説明

細胞分離装置

【課題】がん細胞と分離された他の細胞および成分を回収することができ、かつ、細胞に与えるダメージが少なく、がん細胞を他の細胞と高精度で分離することができるがん細胞分離装置を提供する。
【解決手段】がん細胞分離装置100は、細胞懸濁液26が導入される主流路110と、前記主流路110に設けられた第1の分岐部から分岐し、該主流路110の該第1の分岐部から所定距離の位置に設けられた第1の合流部131で前記主流路110に合流する第1の副流路111とを含み、前記主流路110の内壁面のうち前記第1の副流路111側および該第1の副流路の内壁面のうち前記主流路110から離れた側にがん細胞と特異的に結合する抗体が固定化された抗体固定化領域12が設けられている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、がん細胞を他の細胞と分離することができるがん細胞分離装置に関する。
【背景技術】
【0002】
世界各国において、がんはヒトの主要な死因の一つである。がんによる死亡理由のほとんどは、がんの転移による再発によるものである。原発巣からのがんの転移は、がん細胞が血管やリンパ管を経由して別の組織の血管壁に定着した後、浸潤して微小転移巣を形成することによって成立する。
【0003】
現在、がんの転移を防ぐ方法として化学療法や放射線療法が広く行われているが(特開2008−310786号公報)、効果が不充分な場合もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2008−310786号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、がん細胞と分離された他の細胞および成分を回収することができるがん細胞分離装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様に係るがん細胞分離装置は、
細胞懸濁液が導入される主流路と、
前記主流路に設けられた第1の分岐部から分岐し、該主流路の該第1の分岐部から所定距離の位置に設けられた第1の合流部で前記主流路に合流する第1の副流路と、
を含み、
前記主流路の内壁面のうち前記第1の副流路側および該第1の副流路の内壁面のうち前記主流路から離れた側に、がん細胞と特異的に結合する抗体が固定化された抗体固定化領域が設けられている。
【0007】
上記がん細胞分離装置において、
第2…第n−2の副流路(ここで、nは2以上の整数を示す。)をさらに含み、
第kの副流路(ここで、kは2〜nの整数である。)は、前記第k−1の副流路に設けられた第kの分岐部から分岐し、前記主流路の該第k−1の合流部から所定距離の位置に設けられた第kの合流部で該主流路に合流し、
前記第kの副流路の内壁面のうち前記主流路から離れた側に、がん細胞と特異的に結合する抗体が固定化された抗体固定化領域が設けられていることができる。
【0008】
上記がん細胞分離装置は、
第1の電極対と、
前記第1の電極対よりも下流に設けられた第2の電極対と、
前記第2の電極対よりも下流に設けられた誘電泳動電極対とをさらに含み、
前記がん細胞が前記第1の電極対から前記第2の電極対までを通過するのに要する第1時間、および前記がん細胞とは異なる他の細胞が前記第1の電極対から前記第2の電極対までを通過するのに要する第2時間を検出し、前記第1および第2時間に基づいて、前記誘電泳動電極対を制御することができる。
【0009】
上記がん細胞分離装置によれば、主流路に設けられた第1の分岐部から分岐し、主流路の第1の分岐部から所定距離の位置に設けられた第1の合流部で主流路に合流する第1の副流路を含むことにより、がん細胞と分離された他の細胞および成分を回収することができる。
【0010】
また、上記がん細胞分離装置によれば、主流路の内壁面のうち第1の副流路側ならびに第1の副流路の内壁面のうち主流路から離れた側に抗体固定化領域が設けられていることにより、細胞自体に加わるダメージが少ない状態で、がん細胞を高精度でかつ選択的に除去することができる。
【0011】
