JP7545729B2 - セルソーターおよびフローセル - Google Patents

Description

本発明は、セルソーターおよびフローセルに関する。

細胞を分取するセルソーターが知られている（例えば特許文献１）。セルソーターは、流体中に分散させた一つ一つの細胞を蛍光標識技術や散乱光等を利用して分析し、さらにその情報を元に目的細胞を分取する装置である。セルソーターにおける細胞分取の機構としていくつかの方式が報告されているが、例えば特許文献１に記載のセルソーターは、細胞を含む流体を供給する供給口と流体を排出する排出口とを結ぶ第１の流路と、第１の流路と交差し結合する１本以上の第２の流路と、第２の流路の一方からパルス状の噴流を供給し、第１の流路と第２の流路との交差点上に到達した細胞を第２の流路の他方側へ押し出す噴流発生手段と、を有している。

特開平１－１７０８５３号公報

セルソーターにおける細胞分取の機構としては、これまでに、目的細胞にパルス状の噴流を供給することで目的細胞の分取を行う機構が知られている。また、セルソーターにおけるフローセルの形成法として、ＰＤＭＳ（ＰｏｌｙＤｉＭｅｔｈｙｌＳｉｌｏｘａｎｅ）等の柔らかい樹脂材料を用いて微細流路を形成するソフトリソグラフィ技術が使用されることがある。このような柔らかい樹脂を使用したフローセルの形成においては、流路（特に細胞分取機構に関わる部分）やチャンバーにおける変形や陥落を防ぎ十分な強度を維持するために、当該流路や当該チャンバーを形成する壁面を支持する支柱（円柱や四角柱）を複数設ける構造が採用されることがある。しかしながら、そうした複数の支柱は、液充填時に、流路内を流れる流体の障害物となり、これにより、流路内の流体の流れが乱れ、流路内に気泡を発生させる恐れがある。特に、細胞分取に関わる細胞分取部において、細胞分取のためにパルス状の噴流を供給する流路やチャンバーに支柱を設けた場合、混入した気泡により、噴流の圧力が不安定となり、細胞を分取する精度が低下する。したがって、流路の変形と陥落を抑制して流路の形態を安定化しつつ、細胞を分取する精度を向上するという点で改善の余地がある。ＰＤＭＳ等の柔軟な樹脂材料を用いたソフトリソグラフィ法は、安価で成形が容易であるという利点があるが、横幅の広い（幅が広く高さが低い）流路やチャンバー構造を有するフローセルを作製する際には、支柱等のスペーサーを設置して流路やチャンバーのＰＤＭＳ上面の陥落を防ぐ必要がとりわけ高く、支柱を有する構造には液充填の際に、支柱設置個所に気体が残留しやすく、混入した気泡のために安定的にソーティングを行うことが困難になるという課題があった。

本発明は、流路の変形と陥落を抑制し、流通する変流用流体の流れを安定化することで、細胞を分取する精度を向上できるセルソーターおよびフローセルを提供することを目的とする。

上記の課題を達成するために、本発明に係るセルソーターは、細胞を含むサンプル流体が流れるサンプル流路と、対向する一対の壁部の間に設けられ、前記サンプル流路に連通し、内部に変流用流体を有する変流用流体収容部と、前記変流用流体収容部よりも前記サンプル流体の流通方向における下流側に配置され、前記サンプル流路に連通する分取用流路と、前記変流用流体収容部の内部の液圧を変化させ、前記サンプル流体の流通方向と交差する方向に前記変流用流体を流通させる変圧部と、を備え、前記変流用流体収容部は、一対の前記壁部を、前記サンプル流体の流通方向と前記変流用流体の流通方向とに交差する方向に接続するとともに、前記変流用流体の流通方向に延びる支持板を有し、前記支持板により、前記変流用流体が流通する複数の平行部流路が形成され、複数の前記平行部流路は、前記変流用流体の流れに対する流路抵抗がそれぞれ等しい。

上記構成において、複数の前記平行部流路は、前記変流用流体の流通方向に並行に延びていてもよい。

上記構成において、複数の前記平行部流路は、それぞれの長さ、高さおよび幅が略等しくてもよい。

上記構成において、前記変圧部が配置されるチャンバーを備え、前記支持板は、前記チャンバー側の末端において前記チャンバーの外形に沿う位置まで延びていてもよい。

上記構成において、前記変流用流体収容部は、前記サンプル流路に連通する先端部を有し、前記支持板の前記変圧部とは反対側の先端と、前記先端部の側壁との間に形成される先端部流路において、高さに対する幅の比が１０を超えないように前記支持板が設置されていてもよい。

