JP4982768B2 - 粒子処理用マイクロ流路システムおよび粒子処理方法 - Google Patents
粒子処理用マイクロ流路システムおよび粒子処理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4982768B2 JP4982768B2 JP2008101939A JP2008101939A JP4982768B2 JP 4982768 B2 JP4982768 B2 JP 4982768B2 JP 2008101939 A JP2008101939 A JP 2008101939A JP 2008101939 A JP2008101939 A JP 2008101939A JP 4982768 B2 JP4982768 B2 JP 4982768B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solution
- channel
- flow path
- particle
- particles
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 183
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims description 84
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 25
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims description 4
- 241000700605 Viruses Species 0.000 claims description 4
- 238000009795 derivation Methods 0.000 claims 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 abstract description 34
- 239000000725 suspension Substances 0.000 abstract description 17
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 11
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 197
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 71
- 238000000034 method Methods 0.000 description 24
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 22
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 11
- 238000013461 design Methods 0.000 description 9
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 9
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 8
- LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I dipotassium trisodium dihydrogen phosphate hydrogen phosphate dichloride Chemical compound P(=O)(O)(O)[O-].[K+].P(=O)(O)([O-])[O-].[Na+].[Na+].[Cl-].[K+].[Cl-].[Na+] LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 8
- 239000002953 phosphate buffered saline Substances 0.000 description 8
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- 239000006285 cell suspension Substances 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 4
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 4
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003833 cell viability Effects 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 3
- 238000000684 flow cytometry Methods 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000001943 fluorescence-activated cell sorting Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 210000003463 organelle Anatomy 0.000 description 3
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 3
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 3
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 2
- 229920004890 Triton X-100 Polymers 0.000 description 2
- 230000007059 acute toxicity Effects 0.000 description 2
- 231100000403 acute toxicity Toxicity 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000000819 hypertonic solution Substances 0.000 description 2
- 239000000815 hypotonic solution Substances 0.000 description 2
- 238000002032 lab-on-a-chip Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 2
- 229920002113 octoxynol Polymers 0.000 description 2
- 230000000144 pharmacologic effect Effects 0.000 description 2
- 229920000307 polymer substrate Polymers 0.000 description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 2
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000010532 solid phase synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010052285 Membrane Proteins Proteins 0.000 description 1
- 102000018697 Membrane Proteins Human genes 0.000 description 1
- 229930040373 Paraformaldehyde Natural products 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 231100000131 acute cytotoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 235000011089 carbon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 1
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000004720 dielectrophoresis Methods 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000005370 electroosmosis Methods 0.000 description 1
- 238000004049 embossing Methods 0.000 description 1
- 238000012840 feeding operation Methods 0.000 description 1
- 229940021223 hypertonic solution Drugs 0.000 description 1
- 230000003100 immobilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003018 immunoassay Methods 0.000 description 1
- 238000012744 immunostaining Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000031146 intracellular signal transduction Effects 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 238000003541 multi-stage reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000002547 new drug Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 229920002866 paraformaldehyde Polymers 0.000 description 1
- -1 polydimethylsiloxane Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 235000010482 polyoxyethylene sorbitan monooleate Nutrition 0.000 description 1
- 229920000053 polysorbate 80 Polymers 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 239000000941 radioactive substance Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Description
「インターナショナル・レヴュー・オブ・サイトロジー(International Review of Cytology)」Vol.55,133−176,2006.
「アナリティカル・ケミストリー(Analytical Chemistry)」77(5),1216−1221,2005. 「ラボ・オン・ア・チップ(Lab on a Chip)」4(2),148−151,2004.
