JPH0731457A

JPH0731457A - 細胞搬送機構および細胞融合装置

Info

Publication number: JPH0731457A
Application number: JP18363293A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Suzuki; 弘之鈴木; Toshio Yasunaka; 敏男安中
Original assignee: Tokimec Inc
Current assignee: Tokimec Inc
Priority date: 1993-07-26
Filing date: 1993-07-26
Publication date: 1995-02-03

Abstract

(57)【要約】【目的】光トラッピングを用いずに、融合に供する細
胞を単離し、搬送する。また、該細胞搬送機構を用い、
選択的な細胞融合を行う。【構成】細胞を１個ずつ分離して流路に誘導する単離
機構と、液圧差により液を流動させる流動機構とを有
し、細胞を１個ずつ搬送する細胞搬送機構を提供する。
さらに、上記の細胞搬送機構を有することを特徴とする
細胞融合装置も提供される。また、制御装置と画像入力
装置とを有し、該制御装置は、該上記画像入力装置を介
して得られる画像データを解析し、細胞の輪郭に基づい
て判断を下す機能を有し、該判断に応じてあらかじめ定
められた手順を実行することを特徴とする細胞融合装置
が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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、細胞を搬送するための細胞搬送機構、お
よび、細胞を融合するための細胞融合装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の細胞融合装置としては、例えば、
図１５に示すようなものがある。この装置は、誘電泳動
現象により、あらかじめ細胞を接触させておき、次に、
直流パルスによって、接触している細胞を融合させる装
置である。

【０００３】先ず、電極６間の融合チャンバ２に細胞懸
濁液を入れ、電極６間に高周波電圧を印加し、誘電泳動
現象により、細胞の列を形成させておく。誘電泳動現象
により、懸濁液中の細胞は、電気力線の方向にほぼ一列
に並ぶ。細胞の列は、電極間を横断するような形で何本
も形成される。これに、直流パルスを印加すれば、細胞
を融合することができる。なお、誘電泳動現象は、高周
波交番電界中で電気的中性粒子に生ずる分極によって中
性粒子どうしが電界方向につながったり、中性粒子が電
界強度の強い方へひかれたりする現象である。細胞は、
電気的中性粒子なので、誘電泳動により移動させること
ができる。

【０００４】しかし、このような細胞融合装置にあって
は、懸濁液中の細胞を会合させておいて融合させるので
あるが、誘電泳動現象のみでは、融合したい組み合わせ
で、選択的に会合させることはできない。例えば、２種
類の細胞ＡとＢとを融合する場合、求めるＡ−Ｂの融合
の他に、Ａ−Ａの融合や、Ｂ−Ｂの融合、Ａ−Ａ−Ｂの
融合など、様々な組み合わせの融合細胞が生じてしま
う。電極間を横断するように形成される細胞列において
列を構成する細胞の個数を制御できないためである。ゆ
えに、選択的な細胞融合を行うことはできない。

【０００５】そこで、光トラッピングを利用して、融合
する細胞を一つずつ選択的に搬送する方法が採られてい
る。該方法は、光が境界面（周囲溶媒と細胞）で屈折す
る際に、光子のもつ運動量の向きが変化するため、反
射、屈折のいずれの場合にも、光と物体の運動量が保存
されるような方向に力が発生することによるものであ
る。この力は、レーザー光線の強度が強い方向への成分
を有するため、細胞をレーザー光線の光軸付近に捕促で
きる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような光
トラッピングを利用した搬送方法を用いた場合、細胞が
光のエネルギーにより高温になり、死んでしまうことが
ある。これは、細胞と細胞の周囲の培養液との屈折率の
差が小さく、十分な光トラッピング現象を起こすために
は、レーザー光の出力を大きくして、光を強くしなけば
ならないことがあるからである。

【０００７】また、光トラッピングによる搬送では、融
合に失敗して破壊され、細胞膜外に出てしまった細胞質
を、融合チャンバから回収することはできない。しか
し、このような細胞質を回収せずに放置すると、融合チ
ャンバ内の培養液の液性が変化する、培養液の粘性が上
がって、光トラッピングによる搬送が困難になるなどの
問題が生ずる。

【０００８】そこで、本発明は、光トラッピングを用い
ずに、融合に供する細胞を単離し、搬送することのでき
る細胞搬送機構を提供することを目的とする。また、該
細胞搬送機構を用い、選択的な細胞融合を行うことので
きる細胞融合装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、細胞を保持するための、少なくとも１
つのチャンバと、該チャンバに連通した流路とを有し、
細胞を搬送するための細胞搬送機構において、細胞を１
個ずつ分離して流路に誘導する単離機構と、液圧差によ
り液を流動させる流動機構とを有し、細胞を１個ずつ搬
送する細胞搬送機構を提供する。上記流動機構には、チ
ャンバ内に圧力を印加する機構があり、該圧力は、正圧
でも負圧でもよい。また、前記流動機構には、チャンバ
内を液面の高低差により液を流動させる機構を設けるこ
ともできる。

【００１０】本発明は、さらに、液圧を測定する圧力セ
ンサを有することができる。この場合、、前記流動機構
は、上記圧力センサにより測定された液圧に応じて、印
加する圧力を調整する構成とすることができる。

【００１１】また、前記単離機構としては、流路を傾斜
させて液の流動を制御する傾斜機構を有するものや、弁
を有し、弁の開閉により細胞を単離するものや、流路切
り換え機構を有し、細胞の搬送される流路を切り換える
ことにより細胞を単離するものがある。なお、前記単離
機構は、細胞の通過を検出して信号を送信する検出器を
有し、該検出器の送信する信号に応じて弁を開閉するこ
とができる。また、前記流路切り換え機構は、単離した
細胞を保持するためのチャンバを有し、該チャンバを介
する流路を切り換えることができる。

【００１２】さらに、本発明によれば、融合に供するた
めの細胞懸濁液を保持する少なくとも１つの懸濁液チャ
ンバと、細胞を融合させるための融合チャンバと、融合
した細胞を回収するための回収チャンバと、細胞を接触
させ、かつ、融合させるための電極とを有し、細胞を融
合させる細胞融合装置において、上記の細胞搬送機構を
有することを特徴とする細胞融合装置が提供される。

【００１３】また、本発明は、制御装置と画像入力装置
とを有することができる。該制御装置は、該上記画像入
力装置を介して得られる画像データを解析し、細胞の輪
郭に基づいて判断を下す機能を有し、該判断に応じてあ
らかじめ定められた手順を実行する。

【００１４】さらに、制御装置は、前記細胞搬送機構お
よび前記電極を制御する機能と、細胞融合処理を連続し
て繰返し実行する機能とを有することができる。上記細
胞融合処理は、例えば、細胞を搬送する処理と、細胞を
融合させる処理と、融合した細胞を回収する処理と、融
合に失敗した細胞を前記融合チャンバから除去する処理
とを含む。

