胞分析容器に試薬を供給する試薬供給流路を設け、その試薬供給流路には試薬の流入を制御するマイクロバルブを備えるとともに、そのマイクロバルブの試薬供給口を細胞分析容器の試薬入口と一体化して細胞分析容器に面するように、細胞分析容器と一体的に形成すれば、マイクロバルブと細胞分析容器との間のデッドボリュームが少なくなり、細胞分析容器内の反応を正確に制御することができるようになる。
【００１４】
マイクロバルブの試薬供給口を細胞分析容器の空洞の上面又は下面に配置すれば、マイクロパルプの試薬供給口が細胞分析容器の直上又は真下に配置されて垂直方向を向くことになり、マイクロバルブと細胞分析容器との間のデッドボリュームがより少なくなるとともに、仮にデッドボリュームが存在したとしても落下又は拡散によって、そこに未反応の試薬が残存することがなくなり、細胞分析容器内の反応をより正確に制御することができるようになる。
【００１５】
この細胞分析装置は、シリコン基板などの基板をドライエッチングすることにより形成することができる。その際、ドライエッチングにより細胞分析容器を形成するとともに、その細胞分析容器の上部に基板を厚さ方向に一部残存させ、その残存部にマイクロパルプを形成すれば、同一基板上で細胞分析容器上部にマイクロバルブを形成することができる。同一基板上に加工を施すことによって、加工後の位置合わせ接合が不要となるため、マイクロバルブと細胞分析容器との正確な位置決めが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１に本発明の細胞分析装置の概念図を示す。細胞導入口１から導入された細胞は、基体内の細胞導入流路２を通って均等に分配されながら基体内の細胞分析容器３に導入される。その際、導入された細胞は細胞導入流路２の各分岐点においてほぼ均等に分配され、１回の導入操作によって複数の細胞分析容器３にほぼ同数の細胞が導入される。
また、マイクロプレートと異なり各細胞分析容器は蓋をされた状態であるため、細胞分析容器の体積が小さくなった場合でも培養液の蒸発が抑えられる。
【００１７】
本発明の実施例を、以下、図面に基づいて説明する。
図２に一実施例を示し、図３に１つの細胞分析容器とそれにつながる細胞導入流路と排出流路を概略的に示す。
基板７には基板を貫通して８個の細胞分析容器３が形成され、基板７の上面には細胞分析容器３につながる溝状の排出流路４、底面には細胞分析容器３につながる溝状の細胞導入流路２が形成されている。細胞導入流路２の共通の一端が細胞導入部となり、その部分には基板７を貫通する貫通穴加工が施されている。基板７は例えばシリコン基板であるが、合成石英ガラス基板、パイレックス（登録商標）ガラス基板、その他のガラス基板などを用いることもできる。
【００１８】
基板７の上面には上部ガラス基板６、底面には下部ガラス基板８がそれぞれ接合されて一体構造となって基体を構成している。上部ガラス基板６には、細胞導入部の位置に細胞導入口１となる貫通穴加工が施され、排出流路４の共通の一端の位置に細胞排出口５となる貫通穴加工がそれぞれ施されている。
【００１９】
基板７の底面に形成された細胞導入流路２は段階的に均等に分岐をし、最終的に細胞分析容器３の数に等しくなるように分岐し、分岐した流路のそれぞれが細胞分析容器３に接続されている。それぞれの細胞分析容器３には基板７の上面に形成された排出流路４が接続されている。排出流路４は段階的に均等に合流し、最終的に細胞排出口５に接続されている。
【００２０】
細胞分析容器３の直径は細胞導入流路２及び排出流路４の幅に比べて大きく設定されている。また、胞導入流路２と排出流路４は均等に分岐又は合流をしているため、細胞導入口１から排出口５までのすべての経路の流路抵抗は等しくなっている。
細胞導入口１から試料細胞を含む溶液を供給すると、その溶液は基板７の底面に形成された細胞導入流路２を通って細胞分析容器３に導入される。このとき、すべての経路の流路抵抗が等しいため、８つの細胞分析容器３には試料細胞を含んだ溶液がほぼ均等に導入される。その結果、すべての細胞容器３にはほぼ同数の細胞を同時に導入することができる。