上記構成において、前記平行部流路の幅の寸法が、前記支持板の厚さの寸法よりも長くてもよい。

上記の課題を達成するために、本発明に係るフローセルは、細胞を含むサンプル流体が流れるサンプル流路と、対向する一対の壁部の間に設けられ、前記サンプル流路に連通し、内部に変流用流体を有する変流用流体収容部と、前記変流用流体収容部よりも前記サンプル流体の流通方向における下流側に配置され、前記サンプル流路に連通する分取用流路と、を備え、前記変流用流体収容部は、一対の前記壁部を、前記サンプル流体の流通方向と前記変流用流体の流通方向とに交差する方向に接続するとともに、前記変流用流体の流通方向に延びる支持板を有し、前記支持板により、前記変流用流体が流通する複数の平行部流路が形成され、複数の前記平行部流路は、前記変流用流体の流れに対する流路抵抗がそれぞれ等しいことを特徴とする。

本発明によれば、流路の変形と陥落を抑制し、流通する変流用流体の流れを安定化することで、細胞を分取する精度を向上できるセルソーターおよびフローセルを提供できる。

一実施形態に係るセルソーターの斜視図である。 一実施形態に係るセルソーターの平面図である。 一実施形態に係る変流用流体収容部の本体部付近の拡大斜視図である。

（セルソーター）
以下、本発明の実施形態に係るセルソーターについて図面を参照して説明する。
図１は、一実施形態に係るセルソーター１の斜視図である。
本実施形態のセルソーター１は、複数種の細胞を含むサンプル流体Ａから目的細胞を分取するために使用される。目的細胞は、サンプル流体Ａに含まれる複数種の細胞に、例えばレーザー光を照射して得られる散乱光や蛍光のデータを元に判別される。目的細胞の判別には、機械学習を用いることができ、その場合、例えば事前に測定した学習用細胞から得た教師情報から判別モデルを作成し、その判別モデルを元に目的細胞の判別が行われる。
図１に示すように、セルソーター１は、フローセル１０と、細胞情報取得装置２と、圧電素子３（請求項の変圧部に相当）と、を備えている。

（フローセル）
フローセル１０は、一方向に延びる矩形板状の部材である。フローセル１０は、例えば矩形板状の第１部材４と、矩形板状の第２部材５とを張り合わせて形成されている。
第１部材４は、例えば、ガラスやＰＤＭＳ（ＰｏｌｙＤｉＭｅｔｈｙｌＳｉｌｏｘａｎｅ）により形成されている。
第２部材５は、第１部材４と同じであっても良いが、異なっていても良く、例えばＰＤＭＳ（ＰｏｌｙＤｉＭｅｔｈｙｌＳｉｌｏｘａｎｅ）等の透明で柔軟な樹脂材料によって形成されている。第２部材５における第１部材４側には、サンプル流路１１と、サンプル流体供給部２０と、シース流路１２と、シース液供給部１３と、変流用流体収容部１４と、分取用流路１５とが形成されている。サンプル流路１１と、サンプル流体供給部２０と、シース流路１２と、シース液供給部１３と、変流用流体収容部１４と、分取用流路１５とは、第１部材４によって覆われている。

サンプル流路１１は、フローセル１０の長手方向に延びている。サンプル流路１１には、細胞を含むサンプル流体Ａがフローセル１０の長手方向に沿って流通する。サンプル流路１１の一端部はサンプル流体供給部２０と連通している。サンプル流路１１の他端部は分取用流路１５と連通している。サンプル流体Ａは、サンプル流体供給部２０から供給されてサンプル流路１１の一端部から他端部に向かって流通する。
以下、サンプル流体Ａの流通方向を流通方向Ｄ１とする。
サンプル流路１１は、流通方向Ｄ１における上流端１１ａと、流通方向Ｄ１に沿って延びる絞り流路１１ｂと、絞り流路１１ｂの下流端に設けられた合流部１１ｃと、合流部１１ｃから流通方向Ｄ１に沿って下流側に延びる整列流路１１ｄと、整列流路１１ｄの下流端に設けられた細胞分取部１１ｅと、細胞分取部１１ｅから流通方向Ｄ１に沿って下流側に延びる排出流路１１ｆと、を有している。