また、本発明の目的とするところは、粒子や細胞を処理する際に、送液装置以外の物理的な制御装置を必要としないシステムを提供しようとするものである。
また、本発明の目的とするところは、粒子や細胞を処理する際に、目的によっては、多段階での処理を可能とし、また細胞を用いる場合は、細胞を凍結することなく回収することを可能とするシステムを提供しようとするものである。
「ラボ・オン・ア・チップ(Lab on a Chip)」5(11),1233−1239,2005.その際、流量Q1と流量Q2の比についても、流路のネットワークを抵抗回路のアナロジーとして考えることで計算することができ、各分岐点(DR1およびDR2)におけるこれらの値は、流路の幅・長さ・深さをあらかじめある計算された値に設定することによって、任意に設定・調節することができる。
Claims (16)
- 平均粒径がRμm(Rは1以上100以下)である粒子の表面および/または内部を連続的に処理するための、主流路(D)に対し導入流路および導出流路を有するマイクロ流路システムであり、そのシステムが、
(1)導入口(DP)より溶液A(組成a)が連続的に導入される直径1.5Rμm〜30Rμmの主流路(流路部D1)と、合流点(DP1)において主流路(流路部D1)に合流し溶液Aとは異なる組成の溶液B(組成b)が連続的に導入される導入流路(P1)、並びに合流点(DP1)より下流における分岐点(DR1)において主流路(流路部D1)より分岐し溶液Aおよび一部の溶液Bが排出される直径0.5Rμm〜10Rμmの導出流路(R1)、並びに分岐点(DR1)より下流における主流路(処理部DE)、から構成され、
(2)さらに、主流路(処理部DE)の下流における直径1.5Rμm〜30Rμmの主流路(流路部D2)と、合流点(DP2)において主流路(流路部D2)に合流し溶液C(組成c)が連続的に導入される導入流路(P2)、並びに合流点(DP2)より下流における分岐点(DR2)において主流路(流路部D2)より分岐し、主流路(処理部DE)内を通過した溶液および一部の溶液Cが排出される直径0.5Rμm〜10Rμmの導出流路(R2)、並びに分岐点(DP2)の下流における主流路(D)の導出口(DR)、から構成され、
(3)主流路(D)における分岐点(DR1)から主流路(処理部DE)へと流れる溶液の純度が、導入流路(P1)より導入された溶液B(組成b)の99%以上であり、
(4)さらに主流路(D)における分岐点(DR2)から導出口(DR)へと流れる溶液の純度が、導入流路(P2)より導入された溶液C(組成c)の99%以上であり、
(5)当該粒子が溶液A(組成a)と共に主流路(D)に導入され、主流路(D)内を流れる各組成の溶液内を連続的に通過し、導出口(DR)より回収されることを特徴とする、
粒子処理用マイクロ流路システム。 - 請求項1の(1)の構成であるシステムユニット(U)が複数回繰り返され、使用される溶液が溶液B(組成b)あるいはそれ以外のものである、請求項1に記載の粒子処理用マイクロ流路システム。
- 導出流路(R1)および導出流路(R2)の本数がそれぞれ20本以上である、請求項1,2記載のいずれか1項記載の粒子処理用マイクロ流路システム。
- 導出流路(R1)および導出流路(R2)の内径が、流れの方向に沿って徐々にあるいは段階的に大きくなる、請求項1〜3のいずれか1項記載の粒子処理用マイクロ流路システム。
- 主流路(D)、導入流路(P1およびP2)、並びに導出流路(R1およびR2)が、導入口および導出口を除いて同一平面内に加工されており、流路の直径とは、流路の幅である、請求項1〜4のいずれか1項記載の粒子処理用マイクロ流路システム。
- 合流点(DP1)と分岐点(DR1)が、互いに主流路の反対側の壁面に存在する、請求項5記載の粒子処理用マイクロ流路システム。
- 導出流路(R1)および導出流路(R2)の1本1本の間隔が5Rμm以下である、請求項1〜6のいずれか1項記載の粒子処理用マイクロ流路システム。
- 主流路(D)に導入される溶液A(組成a)の流量に対し、導出流路(R1)から排出される溶液Aを含む溶液の流量が1.2倍以上である、請求項1〜7のいずれか1項記載の粒子処理用マイクロ流路システム。
- 主流路(処理部DE)を流れる溶液の流量に対し、導出流路(R2)から排出される当該溶液を含む溶液の流量が1.2倍以上である、請求項1〜8のいずれか1項記載の粒子処理用マイクロ流路システム。
- 主流路(D)内の粒子が、分岐点(DR1)より下流において1列に並んで流れる、請求項1〜9のいずれか1項記載の粒子処理用マイクロ流路システム。
- 主流路(処理部DE)における粒子の滞留時間が10秒以下である、請求項1〜10のいずれか1項記載の粒子処理用マイクロ流路システム。
- 主流路(処理部DE)における粒子の滞留時間が100ミリ秒以下である、請求項1〜10のいずれか1項記載の粒子処理用マイクロ流路システム。
- 溶液C(組成c)が溶液A(組成a)である、請求項1〜12のいずれか1項記載の粒子処理用マイクロ流路システム。
- 使用する粒子が細胞、ウイルス、バクテリア等の生体粒子である、請求項1〜13のいずれか1項記載の粒子処理用マイクロ流路システム。
- 使用する粒子の形状が球形もしくは非球形であり、粒子の粒径とは、その粒子を閉じ込めることができる最小体積の直方体あるいは立方体における最小の辺の長さである、請求項1〜14のいずれか1項記載の粒子処理用マイクロ流路システム。
- 請求項1〜15のいずれか1項記載のマイクロ流路システムを利用する、粒子処理方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008101939A JP4982768B2 (ja) | 2008-03-12 | 2008-03-12 | 粒子処理用マイクロ流路システムおよび粒子処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008101939A JP4982768B2 (ja) | 2008-03-12 | 2008-03-12 | 粒子処理用マイクロ流路システムおよび粒子処理方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009213460A JP2009213460A (ja) | 2009-09-24 |
JP4982768B2 true JP4982768B2 (ja) | 2012-07-25 |
Family
ID=41186034
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008101939A Expired - Fee Related JP4982768B2 (ja) | 2008-03-12 | 2008-03-12 | 粒子処理用マイクロ流路システムおよび粒子処理方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4982768B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010071857A (ja) * | 2008-09-19 | 2010-04-02 | Sekisui Chem Co Ltd | 血漿分離装置 |