また、細胞分析容器３の直径は細胞導入流路２及び排出流路４の幅に比べて大きいため、細胞分析容器３内では試料溶液の流速が遅くなり、試料溶液の導入流速を調整することにより試料溶液に含まれる細胞を細胞分析容器３に留めることができる。
【００２１】
一実施例として、細胞分析容器３、細胞導入流路２及び排出流路４を、厚さが例えば３００μｍのシリコン基板に形成した。加工は反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）装置を用いて行なった。寸法の一例として、細胞分析容器３の直径を１ｍｍとした。その深さは基板の厚さに等しく、３００μｍである。細胞導入流路２及び排出流路４は、幅を５０μｍ、深さを１００μｍとした。
【００２２】
その実施例の細胞反応装置を用い、細胞の代替として直径約２０μｍの蛍光ビーズを導入した。図４は８個の細胞分析容器３に導入された蛍光ビーズを装置の底面から蛍光観察した結果を示している。全ての細胞分析容器３に蛍光ビーズが導入されていることが分かる。
この結果では、蛍光ビーズは１〜５個の範囲でばらついているが、蛍光ビーズの入っていない細胞分析容器３はない。本明細書で「ほぼ同数」、「ほぼ均等」と表現しているのは、この程度のばらつきをもったものも含む意味で使用している。
ここでは、細胞分析容器の数を８個としたが、これに限定されるものではない。
【００２３】
図５は他の実施例を表わし、各細胞分析容器２２に細胞導入流路４と排出流路（図示略）を接続するとともに、細胞に対する影響を評価するための薬剤や毒物を試薬として供給する試薬供給流路２８を備えた実施例の１つの細胞分析容器に関する部分を示したものである。その実施例における試薬供給に関する構成を図６に詳細に示す。図６では細胞導入流路と排出流路の図示は省略されている。
【００２４】
図６で、（Ａ）は概略斜視図、（Ｂ）はそのＡ−Ａ線位置での断面図である。ただし、図６は図５とは左右が逆に描かれている。
基板２０は例えばシリコン基板であり、基板２０には細胞分析容器２２、試薬を細胞分析容器２２に導く試薬供給流路２８、試薬入口３６、細胞分析容器２２から離れた位置に配置された試薬排出口４２を初め、必要な部分が細胞導入流路及び排出流路とともに、基板２０のエッチングにより形成されている。試薬供給流路２８はその供給口が基板２０の裏面側に形成されている。
基板２０は、図２の基板７と同様に、シリコン基板以外に、合成石英ガラス基板、パイレックス（登録商標）ガラス基板、その他のガラス基板などを用いることもできる。
【００２５】
細胞分析容器２２は基板２０を貫通する空洞として形成され、その上部には基板２０の表面部分の一部がエッチングされずに残された残存部分３２が設けられている。その残存部分３２には試薬供給流路２８からの試薬の導入を制御するマイクロバルブ４１が形成されている。マイクロバルブ４１では細胞分析容器２２への試薬供給口３６が残存部分３２に垂直方向の穴として形成されている。その穴３６がマイクロバルブ４１の試薬供給口と細胞分析容器２２の試薬入口を兼ねている。
マイクロバルブ４１は、試薬供給口３６を開閉するダイヤフラム４１ａと、排出口４２を開閉するダイヤフラム４１ｂを備えている。この実施例では、試薬供給流路２８と排出口４２は基板貫通穴を含んでいる。
【００２６】
マイクロバルブ４１でダイヤフラム４１ａ，４１ｂ上に空気室を形成するとともに、基板２０の上面で試薬供給流路２８につながる試薬供給口２８ａと、排出口４２につながる試薬排出口４４ａに開口を設け、ダイヤフラム４１ａ，４１ｂ上の空気室にマイクロバルブ駆動用の空気を供給するための流路を形成し、その空気供給用の流路につながる空気供給口３８ａ，３８ｂを設けるために、基板２０の上面に上部基板４０が接合されている。上部基板４０は例えばＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）による樹脂成型品であり、ダイヤフラム４１ａ，４１ｂはその上部基板４０と同じ材質のＰＤＭＳからなる薄膜である。それぞれの空気供給口３８ａ、３８ｂから流路を経てダイヤフラム４１ａ、４１ｂ上の空気室に駆動用空気が供給される。