上流端１１ａには、サンプル流体Ａが供給される。
絞り流路１１ｂの下流側端部には、絞り部１１ｇが設けられている。絞り流路１１ｂにおいて、上流端１１ａから絞り部１１ｇまでの区間は流路幅が同じである。絞り部１１ｇは、下流側に向かうにつれて流路幅が狭くなっている。
合流部１１ｃは、サンプル流路１１とシース流路１２とを連通させている。
整列流路１１ｄは、サンプル流体Ａ内の細胞を流通方向Ｄ１に沿って一列に整列させる。
細胞分取部１１ｅは、整列流路１１ｄで１列に整列された細胞のうち、分取したい目的細胞を分取する。
排出流路１１ｆは、細胞分取部１１ｅを通過したサンプル流体Ａが流通する。排出流路１１ｆを通過したサンプル流体Ａは、排出流路１１ｆの下流端よりも下流側に配置された試験管（不図示）等に排出される。

サンプル流体供給部２０は、サンプル流路１１における流通方向Ｄ１の上流端１１ａに連通している。サンプル流体供給部２０は、サンプル流体Ａをサンプル流路１１に供給する。図１に記載されているサンプル流体供給部２０は、２個のサンプル用開口部２１と、２個のサンプル用開口部２１と上流端１１ａとを連通させる連通路２２と、を備えている。
２個のサンプル用開口部２１のうち、流通方向Ｄ１における上流側に配置されたものを第１サンプル用開口部２１ａとする。２個のサンプル用開口部２１のうち、流通方向Ｄ１における下流側に配置されたものを第２サンプル用開口部２１ｂとし、第１サンプル用開口部２１ａには第１チューブ２３ａが、第２サンプル用開口部２１ｂには第２チューブ２３ｂがそれぞれ接続されている。サンプル流体Ａは、第１チューブ２３ａまたは第２チューブ２３ｂを通じてサンプル流体供給部２０に供給される。
連通路２２は、流通方向Ｄ１に沿って延びている。第１サンプル用開口部２１ａは、連通路２２の流通方向Ｄ１における上流側の端部に設けられている。第２サンプル用開口部２１ｂは、連通路２２の流通方向Ｄ１における下流側の端部に設けられている。

シース流路１２は、サンプル流路１１に並んで形成されている。図１ではシース流路１２は、２本形成されている例が記載されているが、２本に限定されない。図１で２本のシース流路１２は、サンプル流路１１を挟んで対称に形成されている。シース流路１２には、シース液Ｂが流通する。シース液Ｂは、整列流路１１ｄで細胞を１列に整列させて連続的に流通させる。
シース液Ｂは、サンプル流体Ａの流通方向Ｄ１の上流側から下流側に向かって、サンプル流体Ａと同じ方向にシース流路１２を流通する。
２本のシース流路１２は、シース液Ｂの流通方向における上流端１２ａ同士および下流端１２ｂ同士で連通している。
２本のシース流路１２の下流端１２ｂは、サンプル流路１１の合流部１１ｃに連通している。
シース液供給部１３は、２本のシース流路１２の上流端１２ａに設けられている。シース液供給部１３は、２本のシース流路１２の上流端１２ａに連通している。シース液供給部１３は、２本のシース流路１２にシース液Ｂを供給する。

図２は、一実施形態に係るセルソーター１の平面図である。
図３は、一実施形態に係る変流用流体収容部１４の本体部３０付近の拡大斜視図である。
図２に示すように、変流用流体収容部１４は、サンプル流路１１を挟んで一対配置されている。変流用流体収容部１４は、サンプル流路１１を挟んで対称に形成されている。変流用流体収容部１４は、フローセル１０を構成する第１部材４の壁部４ａと、フローセル１０を構成する第２部材５の壁部５ａとの間に設けられている（図３参照）。すなわち、変流用流体収容部１４は、対向する一対の壁部４ａと壁部５ａとの間に設けられている。変流用流体収容部１４は、サンプル流路１１の細胞分取部１１ｅに連通している。変流用流体収容部１４の内部には、変流用流体Ｅが収容されている。変流用流体Ｅは、目的細胞の分取のために流通される流体である。
変流用流体収容部１４は、本体部３０と、支持板３３と、を有している。

