JPH03247268A - 細胞の吸引・吐出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はバイオテクノロジーの分野において、細胞懸濁
液中の細胞集団から特定の細胞を捕捉するのに用いられ
る細胞吸引・吐出装置に関するものである。

（従来の技術） 従来の細胞吸引・吐出装置では、細胞を吸引し、吐出す
る細管をマイクロシリンジにつけたり、細管をポンプに
つなぐことにより、細胞の吸引と吐出を行なっている。

（発明が解決しようとする課題） 細胞を吸引したり吐出するための容積変化はごく微量で
あり、そのような微量の容積変化をマイクロシリンジや
ポンプで制御することは困難である。

細胞懸濁液中の特定の細胞に吸引用の細管を近づけるに
は細胞吸引・吐出装置を自由に移動させる必要があるが
、マイクロシリンジやポンプを接続していると軽量化し
小型化する上で支障がある。

本発明は細胞の吸引や吐出を行なう上で必要な微量な液
量の吸引や吐出を制御することができ、また軽量化や小
型化にも有利な細胞吸引・吐出装置を提供することを目
的とするものである。

く課題を解決するための手段） 本発明の細胞吸引・吐出装置では、壁面の一部が圧電素
子からなる容器に細管を設け、その容器の内部空間を前
記細管を通してのみ外部と連結するとともに、この容器
を任意の位置に移動可能なアームに取りつけ、前記圧電
素子への印加電圧の制御により圧電素子の変位を介して
内部空間の容積を変化させ、前記細管により細胞の吸引
・吐出を行なう。

（作用） 圧電素子の変位量は印加電圧によって可逆的、かつ、連
続的に制御することができる。また、圧電素子の変位量
は微量であり、細胞の吸引や吐出の微細な操作をする上
で好都合である。

細管の先端を細胞懸濁液中の細胞に近づけ、容器の内部
空間の容積が増大する方向に圧電素子に電圧を印加する
ことにより、細胞が細管に吸引される。その後、細管の
先端を所定の位置へ移動させ、今度は容器の内部空間の
容積が減少する方向に圧電素子に電圧を印加すると、細
管に吸引されていた細胞が吐出される。

（実施例） 図は一実施例を表わす。

２は容器であり、その１つの壁面は圧電素子４により構
成されている。容器２には細管６が取りつけられ、容器
２の内部空間８は細管６を通してのみ外部と連絡してい
る。

圧電素子４はバイモルフ形圧電素子であり、中間に金属
板を挾んで同一方向に分極した２枚の圧電素子が貼り合
わされた構造をしており、中間の金属板を共通電極とし
てその金属板と２枚の圧電素子の間に電圧を印加するこ
とにより、バイモルフ形圧電素子４に反りを発生させる
ことができる。

バイモルフ形圧電素子４の反りの方向は印加する電圧の
極性に依存し、反り量は印加電圧の大きさに依存する。

圧電素子４のリード線１ｏは駆動電圧を発生する直流電
圧発生回路１２に接続されている。１４は制御回路であ
り、制御回路１４からの制御電圧に従って直流電圧発生
回路１２から直流電圧の駆動電圧が発生され、圧電素子
１４に印加される。

容器２は支持アーム１６に取りつけられている。

支持アーム１６はマイクロマニピュレータ（図示路）に
取りつけられており、容器２をｘ、ｙ、ｚの任意の方向
に移動することができるようになっている。

１８は細胞懸濁液２０を収容している容器であり、２２
は吸引しようとする細胞を表わしている。

図には示されていないが、細胞２２の位置に細管６の先
端を位置決めするために、容器１８の下側には倒立顕ｆ
＃鏡が設けられており、その倒立顕微鏡で細胞２２を見
ながら細管１６の先端の位置決めを行なう。

次に、本実施例の動作について説明する。

圧電素子４の面積をＳ。とじ、駆動電圧Ｅ。を加えたと
きに、圧電素子４は内部空間８の容積を減少させる方向
にＱ０変位するものとすれば、このときの容積減少Δ■
ｏ＝Ｓ０・Ｑｏのために内部空間８の空気がΔｖｏたけ
押し出される。細管６の先端を細胞懸濁液に浸漬しない
状態で圧電素子４に駆動電圧Ｅ。を印加し、内部空間８
の体積を減少させておく。

駆動電圧Ｅ０を印加した状態で細管６の先端を細胞懸濁
液２０に浸漬し、支持アーム１６を移動させて細管６の
先端を吸引捕捉したい細胞２２の近傍に位置決めする。

圧電素子４の駆動電圧ＥをＥ＜Ｅ、とする。これにより
、容器２の内部空間８の容積が増大し、細胞２２は細管
６内に捕捉される。

次に、支持アーム１６を任意の場所に移動した後、圧電
素子４の駆動電圧ＥをＥ＞Ｅｏとする。

これにより圧電素子４はＱまで変位し、容器２の内部空
間８の容積は細胞を吸引する前の状態よりもさらに減少
することにより、細管６に吸引されていた細胞が吐出さ
れる。

細胞の吸引、吐出に要する内部空間８の容積変化はμＱ
単位であり、このような微量な容積変化は圧電素子４の
変位により実現することができる。

細胞の吸引と吐出のサイクルは任意のサイクル、例えば
０〜数百Ｈｚで繰り返すことができる。

本実施例の他の用途としては、例えば細管６内に予め蛋
白質や遺伝子などの溶液を吸引しておき、特定の細胞に
細管６を突き刺した後、蛋白質や遺伝子などを吐出する
こともできる。これにより、蛋白質や遺伝子などを細胞
内に注入することができる。

（発明の効果） 本発明では細胞を吸引し、吐出するための細管につなが
る容器の内部空間の容積を圧電素子の変位により変化さ
せて、細胞の吸引と吐出を行なわせるようにしたので、
微量の容積変化を再現性よく実現することができる。

圧電素子で容積変化を行わせるので、この細胞吸引・吐
出装置には廓動電圧を供給するリード線を接続するだけ
でよく、マイクロシリンジやポンプに接続する従来の細
胞吸引・吐出装置に比べて軽量で小型化することができ
、取扱いが容易になる。

【図面の簡単な説明】

図は一実施例を示す断面図である。 ２・・・容器、４・・・・圧電素子、６・・・・細管、
８・・・・・・内部空間、１２・・・・・・直流電圧発
生回路、１４・・制御回路、２２・・・・・・細胞。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）細管をもち内部空間が前記細管を通してのみ外部
   と連結している容器の壁面の一部が圧電素子であり、任
   意の位置に移動可能なアームに取りつけられ、前記圧電
   素子への印加電圧の制御により圧電素子の変位を介して
   内部空間の容積を変化させ、前記細管により細胞の吸引
   ・吐出を行なう装置。