【００１５】

【作用】本発明の細胞搬送機構は、細胞を搬送するため
の流動機構と、細胞を単離するための単離機構とを有す
る。上記流動機構は、液圧差により液を流動させ、該液
に懸濁している細胞を搬送するものである。また、上記
単離機構は、細胞を１個づつ分離し、細胞融合に供する
ためのものである。

【００１６】上記流動機構には、正（加）圧により液圧
差を生じさせるものと、負（減）圧により液圧差を生じ
させるものと、液面の高低差により液圧を生じさせるも
のなどがある。上記単離機構には、弁を用いて単離する
ものと、液面の高低差を生じさせ、液の流動を制御する
ことにより、該液に懸濁した細胞の移動を制御し、単離
するものと、細胞の移動する流路を切り換えることによ
り細胞を単離するものなどがある。

【００１７】本発明の細胞融合装置は、上記細胞搬送機
構を用いて細胞を搬送するものである。さらに、細胞融
合装置の制御装置に、細胞の輪郭を画像データを処理す
ることにより求め、該輪郭の形により、融合に供するの
に適しているかどうかや、融合が成功したかどうかを判
断し、その後の処理を決定する機能を備えることによ
り、細胞融合処理を連続して繰返し行うことができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。

【００１９】（実施例１）本発明の細胞融合装置のう
ち、流動機構として、液面の高低差により細胞を搬送す
る機構を有する実施例を図１に示す。本実施例の細胞融
合装置は、それぞれ別種の細胞の懸濁液を溜めておくた
めの、２つの懸濁液チャンバ１と、細胞融合を行うため
の融合チャンバ７と、融合細胞の回収のための回収チャ
ンバ１１と、融合に失敗した細胞等を回収するための廃
棄チャンバ１２とを有する。各チャンバは、それぞれ約
６ｃｍ³の容積を有する。なお、懸濁液チャンバは、融
合させる細胞の種類の数だけ用意される。また、ここで
は、懸濁液とは、細胞を培養液に懸濁させたものをさ
す。

【００２０】懸濁液チャンバ１、回収チャンバ１１、廃
棄チャンバ１２は、それぞれ、内部に保持する懸濁液を
融合チャンバ７に、流路により連通させるための孔３を
有している。各流路は、幅約１００〜２００μｍ、長さ
ｍｍである。なお、孔３は連通溝とすることもできる
が、この場合は、水位が細胞の直径の２倍より高くなら
ないようにすることが望ましい。上記各孔３の開閉のた
めに、それぞれ弁４が配置されている。すなわち、本実
施例では、単離機構として弁を用いている。弁４は、駆
動機構２を有し、各チャンバ１、１１、１２の孔３を開
閉する。弁４としては、図１２に示す積層型電歪素子を
利用した弁や、図１３に示す、バイモルフ型電歪素子を
利用した弁を用いることができる。これらの弁では、電
圧を印加すると電歪素子２２が変形し、流路２１が開
く。なお、変位量は、積層型の場合、直列に配置された
素子の数により調節でき、バイモルフ型の場合は、印加
電圧により調節できる。本実施例では、前者を用いた。

【００２１】孔３は、チャンバの低い位置に設けられ、
細胞１個よりやや大きく、細胞を１個づつ通すだけの大
きさを有する。本実施例では、直径約５０μｍの細胞を
プロトプラストを用いて細胞融合を行うため、上記孔３
の直径は、約６０μｍとなっている。また、懸濁液チャ
ンバ１と、回収チャンバ１１との孔３の近傍には、細胞
が該孔３を通過したことを検出し、信号を制御装置８に
送信するため通過検出器５が設置されている。該通過検
出器５として、本実施例では、フォトダイオードとレー
ザー光線発生装置の組み合わせを用いている。これは、
細胞が通過することによりレーザー光線がさえぎられ、
フォトダイオードに発生する電流変化を検出して、細胞
の通過を確認するものである。

【００２２】しかし、本発明は、細胞を１個づつ選択的
に通すための機能を有する機構であれば、このような弁
でなくてもよい。弁を用いない単離機構の一例を図１４
に示す。図１４に示す細胞融合装置は、それぞれ傾斜軸
の直交する傾斜装置２４、２５を有し、傾斜装置２４
は、傾斜装置２５の上に設置されている。また、該傾斜
装置２４上に設置された融合容器２３とを有する。これ
らの傾斜装置２４、２５の傾斜角度操作することによ
り、融合容器２３は、水平面に対して任意の角度で任意
の方向に傾斜させることができる。上記融合容器２３
は、図示しない、細胞懸濁液溜りと、回収チャンバと、
細胞融合を行う融合チャンバとを有し、細胞融合を行う
ことができる。

【００２３】傾斜装置は、ステッピングモータとステッ
ピングモータの回転を傾斜角度の変位に変換する変位機
構とを有し、該モータにより傾斜角度を変化させること
ができる。該細胞融合装置は、図示しないマイクロコン
ピュータにより該ステッピングモータを制御して、上記
融合容器２３の傾斜角度や傾斜方向を変化させる。上記
融合容器２３を傾けると、融合装置内の水位の変化に伴
い、細胞懸濁液溜りから、細胞懸濁液を融合チャンバに
導いたり、融合チャンバから回収チャンバへ、細胞懸濁
液を移動させたりすることができる。

【００２４】このような、融合装置の傾斜による細胞懸
濁液の移動方法を用いると、細胞が１個だけ上記の孔３
を通過した地点で角度を変化させることにより、弁を用
いなくても、細胞を１個づつ選択的に通すようにするこ
とができる。

【００２５】本実施例１の細胞融合装置は、融合チャン
バに培養液を供給するための培養液流路１３と、培養液
容器１４とを有し、流路１３には、弁１５が設けられて
いる。これにより、培養液容器１４に保持された培養液
は、弁１５を開くと、流路１３を通って融合チャンバに
流れ込むようになっている。

【００２６】融合チャンバ７には、対向する一対の電極
６が備えられており、電極６は、図示しない高周波電源
および直流パルス発生装置に接続されている。一対の電
極６の間隙は、約１ｍｍである。また、本実施例では、
高周波電圧は、周波数５００ＫＨｚ〜１ＭＨｚ、電圧１
０Ｖ／ｍｍとし、直流パルスは、７５Ｖ／ｍｍ、５０μ
秒とした。

【００２７】本実施例の細胞融合装置は、制御装置８を
有しており、該制御装置８は、高周波電圧の波形、直流
パルスの波形、印加タイミングを制御する。また、該制
御装置８は、弁４、１５の開閉も制御する。なお、制御
装置８の構成の一例を図１７に示す。制御装置８は、情
報の処理を行う中央処理装置９と、処理手順などに関す
る情報を保持する記憶装置１０と、信号の入出力を制御
するインターフェース部３６と、ユーザからの指示を受
け付け、処理結果を表示する入出力装置３７とを有す
る。

【００２８】なお、懸濁液チャンバ１には、該チャンバ
１の液面の方が、回収チャンバ１１および廃棄チャンバ
１２の液面より十分高くなるように懸濁液が保持されて
おり、この液面差が懸濁液を移動させる圧力を生み出
す。本実施例では、液面差は約５ｃｍとした。この５ｃ
ｍという値は、０．５Ｐａの圧力を得るために、水頭を
逆算して求めた値である。弁４をすべて開くと、懸濁液
チャンバ１に保持されている細胞懸濁液は、融合チャン
バ７を経て、回収チャンバ１１および廃棄チャンバ１２
に流れ込む。また、本実施例では、融合の様子は、図示
しない顕微鏡等により観察される。

【００２９】細胞融合は、次のようにして行われる。

【００３０】先ず、融合チャンバ７に培養液を入れる。
これは、弁４をすべて閉じ、培養液流路１３の弁１５を
開くことにより行う。必要な量の培養液が融合チャンバ
７に入ったら、弁１５を閉じる。さらに、融合させる細
胞を含む細胞懸濁液を、懸濁液チャンバ１にそれぞれ入
れる。懸濁液は、その液面が融合チャンバ液面より充分
高い位置になるようにチャンバに入れる。なお、細胞通
過検出器５の誤動作をふさぐため、細胞懸濁液は、細胞
以外の固形物を含まないことが望ましい。しかし、細胞
を他の固形物と区別して選択的に検出できる検出器を用
いる場合は、このかぎりでない。

【００３１】次に、融合させる細胞を、２つの懸濁液チ
ャンバ１からそれぞれ１個づつ、融合チャンバ７へ流し
込む。これは、制御装置８により行われる。制御装置８
は、２つの懸濁液チャンバ１の弁４を両方空け、それぞ
れ細胞が１個だけ孔３を通過したことが通過検出器５に
より検出された時点で閉じることにより、融合チャンバ
７へ融合する細胞を導入する。

【００３２】なお、電極６には、あらかじめ高周波電圧
が印加されている。融合チャンバ７に入った２個の細胞
は、電極６に印加された高周波電圧による誘電泳動現象
によって、電極付近で会合する。この会合は、顕微鏡等
で確認することができる。使用者の指示に応じて、制御
装置８は、電極６に直流パルスを印加し、細胞を融合さ
せる。なお、融合の成否についても、顕微鏡等により確
認することができる。

【００３３】融合後、制御装置８は、融合の成否を顕微
鏡等により確認した使用者の指示に応じて、融合チャン
バ７内の懸濁液を回収または廃棄用チャンバ１１、１２
に回収する。

【００３４】融合が成功した場合、培養液流路１３の弁
１５を開き、融合チャンバ７内に培養液を流し込むと同
時に、回収チャンバ１１の弁４とを開く。このようにす
れば、融合細胞を含む融合チャンバ７内の懸濁液は、培
養液に押し流されて、回収チャンバ１１へ回収される。
制御装置８は、回収チャンバ１１の孔３を細胞が通過し
たことを、通過検出器５により検出し、該弁４を閉じ
る。

【００３５】失敗した場合は、培養液流路１３の弁１５
を開き、融合チャンバ７内に培養液を流し込むと同時
に、廃棄チャンバ１２の弁４とを開く。このようにすれ
ば、融合しなかった細胞や細胞片等の不要物を含む融合
チャンバ７内の懸濁液は、培養液に押し流されて、廃棄
チャンバ１２へ回収される。

【００３６】細胞の通過を確認する装置としては、フォ
トダイオードとレーザー光線の組み合わせで、細胞が通
過することによりフォトダイオードに発生する電流変化
を検出して確認する装置などを用いることができる。

【００３７】（実施例２）本発明の細胞融合装置のう
ち、吸引ポンプ１６により細胞を搬送する実施例を図２
に示す。本実施例の細胞融合装置は、実施例１の細胞融
合装置と、次の点で異なっているが、その他の点では実
施例１と同様の構成を有している。。

【００３８】第１に、培養液流路１３に、弁が設けられ
ていない。培養液容器１４の液面は、融合チャンバ７の
液面より約５ｃｍ高くなっており、培養液は、融合チャ
ンバ７の液面が、流路１３の流出口１８の高さに達する
まで供給される。第２に、吸引ポンプ１６が２つ設けら
れており、該ポンプ１６は、吸入管１９を介して、回収
チャンバ１１および廃棄チャンバ１２に連通されてい
る。また、吸入管１９の吸入口１７には、メンブランフ
ィルタが取付けられており、細胞などがポンプ１６に吸
入されないようになっている。制御装置８は、実施例１
で述べられている、弁４の開閉、電極６の制御等の機能
に加え、ポンプ１６の制御をする機能も有する。

【００３９】本実施例においても、実施例１と同様に、
弁を操作することにより、細胞を１個づつ選択的に融合
させ、回収することができる。しかし、実施例１が液面
の高低により細胞を搬送したのに対し、本実施例では、
回収または廃棄チャンバ１１、１２内を、吸引ポンプ１
６により減圧することにより、細胞を搬送する点で、実
施例１と異なっている。

【００４０】（実施例３）本発明の細胞融合装置のう
ち、懸濁液チャンバ１内または培養液容器１４内を加圧
することにより細胞を搬送する実施例を図３に示す。本
実施例の細胞融合装置は、実施例１の細胞融合装置と、
次の点で異なっているが、他の点では実施例１と同様の
構成を有している。

【００４１】本実施例の細胞融合装置は、懸濁液チャン
バ１と培養液容器１４に、加圧機構２０を有する。上記
加圧機構２０は、ピストンを有し、該ピストンは、図示
しない駆動装置にピストン棒を介して連結されている。
また、制御装置８は、実施１で述べられている、弁４の
開閉、電極６の制御等の機能に加え、上記ピストンの駆
動装置の制御をする機能を有する。

【００４２】本実施例においても、実施例１と同様に、
弁を操作することにより、細胞を１個づつ選択的に融合
させ、回収することができる。しかし、実施例１が液面
の高低により細胞を搬送したのに対し、本実施例では、
懸濁液チャンバ１を加圧して、細胞を懸濁液チャンバ１
から融合チャンバ７内に搬送し、培養液容器１４内を加
圧して、融合チャンバ７内の細胞を、回収チャンバ１１
または廃棄チャンバ１２内に回収する。加圧の圧力は、
約０．５Ｐａとした。なお、融合後の細胞は、物理的刺
激に弱いため、融合細胞の回収時には、より穏やかに細
胞を移動させる必要がある。本実施例では、ピストンの
運動を制御装置８により制御することで、細胞の搬送速
度を制御することができるので、融合前と融合後との細
胞の搬送速度を変化させることができる。

【００４３】（実施例４）本発明の細胞融合装置のう
ち、圧力センサ２６を有し、懸濁液チャンバ１内または
培養液容器１４内の圧力の印加を制御する実施例を図４
に示す。本実施例の細胞融合装置は、実施例３の細胞融
合装置と、次の点で異なっているが、他の点では実施例
３と同様の構成を有する。

【００４４】本実施例は、懸濁液チャンバ１と、融合チ
ャンバ７と、回収チャンバ１１と、廃棄チャンバ１２
と、培養液容器１４とに圧力センサ２６を有する。圧力
センサ２６は、液圧を計測し、信号を制御装置８に送
る。加圧機構２０の図示しない駆動装置は、制御装置８
により駆動され、懸濁液チャンバ１内または培養液容器
１４内に圧力を加える。制御装置８は、マイクロコンピ
ュータ等であり、電極６の電圧の制御、弁の開閉の制御
の他に、各圧力センサ２６からのデータに応じて、加圧
機構２０の駆動を制御する機能を有する。

【００４５】本実施例の装置においても、実施例３の装
置と同様に、加圧機構２０により懸濁液チャンバ１内ま
たは培養液容器１４内を加圧し、該液圧差を利用して細
胞を搬送する。しかし、本実施例は、懸濁液チャンバ１
と融合チャンバ７との液圧を圧力センサ２６により検出
し、該液圧の差を制御装置８により一定にできる点で、
実施例３とは異なっている。このようにすれば、融合操
作を繰り返す間に懸濁液量が減少して液面が低下し、圧
力差が減少していくことを防ぐことができる。また、本
実施例によれば、懸濁液チャンバ１から融合チャンバ７
へ、および、融合チャンバ７から回収チャンバ１１また
は廃棄チャンバ１２へ、細胞が搬送される際の移動速度
を液圧に応じて精密に制御できる。

【００４６】（実施例５）本発明の細胞融合装置のう
ち、モニタカメラ２７を有し、融合操作を自動化できる
実施例を図５に示す。本実施例の細胞融合装置は、実施
例４の細胞融合装置と、次の点で異なっているが、他の
点では実施例４と同様の構成を有する。

【００４７】本実施例は、画像入力装置としてモニタカ
メラ２７を有する。また、制御装置８は、画像処理の機
能を有する。モニタカメラ２７の視野は、融合チャンバ
７内に設定されており、モニタカメラ２７は、視野内の
画像データを制御装置８に送る。制御装置８は、実施例
４における機能の他に、画像処理機能を有し、モニタカ
メラ２７から得られた画像データを、パターン認識し、
細胞融合の成否を判断する。

【００４８】すなわち、視野領域内を対象に、ヒストグ
ラムから閾値を設定し、二値化処理により細胞の輪郭を
求める。あるいは、視野領域内の画像データを微分処
理、または、差分処理し、細胞の輪郭を求める。細胞の
輪郭は、融合前の細胞では、ほぼ円形であるのに対し、
融合後の細胞は、２つの円を接続させた形をしている。
なお、融合直後の細胞は、会合した２つの細胞の輪郭で
ある、２つの円を接触させた、瓢形のような形（図２２
（ａ））よりも、２つの細胞が接触している界面が拡が
った形（図２２（ｂ））をしているため、会合した細胞
と融合した細胞とを区別する必要がある場合は、この輪
郭の違いを利用する。上記制御装置８は、この、細胞の
輪郭の形の違いをパターン認識することにより、細胞融
合の成否を判断し、その後の後処理を決定する。該後処
理は、次のように行われる。

【００４９】細胞融合が成功し、融合細胞が得られた場
合、制御装置８は、図２０に示すように、まず、培養液
流路１３の弁１５と、回収チャンバ１１の弁４を開く
（ステップ２００）。また、制御装置８は、圧力センサ
２０により検出された融合チャンバ７内の液圧と培養液
容器１４内の液圧との差に応じて、加圧機構２０を操作
する（ステップ２０１）ことにより、培養液容器１４内
の液圧を上げる。このようにすれば、融合チャンバ７内
の融合細胞は、培養液流路の流出口１８から流れ込む培
養液に押し流され、回収チャンバ１１に流れ込むことに
なる。制御装置８は、細胞が流入したことを検知器５に
より検出した時点で（ステップ２０２）、回収チャンバ
１１の弁４を閉め、さらに、培養液流路１３の弁１５を
閉じる（ステップ２０３）。

【００５０】また、細胞融合に失敗した場合、制御装置
８は、まず、培養液流路１３の弁１５と、廃棄チャンバ
１１の弁４を開く（ステップ２０４）。また、制御装置
８は、圧力センサ２０により検出された融合チャンバ７
内の液圧と培養液容器１４内の液圧との差に応じて、加
圧機構２０を操作する（ステップ２０５）ことにより、
培養液容器１４内の液圧を上げる。このようにすれば、
融合チャンバ７内の融合細胞は、培養液流路の流出口１
８から流れ込む培養液に押し流され、廃棄チャンバ１２
に流れ込むことになる。制御装置８は、一定の時間が経
過すると（ステップ２０６）、廃棄チャンバ１２の弁４
と培養液流路１３の弁１５とを閉める（ステップ２０
７）。

【００５１】本実施例の細胞融合装置の制御装置８の処
理の概略を図１９に示す。先ず、制御装置８は、必要に
応じて、弁１５を開け、培養液容器１４の加圧機構２０
を操作することにより、培養液容器１４から培養液を押
し出して、融合チャンバ７に培養液を入れる（ステップ
１９０）。さらに、制御装置８は、電極６に高周波電圧
を印加する（ステップ１９１）。次に、制御装置８は、
２つの懸濁液チャンバ１の弁４をそれぞれ開け、懸濁液
チャンバ１の加圧機構２０をそれぞれ操作して（ステッ
プ１９２）、懸濁液チャンバ１内の液圧を上げ、細胞を
それぞれの懸濁液チャンバ１から１つだけ融合チャンバ
７内に押し出して、弁４を閉じる（ステップ１９３）。
さらに、制御装置８は、電極６に直流パルスを印加する
（ステップ１９４）。一定時間経過後、制御装置８は、
モニタカメラ２７から得られた画像データをパターン認
識し（ステップ１９５）、細胞融合の成否を判断する
（ステップ１９６）。最後に、制御装置８は、融合の成
否に応じて上記後処理（ステップ１９７または１９８）
を行う。

【００５２】本実施例の細胞融合装置では、上記のよう
に、制御装置８が融合の成否判断を行い、その後の処理
を決定することができるので、さらに連続して、細胞融
合を行うことができる。すなわち、以上の処理を、使用
者からの終了指示があるまで繰り返して行う（ステップ
１９９）ことにより、本実施例の装置では、連続して１
対１の細胞融合を行うことができることになる。

【００５３】また、電極６に直流パルスを印加する前
（ステップ１９３と１９４との間）に、上記画像処理に
より細胞の輪郭を判断すれば、まだ２つの細胞が接触し
ていないのに直流パルスを印加することを回避できる。
さらに、細胞が器壁に付着している場合や、融合前に既
に細胞が損傷を受けている場合など、融合に適さない場
合に、融合操作を行わず、直接廃棄チャンバ１２に廃棄
して、むだな融合操作を回避することができる。