本体部３０は、サンプル流体Ａの流通方向Ｄ１に直交する方向に延びている。本体部３０は、サンプル流路１１の細胞分取部１１ｅに連通している。本体部３０は、細胞分取部１１ｅに連通する先端部３０ａと、先端部３０ａから流通方向Ｄ１に直交する方向に延びる平行部３０ｂとを有している。
先端部３０ａは、サンプル流体Ａの流通方向Ｄ１に直交する方向に沿って、細胞分取部１１ｅから離間するにつれて幅広となっている。平行部３０ｂは、流通方向Ｄ１に直交する方向に幅が一定のまま延びている。平行部３０ｂの幅は、例えば５．８ｍｍである。
チャンバー３１は、本体部３０よりも細胞分取部１１ｅから離間した位置に設けられている。チャンバー３１は、第２部材５を厚さ方向に貫通している。チャンバー３１は、平面視で円形状に形成されている。チャンバー３１の直径は、例えば８ｍｍである。一対のチャンバー３１のうち一方のチャンバー３１の第１部材４とは反対側の貫通面は、圧電素子３により蓋をされている。したがって、チャンバー３１の直径は、圧電素子３の直径よりも小さくなるように形成されている。一対のチャンバー３１のうち他方のチャンバー３１は、例えば透明なガラス板６によって蓋をされている。なお、図では一対のチャンバー３１の片側に圧電素子３が設置されている例が記載されているが、一対のチャンバー３１の両方に圧電素子３が設置されていてもよい。

変流用流体排泄路３２は、チャンバー３１から流通方向Ｄ１の上流側に向かって延びている。変流用流体排泄路３２は、チャンバー３１とは反対側の端部に変流用流体排泄部（不図示）を有している。変流用流体Ｅは、シース液供給部１３より供給され、サンプル流路１１を流通し、細胞分取部１１ｅから後述する平行部流路３４を通過してチャンバー３１を充填し、変流用流体排泄路３２から排出される（液充填時）。液充填時以外は、変流用流体排泄路３２は閉じられている。変流用流体Ｅは、本体部３０において、圧電素子３側からサンプル流路１１側に向かって、サンプル流体Ａの流通方向Ｄ１に直交するように流通する。
以下、本体部３０における、変流用流体Ｅの流通方向を流通方向Ｄ２とする。

図１から図３の例では、支持板３３は、本体部３０の内部に５枚設けられている。支持板３３は、矩形板状の部材である。５枚の支持板３３は、第１部材４および第２部材５の厚さ方向の断面がそれぞれ同形状に形成されている。支持板３３は、変流用流体Ｅの流通方向Ｄ２に並行して延びている。支持板３３の高さ方向は、第１部材４および第２部材５の厚さ方向に沿っている。支持板３３の厚さｄは、例えば２００μｍである。支持板３３は、第１部材４の壁部４ａと第２部材５の壁部５ａとを接続している。従って、平行部流路３４の高さは支持板３３の高さと等しくなり、これら図の例では平行部流路３４の高さは２００μｍである。支持板３３は、圧電素子３が配置されているチャンバー３１側の末端においてチャンバー３１の外形に沿う位置まで延びている。支持板３３は、サンプル流体Ａの流通方向Ｄ１に並んで等間隔で配置されている。５枚の支持板３３に沿って、変流用流体Ｅが流通する複数の平行部流路３４が６本形成されている。具体的には、平行部流路３４は、隣り合う支持板３３間に４本形成され、支持板３３と平行部３０ｂの側壁との間に２本形成されている。
６本の平行部流路３４は、変流用流体Ｅの流通方向Ｄ２に並行に延びている。６本の平行部流路３４は、変流用流体Ｅの流れに対する流路抵抗（Ｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）がそれぞれ等しくなるように形成されている。流路抵抗はそれぞれの流路の長さ、高さおよび幅により決まり、図１から図３の例では６本の平行部流路３４の長さ、高さおよび幅が略等しく形成されているため、６本の平行部流路３４は、変流用流体Ｅの流れに対する流路抵抗がそれぞれ等しい。
平行部流路３４とそれを形成する支持板３３は、細胞分取部１１ｅ側の先端において十分に細胞分取部１１ｅに接近するように形成されている。支持板３３の圧電素子３とは反対側の先端と、変流用流体収容部１４における細胞分取部１１ｅ側の先端部３０ａの側壁３０ａ１とで挟まれる部分に形成される先端部流路３５では、先端部流路３５の高さｈ（変流用流体収容部の高さｈ）に対する先端部流路３５の幅ｗ２の比は１０を超えないように形成されている。また、先端部流路３５において、高さｈに対する幅ｗ２の比は１よりも大きい。平行部流路３４の幅ｗ１は、平行部３０ｂの部分では、例えば０．８ｍｍである。平行部流路３４の高さ（変流用流体収容部１４の高さ）をｈとしたとき、平行部流路３４は、ｗ１／ｈ＜１０を満たすように形成されている。こうした構造により、第１部材４と第２部材５がたわむことによる流路の陥落を抑制することができる。
平行部流路３４の幅ｗ１の寸法が、支持板３３の厚さｄの寸法よりも長い。