さらに、上記がん細胞分離装置によれば、流路の内壁面に固定化させる抗体の種類を適宜選択することにより、幅広い種類のがん細胞の除去に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】本発明の第1実施形態に係るがん細胞分離装置を模式的に示す断面図。
【図2】図1に示されるがん細胞分離装置によるがん細胞分離方法を説明する図。
【図3】本発明の第2実施形態に係るがん細胞分離装置を模式的に示す断面図。
【図4】本発明の第3実施形態に係るがん細胞分離装置を模式的に示す断面図。
【図5】本発明の第4実施形態に係るがん細胞分離装置を模式的に示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下に、本発明の一実施形態にかかるがん細胞分離装置について具体的に説明する。
【0014】
1.第1実施形態
1.1.がん細胞分離装置の構成
図1は、本発明の一実施形態に係るがん細胞分離装置100を模式的に示す断面図であり、図2は、図1に示されるがん細胞分離装置100の領域Aの拡大断面図であって、がん細胞分離装置100によるがん細胞分離方法を説明する図である。
【0015】
本実施形態に係るがん細胞分離装置100は図1および図2に示されるように、細胞懸濁液26中からがん細胞20を他の細胞(がん細胞以外の細胞)24と選択的に分離する機能を有する。なお、本明細書において「がん細胞」とは、悪性の腫瘍細胞を意味する。細胞懸濁液26は少なくとも細胞を含む液であって、がん細胞を含む可能性がある液であり、例えばがん細胞および他の細胞を含む液である。細胞懸濁液26としては、例えば血液、リンパ液、唾液、尿、涙液等の体液が挙げられる。
【0016】
本実施形態に係るがん細胞分離装置100は、細胞懸濁液26が導入される主流路110と、第1の副流路111とを含む。細胞懸濁液26は、本実施形態に係るがん細胞分離装置100の流路中を図1の矢印の方向に移動する。
【0017】
主流路110は、がん細胞20と特異的に結合する抗体13が固定化された抗体固定化領域12を有する。より具体的には、主流路110の内壁面(細胞懸濁液26と接触する側の壁面、以下同じ)のうち第1の副流路111側に抗体固定化領域12が設けられている。また、主流路110中を移動する細胞懸濁液26は、がん細胞20が除去された後、回収されるかまたは体内に戻される。すなわち、主流路110は、細胞懸濁液26を回収する機構または体内に戻すための機構(図示せず)に接続されている。
【0018】
第1の副流路111は図1に示されるように、主流路110に設けられた第1の分岐部121から分岐し、主流路110の第1の分岐部121から所定距離の位置(第1の分岐部121から矢印の方向(細胞懸濁液26の移動方向)に進んだ位置)に設けられた第1の合流部131で主流路110に合流する。
【0019】
また、第1の副流路111の内壁面のうち主流路110から離れた側には、抗体固定化領域12が設けられている。より具体的には、本実施形態に係るがん細胞分離装置100では、第1の副流路111の内壁面のうち主流路110から離れた側において、第1の分岐部121と第2の分岐部122との間に抗体固定化領域12が設けられている。さらに、本実施形態に係るがん細胞分離装置100では、第1の副流路111の内壁面のうち主流路110に近い側に、抗体13が固定化されていない抗体固定化禁止領域14が設けられている。
【0020】
本実施形態に係るがん細胞分離装置100はさらに、第2の副流路112を含むことができる。第2の副流路112は図1に示されるように、第1の副流路111に設けられた第2の分岐部122から分岐し、主流路110の第1の合流部131から所定距離の位置(第1の合流部131から細胞懸濁液26の移動方向に進んだ位置)に設けられた第2の合流部132で主流路110に合流する。
【0021】
また、第2の副流路112の内壁面のうち主流路110から離れた側には、抗体固定化領域12が設けられている。より具体的には、本実施形態に係るがん細胞分離装置100では、第2の副流路112の内壁面のうち主流路110から離れた側において、第2の分岐部122と第3の分岐部123との間に抗体固定化領域12が設けられており、第2の副流路112の内壁面のうち主流路110に近い側に、抗体固定化禁止領域14が設けられている。なお、抗体固定化領域12および抗体固定化禁止領域14は例えば、流路の半分より主流路側または副流路側にて半円状に設けられていてもよい。
【0022】
本実施形態に係るがん細胞分離装置100ではさらに、第2の副流路112の第3の分岐部123から分岐する第3の副流路113が設けられている。第3の副流路113は例えば、分離されたがん細胞20を含む液を回収する機構(図示せず)に接続されていてもよい。あるいは、本実施形態に係るがん細胞分離装置100において、第3の副流路113が第2の副流路112と同様に、合流部(図示せず)にて主流路111に接続する構造を有していてもよい。この場合、第3の副流路113は、第2の副流路112に設けられた第3の分岐部123から分岐し、主流路110の第2の合流部132から所定距離の位置に設けられた第3の合流部(図示せず)で主流路110に合流することができる。なお、第3の副流路113の内壁面のうち主流路110から離れた側に、抗体固定化領域12を設けることができる。
【0023】
このように、本実施形態に係るがん細胞分離装置100に2個以上の副流路を設けることができる。換言すると、本実施形態に係るがん細胞分離装置100は例えば、第2…第nの副流路(ここで、nは2以上の整数を示す。)をさらに含むことができる。ここで、第kの副流路(ここで、kは2〜nの整数である。)は、第k−1の副流路に設けられた第kの分岐部から分岐し、主流路110の第k−1の合流部から所定距離の位置に設けられた第kの合流部で主流路110に合流し、第kの副流路の内壁面のうち主流路110から離れた側に抗体固定化領域12が設けられている(規定1)。
【0024】
例えば、本実施形態に係るがん細胞分離装置100が第3の副流路113を含む場合、第3の副流路は上記第kの副流路がk=3の場合であって、第3(k)の副流路113は、第2(k−1)の副流路112に設けられた第3(k)の分岐部123から分岐し、主流路110の第2(k−1)の合流部132から所定距離の位置に設けられた第3(k)の合流部133で主流路110に合流し、第3(k)の副流路113の内壁面のうち主流路110から離れた側に抗体固定化領域12を設けることができる。なお、ここではk=3の場合を示したが、k=3である場合に限定されず、上記規定1は、本実施形態に係るがん細胞分離装置100に2個以上の副流路が設けられる場合の各副流路についても同様に適用可能である。
【0025】
1.2.抗体固定化領域12
抗体固定化領域12において、がん細胞20と特異的に結合する抗体13としては、例えば、がん細胞20の表面抗原22に対する抗体が挙げられる。本実施形態に係るがん細胞分離装置100では、がん細胞20と特異的に結合する抗体13として、がん細胞20の表面抗原22に対する抗体13を用いる場合について説明する。この場合、がん細胞20の表面抗原22に対する抗体13は、分離対象のがん細胞20の種類に応じて選択することができる。例えば、上皮がんに共通の表面抗原に対する抗体としては、Ep−CAM抗体、N−カドヘリン抗体等が挙げられ、乳がん特有の表面抗原に対する抗体としては、HER2抗体等が挙げられ、大腸がん特有の表面抗原に対する抗体としては、NS19−9抗体等が挙げられ、前立腺がん特有の表面抗原に対する抗体としては、CD49、CD54,CD59抗体等が挙げられる。上記に例示されたこれらの抗体を抗体13として用いることができる。
【0026】
抗体固定化領域12における抗体13の固定化は、物理吸着による方法または化学結合による方法を用いることができる。化学結合による方法は、確実な固定化を達成できる点で有用である。例えば、内壁面が水酸基を含む材質からなる場合、抗体中のカルボキシル基を活性エステル化した後、水酸基と該活性エステル基とを反応させることにより、化学結合によって該内壁面に抗体を固定化させることができる。
【0027】
1.3.分離対象
分離対象となるがん細胞20としては、例えば循環がん細胞(CTC)が挙げられる。このうち、細胞懸濁液26が血液またはリンパ液である場合、本実施形態に係るがん細胞分離装置100を用いて、患者から採取した血液またはリンパ液からCTCを除去した後、該血液またはリンパ液を再び患者の体内に戻すことによって、患者のがんの転移を確実に抑えることができる。例えば、血液中からCTCを選択的に分離することにより、CTCとその他の成分(例えば、赤血球、白血球、血小板等の正常細胞、塩類、アルブミン等の血漿タンパク質、免疫グロブリン等の抗体、血液凝固因子等)とを分離することができるうえ、他の正常な細胞および成分に及ぼすダメージを最小限にすることができる。なお、体液は希釈されたものであってもよい。
【0028】
また、本実施形態に係るがん細胞分離装置100を用いたがん細胞(CTCの除去)を、放射線療法および/または化学療法と併用してもよいし、あるいは、放射線療法または化学療法の代替として用いることもできる。すなわち、本発明の一実施形態に係るがんの治療および/または予防方法は、本実施形態に係るがん細胞分離装置100を用いて患者から摂取した体液からがん細胞を除去した後、該体液を患者の体内に戻す工程を含む。この場合、該体液を患者の体内に戻す工程は例えば、血液透析と同様の手法を用いることができる。
【0029】
なお、本実施形態に係るがん細胞分離装置100を、がん細胞以外の細胞、ウイルス、細菌、タンパク質、低分子〜高分子化合物、粒子、コロイド、例えば花粉等のアレルギー物質、毒物、有害物質、環境汚染物質を液体中から分離するための装置として使用してもよい。また、本実施形態に係るがん細胞分離装置100を例えば、血液透析、血液浄化、細胞分化誘導、遺伝子導入のための装置、病原菌の除去装置(水浄化フィルター)として使用してもよい。
【0030】
1.4.がん細胞分離装置を用いたがん細胞分離方法
本実施形態に係るがん細胞分離装置100は、主流路110に導入された細胞懸濁液26中におけるがん細胞20と他の細胞24との移動速度の差を利用して、がん細胞20を他の細胞24と分離する。なお、上記移動速度の差は、物理的手法(例えば、伝導度、インピーダンス、光センシング)で検出することができる。
【0031】
より具体的には、図2に示されるように、がん細胞20の表面抗原22は抗体13と特異的に結合し、流路(図2では主流路110)の内壁面を転がるように移動するため、流路内での移動速度が遅い。これに対して、他の細胞24は抗体13と結合しないため、がん細胞20と比較して大きな速度にて流路内を移動する。これにより、がん細胞20と他の細胞24との間に移動速度の差が生じる。
【0032】
本実施形態に係るがん細胞分離装置100によれば、細胞懸濁液26が導入される主流路110および第1の副流路111とを含み、主流路110の内壁面のうち第1の副流路111側および第1の副流路111の内壁面のうち主流路110から離れた側に抗体固定化領域12が設けられている。これにより、第1の副流路111において、仮に主流路110で除去されなかったがん細胞20が存在する場合、このがん細胞20は、第1の副流路111の内壁面のうち主流路110から離れた側に設けられた抗体固定化領域12の抗体13と結合しながら第1の副流路111内を移動する。このため、第1の副流路111から第2の分岐部122を経て第2の副流路112へとがん細胞20を導くことができるため、がん細胞20と他の細胞24とを確実に分離することができる。また、他の細胞24に加わるダメージが小さいうえに、がん細胞20を高精度でかつ選択的に除去することができる。さらに、抗体固定化領域12にて固定化させる抗体13の種類を適宜選択することにより、幅広い種類のがん細胞20の除去に対応することができる。
【0033】
また、本実施形態に係るがん細胞分離装置100によれば、図1に示されるように、第1の副流路111の内壁面のうち主流路110に近い側に、抗体13が固定化されていない抗体固定化禁止領域14が設けられている。これにより、第1の副流路111において、がん細胞20は抗体13と結合しながら第1の副流路111の抗体固定化領域12近傍を移動するのに対して、他の細胞24が第1の副流路111に侵入した場合、他の細胞24は、抗体13と結合せずに第1の副流路111の抗体固定化禁止領域14近傍を移動する。これにより、第1の副流路111から第1の合流部131を経て主流路110へと他の細胞24を導くことができる。これにより、がん細胞20と他の細胞24とをより確実に分離することができる。
【0034】
さらに、本実施形態に係るがん細胞分離装置100によれば、第1の副流路111が、主流路110に設けられた第1の分岐部121から分岐し、第1の合流部131で主流路110に合流することにより、がん細胞20を分離した後の細胞懸濁液26中の他の細胞24および成分を主流路110に導くことができる。これにより、細胞懸濁液26中の他の細胞24および成分を回収することができるため、がん細胞20以外の細胞懸濁液26の構成成分の損失を防止することができる。このため、本実施形態に係るがん細胞分離装置100によってがん細胞20が除去された後の細胞懸濁液26を、例えばヒトまたはヒト以外の動物の体内に戻して利用する場合、この細胞懸濁液26はがん細胞20以外の細胞懸濁液26の構成成分の損失が抑えられているため、体内で有効に機能することができる。
【0035】
加えて、本実施形態に係るがん細胞分離装置100によれば、第2の副流路112の内壁面のうち主流路110から離れた側に抗体固定化領域12が設けられている。これにより、仮に第1の副流路111にて除去されなかったがん細胞20が存在する場合、かかるがん細胞20は、第2の副流路112の内壁面のうち主流路110から離れた側に設けられた抗体固定化領域12の抗体13と結合しながら第2の副流路112内を移動する。これにより、第2の副流路112から第3の分岐部123を経て第3の副流路113へとがん細胞20を導くことができる。これにより、がん細胞20と他の細胞24とをより確実に分離することができる。
【0036】
そのうえ、本実施形態に係るがん細胞分離装置100によれば、図1に示されるように、第2の副流路112の内壁面のうち主流路110に近い側に、抗体13が固定化されていない抗体固定化禁止領域14が設けられている。これにより、第2の副流路112において、がん細胞20は抗体13と結合しながら第2の副流路112の抗体固定化領域12近傍を移動するのに対して、他の細胞24が第2の副流路112に侵入した場合、他の細胞24は、抗体13と結合せずに第2の副流路112の抗体固定化禁止領域14近傍を移動する。これにより、第2の副流路112から第2の合流部132を経て主流路110へと他の細胞24を導くことができる。これにより、がん細胞20と他の細胞24とをより確実に分離することができる。
【0037】
図1に示される本実施形態に係るがん細胞分離装置100では、第1〜第3の副流路111〜113が設けられている場合を示したが、副流路は4個以上設けられていてもよく、この場合、各副流路は、第2の副流路112と同様の構造を有することができる。本実施形態に係るがん細胞分離装置100に設けられる副流路の数が多いほど、がん細胞20の除去をより多く行うことができるため、より効果的ながん細胞の分離を達成することができる。
【0038】
以下に記載する第2実施形態ないし第4実施形態の説明では、第1実施形態と同様の構成部分については、同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0039】
2.第2実施形態
2.1.がん細胞分離装置の構成および使用方法
図3は、本発明の別の一実施形態に係るがん細胞分離装置200の一断面を模式的に示す図である。
【0040】
本実施形態に係るがん細胞分離装置200は、主流路110に第1〜第3の流路211〜213がさらに設けられている点で、第1実施形態に係るがん細胞分離装置100と異なる構成を有する。すなわち、本実施形態に係るがん細胞分離装置200は図3に示されるように、第1〜第3の流路111〜113および第1〜第3の流路211〜213が主流路110を挟むように設けられている。
【0041】
本実施形態に係るがん細胞分離装置200は、上述の第1実施形態に係るがん細胞分離装置100と同様に、主流路110に導入された細胞懸濁液26中におけるがん細胞20と他の細胞24との移動速度の差を利用して、がん細胞20を他の細胞24と分離する。
【0042】
図3に示されるように、第1〜第3の流路211〜213、第1〜第3の分岐部221〜223、ならびに第1および第2の合流部231,232はそれぞれ、上述の第1実施形態に係るがん細胞分離装置100の第1〜第3の流路111〜113、第1〜第3の分岐部121〜123、ならびに第1および第2の合流部131,132と同様の構造を有する。
【0043】
本実施形態に係るがん細胞分離装置200は、上述の第1実施形態に係るがん細胞分離装置100と同様の作用効果を有する。本実施形態に係るがん細胞分離装置200は、上述の第1実施形態に係るがん細胞分離装置100と比較して、設けられている副流路の数が多いことにより、がん細胞20の除去をより多く行うことができるため、より効果的ながん細胞の分離を達成することができる。
【0044】
3.第3実施形態
3.1.がん細胞分離装置の構成および使用方法
図4は、本発明の別の一実施形態に係るがん細胞分離装置300の一断面を模式的に示す図である。
【0045】
本実施形態に係るがん細胞分離装置300は、第1および第2の副流路111,112をそれぞれ挟むように、第1の電極対32a,32b、第2の電極対34a,34b、および誘電泳動電極対36a,36bが設けられている点で、第1実施形態に係るがん細胞分離装置100と異なる構成を有する。より具体的には、本実施形態に係るがん細胞分離装置300では、第2の電極対34a,34bが第1の電極対32a,32bよりも下流に設けられており、誘電泳動電極対36a,36bが第2の電極対34a,34bよりも下流に設けられている。ここで、「下流」とは、1の副流路において、合流部までの距離がより小さい位置をいう。より具体的には、例えば、「第1の副流路111において、第2の電極対34a,34bが第1の電極対32a,32bよりも下流に設けられている」とは、第1の副流路111において、第2の電極対34a,34bが第1の電極対32a,32bよりも第1の合流部131に近い位置に設けられていることを意味し、「第1の副流路111において、誘電泳動電極対36a,36bが第2の電極対34a,34bよりも下流に設けられている」とは、第1の副流路111において、誘電泳動電極対36a,36bが第2の電極対34a,34bよりも第1の合流部131に近い位置に設けられていることを意味する。
【0046】
本実施形態に係るがん細胞分離装置300は、上述の第1実施形態に係るがん細胞分離装置100と同様に、主流路110に導入された細胞懸濁液26中におけるがん細胞20と他の細胞24との移動速度の差を利用して、がん細胞20を他の細胞24と分離する。
【0047】
また、本実施形態に係るがん細胞分離装置300は、がん細胞20および他の細胞24がそれぞれ、第1の電極対32a,32bから第2の電極対34a,34bまでを通過するのに要する時間を検出することができる。なお、本実施形態に係るがん細胞分離装置300においては、第1の電極対32a,32bから第2の電極対34a,34bを通過する細胞が、がん細胞20か他の細胞24かを判定できるように、第1および第2の副流路111,112内における細胞懸濁液26の流速は、1つの細胞が第1の電極対32a,32bから第2の電極対34a,34bを通過するのを検出できる程度に設定することが好ましい。
【0048】
本実施形態に係るがん細胞分離装置300では、後述するように、がん細胞20が第1の電極対32a,32bから第2の電極対34a,34bまでを通過するのに要する第1時間、およびがん細胞20とは異なる他の細胞24が第1の電極対32a,32bから第2の電極対34a,34bまでを通過するのに要する第2時間を検出し、前記第1および第2時間に基づいて、誘電泳動電極対36a,36bを制御することができる。
【0049】
より具体的には、図2に示されるように、がん細胞20の表面抗原22は抗体13と特異的に結合し、流路の内壁面を転がるように移動するため、流路内での移動速度が遅い。これに対して、他の細胞24は抗体13と結合しないため、がん細胞20と比較して大きな速度にて流路内を移動する。これにより、がん細胞20と他の細胞24との間に移動速度の差が生じる。したがって、がん細胞20が第1の電極対32a,32bから第2の電極対34a,34bまでを通過するのに要する第1時間(Δt)は、他の細胞24が、第1の電極対32a,32bから第2の電極対34a,34bまでを通過するのに要する第2時間(Δt)より長い。
【0050】
よって、本実施形態に係るがん細胞分離装置300では、1の細胞が、第1の電極対32a,32bから第2の電極対34a,34bまでを通過するのに要する時間を検出し、かかる移動時間に基づいて、がん細胞20および他の細胞24のどちらかであるかを判定する。より具体的には、リファレンス細胞が、第1の電極対32a,32bから第2の電極対34a,34bまでを通過するのに要する時間をΔtrefとし、1の細胞が第1の電極対32a,32bから第2の電極対34a,34bまでを通過するのに要する時間がΔtrefより短い場合、他の細胞24であると判定する(Δt<Δtref)。一方、1の細胞が第1の電極対32a,32bから第2の電極対34a,34bまでを通過するのに要する時間がΔtref以上である場合、がん細胞20であると判定する(Δt≧Δtref)。Δtrefはがん細胞20の種類および流路内での細胞懸濁液26の流速等の条件に応じて、実測値に基づいて適宜決定することができる。
【0051】
また、本実施形態に係るがん細胞分離装置300によれば、誘電泳動電極対36a,36bが、第2の電極対34a,34bと第1の副流路111(第2の副流路112)の第2の分岐部122(第3の分岐部123)との間に設けられていることにより、各細胞が第1の電極対32a,32bから第2の電極対34a,34bを移動するのに要した時間に基づいて、印加する電圧を制御することによって、各細胞を第2の副流路112(第3の副流路113)へ移動するかまたは第1の副流路111(第2の副流路112)中をそのまま移動するかを制御することができる。
【0052】
例えば、1の細胞ががん細胞20の場合、第1の電極対32a,32bから第2の電極対34a,34bを移動するのに要する時間が、他の細胞よりも長い(≧Δtref)。よって、1の細胞が第1の電極対32a,32bから第2の電極対34a,34bを移動するのに要する時間がΔtref以上である場合、該1の細胞はがん細胞20であると判定し、該1の細胞(がん細胞20)が誘電泳動電極対36a,36bの間を通過する際に誘電泳動電極対36a,36bに所定の電圧を印加することにより、該1の細胞(がん細胞20)を第2の副流路112(第3の副流路113)へと移動させる。
【0053】
一方、1の細胞が他の細胞24の場合、第1の電極対32a,32bから第2の電極対34a,34bを移動するのに要する時間が、がん細胞20よりも短い(<Δtref)。よって、1の細胞が第1の電極対32a,32bから第2の電極対34a,34bを移動するのに要する時間がΔtrefより小さい場合、該1の細胞は他の細胞24であると判定し、該1の細胞(他の細胞24)が誘電泳動電極対36a,36bの間を通過する際に誘電泳動電極対36a,36bに所定の電圧を印加することにより、該1の細胞(他の細胞24)を第1の副流路111(第2の副流路112)中をそのまま移動させる。
【0054】
なお、第1の電極対32a,32b、第2の電極対34a,34b、および誘電泳動電極対36a,36bはいずれもデータ処理部(図示せず)に電気的にまたは光学的に接続されており、第1の電極対32a,32bおよび第2の電極対34a,34bからデータ処理部に送信された情報に基づいて、1の細胞が第1の電極対32a,32bから第2の電極対34a,34bを移動するのに要する時間がデータ処理部で算出され、かかる時間に基づいて、1の細胞ががん細胞20または他の細胞24のどちらかであるかがデータ処理部で判定される。次いで、この判定結果に基づいて、がん細胞の種類に応じて所定の電圧が誘電泳動電極対36a,36bに印加される。
【0055】
上記の例では、第1の電極対32a,32bおよび第2の電極対34a,34bによって、がん細胞20と他の細胞24とを判定して、1つ1つの細胞に対して誘電泳動電極対36a,36bを制御する例を示したが、別の方法によって誘電泳動電極対36a,36bの制御を行っても良い。
【0056】
例えば、第1の電極対32a,32bおよび第2の電極対34a,34bによって、がん細胞20が通過したことを検知してから一定期間、細胞を第2の副流路112(第3の副流路113)に移動させるように誘電泳動電極対36a,36bを制御してもよい。一定期間としては、例えば、第2の電極対34a,34bから誘電泳動電極対36a,36bまでの距離を標準的ながん細胞20が移動する時間が挙げられる。
【0057】
4.第4実施形態
4.1.がん細胞分離装置の構成および使用方法