【００５４】（実施例６）つぎに、細胞単離機構に単離
チャンバ２９を用いる細胞搬送機構の一例を図６に示
す。本実施例の細胞搬送機構によれば、余分な培養液を
懸濁液チャンバ１に戻し、最小限の培養液のみを細胞と
共に融合チャンバ７へ導入することができる。なお、本
実施例では、懸濁液チャンバ１から融合チャンバ７への
細胞の搬送を行っているが、融合チャンバ７と、回収チ
ャンバ１１または廃棄チャンバ１２との間に本実施例の
細胞搬送機構を設ければ、回収または廃棄のための搬送
を行うこともできる。

【００５５】本実施例では、懸濁液チャンバ１から融合
チャンバ７への細胞搬送機構以外の、融合チャンバ７内
で細胞を融合させ、回収チャンバ１１または廃棄チャン
バ１２に搬送する機構については、実施例１〜５に記載
されている、いずれの構成によって実現されてもよい。
また、他の機構により実現されてもよい。

【００５６】本実施例の細胞搬送機構は、単離チャンバ
２９とポンプ２８とを有する。単離チャンバ２９は、流
路３０を介して懸濁液チャンバ１に連通しており、流路
３０の懸濁液チャンバ１への開口部には、駆動装置２を
有する弁４ａが設置されている。さらに、流路３０に
は、細胞の通過を検出する検出器５が備えられている。
また、単離チャンバ２９は、懸濁液チャンバ１に、流路
３１でも連通している。流路３１の単離チャンバ２９側
の開口部には、駆動装置２を有する弁４ｂが設置されて
おり、該流路３１の途中にはポンプ２８が備えられてい
る。単離チャンバ２９は、流路３２を介して融合チャン
バ７に連通しており、流路３２には、駆動装置２を有す
る弁４ｃが設置されている。また、単離チャンバ２９
は、流路１３を介して培養液容器１４とも連通してい
る。流路１３の単離チャンバ２９側の開口部には、駆動
装置２を有する弁４ｄが設置されている。培養液容器１
４の液面は、単離チャンバ２９の液面より高くなってお
り、弁４ｄを開くと、培養液容器１４から培養液が単離
チャンバ２９に流れ込むようになっている。

【００５７】すなわち、細胞懸濁液を循環させる循環系
流路として、本実施例の細胞搬送機構は、流路３０、単
離チャンバ２９、流路３１、ポンプ２８を経て再び懸濁
液チャンバ１へ戻る流路を備える。また、細胞を融合チ
ャンバ７へ流し込む搬送系流路として、流路１３、単離
チャンバ２９、流路３２を備える。単離チャンバ２９
は、循環系流路と搬送系流路で共有されている。本実施
例の細胞搬送機構は、各弁４ａ〜４ｄと、ポンプ２８と
の動作を制御することにより、細胞を１個だけ単離チャ
ンバ２９に保持し、該単離チャンバ２９の連通する流路
を循環系流路から搬送系流路に切り換えることで、単独
の細胞を搬送するものである。

【００５８】本実施例の細胞融合装置は、制御装置８を
有し、該制御装置８は、検出器５からの信号を受け、各
弁４ａ〜４ｄと、ポンプ２８との動作を制御することが
できる。なお、図６には、懸濁液チャンバ１が１つの場
合の例が示されているが、懸濁液チャンバ１は、融合を
行う細胞の種類の数に応じて用意される。また、用意さ
れた全ての懸濁液チャンバ１に対して本実施例の細胞搬
送機構が備えられていてもよく、一部の懸濁液チャンバ
１に対して備えられていてもよい。

【００５９】本実施例の細胞搬送機構では、つぎのよう
にして細胞が搬送される。制御装置８の処理の流れを図
１８に示す。なお、あらかじめ、懸濁液チャンバ１に
は、各弁４ａ〜４ｄを全て閉じた状態で、細胞懸濁液が
入れられている。

【００６０】先ず、制御装置８は、弁４ａおよび弁４ｂ
を開き、ポンプ２８を駆動する（ステップ１８１）。ポ
ンプ２８は培養液を単離チャンバ２９から懸濁液チャン
バ１へ送る働きを有する。これにより、懸濁液チャンバ
１に保持されている懸濁液の一部が流出し、流路３０、
単離チャンバ２９、流路３１、ポンプ２８を経て再び懸
濁液チャンバ１へ戻り、循環するようになる。なお、懸
濁液は、細胞が１個ずつばらばらに流路３０を通過する
よう、十分希薄に調製されている。

【００６１】制御装置８は、循環している液体に細胞が
含まれていない場合は、そのまま循環を続けるが、検出
器５により細胞の通過が検出されると、弁４ａと４ｂと
を閉じ、ポンプ２８を停止する（ステップ１８２）。こ
れにより、細胞が１個だけ単離チャンバ２９に閉じ込め
られる。つぎに、制御装置８は、弁４ｃと４ｄとを開け
る（ステップ１８３）。このようにすれば、単離チャン
バ２９内の細胞は、培養液容器１４から流入した培養液
により、流路３２を経て融合チャンバ７へ押し流される
ことになる。以上の操作により、細胞を１個だけ懸濁液
チャンバ１１から融合チャンバ７へ搬送することができ
る。

【００６２】すなわち、本実施例では、単離チャンバ２
９は単離した細胞を保持する機能を有し、該単離チャン
バ２９を介する流路を、弁４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの操
作により切り換えることで、細胞を単離し、単離した細
胞を融合チャンバ７へ搬送することができる。

【００６３】なお、あらかじめ、単離チャンバ２９に細
胞を単離して入れておけば、細胞懸濁液が非常に希薄で
あっても、細胞を融合チャンバ７へ入れる必要が生じた
とき、すぐに供給することができる。これにより、細胞
融合操作と並行して、上記の細胞単離操作を行えば、処
理時間を短縮できる。

【００６４】（実施例７）実施例６の細胞搬送機構に、
単離チャンバ２９内に細胞が存在することを確認する手
段を付加した実施例の細胞搬送機構を図７に示す。

【００６５】本実施例の細胞搬送機構は、単離チャンバ
２９内を視野とし、視野内の画像データを制御装置に送
る機能を有するモニタカメラ２７を備え、制御装置８
は、実施例６における機能に加え、モニタカメラ２７か
ら受け取った画像データを、パターン認識し、単離チャ
ンバ２９内の細胞を確認する機能を有している。

【００６６】本実施例は、実施例６と同様の方法により
細胞を搬送する。しかし、本実施例では、細胞が流路３
０を通過したことを検出器５が検出し、弁４ａと４ｂと
を閉じられたのち、制御装置８は、モニタカメラ２７か
ら融合チャンバ７内の画像データを受け、画像処理を行
い、細胞の存在とその数を確認してから、該細胞を融合
チャンバ７へ流し込むする点で、実施例６と異なってい
る。。

【００６７】画像処理は、図２１に示すように行われ
る。すなわち、視野領域内を対象に、ヒストグラムから
閾値を設定し、二値化処理により物体の輪郭を求める
（ステップ２１０）。なお、視野領域内の画像データを
微分処理、または、差分処理し、物体の輪郭を求めるこ
ともできる。細胞の輪郭はほぼ円形なので、視野内の物
体の輪郭をパターン認識することにより、細胞の存在お
よびその数を判断することができる。制御装置８は、該
判断を行った後、該細胞を融合チャンバ７へ搬送する
か、懸濁液チャンバ１へ戻すかを決定する。

【００６８】視野内に物体が確認されなかった場合（ス
テップ２１１）は、弁４ｂを閉じる前に細胞が流路３１
へ流出してしまったと考えられる。この場合、制御装置
８は、弁４ａと４ｂとを再度開き、ポンプ２８の駆動を
再開して、細胞の通過が検出器５により再度検出される
まで、懸濁液の循環を続ける。

【００６９】視野内に、円形以外の物体が確認された場
合（ステップ２１２）は、２個以上の細胞が癒着してい
るか、重なりあっている、あるいは、既に損傷を受けて
いるものと考えられる。また、円形の物体が２個以上確
認された場合（ステップ２１３）も、２個以上の細胞が
単離チャンバ２９内に入ってしまったものと考えられ
る。これらの場合も、やはり上記の場合と同様に、制御
装置８は弁４ａと４ｂとを開き、ポンプ２８を駆動さ
せ、検出された細胞を懸濁液チャンバ１へ戻し、再び懸
濁液を循環させる。

【００７０】視野内に円形の物体が１個確認された場合
は、制御装置８は、弁４ｃと４ｄとを開き（ステップ１
８３）、単離チャンバ２９内に１個のみ存在している細
胞を融合チャンバ７へ流し込む。

【００７１】本実施例によれば、細胞を確実に１個だけ
融合チャンバへ搬送することができる。また、上記画像
処理により細胞の輪郭を判断すれば、融合前に既に細胞
が損傷を受けている場合など、融合に適さない場合に、
融合操作を行わず、直接廃棄チャンバ１２に廃棄して、
むだな融合操作を回避することができる。

【００７２】（実施例８）実施例７の細胞搬送機構を用
いた細胞融合装置を図８に示す。本実施例の細胞融合装
置は、２つの懸濁液チャンバ１を有し、該懸濁液チャン
バ１それぞれと融合チャンバ７との間に、実施例７と同
様の細胞搬送機構を備えている。

【００７３】本実施例のモニタカメラ２７は、図示しな
い駆動装置を有し、該駆動装置によりモニタカメラ２７
を移動させることで、視野を変化させることができ、融
合チャンバ７内と２つの単離チャンバ２９内とをそれぞ
れ視野に納めることができる。

【００７４】本実施例の制御装置８は、実施例５の制御
装置８と同様の、融合チャンバ７内の画像を処理するこ
とにより細胞融合の成否を判断する機能と、実施例７の
制御装置８と同様の、単離チャンバ２９内の画像を処理
することにより細胞の数を判断する機能とを合わせ持
つ。

【００７５】本実施例によれば、各懸濁液チャンバ１内
に保持された細胞を、確実に１個ずつ融合させることが
でき、かつ、連続して複数回融合を行い、融合した細胞
のみを、回収チャンバ１１に回収することができる。

【００７６】（実施例９）次に、流路切り換え機構を用
いた細胞搬送機構の例を、図９に示す。本実施例の細胞
搬送機構も、実施例６の細胞搬送機構と同様に、余分な
培養液を懸濁液チャンバ１に戻し、最小限の培養液のみ
を細胞と共に融合チャンバ７へ導入することができる。
本実施例の細胞搬送機構は、回動可能な、内部に流路を
有する円盤を、流路切り換え機構として用い、単離チャ
ンバ２９として、上記円盤内流路３４を用いている。

【００７７】本実施例の流路切り換え機構は、流路３４
を有する回動可能な円盤３３と、図示しない駆動装置を
有し、該駆動装置は、円盤３３を回動させる。制御装置
８は、上記駆動装置による回動を制御する機能を有す
る。本実施例では、流路３０と流路３１とのなす角度
は、流路１３と流路３２とのなす角度と等しくなってお
り、また、流路３０と流路３２とのなす角は１８０°で
ある。このため、本実施例の流路切り換え用円盤は、１
８０°回動させることにより、流路３０と流路３１とを
連通させていた状態（図９（ａ）に図示）と、流路１３
と流路３２とを連通させる状態（図９（ｂ）に図示）と
をとりうる。なお、流路１３と流路３２は、それぞれ、
培養液容器１４と、融合チャンバ７とに連通している。

【００７８】本実施例の細胞搬送機構では、細胞は、次
のようにして懸濁液チャンバ１から融合チャンバ７へ搬
送される。

【００７９】先ず、制御装置８は、あらかじめ図９
（ａ）に示すように流路３０と流路３１とを流路３４を
介して連通させておき、ポンプ２８を駆動させる。これ
により、懸濁液は、懸濁液チャンバ１から、流路３０、
３４、３２、ポンプ２８を経て再び懸濁液チャンバ１に
戻る。このように、懸濁液を循環させておき、検出器５
により細胞が通過したことが検出されると、制御装置８
は、ポンプ２８を停止させ、円盤３３を１８０°回動さ
せる。これにより、図９（ｂ）に示すように流路１３と
流路３２が流路３４を介して連通し、流路１３から流入
する培養液により、流路３４内の細胞は、流路３２を介
して融合チャンバ７へ流れ込むことになる。なお、培養
液を流す機構は、実施例１のような液面の高低差によっ
てもよいし、実施例２のような減圧機構によってもよ
く、また、実施例３のような加圧機構によってもよい。

【００８０】このようにすれば、実施例６の細胞搬送機
構より少ない培養液で、細胞を融合チャンバ７へ送りこ
むことができる。

【００８１】（実施例１０）実施例９では、４方向に流
出入口を有する弁１つによる流路切り換え機構を備える
細胞搬送機構に付いて説明したが、本実施例では、３方
向に流出入口を有する円盤３３による流路切り換え機構
を備える細胞搬送機構について、図１０を用いて説明す
る。

【００８２】本実施例の細胞搬送機構は、２つの流路切
り換え用円盤３３ａと３３ｂとを備え、該円盤３３ａと
３３ｂとの間に流路３５を有する。また、円盤３３ａと
３３ｂとは、それぞれ流路３４ａと３４ｂとを有し、３
方向の３つの流出入口の内、２つを連通する。また、円
盤３３ａと３３ｂとは、それぞれ、回動のための図示し
ない駆動装置を有し、該駆動装置は、制御装置８により
制御される。円盤３３ａの３つの流出入口は、それぞ
れ、懸濁液チャンバ１と連通する流路３０、融合チャン
バ７と連通する流路３２、円盤３３ｂと連通する流路３
５に通じており、円盤３３ａを回動することにより、こ
れら３つの流路３０、３２、３５のうち、いずれか２つ
を連通することができる。また、円盤３３ｂの３つの流
出入口は、それぞれ、培養液容器１４と連通する流路１
３、懸濁液チャンバ１と、ポンプ２８を介して連通する
流路３１、円盤３３ａと連通する流路３５に通じてお
り、円盤３３ｂを回動することにより、これら３つの流
路１５、３１、３５のうち、いずれか２つを連通するこ
とができる。

【００８３】本実施例の細胞搬送機構は、次のようにし
て細胞を搬送することができる。まず、制御装置は、図
１０の（ａ）に示すように、円盤３３ａと３３ｂとを操
作して、流路３０、３４ａ、３５、３４ｂ、３１を連通
させ、懸濁液を循環させる。検出器５が細胞の通過を検
知すると、制御装置は、円盤３３ａと３３ｂとを回動さ
せ、図１０（ｂ）に示すように、流路３２、３４ａ、３
５、３４ｂ、１３を連通させる。このようにすれば、流
路１３から流れ込む培養液により、流路３４ａ、３５、
または３４ｂ内に存在する細胞を流路３２を介して融合
チャンバ７へ流し込むことができる。

【００８４】なお、本実施例において、培養液容器１４
から流路１３を介して培養液を流し込む手段は、いずれ
の手段を採ってもよい。また、培養液容器１４に連通し
ている弁３４ｂと、融合チャンバ７に連通している弁３
４ａとの並び方は、本実施例の逆であってもよい。すな
わち、培養液容器１４に連通している弁３４ｂの方が細
胞通過検出器５に近くてもよい。

【００８５】（実施例１１）次に、細胞融合処理を並列
的に行う細胞融合装置の実施例に付いて、図１１と図１
６とを用いて説明する。本実施例は、複数のチャンバ部
（図１６に図示）を有し、該チャンバ部により連続的に
細胞融合を行うことができる。

【００８６】上記チャンバ部は、２つの懸濁液チャンバ
１と、融合チャンバ７とを有する。融合チャンバ７には
電極６を備え、細胞を融合させることができる。また、
融合チャンバ７は、回収チャンバ１１と、廃棄チャンバ
１２との連通をそれぞれ制御するための２つの弁４を有
する。

【００８７】融合チャンバ７と各懸濁液チャンバ１との
間には、単離チャンバ２９を備え、懸濁液チャンバ１と
単離チャンバ２９との間の流路（図６の流路３０に該当
する）には、弁４ａを有している。さらに、単離チャン
バ２９は弁４ｂと弁４ｅとを有する。弁４ｂは懸濁液チ
ャンバ１とをポンプ２８を介して連通させる流路３１と
の流入口に設置されている。また、弁４ｅは、融合チャ
ンバ７への流路３２への懸濁液の流出と、培養液容器１
４に連通する流路１３からの培養液の流出を同時に制御
する。すなわち、弁４ｅは、実施例６（図６に図示）の
弁４ｃと４ｄとの役割を同時に果たす。

【００８８】上記チャンバ部（図１６）による細胞融合
の手順は、実施例８とほぼ同様である。すなわち、制御
装置８は、あらかじめ弁４ａと弁４ｂとを開いておき、
単離チャンバ２９、流路３１、懸濁液チャンバ１を連通
させて、懸濁液チャンバ１内の懸濁液をポンプ２８によ
って循環させる。細胞通過検出器５により細胞の通過が
検出されると、制御装置８は、弁４ａと４ｂとを閉じ、
モニタカメラ２７を介して得られる単離チャンバ２９内
の画像データをもとに、細胞が１個かどうか判断する。
細胞が存在しないか、複数の場合は、再び弁４ａと４ｂ
とを開き、懸濁液の循環を再開する。細胞が１個の場
合、制御装置８は、弁４ｅを開く。培養液容器１４は、
加圧機構２０により、常に加圧されている。このため、
弁４ｅを開くと、流路１３を経て培養液が単離チャンバ
２９に流れ込み、内部の細胞を流路３２を経て融合チャ
ンバ７へ押し流す。

【００８９】制御装置８は、一定時間経過後、弁４ｅを
閉じ、培養液の流れを止め、電極６に電圧を印加して、
細胞を融合させる。制御装置８は、モニタカメラ２７か
ら送られた画像データをもとに、融合の成否を判断し、
判断結果に応じて、回収チャンバ１１または廃棄チャン
バ１２のいずれかに通じる流路の弁４を開く。また、制
御装置８は、弁４ｅも開き、培養液により融合チャンバ
７の内容物を回収チャンバ１１または廃棄チャンバ１２
に押し流す。

【００９０】本実施例の細胞融合装置（図１１に図示）
は、上記のようにして細胞融合処理を行うチャンバ部
（図１６に図示）を複数備え、各チャンバ部の懸濁液チ
ャンバ１は、保持する細胞の種類ごとに流路３１で接続
されている。また、各チャンバ部の融合チャンバ７は、
それぞれ１本の流路により、それぞれ単一の回収チャン
バ１１および廃棄チャンバ１２に接続されている。これ
により、融合されたすべての融合細胞は、同一の回収チ
ャンバに集められ、融合に失敗したものは、すべて同一
の廃棄チャンバに集められることになる。

【００９１】本実施例の細胞融合装置の制御装置は、各
チャンバ部においてそれぞれ上記の細胞融合処理を連続
して行わせる機能を有する。なお、本実施例では、１台
のモニタカメラ２７を、図示しない駆動装置により動か
すことで、全てのチャンバ部についての画像データを得
ているが、チャンバ部ごとにモニタカメラ２７を備えて
もよい。このようにすれば、モニタカメラ２７の移動に
要する時間を省略することができる。さらに、融合チャ
ンバ７および単離チャンバ２９毎にモニタカメラ２７を
用意してもよい。

【００９２】本実施例によれば、効率よく、多量の融合
細胞を得ることができる。

【００９３】（実施例１２）本発明の細胞融合装置に、
電歪素子や磁歪素子などにより振動を発生する振動子を
備えさせることもできる。上記振動子を用いて、細胞融
合装置全体に微小振動を与えると、チャンバや流路の内
壁も振動することになるので、細胞が内壁に付着するこ
とを防ぐことができる。ゆえに、本実施例によれば、器
壁に細胞が付着することなく、効率よく細胞融合を行う
ことができる。

【００９４】以上説明してきたように、上記に列挙した
実施例によれば、以下の効果が得られる。上記各実施例
によれば、懸濁液チャンバ１に保持された懸濁液中の細
胞を確実に一つずつ取り出し、融合に供することができ
る。また、融合チャンバ７内の画像データの画像処理に
より、取り出した細胞が融合に望ましいものかどうかを
判断し、適していれば融合に供し、そうでなければ、融
合操作を行わずに廃棄チャンバ１２に廃棄し、次の細胞
を取り出して融合手順を実行することができる。また、
画像処理を利用することにより、融合操作の自動化を図
ることができる。さらに、圧力センサ２６により検出さ
れた各チャンバ内の液圧に応じて加圧または減圧の操作
を制御することにより、細胞移動の速さを調節でき、細
胞が破壊されることを防ぐことができる。さらに、単離
チャンバ２９により、融合に望ましい細胞を、確実に１
個だけ融合に供する事ができる。また、融合操作と並行
してあらかじめ単離チャンバ内に細胞を用意しておくこ
とができるため、融合操作をスピードアップすることが
できる。また、融合装置に振動子を取り付けることによ
り、細胞が装置内壁に付着してしまうのを防ぐことがで
きる。

【００９５】

【発明の効果】本発明の細胞搬送機構によれば、光トラ
ッピングを用いずに、融合に供する細胞を単離し、搬送
することができる。また、本発明の細胞融合装置によれ
ば、該細胞搬送機構を用い、選択的な細胞融合を行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】液面の高低差により細胞を搬送する細胞融合
装置の説明図。

【図２】回収チャンバ内または廃棄チャンバ内を減圧
することにより細胞を搬送する細胞融合装置の説明図。

【図３】懸濁液チャンバ内または培養液容器内を加圧
することにより細胞を搬送する細胞融合装置の説明図。

【図４】各チャンバ内の圧力を検出し、該圧力に応じ
て加圧機構の駆動を制御する細胞融合装置の説明図。

【図５】画像処理により細胞融合の成否を判断し、判
断結果に応じて後処理を決定する細胞融合装置の説明
図。

【図６】単離チャンバを用いた細胞搬送機構の説明
図。

【図７】画像処理により、単離チャンバ内の細胞の存
在と個数とを確認する細胞搬送機構の説明図。

【図８】単離チャンバを有する細胞融合装置の説明
図。

【図９】流路切り換え機構を用いた細胞搬送機構の説
明図。

【図１０】流路切り換え機構に流路切り換え用円盤２
つを用いた細胞搬送機構の説明図。

【図１１】複数の細胞融合処理を並列に行う細胞融合
装置の説明図。

【図１２】積層型電歪素子を利用した弁の構造図。

【図１３】バイモルフ型電歪素子を利用した弁の構造
図。

【図１４】傾斜装置による細胞搬送機構を有する細胞
融合装置の説明図。

【図１５】従来技術による細胞融合装置の説明図。

【図１６】複数の細胞融合処理を並列に行う細胞融合
装置のチャンバ部の拡大図。

【図１７】制御装置の構成図。

【図１８】単離チャンバを用いた細胞搬送機構の制御
装置における、制御処理の流れ図。

【図１９】画像処理により細胞融合を自動化する際
の、制御装置の制御処理の流れ図。

【図２０】融合の成否に応じた後処理の流れ図。

【図２１】画像処理により融合に供する細胞を選択す
る際の、制御装置の制御処理の流れ図。

【図２２】会合した細胞の輪郭と、融合した細胞の輪
郭を示す説明図。

【符号の説明】

１：懸濁液チャンバ、２：弁の駆動装置、３：チャンバ
の孔、４：弁、５：細胞通過検出器、６：電極、７：融
合チャンバ、８：制御装置、９：中央処理装置、１０：
記憶装置、１１：回収チャンバ、１２：廃棄チャンバ、
１３：培養液流路、１４：培養液容器、１５：培養液流
路の弁、１６：吸引ポンプ、１７：吸入管の吸入口、１
８：培養液流路の流出口、１９：吸入管、２０：加圧機
構、２１：流路、２２：電歪素子、２３：融合容器、２
４、２５：傾斜装置、２６：圧力センサ、２７：モニタ
カメラ、２８：ポンプ、２９：単離チャンバ、３０、３
１、３２：流路、３３：流路切り換え用円盤、３４：円
盤内流路、３５：円盤間流路、３６：インタフェース
部、３７：入出力装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】細胞を懸濁させた細胞懸濁液を保持するた
めの、少なくとも１つの懸濁液チャンバと、該懸濁液チ
ャンバに連通した流路とを有し、細胞を搬送するための
細胞搬送機構において、上記細胞懸濁液中の細胞を１個ずつ分離して流路に誘導
する単離機構と、液圧差により液を流動させる流動機構とを有し、細胞を１個ずつ搬送する細胞搬送機構。
【請求項２】請求項１において、前記流動機構は、懸濁液チャンバ内に圧力を印加する機
構を有することを特徴とする細胞搬送機構。
【請求項３】請求項２において、液圧を測定する圧力センサを有し、前記流動機構は、上記圧力センサにより測定された液圧
に応じて、印加する圧力を調整することを特徴とする細
胞搬送機構。
【請求項４】請求項１において、前記流動機構は、懸濁液チャンバと流路との液面の高低
差により液を流動させる機構であることを特徴とする細
胞搬送機構。
【請求項５】請求項４において、前記単離機構は、流路を傾斜させて液の流動を制御する
傾斜機構を有することを特徴とする細胞搬送機構。
【請求項６】請求項１において、前記単離機構は、弁を有し、弁の開閉により細胞を単離
することを特徴とする細胞搬送機構。
【請求項７】請求項６において、前記単離機構は、細胞の通過を検出して信号を送信する
検出器を有し、上記検出器の送信する信号に応じて弁を開閉することを
特徴とする細胞搬送機構。
【請求項８】請求項１において、前記単離機構は、前記細胞懸濁液を循環させる循環系流路と、上記流路の一部を成す単離チャンバと、上記単離チャンバを共有する搬送系流路と、流路切り換え機構とを有し、上記流路切り換え機構により、細胞の搬送される流路
を、循環系流路から搬送系流路へ切り換えることで、細
胞を単離することを特徴とする細胞搬送機構。
【請求項９】融合に供するための細胞懸濁液を保持する
少なくとも１つの懸濁液チャンバと、細胞を融合させる
ための融合チャンバと、融合した細胞を回収するための
回収チャンバと、細胞を接触させ、かつ、融合させるた
めの電極とを有し、細胞を融合させる細胞融合装置にお
いて、請求項１に記載の細胞搬送機構を有することを特徴とす
る細胞融合装置。
【請求項１０】請求項９において、制御装置と画像入力装置とを有し、上記制御装置は、上記画像入力装置を介して得られる画像データを解析
し、細胞の輪郭に基づいて判断を下す機能を有し、上記判断に応じてあらかじめ定められた手順を実行する
ことを特徴とする細胞融合装置。
【請求項１１】請求項１０において、前記制御装置の判断は、融合の成否の判断であることを
特徴とする細胞融合装置。
【請求項１２】請求項１０において、前記制御装置の判断は、細胞が融合に適しているかどう
かの判断であることを特徴とする細胞融合装置。
【請求項１３】請求項１０、１１または１２において、上記制御装置は、前記細胞搬送機構および前記電極を制御する機能と、細胞融合処理を連続して繰返し実行する機能とを有し、上記細胞融合処理は、細胞を搬送する処理と、細胞を融合させる処理と、融合
した細胞を回収する処理と、融合に失敗した細胞を前記
融合チャンバから除去する処理とを含むことを特徴とす
る細胞融合装置。
【請求項１４】請求項９において、振動を発生する振動子をチャンバおよび／または流路の
内壁を振動させる位置に備え、上記振動子の発生する振動により、上記内壁に細胞が付
着することを防ぐ細胞融合装置。