図２に示すように、分取用流路１５は、変流用流体収容部１４よりも、サンプル流体Ａの流通方向Ｄ１における下流側に配置されている。分取用流路１５は、サンプル流路１１の細胞分取部１１ｅに連通している。分取用流路１５は、サンプル流路１１を挟んで一対設けられている。分取用流路１５は、サンプル流路１１を挟んで対称に形成されている。分取用流路１５は、サンプル流路１１の排出流路１１ｆに沿って、流通方向Ｄ１に延びている。分取用流路１５の下流端よりも下流側には、分取された目的細胞を収集するための試験管（不図示）等が配置されている。

（細胞情報取得装置）
図１に示すように、細胞情報取得装置２は、サンプル流路１１の整列流路１１ｄに接続されている。細胞情報取得装置２は、例えばレーザー光源（不図示）や検出器（不図示）、制御部（不図示）等を備えている。細胞情報取得装置２は、サンプル流体Ａに含まれる細胞にレーザー光を照射する。細胞情報取得装置２は、レーザー光の照射によって細胞から生じた散乱光や蛍光を検出器により検出して、細胞の形態や核、顆粒等の細胞内部構造に関する情報を取得する。細胞情報取得装置２は、取得した情報に基づき、サンプル流体Ａに含まれる複数の細胞から分取したい目的細胞を制御部で判別する。なお、本実施形態に係る細胞情報取得装置２は、機械学習によって目的の細胞の特徴を学習する機能を有していても良い。

（圧電素子）
圧電素子３は、円盤（ディスク）型に形成されている。圧電素子３は、圧電素子３の中心がチャンバー３１の中心と一致するように配置され、チャンバー３１の第１部材４とは反対側の貫通面に蓋をする形で取り付けられている。したがって、チャンバー３１の外周は、圧電素子３の外周よりも小さい。圧電素子３は、第２部材５と接触していない面側に、平面視で圧電素子３と第２部材５をまたがるように、接着剤等を塗布することにより固定される。したがって、圧電素子３を固定している接着剤等は、チャンバー３１内に入り込むことはない。５枚の支持板３３のチャンバー３１側の端部は、平面視でチャンバー３１の外形に沿うように設けられている。
圧電素子３は、変流用流体収容部１４の内部の液圧を変化させ、サンプル流体Ａの流通方向Ｄ１と交差する方向（流通方向Ｄ２）に変流用流体Ｅを流通させる。圧電素子３は、細胞情報取得装置２と電気的に接続している。圧電素子３には、細胞情報取得装置２から例えばパルス状の電圧が印加される。圧電素子３は、印加された電圧に応じて変形する。変流用流体収容部１４内の液圧は、圧電素子３の変形によって変化する。変流用流体Ｅは、圧電素子３による変流用流体収容部１４内の液圧の変化によって、流通方向Ｄ２に流通される。