図5は、本発明の他の一実施形態に係るがん細胞分離装置400の一断面を模式的に示す図である。
【0058】
本実施形態に係るがん細胞分離装置400は、第1〜第3の流路211〜213を含む点で第2実施形態に係るがん細胞分離装置200と同様の構成を有し、かつ、第1および第2の流路111,112と同様に第1および第2の流路211,212にそれぞれ、第1の電極対32a,32b、第2の電極対34a,34bおよび誘導電極対32a,32bが設けられている点で、第3実施形態に係るがん細胞分離装置300と同様の構成を有する。よって、本実施形態に係るがん細胞分離装置400は、第2および第3実施形態に係るがん細胞分離装置200,300と同様の作用効果を有する。また、本実施形態に係るがん細胞分離装置400の使用方法も、第2および第3実施形態に係るがん細胞分離装置200,300と同様である。
【0059】
本発明に係る実施の形態の説明は以上である。本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【0060】
12…抗体固定化領域、13…抗体、14…抗体固定化禁止領域、20…がん細胞、22…表面抗原、24…他の細胞、26…細胞懸濁液、32a,32b…第1の電極対、34a,34b…第2の電極対、36a,36b…誘電泳動電極対、100,200,300,400…がん細胞分離装置、110…主流路,111,211…第1の副流路、112,212…第2の副流路、121,221…第1の分岐部、131,231…第1の合流部、122,222…第2の分岐部、132,232…第2の合流部、123,223…第3の分岐部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
細胞懸濁液が導入される主流路と、
前記主流路に設けられた第1の分岐部から分岐し、該主流路の該第1の分岐部から所定距離の位置に設けられた第1の合流部で前記主流路に合流する第1の副流路と、
を含み、
前記主流路の内壁面のうち前記第1の副流路側および該第1の副流路の内壁面のうち前記主流路から離れた側に、がん細胞と特異的に結合する抗体が固定化された抗体固定化領域が設けられている、がん細胞分離装置。
【請求項2】
請求項1において、
第2…第nの副流路(ここで、nは2以上の整数を示す。)をさらに含み、
第kの副流路(ここで、kは2〜nの整数である。)は、前記第k−1の副流路に設けられた第kの分岐部から分岐し、前記主流路の該第k−1の合流部から所定距離の位置に設けられた第kの合流部で該主流路に合流し、
前記第kの副流路の内壁面のうち前記主流路から離れた側に、がん細胞と特異的に結合する抗体が固定化された抗体固定化領域が設けられている、がん細胞分離装置。
【請求項3】
請求項1または2において、
第1の電極対と、
前記第1の電極対よりも下流に設けられた第2の電極対と、
前記第2の電極対よりも下流に設けられた誘電泳動電極対とをさらに含み、
前記がん細胞が前記第1の電極対から前記第2の電極対までを通過するのに要する第1時間、および前記がん細胞とは異なる他の細胞が前記第1の電極対から前記第2の電極対までを通過するのに要する第2時間を検出し、前記第1および第2時間に基づいて、前記誘電泳動電極対を制御する、がん細胞分離装置。

【図2】
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【図1】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2011−55830(P2011−55830A)
【公開日】平成23年3月24日(2011.3.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−197668(P2010−197668)
【出願日】平成22年9月3日(2010.9.3)
【分割の表示】特願2009−211500(P2009−211500)の分割
【原出願日】平成21年9月14日(2009.9.14)
【出願人】(000002369)セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Fターム(参考)】