【００２７】
ダイヤフラム４１ａ，４１ｂとなる薄膜としては、ＰＤＭＳのほか、シリコーン樹脂膜、フッ素アモルファス樹脂（例えば、ＣＹＴＯＰ：旭硝子株式会社製）などを用いることができ、その厚さは数十μｍ〜数百μｍが適当である。
【００２８】
基板２０の裏面側に透明ガラス基板２１、例えばパイレックス（登録商標）ガラスが接合され、裏面側から細胞分析容器２２内を光学的に観測できるようになっている。ガラス基板２１の厚さは特に限定はされないが、顕微鏡観察を行なうことを目的とする場合には、顕微鏡観察に適した厚さ、例えば０.１５ｍｍ程度のものを使用するのが好ましい。
基板２０、上部基板４０及びガラス基板２１が一体構造となって基体を構成している。
【００２９】
図７に図６の試薬供給流路による試薬供給動作を示す。
（Ａ）は試薬を細胞分析容器２２に供給するときのマイクロバルブ４１ａ、４１ｂの動作であり、試薬供給側のダイヤフラム４１ａには空気圧は加えられず、ダイヤフラム４１ｂに空気圧が加えられる。これにより供給口３６が開けられ、排出口４２が閉じられる。試薬供給流路２８から矢印のように供給された試薬は供給口３６から細胞分析容器２２内に供給される。
【００３０】
（Ｂ）は試薬交換のときなど、試薬供給流路２８に残留している試薬を新しい試薬と置換するためのパージモードを示したものである。このときダイヤフラム４１ａ、４１ｂは、（Ａ）とは逆にダイヤフラム４１ａ上の空気室に空気圧が与えられて供給口３６が閉じられ、ダイヤフラム４１ｂ上の空気室には空気圧が与えられずに排出口４２が開いた状態となる。新しい試薬を供給すると、流路２８に残留していた試薬は排出口４２から排出され、流路２８は新しい試薬で置換される。
【００３１】
試薬供給口３６は基板残存部分３２に垂直方向に開けられた穴であるので、マイクロバルブ４１と細胞分析容器２２との間に未反応の試薬が残留することがない。
試薬は細胞分析容器２２内で細胞と反応する。細胞分析容器２２の裏面は透明ガラス板２１であるので、細胞分析容器２２内の様子はその透明ガラス板２１を通して顕微鏡などにより光学的に観察することができる。
反応を終了した後の細胞は、排出流路４から排出口５へ排出される。
【００３２】
図８は試薬供給用の流路が１つの場合の実施例を、細胞導入部分を省略して示したものであり、（Ａ）は概略斜視図、（Ｂ）はそのＡ−Ａ線位置での断面図である。
基板２０にエッチングにより細胞分析容器２２、試薬を細胞分析容器２２に導く試薬供給流路２８、試薬入口３６、細胞分析容器２２から試薬を排出する試薬排出流路２６を初め、必要な部分が細胞導入流路及び排出流路とともに、基板２０のエッチングにより形成されている。
【００３３】
細胞分析容器２２の上部には基板２０の表面部分の一部がエッチングされずに残された残存部分３２が設けられ、その残存部分３２には試薬供給流路２８からの試薬の供給を制御するマイクロバルブ３４が形成されている。マイクロバルブ３４では細胞分析容器２２への試薬供給口３６が残存部分３２に垂直方向の穴として形成されている。その穴３６がマイクロバルブ３４の試薬供給口と細胞分析容器２２の試薬入口を兼ねている。マイクロバルブ３４はその穴３６を開閉するダイヤフラム３４ａを備えている。
【００３４】
図７と同様に、マイクロバルブ３４でダイヤフラム３４ａ上に空気室を形成するとともに、基板２０の上面で試薬供給流路２８につながる試薬供給口２４と、試薬排出流路２６につながる試薬排出口２６ａに開口を設け、ダイヤフラム３４ａ上の空気室にマイクロバルブ駆動用の空気を供給するための流路を形成し、その空気供給用の流路につながる空気供給口３８を設けるために、基板２０の上面に上部基板４０が接合されている。基板２０の裏面側には透明ガラス基板２１が接合され、裏面側から細胞分析容器２２内を光学的に観測できるようになっている。
【００３５】