（セルソーターの使用方法）
以下、図１に基づいてセルソーター１の使用方法の一例を説明する。
セルソーター１の使用方法は、機器調整工程と、学習工程と、分取工程とを備えている。セルソーター１の使用において、複数のサンプルを含むサンプル流体Ａが、フローセル１０を流通する。前記のサンプル流体Ａには、機器調整工程で流通される標準ビーズを含む機器調整用サンプル流体Ａ１と、学習工程で流通される学習用サンプルを含む学習用サンプル流体Ａ２と、分取工程で流通される分取用サンプルを含む分取用サンプルＡ３とが含まれている。
（機器調整工程）
機器調整工程では、サンプル流体供給部２０の第１サンプル用開口部２１ａから機器調整用サンプルを含む機器調整用サンプル流体Ａ１を供給する。機器調整工程は、使用するセルソーター１が測定に適した状態にあるかを確認し、必要な場合には事前に調整するための工程で、機器調整用サンプル流体Ａ１には、例えば、粒子特性が予め分かっている標準ビーズが含まれている。機器調整用サンプル流体Ａ１は、サンプル流体供給部２０およびサンプル流路１１を流通する。機器調整用サンプル流体Ａ１に含まれる粒子は、サンプル流路１１の整列流路１１ｄで１列に整列して流通する。次いで、整列流路１１ｄを流通する個々の粒子に関する情報が細胞情報取得装置２により取得され、セルソーター１の動作状態を確認することができる。
（学習工程）
学習工程では、まず、サンプル流体供給部２０の第１サンプル用開口部２１ａから学習用サンプルを含む学習用サンプル流体Ａ２を供給する。学習用サンプル流体Ａ２には、例えば、分取したい目的細胞を含む複数種の細胞が含まれている。学習用サンプル流体Ａ２に含まれる目的細胞は、サンプル流路１１の整列流路１１ｄで１列に整列して流通する。
次いで、細胞情報取得装置２は、整列流路１１ｄを流通する個々の目的細胞から情報を読み取り、目的細胞を判別する基準を学習する。すなわち、細胞情報取得装置２は、整列流路１１ｄを流通する個々の学習用サンプルＡ２の情報をもとに目的細胞を判別する判別モデルを作成する。

（分取工程）
分取工程では、まず、サンプル流体供給部２０の第２サンプル用開口部２１ｂから分取用サンプル流体Ａ３を供給する。分取用サンプル流体Ａ３には、分取したい目的細胞を含む複数種の細胞が含まれている。分取用サンプル流体Ａ３に含まれる複数の細胞は、サンプル流路１１の整列流路１１ｄで１列に整列して流通する。
次いで、細胞情報取得装置２は、学習工程で学習した目的細胞の判別基準により、整列流路１１ｄを流通する多種の細胞から目的細胞を判別する。細胞情報取得装置２は、目的細胞を判別すると、例えば、パルス状の電圧を圧電素子３に印加する。

圧電素子３は、細胞情報取得装置２から例えばパルス状の電圧を印加されると、変形する。圧電素子３が設置された一方の変流用流体収容部１４は、圧電素子３の変形により減圧される。変流用流体Ｅは、変流用流体収容部１４の液圧が減圧されると、流通方向Ｄ１と直交する流通方向Ｄ２に沿って流通する。
変流用流体Ｅは、細胞分取部１１ｅからチャンバー３１に向かって流通し、６本の平行部流路３４内を通過する。変流用流体Ｅの流れは、細胞分取部１１ｅに到達した目的細胞を、サンプル流路１１を挟んで圧電素子３側の変流用流体収容部１４側に引き込む。目的細胞は、流圧によって引き込まれて移動方向が流通方向Ｄ１から分取用流路１５に沿う方向に変化する。目的細胞は、一対の分取用流路１５のうち、サンプル流路１１を挟んで圧電素子３側の分取用流路１５に移動する。

分取用流路１５に移動した目的細胞は、分取用流路１５の下流端に設置された試験管内に移動する。
以上の工程により、目的細胞は分取される。
本実施形態では、圧電素子３によって、変流用流体収容部１４内の液圧を減圧したが、加圧してもよい。この場合、変流用流体Ｅは、圧電素子３によって減圧した場合と逆方向に流通し、目的細胞は、サンプル流路１１を挟んで圧電素子３とは反対側の分取用流路１５に移動される。

（作用、効果）
上述の本実施形態によれば、以下の作用および効果が得られる。
変流用流体収容部１４は、一対の第１部材４の壁部４ａと第２部材５の壁部５ａとを接続する支持板３３を有している。これにより、支持板３３が壁部５ａの自重を受けているので、支持板３３は、変流用流体収容部１４の壁部５ａを支持できる。すなわち、支持板３３が壁部５ａを支え、変流用流体収容部１４の壁部５ａの構造を維持する構成になっている。したがって、変流用流体Ｅが細胞分取の際に流通し流路となる変流用流体収容部１４の変形と陥落を抑制し、そこに形成されている平行部流路３４の形態を安定化できる。
複数の平行部流路３４は、変流用流体Ｅの流れに対する流路抵抗がそれぞれ等しい。これにより、液充填の際に、細胞分取部１１ｅから平行部流路３４の端に到達した変流用流体Ｅは、複数の平行部流路３４に均等に流れ込み、チャンバー３１端に到達して再び合流する。これにより、変流用流体収容部１４を流通する変流用流体Ｅの流速や進行方向等が不規則に変動することを抑制できるので、変流用流体収容部１４内に気泡が発生することを抑制できる。したがって、細胞分取時に変流用流体Ｅの流圧を安定化できるので、変流用流体Ｅの流圧によってサンプル流体Ａ内の細胞を分取用流路１５に安定して移動できる。よって、細胞を分取する精度を向上できる。
平行部流路３４を複数設置することにより、変流用流体収容部１４の全体の流路抵抗を下げることができる。このため、細胞分取に十分な流量を細胞分取部１１ｅに提供することができる。したがって、サンプル流体Ａ内の細胞を分取用流路１５に安定して移動できる。よって、細胞を分取する精度を向上できる。
したがって、変流用流体Ｅが細胞分取の際に流通し流路となる変流用流体収容部１４の変形と陥落を抑制し、そこに形成されている平行部流路３４の形態を安定化しつつ、細胞を分取する精度を向上できる。

複数の平行部流路３４は、変流用流体Ｅの流通方向Ｄ２に並行に延びているので、複数の平行部流路３４は、変流用流体Ｅの流れに対する流路抵抗がそれぞれ等しくなる。これにより、液充填の際に、細胞分取部１１ｅから平行部流路３４の端に到達した変流用流体Ｅは、複数の平行部流路３４に均等に流れ込み、チャンバー３１端に到達して再び合流する。これにより、変流用流体収容部１４を流通する変流用流体Ｅの流速や進行方向等が不規則に変動することを抑制できるので、変流用流体収容部１４内に気泡が発生することを抑制できる。したがって、細胞分取時に変流用流体Ｅの流圧を安定化できるので、変流用流体Ｅの流圧によってサンプル流体Ａ内の細胞を分取用流路１５に安定して移動できる。よって、細胞を分取する精度を向上できる。

支持板３３は、変流用流体収容部１４の内部に複数の流路構造が並列に形成されるように設けられている（平行部流路３４）。平行部流路３４の変流用流体Ｅの流れに対する流路抵抗は、平行部流路３４の長さ、高さ、幅により調整できる。図１から図３の例では複数の平行部流路３４は、それぞれの長さ、高さおよび幅が等しい。これにより、複数の平行部流路３４の間で、変流用流体Ｅの流れに対する流路抵抗を均等にできるので、複数の平行部流路３４の間で、変流用流体Ｅの流量を均等にできる。このため、液充填時に平行部流路３４内の変流用流体Ｅの流速や進行方向が不規則に変動することを抑制できるので、平行部流路３４内に気泡が発生することを抑制できる。したがって、変流用流体Ｅの流圧を安定化できるので、変流用流体Ｅの流圧によってサンプル流体Ａ内の細胞を分取用流路１５に安定して移動できる。よって、細胞を分取する精度を向上できる。

支持板３３は、チャンバー３１側の末端においてチャンバー３１の外形に沿う位置まで延びている。これにより、圧電素子３によって平行部流路３４内に変流用流体Ｅの流れが発生する際、支持板３３のチャンバー３１側の末端で平行部流路３４内の変流用流体Ｅの流速や進行方向が不規則に変動することを抑制できるので、平行部流路３４内に気泡が発生することを抑制できる。したがって、変流用流体Ｅの流圧を安定化できるので、変流用流体Ｅの流圧によってサンプル流体Ａ内の細胞を分取用流路１５に安定して移動できる。よって、細胞を分取する精度を向上できる。

上記構成において、支持板３３の圧電素子３とは反対側の先端と、先端部３０ａの側壁３０ａ１との間に形成される先端部流路３５において、高さｈに対する幅ｗ２の比が１０を超えないように支持板３３が設置されている。これにより、先端部流路３５に対応する位置の壁部５ａが側壁３０ａ１と支持板３３によって支持されるので、先端部流路３５において第１部材４と第２部材５がたわむことを抑制できる。したがって、先端部流路３５の陥落を抑制することができる。

先端部流路３５において、高さｈに対する幅ｗ２の比は１よりも大きい。これにより、先端部流路３５を介して複数の平行部流路３４に、変流用流体Ｅを均等に流れ込ませることができる。

平行部流路３４の幅ｗ１の寸法が、支持板３３の厚さｄの寸法よりも長い。これにより、支持板３３が配置された平行部３０ｂの強度を維持しつつ、平行部流路３４を広く形成することができる。したがって、平行部流路３４を含む変流用流体収容部１４における変流用流体Ｅの流れを均等にしつつ、変流用流体収容部１４全体の流路抵抗を軽減できる。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

１…セルソーター、３…圧電素子（変圧部）、４ａ…壁部、５ａ…壁部、１１…サンプル流路、１４…変流用流体収容部、１５…分取用流路、３０ａ…先端部、３０ａ１…側壁、３１…チャンバー、３３…支持板、３４…平行部流路、３５…先端部流路、Ａ…サンプル流体、Ｄ１…サンプル流体の流通方向、Ｄ２…変流用流体の流通方向、Ｅ…変流用流体、ｄ…支持板の厚さ、ｈ…平行部流路および先端部流路の高さ、ｗ１…平行部流路の幅、ｗ２…先端部流路の幅

Claims (7)

1. 細胞を含むサンプル流体が流れるサンプル流路と、
   対向する一対の壁部の間に設けられ、前記サンプル流路に連通し、内部に変流用流体を有する変流用流体収容部と、
   前記変流用流体収容部よりも前記サンプル流体の流通方向における下流側に配置され、前記サンプル流路に連通する分取用流路と、
   前記変流用流体収容部の内部の液圧を変化させ、前記サンプル流体の流通方向と交差する方向に前記変流用流体を流通させる変圧部と、
   を備え、
   前記変流用流体収容部は、一対の前記壁部を、前記サンプル流体の流通方向と前記変流用流体の流通方向とに交差する方向に接続するとともに、前記変流用流体の流通方向に延びる支持板を有し、
   前記支持板により、前記変流用流体が流通する複数の平行部流路が形成され、
   複数の前記平行部流路は、前記変流用流体の流れに対する流路抵抗がそれぞれ等しいことを特徴とするセルソーター。
2. 複数の前記平行部流路は、前記変流用流体の流通方向に並行に延びていることを特徴とする請求項１記載のセルソーター。
3. 複数の前記平行部流路は、それぞれの長さ、高さおよび幅が略等しいことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のセルソーター。
4. 前記変圧部が配置されるチャンバーを備え、
   前記支持板は、前記チャンバー側の末端において前記チャンバーの外形に沿う位置まで延びていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のセルソーター。
5. 前記変流用流体収容部は、前記サンプル流路に連通する先端部を有し、
   前記支持板の前記変圧部とは反対側の先端と、前記先端部の側壁との間に形成される先端部流路において、高さに対する幅の比が１０を超えないように前記支持板が設置されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のセルソーター。
6. 前記平行部流路の幅の寸法が、前記支持板の厚さの寸法よりも長いことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のセルソーター。
7. 細胞を含むサンプル流体が流れるサンプル流路と、
   対向する一対の壁部の間に設けられ、前記サンプル流路に連通し、内部に変流用流体を有する変流用流体収容部と、
   前記変流用流体収容部よりも前記サンプル流体の流通方向における下流側に配置され、前記サンプル流路に連通する分取用流路と、
   を備え、
   前記変流用流体収容部は、一対の前記壁部を、前記サンプル流体の流通方向と前記変流用流体の流通方向とに交差する方向に接続するとともに、前記変流用流体の流通方向に延びる支持板を有し、
   前記支持板により、前記変流用流体が流通する複数の平行部流路が形成され、
   複数の前記平行部流路は、前記変流用流体の流れに対する流路抵抗がそれぞれ等しいことを特徴とするフローセル。

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