JP5594658B2 (ja) * | 2010-01-21 | 2014-09-24 | 一般財団法人生産技術研究奨励会 | 物質分布制御方法、デバイス、細胞培養方法、細胞分化制御方法 |
KR101993907B1 (ko) * | 2015-04-16 | 2019-06-27 | 주식회사 엘지화학 | 고농도 그래핀 용액의 제조 방법 |
JP6647140B2 (ja) * | 2016-05-23 | 2020-02-14 | 新日本無線株式会社 | 生体試料採取器及び生体試料の採取方法 |
WO2018212309A1 (ja) * | 2017-05-17 | 2018-11-22 | 公立大学法人大阪府立大学 | 粒子捕捉装置及び粒子捕捉方法 |
WO2020036115A1 (ja) * | 2018-08-14 | 2020-02-20 | 株式会社 TL Genomics | 流体デバイス |
WO2020045434A1 (ja) * | 2018-08-28 | 2020-03-05 | 京セラ株式会社 | 粒子分離デバイスおよび粒子分離装置 |
DE102021208185A1 (de) * | 2021-07-29 | 2023-02-02 | Carl Zeiss Microscopy Gmbh | Probenträger und dessen Verwendung sowie Verfahren, insbesondere zur Detektion von Pathogenen |
JP2024013993A (ja) * | 2022-07-21 | 2024-02-01 | 株式会社Screenホールディングス | 分離装置 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001281233A (ja) * | 2000-03-28 | 2001-10-10 | Inst Of Physical & Chemical Res | 水性分配用マイクロチップおよびそれを用いた水性分配方法 |
JP2007021465A (ja) * | 2005-07-12 | 2007-02-01 | Minoru Seki | 粒子を連続的に濃縮・分離するための流路構造および方法 |
JP2007175684A (ja) * | 2005-12-26 | 2007-07-12 | Minoru Seki | 微粒子の濃縮・分級のための流路構造および方法 |
JP5121155B2 (ja) * | 2006-03-14 | 2013-01-16 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | 形質転換細胞集団の作成方法 |
-
2008
- 2008-03-12 JP JP2008101939A patent/JP4982768B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009213460A (ja) | 2009-09-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4982768B2 (ja) | 粒子処理用マイクロ流路システムおよび粒子処理方法 | |
US11944971B2 (en) | Sorting particles in a microfluidic device | |
US11052392B2 (en) | Microfluidic device for cell separation and uses thereof | |
Kang et al. | Intracellular nanomaterial delivery via spiral hydroporation | |
US20140008210A1 (en) | Methods and compositions for separating or enriching cells | |
Chung et al. | Highly permeable silicon membranes for shear free chemotaxis and rapid cell labeling | |
KR101807256B1 (ko) | 입자 분리 장치 및 입자 분리 방법 | |
JP2008136475A (ja) | 細胞捕捉装置及びそれを利用した細胞操作方法 | |
JP6746619B2 (ja) | マイクロ流体デバイス | |
US20160237397A1 (en) | Methods and devices for breaking cell aggregation and separating or enriching cells | |
Ahmed et al. | A pumpless acoustofluidic platform for size-selective concentration and separation of microparticles | |
Zhang et al. | Design of a single-layer microchannel for continuous sheathless single-stream particle inertial focusing | |
EP3684507B1 (en) | Particle sorting in a microfluidic system | |
JP7417294B2 (ja) | クロスフローろ過装置 | |
Wang et al. | On-Chip Label-Free Sorting of Living and Dead Cells | |
JP2022032224A (ja) | 粒子分離装置及び分離方法 | |
JP2021065880A (ja) | 粒子分離装置及び分離方法 | |
Chen et al. | Microfluidics chips for blood cell separation | |
Chen | acoustofluidics in biomedical applications |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110117 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120308 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120315 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120330 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150511 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |