JP2010022226A - 超音波ダイセクション装置および超音波ダイセクション方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】平坦な担体上に広がった複数の生物学的対象を含む溶液に対して、収束超音波により音響流を発生させ、これにより目的の生物学的対象とその他の生物学的対象とを相対的に切り離すための超音波ダイセクション装置であって、超音波発生手段と、超音波発生手段により発生させた超音波を目的の生物学的対象とそれ以外の生物学的対象との境界部に収束させるための超音波収束手段と、超音波収束手段により収束された超音波が目的の生物学的対象の相対的な切り離しに有効な収束スポット径をもつ音響流を発生するように超音波発生手段を制御するためのコントローラとを備えた超音波ダイセクション装置。
【選択図】図1
Description
平坦な担体上に広がった複数の生物学的対象を含む溶液に対して、収束超音波により音響流を発生させ、これにより目的の生物学的対象とその他の生物学的対象とを相対的に切り離すための超音波ダイセクション装置であって、
超音波発生手段と、
超音波発生手段により発生させた超音波を目的の生物学的対象とそれ以外の生物学的対象との境界部に収束させるための超音波収束手段と、
超音波収束手段により収束された超音波が目的の生物学的対象の相対的な切り離しに有効な収束スポット径をもつ音響流を発生するように超音波発生手段を制御するためのコントローラと
を備えた超音波ダイセクション装置である。
平坦な担体上に広がった複数の生物学的対象を含む溶液に対して、収束超音波により音響流を発生させ、これにより目的の生物学的対象とその他の生物学的対象とを相対的に切り離すための超音波ダイセクション方法であって、
目的の生物学的対象とそれ以外の生物学的対象との境界部に超音波を収束させる工程と、
収束超音波により細胞培養液中に目的の生物学的対象の相対的な切り離しに有効な収束スポット径をもつ音響流を発生させ、目的の生物学的対象とその他の生物学的対象とを相対的に切り離す工程
を含む方法である。
[第1の実施の形態]
以下、本発明の第1の実施の形態に係る超音波ダイセクション装置について、図1を参照して説明する。なお、以下の説明は、本発明を説明するためのものであって、本発明を限定するためのものではない。
超音波発生手段1;
超音波発生手段1により発生させた超音波を収束させるための超音波収束手段2;
超音波収束手段2により収束された超音波が音響流を発生するように超音波発生手段を制御するためのコントローラ3;
超音波収束手段2を駆動するための駆動部4;
生物学的対象を含む溶液を保持する担体を載せる試料台5;
生物学的対象を照明するための照明手段6;
生物学的対象を観察するための観察手段7。
本発明の超音波ダイセクション方法は、平坦な担体上に広がった複数の生物学的対象を含む溶液に対して、収束超音波により音響流を発生させ、これにより複数の生物学的対象から目的の生物学的対象を切り離すための方法であって、
(1)目的の生物学的対象とそれ以外の生物学的対象との境界部(境界線上だけでなく、境界線近傍(主に目的の生物学的対象の外側)も含む)に超音波を収束させる工程と、
(2)収束超音波により、生物学的対象を含む溶液中に目的の生物学的対象の相対的な切り離しに有効な収束スポット径をもつ音響流を発生させ、目的の生物学的対象とその他の生物学的対象とを相対的に切り離す工程
を含む。
超音波ダイセクション装置の超音波発生手段により発生させた超音波(UW)を、超音波収束手段である音響レンズにより、所定の焦点位置(目的の生物学的対象とそれ以外の生物学的対象との境界部)で収束させる。所定の焦点位置で超音波を収束させるためには、音響レンズを所定の位置に配置する。この位置決めは、観察手段で生物学的対象を観察しながら、音響レンズ自体をXYZ軸方向に駆動するか、もしくは試料台をXYZ軸方向に駆動することにより行うことができる。
収束させた超音波から「生物学的対象のダイセクションを行うことが可能な音響流」、すなわち「目的の生物学的対象の相対的な切り離しに有効な収束スポット径をもつ音響流」を発生させるためには、上述のとおり、超音波の周波数、射出時間、および出力(パワー)等に関して適切に設定する必要がある。
図5に示される超音波ダイセクション装置を用いて細胞のダイセクションを行った例を以下に記す。
本実施例では、本方法で目的の細胞1個をその他の細胞と切り離したときに、本方法による細胞に対するダメージが少ないことを確認する実験を行った。
本実施例では、目的の細胞をその他の細胞と切り離すために必要な超音波の最小継続時間を、電気信号の出力を変化させて調べた。本実施例も、上記実施例1と同じ実験配置で、同様の手順に従って行った。
11a…信号発生・送信機、11a−1…信号発生機、11a−2…RFスイッチ、11a−3…パワーアンプ、11a−4…コネクタ、11b…ZnO薄膜トランスデューサ、11c…サファイアロッド、12…音響レンズ、13…任意波形発生器、14…駆動部、15…試料台、17…対物レンズ、18…ディッシュ、19…細胞、20…細胞培養液
Claims (11)
- 平坦な担体上に広がった複数の生物学的対象を含む溶液に対して、収束超音波により音響流を発生させ、これにより目的の生物学的対象とその他の生物学的対象とを相対的に切り離すための超音波ダイセクション装置であって、
超音波発生手段と、
超音波発生手段により発生させた超音波を目的の生物学的対象とそれ以外の生物学的対象との境界部に収束させるための超音波収束手段と、
超音波収束手段により収束された超音波が目的の生物学的対象の相対的な切り離しに有効な収束スポット径をもつ音響流を発生するように超音波発生手段を制御するためのコントローラと
を備えた超音波ダイセクション装置。 - 前記コントローラは、超音波発生手段により発生させる超音波の周波数f、超音波収束手段のNA、及び水中超音波音速cwの関係、並びに超音波の出力に基づき、超音波の継続時間を制御することを特徴とする、請求項1に記載の超音波ダイセクション装置。
- 前記超音波の継続時間は、10μsよりも長いことを特徴とする、請求項2に記載の超音波ダイセクション装置。
- 生物学的対象を照明するための照明手段を更に備えた、請求項1に記載の超音波ダイセクション装置。
- 前記照明手段が、生物学的対象を直接照明するように配置されていることを特徴とする、請求項4に記載の超音波ダイセクション装置。
- 前記照明手段が、超音波収束手段を照明し、その散乱光により生物学的対象を照明するように配置されていることを特徴とする、請求項4に記載の超音波ダイセクション装置。
- 生物学的対象を観察するための観察手段を更に備えた、請求項1または4に記載の超音波ダイセクション装置。
- 前記観察手段が、生物学的試料を間に挟んで、超音波収束手段と向かい合うように配置されていることを特徴とする、請求項7に記載の超音波ダイセクション装置。
- 生物学的対象を観察するための観察手段を所定の位置に配置するための手段を更に備えた、請求項1または4に記載の超音波ダイセクション装置。
- 平坦な担体上に広がった複数の生物学的対象を含む溶液に対して、収束超音波により音響流を発生させ、これにより目的の生物学的対象とその他の生物学的対象とを相対的に切り離すための超音波ダイセクション方法であって、
目的の生物学的対象とそれ以外の生物学的対象との境界部に超音波を収束させる工程と、
収束超音波により、生物学的対象を含む溶液中に目的の生物学的対象の相対的な切り離しに有効な収束スポット径をもつ音響流を発生させ、目的の生物学的対象とその他の生物学的対象とを相対的に切り離す工程
を含む方法。 - 複数の生物学的対象から目的の生物学的対象を切り離した後、それ以外の生物学的対象を担体上から排除し、目的の生物学的対象のみを担体上に残す工程を更に含む、請求項10に記載の超音波ダイセクション方法。
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0614977A (ja) * | 1992-06-30 | 1994-01-25 | Shimada Phys & Chem Ind Co Ltd | 超音波殺菌方法及び装置 |
WO2000025125A1 (en) * | 1998-10-28 | 2000-05-04 | Covaris, Inc. | Apparatus and methods for controlling sonic treatment |
WO2006088154A1 (ja) * | 2005-02-18 | 2006-08-24 | Absize Inc. | 細胞分離方法及び装置 |
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WO1997029354A1 (de) * | 1996-02-05 | 1997-08-14 | Bayer Aktiengesellschaft | Verfahren und vorrichtung zum sortieren und zur gewinnung von planar ausgebrachten biologischen objekten wie biologische zellen bzw. zellorganellen, histologischen schnitten, chromosomenteilchen etc. mit laserstrahlen |
US6948843B2 (en) * | 1998-10-28 | 2005-09-27 | Covaris, Inc. | Method and apparatus for acoustically controlling liquid solutions in microfluidic devices |
DE10043504C2 (de) * | 2000-09-01 | 2002-07-04 | Leica Microsystems | Verfahren zur Laser-Mikrodissektion und Verwendung einer Vorrichtung zur Laser-Mikrodissektion |
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WO2000025125A1 (en) * | 1998-10-28 | 2000-05-04 | Covaris, Inc. | Apparatus and methods for controlling sonic treatment |
WO2006088154A1 (ja) * | 2005-02-18 | 2006-08-24 | Absize Inc. | 細胞分離方法及び装置 |
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JPN6013008422; 松田和久ら: 信学技報 Vol.93, No.443, 1994, pp.59-66 * |
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