この実施例において、細胞分析容器２２に試薬を供給するときは、マイクロバルブ３４でダイヤフラム３４ａ上の空気室に空気圧を印加しない状態で試薬供給流路２８から供給される試薬を試薬供給口３６から細胞分析容器２２へ導入する。細胞分析容器２２への試薬供給後は、ダイヤフラム３４ａにより試薬供給口３６を閉じる。
【００３６】
次に、図９により実施例の製造方法を説明する。ただし、この実施例は上記の実施例とは厳密には一致しない。細胞分析容器や流路は、シリコン基板にフォトリソグラフイーとデイープＲＩＥにより形成する。
【００３７】
（Ａ）厚さが例えば３００μｍのシリコン基板２０にドライエッチング時のマスクとなるシリコン酸化膜５０を熱酸化により１μｍの厚さに形成する。
（Ｂ）両面アライナーを用いたフォトリソグラフイーによりレジストパターンを形成し、そのレジストパターンをマスクとしてフッ酸を用いた酸化膜エッチングにより、酸化膜５０をパターニングする。このとき、基板２０の上面ではマイクロバルブと細胞分析容器の上部開口形状を決定する酸化膜パターン５０ａを形成し、基板２０の下面では試薬供給流路の形状が決定されるように酸化膜パターン５０ｂを形成する。
また、図８では省略しているが、同様に、基板２０の上面で細胞導入流路形状パターンを、基板２０の下面で排出流路形状パターンを、酸化膜５０に形成する。
【００３８】
（Ｃ）シリコン基板上面にフォトリソグラフイーにより、細胞分析容器の上部開口と、マイクロバルブにおける試薬供給口３６と試薬供給流路２８につながる口の形状、及び細胞導入流路形状を決定するフォトレジストパターン５２を形成する。
次に、このときフォトレジストパターンをマスクとして、シリコン基板２０をＩＣＰ（誘導結合プラズマ）−ＲＩＥを用いてドライエッチングにより５０μｍ程度の深さにエッチングする。
【００３９】
（Ｄ）フォトレジスト除去後、工程（Ｂ）でパターニングした酸化膜パターン５０ａをマスクにしてＣＣＰ（Capacitive Coupling Plasma）−ＲＩＥを用いて２０μｍ程度の深さにドライエッチングを行ない、マイクロバルブ形状を形成する。
【００４０】
（Ｅ）次に、シリコン基板２０の下面にフォトリソグラフイーにより、細胞分析容器の下面からの貫通穴の形状と試薬供給流路の基板厚さ方向の形状、及び細胞排出流路形状を決定するフォトレジストバターン５４を形成する。
次にこのフォトレジストバターン５４をマスクとしてシリコン基板２０をＩＣＰ−ＲＩＥを用いてドライエッチングする。
【００４１】
（Ｆ）フォトレジスト除去後、酸化膜パターン５０ａ、５０ｂをマスクとしてＩＣＰ−ＲＩＥを用いてドライエッチングを行なう。このエッチングで、細胞分析容器上部の一部３２を除いた部分が貫通し、マイクロバルブ３４が細胞分析容器２２の上部にせり出した形状が実現される。また同時に試薬供給用の流路２８が形成される。
（Ｇ）このように形成されたシリコン基板２０の下面にパイレックス（登録商標）ガラス板２１を陽極接合する。
【００４２】
（Ｈ）シリコン基板２０の上面にマイクロバルブのダイヤフラム３４ａとなるＰＤＭＳ薄膜を接合する。ＰＤＭＳ薄膜の接合は、例えば次のように行なう。まず、ＰＤＭＳ（Sylgard 184：Dow Corning社（米）の製品）をポリエステル膜やＰＥＴ(ポリエチレンテレフタレート)膜などの樹脂膜上にスピンコート法により３０μｍ程度の厚さに形成する。そのＰＤＭＳ薄膜を６０℃で３０分間加熱処理する。ＰＤＭＳはこの加熱処理では完全には硬化しない。次にそのＰＤＭＳ薄膜をシリコン基板２０の上面に貼りつけ、１０５℃で１時間加熱処理してＰＤＭＳを完全に硬化させることによりＰＤＭＳ薄膜をシリコン基板２０の上面に接合する。その後、ＰＤＭＳ薄膜を形成していた樹脂膜を剥離する。
【００４３】
次に、ＰＤＭＳ膜３４ａ上に、ダイヤフラム３４ａ上の空気室、その空気室にマイクロバルブ駆動用の空気を供給するための流路、その空気供給用流路につながる空気供給口、試薬供給口及び試薬排出口が形成されたＰＤＭＳによる樹脂成型品４０を貼り合せる。
これにより、細胞分析装置が完成する。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、細胞を対象として、細胞の薬剤や毒物に対する影響を評価する細胞分析装置として利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の細胞分析装置を概念的に示す概略斜視図である。
【図２】一実施例を示す概略斜視図である。
【図３】同実施例の要部断面図である。
【図４】各細胞分析容器に導入された蛍光ビーズを示す蛍光画像である。
【図５】他の実施例を示す斜視断面図である。
【図６】同実施例を細胞導入用の流路を省略して表わす図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線位置での断面図である。
【図７】同実施例の動作を示す断面図である。
【図８】さらに他の実施例を細胞導入用の流路を省略して表わす図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線位置での断面図である。
【図９】１つの実施例の反応装置を製造する方法を示す工程断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１ 細胞導入口
２ 細胞導入流路
３ 細胞分析容器
４ 排出流路
５ 排出口
６ 上部ガラス基板
７，２０ 基板
８ 下部ガラス基板
２８ 試薬供給流路
３０ 排出用流路
３２ 残存部分
３４、４１ マイクロバルブ
３６ 試薬供給口
３４ａ、４１ａ、４１ｂ ダイヤフラム
４０ 上部基板
２１ 透明ガラス基板
３８、３８ａ、３８ｂ マイクロバルブ駆動用空気供給口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体内部に空洞として形成されて試料細胞を分析するための複数の細胞分析容器、前記基体内部に形成されて全ての前記細胞分析容器につながり試料細胞を導入するための細胞導入流路、及び前記細胞導入流路につながる共通の試料導入口を備え、
前記細胞導入流路は前記試料導入口から全ての前記細胞分析容器に向かって段階的に、かつ全ての前記細胞分析容器に対して均等に分岐する構造をもっていることを特徴とする細胞分析装置。
【請求項２】
前記基体内部に形成されて全ての前記細胞分析容器につながり試料細胞を排出するための試料排出流路、及び前記試料排出流路につながる共通の試料細胞排出口をさらに備え、
前記試料排出流路は全ての前記細胞分析容器から前記試料細胞排出口に向かって段階的に均等に合流を繰り返す構造をもっている請求項１に記載の細胞分析装置。
【請求項３】
前記細胞分析容器に設けられた試薬入口、前記試薬入口につながる試薬供給流路、及び前記試薬供給流路に配置されて試薬の流入を制御するマイクロバルブをさらに備え、
前記マイクロバルブは、その試薬供給口が前記試薬入口と一体化して前記細胞分析容器に面するように、前記細胞分析容器と一体的に形成されている請求項１又は２に記載の細胞分析装置。
【請求項４】
前記試薬供給口は前記細胞分析容器の空洞の上面又は下面に位置している請求項３に記載の細胞分析装置。
【請求項５】
前記細胞分析容器は前記空洞の少なくとも一部が上面と下面に開口をもつ貫通穴として形成されており、それらの開口の少なくとも一方は光透過性の部材で閉じられ、外部から光学検出が可能になっている請求項１から４のいずれかに記載の細胞分析装置。
【請求項６】
前記細胞分析容器は前記空洞の上下面の一方の面の一部が開口をもってその開口が前記基体とは別の部材で閉じられており、その面の開口部以外の部分に前記試薬供給口が形成されており、
前記マイクロバルブはその試薬供給口を開閉するダイヤフラムを備えたものである請求項３から５のいずれかに記載の細胞分析装置。
【請求項７】
前記マイクロバルブは、他のダイヤフラムにより開閉される試薬排出口をさらに備え、前記試薬供給流路を前記試薬供給口と前記試薬排出口に任意に接続できるものである請求項６に記載の細胞分析装置。
【請求項８】
前記細胞分析容器は前記空洞の上下面の一方の面の一部が開口をもってその開口が前記基体とは別の部材で閉じられており、前記空洞のその面の開口部以外の部分は前記基体が厚さ方向に一部残存したものであり、前記試薬供給口はその残存部分に垂直方向に形成された貫通穴である請求項３から７のいずれかに記載の細胞分析装置。
【請求項１】
基体内部に空洞として形成されて試料細胞を分析するための複数の細胞分析容器、前記基体内部に形成されて全ての前記細胞分析容器につながり試料細胞を導入するための細胞導入流路、及び前記細胞導入流路につながる共通の試料導入口を備え、
前記細胞導入流路は前記試料導入口から全ての前記細胞分析容器に向かって段階的に、かつ全ての前記細胞分析容器に対して均等に分岐する構造をもっていることを特徴とする細胞分析装置。
【請求項２】
前記基体内部に形成されて全ての前記細胞分析容器につながり試料細胞を排出するための試料排出流路、及び前記試料排出流路につながる共通の試料細胞排出口をさらに備え、
前記試料排出流路は全ての前記細胞分析容器から前記試料細胞排出口に向かって段階的に均等に合流を繰り返す構造をもっている請求項１に記載の細胞分析装置。
【請求項３】
前記細胞分析容器に設けられた試薬入口、前記試薬入口につながる試薬供給流路、及び前記試薬供給流路に配置されて試薬の流入を制御するマイクロバルブをさらに備え、
前記マイクロバルブは、その試薬供給口が前記試薬入口と一体化して前記細胞分析容器に面するように、前記細胞分析容器と一体的に形成されている請求項１又は２に記載の細胞分析装置。
【請求項４】
前記試薬供給口は前記細胞分析容器の空洞の上面又は下面に位置している請求項３に記載の細胞分析装置。
【請求項５】
前記細胞分析容器は前記空洞の少なくとも一部が上面と下面に開口をもつ貫通穴として形成されており、それらの開口の少なくとも一方は光透過性の部材で閉じられ、外部から光学検出が可能になっている請求項１から４のいずれかに記載の細胞分析装置。
【請求項６】
前記細胞分析容器は前記空洞の上下面の一方の面の一部が開口をもってその開口が前記基体とは別の部材で閉じられており、その面の開口部以外の部分に前記試薬供給口が形成されており、
前記マイクロバルブはその試薬供給口を開閉するダイヤフラムを備えたものである請求項３から５のいずれかに記載の細胞分析装置。
【請求項７】
前記マイクロバルブは、他のダイヤフラムにより開閉される試薬排出口をさらに備え、前記試薬供給流路を前記試薬供給口と前記試薬排出口に任意に接続できるものである請求項６に記載の細胞分析装置。
【請求項８】
前記細胞分析容器は前記空洞の上下面の一方の面の一部が開口をもってその開口が前記基体とは別の部材で閉じられており、前記空洞のその面の開口部以外の部分は前記基体が厚さ方向に一部残存したものであり、前記試薬供給口はその残存部分に垂直方向に形成された貫通穴である請求項３から７のいずれかに記載の細胞分析装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００６−８７３３６（Ｐ２００６−８７３３６Ａ）
【公開日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２７５９３８（Ｐ２００４−２７５９３８）
【出願日】平成１６年９月２２日（２００４．９．２２）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１６年度農業・生物系特定産業技術研究機構 新事業創出研究開発事業、産業活力再生特別措置法第３０条の適用を受けるもの
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月２２日（２００４．９．２２）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１６年度農業・生物系特定産業技術研究機構 新事業創出研究開発事業、産業活力再生特別措置法第３０条の適用を受けるもの
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
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