JP5078020B2

JP5078020B2 - 遠心分離容器

Info

Publication number: JP5078020B2
Application number: JP2008032452A
Authority: JP
Inventors: 知明田村; 貞博渡邉; 一成徳田; エム．アームダグラス; ケイ．シャナハンロバート; コスタバイルジョナサン; ヴイ．フォルナーチェルーカス
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2008-02-13
Filing date: 2008-02-13
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2028-02-13
Also published as: JP2009189282A

Description

本発明は、遠心分離容器に関するものである。

従来、細胞懸濁液に含まれる細胞を洗浄するための容器として、略円筒形状の側壁と、円錐形状の底壁とを有し、その円錐形底壁の頂角が５０°〜９０°の細長遠心管が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
この細長遠心管によれば、細胞懸濁液を貯留して遠心させることにより、遠心力の作用によって比重の大きな細胞が底壁に向かって移動し、円錐形状の底壁に沿ってその中央近傍に集められる。これにより、細胞懸濁液を円錐形状の底壁中央に溜まる細胞層とその上方の上清とに分離することができる。

特許第３６１５２２６号明細書

しかしながら、特許文献１に示されるような従来の遠心分離容器では、その円錐形底壁の頂角が５０°〜９０°と比較的広いので、底壁中央に溜まる細胞層は、上方に向かって広がる円錐状に形成され、その量の増加とともに上清との境界面が広くなっていく。このため、分離後に遠心分離容器内から上清を吸引すると、吸引に伴う上清の流動によって境界面から細胞層の一部の細胞が上清内に舞い上がり易く、上清とともに吸引、排出されてしまう不都合がある。その結果、細胞の収率が低下し、最終的に回収される細胞数が少なくなってしまうという問題がある。

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、上清の吸引によっても細胞層からの細胞の舞い上がりを抑制し、細胞の収率を向上することができる遠心分離容器を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、細胞懸濁液を貯留し、遠心力を作用させることで該細胞懸濁液を細胞層と上清とに分離する遠心分離容器であって、略円筒形状を有する第１の円筒内面と、該第１の円筒内面の先端に配置され、先端に向かって漸次先細になるテーパ内面と、該テーパ内面の先端に配置され、先端を閉塞された略円筒形状を有し、前記細胞層と前記上清との境界面をその軸方向の途中位置に形成する長さ寸法を有する第２の円筒内面と、前記境界面の上方において前記上清を吸引する上清吸引口とを備える遠心分離容器を提供する。

本発明によれば、細胞懸濁液を貯留して遠心力を作用させると、比重の大きな細胞が先端に向かって移動し、テーパ内面によって中央に集められて、テーパ内面の先端に配置された第２の円筒内面部分に堆積させられる。これにより、細胞懸濁液は、第２の円筒内面の軸方向の途中位置に境界面を形成して細胞層とその上方の上清とに分離される。

この場合において、第２の円筒内面は、第１の円筒内面から先細になるテーパ内面によって第１の円筒内面より十分に小さい口径の略円筒形状を有しているので、形成される境界面の面積を十分に小さくすることができる。また、第２の円筒内面は略円筒形状を有しているので、細胞数が変動しても、形成される境界面の面積の変動を小さく抑えることができる。その結果、境界面の近傍において上清を吸引しても、境界面から細胞が舞い上がり難くなり、細胞が上清とともに排出されてしまう不都合の発生を未然に防止することができる。また、前記境界面の上方において前記上清を吸引する上清吸引口を備えていることで、遠心分離により、上清と細胞層とを分離した後に、上清吸引口から上清を吸引することにより、境界面からの細胞の舞い上がりを抑えつつ、上清を吸引除去することができる。

上記発明においては、前記第１の円筒内面および前記第２の円筒内面が、先端に向かって漸次先細になるように傾斜角度を有することとしてもよい。
このようにすることで、第１の円筒内面および第２の円筒内面に抜き勾配を形成し、成形により製造し易くすることができる。

また、本発明は、細胞懸濁液を貯留し、遠心力を作用させることで該細胞懸濁液を細胞層と上清とに分離する遠心分離容器であって、略円筒形状を有する円筒内面と、該円筒内面の先端に配置され、先端に向かって漸次先細になる第１のテーパ内面と、該第１のテーパ内面の先端に配置され、閉塞された先端に向かって漸次先細に形成され、前記第１のテーパ内面よりも小さいテーパ角度を有し、前記細胞層と前記上清との境界面をその軸方向の途中位置に形成する長さ寸法を有する第２のテーパ内面と、前記境界面の上方において前記上清を吸引する上清吸引口とを備える遠心分離容器を提供する。

本発明によれば、第１のテーパ内面の先端に配置された第２のテーパ内面が、第１のテーパ内面より小さいテーパ角度を有するので、形成される境界面の面積を十分に小さくすることができ、また、細胞数が変動しても、形成される境界面の面積の変動を小さく抑えることができる。その結果、境界面の近傍において上清を吸引しても、境界面から細胞が舞い上がり難くなり、細胞が上清とともに排出されてしまう不都合の発生を未然に防止することができる。また、前記境界面の上方において前記上清を吸引する上清吸引口を備えていることで、遠心分離により、上清と細胞層とを分離した後に、上清吸引口から上清を吸引することにより、境界面からの細胞の舞い上がりを抑えつつ、上清を吸引除去することができる。

また、上記発明においては、前記第１のテーパ内面のテーパ角度が２５°〜４５°であり、前記第２のテーパ内面のテーパ角度が５°〜２５°であることとしてもよい。
このようにすることで、遠心力を作用させることにより、第１のテーパ内面に沿って細胞を集めやすくすることができ、かつ、境界面の面積の増大を抑えて、細胞の収率を増加させることができる。

また、上記発明においては、前記上清吸引口が、半径方向に開口していてもよい。
このようにすることで、上清が半径方向に吸引されるので、その下方に配されている境界面に対して及ぼされる吸引の影響を抑制することができる。

また、上記発明においては、閉塞端近傍に配置され、細胞層を吸引する細胞吸引口を備えていてもよい。
このようにすることで、細胞吸引口から吸引することにより、閉塞端近傍に配置されている細胞層を残すことなく吸引して取り出すことができる。吸引に際しては、生理食塩水等を供給して再懸濁した細胞懸濁液を吸引することとしてもよい。

本発明によれば、上清の吸引によっても細胞層からの細胞の舞い上がりを抑制し、細胞の収率を向上することができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る遠心分離容器１について、図１〜図７を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る遠心分離容器１は、図１に示されるように、容器本体２と、該容器本体２の上部開口２ａを閉塞する蓋体３と、該蓋体３に設けられた給排手段４と、前記蓋体２に設けられたフィルタ５とを備えている。

容器本体２は、図２に示されるように、上部開口２ａから延びる略円筒形状の第１の円筒内面２ｂと、該第１の円筒内面２ｂに滑らかに接続し、先端に向かって所定のテーパ角度で漸次先細になるテーパ内面２ｃと、該テーパ内面２ｃに滑らかに接続し、先端を閉塞された略円筒形状の第２の円筒内面２ｄとを備えている。第１の円筒内面２ｂおよび第２の円筒内面２ｄは、先端に向かって若干先細に形成されている。上部開口２ａの半径方向外側には鍔部２ｅが設けられている。

第２の円筒内面２ｄの軸方向長さは、細胞懸濁液Ａを細胞層Ｂと上清Ｃとに分離したときに、細胞層Ｂと上清Ｃとの境界面Ｄが第２の円筒内面２ｄの軸方向の途中位置に形成される長さ寸法に設定されている。

蓋体３は、容器本体２の上部開口２ａに嵌合し、Ｏリング６によって上部開口２ａを密閉するようになっている。また、蓋体３には、容器本体２の鍔部２ｅに係合して、蓋体３を容器本体２の上部開口２ａに嵌合状態に維持するための係合突起３ａが周方向に間隔をあけて複数設けられている。

給排手段４は、蓋体３の中央を厚さ方向に貫通する２重管状に形成され、蓋体３が容器本体２の上部開口２ａを閉塞する位置に嵌合された状態で、その先端の開口部４ａが第２の円筒内面２ｄ先端の閉塞端２ｆ近傍に配置される第１の管路４ｂと、その半径方向外方に同心に配置される第２の管路４ｃとを備えている。
第１の管路４ｂには、蓋体３の外側に配置される端部に、例えば、シリンジのような吸引手段を接続可能なポート４ｄが設けられている。図中、ポート４ｄはキャップ４ｅによって閉塞されている。このポート４ｄにシリンジを接続して吸引することにより、容器本体２の閉塞端２ｆ近傍から内容物全てを吸引することができるようになっている。

第２の管路４ｃは、その先端において、第１の管路４ｂとの隙間が閉塞されているとともに、テーパ内面２ｃと第２の円筒内面２ｄとの境界線近傍の高さ位置において半径方向に貫通する貫通穴４ｆにより容器本体２内部の空間に開口している。第２の管路４ｃと第１の管路４ｂとの隙間には、蓋体３の外部において外部配管（図示略）が接続されるようになっている。

これにより、第１の配管４ｂと第２の配管４ｃとの間の円筒状の空間を介して、細胞懸濁液Ａが容器本体２内に導入され、または、容器本体２の上清Ｃが吸引され、または、生理食塩水のような洗浄液が供給、排出されるようになっている。２重管状に形成された給排手段４は、蓋体３から軸方向に延びる筒状部３ｂによって支持されている。これにより、遠心分離容器１に遠心力が作用しても、給排手段４の位置が変動しないように保持され、第１の配管４ｂおよび第２の配管４ｃの先端の開口部４ａ，４ｆが位置決め状態に維持されるようになっている。

フィルタ５は、外部からの外気Ｇを容器本体２に導入する際に、外気Ｇに含まれている塵埃や細菌等が容器本体２内に入らないように遮断する役割を有している。フィルタ５を介して外気Ｇを導入することにより、上清Ｃや細胞等の吸引時に容器本体２内部の空間が負圧になることを防止し、吸引動作をスムーズに行うことができるようになっている。

このように構成された本実施形態に係る遠心分離容器１の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る遠心分離容器１を用いて細胞懸濁液Ａから細胞を分離回収するには、容器本体２の上部開口２ａを蓋体３によって密封した状態で、外部配管を介して第１の配管４ｂと第２の配管４ｃとの間の円筒状の空間から容器本体２内に細胞懸濁液Ａを導入する。

細胞懸濁液Ａは、例えば、脂肪組織等の生体組織を消化液によって分解し、単離された細胞を消化液中に浮遊させたものである。
このようにして、図３に示されるように、容器本体２内に所定量の細胞懸濁液Ａが貯留された状態で、図示しない遠心分離機により容器本体２の閉塞端２ｆが半径方向外側に配されるように回転させることにより、容器本体２内の細胞懸濁液Ａに遠心力が作用し、比重の大きな細胞が閉塞端２ｆに向かって移動する。

細胞は、移動の途中においては、テーパ内面２ｃを転がることにより、第２の円筒内面２ｄに向かって集められ、第２の円筒内面２ｄの閉塞端２ｆに堆積していく。そして、十分に遠心分離が進行すると、図４に示されるように、細胞層Ｂと上清Ｃとが明確に分離して、両者の間に境界面Ｄが形成される。
本実施形態においては、第２の円筒内面２ｄが、その軸方向の途中位置に境界面Ｄが形成されるような長さ寸法に形成されているので、図４に示されるように、境界面Ｄが形成され、第２の配管４ｃに設けた貫通穴４ｆが、境界面Ｄより上方の上清Ｃ内に開口するようになる。

この状態で、第１の配管４ｂと第２の配管４ｃとの間の円筒状の空間を負圧に吸引すると、図５に示されるように貫通穴４ｆを介して容器本体２内の上清Ｃが吸引され、図６に示されるように、細胞層Ｂの上方に若干の上清Ｃが残るまで吸引される。
次いで、第１の配管４ｂと第２の配管４ｃとの間の円筒状の空間に洗浄液を供給し、容器本体２内に残った細胞層Ｂおよび若干の上清Ｃに混合することにより再懸濁する。そして、遠心分離、上清Ｃの吸引、洗浄液の供給・再懸濁を１回以上繰り返すことにより、細胞に付着している消化液が洗浄され、細胞懸濁液Ａ内の消化酵素の濃度を低減することができる。

そして、十分に消化酵素の濃度が低減された状態で、分離された細胞層Ｂと若干の上清Ｃに対して少量の生理食塩水を供給して再懸濁することにより再懸濁液Ａ′を調製し、図７に示されるように第１の配管４ｂの容器本体２外の端部に取り付けたシリンジ（図示略）によって吸引することにより、得られた再懸濁液Ａ′を容器本体２内に残すことなくシリンジ内に吸引することができる。

この場合において、本実施形態に係る遠心分離容器１によれば、テーパ内面２ｃの先端に、十分に小さい口径を有する第２の円筒内面２ｄが設けられているので、上清Ｃから分離されて堆積した細胞層Ｂの上清Ｃとの境界面Ｄの面積を十分に小さく抑えることができる。また、上清Ｃを吸引する第２の配管４ｃに設けた貫通穴４ｆが、半径方向に貫通形成されているので、吸引される上清Ｃの流れが、境界面Ｄに直接影響を与えないように形成される。

その結果、上清Ｃが吸引される際の上清Ｃの流れによって、境界面Ｄから細胞が上清Ｃ内に舞い上がることを効果的に抑制することができ、上清Ｃとともに細胞が吸引・排出されてしまう不都合の発生を防止することができる。
すなわち、分離された細胞層Ｂから細胞の一部が排出されてしまう不都合を防止でき、細胞の収率を向上することができるという利点がある。

また、本実施形態に係る遠心分離容器１によれば、第２の円筒内面２ｄが略円筒形状を有しているので、異なる細胞懸濁液Ａごとに、分離される細胞の細胞数が変動して、境界面Ｄの高さ位置が変動しても、境界面Ｄの面積の変動を極力抑えることができる。その結果、このような場合においても、境界面Ｄから細胞が上清Ｃ内に舞い上がることを効果的に防止することができる。

また、本実施形態に係る遠心分離容器１によれば、上述したように、境界面Ｄの面積を抑制することにより境界面Ｄからの細胞の舞い上がりを防止するので、遠心分離時に作用させる遠心力を低減することができ、細胞に加わるダメージを低減して、細胞の健全性を維持することができるという利点がある。

また、本実施形態に係る遠心分離容器１によれば、容器本体２の第１の円筒内面２ｂおよび第２の円筒内面２ｄが、いずれも先端に向かって若干先細となるような傾斜を有しているので、これを抜き勾配として使用し、樹脂射出成形のような方法によって、容易に製造することができる。

なお、本実施形態においては、テーパ内面２ｃの先端に略円筒形状の第２の円筒内面２ｄを設けることとしたが、これに代えて、図８に示されるように、テーパ内面２ｃより十分に小さいテーパ角度を有する第２のテーパ内面２ｇを有することとしてもよい。
この場合、例えば、テーパ内面２ｃのテーパ角度を２５°〜４５°とし、第２のテーパ内面２ｇのテーパ角度を５°〜２０°に設定することとすればよい。

本発明の一実施形態に係る遠心分離容器を示す縦断面図である。図１の遠心分離容器の容器本体を示す縦断面図である。図１の遠心分離容器に細胞懸濁液を貯留した状態を示す縦断面図である。図３の遠心分離容器に遠心力を作用させて細胞層と上清とに分離した状態を示す縦断面図である。図４の遠心分離容器において、分離された上清を吸引・排出する工程を示す縦断面図である。図５の遠心分離容器において、上清を吸引・排出した状態を示す縦断面図である。図６の遠心分離容器において、再懸濁された細胞懸濁液を吸引回収する工程を示す縦断面図である。図１の遠心分離容器の変形例を示す縦断面図である。

符号の説明

Ａ細胞懸濁液
Ｂ細胞層
Ｃ上清
Ｄ境界面
１遠心分離容器
２ｂ第１の円筒内面
２ｃテーパ内面（第１のテーパ内面）
２ｄ第２の円筒内面
２ｇ第２のテーパ内面
４ａ開口部（細胞吸引口）
４ｆ貫通穴（上清吸引口）

Claims

細胞懸濁液を貯留し、遠心力を作用させることで該細胞懸濁液を細胞層と上清とに分離する遠心分離容器であって、
略円筒形状を有する第１の円筒内面と、
該第１の円筒内面の先端に配置され、先端に向かって漸次先細になるテーパ内面と、
該テーパ内面の先端に配置され、先端を閉塞された略円筒形状を有し、前記細胞層と前記上清との境界面をその軸方向の途中位置に形成する長さ寸法を有する第２の円筒内面と、
前記境界面の上方において前記上清を吸引する上清吸引口とを備える遠心分離容器。
前記第１の円筒内面および前記第２の円筒内面が、先端に向かって漸次先細になるように傾斜角度を有する請求項１に記載の遠心分離容器。
細胞懸濁液を貯留し、遠心力を作用させることで該細胞懸濁液を細胞層と上清とに分離する遠心分離容器であって、
略円筒形状を有する円筒内面と、
該円筒内面の先端に配置され、先端に向かって漸次先細になる第１のテーパ内面と、
該第１のテーパ内面の先端に配置され、閉塞された先端に向かって漸次先細に形成され、前記第１のテーパ内面よりも小さいテーパ角度を有し、前記細胞層と前記上清との境界面をその軸方向の途中位置に形成する長さ寸法を有する第２のテーパ内面と、
前記境界面の上方において前記上清を吸引する上清吸引口とを備える遠心分離容器。
前記第１のテーパ内面のテーパ角度が２５°〜４５°であり、前記第２のテーパ内面のテーパ角度が５°〜２０°である請求項３に記載の遠心分離容器。
前記上清吸引口が、半径方向に開口している請求項１から請求項４のいずれかに記載の遠心分離容器。
閉塞端近傍に配置され、細胞層を吸引する細胞吸引口を備える請求項１から請求項５のいずれかに記載の細胞分離容器。